2.1共价键同步练习 （含解析） 人教版高中化学选择性必修2

2.1共价键
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．硝酸铵(NH4NO3)是一种烈性炸药，其分解反应为2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O↑。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．0.1mol·L-1的NH4NO3溶液中含为0.1NA
B．14gN2中含π键数目为0.5NA
C．1mol中含质子数为NA
D．上述反应中，每生成0.15molO2转移电子数为1.5NA
2．下列事实与解释或结论不相符的是
选项 事实 解释或结论
A 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 苯分子中含有大π键而没有碳碳双键，大π键稳定性较强
B 是极性分子 中只含有极性键
C 键角： 水分子中O的孤电子对数比氨分子中N的多
D 取2mL 0.5 溶液于试管中，进行加热，发现溶液颜色变为黄绿色；后将试管置于冷水中，溶液颜色又由黄绿色转变为蓝绿色 溶液中存在以下平衡： ，在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，降低温度，平衡向放热反应方向移动
A．A B．B C．C D．D
3．有机化合物K的结构简式如图所示。下列说法正确的是
A．K的分子式为C8H12NO3C1，属于芳香族化合物
B．K可以发生酯化、氧化、加成、消去等反应
C．K分子中的碳原子与氮原子的杂化方式相同
D．K分子中含有σ键、π键和大π键，分子间可以形成氢键
4．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表所示，下列说法正确的是
元素代号 X Y Z M R
原子半径(×10-10m) 1.60 1.86 0.75 0.74 1.02
主要化合价 +2 +1 +5，－3 －2 +6，－2
A．Z的最高价氧化物对应的水化物与其最简单氢化物反应生成的化合物中含离子键和极性键
B．最简单氢化物的稳定性：Z＞M
C．最简单氢化物的沸点高低顺序为：Z＞M
D．最高价氧化物对应水化物的碱性强弱顺序为：X＞Y
5．下列说法正确的是
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．含有离子键的化合物一定是离子化合物
C．由共价键形成的一定是共价化合物分子
D．由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物
6．下列说法中正确的是
A．在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键
B．所有共价键都具有饱和性和方向性，都可以绕键轴旋转
C．由酸性FCH2COOH＞CH3COOOH，可知酸性ClCH2COOH＞CH3COOH
D．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质也相同
7．下列有关键的说法错误的是
A．2个s原子轨道重叠形成键
B．s原子轨道与p原子轨道可以形成键，不能形成键
C．2个p轨道不能形成键，只能形成键
D．分子里含1个键
8．Rh(I)-3-羟基-2-硝基吡啶催化甲醇羰基化制备乙酸具有更好的稳定性和更高的催化剂活性，其机理如图所示。已知：TS1、TS2、TS3表示过渡态。下列说法正确的是

A．①→②反应过程中仅有键的断裂与形成
B．CO做配体时，C的配位能力小于O
C．增大Rh(I)-3-羟基-2-硝基吡啶的用量，甲醇的平衡转化率增大
D．通过定量测定发现，反应过程中物质②含量最少，其可能原因是②→③为快反应
9．甲醛(结构式：)经光催化氧化可转化为和。设为阿伏加德罗常数的值。则下列说法正确的是
A．甲醛分子含有极性键和非极性键
B．30g的甲醛含有的共用电子对的数目为
C．0.5mol甲醛可转化为气体
D．消耗1mol甲醛时，转移的电子数目为
10．断开化学键形成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是
共价键
436 157 568 432 298
A．
B．表中最稳定的共价键是键
C．键的极性：
D．
二、多选题
11．我国科学家合成了一种催化剂，实现了如图所示的异丁烷氧化脱氢。NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列说法不正确的是
A．5.6g分子式为C4H8的有机物中最多有1.2NA的σ键
B．每生成1molCO可同时得到标准状况下11.2L的C4H8
C．每生成1molC4H8，转移电子的数目为2NA
D．0.5molC4H10和C4H8混合气体中C原子的数目为2NA
12．HCHO(g)与(g)在催化剂(简写为HAP)表面催化生成(g)和的历程示意图如下。下列说法错误的是
A．该反应是放热反应
B．HCHO与分子中的中心原子的杂化轨道类型相同
C．羟基磷灰石(HAP)的作用是降低反应的活化能，加快反应速率
