高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质第一节 共价键第1课时同步测试题

第二章　第一节　第1课时

一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)

1．下列分子中存在π键的是( C )

A．H2 B．NH3

C．N2 D．HCl

解析：根据单键均为σ键，双键为一个σ键一个π键，三键为一个σ键2个π键，据此分析解题。H2中只存在H—H单键，故不存在π键，A不符合题意；NH3中只存在N—H单键，故不存在π键，B不符合题意；N2中只存在N≡N三键，为一个σ键2个π键，C符合题意；HCl中只存在H—Cl单键，故不存在π键，D不符合题意。故选C。

2．近年我国“中国芯”(主要成分为单质硅)自主研发再获突破。工业上通过反应①Si＋3HClSiHCl3＋H2和反应②SiHCl3＋H2Si＋3HCl，由粗硅制得高纯硅。下列说法正确的是( C )

A．SiHCl3的电子式为

B．反应①和反应②互为可逆反应

C．用原子轨道描述氯化氢分子中化学键的形成：

D．基态硅原子价电子排布式为2s22p63s23p2

解析：SiHCl3中硅氯均为8电子稳定结构，电子式为，A项错误；可逆反应是指在相同条件下，同时向两个方向进行的反应，反应①和反应②的反应温度不同，故两反应不互为可逆反应，B项错误；H原子的未成对电子所在原子轨道为球形，Cl原子的未成对电子所在原子轨道为哑铃形，它们“头碰头”形成单键，C项正确；硅为14号元素，基态硅原子的价电子排布式为3s23p2，D项错误。故选C。

3．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C－C≡N，性质与卤素相似。下列说法正确的是( D )

A．不和氢氧化钠溶液发生反应

B．分子中N≡C的键长大于C≡C的键长

C．分子中含有两个σ键和四个π键

D．分子中既有极性键又有非极性键

解析：氰气性质与卤素相似，能和氢氧化钠溶液发生反应，故A错误；同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中C≡N的键长小于C≡C的键长，故B错误；单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，三键含有1个σ键2个π键；该分子的结构式为N≡C－C≡N，该分子中含有3个σ键4个π键，故C错误；同种原子间形成非极性键，不同原子形成极性键，该分子的结构式为N≡C－C≡N，分子中既有极性键，又有非极性键，故D正确。故选D。

4．物质的量相同的以下物质中含有σ键个数最多的是( B )

A．NaBr  B．CaCl2·8H2O

C．CH3CH===CH2 D．N2H4

解析：在共价键中，1个单键仅含1个σ键，1个双键中含有1个σ键和1个π键，1个三键中含有1个σ键和2个π键。NaBr中无共价键，即无σ键；CaCl2·8H2O中Ca2＋与Cl－之间为离子键，1个H2O分子内含2个O—H键，因此1 molCaCl2·8H2O中含有16 mol σ键；1个CH3CH===CH2中含有1个C===C、6个C—H、1个C—C，因此1 mol CH3CH===CH2中含有8 mol σ键；1个N2H4中含有1个N—N、4个N—H，因此1 mol N2H4中含有5 mol σ键，综上所述，物质的量相同的4种物质中含有σ键个数最多的是CaCl2·8H2O，故答案为B。

5．下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( D )

A．H2 B．Cl2

C．NaH  D．HF

解析：氢气分子是由两个1s轨道形成的σ键，故不选A；Cl2分子是由两个3p轨道形成的σ键，故不选B；NaH是离子化合物，其中没有共价键，故不选C；HF是由1s和2p轨道形成的σ键，故选D。

6．下列关于化学键的说法，认识错误的有几个( B )

