21共价键-2023-2024学年高二化学课后培优分级练（人教版2019选择性必修2）

第二章分子结构与性质第一节共价键培优第一阶——基础过关练1．下列关于共价键的说法正确的是A．只有非金属原子之间才能形成共价键B．只要空间允许，一个原子能与另一个原子形成多个共价键C．形成共价键时，参加成键的原子轨道可以沿着电子各个方向重叠D．共价键的本质是自旋方向相反、能量相近的未成对电子形成共用电子对【答案】D【详解】A．不是只有非金属原子之间才能形成共价键，例如氯化铝中存在金属元素与非金属元素之间的共价键，A错误；B．共价键的形成具有方向性，不是空间允许一个原子就能与另一个原子形成多个共价键，B错误；C．共价键的形成具有方向性，形成共价键时，参加成键的原子轨道沿特定的方向重叠，C错误；D．共价键的本质是自旋方向相反、能量相近的未成对电子形成共用电子对，通过公用电子对形成化学键，D正确；故选D。2．下列关于共价键的说法正确的是A．H2O和H2O2分子内的共价键均是sp键B．N2分子内的共价键电子云形状均是镜面对称C．H2、Cl2、HCl分子内的键均无方向性D．共价化合物一定含键，可能含键【答案】D【详解】A．H2O2分子内的共价键还有ppσ键，故A错误；B．N2分子内的共价键包括σ键和π键，所以其电子云形状既有镜面对称也有轴对称，故B错误；C．Cl2、HCl分子内的σ键均有方向性，故C错误；D．共价化合物一定含键，可能含键，比如氢气只有含键，而氧气、氮气含有键，也含有键，故D正确。综上所述，答案为D。3．下列说法正确的是A．氯化氢的分子式是HCl而不是H2Cl，是由共价键的方向性决定的B．H3O+的存在说明共价键不具有饱和性C．电子云在两个原子核间重叠后，电子在两核间出现的概率增大D．分子中共价键的键长越长，键能越大，则分子越稳定【答案】C【详解】A．氯化氢的分子式是HCl而不是H2Cl，与共价键的饱和性有关，A错误；B．H3O+的存在是1个水分子结合1个氢离子形成配位键，说明共价键具有饱和性，B错误；C．电子云在两个原子核间重叠后，电子出现概率增大，体系能量降低，形成稳定物质C正确；D．分子中共价键键长越长，键能越小，分子越不稳定，D错误。故选C。4．下列物质中，既含有离子键又含有极性共价键的是A．NaCl B．NaOH C． D．HCl【答案】B【详解】A．NaCl是离子化合物，只含有离子键，故A不选；B．NaOH是离子化合物，含有离子键，另外OH中OH键属于极性共价键，故B选；C．是离子化合物，只含有离子键，故C不选；D．HCl是共价化合物，不含离子键，故D不选；故选B。5．下列各组物质中既存在σ键又存在π键的是A． B．乙烯 C． D．【答案】B6．下列关于共价键的说法正确的是A．键能是衡量化学键强度的物理量B．键长是指形成共价键的两个原子之间的间距C．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大D．单键一般比双键的键能更大【答案】C【详解】A．键能和键长是衡量化学键强度的物理量，A错误；B．键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距，B错误；C．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键越稳定，键能越大，C正确；D．单键一般比双键的键能要小，D错误；故选C。7．下列说法正确的是A．是一种稳定的化合物，这是由于分子之间形成氢键所致B．稀有气体原子最外层电子已达到饱和，不能与其它元素形成化合物C．是由离子构成的，其溶于水形成溶液的过程中既有离子键、共价键的断裂又有离子键、共价键的形成D．是既含有离子键又含有共价键的离子化合物，所有原子的最外层都符合同周期的稀有气体原子的最外层电子结构【答案】D【详解】A．是一种稳定的化合物，是由于氢氧键的键能比较大，与氢键无关，A错误；B．稀有气体原子最外层电子已达到饱和，不易与其它元素形成化合物，但在一定条件下也能与其它元素化合，B错误；C．是由离子构成的，其溶于水形成氢氧化钠溶液，过程中既有钠离子与氧离子离子键、水中氢氧共价键的断裂又有钠离子与氢氧根离子之间离子键的形成，C错误；D．是由铵根离子和负氢阴离子构成的离子化合物，所有原子的最外层都符合同周期的稀有气体原子的最外层电子结构，D正确；故选D。8．下列说法正确的是①共价键的特征是具有饱和性和方向性

②共价化合物中一定含共价键，一定不含离子键③H2O的非直线结构是由共价键的饱和性决定的

④分子中不一定存在共价键⑤烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的σ键比烯烃中的σ键稳定A．①②④ B．①⑤ C．②③④ D．①③⑤【答案】A【详解】①原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，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的轨道的方向性决定的，则共价键的特征是具有饱和性和方向性，①正确；②含有离子键的化合物为离子化合物，故共价化合物中一定含共价键，一定不含离子键，②正确；③H2O的非直线结构是由共价键的方向性决定的，而不是由共价键的饱和性决定的，③错误；④分子中不一定存在共价键，如稀有气体分子为单原子分子，分子中不存在任何化学键，④正确；⑤烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烯烃中含有的π键易断裂，σ键较稳定，则烯烃比烷烃的化学性质活泼，而不是由于烷烃中的σ键比烯烃中的σ键稳定，⑤错误；综上所述，①②④正确，故答案为A。