D．该反应过程中既有极性共价键和非极性共价键的断裂，也有极性共价键和非极性共价键的形成。
13．某种含二价铜微粒[CuII(NH3)2]2+的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是
A．[CuII(NH3)2]2+可加快脱硝速率，提高脱硝的平衡转化率
B．状态②到状态③的变化过程中有极性键的形成与断裂
C．状态③到状态④的变化过程决定了整个历程的反应速率
D．在图1所示历程中铜元素的化合价未发生变化
14．氨作为化工原料有多种应用。氨水配成的银氨溶液，可用于工业制镜。强碱性条件NaClO和NH3生成火箭燃料N2H4(肼)，1mol液态肼完全燃烧生成N2气体和液态水放577kJ的热量。NH3和CO2反应制备尿素[CO(NH2)2]，尿素在高温条件下可净化汽车尾气中的NO。下列有关说法正确的是
A．NH3中的键角小于中的键角
B．1molNaClO可得到1molN2H4
C．1mol[Ag(NH3)2]+中有2molσ键
D．净化汽车尾气时氧化产物为CO2
15．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是
A．C-H键比Si-H键的键长短，故CH4比SiH4更稳定
B．因为H-O键的键能小于H-F键的键能，所以O2与H2反应的能力比F2强
C．水分子可表示为H-O-H，分子中的键角为104.3°
D．H-O键的键能为463 kJ/mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为926 kJ
三、填空题
16．与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种，分别为 和 (填化学式)。
17．目前已发现，在元素周期表中某些元素与右下方的主族元素的有些性质相似，这种相似性被称为对角线规则。据此回答下列问题：
(1)铍的最高价氧化物对应水化物的化学式是 ，属于两性化合物，证明这一结论的有关离子方程式为 、 。
(2)若已知反应，则与足量强碱溶液反应的离子方程式为 。
(3)科学家证实，属于共价化合物，请设计一个简单实验证明，方法是 。用电子式表示的形成过程： 。
四、计算题
18．C70分子是形如椭球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：

①C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
②C70分子中只含有五边形和六边形；
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。
根据以上所述确定：
(1)C70分子中所含的单键数为 ，双键数 ；
(2)C70分子中的五边形和六边形各有多少 ？
五、判断题
19．椅式C6H12比船式C6H12稳定。( )
20．分子的键长越长，键能越高，分子越稳定。(_______)
21．在任何情况下，都是σ键比π键强度大。(_______)
22．某些金属与非金属原子间能形成共价键。(___________)
23．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定。( )
参考答案：
1．D
【详解】A．溶液体积未知，无法计算硝酸根离子数目，A错误；
B．14gN2中含π键数目为，B错误；
C．1mol中含质子数为，C错误；
D．上述分解反应转移电子10mol，生成1mol氧气，每生成0.15molO2转移电子数为1.5NA，D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．苯分子中含有大π键而没有碳碳双键，大π键稳定性较强，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故A正确；
B．是极性分子，其中含有极性键H-O键和非极性键O-O键，故B错误；
C．H2O和NH3的中心原子O和N都是sp3杂化，杂化轨道都是正四面体构型，但孤电子对间的排斥力比成键电子对间的排斥力大，且孤电子对越多，斥力越大，键角被压缩得越小，而H2O有两对孤电子对，NH3有一对孤电子对，所以H2O的键角比NH3的键角
小，故C正确；
D．溶液中存在以下平衡： ，该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，转化为，溶液颜色变为黄绿色；降低温度，平衡逆向移动，转化为，溶液颜色又由黄绿色转变为蓝绿色，故D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．根据结构简式可知K的分子式为C8H8NO3C1，含有苯环，属于芳香族化合物，A错误；
B．含有氨基、羟基、苯环，K可以发生酯化、氧化、加成，不论是羟基和氯原子均不能发生消去反应，B错误；
C．K分子中的碳原子的杂化方式有sp2、sp3两种，氮原子的杂化方式是sp3，C错误；
D．K分子中含有苯环、双键和单键，因此含有σ键、π键和大π键，含有氨基和羟基，分子间可以形成氢键，D正确；
答案选D。
4．A