①s－s σ键与s－p σ键的电子云对称性不同

②π键不能单独存在，一定要和σ键共存

③含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同

④两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键

⑤分子中含有共价键，则一定只含有一个σ键

⑥成键的原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固

⑦1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的

A．1个  B．2个

C．3个  D．4个

解析：s－s σ键与s－p σ键的对称性相同，均为轴对称，①项错误；分子中可以只含σ键，π键不能单独存在，一定要和σ键共存，②项正确；π键不稳定，易断裂，含有π键的化合物化学性质较活泼，与只含σ键的化合物的化学性质不同，③项正确；非金属原子常以共用电子对形成化学键，两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键，④项正确；分子中含有共价键，不一定只含有一个σ键，如水分子中含有2个σ键，⑤项错误；成键的原子间原子轨道重叠越多，成键原子间的距离越小，共价键越牢固，⑥项正确；N原子最外层有5个电子，有三个未成对电子，1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的，⑦项正确。综上所述①⑤错误。故选B。

7．下列物质的分子中既有σ键又有π键，并含有非极性键的是( A )

①NH3　②N2　③H2O　④HCl　⑤C2H4　⑥C2H2

A．②⑤⑥ B．①②⑤⑥

C．②③④ D．②④⑥

解析：①NH3分子中只有N—H键；②N2分子中有氮氮三键，为非极性键，既有σ键又有π键；③H2O分子中只有O—H键；④HCl分子中有H—Cl键；⑤C2H4分子中有碳碳双键，为非极性键，既有σ键又有π键；⑥C2H2分子中有碳碳三键，为非极性键，既有σ键又有π键。所以②⑤⑥分子中既有σ键又有π键，并含有非极性键，故答案选A。

8．下列对HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共价键的分析正确的是( C )

A．都是σ键，没有π键

B．都是π键，没有σ键

C．除H2O外，都含π键

D．除HCN外，都是σ键

解析：HCN的结构式为H－C≡N，既有σ键也有π键；CO2的结构式为O===C===O，既有σ键也有π键；H2O的结构式是H—O—H，只含σ键；CO(NH2)2中含有碳氧双键，故既有σ键也有π键；C2H4中含有碳碳双键，既有σ键也有π键。故选C。

9．下列说法正确的是( D )

A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的方向性

B．s轨道和p轨道重叠可以形成π键

C．共价键都具有方向性

D．C2H4与Cl2的加成反应C2H4只涉及π键断裂

解析：硫原子最外层只有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，其氢化物只能是H2S，写成H3S分子，违背了共价键的饱和性，故A错误；s轨道和p轨道只能头碰头重叠，只能形成σ键，故B错误；s轨道和s轨道形成的σ键没有方向性，因s电子云为球形，故H2分子中的H—H无方向性，故C错误；C2H4与Cl2的加成反应只有C2H4中π键断裂，σ键不断裂，故D正确。故选D。

10．某有机物的结构简式为CH2＝CHC≡CH，则该有机物分子中含有σ键和π键的数目分别为( B )

A．6、3  B．7、3

C．7、4  D．6、4

解析：单键全部为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键，故该有机物分子中σ键总数为7，π键总数为3，B项正确。

11．香蕉是我们喜爱的水果之一，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缘故。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( C )

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．乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—H σ键

D．乙烯分子中的σ键关于镜面对称

解析：在乙烯分子中存在4个C—H σ键和1个C—C σ键，同时还含有1个C—C π键，A项错误；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C—C π键，B项错误；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—H σ键，C项正确；σ键是轴对称，D项错误。故选C。

12．如图是已经合成的最著名的硫—氮化合物分子的结构。下列说法不正确的是( B )

A．该物质的分子式为S4N4

B．该物质分子中只含有极性共价键

C．该物质熔融状态时不能导电

D．1 mol该物质的分子中含10 mol σ键

解析：由题图知该物质有4个S,4个N，分子式为S4N4，A正确；该物质的分子中既有极性键(N—S)又有非极性键(S—S)，B错误；该物质只含共价键，为共价化合物，熔融状态时不能导电，C正确；由题图可知，1 mol该分子中含10 mol σ键，D正确。故选B。

