2024人教版新教材高中化学选择性必修2同步练习--第1课时 共价键（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024人教版新教材高中化学选择性必修2同步练习--第1课时 共价键（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 327.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-08 10:30:31 | ||
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文档简介
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2024人教版新教材高中化学选择性必修2
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
基础过关练
题组一 共价键的形成与特征
1.(2020山东淄博期中)下列不属于共价键成键因素的是( )
A.形成共用电子对
B.成键原子的原子轨道在空间重叠
C.成键后体系能量降低,趋于稳定
D.两原子核体积大小要适中
2.(2021辽宁沈阳城郊联合体期中)下列说法正确的是( )
A.所有的原子轨道都具有一定的伸展方向,因此所有的共价键都具有方向性
B.某原子跟其他原子形成共价键时,其共价键数一定等于该元素原子的价层电子数
C.基态C原子有两个未成对电子,所以最多能形成2个共价键
D.1个N原子最多能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的
3.下列说法正确的是( )
A.若把H2S分子写成H3S,违背了共价键的饱和性
B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性
C.所有共价键都有方向性
D.两个原子轨道发生重叠后,电子仅存在于两核之间
题组二 σ键和π键
4.(2022广东东莞光明中学月考)下列物质中,既含σ键又含π键的化合物是( )
A.N2 B.CO2 C.C2H6O D.H2O2
5.(2021北京西城期中)下列关于σ键和π键的说法中,不正确的是( )
A.σ键由原子轨道“头碰头”重叠形成
B.N2分子中的π键为p-p π键,π键不能绕键轴旋转
C.HCl分子中的σ键为s-s σ键
D.p轨道和p轨道之间既能形成π键,又能形成σ键
6.下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是( )
A B C D
H2 HCl Cl2 ClF
两个氢原子的s轨道重叠 氢原子的s轨道和氯原子的p轨道重叠 一个氯原子的s轨道和另一个氯原子的p轨道重叠 氯原子的p轨道和氟原子的p轨道重叠
7.有以下物质:
①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨。
(1)只有σ键的是 (填序号,下同);既有σ键又有π键的是 。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 。
能力提升练
题组一 共价键的综合考查
1.下列说法正确的是( )
A.1 mol Cn分子中含有(3n+1)mol共价键
B.Na2O2和Na2O固体中阳离子与阴离子的数目比相同,化学键类型也完全相同
C.只含有非金属元素的化合物中只有共价键
D.电负性之差小于1.7的两种元素的原子间一定形成共价键
2.(2021河北唐山曹妃甸一中月考)某物质可溶于水、乙醇,熔点为209.5 ℃,其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该分子中含有极性共价键
B.该分子中σ键和π键的个数比为3∶1
C.该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的为C、N
D.该分子中的共价键按原子轨道重叠方式分为3种
题组二 σ键和π键的判断与比较
3.甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为HCHO+O2 H2O+CO2。下列有关叙述正确的是( )
A.CO2和O2分子中均同时存在p-p σ键和p-p π键
B.HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2∶1
C.O2分子形成时2p轨道的其中一种重叠方式是