【分析】短周期元素中，M、R都有 2价，处于ⅥA族元素，R 有+6价，M无正价，且M 的原子半径较小，则R为S元素、M为O元素；X、Y化合价分别为+2、+1价，则分别处于ⅡA族、IA族，且原子半径 Y＞X＞硫，故X为Mg、Y 为Na；Z有+5、 3价，处于ⅤA族，原子半径小于硫的，故Z为N元素，据此分析解答；
【详解】A．Z为N元素，N的最高价氧化物对应的水化物为硝酸，其最简单氢化物反应生成的化合物为氨气，二者反应生成的物质为硝酸铵，属于离子化合物，含离子键和极性共价键，故A正确；
B．Z为N元素，M为O元素，非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性：O＞N，则最简单氢化物的稳定性：M＞Z，故B错误；
C．Z为N元素，M为O元素，O的最简单氢化物为水，N最简单氢化物为氨气，水分子和氨气分子都能形成氢键，但常温下，水为液态，氨气为气态，则最简单氢化物的沸点高低顺序为：M＞Z，故C错误；
D．X为Mg、Y 为Na，金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Na＞Mg，则最高价氧化物对应水化物的碱性强弱顺序为：Y＞X，故D错误；
答案选A。
5．B
【详解】A．含有共价键的化合物不一定是共价化合物，离子化合物中可能含有共价键，如过氧化钠、氯化铵，故A错误；
B．含有离子键的化合物一定是离子化合物，故B正确；
C．单质分子中也可能含有共价键，如氢气中含有共价键，但是氢气属于单质不是化合物，故C错误；
D．由非金属元素形成的化合物不一定是共价化合物，例如氯化铵等，故D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．化学键可能只有σ键，而没有π键，不可能只有π键而没有σ键，A错误；
B．共价键是原子之间通过共用电子对形成的相互作用，有方向性和饱和性，但s轨道为球形，s-s共价键无方向性，B错误；
C．吸电子的能力：-F＞-Cl＞-H，所以由酸性FCH2COOH＞CH3COOOH，可知酸性：ClCH2COOH＞CH3COOH，C正确；
D．手性异构体物理和化学性质都不相同，D错误；
故合理选项是C。
7．C
【详解】A．2个s原子轨道只能形成键，不能形成π键，A项正确；
B．s原子轨道与p原子轨道可以形成键，不能形成键，B项正确；
C．2个p原子轨道若以“头碰头”的方式重叠形成键，若以“肩并肩”的方式重叠形成T键，C项不正确；
D．分子中，H原子的轨道与原子的轨道以“头碰头”的方式重叠形成键，故分子里含1个键，D项正确；
故选C。
8．D
【详解】A．由图可知，①→②反应过程中碳氧双键生成，所以有键和键的形成，A错误；
B．做配体时，C和O都含有孤电子对，因为C原子的电负性较小，所以更能提供电子对形成配位键，C的配位能力大于O，B错误；
C．由已知条件可知，Rh(I)-3-羟基-2-硝基吡啶为催化剂，其用量不能改变平衡，不能使甲醇的平衡转化率增大，C错误；
D．若②→③为反应速率较快，物质②含量最少，D正确；
故选D。
9．D
【详解】A．依据甲醛的结构可知，甲醛分子中只有极性键，没有非极性键，A错误；
B．30g即1mol甲醛分子中含有4mol共价键，含有共用电子对的数目是4NA，B错误；
C．所处的温度、压强不知道，无法计算二氧化碳的体积，C错误；
D．消耗1mol甲醛，生成1mol二氧化碳，转移4mol电子，电子数目为4NA，D正确；
答案选D。
10．D
【详解】A．键长越短，键能越大，共价键越稳定，键长可以通过原子半径进行比较，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则键的键能在键和键之间，故A正确；
B．键能越大，共价键越稳定，表中键的键能最大，因此键最稳定，故B正确；
C．元素非金属性越强，得电子能力越强，共用电子越偏向此元素原子，形成共价键的极性越强，即极性：，故C正确；
D．根据反应热和键能的关系，，故选D。
答案选D
11．AB
【详解】A．5.6g C4H8物质的量：，每个C4H8分子中含8个C-H、2个C-C、1个C=C，则5.6g分子式为C4H8的有机物中最多有1.1NA的σ键，故A错误；
B．，每生成1molCO，转移2mol电子；，每生成1mol转移2mol电子；根据得失电子守恒，生成1molCO可同时得到标准状况下22.4L的C4H8，故B错误；
C．每个C4H10分子反应生成C4H8分子转移2个电子，则每生成1molC4H8，转移电子的数目为2NA，故C正确；
D．每个C4H10和C4H8分子中均含4个C原子，则0.5molC4H10和C4H8混合气体中C原子的数目为2NA，故D正确；
答案选AB。
12．BD
【详解】A．反应物能量大于生成物的能量，反应为放热反应，A正确；
B．HCHO分子碳形成2个C-H单键和1个C=O双键为sp2杂化；分子中碳形成2个C=O双键为sp杂化，中心原子的杂化轨道类型不相同，B错误；
C．催化剂可以改变反应历程，降低反应的活化能，加快反应速率，C正确；
D．反应中存在碳氢极性键、氧氧非极性键的断裂；存在氢氧极性键、碳氧极性键的生成，不存在非极性键的生成，D错误；
故选BD。
13．BC
【详解】A．[CuII(NH3)2]2+为催化剂，催化剂可加快化学反应速率，但不能使平衡发生移动，不改变平衡转化率，A错误；
