2022年高三化学寒假学业分层测评：05共价键 Word版含解析

这是一份2022年高三化学寒假学业分层测评：05共价键 Word版含解析，共6页。试卷主要包含了下列元素之间难以形成共价键的是，对σ键的认识不正确的是等内容，欢迎下载使用。

学业达标]
1．下列元素之间难以形成共价键的是( )
A．Na和Cl B．C和H
C．N和N D．S和O
【解析】 活泼的金属元素和活泼的非金属元素之间形成离子键。难以形成共价键。
【答案】 A
2．对σ键的认识不正确的是( )
A．s­s σ键与s­p σ键的对称性相同
B．σ键不属于共价键，是另一种化学键
C．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
【解析】 化学中σ键是共价键的一种，其特征是：以形成化学键的两个原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，故B项错误。
【答案】 B
3．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】 A项中H2是由两个1s轨道形成σ键；B项中Cl的3p轨道与C的2s轨道或2p轨道形成σ键；C项是由两个3p轨道形成σ键；D项中是由两个2p轨道形成σ键。
【答案】 A
4．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
5．下列说法中能说明BF3分子中的4个原子位于同一平面的是( )
A．任意两个B—F键间的夹角相等
B．3个B—F键键能相等
C．3个B—F键键长相等
D．任意两个B—F键间的夹角为120°
【解析】 键参数中，键能和键长是用于判断共价键稳定性的依据，而键角是判断分子立体构型的依据。3个B—F键间的夹角均为120°时，正好构成一个以B原子为中心的平面结构，因此4个原子共平面。
【答案】 D
6．根据π键的成键特征判断C===C的键能与C—C键能的数量关系( )
A．双键的键能等于单键的键能的2倍
B．双键的键能大于单键的键能的2倍
C．双键的键能小于单键的键能的2倍
D．无法确定
【解析】 由于π键的键能比σ键的键能小，双键中有一个π键和一个σ键，所以双键的键能小于单键的键能的2倍。
【答案】 C
7．根据下表中所列的键能数据，判断下列分子中最不稳定的是( )
A.HCl B．HBr
C．H2 D．Br2
【解析】 键能越小，键长越长，共价键越不牢固，分子越不稳定。
【答案】 D
8．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是( )
A．N2分子与CO分子中都含有三键
B．CO分子与N2分子中的π键并不完全相同
C．N2与CO互为等电子体
D．N2与CO的化学性质相同
【解析】 从题图可以看出，N2分子与CO分子中均含有一个σ键和两个π键，所以二者都含有三键，A项正确；N2分子中的π键是由每个氮原子各提供两个p电子以“肩并肩”方式形成的，而CO分子中的一个π键是由氧原子单方面提供电子对形成的，B项正确；N2与CO的原子总数和价电子总数均相同，互为等电子体，二者化学性质相似，但并不完全相同，C项正确、D项错误。
【答案】 D
9．B3N3H6与C6H6是等电子体，则下列说法不正确的是( )
A．B3N3H6能发生加成反应和取代反应
B．B3N3H6具有碱性
C．B3N3H6各原子在同一平面上
D．B3N3H6不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【解析】 苯所有原子都在同一平面上，能发生加成反应和取代反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不具有碱性，而B3H3H6具有相似的性质，故B错误。
【答案】 B
10．(1)如图，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。
(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)①②③中的原子轨道是“头碰头”重叠，属σ键，④⑤中的原子轨道是“肩并肩”重叠，属π键；(2)共价双键有一个σ键、一个π键，共价三键有一个σ键、两个π键，故中有7个σ键、3个π键。
【答案】 (1)
(2)7 3
11．某些共价键的键能数据如下表(单位：kJ/ml):
(1)把1 ml Cl2分解为气态原子时，需要________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。
(2)由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是________，最不稳定的是________；形成的化合物分子中最稳定的是________。
(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝________。
【解析】 (1)键能是指气态基态原子形成1 ml化学键释放的最低能量，新键形成释放能量，则旧键断裂必然吸收能量，根据能量守恒定律断开1 ml Cl—Cl键吸收的能量等于形成1 ml Cl—Cl键释放的能量。
(2)键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，化学性质越稳定，因此最稳定的单质为N2，最不稳定的单质是I2，最稳定的化合物是H2O，最不稳定的化合物是HI。
(3)ΔH＝E(反应物键能之和)－E(生成物键能之和)＝(436＋243－2×432)kJ·ml－1＝－185 kJ·ml－1。
【答案】 (1)吸收 243 (2)N2 I2 H2O (3)－185 kJ·ml－1
12．原子数相同、最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：__________和__________；______和________。
