人教版 (2019)第二章 分子结构与性质第一节 共价键课时练习

这是一份人教版 (2019)第二章 分子结构与性质第一节 共价键课时练习，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.(2021·济南高二检测)化合物X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.X分子中只有σ键
B.X分子中的共用电子对数为11
C.1 ml X分子中所含的σ键数目为10NA
D.X是共价化合物
2.(2021·长沙高二检测)下列反应中，有机物分子中化学键的断裂只涉及π键断裂的是( )
A.CH4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
3.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：
4.(2021·济宁高二检测)下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是( )
A.H2O2(过氧化氢)：H—OO—H
B.N2H4(肼)：
C.C2H5SH(乙硫醇)：
D.SiHCl3(三氯氢硅)：
5.已知P元素的价电子排布式为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，下列判断正确的是( )
A.磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3
B.PCl3分子中的P—Cl键含有π键
C.PCl5分子中的P—Cl键都是π键
D.磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷
6.能说明BF3分子中的4个原子在同一平面的理由是( )
A.B—F键之间夹角为120°
B.B—F键为σ键
C.3个B—F键的键能相同
D.3个B—F键的键长相等
7.(2021·郑州高二检测)下列反应能说明σ键比π键牢固的是( )
A.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.CH2＝CH2+Br2→CH2BrCH2Br
C.2H2+O22H2O
D.H2+Cl22HCl
8.下列分子中存在的共价键类型完全相同的是( )
A.CH4与NH3
B.C2H6与C2H4
C.H2与Cl2
D.Cl2与N2
二、非选择题(本题包括2小题)
9.(16分)碳、氮、氧、氢是地球上极为丰富的元素。
(1)氢气分子的形成过程示意图如图，请据图回答相关问题。
氢气分子的形成过程示意图
H—H键的键长为_____________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是___________。
(2)下列说法正确的是___________。
A.一个氢气分子中含有一个π键
B.由①到④，电子在核间出现的概率增大
C.由④到⑤，必须消耗外界的能量
D.一个氢气分子中含有一个σ键
(3)CO和N2分子中根据电子云重叠的方式不同，都包含的共价键类型有___________，CO、N2的结构可表示为C≡O、N≡N，相关化学键的键能如表：(单位kJ·ml-1)
结合数据说明CO比N2活泼的原因___________。
(4)某有机物的结构式如图所示，则分子中有___________个σ键，___________个π键。
(5)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，燃烧时发生反应的热化学方程式为N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1038.7 kJ·ml-1。若该反应中有4 ml N—H键断裂，则形成的π键有___________ml。
10.(14分)A、B、C、D、E、F为6种短周期主族元素，它们的核电荷数依次递增。已知B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍，电子总数是E原子电子总数的 QUOTE ；F是同周期主族元素中原子半径最小的元素；D2-与E2+的电子层结构相同；B与D可以形成三原子化合物甲；A是非金属元素，且A、C、F可形成离子化合物乙。请回答下列问题：
(1)F元素的名称是__________，E的元素符号是__________。
(2)写出化合物乙的电子式：__________。
(3)化合物甲有__________个σ键和__________个π键。
(4)B、C、D三种元素对应的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是________________________________________。
能力达标
一、选择题(本题包括2小题)
11.化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂，其结构简式如图，A能除去锅炉水中溶解的氧气，下列对A分子说法正确的是( )
A.所有原子都在同一平面内
B.所含的σ键与π键个数之比为10∶1
C.C的核外电子排布式为1s22s22p2
D.N的化合价均为-3价
12.(2021·海口高二检测)意大利罗马大学的Fulvi 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 ml N—N键吸收
193 kJ热量，生成1 ml N≡N键放出946 kJ热量，根据以上信息和数据，判断下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4分子中存在σ键
C.N4分子中N—N键键角为109°28′
D.1 ml N4转变成N2将吸收734 kJ热量
二、非选择题(本题包括1小题)
13.(2021·深圳高二检测)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6；Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要组成元素；Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子，与X不同族；W是一种常见元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。
(1)Y2分子中存在的σ键和π键个数之比为_____________。
(2)元素X的一种氧化物XO和XY-与Y2结构相似，XO分子内σ键与π键个数之比为____________。X、Y与氢元素形成的一种化合物HXY分子中σ键与π键数目之比为____________。
(3)写出X的单质与Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式：