D.CO2分子中σ键和π键的电子云的对称性相同
4.石灰氮(CaCN2)是一种氮肥,与土壤中的H2O反应生成氰胺(),氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是( )
A.H2O的电子式为
B.1个分子中含3个σ键
C.分子中σ键与π键的个数之比为2∶1
D.已知CO(NH2)2中含有CO键,1个CO(NH2)2分子中含有2个π键
5.(2021四川成都期中)下列说法错误的是( )
A.s-s σ键与p-p σ键的电子云图像都呈轴对称
B.s轨道与s轨道不能形成π键,p轨道与p轨道能形成π键
C.乙烯与乙烷化学性质不同,主要是因为乙烯中的π键不如σ键牢固
D.1个1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)分子中含有7个σ键、2个π键
6.(2021江苏扬州中学期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是( )
A.结构相似,1 mol 中含有的π键数目为2NA
B.CO与N2结构相似,CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C.CN-与N2结构相似,CH2CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l) 3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键数目为6NA
答案全解全析
基础过关练
1.D 共价键的成因是当成键原子相互靠近时,原子轨道发生重叠,自旋状态相反的未成对电子形成共用电子对,两原子核间的电子云密度增大,体系的能量降低。
特别提醒
(1)s轨道与s轨道形成σ键时,电子并不是只在两核间运动,只是在两核间出现的概率增大。
(2)形成共价键的两种元素电负性差值较小,一般电负性差值小于1.7。如H(2.1)与Cl(3.0),电负性差值为0.9,二者形成共价键。
(3)形成共价键时,成键的两个原子的原子核都吸引共用电子对,使之处于平衡状态,体系能量降低。
2.D 两个s轨道形成的共价键没有方向性,A项错误;原子形成共价键时,价层电子不一定都形成共价键,B项错误;基态C原子最多能形成4个共价键,C项错误。
3.A S原子有两个未成对电子,根据共价键的饱和性,形成的氢化物为H2S,A项正确;H2O能结合1个H+形成H3O+,不能说明共价键不具有饱和性,B项错误;H2分子中的H—H键没有方向性,C项错误;两个原子轨道发生重叠后,电子只是在两核之间出现的概率大,D项错误。
4.B N2是单质,C2H6O和H2O2中都不存在π键,1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键,故选B。
5.C σ键为s或p轨道“头碰头”重叠形成,故A正确;氮气的结构式为,分子中含有1个σ键和2个π键,π键为p-p π键,π键不能绕键轴旋转,故B正确;HCl分子中Cl的3p轨道与H的1s轨道以“头碰头”方式重叠形成s-p σ键,故C错误;p轨道和p轨道“头碰头”重叠形成σ键、“肩并肩”重叠形成π键,所以p轨道和p轨道既能形成σ键又能形成π键,故D正确。
6.C A项,H2分子中σ键重叠方式是两个氢原子的1s轨道重叠,正确;B项,HCl分子中σ键重叠方式是氢原子的1s轨道和氯原子的3p轨道重叠,正确;C项,Cl2分子中σ键重叠方式是两个氯原子的3p轨道重叠,错误;D项,ClF分子中σ键重叠方式是氯原子的3p轨道和氟原子的2p轨道重叠,正确。
7.答案 (1)①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ (2)⑦
(3)①③⑤⑥⑧⑨ (4)②④⑤⑥⑧⑨
解析 (1)单键为σ键,双键或三键才含有π键,故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧;既有σ键又有π键的是④⑤⑨。(2)H原子只有s轨道,题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的有①③⑤⑥⑧⑨。(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键,说明构成这种σ键的原子中一定没有H原子,故正确答案为②④⑤⑥⑧⑨。
能力提升练
