第03周 共价键
时间：45分钟 满分：100分
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共15个小题，每小题只有一个正确选项，共45分。
1. 共价键具有饱和性和方向性，下列有关叙述中，不正确的是（ ）。
A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B．共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的
C．共价键的方向性决定了分子的空间结构
D．所有共价键都具有方向性
2.下列关于 σ 键和 π 键的说法不正确的是（ ）。
A．σ 键能单独形成，π 键不能单独形成
B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个 σ 键，一个 π 键，三键中一定有一个 σ 键，两个 π 键
D．CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的 σ 键都是C-C键，所以键能都相同
3.硼烯具有优异的电学、力学、热学等属性，将成为继石墨烯之后又一种“神奇纳米材料”。科学家已成功合成多种结构的硼烯，如图为“皱褶”式硼烯的结构，其中每个硼原子共用电子对为（ ）。
A．2对 B．3对
C．4对 D．5对
4.下列物质中，含有共价键的离子化合物是（ ）。
A．CO2 B．NaOH C．H2 D．CaCl2
5.下列分子中既不存在s-p σ键,也不存在p-p π键的是( )
A．HCl B．HF C．CO2 D．SCl2
6.下列分子中既含 σ 键，又含 π 键的是（ ）。
① B．② C．③ D．④
7.关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是( )。
A．键角是描述分子立体结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．键长越长，键能越大，共价键越稳定
D．键角的大小与键能的大小无关
8．下列关于 σ 键和 π 键的说法不正确的是（ ）。
A．s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成s-s σ 键
B．s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成 s-p σ 键
C．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p-p σ 键
D．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p-p π 键
9.下列有机化合物中 σ 键与 π 键的个数比为3∶2的是（ ）。
A．CH3CH3 B．CH2=CH2 C．CH≡CH D．CH4
10.SiF4与SiCl4分子都是正四面体结构。下列判断正确的是（ ）。
A．键长:Si—F>Si—Cl
B．键能:Si—F>Si—Cl
C．沸点:SiF4>SiCl4
D．共用电子对偏移程度:Si—Cl>Si—F
11.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。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
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
12.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是（ ）。
A．CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大
B．HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D．分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高
13.能用共价键键能大小解释的性质是（ ）。
A．稳定性：HCl>HI
B．密度：HI>HCl
C．沸点：HI>HCl
D．还原性：HI>HCl
根据键能数据(H-Cl= 431 kJ·mol-1,H-I= 297 kJ mol-1),可得出的结论是（ ）。
A．溶于水时，HI比HCl更容易电离，所以氢碘酸是强酸
B．HI比HCl的熔、沸点高
C．HI比HCl稳定
D．断裂等物质的量的HI和HCl中的化学键，HI消耗的能量多
15.NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是（ ）。
A．4.6 g NO2气体中所含分子数为0.1NA
B．1 mol HCN中含有 π 键的数目为3NA
C．6.2 g白磷（P4）所含 σ 键的数目为0.3NA
D．1.2 g石墨烯所含六元环数目为0.1NA
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：包括第16题~第19题4个大题，共55分。
16.按要求回答问题。
(1)1 mol HCHO分子中含有 σ 键的数目为_______NA。
(2)CS2分子中，共价键的类型有_______。
(3)Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有_______ mol σ 键。
(4)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料，图中，1号C与相邻C形成 σ 键的个数为_______。
17.回答下列问题：
(1)1 mol CO2中含有的 σ 键个数为____________。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似，CO分子内 σ 键与 π 键个数之比为____________。HCN分子中 σ 键与 π 键数目之比为_____________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应如下：N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)。若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的 σ键有____________mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中 σ 键与 π 键的个数之比为____________。
