高中化学第2章化学键与分子间作用力第1节共价键模型学业分层测评鲁科版选修3

共价键模型(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列说法正确的是( )A．键角越大，该分子越稳定B．共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定C．CH4、CCl4中键长相等，键角不同D．C===C键的键能是C—C键的2倍【解析】A项，键角是决定分子空间构型的参数，与分子的稳定性无关；C项，CH4、CCl4中C—H键键长小于C—Cl键键长，键角均为109.5°；D项，C===C键由σ键和π键组成，C—C键为σ键，故C===C键的键能小于C—C键键能的2倍。

【答案】 B2．下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )A．H2B．CCl4C．Cl2D．F2【解析】各分子中的σ键轨道重叠为最外层未成对电子所在轨道进行重叠，情况如下：H2：1s1—1s1，CCl4：2p1—3p1，Cl2：3p1—3p1，F2：2p1—2p1。

【答案】 A3．下列有关σ键的说法错误的是( )A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，那么形成s—s σ键B．s电子与p电子形成s—p σ键C．p电子和p电子不能形成σ键D．HCl分子里含有一个s—p σ键【解析】p电子和p电子头碰头时也能形成σ键。

【答案】 C4．下列说法中正确的是( )A．p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键B．p轨道之间以“头碰头”重叠可形成π键C．s和p轨道以“头碰头”重叠可形成σ键D．共价键是两个原子轨道以“头碰头”重叠形成的【解析】轨道之间以“肩并肩”重叠形成π键，“头碰头”重叠形成σ键，共价键可分为σ键和π键。

【答案】 C5．以下说法正确的是( )A．共价化合物内部可能有极性键和非极性键B．原子或离子间相互的吸引力叫化学键C．非金属元素间只能形成共价键D．金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键【解析】全部由共价键形成的化合物是共价化合物，则共价化合物内部可能有极性键和非极性键，如乙酸、乙醇中，A正确；相邻原子之间强烈的相互作用是化学键，包括引力和斥力，B不正确；非金属元素间既能形成共价键，也能形成离子键，如氯化铵中含有离子键，C不正确；金属元素与非金属元素的原子间大部分形成离子键，但也可以形成共价键，如氯化铝中含有共价键，D不正确。

【答案】 A6．(双选)下列说法中正确的是( )A．键能越小，表示化学键越牢固，难以断裂B．两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定C．破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量D．键能、键长只能定性地分析化学键的特性【解析】键能越大，键长越短，化学键越牢固。

【答案】BC7．下列事实不能用键能的大小来解释的是( )A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B．稀有气体一般难发生反应C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D．F2比O2更容易与H2反应【解析】由于N2分子中存在N≡N，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I 原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF。

【答案】 B8．下列有关化学键类型的叙述正确的是( )【导学号：66240013】A．全部由非金属构成的化合物中肯定不存在离子键B．所有物质中都存在化学键C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C) D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键【解析】铵盐是离子化合物，含有离子键，但其全部由非金属构成，A项错；稀有气体的原子本身就达到稳定结构，不存在化学键，B项错；乙炔中存在3个σ键和2个π键，2个C—H键和碳碳叁键中的1个键是σ键，而碳碳叁键中的另外2个键是π键，C项错。

【答案】 D9．意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。

已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ 热量，根据以上信息和数据，判断下列说法正确的是( )A．N4属于一种新型的化合物B．N4分子中存在非极性键C．N4分子中N—N键角为109.5°D．1 mol N4转变成N2将吸收882 kJ热量【解析】N4是由氮元素形成的一种单质，不是新型的化合物，A错；氮元素是活泼的非金属元素，氮元素与氮元素之间形成的是非极性键，B正确；N4分子是正四面体结构，键角是60°，C错；已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ 热量，则1 mol N4转变成N2时的反应热ΔH＝6×167 kJ·mol－1－2×942 kJ·mol－1＝－882 kJ·mol－1，即该反应是放热反应，因此1 mol N4转变成N2将放出882 kJ热量，D错误。

【答案】 B10．分析下列化学式中加点的元素，选出符合题目要求的选项填在横线上。

(1)所有的价电子都参与形成共价键的是________；(2)只有一个价电子参与形成共价键的是________；(3)最外层含有一对未成键电子的是________；(4)既含有极性键又含有非极性键的是________；(5)既含有σ键又含有π键的是________。

【解析】六种物质的加点元素均为短周期元素，价电子即最外层电子。

电子式分别为由电子式可推得成键情况。

【答案】(1)D、E (2)C (3)A、F (4)E (5)E、F11．(2016·青岛高二检测)回答下列问题：(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为________。

(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—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，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π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键的个数比为________。

(5)1 mol乙醛分子中含σ键的数目为________个，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。

(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是________________________________________________________________。

【解析】(1)CO2分子内含有碳氧双键，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2N A。

(2)N2的结构式为N≡N，推知CO结构式为C≡O，含有1个σ键、2个π键；CN－结构式为[C≡N]－，HCN分子结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键均为2个。

(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，则形成的π键有3 mol。

(4)设分子式为C m H n，则6m＋n＝16，解之得m＝2，n＝4，即C2H4，结构式为。

单键为σ键，双键有1个σ键和1个π键，所以一个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键。

(5)乙醛与CO(NH2)2的结构简式分别为，故1 mol乙醛中含有σ键6N A个，1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。

(6)两个成键原子的电负性差别越大，它们形成共价键的极性就越大(或从非金属性强弱上来判断)。

由于电负性：F＞O＞N＞C，因此四种元素与H形成的共价键的极性：F—H＞O—H ＞N—H＞C—H。

【答案】(1)2N A或 1.204×1024(2)1∶21∶1(3)3(4)5∶1(5)6N A或3.612×10247 (6)HF＞H2O＞NH3＞CH412．A、B、C、D、E五种元素原子序数依次增大，A元素原子的价电子排布为n s2n p2，B 元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，E元素原子的价电子排布为3d64s2。

C、D的电离能数据如下(kJ·mol－1)：(1)________价，D显________价。

(2)某气态单质甲与化合物AB分子中电子总数相等，则甲分子中包含1个________键，2个________键。

(3)AB的总键能大于甲的总键能，但AB比甲容易参加化学反应。

根据下表数据，说明AB比甲活泼的原因是_______________________________________。

【解析】B为氧；因原子序数B>A，可知A的价电子排布为2s22p2，A为碳；C元素的I3≫I2，故C最外层有2个电子；D元素的I4≫I3，故D元素的最外层有3个电子，由于原子序数依次增大，且E的价电子排布为3d64s2，为铁元素，故C、D分别为镁和铝元素。

(2)AB分子为CO，共14个电子，与之电子数相等的气态单质应为N2，含1个σ键和2个π键。

(3)CO与N2相对比，CO性质活泼，容易参加化学反应，应是其化学键易断裂的原因。

【答案】(1)＋2 ＋3 (2)σπ(3)CO打开第一个键需要1 071.9 kJ·mol－1－798.9 kJ·mol－1＝273 kJ·mol－1能量，而N2打开第一个键需要941.7 kJ·mol－1－418.4 kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol－1能量[能力提升]13．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( )【导学号：66240014】A．键角是描述分子空间构型的重要参数B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°D．H—O键的键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ【解析】H—O键、H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B项错误；水分子呈V形，键角为104.5°，C项错误；D项中H—O键的键能为463 kJ·mol－1，指的是断开1 mol H—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463 kJ，18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O键，断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量，故D项错误。