1.A 烷烃分子中只有C—C键和C—H键,1个Cn分子中含有(n-1)个C—C键和(2n+2)个C—H键,因此1 mol CnH2n+2分子中含有(3n+1)mol共价键,A正确;Na2O2中Na+与、Na2O中Na+与O2-数目之比均为2∶1,但Na2O2中有共价键而Na2O中无共价键,B错误;NH4Cl等铵盐中有离子键,C错误;电负性之差小于1.7的Na与H、K与H之间均形成离子键,D错误。
2.D 一般,不同原子间的共价键为极性共价键,该分子中含有极性共价键,故A正确;单键为σ键,每个双键含有1个σ键和1个π键,每个三键含有1个σ键和2个π键,则该分子中σ键和π键的个数比为9∶3=3∶1,故B正确;该物质分子中C和N都达到8电子稳定结构,H达到2电子稳定结构,故C正确;该分子中的共价键按原子轨道重叠方式分为2种,“头碰头”重叠形成σ键,“肩并肩”重叠形成π键,故D错误。
3.A C原子和O原子均以2p轨道成键,且CO2和O2分子中均存在双键,因此同时存在p-p σ键和p-p π键,A项正确;1个HCHO分子中含两个C—H键和一个CO键,单键全是σ键,双键含一个σ键和一个π键,所以HCHO分子中σ键和π键的数目之比应为3∶1,B项错误;O2分子中含OO键,包含一个p-p σ键和一个p-p π键,重叠方式分别为“头碰头”和“肩并肩”,没有互相垂直的重叠方式,C项错误;σ键的电子云呈轴对称,π键的电子云呈镜面对称,D项错误。
4.C H2O是共价化合物,电子式为H×·×·H,A错误;单键都是σ键,三键中含有1个σ键,则1个分子中含4个σ键,B错误;1个分子中含4个σ键,2个π键,故σ键与π键的个数之比为2∶1,C正确;1个CO(NH2)2分子中只有1个双键,其余为单键,故1个CO(NH2)2分子中含有1个π键,D错误。
5.D σ键是原子轨道通过“头碰头”方式重叠形成的,s-s σ键与p-p σ键的电子云图像都呈轴对称,A正确;s轨道为球形,只能形成σ键,p轨道为哑铃形,既能形成σ键也能形成π键,B正确;乙烯中的π键不如σ键牢固,π键容易断裂,所以乙烯比乙烷活泼,C正确;由结构简式可知1个1,3-丁二烯分子中含有9个σ键、2个π键,D错误。
6.A 结构相似,所以一个中含有一个三键,因此1 mol 中含有2NA个π键,A正确;CO与N2结构相似,则一个CO分子中含有一个三键,分子中σ键与π键数目之比为1∶2,B错误;CN-与N2结构相似,1个CH2CHCN分子中含有一个CC键和一个键,因此1个CH2CHCN分子中含有6个σ键和3个π键,σ键与π键的数目之比为2∶1,C错误;若该反应中有4 mol N—H键断裂,即1 mol N2H4参与反应,则生成1.5 mol N2,N2中含有键,故形成π键的数目是3NA,D错误。
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第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
基础过关练
题组一 共价键的形成与特征
1.(2020山东淄博期中)下列不属于共价键成键因素的是( )
A.形成共用电子对
B.成键原子的原子轨道在空间重叠
C.成键后体系能量降低,趋于稳定
D.两原子核体积大小要适中
2.(2021辽宁沈阳城郊联合体期中)下列说法正确的是( )
A.所有的原子轨道都具有一定的伸展方向,因此所有的共价键都具有方向性
B.某原子跟其他原子形成共价键时,其共价键数一定等于该元素原子的价层电子数
C.基态C原子有两个未成对电子,所以最多能形成2个共价键
D.1个N原子最多能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的
3.下列说法正确的是( )
A.若把H2S分子写成H3S,违背了共价键的饱和性
B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性
C.所有共价键都有方向性
D.两个原子轨道发生重叠后,电子仅存在于两核之间
题组二 σ键和π键
4.(2022广东东莞光明中学月考)下列物质中,既含σ键又含π键的化合物是( )
A.N2 B.CO2 C.C2H6O D.H2O2
5.(2021北京西城期中)下列关于σ键和π键的说法中,不正确的是( )
A.σ键由原子轨道“头碰头”重叠形成
B.N2分子中的π键为p-p π键,π键不能绕键轴旋转
C.HCl分子中的σ键为s-s σ键
D.p轨道和p轨道之间既能形成π键,又能形成σ键
6.下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是( )
A B C D
H2 HCl Cl2 ClF