(5)1 mol乙醛分子中含 σ 键的个数为 ，1个CO(NH2)2分子中含有 σ 键的个数为____________。
氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3。请回答下列问题：
(1)Na3N的电子式是_______，该化合物是由_______键形成的。
(2)Na3N与盐酸反应的化学方程式是 。
(3)在题(2)反应的生成物中，含有共价键的是_______。
(4)比较Na3N中两种微粒的半径： r（Na+） _______(填“>”“<”或“=”)r（N3-）。
19.下表是一些键能数据/(kJ·mol－1)：
由上表中数据能否得出这样的结论：
(1)半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。________(填“能”或“不能”)。
(2)非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。____________(填“能”或“不能”)。
(3)能否从数据中找出一些规律，请写出一条： 。
(4)试预测C—Br键的键能范围：________时间：45分钟 满分：100分
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共15个小题，每小题只有一个正确选项，共45分。
1. 共价键具有饱和性和方向性，下列有关叙述中，不正确的是（ ）。
A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B．共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的
C．共价键的方向性决定了分子的空间结构
D．所有共价键都具有方向性
【答案】D
【解析】一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键，故成键原子的未成对电子数决定了该原子形成的共价键数量，即饱和性，A正确；形成共价键时，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的，B正确；共价键的方向性决定了所形成分子的空间结构，C正确；由于s轨道是球形对称的，故两个s轨道重叠形成的共价键无方向性，D错误。
2.下列关于 σ 键和 π 键的说法不正确的是（ ）。
A．σ 键能单独形成，π 键不能单独形成
B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个 σ 键，一个 π 键，三键中一定有一个 σ 键，两个 π 键
D．CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的 σ 键都是C-C键，所以键能都相同
【答案】D
【解析】分子中可只含 σ 键，但含 π 键时一定含 σ 键，则 σ 键一般能单独形成，而 π 键一般不能单独形成，A正确；σ 键为球形对称，π 键为镜面对称，则 σ 键可以绕键轴旋转，π 键一定不能绕键轴旋转，B正确；双键、三键中均只含1个 σ 键，其余为 π 键，则碳碳双键中有一个 σ 键，一个 π 键，碳碳三键中有一个 σ 键，两个 π 键，C正确；三种分子中分别含C-C、C=C、C≡C键和C-H键，所以 σ 键也包含C-H键，且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同，D错误。
3.硼烯具有优异的电学、力学、热学等属性，将成为继石墨烯之后又一种“神奇纳米材料”。科学家已成功合成多种结构的硼烯，如图为“皱褶”式硼烯的结构，其中每个硼原子共用电子对为（ ）。
A．2对 B．3对
C．4对 D．5对
【答案】B
【解析】如图所示，每个B原子与其他3个B原子相连，形成3个B-B键，所以每个B原子共用电子对为3对，B正确。
4.下列物质中，含有共价键的离子化合物是（ ）。
A．CO2 B．NaOH C．H2 D．CaCl2
【答案】B
【解析】CO2属于共价化合物，只含有共价键，没有离子键，A错误；NaOH是离子化合物，含有离子键、共价键，B正确；H2只含有共价键，为单质，C错误；CaCl2属于离子化合物，只含有离子键，D错误。
5.下列分子中既不存在s-p σ键,也不存在p-p π键的是( )
A．HCl B．HF C．CO2 D．SCl2
【答案】D
【解析】HCl中H-Cl键为s-p σ 键，A错误；HF中H-F键为s-p σ键，B错误；SO2的结构为，存在p-p σ键和p-p π键，C错误；SCl2中的S-Cl键为p-p σ键，D正确。
6.下列分子中既含 σ 键，又含 π 键的是（ ）。
① B．② C．③ D．④
【答案】D
【解析】水中只含 σ 键，A错误；乙醇中只含 σ 键，B错误；氨中只含 σ 键，C错误；乙醛中含醛基，存在碳氧双键，既含 σ 键，又含 π 键，D正确。
7.关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是( )。
A．键角是描述分子立体结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．键长越长，键能越大，共价键越稳定
D．键角的大小与键能的大小无关
【答案】C
【解析】键长和键角常被用来描述分子的空间构型，键角是描述分子立体结构的重要参数，A正确；形成共价键的两原子半径之和越小 共用电子对数越多，则共价键越牢固，键长越短，B正确；键能越大，键长越短，共价化合物越稳定，C错误；键角是分子内同一原子形成的两个化学键之间的夹角，与其分子结构有关，与键长、键能无关，D正确。
8．下列关于 σ 键和 π 键的说法不正确的是（ ）。
A．s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成s-s σ 键
B．s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成 s-p σ 键
C．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p-p σ 键
D．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p-p π 键