9．下列说法中，错误的是A．σ键是原子的轨道“头碰头”式重叠，π键是原子轨道“肩碰肩”式重叠B．键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越牢固C．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性D．在所有分子中都存在化学键【答案】D【详解】A．σ键电子云重叠程度较大，是原子轨道“头碰头”式重叠，π键电子云重叠程度较小，是原子轨道“肩并肩”式重叠，故A正确；B．键能可以用来衡量化学键稳定性，键能越大断开化学键所需的能量越多，化学键越牢固，故B正确；C．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性，故C正确；D．稀有气体分子中不存任何化学键，故D错误；故选D。10．下列各组化合物中化学键类型完全相同的是A．和 B．和C．和 D．和【答案】D【详解】A．NaCl中含有离子键，HCl中含有极性共价键，故A不符合题意；B．NaOH中含有离子键和极性共价键，Na2O中只含离子键，故B不符合题意；C．H2中只含非极性键，H2S只含极性键，故C不符合题意；D．NH3和H2O都是只含极性键，故D符合题意；故选D。培优第二阶——拓展培优练11．下列说法不正确的是A．一般而言，化学键键长越短，键能越小，断开时需要的能量越少B．共价键具有饱和性C．两个p轨道可以形成π键，也可以形成σ键D．键长和键角数值可通过晶体的X射线衍射实验获得【答案】A【详解】A．一般而言，化学键键长越短，化学键愈强，键愈牢固，断开时需要的能量越多，A错误；B．共价键的特征是具有饱和性和方向性，B正确；C．两个p轨道可以形成π键，也可以形成σ键，如O原子就可以形成σ键和π键，C正确；D．通过晶体的X射线衍射实验可以测定分子结构中的键长和键角的数值，D正确；故选A。12．下列化学键是通过电子云“肩并肩”重叠形成的是A． B． C． D．【答案】C【详解】A．HCl分子中H原子的s电子与Cl原子的p电子是原子轨道“头碰头”重叠形成的，A不符合题意；B．Cl2中2个Cl原子的p轨道的电子是原子轨道“头碰头”重叠形成的，B不符合题意；C．图示是两个原子的p轨道电子通过电子云“肩并肩”重叠形成的，C符合题意；D．H2中2个H原子的s轨道的电子是原子轨道“头碰头”重叠形成的，D不符合题意；故合理选项是C。13．下列说法中不正确的是A．键比键重叠程度大，形成的共价键通常更牢固B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个键C．气体单质中，一定有键，可能有键D．分子中有一个键，2个键【答案】C【详解】A．σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键更牢固，A正确；B．两个原子间形成共价键时，最多有一组原子轨道“头碰头”，故最多有一个σ键，B正确；C．稀有气体为单原子分子，单质中不存在化学键，C错误；D．三键是由1个σ键和2个π键构成的，则氮气分子中还有三键，一个N2分子中含有一个σ键，2个π键，D正确；故答案选C。14．下列含有π键的化合物是A．N2 B．H2O C．CO2 D．石墨【答案】C【分析】分子内原子形成的共价键中，只有1个为σ键，其余为π键。【详解】A．N2的结构式为N≡N，分子中含有2个π键，但它属于单质，A不符合题意；B．H2O的结构式为HOH，分子内不含有π键，B不符合题意；C．CO2的结构式为O=C=O，此化合物分子内含有π键，C符合题意；D．石墨中每个碳原子与周围的三个碳原子间形成共价单键，不含有π键，D不符合题意；故选C。15．代表阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是A．24g石墨中含有个σ键B．1mol金刚石中含有个σ键C．62g白磷()中含有个非极性键D．0.5mol雄黄(，结构为)含有个键【答案】A【详解】A．24g石墨的物质的量为，在石墨晶体中一个碳原子形成3个CC键，每个CC键由2个碳原子构成，因此24g石墨中含有CC键的物质的量为2mol×3×=3mol，故1mol石墨中含3NA个σ键，选项A正确；B．在金刚石中每个C原子形成四个共价键，但每个共价键为两个C原子共用，即一个碳原子含有2个CC键，所以1mol金刚石含2NA个σ键，选项B错误；C．在白磷(P4)分子中，每个P原子与相邻的3个P原子形成PP共价键，每个共价键为相邻的2个P原子形成，则在1个P4中含有的PP键数目为6个，所以在62g白磷()，即0.5mol白磷(P4)中含有PP非极性键数目是3NA个，选项C错误；D．根据雄黄分子结构可知，在1个雄黄分子中含AsS键数目是8个，在1mol雄黄分子中含AsS键数目是8NA个，则在0.5mol雄黄分子中含AsS键数目是4NA个，选项D错误；答案选A。16．下列说法正确的是A．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 B．所有共价键都有方向性C．H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键 D．