B．由图1可知，状态②到状态③的变化过程中有极性键(N-H)的形成与断裂，B正确；
C．由图2可知，状态③到状态④的爬坡距离最大，活化能最大，反应速率最慢，决定了整个反应的反应速率，C正确；
D．由图1可知，铜元素的化合价由+2→+1→+2，化合价发生了变化，D错误；
答案选BC。
14．AB
【详解】A．NH3和都是sp3杂化，但NH3中存在一个孤电子对，是三角锥结构，而为标准的正四面体，所以NH3中的键角小于中的键角，故A正确；
B．强碱性条件NaClO和NH3生成火箭燃料N2H4(肼)，反应方程式为，1molNaClO可得到1molN2H4，故B正确；
C．[Ag(NH3)2]+中含有的σ键：N原子与Ag＋之间的配位键和氨气分子中N H共价键，则1mol[Ag(NH3)2]+中共有σ键1mol×（2＋6）＝8mol，故C错误；
D．尿素在高温条件分解生成NH3和CO2，氮氧化合物与NH3生成氮气，从而净化汽车尾气，故D错误；
故答案选AB。
15．AC
【详解】A．由于原子半径：C＜Si，所以C-H键的键长比Si-H键的键长短。键长越短，原子之间结合力就越强，断开化学键需消耗的能量就越大，含有该化学键的物质就越稳定，素C-H键比Si-H键的键能大，故CH4比SiH4更稳定，A正确；
B．O2分子中两个O原子形成共价双键O=O，结合力强，断键吸收的能量高，而F2中的2个F原子形成的是共价单键F-F，结合力相对O2较弱，断键吸收的能量低，因此更容易与H2发生反应，即F2比O2与H2反应的能力更强，B错误；
C．水分子的结构式可表示为H-O-H，分子中的键角为104.3°，因此水分子是V形结构，C正确；
D．水分解生成氧气和氢气时，反应消耗的热量=断键吸收的能量与成键放出的能量的差，由于氧分子中O=O键和氢分子中H-H键的键能未知，所以无法计算反应热，就不能计算18 g H2O分解成H2和O2时的能量变化，D错误；
故合理选项是AC。
16． N2 CN-
【详解】等电子体中原子数和价电子数都相同，则N2、CN-的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，故答案为：N2；CN-。
17． 将加热至熔融状态，不能导电，则证明是共价化合物
【详解】(1)铍为第二周期第ⅡA族元素，与Al处于对角线位置，根据与酸或碱的反应，可得与酸或碱反应的离子方程式分别为、，故答案为：；；；
(2)由于Be元素与Al元素性质相似，依据所给信息得先与水发生反应，生成的再与强碱发生反应，即，故答案为：；
(3)根据共价化合物与离子化合物的性质可知，离子化合物在熔融时导电，而共价化合物在熔融时不导电，因此可将加热至熔融状态，若不导电则可证明是共价化合物；形成时，1个Be原子与2个Cl原子分别共用一对电子，形成共价分子，用电子式表示为：；故答案为：将加热至熔融状态，不能导电，则证明是共价化合物；。
18．(1) 70 35
(2)设C70分子中五边形数为x个，六边形数为y个。
依题意可得方程组：(键数，即棱边数)； (欧拉定理)；解得五边形数x=12，六边形数y=25。
【分析】C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键，则平均每个C原子可形成个共价键，则共价键总数为70×=105，设C70分子中五边形数为x个，六边形数为y个，结合循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2计算。
【详解】（1）C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键，则平均每个C原子可形成
个共价键，则共价键总数为70×=105，每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键，且核外最外层电子全部成键，则每个C原子形成2个单键、1个双键，即单键数=2倍的双键数，设单键数为m，双键数为n，则m+n=105，m=2n，解得m=70，n=35，故C70分子中所含的单键数为70，双键数为35。
（2）设C70分子中五边形数为x个，六边形数为y个。
依题意可得方程组：(键数，即棱边数)； (欧拉定理)；解得五边形数x=12，六边形数y=25。
19．正确
【详解】在椅式构象中，所有碳原子都参与了键的形成，所有的键长和键角都相等，因此它具有较高的对称性和较低的能量。此外，椅式构象中不存在键的重叠和H原子之间的互作影响，因此它比船式构象更稳定，故正确。
20．错误
【详解】键长越长，键能越小，分子越不稳定，故错误。
21．错误
【详解】虽然从重叠的角度分析，σ键重叠度比π键大，所以σ键比π键强度大。但N2分子中存在的N≡N键能比3个N-N键能大，也比一个N-N和一个N=N键能加起来要大，就说明N≡N中的π键比σ键强。所以该说法错误；故错误。
22．正确
【详解】元素之间形成共价键还是离子键，取决于其电负性的相对大小，一般电负性相差1.7以上形成离子键，小于1.7为共价键，故某些金属与非金属原子间能形成共价键，如AlCl3，正确，故答案为：正确。
23．错误
【详解】双原子分子中化学键键长越长，化学键越容易断裂，分子越不稳定，故该说法错误。