____________。
(4)W基态原子的价电子排布式为____________。
(5)元素X的一种单质是一种由单层X原子构成的平面结构新型材料如图，1号X与相邻X形成σ键的个数为____________。
(6)已知Y2(g)+O2(g)===2YO(g)为吸热反应，ΔH=+180 kJ·ml-1，其中Y≡Y、
O＝O键的键能分别为946 kJ·ml-1、497.3 kJ·ml-1，则YO分子中Y、O之间共价键的键能为_______。
一、选择题(本题包括8小题，每小题5分，共40分)
1.(2021·济南高二检测)化合物X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.X分子中只有σ键
B.X分子中的共用电子对数为11
C.1 ml X分子中所含的σ键数目为10NA
D.X是共价化合物
【解析】选D。碳氧双键中含1个σ键1个π键，A错误；X分子中存在12个共用电子对、11个σ键，B、C错误；X分子中只有共价键，X是共价化合物，D正确。
2.(2021·长沙高二检测)下列反应中，有机物分子中化学键的断裂只涉及π键断裂的是( )
A.CH4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】选B。CH4的燃烧和乙烯被酸性KMnO4溶液氧化，前者断裂了单键而后者断裂了双键，CH4与Cl2的取代反应只有单键断裂。
3.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】选D。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，D不合理。
4.(2021·济宁高二检测)下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是( )
A.H2O2(过氧化氢)：H—OO—H
B.N2H4(肼)：
C.C2H5SH(乙硫醇)：
D.SiHCl3(三氯氢硅)：
【解析】选A。由共价键的饱和性可知，C、Si均形成4个共价键，H形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S均形成2个共价键，Cl形成1个共价键。A项中O原子间是双键，且每个氧原子与1个氢原子再形成1个单键，即每个氧原子形成3个共价键，与其饱和性不相符。
5.已知P元素的价电子排布式为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，下列判断正确的是( )
A.磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3
B.PCl3分子中的P—Cl键含有π键
C.PCl5分子中的P—Cl键都是π键
D.磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷
【解析】选D。PCl3的电子式为 QUOTE ，P—Cl键都是σ键。一个PCl5分子中有5个P—Cl σ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷。
6.能说明BF3分子中的4个原子在同一平面的理由是( )
A.B—F键之间夹角为120°
B.B—F键为σ键
C.3个B—F键的键能相同
D.3个B—F键的键长相等
【解析】选A。BF3分子中键角均为120°时，BF3分子中的4个原子共面且构成平面三角形。
7.(2021·郑州高二检测)下列反应能说明σ键比π键牢固的是( )
A.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.CH2＝CH2+Br2→CH2BrCH2Br
C.2H2+O22H2O
D.H2+Cl22HCl
【解析】选B。碳碳双键由一个σ键和一个π键组成，CH2＝CH2发生加成反应时π键断裂，说明σ键比π键牢固。
8.下列分子中存在的共价键类型完全相同的是( )
A.CH4与NH3
B.C2H6与C2H4
C.H2与Cl2
D.Cl2与N2
【解析】选A。A项中全是s-p σ键；B项C2H6分子中只存在σ键，而C2H4分子中存在σ键和π键；C项H2分子中的键为s-s σ键，Cl2分子中的键为p-p σ键；Cl2分子中的键为p-p σ键，而N2分子中的键为p-p σ键及p-p π键。
二、非选择题(本题包括2小题)
9.(16分)碳、氮、氧、氢是地球上极为丰富的元素。
(1)氢气分子的形成过程示意图如图，请据图回答相关问题。
氢气分子的形成过程示意图
H—H键的键长为_____________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是___________。
(2)下列说法正确的是___________。
A.一个氢气分子中含有一个π键
B.由①到④，电子在核间出现的概率增大
C.由④到⑤，必须消耗外界的能量
D.一个氢气分子中含有一个σ键
(3)CO和N2分子中根据电子云重叠的方式不同，都包含的共价键类型有___________，CO、N2的结构可表示为C≡O、N≡N，相关化学键的键能如表：(单位kJ·ml-1)
结合数据说明CO比N2活泼的原因___________。
(4)某有机物的结构式如图所示，则分子中有___________个σ键，___________个π键。
(5)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，燃烧时发生反应的热化学方程式为N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1038.7 kJ·ml-1。若该反应中有4 ml N—H键断裂，则形成的π键有___________ml。
【解析】(1)可以直接从题图中的有关数据读出H—H键的键长为0.074 nm；由题图可以看出体系能量由高到低的顺序是①>⑤>②>③>④。(2)一个氢气分子中含有一个σ键，A错误、D正确；共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作用，B正确；④已经达到稳定状态，由题图可以看出⑤的能量比④高，C正确。(3)CO与N2的结构相似，所以N2与CO的分子中都包含的共价键有σ键和π键。CO中断裂第一个π键消耗的能量为1071.9 kJ-
745 kJ=326.9 kJ；而N2中断裂第一个π键消耗的能量为946 kJ-418 kJ=528 kJ，可见CO的一个π键容易断裂，因此CO比N2活泼。(4)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。(5)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。
答案：(1)0.074 nm ①>⑤>②>③>④
(2)BCD