分子中σ键一定比π键牢固【答案】C【详解】A．气体单质如N2分子结构式为N≡N，三键含有一个σ键和两个π键，则氮气分子中含有π键，可能不存在σ键，如稀有气体单质中，A错误；B．共价键的特征是具有方向性和饱和性，但并不是所有共价键都具有方向性，如ssσ键，B错误；C．氢原子的s轨道只能形成头碰头的σ键，氧原子的p轨道可以形成头碰头的σ键和肩并肩的π键，C正确；D．一般情况下σ键都比π键强度大(包括σ键、π键、配位键)，σ键为“头碰头”的方式π键为肩并肩的方式，但在N2分于中氮氮叁键比氮氮单键的3倍还要大，说明N2分子中π键比σ键键能大，更牢固，D错误；故选C。17．σ键和π键(1)分类依据：成键原子的原子轨道方式。(2)σ键和π键的比较：键类型σ键π键原子轨道重叠方式沿核间连线方向以“”方式重叠沿核间连线两侧以“”方式重叠原子轨道重叠部位两原子核连线之间核间连线上方和下方原子轨道重叠程度键的强度成键规律判断共价单键一定是键，双键中一个是键，一个是键，三键中一个是键，另两个是键(3)几种分子的成键方式①N2中含有个σ键和个π键，结构式为：。②乙烷分子中碳原子与碳原子之间形成个σ键，乙烯分子中碳原子与碳原子之间形成个σ键和个π键，乙炔分子中碳原子与碳原子之间形成个σ键和个π键。③有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成σ键比π键，在化学反应中，π键。④苯分子中，每个碳原子分别与个氢原子、个碳原子形成σ键，同时每个碳原子各有一个垂直于分子平面的轨道，形成了一个以个碳原子为中心的键。【答案】重叠头碰头肩并肩大小较大较小σσπσπ12N≡N11112牢固容易断裂12p6大π【详解】分类依据：根据成键原子的原子轨道重叠方式，可以将共价键分为σ键和π键；σ键和π键的比较：σ键为两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“头碰头”的方式重叠，电子云呈轴对称结构，原子轨道重叠程度较大，键的强度较大；π键为两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“肩并肩”的方式重叠，电子云呈镜面对称结构，原子轨道重叠程度较大小，键的强度较小；共价单键一定是σ键，双键中一个是σ键，一个是π键，三键中一个是σ键，另两个是π键；N2中含有氮氮叁键，有1个σ键和2个π键，结构式为：N≡N。②乙烷分子中碳原子与碳原子之间形成1个σ键；乙烯分子中碳原子与碳原子之间为双键，故形成1个σ键和1个π键；乙炔分子中碳原子与碳原子之间为叁键，故形成1个σ键和2个π键。③有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成σ键比π键牢固，在化学反应中，π键容易断裂。④苯分子中，每个碳原子分别与1个氢原子、1个碳原子形成σ键，同时每个碳原子各有一个垂直于分子平面的2p轨道，形成了一个以6个碳原子为中心的大π键。18．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(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。【答案】(1)①②③⑥⑦⑧④⑤⑨(2)⑦(3)①③⑤⑥⑧⑨(4)②④⑤⑥⑧⑨【解析】（1）单键只有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，答案为⑦；（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键应该包含氢原子，故符合要求的有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。19．回答下列问题：(1)1molCO2中含有的σ键数目为，π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。CH2=CHCN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：N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH=1038.7kJ·mol1.若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的π键有mol。(4)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是。【答案】(1)2NA2NA(2)1∶22∶1(3)3(4)HF、H2O、NH3、CH4【详解】（1）CO2的结构式是O=C=O，1个二氧化碳分子中有2个碳氧双键，每个双键中有1个σ键和1个π键，1molCO2中含有的σ键数目为2NA，π键数目为2NA。（2）N2的结构式是NN，每个三键中有1个σ键和2个π键，已知CO和CN与N2结构相似，则CO分子内存在CO键，σ键与π键个数之比为1∶2；CH2=CHCN分子的结构式是，分子中有6个σ键和3个π键，σ键与π键数目之比为2∶1。（3）N2的结构式是NN，每个三键中有1个σ键和2个π键，产物中只有N2含有π键；肼(N2H4)分子中含有4个N—H键。燃烧时发生的反应：N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH=10