2020
学业分层测评(六) 共价键模型
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列说法正确的是( ) A．键角越大，该分子越稳定
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定 C．CH4、CCl4中键长相等，键角不同 D．C===C键的键能是C—C键的2倍
【解析】 A项，键角是决定分子空间构型的参数，与分子的稳定性无关；C项，CH4、CCl4中C—H键键长小于C—Cl键键长，键角均为109.5°；D项，C===C键由σ键和π键组成，C—C键为σ键，故C===C键的键能小于C—C键键能的2倍。
【答案】 B
2．下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( ) A．H2 B．CCl4 C．Cl2 D．F2
【解析】 各分子中的σ键轨道重叠为最外层未成对电子所在轨道进行重叠，情况如下：H2：1s—1s，CCl4：2p—3p，Cl2：3p—3p，F2：2p—2p。
【答案】 A
3．下列有关σ键的说法错误的是( )
A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，那么形成s—s σ键 B．s电子与p电子形成s—p σ键 C．p电子和p电子不能形成σ键 D．HCl分子里含有一个s—p σ键
【解析】 p电子和p电子头碰头时也能形成σ键。 【答案】 C
4．下列说法中正确的是( )
A．p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键 B．p轨道之间以“头碰头”重叠可形成π键 C．s和p轨道以“头碰头”重叠可形成σ键 D．共价键是两个原子轨道以“头碰头”重叠形成的
【解析】 轨道之间以“肩并肩”重叠形成π键，“头碰头”重叠形成σ键，共价键可分为σ键和π键。 【答案】 C
5．以下说法正确的是( )
A．共价化合物内部可能有极性键和非极性键 B．原子或离子间相互的吸引力叫化学键 C．非金属元素间只能形成共价键
1
1
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1
1
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1
1
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D．金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键
【解析】 全部由共价键形成的化合物是共价化合物，则共价化合物内部可能有极性键和非极性键，如乙酸、乙醇中，A正确；相邻原子之间强烈的相互作用是化学键，包括引力和斥力，B不正确；非金属元素间既能形成共价键，也能形成离子键，如氯化铵中含有离子键，C不正确；金属元素与非金属元素的原子间大部分形成离子键，但也可以形成共价键，如氯化铝中含有共价键，D不正确。
【答案】 A
6．(双选)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，键长越短，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 【解析】 键能越大，键长越短，化学键越牢固。 【答案】 BC
7．下列事实不能用键能的大小来解释的是( ) A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B．稀有气体一般难发生反应
C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．F2比O2更容易与H2反应
【解析】 由于N2分子中存在N≡N，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF。
【答案】 B
8．下列有关化学键类型的叙述正确的是( )
【导学号：66240013】
A．全部由非金属构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，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C) D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
【解析】 铵盐是离子化合物，含有离子键，但其全部由非金属构成，A项错；稀有气体的原子本身就达到稳定结构，不存在化学键，B项错；乙炔中存在3个σ键和2个π键，2个C—H键和碳碳叁键中的1个键是σ键，而碳碳叁键中的另外2个键是π键，C项错。
【答案】 D
9．意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ热量，根据以上信息和数据，判断下列说法正确的是( )
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A．N4属于一种新型的化合物 B．N4分子中存在非极性键 C．N4分子中N—N键角为109.5° D．1 mol N4转变成N2将吸收882 kJ热量
【解析】 N4是由氮元素形成的一种单质，不是新型的化合物，A错；氮元素是活泼的非金属元素，氮元素与氮元素之间形成的是非极性键，B正确；N4分子是正四面体结构，键角是60°，C错；已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ热量，则1 mol N4转变成N2时的反应热ΔH＝6×167 kJ·mol
－1
－1
－1
－2×942 kJ·mol＝－882 kJ·mol，即该反应是放热反应，因此1 mol N4转变成N2将放出882 kJ热量，D错误。
【答案】 B
10．分析下列化学式中加点的元素，选出符合题目要求的选项填在横线上。
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是________； (2)只有一个价电子参与形成共价键的是________； (3)最外层含有一对未成键电子的是________； (4)既含有极性键又含有非极性键的是________； (5)既含有σ键又含有π键的是________。
【解析】 六种物质的加点元素均为短周期元素，价电子即最外层电子。电子式分别为
由电子式可推得成键情况。
【答案】 (1)D、E (2)C (3)A、F (4)E (5)E、F 11．(2016·青岛高二检测)回答下列问题： (1)1 mol 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，燃烧时发生的反应是：