(3)σ键和π键 CO中断裂第一个π键消耗的能量为1071.9 kJ-745 kJ=326.9 kJ；而N2中断裂第一个π键消耗的能量为946 kJ-418 kJ=528 kJ，可见CO的一个π键容易断裂，因此CO比N2活泼
(4)7 3 (5)3
10.(14分)A、B、C、D、E、F为6种短周期主族元素，它们的核电荷数依次递增。已知B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍，电子总数是E原子电子总数的 QUOTE ；F是同周期主族元素中原子半径最小的元素；D2-与E2+的电子层结构相同；B与D可以形成三原子化合物甲；A是非金属元素，且A、C、F可形成离子化合物乙。请回答下列问题：
(1)F元素的名称是__________，E的元素符号是__________。
(2)写出化合物乙的电子式：__________。
(3)化合物甲有__________个σ键和__________个π键。
(4)B、C、D三种元素对应的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是________________________________________。
【解析】A、B、C、D、E、F为6种短周期主族元素，它们的核电荷数依次递增，B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍，则B为C元素；B原子核外电子总数是E原子核外电子总数的 QUOTE ，则E为Mg元素；F是同周期主族元素中原子半径最小的元素，则F为Cl元素；D2-与E2+的电子层结构相同，则D为O元素，C为N元素；B与D可以形成三原子化合物甲，则甲为CO2；A是非金属元素，且A与N、Cl元素可形成离子化合物乙，则乙为NH4Cl，所以A为H元素。
(1)F为Cl元素，元素名称是氯，E为镁元素，元素符号为Mg。
(2)化合物乙为NH4Cl，是离子化合物，故其电子式为。
(3)化合物甲为CO2，结构式为O＝C＝O，有2个σ键和2个π键。
(4)B、C、D分别为C、N、O元素，根据非金属性O>N>C，CH4、NH3、H2O的稳定性由强到弱的顺序为H2O>NH3>CH4。
答案：(1)氯 Mg (2)
(3)2 2 (4)H2O>NH3>CH4
能力达标
一、选择题(本题包括2小题)
11.化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂，其结构简式如图，A能除去锅炉水中溶解的氧气，下列对A分子说法正确的是( )
A.所有原子都在同一平面内
B.所含的σ键与π键个数之比为10∶1
C.C的核外电子排布式为1s22s22p2
D.N的化合价均为-3价
【解析】选C。因氨气分子构型为三角锥形，即氮原子与所连的三个原子不在同一平面，所以A分子中所有原子不可能共平面，故A错误；一个单键就是1个σ键，一个双键含有1个σ键和1个π键，所以A分子中含有11个σ键和1个π键，故B错误；C核外电子排布式为1s22s22p2，故C正确；因N原子的电负性大于氢，与氮原子所连的氨基中的氮的化合价为-2价，故D错误。
12.(2021·海口高二检测)意大利罗马大学的Fulvi 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 ml N—N键吸收
193 kJ热量，生成1 ml N≡N键放出946 kJ热量，根据以上信息和数据，判断下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4分子中存在σ键
C.N4分子中N—N键键角为109°28′
D.1 ml N4转变成N2将吸收734 kJ热量
【解析】选B。N4是由氮元素形成的一种单质，不是新型的化合物，A错误；氮元素与氮元素之间形成的是σ键，B正确；N4分子是正四面体结构，键角是60°，C错误；已知断裂1 ml N—N键吸收193 kJ热量，生成1 ml N≡N键放出946 kJ热量，则1 ml N4转变成N2时的反应热ΔH=6×193 kJ·ml-1-2×
946 kJ·ml-1=-734 kJ·ml-1，即该反应是放热反应，因此1 ml N4转变成N2将放出734 kJ热量，D错误。
二、非选择题(本题包括1小题)
13.(2021·深圳高二检测)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6；Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要组成元素；Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子，与X不同族；W是一种常见元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。
(1)Y2分子中存在的σ键和π键个数之比为_____________。
(2)元素X的一种氧化物XO和XY-与Y2结构相似，XO分子内σ键与π键个数之比为____________。X、Y与氢元素形成的一种化合物HXY分子中σ键与π键数目之比为____________。
(3)写出X的单质与Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式：
____________。
(4)W基态原子的价电子排布式为____________。
(5)元素X的一种单质是一种由单层X原子构成的平面结构新型材料如图，1号X与相邻X形成σ键的个数为____________。
(6)已知Y2(g)+O2(g)===2YO(g)为吸热反应，ΔH=+180 kJ·ml-1，其中Y≡Y、
O＝O键的键能分别为946 kJ·ml-1、497.3 kJ·ml-1，则YO分子中Y、O之间共价键的键能为_______。
【解析】X、Y、Z、W分别为C、N、S、Fe。(1)N2中有N≡N键，其中有1个σ键、2个π键。(2)元素X的氧化物CO和CN-与N2结构相似，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)C与浓硫酸加热时反应生成CO2、SO2和H2O。(4)铁的原子序数为26，其基态原子的价电子排布式为3d64s2。
(5)由图可看出每个碳原子能与三个碳原子形成单键，故能形成3个σ键。
(6)180 kJ·ml-1=946 kJ·ml-1+497.3 kJ·ml-1-2E(YO)，所以E(YO)=631.65 kJ·ml-1。
答案：(1)1∶2 (2)1∶2 1∶1
(3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(4)3d64s2 (5)3
(6)631.65 kJ·ml-1
物质
化学键
单键
双键
三键
CO
351
745
1071.9
N2
193
418
946
物质
化学键
单键
双键
三键
CO
351
745
1071.9
N2
193
418
946