【答案】C
【解析】s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成σ键，A正确；s轨道与p轨道“头碰头”重叠只能形成s-p σ键，B正确；p轨道与p轨道可以“头碰头”重叠形成p-p σ键，C错误；p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p-p π键，D正确。
9.下列有机化合物中 σ 键与 π 键的个数比为3∶2的是（ ）。
A．CH3CH3 B．CH2=CH2 C．CH≡CH D．CH4
【答案】C
【解析】CH3CH3中有7个 σ 键，没有 π 键，A不符合题意；CH2=CH2中有5个 σ 键，1个 π 键，B不符合题意；CH≡CH中有3个 σ 键，2个 π 键，C符合题意；CH4中有4个 σ 键，没有 π 键，D不符合题意。
10.SiF4与SiCl4分子都是正四面体结构。下列判断正确的是（ ）。
A．键长:Si—F>Si—Cl
B．键能:Si—F>Si—Cl
C．沸点:SiF4>SiCl4
D．共用电子对偏移程度:Si—Cl>Si—F
【答案】B
【解析】原子半径:Cl>F,原子半径越大,其形成的化学键的键长就越长,所以键长:Si—FF,所以键能:Si—F>Si—Cl,B正确;SiF4、SiCl4都是由分子构成的物质,结构相似,物质的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的沸点越高,所以沸点:SiF4Cl,所以共用电子对偏移程度:Si—Cl11.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。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
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
【答案】A
【解析】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正确； 1个HCHO分子中含两个C-H键和一个C=O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错误；O2分子中含O=O键，包含一个p-p σ键和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错误；σ 键的电子云呈轴对称，π 键的电子云呈镜面对称，D错误。
12.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是（ ）。
A．CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大
B．HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D．分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高
【答案】D
【解析】三者的键角分别为、、，依次增大，A正确；因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故与H形成的共价键的键长依次增长，B正确；O、S、Se的原子半径依次增大，故与H形成的共价键的键长依次增长，键能依次减小，C正确；分子的熔、沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，D错误。
13.能用共价键键能大小解释的性质是（ ）。
A．稳定性：HCl>HI
B．密度：HI>HCl
C．沸点：HI>HCl
D．还原性：HI>HCl
【答案】A
【解析】元素非金属性：F>Cl>Br>I，影响其气态氢化物的稳定性的因素是共价键的键能，共价键的键能越大其氢化物越稳定，与共价键的键能大小有关，A正确；物质的密度与化学键无关，与单位体积内含有的分子的数目及分子的质量有关，B错误；HI、HCl都是由分子构成的物质，物质的分子间作用力越大，物质的沸点就越高，可见物质的沸点与化学键无关，C错误；元素非金属性：F>Cl>Br>I，元素的非金属性越强，其得电子能力越强，故其气态氢化合物的还原性就越弱，所以气态氢化物的还原性由强到弱的顺序为HI>HBr>HCl>HF，不能用共价键键能大小解释，D错误。
根据键能数据(H-Cl= 431 kJ·mol-1,H-I= 297 kJ mol-1),可得出的结论是（ ）。
A．溶于水时，HI比HCl更容易电离，所以氢碘酸是强酸
B．HI比HCl的熔、沸点高
C．HI比HCl稳定
D．断裂等物质的量的HI和HCl中的化学键，HI消耗的能量多
【答案】A
【解析】键能越小越容易发生电离，H-Cl的键能大于H-I,所以HI分子比HCl更容易电离，氢碘酸是强酸，A正确；由分子构成的物质，熔、沸点与化学键强弱无关，B错误；化学键的键能越大，化学键越稳定，越不易发生电离，不易发生分解反应，H—Cl的键能大于H—I,说明HCl的稳定性大于HI,C错误；键能越大，拆开相同物质的量的化学键时消耗能量越多，拆开相同物质的量的HI分子比HCl消耗的能量小，D错误。
15.NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是（ ）。
A．4.6 g NO2气体中所含分子数为0.1NA
B．1 mol HCN中含有 π 键的数目为3NA
C．6.2 g白磷（P4）所含 σ 键的数目为0.3NA
D．1.2 g石墨烯所含六元环数目为0.1NA
【答案】C
【解析】NO2中存在平衡2NO2N2O4，4.6 g NO2气体中所含分子数小于0.1NA，A错误；HCN的结构式为H-CN，单键形成 σ 键，三键形成1个 σ 键和2个 π 键，1 mol HCN中含有 π 键的数目为2NA，B错误；白磷（P4）为四面体结构，形成6个单键，单键形成 σ 键，6.2 g白磷（P4）的物质的量为0.05 mol，所含 σ 键的数目为0.3NA，C正确；石墨烯中每个C原子被3个六元环共用，也就是说每一个6元环含有×6=2个碳原子，1.2 g石墨含0.1 mol碳原子，含六元环个数为0.05NA，D错误。
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：包括第16题~第19题4个大题，共55分。
16.按要求回答问题。
(1)1 mol HCHO分子中含有 σ 键的数目为_______NA。
