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- 2021-07-03 发布
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第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第一课时 共价键的特征与类型
课时演练·促提升
A组
1.下列分子的电子式书写正确的是( )
A.氮气:∶N︙︙N∶
B.过氧化氢:H+[∶∶]2-H+
C.氨气:H∶∶H
D.二硫化碳:∶∶
解析:选项B中H2O2为共价化合物,分子中原子间形成共用电子对,电子式应为H∶∶H;C项中N的最外层电子未完全标出;D项中CS2的分子结构和CO2相似,电子式应为∶∶C∶∶。
答案:A
2.根据表中的数据,从电负性的角度判断下列元素之间易形成共价键的一组是( )
元素
Na
Mg
Al
H
C
O
Cl
电负性
0.9
1.2
1.5
2.1
2.5
3.5
3.0
①Na和Cl ②Mg和Cl ③Al和Cl ④H和O ⑤Al和O ⑥C和Cl
A.①②⑤ B.③④⑥
C.④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥
解析:非金属元素之间易形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属元素的原子之间形成共价键。Na和Cl:3.0-0.9=2.1>1.7;Mg和Cl:3.0-1.2=1.8>1.7;Al和O:3.5-1.5=2.0>1.7;Al和Cl:3.0-1.5=1.5<1.7;H和O:3.5-2.1=1.4<1.7;C和Cl:3.0-2.5=0.5<1.7;故①②⑤不能形成共价键,③④⑥可形成共价键。
答案:B
3.下列说法正确的是( )
A.σ键强度小,容易断裂,而π键强度较大,不易断裂
B.共价键都具有方向性
C.π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的
D.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键
解析:形成σ键原子轨道的重叠程度比π键大,稳定性更好,不易断裂,A项错误;s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性,B项错误;原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键,C项错误;两个原子之间形成共价键时,单键为σ键,双键和三键中只有一个σ键,D项正确。
答案:D
4.化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式为,下列说法中正确的是( )
A.A分子中只有极性键没有非极性键
B.A分子中的共用电子对数为11
C.1 mol A分子中所含的σ键数目为10NA
D.A是共价化合物
解析:A项,N—N键是非极性键,A项不正确;A分子中存在12个共价键,其中有一个碳氧双键,故有12个共用电子对、11个σ键,B、C项均不正确;A分子中只有共价键,故A是共价化合物,D项正确。
答案:D
5.我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:
HCHO+O2CO2+H2O。下列有关说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.CO2分子中的化学键为非极性键
C.HCHO分子中既含σ键又含π键
D.每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2
解析:氧化反应一般为放热反应,A错;CO2分子中含有极性键,B错;HCHO分子中既有σ键,又有π键,C正确;D项,不一定是标准状况下,即产生的O2不一定为2.24 L。
答案:C
6.某原子的原子核外最外层电子排布为ns2np4,按照共用电子对理论,该原子一般可形成共用电子对的数目是( )
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
解析:原子核外最外层电子排布为ns2np4,有2个未成对电子,一般只能形成2个共价键。
答案:B
7.关于乙醇分子的说法正确的是( )
A.分子中共含有8个极性键
B.分子中不含非极性键
C.分子中只含σ键
D.分子中含有1个π键
解析:乙醇的结构式为,共含有8个共价键,其中C—H、C—O、O—H键为极性键,共7个,C—C键为非极性键。由于全为单键,故无π键。
答案:C
8.(1)N2的结构式为 。
(2)某有机物的结构式如下:
则分子中有 个σ键, 个π键。
解析:(1)N与N之间为三对共用电子对,即为氮氮三键。
(2)分子中5个共价单键是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有1个σ键,另2个是π键,故σ键总数是7,π键总数是3。
答案:(1)N≡N (2)7 3
9.有三种物质AC2、B2C2、AD4,元素A的最高正价和负价绝对值相等;元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B2C2;元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同,则:
(1)A、B、C、D的元素名称分别为 、 、 、 。
(2)AD4分子其中含有的σ键类型为 (填“s-s σ键”“s-p σ键”或“p-p σ键”)。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为 ,B2C2的电子式为 ,属 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。
解析:(1)元素A的最高正价和负价绝对值相等,所以A为C,其余元素很容易推出为Na、O、Cl。(2)CCl4中,C的2个2s电子,2个2p电子,分别与4个Cl中的3p电子形成单键,所以有2个s-s σ键、2个s-p σ键。(3)Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6,Na2O2含有离子键和共价键,但属于离子化合物。
答案:(1)碳 钠 氧 氯
(2)s-s σ键、s-p σ键
(3)1s22s22p63s23p6 Na+[∶∶]2-Na+ 离子化合物
10.在下列分子中:①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2
⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN
分子中只有σ键的是 ,分子中含有π键的是 ,分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是 ,分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成σ键的是 ,分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 ,分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 。
解析:本题是对共价键与分子结构的关系进行判断。
答案:①②③⑥⑦ ④⑤⑧ ②④⑤ ⑥ ①③⑦⑧ ②④⑤⑦⑧
B组
1.下列化学式及结构式中成键情况,不合理的是( )
A.CH3N
B.CH2SeO
C.CH4S
D.CH4Si
解析:由共价键的饱和性可知:C、Si都形成4个共价键,H形成1个共价键,N形成3个共价键,O、S、Se都形成2个共价键。
答案:D
2.下列各式用电子式表示的对应物质的形成过程,其中正确的是( )
A.K×+·∶K+·×∶-
B.