－
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N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 038.7 kJ·mol
若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键有________mol。
(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 mol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
－1
________________________________________________________________。
【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 mol CO2中含有的σ键个数为2NA。
(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)反应中有4 mol N—H键断裂，即有1 mol N2H4参加反应，生成1.5 mol N2，则形成的π键有3 mol。
－
－
(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1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。
，故1 mol乙醛中含有σ键6NA个，
(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1.204×10 (2)1∶2 1∶1 (3)3 (4)5∶1 (5)6NA或3.612×10 7 (6)HF＞H2O＞NH3＞CH4
12．A、B、C、D、E五种元素原子序数依次增大，A元素原子的价电子排布为nsnp，B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，E元素原子的价电子排布为3d4s。C、D的电离能数据如下(kJ·mol)：
6
2
－1
2
2
24
24
I1 I2 1 451 1 817 I3 7 733 2 745 I4 10 540 11 578 C 738 D 577 (1)化合价是元素的一种性质。由C、D的电离能数据判断，C通常显________价，D显________价。 (2)某气态单质甲与化合物AB分子中电子总数相等，则甲分子中包含1个________键，2个________键。 (3)AB的总键能大于甲的总键能，但AB比甲容易参加化学反应。根据下表数据，说明AB比甲活泼的原因是_______________________________________。
－1单键 双键 叁键 AB 键能/kJ·mol 357.7 798.9 1 071.9
2020 甲 键能/kJ·mol 154.8 418.4 －1941.7 【解析】 (1)由“B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍”可推知B为氧；因原子序数B>A，可知A的价电子排布为2s2p，A为碳；C元素的I3?I2，故C最外层有2个电子；D元素的I4?I3，故D元素的最外层有3个电子，由于原子序数依次增大，且E的价电子排布为3d4s，为铁元素，故C、D分别为镁和铝元素。(2)AB分子为CO，共14个电子，与之电子数相等的气态单质应为N2，含1个σ键和2个π键。(3)CO与N2相对比，CO性质活泼，容易参加化学反应，应是其化学键易断裂的原因。
【答案】 (1)＋2 ＋3 (2)σ π
(3)CO打开第一个键需要1 071.9 kJ·mol－798.9 kJ·mol＝273 kJ·mol能量，而N2打开第一个键需要941.7 kJ·mol－418.4 kJ·mol＝523.3 kJ·mol 能量
[能力提升]
13．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( )
【导学号：66240014】
A．键角是描述分子空间构型的重要参数
B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°
D．H—O键的键能为463 kJ·mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ
【解析】 H—O键、H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B项错误；水分子呈V形，键角为104.5°，C项错误；D项中H—O键的键能为463 kJ·mol，指的是断开1 mol H—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463 kJ，18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O键，断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量，故D项错误。
【答案】 A
14．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是( ) A．分子中既有极性键，又有非极性键 B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长 C．分子中含有2个σ键和4个π键 D．不和氢氧化钠溶液发生反应
【解析】 分子中N≡C键是极性键，C—C键是非极性键；成键原子半径越小，键长越短，N原子半径小于C原子半径，故N≡C键比C—C键的键长短；(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键；由于与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应。
【答案】 A
15．下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据：
O—O键 数据 键长/10
－12－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
6
2
2
2
O2 2－O2 －O2 121 O2 112 ＋ m 149 128
2020高中化学 学业分层测评6 共价键模型 鲁科版选修3