(2)CS2分子中，共价键的类型有_______。
(3)Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有_______ mol σ 键。
(4)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料，图中，1号C与相邻C形成 σ 键的个数为_______。
【答案】（1）3 （2）σ键、π键 （3）8 （4）3
【解析】（1）HCHO的结构式为，则1 mol HCHO分子中含有3 mol σ 键；故1 mol HCHO分子中含有 σ 键的数目为3NA。（2）CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都含有1个 σ 键和1个 π 键，则含有的共价键类型为 σ 键和 π 键。（3）CO分子的电子式为∶C O∶，故1个CO分子中存在1个 σ 键，而Ni(CO)4中Ni与CO之间还存在4个 σ 键，故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ 键。（4）由图可看出每个碳原子能与三个碳原子形成单键，故能形成3个 σ 键。
17.回答下列问题：
(1)1 mol CO2中含有的 σ 键个数为____________。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似，CO分子内 σ 键与 π 键个数之比为____________。HCN分子中 σ 键与 π 键数目之比为_____________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应如下：N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)。若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的 σ键有____________mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中 σ 键与 π 键的个数之比为____________。
(5)1 mol乙醛分子中含 σ 键的个数为 ，1个CO(NH2)2分子中含有 σ 键的个数为____________。
【答案】（1）2NA(1.204×1024) （2）1:2 1:1 （3）5.5 （4）5:1
（5）6NA(3.612×1024) 7
【解析】共价单键全是 σ 键，双键含1个 σ 键和1个 π 键，三键含1个 σ 键和2个 π 键，据此解答。
CO2分子内含有2个碳氧双键，双键中一个是 σ 键，另一个是 π 键，则1 mol CO2中含有的 σ 键个数为2NA(1.204×1024)。（2）N2的结构式为，推知CO的结构式为，含有1个 σ 键、2个 π 键，即CO分子内 σ 键与 π 键个数之比为1:2；CN-的结构式为，HCN分子的结构式为，HCN分子中 σ键与 π 键均为2个，即HCN分子内 σ 键与 π 键的个数之比为1:1。（3）反应中有4 mol N—H键断裂，即有
1 mol N2H4参加反应，生成1.5 mol N2和2 mol H2O，则形成的 σ 键有（1.5×1+2×2）=5.5 mol。（4）设分子式为CmHn，则6m+n=16，合理的是m=2，n=4，即分子式为C2H4，结构式为，所以一个C2H4分子中共含有5个 σ 键和1个 π 键，即该分子中 σ 键与 π 键的个数之比为5:1。(5)1个乙醛分子中存在1个碳氧双键，
5个单键，1个CO(NH2)2分子中存在1个碳氧双键，6个单键，故1 mol乙醛中含有 σ 键的个数为6NA(3.612×1024)，1个CO(NH2)2分子中含有7个 σ 键。
氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3。请回答下列问题：
(1)Na3N的电子式是_______，该化合物是由_______键形成的。
(2)Na3N与盐酸反应的化学方程式是 。
(3)在题(2)反应的生成物中，含有共价键的是_______。
(4)比较Na3N中两种微粒的半径： r（Na+） _______(填“>”“<”或“=”)r（N3-）。
【答案】(1) 离子
(2)Na3N+4HCl=3NaCl+NH4Cl
(3)NH4Cl
(4)＜
【解析】（1）氮化钠是由钠离子与氮离子通过离子键结合成的离子化合物，电子式为。（2）Na3N与盐酸反应生成氯化钠和氯化铵，化学方程式为Na3N+4HCl=3NaCl+NH4Cl。（3）题(2)反应的生成物中，NH4Cl既含共价键又含离子键，NaCl只有离子键。（4）钠离子与氮离子具有相同的核外电子排布，根据具有相同电子层结构的离子，半径随着原子序数的递增而减小，由钠的原子序数大于氮的原子序数，所以r（Na+）＜r（N3-）。
19.下表是一些键能数据/(kJ·mol－1)：
由上表中数据能否得出这样的结论：
(1)半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。________(填“能”或“不能”)。
(2)非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。____________(填“能”或“不能”)。
(3)能否从数据中找出一些规律，请写出一条： 。
(4)试预测C—Br键的键能范围：________【答案】（1）不能 （2）不能
（3）能，同主族元素与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键越强
（4）218 kJ·mol－1 330 kJ·mol－1
【解析】根据表中的有关数据及元素周期律知识分析，可知氯原子的原子半径小于硫原子的原子半径，且硫元素的非金属性较氯元素的非金属性弱，但硫硫键的键能大于氯氯键的键能，因此不能说半径越小的原子形成的共价键越牢固，也不能说非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。（3）根据表中数据分析可以得出规律：同主族元素与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键越强。（4）根据以上规律可知，C—Br键的键能介于C—Cl的键能和C—I的键能之间，即218 kJ·mol－1～330 kJ·mol－1。
