2024-2025学年新教材高中化学第2章分子结构与性质第1节共价键课时分层作业含解析新人教版选择性必修2

PAGE6-共价键(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是()A．氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道B．氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道C．氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道D．氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道C[H原子和Cl原子的核外电子排布式分别为1s1和1s22s22p63s23p5，由此可以看出，H原子的1s轨道和Cl原子的3p轨道上各有一个未成对电子，故两者在形成氯化氢分子时，形成共价键的原子轨道是氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道。]2．对σ键的相识不正确的是()A．σ键不属于共价键，是另一种化学键B．s­sσ键与s­pσ键的对称性相同C．若分子中含有共价键，则至少含有一个σ键D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同A[A项，σ键属于共价键；B项，s­sσ键与s­pσ键都属于σ键，对称性相同；D项，π键简单断裂，而σ键不易断裂，所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同。]3．香蕉是我们宠爱的水果之一，香蕉产于南方，到北方之前是未成熟的，但买到的却是成熟的香蕉，这是因为喷洒了催熟剂的原因。其中乙烯就是一种常用的催熟剂，下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是()A．在乙烯分子中有一个σ键、一个π键B．乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的σ键C．乙烯可以在肯定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—Hσ键D．乙烯分子中的σ键关于镜面对称C[在乙烯分子中存在4个C—Hσ键和1个C—Cσ键，同时还含有1个C—Cπ键，A错误；由于σ键要比π键稳定，故乙烯在发生加成反应时断裂的是碳原子间的π键，B错误；由乙烯制得氯乙烯可看作是乙烯中的一个氢原子被氯原子取代，故断裂的是C—Hσ键，C正确；σ键是轴对称，D错误。]4．反映共价键强弱的物理量是()A．键能 B．键能、键长C．键能、键长、键角 D．键长、键角B[键能可看作是断开共价键所需的能量，键能越大，则断开共价键时所需的能量就越大，含该键的分子就越稳定；键长越长键能反而越小，故反映键的强弱的物理量是键能和键长。]5．NH3分子的空间结构是三角锥形结构而不是平面正三角形结构，最充分的理由是()A．NH3分子内3个N—H键长均相等B．NH3分子内3个价键的键角和键长均相等C．NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于107°D．NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于120°C[NH3分子内的键角和键长都相等，可能有两种状况，一是平面正三角形，二是三角锥形结构。假如键角为120°，则必定为平面正三角形。]6．下列说法不正确的是()A．键能越小，表示化学键越坚固，越难以断裂B．成键的两原子核越近，键长越短，化学键越坚固，性质越稳定C．破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量D．键能、键长只能定性地分析化学键的强弱A[键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越坚固，性质越稳定，故A错误；B、C、D均正确。]7．依据下表中所列的键能数据，推断下列分子中最不稳定的是()化学键H—HH—ClH—BrBr—Br键能/(kJ·mol－1)436.0431.8366193.7A.HCl B．HBrC．H2 D．Br2D[键能越小，键长越长，共价键越不坚固，分子越不稳定。]8．能说明BF3分子中四个原子在同一平面的理由是()A．随意两个键的夹角为120°B．B—F是非极性共价键C．三个B—F的键能相同D．三个B—F的键长相等A[本题考查共价键键参数的运用。当键角为120°时，BF3的立体结构为平面三角形，故分子中四个原子共面。]9．下列说法中不正确的是()A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键C．气体单质中，肯定有σ键，可能有π键D．N2分子中有一个σ键，两个π键C[从原子轨道重叠程度看，π键重叠程度比σ键重叠程度小，故π键稳定性低于σ键，在气体单质分子中存在σ键(如Cl2、H2)、π键(N2中存在σ键和π键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。]10．(双选)下列有关化学键类型的推断中正确的是()A．全部由非金属元素组成的化合物中可能存在离子键B．物质中有σ键肯定有π键，有π键肯定有σ键C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D．乙烷分子中只存在σ键，即C—H和C—C均为σ键AD[NH4Cl、(NH4)2SO4均是由非金属元素组成的，却存在离子键，A项正确；共价双键中有一个为σ键，另一个为π键，共价三键中有一个为σ键，另两个为π键，故乙炔(H—C≡C—H)分子中有2个C—Hσ键，C≡C中有1个σ键，2个π键，C项错误；共价单键为σ键，乙烷分子的结构式为，其所含的6个C—H和1个C—C均为σ键，D项正确。][素养培优练]11．