两个氢原子的s轨道重叠 氢原子的s轨道和氯原子的p轨道重叠 一个氯原子的s轨道和另一个氯原子的p轨道重叠 氯原子的p轨道和氟原子的p轨道重叠
7.有以下物质:
①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨。
(1)只有σ键的是 (填序号,下同);既有σ键又有π键的是 。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 。
能力提升练
题组一 共价键的综合考查
1.下列说法正确的是( )
A.1 mol Cn分子中含有(3n+1)mol共价键
B.Na2O2和Na2O固体中阳离子与阴离子的数目比相同,化学键类型也完全相同
C.只含有非金属元素的化合物中只有共价键
D.电负性之差小于1.7的两种元素的原子间一定形成共价键
2.(2021河北唐山曹妃甸一中月考)某物质可溶于水、乙醇,熔点为209.5 ℃,其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该分子中含有极性共价键
B.该分子中σ键和π键的个数比为3∶1
C.该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的为C、N
D.该分子中的共价键按原子轨道重叠方式分为3种
题组二 σ键和π键的判断与比较
3.甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为HCHO+O2 H2O+CO2。下列有关叙述正确的是( )
A.CO2和O2分子中均同时存在p-p σ键和p-p π键
B.HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2∶1
C.O2分子形成时2p轨道的其中一种重叠方式是
D.CO2分子中σ键和π键的电子云的对称性相同
4.石灰氮(CaCN2)是一种氮肥,与土壤中的H2O反应生成氰胺(),氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是( )
A.H2O的电子式为
B.1个分子中含3个σ键
C.分子中σ键与π键的个数之比为2∶1
D.已知CO(NH2)2中含有CO键,1个CO(NH2)2分子中含有2个π键
5.(2021四川成都期中)下列说法错误的是( )
A.s-s σ键与p-p σ键的电子云图像都呈轴对称
B.s轨道与s轨道不能形成π键,p轨道与p轨道能形成π键
C.乙烯与乙烷化学性质不同,主要是因为乙烯中的π键不如σ键牢固
D.1个1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)分子中含有7个σ键、2个π键
6.(2021江苏扬州中学期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是( )
A.结构相似,1 mol 中含有的π键数目为2NA
B.CO与N2结构相似,CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C.CN-与N2结构相似,CH2CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l) 3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键数目为6NA
答案全解全析
基础过关练
1.D 共价键的成因是当成键原子相互靠近时,原子轨道发生重叠,自旋状态相反的未成对电子形成共用电子对,两原子核间的电子云密度增大,体系的能量降低。
特别提醒
(1)s轨道与s轨道形成σ键时,电子并不是只在两核间运动,只是在两核间出现的概率增大。
(2)形成共价键的两种元素电负性差值较小,一般电负性差值小于1.7。如H(2.1)与Cl(3.0),电负性差值为0.9,二者形成共价键。
(3)形成共价键时,成键的两个原子的原子核都吸引共用电子对,使之处于平衡状态,体系能量降低。
2.D 两个s轨道形成的共价键没有方向性,A项错误;原子形成共价键时,价层电子不一定都形成共价键,B项错误;基态C原子最多能形成4个共价键,C项错误。
3.A S原子有两个未成对电子,根据共价键的饱和性,形成的氢化物为H2S,A项正确;H2O能结合1个H+形成H3O+,不能说明共价键不具有饱和性,B项错误;H2分子中的H—H键没有方向性,C项错误;两个原子轨道发生重叠后,电子只是在两核之间出现的概率大,D项错误。
