共价键(含答案解析)

第2章第1节
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．下列说法正确的是()
A．π键是由两个p电子以“头碰头”方式重叠而成
B．σ键是镜面对称，而π键是轴对称
C．乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键
D．H2分子中含σ键，Cl2分子中含π键
解析：π键是由两个p电子以“肩并肩”方式重叠而成，呈镜面对称，σ键呈轴对称，故A、B项均不正确；D项中Cl2分子中含有p－p σ键，故D项不正确。

答案： C
2．下列分子的稳定性的比较中正确的是()
A．HF>HI B．CH4<SiH4
C．PH3>NH3D．H2O<H2S
解析：本题主要考查键能对分子稳定性影响，同类型的分子的键能越大，分子越稳定，而键能的大小取决于键长，键长取决于原子半径。

答案： A
3．在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。

下列各对原子形成化学键中共价键成分最少的是()
A．Li，F B．Na，F
C．Na，Cl D．Mg，O
解析：题给元素中钠元素的金属性最强，氟元素的非金属性最强，故钠和氟元素的原子形成化学键的共价键成分最少。

答案： B
4．下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键的形成方式角度分析)的是() A．CH4与NH3B．C2H6与C2H4
C．H2与Cl2D．Cl2与N2
解析：A项中全是s—p σ键；而B项中C2H6只存在σ键，而C2H4存在σ键和π键；C项中H2中的为s—s σ键，Cl2中的为s—p σ键；D项与B项类似。

答案： A
5．下列叙述中的距离属于键长的是()
A．氨分子中两个氢原子间的距离
B．氯分子中两个氯原子间的距离
C．金刚石晶体中任意两个相邻的碳原子核间的距离
D．氯化钠晶体中相邻的氯离子和钠离子核间的距离
解析：键长是指形成共价键的两个原子核间的距离，仅仅说成是原子间的距离是错误的。

A项NH3分子中两个H原子间不存在化学键，错误；B项未指出是核间距离，错误；C 项金刚石晶体是原子晶体，只要两个碳原子相邻，它们之间就有共价键，正确；D项NaCl 是离子晶体，离子晶体中阴、阳离子间有离子键。

但离子键不局限于两个离子之间，每一个阳离子(或阴离子)与它周围的阴离子(或阳离子)都有相互作用，都是离子键，正因为如此，离子键不能计数，也没有键长。

答案： C
6．下列分子中，键角最大的是()
A．CH4B．NH3
C．H2O D．CO2
解析：CH4为正四面体形，键角为109°28′；NH3分子为三角锥形，键角为107°18′；H2O为V形分子，两个H—O键的键角为104.5°；CO2为直线形分子，键角为180°。

答案： D
7．下列单质分子中，键长最长，键能最小的是()
A．H2B．Cl2
C．Br2D．I2
解析：决定键长的因素是原子半径的大小。

本题转化为如何比较上述四种元素原子半径的大小。

结合半径变化规律，四者的半径大小顺序为：I>Br>Cl>H。

答案： D
8．能够用键能的大小作为主要依据来解释的是()
A．常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
B．硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸
C．稀有气体一般难于发生化学反应
D．空气中氮气的化学性质比氧气稳定
解析：由共价分子构成的物质的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难于发生化学反应的原因是他们的价电子已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N2分子中形成共价键的键能(946 kJ·mol－1)比氧气分子中共价键键能(497.3 kJ·mol－1)大，在化学反应中更难断裂。

答案： D
9．下列说法正确的是()
A ．若把H 2S 分子写成H 3S 分子，违背了共价键的饱和性
B ．H 3O ＋
离子的存在，说明共价键不应有饱和性 C ．所有共价键都有方向性
D ．两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子不仅仅存在于两核之间，而是绕两个原子核运动
解析： H 2分子中的s 轨道成键时，因s 轨道为球形，故H 2分子中的H —H 共价键无方向性。

答案： A
10．(2011·青岛高二模拟)下列分子中，所有原子的最外层均为8电子结构的是( ) A ．BeCl 2 B ．H 2S C ．NCl 3
D ．SF 4
解析： 该题型常用方法是：化合物分子中每种元素的价态的绝对值与其最外层电子数之和若等于8，则符合题意。

