化学选择性必修2第1节 共价键模型同步达标检测题
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1.下列关于共价键的说法不正确的是( )
A.H2S分子中两个共价键的键角接近90°的原因是共价键有方向性
B.N2分子中有1个σ键、2个π键
C.两个原子形成共价键时至少有1个σ键,可能还有其他键
D.在双键中,σ键的键能小于π键的键能
D [共价键是原子之间通过共用电子对形成的,所以共价键有方向性和饱和性,A正确;N2分子中存在N≡N键,则有1个σ键和2个π键,B正确;σ键是原子轨道以“头碰头”方式形成的,两个原子之间只能形成一个σ键,C正确;σ键是原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的,π键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的,σ键原子轨道重叠程度大于π键,因此σ键的键能大于π键的键能,D错误。]
2.共价键是有饱和性和方向性的,下列关于共价键这两个特征的叙述中不正确的是( )
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C.共价键的方向性决定了分子的空间结构
D.共价键的方向性与原子轨道的重叠程度有关
D [共价键的方向性与原子轨道的伸展方向有关。]
3.比较下列共价键的形成过程,其中形成的是π键的是( )
A [选项A是2个p轨道“肩并肩”重叠形成的π键;选项B是s轨道与p轨道重叠形成的σ键;选项C是2个p轨道重叠形成的σ键;选项D是两个s轨道重叠形成的σ键。]
4.下列说法正确的是( )
A.若把H2S写成H3S,违背了共价键的饱和性
B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性
C.所有共价键都有方向性
D.两个原子轨道发生重叠后,电子仅存在于两原子核之间
A [S原子有两个未成对电子,根据共价键的饱和性,形成的氢化物为H2S,A项正确;H2O能结合1个H+形成H3O+,不能说明共价键不具有饱和性,B项错误;H2分子中,H原子的s轨道成键时,因为s轨道为球形,所以H2分子中的H—H键没有方向性,C项错误;两个原子轨道发生重叠后,电子在两核之间出现的概率大,但不是仅存在于两核之间,D项错误。]
5.σ键可由s轨道与s轨道、s轨道与p轨道以及p轨道与p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由s轨道与p轨道以“头碰头”方式重叠而成的是( )
A.H2 B.HCl
C.Cl2 D.F2
B [H2分子中的σ键为ss σ键,HCl分子中的σ键为sp σ键,Cl2、F2分子中的σ键均为pp σ键。]
6.(2021·河南永城三高期末考试)下列物质中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的是( )
A.CCl4 B.CO2
C.C2H4 D.NH4Cl
C [CCl4、CO2中只含有极性共价键,A、B项不符合题意;C2H4中既含有C===C非极性共价键,又含有C—H极性共价键,C项符合题意;NH4Cl中含有离子键和极性共价键,D项不符合题意。]
7.下列物质中,含有非极性键的共价化合物是( )
A.HCl B.Na2O2 C.C2H2 D.CH4
C [HCl中只含极性键;Na2O2属于离子化合物;C2H2分子中含极性键(C—H)和非极性键(C===C)属于共价化合物;CH4中只含极性键。]
8.从键长的角度来判断下列共价键中最稳定的是( )
A.H—F B.N—H C.C—H D.S—H
A [原子半径越小,与氢化合形成的共价键键长越短,键能越大,共价键越稳定。F、N、C、S4种非金属元素中,F原子的半径最小,H—F键的键长最短,故H—F键最稳定,A项正确。]
9.下列说法中正确的是( )
A.键能越小,表示化学键越牢固,难以断裂
B.两原子核越近,键长越长,化学键越牢固,性质越稳定
C.破坏化学键时,消耗能量,而形成新的化学键时,则释放能量
D.键能、键长只能定性地分析化学键的特性
C [键能越大,键长越短,化学键越牢固。]
10.(2021·四川乐山十校期中联考)下列说法正确的是( )
A.已知N—N键的键能为193 kJ·ml-1,故N≡N键的键能为193 kJ·ml-1×3
B.H—H键的键能为436 kJ·ml-1,F—F键的键能为157 kJ·ml-1,故F2比H2稳定
C.某元素原子最外层有1个电子,它跟卤素原子相结合时,所形成的化学键为离子键
D.N—H键的键能为391 kJ·ml-1,其含义为形成1 ml N—H键所释放的能量为391 kJ
D [由于N≡N键中含有1个σ键、2个π键,σ键与π键的键能不同,故A项错误。分子中共价键的键能越大,分子越稳定,故B项错误。该元素可能为氢元素或碱金属元素,故可形成共价键或离子键,故C项错误。]
11.(2021·河南省实验中学期中改编)科学家宣称普通盐水在无线电波的作用下可燃烧,这很可能是21世纪人类伟大的发现之一,未来人类的能源危机问题将有望解决。无线电频率可以降低盐水中所含元素原子之间的结合力,释放出氢原子,一旦点燃,氢原子就会在这种频率下持续燃烧。上述“结合力”的实质是( )
A.离子键 B.ss σ键 C.sp σ键 D.pp π键
C [“释放出氢原子”必须破坏水分子中的氢氧键,这是由氢原子的1s轨道与氧原子的2p轨道重叠形成的一种sp σ键。]
12.下列有关化学键的比较肯定错误的是( )
A.键能:C—N
C.分子中的键角:H2O
D [C、N原子间形成的化学键中,三键键能最大,单键键能最小,A项正确。原子半径I>Br>Cl,则键长I—I>Br—Br>Cl—Cl,B项正确。H2O分子中的键角是104.5°,CO2分子中的键角是180°,C项正确。C2H2、C2H4分子中碳原子间形成的σ键比π键的稳定性强,σ键的键能大于π键的键能,D项错误。]
13.指明下列化学键类型的名称,并各举一例含有这种价键类型的物质。
化学键类型 举例
①____________________,____________________。
②____________________,____________________。
③____________________,____________________。
④____________________,____________________。
⑤____________________,____________________。
[解析] 共价键具有方向性,以“头碰头”形成的共价键为σ键,“肩并肩”形成的共价键为π键,由此可知①②③形成的为σ键,④⑤形成的为π键。
[答案] ①s—s σ键 H2 ②s—p σ键 HCl ③p—p σ键 Cl2 ④pz—pz π键 N2 ⑤py—py π键 N2
14.碳和硅的有关化学键键能如下表所示,简要分析和解释下列有关事实:
(1)硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是______________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是_________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)C—C键和C—H键的键能较强,所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成。