下列有关σ键与π键的说法错误的是()A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的主动参加者B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键D[由于π键的强度一般小于σ键的强度，所以反应时π键比σ键易断裂，A项正确；分子的形成是为了使其能量降低，首先形成σ键，再依据成键原子的核外电子排布式推断是否有π键形成，B项正确；H原子形成分子时，只能形成σ键，不能形成π键，C项正确；原子跟其他原子首先形成σ键，故分子中不行能只有π键而没有σ键。]12．由短周期前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化。X不稳定，易分解。下列有关说法正确的是()A．为使该转化胜利进行，Y可以是酸性KMnO4溶液B．等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NAC．X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍D．T分子中只含有极性键，X分子中既含有极性键又含有非极性键A[由球棍模型可知，T为HCHO，X不稳定，易分解，则X为H2CO3，则Y为氧化剂，可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液，A项正确；等物质的量并不肯定是1mol，B项错误；X分子中含有的σ键个数为5，T分子中含有的σ键个数为3，C项错误；T、X分子中均只含有极性键，无非极性键，D项错误。]13．碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是()A．分子式为C3H2O3B．分子中含6个σ键C．分子中只有极性键D．8.6g该物质完全燃烧得到6.72LCO2A[A.由图示可知，该物质的分子式为C3H2O3。B.分子中碳碳双键和碳氧双键中各有一个σ键，碳氧单键全部是σ键(4个)，碳氢键也是σ键(2个)，共有8个σ键。C.分子中的碳氧键、碳氢键都是极性键，而碳碳键是非极性键。D.8.6g该物质的物质的量为0.1mol，完全燃烧后得到0.3molCO2，只有在标准状况下0.3molCO2的体积才是6.72L。]14．(1)1molHCHO分子中含有σ键的数目为___________mol。(2)CS2分子中，共价键的类型有________。(3)Ni能与CO形成正四面体形的协作物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有________molσ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________。[解析](1)HCHO的结构式为，则1molHCHO分子中含有3molσ键。(2)CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都是含有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1molNi(CO)4中含有8molσ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。[答案](1)3(2)σ键、π键(3)8(4)315．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坚固(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坚固。____________(填“能”或“不能”)。(3)能否从数据中找出一些规律，请写出一条：_______________________________________________________________________________。(4)试预料C—Br键的键能范围：________<C—Br键键能<________。[解析]依据表中的有关数据及元素周期律学问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坚固，也不能说非金属性越强的原子形成的共价键越坚固。依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；依据此规律可知C—Br键的键能介于C—Cl的键能和C—I的键能之间，即218kJ·mol－1～330kJ·mol－1。[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)218kJ·mol－1330kJ·mol－116．(素养题)Ⅰ.已知氢分子的形成过程示意图如图所示。氢分子的形成过程示意图请据图回答问题：(1)H—H键的键长为________，①～⑤中，体系能量由高到低的依次是________。(2)下列说法中正确的是________(填字母)。A．氢分子中含有一个π键B．由①到④，电子在核间出现的概率增大C．由④到⑤，必需消耗外界的能量D．氢分子中含有一个极性共价键Ⅱ.几种常见化学键的键能如下表所示。化学键Si—OH—OO=OSi—SiSi—C键能/kJ·mol－1452462.8497.3226X请回答下列问题：(1)试比较Si—C键与Si—Si键的键能大小：X________(填“>”“<”或“＝”)226kJ·mol－1。(2)H2被认为是21世纪人类最志向的燃料，而又有科学家提出硅是“21世纪的能源”“将来的石油”等观点。结合Ⅰ中图像，试计算每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为________；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为________(已知1molSi中含有2molSi—Si键，1molSiO2中含有4molSi—O键)。[解析]Ⅰ.(1)可以干脆从题中读出有关数据，H—H键的键长为74pm；体系能量由高到低的依次是①⑤②③④。(2)氢分子中含有一个σ键，A项错误；核间距渐渐减小时，两个氢原子的原子轨道会相互重叠，导致电子在核间出现的概率增大，B项正确；④已经达到稳定状态，当变更构成氢分子的两个氢原子的核间距时，必需消耗外界的能量，C项正确；氢分子中含有一个非极性共价键，D项错误。Ⅱ.(1)Si—Si的键长比Si—C的键长长，Si—Si的键能比Si—C的键能小。(2)由题图可知H—H的键能为436kJ·mol－1，每