4.B N2是单质,C2H6O和H2O2中都不存在π键,1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键,故选B。
5.C σ键为s或p轨道“头碰头”重叠形成,故A正确;氮气的结构式为,分子中含有1个σ键和2个π键,π键为p-p π键,π键不能绕键轴旋转,故B正确;HCl分子中Cl的3p轨道与H的1s轨道以“头碰头”方式重叠形成s-p σ键,故C错误;p轨道和p轨道“头碰头”重叠形成σ键、“肩并肩”重叠形成π键,所以p轨道和p轨道既能形成σ键又能形成π键,故D正确。
6.C A项,H2分子中σ键重叠方式是两个氢原子的1s轨道重叠,正确;B项,HCl分子中σ键重叠方式是氢原子的1s轨道和氯原子的3p轨道重叠,正确;C项,Cl2分子中σ键重叠方式是两个氯原子的3p轨道重叠,错误;D项,ClF分子中σ键重叠方式是氯原子的3p轨道和氟原子的2p轨道重叠,正确。
7.答案 (1)①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ (2)⑦
(3)①③⑤⑥⑧⑨ (4)②④⑤⑥⑧⑨
解析 (1)单键为σ键,双键或三键才含有π键,故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧;既有σ键又有π键的是④⑤⑨。(2)H原子只有s轨道,题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的有①③⑤⑥⑧⑨。(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键,说明构成这种σ键的原子中一定没有H原子,故正确答案为②④⑤⑥⑧⑨。
能力提升练
1.A 烷烃分子中只有C—C键和C—H键,1个Cn分子中含有(n-1)个C—C键和(2n+2)个C—H键,因此1 mol CnH2n+2分子中含有(3n+1)mol共价键,A正确;Na2O2中Na+与、Na2O中Na+与O2-数目之比均为2∶1,但Na2O2中有共价键而Na2O中无共价键,B错误;NH4Cl等铵盐中有离子键,C错误;电负性之差小于1.7的Na与H、K与H之间均形成离子键,D错误。
2.D 一般,不同原子间的共价键为极性共价键,该分子中含有极性共价键,故A正确;单键为σ键,每个双键含有1个σ键和1个π键,每个三键含有1个σ键和2个π键,则该分子中σ键和π键的个数比为9∶3=3∶1,故B正确;该物质分子中C和N都达到8电子稳定结构,H达到2电子稳定结构,故C正确;该分子中的共价键按原子轨道重叠方式分为2种,“头碰头”重叠形成σ键,“肩并肩”重叠形成π键,故D错误。
3.A C原子和O原子均以2p轨道成键,且CO2和O2分子中均存在双键,因此同时存在p-p σ键和p-p π键,A项正确;1个HCHO分子中含两个C—H键和一个CO键,单键全是σ键,双键含一个σ键和一个π键,所以HCHO分子中σ键和π键的数目之比应为3∶1,B项错误;O2分子中含OO键,包含一个p-p σ键和一个p-p π键,重叠方式分别为“头碰头”和“肩并肩”,没有互相垂直的重叠方式,C项错误;σ键的电子云呈轴对称,π键的电子云呈镜面对称,D项错误。
4.C H2O是共价化合物,电子式为H×·×·H,A错误;单键都是σ键,三键中含有1个σ键,则1个分子中含4个σ键,B错误;1个分子中含4个σ键,2个π键,故σ键与π键的个数之比为2∶1,C正确;1个CO(NH2)2分子中只有1个双键,其余为单键,故1个CO(NH2)2分子中含有1个π键,D错误。
5.D σ键是原子轨道通过“头碰头”方式重叠形成的,s-s σ键与p-p σ键的电子云图像都呈轴对称,A正确;s轨道为球形,只能形成σ键,p轨道为哑铃形,既能形成σ键也能形成π键,B正确;乙烯中的π键不如σ键牢固,π键容易断裂,所以乙烯比乙烷活泼,C正确;由结构简式可知1个1,3-丁二烯分子中含有9个σ键、2个π键,D错误。
6.A 结构相似,所以一个中含有一个三键,因此1 mol 中含有2NA个π键,A正确;CO与N2结构相似,则一个CO分子中含有一个三键,分子中σ键与π键数目之比为1∶2,B错误;CN-与N2结构相似,1个CH2CHCN分子中含有一个CC键和一个键,因此1个CH2CHCN分子中含有6个σ键和3个π键,σ键与π键的数目之比为2∶1,C错误;若该反应中有4 mol N—H键断裂,即1 mol N2H4参与反应,则生成1.5 mol N2,N2中含有键,故形成π键的数目是3NA,D错误。
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