(2)C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。
[答案] (1)依据图表中键能数据分析,C—C键、C—H键键能大,难断裂;Si—Si键、Si—H键键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成
(2)SiH4稳定性小于CH4,更易生成氧化物,是因为C—H键键能大于C—O键的,C—H键比C—O键稳定。Si—H键键能远小于Si—O键的,不稳定,倾向于形成稳定性更强的Si—O键
15.回答下列问题:
(1)1 ml CO2中含有的σ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________。HCN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—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,燃烧时发生反应:
N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 038.7 kJ·ml-1
若该反应中有4 ml N—H键断裂,则形成的π键有________ml。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为________。
(5)1 ml乙醛分子中含σ键的数目为________个,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是__________。
[解析] (1)CO2分子内含有碳氧双键,双键中一个是σ键,另一个是π键,则1 ml CO2中含有的σ键个数为2NA(或1.204×1024)。
(2)N2的结构式为N≡N,推知CO的结构式为C≡O,含有1个σ键、2个π键;CN-的结构式为[C≡N]-,HCN的结构式为H—C≡N,HCN中σ键与π键均为2个。
(3)反应中有4 ml N—H键断裂,即有1 ml N2H4参加反应,生成1.5 ml N2,则形成的π键有3 ml。
(4)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。
(5)乙醛与CO(NH2)2的结构简式分别为、,故1 ml乙醛中含有σ键6NA(或3.612×1024)个,1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。
(6)两个成键原子的电负性差别越大,它们形成共价键的极性就越大(或从非金属性强弱上来判断)。由于电负性:F>O>N>C,因此四种元素与H形成的共价键的极性:F—H>O—H>N—H>C—H。
[答案] (1)2NA(或1.204×1024) (2)1∶2 1∶1 (3)3 (4)5∶1 (5)6NA(或3.612×1024) 7 (6)HF>H2O>NH3>CH4
[拓展培优练]
16.(2021·湖北黄梅一中高二月考)如图所示的分子中含有σ键和π键的数目分别为( )
A.13 2 B.10 2 C.10 3 D.9 3
C [题述分子中含有6个C—H键、2个C—C键、1个C===C键、1个C≡C键、单键中只含有σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键,故该分子中共有10个σ键和3个π键,故C项正确。]
17.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.为使该转化成功进行,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NA
C.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,Y为氧化剂,可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液,A项正确;B项中要注意等物质的量并不一定是1 ml;1个X分子中含有的σ键个数为5,1个T分子中含有的σ键个数为3,C项错误;T、X分子均只含有极性键,无非极性键,D项错误。]
18.六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,性质稳定,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起强温室效应,下列有关六氟化硫的推测正确的是( )
A.六氟化硫中各原子均为8电子稳定结构
B.六氟化硫易燃烧生成二氧化硫
C.六氟化硫分子中含极性键、非极性键
D.S—F键是σ键,且键长、键能都相等
D [根据题图知,每个F原子和1个S原子形成1对共用电子对,每个S原子和6个F原子形成6对共用电子对,所以F原子都达到8电子稳定结构,但S原子最外层达到12电子,A错误;六氟化硫中F为-1价,S为+6价, S元素不能再失去电子,所以不能被氧化,故六氟化硫不易燃烧生成二氧化硫,B错误;同种原子间形成非极性键,不同种原子间形成极性键,六氟化硫分子中的S—F键均为极性键,不含非极性键,C错误;六氟化硫分子中的S—F键都是σ键,为正八面体结构,所以键长、键能都相等,D正确。]
19.(2021·安徽滁州月考)三硫化四磷(P4S3)是黄绿色针状晶体,易燃、有毒,分子结构之一如图所示,已知ΔH=-3 677 kJ·ml-1(磷元素被氧化为P4O10),下列有关P4S3的说法不正确的是( )
A.分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构
B.P4S3中硫元素为-2价,磷元素为+3价
C.表示P4S3摩尔燃烧焓的热化学方程式为P4S3(s)+8O2(g)===P4O10(s)+3SO2(g) ΔH=-3 677 kJ·ml-1
D.分子中存在极性键与非极性键
B [因P原子最外层有5个电子,S原子最外层有6个电子,由题图可知,每个P形成3个共价键,每个S形成2个共价键,5+3=8,6+2=8,即分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构,A项正确;由题图可知,有1个P与3个S形成3个共价键,其他3个P分别与1个S形成1个共价键,则P4S3中P有+3、+1两种化合价,S为-2价,B项错误;某物质的摩尔燃烧焓指在一定反应温度和压强条件下,1 ml纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变,则表示P4S3摩尔燃烧焓的热化学方程式为P4S3(s)+8O2(s)===P4O10(s)+3SO2(g) ΔH=-3 677 kJ·ml-1,C项正确;由题图可知,P—P键为非极性键,P—S键为极性键,D项正确。]
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·ml-1)
356
413
336
226
318
452
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