二、非选择题

13．回答下列问题：

(1)有以下物质：A.HF B．Br2

C．H2O D．N2　

E．C2H4　 F．C2H6　

G．H2　 H．H2O2

I．H－C≡N　 J．CO2　

K．HCHO

①既含有极性键，又含有非极性键的是_EFH__；

②既含有σ键，又含有π键的是_DEIJK__；

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_ACEFHIK__；

④水分子是H2O而不是H3O，是因为共价键具有_饱和__性；水分子的键角为105°，是因为共价键具有_方向__性。

(2)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不能形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成π键，而Si、O原子间不能形成上述π键？_C原子半径较小，C、O原子能充分接近，p－p轨道“肩并肩”重叠程度较大，能形成较稳定的π键；而Si原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p－p轨道“肩并肩”重叠程度较小，不能形成稳定的π键__。

解析：(1)HF只含极性键，且只含σ键；Br2只含非极性键，且只含σ键；H2O只含极性键，且只含σ键；N2只含非极性键，且含有σ键和π键；C2H4含有极性键、非极性键，且含有σ键和π键；C2H6含有极性键、非极性键，且只含σ键；H2只含非极性键，且只含σ键；H2O2含有极性键、非极性键，且只含σ键；H－C≡N分子含极性键，且含有σ键和π键；CO2含有极性键，且含有σ键和π键；HCHO含有极性键，且含有σ键和π键。

①综上所述，既含有极性键，又含有非极性键的是EFH；

②综上所述，既含有σ键，又含有π键的是DEIJK；

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键是指由H原子与其他原子形成的共价键，则符合条件的是ACEFHIK；

④水分子是H2O而不是H3O，是因为共价键具有饱和性；水分子的键角为105°，是因为共价键具有方向性。

(2)C、O原子间能形成π键，而Si、O原子间不能形成上述π键的原因是C原子半径较小，C、O原子能充分接近，p－p轨道“肩并肩”重叠程度较大，能形成较稳定的π键；而Si原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p－p轨道“肩并肩”重叠程度较小，不能形成稳定的π键。

14．(1)判断1 mol下列含碳化合物中σ键的数目。

①CO2_2NA(或1.204×1024)__；②乙醛_6NA(或3.612×1024)__；③CH3COOH_7NA(或4.214×1024)__；④CO(NH2)2_7NA(或4.214×1024)__。

(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 12　。HCN分子中σ键与π键数目之比为 11　。

(3)C、H元素形成的某化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为 51　。

解析：(1)4种化合物的结构简式或结构式分别为O===C===O，，，，双键中有一个σ键和一个π键，单键全部是σ键。

(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)设分子式为CmHn，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。

15．如图表示不同类型共价键形成时原子轨道重叠情况：

(1)其中形成的化学键属于轴对称的有①②③　。

(2)下列物质中，通过方式①形成化学键的是 D　；通过方式②形成化学键的是 B　；只通过方式③形成化学键的是 A　；同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是 C　。

A．Cl2 B．HCl

C．N2 D．H2

(3)某有机物分子的结构简式为，该分子中有 8　个σ键，有 2　个π键，有 4　种极性键， 有　(填“有”或“没有”)非极性键。

解析：(1)形成的化学键属于轴对称的有：两个s轨道以“头碰头”方式发生重叠形成稳定的σ键，s轨道与p轨道以“头碰头”方式发生重叠形成稳定的σ键，两个p轨道以“头碰头”方式发生重叠形成稳定的σ键；故选①②③。(2)方式①两个s轨道以“头碰头”方式发生重叠形成稳定的σ键，故为氢气，选D；方式②s轨道与p轨道以“头碰头”方式发生重叠形成稳定的σ键，故为氯化氢，选B；方式③两个p轨道以“头碰头”方式发生重叠形成稳定的σ键，故为氯气，选A；同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是氮气，两个氮原子通过2p轨道形成σ键，同时另外p轨道以“肩并肩”的方式形成2个π键，选C。(3)中存在碳氢键、碳碳双键、碳碳单键、碳氧双键、碳氧单键、氢氧键，在一个该分子中有8个σ键，碳碳双键、碳氧双键中有2个π键，碳氢键、碳氧双键、碳氧单键、氢氧键中有4种极性键，碳碳单键为非极性键。