C.×Ca×+·∶2Ca2+[·×
D.∶·+×Mg×+·∶Mg2+[·×
解析:A项中Br-的电子式表示不正确,应加上方括号;C、D两项中阴离子表示法不正确,应分开写在阳离子两侧且C项中2可写在氯原子的左边。
答案:B
3.防晒霜之所以能有效地减轻紫外线对人体的伤害,是因为它所含的有效成分的分子中含有π键,这些有效成分的分子中的π键中的电子可在吸收紫外线后被激发,从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害。下列物质中没有防晒效果的是( )
A.氨基苯甲酸
B.羟基丙酮
C.肉桂酸(C6H5—CHCH—COOH)
D.酒精
解析:π键只存在于不饱和键中,选项A、B、C中物质均含有不饱和键,而选项D中无不饱和键,不含有π键,因而酒精没有防晒效果。
答案:D
4.下列反应中化学键断裂只涉及π键断裂的是( )
A.C2H2的燃烧
B.C2H4与Cl2的加成反应
C.CH4与Cl2的取代反应
D.C2H4被酸性KMnO4溶液氧化
解析: A、D项,都断裂了所有的旧化学键(包括σ键和π键);C项,CH4和Cl2发生取代反应只会断裂σ键,故A、C、D三项不符合题意。
答案:B
5.下列有关化学键类型的判断正确的是( )
A.全部由非金属元素组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1个乙炔分子中存在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键和C—C键都为σ键,不存在π键
解析:NH4Cl全部是由非金属元素组成的,却存在离子键,A项不正确;稀有气体原子本身达到稳定结构,不存在化学键,B项不正确;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,另外两个为π键,故1个乙炔(H—C≡C—H)分子中有2个C—H σ键,C≡C键中有1个σ键、2个π键,C项不正确;单键都为σ键,乙烷分子结构式为,其C—H键和C—C键都为σ键,D项正确。
答案:D
6.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( )
A.W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W
B.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C.Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D.WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1
解析:由题意可推知W、X、Z分别为C、Al、Cl,Y可能为Si、P、S三种元素中的一种。若Y为Si,则电负性C>Si,A错误;若Y为Si,则原子半径Si>C,B错误;若Y为Si,则Y、Z形成的分子为SiCl4,其空间构型为正四面体,C正确;WY2分子应是CS2,其分子中σ键与π键的数目之比为1∶1,D错误。
答案:C
7.已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、6,且都含有18个电子,B、C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D是一种有毒的有机物。
(1)组成A分子的原子基态电子排布式为 。
(2)写出B的名称: ,X与B所含价电子数相等,则X的电子式为 。
(3)C的分子式为 。
(4)D分子中化学键类型为(从共用电子对是否偏离角度看) 。
解析:易推断A是Ar、B是H2S、C是N2H4、D是CH3OH。H2O、CH4、NH3等与H2S所含价电子数相等。N2H4中,两个氮原子间形成的是双键。
答案:(1)1s22s22p63s23p6 (2)硫化氢 H(其他合理答案也可) (3)N2H4 (4)极性键
8.a、b、c、d为四种由短周期元素组成的物质,它们都有14个电子,且四种物质中均只含共价键。回答下列问题:
(1)a是单质,可用作半导体材料,a原子核外电子排布式为 。
(2)b是双核化合物,常温下为无色无味气体。b的化学式为 。人一旦吸入b气体后,就易引起中毒,是因为
而中毒。
(3)c是双核单质,写出其电子式: 。c分子中所含共价键的类型为 (填“极性键”或“非极性键”)。
(4)d是四核化合物,其结构式为 ,1个d分子内所含共价键有 个σ键, π键,σ键和π键的强度大小关系为σ键 π键(填“>”“<”或“=”),原因是 。
解析:由题意知,a是单质,含14个电子,是Si,Si可作半导体材料;b是两个原子的化合物,根据其物理性质:无色无味气体,推断b为CO,CO一旦进入肺里,会与血液中的血红蛋白结合而使血红蛋白丧失输送氧气的能力,使人中毒;c是双原子单质,每个原子有7个电子,故c为N2,N2
分子的结构式为,为非极性键;d是四核化合物,即4个原子共有14个电子,只能是烃,故d为C2H2,C2H2的结构式为,有2个H—C σ键,1个C—C σ键,2个π键。
答案:(1)1s22s22p63s23p2
(2)CO CO一旦被吸入肺里后,会与血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白丧失输送氧气的能力
(3)∶N︙︙N∶ 非极性键
(4) 3 2 > 形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大,形成的共价键键能大
9.有A、B、C、D、E五种元素,已知:
①它们位于三个不同短周期,核电荷数依次增大。
②E元素的电离能数据见下表(单位:kJ·mol-1):
I1
I2
I3
I4
……
496
4 562
6 912
9 540
……
③A、E分别都能与D按原子个数比1∶1或2∶1形成化合物。
④B、C分别都能与D按原子个数比1∶1或1∶2形成化合物。
(1)写出只含有A、B、D、E四种元素的两种无水盐的化学式 、 。
(2)1个B2A2分子中存在 个σ键, 个π键。
(3)写出③中按原子个数比为1∶1形成的化合物的电子式: 。
(4)写出④中按原子个数比为1∶2形成的化合物的化学式: 。
解析:由题干知A不是稀有气体元素,五种元素位于三个不同短周期,则A为氢元素;由E的电离能知E为+1价的金属元素,且E具有I4,则E不可能为Li,E在第三周期,则E为钠元素,H、Na与O均能生成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物,故D为氧元素;在氧元素之前的元素中还能与之生成原子个数比为1∶1或1∶2的化合物,则B、C分别为碳元素、氮元素。
答案:(1)NaHCO3 CH3COONa(或其他有机酸的钠盐)
(2)3 2
(3)H∶∶H、Na+[∶∶]2-Na+
(4)CO2、NO2