BeCl 2分子中Be 原子最外层电子为2＋2＝4，不符合要求；H 2S 中H 原子最外层电子数为1＋1＝2，不符合要求；NCl 3中N 原子最外层电子数为5＋3＝8，Cl 原子最外层电子为7＋1＝8，符合要求；SF 4中S 原子最外层电子为6＋4＝10，不符合要求。

答案： C
二、非选择题(本大题包括4小题，共50分)
11．(12分)下列粒子：N 2、CO 2、NH 3、N 2O 、NO 2、NO 2－
、NO 和CO 。

(1)互为等电子体的粒子有________________。

(2)过量Mg 可以在N 2O 中燃烧，写出反应的化学方程式_______________________。

解析： (1)根据等电子体的概念：等原子数、等价电子数进行判断。

(2)据①问中N 2O 和CO 2为等电子体，利用等电子原理推出其结构和性质相似，再联想Mg 在CO 2中燃烧的反应原理，即可得出答案，还要注意“过量”二字。

答案： (1)N 2和CO ，CO 2和N 2O (2)4Mg ＋N 2O=====点燃
Mg 3N 2＋MgO
12．下表中的数据是破坏1 mol 物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：
(1)下列物质本身具有的能量最低的是( ) A ．H 2 B ．Cl 2 C ．Br 2
D ．I 2
(2)下列氢化物中，最稳定的是( ) A ．HCl
B ．HBr
C．HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？
答：______________________。

(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________。

(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？
解析：破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 mol该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。

(1)生成1 mol H2时放出的能量最多，为436 kJ；(2)在氢化物中，生成1 mol HCl时放出的能量最多，生成的H2能量最低；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：183 kJ、103 kJ和9 kJ。

答案：(1)A(2)A(3)放热反应(4)Cl2
(5)能。

元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的能量就越多。

13．(14分)现有短周期A、B、C三种元素，原子序数依次增大，A元素的单质是密度最小的气体，B获得2个电子可达到稳定结构，C与A同主族。

(1)判断A、B、C各为何种元素(填名称)。

A________，B________，C________。

(2)用电子式表示三种元素原子之间可能构成的化合物的形成过程，并指出各自化学键的类型：
①A与B：________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。

②A与C：____________________________________________________________。

③B与C：____________________________________________________________、
________________________________________________________________________。

④A、B、C____________________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析：(1)A的单质为密度最小的气体，则A为氢元素，B得到2个电子达到稳定结构，则B为ⅥA族的短周期元素(O或S)，C与A同主族，则为Na，结合原子序数递增顺序可知A、B、C依次为H、O、Na。

(2)用电子式表示化合物的形成过程时，首先应判断形成的化合物是离子化合物，还是共价化合物。

其次是要考虑完整，有时两种元素形成的化合物不止一种，如H和O可形成H2O和H2O2两种共价化合物，Na和O通常形成Na2O和Na2O2两种离子化合物。

答案：(1)氢氧钠
14．(12分)(知能提升)O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。

O3的分子结构如图，呈V形，两个键的夹角为116.5°，三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个共价键；中间O原子提供两个电子，旁边两个O原子各提供一个电子，构
成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这些电子。

请回答：
(1)臭氧与氧气互为________________。

(2)下列分子与O3分子的结构最相似的是________。

A．H2O B．CO2
C．SO2D．BeCl2
(3)分子中某原子有一对或几对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O3分子
有________对孤对电子。

(4)O3中“特殊的化学键”是________键(填“σ”或“π”)。

解析：臭氧与氧气是氧元素形成的两种不同单质，两者互为同素异形体；互为等电子
体的分子在结构上是相似的，O3分子和SO2分子的原子总数相同、价电子总数相同，满足
等电子体条件；分析题目中所给信息并结合O原子的结构可知，三个原子以一个O原子为
中心，与另外两个O原子分别构成一个共价键，中间O原子提供2个电子后，旁边两个O
原子各提供一个电子，各还有两对孤对电子，所以O3分子共有5对孤对电子。

两原子间只
能有一个σ键，其他的键应该是π键，故“特殊的化学键”是π键。

答案：(1)同素异形体(2)C(3)5(4)π。