(2)由短周期元素组成的物质中，与NOeq \\al(－,2)互为等电子体的分子有______和__________。
【解析】 (1)仅由第二周期元素组成的共价分子，只能是由C、N、O、F组成的N2、CO、N2O、CO2等，而N2与CO的最外层电子总数均为10，N2O与CO2的最外层电子总数均为16，且原子数分别相等，符合题意。
(2)只要原子总数相同，各原子最外层电子数之和也相同，即可互称等电子体，NOeq \\al(－,2)是三原子构成的离子，其最外层电子数(即价电子)之和为5＋6×2＋1＝18，SO2、O3均为三原子分子，价电子总数为6×3＝18。
【答案】 (1)N2O CO2 N2 CO (2)SO2 O3
能力提升]
13．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( )
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正确；σ键是轴对称，D错误。
【答案】 C
14．从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为ω＞z＞y＞x；该规律性是( )
A．成键的电子数越多，键能越大
B．键长越短，键能越大
C．成键所用的电子数越少，键能越小
D．成键时电子对越偏移，键能越大
【解析】 研究表中数据发现，O2与Oeq \\al(＋,2)的键能大者键长短。按此规律，Oeq \\al(2－,2)中氧氧键长比Oeq \\al(－,2)中的长，所以键能要小。按键长由短而长的顺序氧氧Oeq \\al(＋,2)＜O2＜Oeq \\al(－,2)＜Oeq \\al(2－,2)，键能为ω＞z＞y＞x。
【答案】 B
15．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素的性质相似，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
16．等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、空间构型表。
试回答下列问题：
(1)下面物质分子或离子的空间构型：
BrOeq \\al(－,3)________，COeq \\al(2－,3)________，POeq \\al(3－,4)________。
(2)由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有________。
(3)C2Oeq \\al(2－,4)和________是等电子体，C2Oeq \\al(2－,4)离子具有较强的还原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn原子在元素周期表中的位置是__________，价电子构型为________________。
(4)HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。Neq \\al(－,3)的空间构型是________，与Neq \\al(－,3)互为等电子体的分子的化学式为________(写一种)。NHeq \\al(－,2)的电子式为________。
(5)已知H3B·NH3在一定条件下可逐步释放出氢气最终转化为氮化硼，因此可作为储氢材料。H3B·NH3的等电子体的化学式为________。
【解析】 (1)互为等电子体的物质结构相似。BrOeq \\al(－,3)为四原子26电子体，所以其结构与SOeq \\al(2－,3)相似，为三角锥形；COeq \\al(2－,3)为四原子24电子体，与SO3的结构相似，为平面三角形；同理可知POeq \\al(3－,4)为正四面体形。
(2)F2为双原子18电子体，所以由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有Oeq \\al(2－,2)。
(3)用N原子替换C2Oeq \\al(2－,4)中的C的原子可得等电子体N2O4。Mn的原子序数为25，价电子排布式为3d54s2，由周期序数＝电子层数，价电子数＝族序数，Mn位于第四周期第ⅦB族。
(4)CO与N2互为等电子体，用CO替换N2，用O替换N－，可知Neq \\al(－,3)与CO2互为等电子体，结构相似，所以是直线形。用S替换CO2中的2个O原子可得等电子体CS2，用N2替换CO2中的CO可得等电子体N2O。用O替换NHeq \\al(－,2)中的N－，可知H2O与NHeq \\al(－,2)互为等电子体。所以NHeq \\al(－,2)为V形空间构型。
(5)BN与C2电子数相同，所以用C2替换BN可得H3B·NH3的等电子体C2H6。
【答案】 (1)三角锥形 平面三角形 四面体形
(2)Oeq \\al(2－,2) (3)N2O4 第四周期第ⅦB族 3d54s2 (4)直线形 CO2(或N2O、CS2，写1个即可) (5)C2H6
化学键
H—H
H—Cl
H—Br
Br—Br
键能/kJ·ml－1
436.0
431.8
366
193.7
①
②
③
④
⑤
化学键类型
举例
①
②
③
④
⑤
化学键类型
s—s σ键
s—p σ键
p—p σ键
pz—pz
π键
py—py
π键
举例
H2
HCl
Cl2
N2
N2
共价键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
H—Cl
H—I
I—I
N≡N
H—O
H—N
键能
436
243
193
432
298
151
946
463
393
氧氧键
数据
Oeq \\al(2－,2)
Oeq \\al(－,2)
O2
Oeq \\al(＋,2)
键长/10－12m
149
128
121
112
键能/kJ·ml－1
x
y
z＝498
ω＝628
等电子体类型
代表物质
空间构型
四原子24电子等电子体
SO3
平面三角形
四原子26电子等电子体
SOeq \\al(2－,3)
三角锥形
五原子32电子等电子体
CCl4
四面体形