内容正文:
第33课 分子结构与性质
普查与练习33Ⅰ 共价键
1.熟记共价键的特征和类别
a.不同类别的共价键的辨析
(1)(2024汇编,4分)下列有关共价键的说法不正确的是________(填序号)。
①根据共价键的饱和性可知,H2O2的结构式为H—O===O—H
②σ键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠
③所有共价键都有方向性
④分子中可能既有σ键又有π键,也可能既没有σ键又没有π键
⑤不同非金属元素原子之间形成的共价键都是极性键
⑥σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成
⑦离子化合物中不可能存在非极性键
答案:①③⑦
解析:H2O2中O之间以单键结合,故①错误,符合题意。σ键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠形成,故②正确,不符合题意。s电子的轨道为球形对称,s-s共价键无方向性,其他共价键有方向性,故③错误,符合题意。N2中既有σ键又有π键,稀有气体单质均为单原子分子,既没有σ键又没有π键,故④正确,不符合题意。不同非金属元素原子之间形成的共用电子对会发生偏移,形成极性键,故⑤正确,不符合题意。分子中可只含σ键,但含π键时一定含σ键,则σ键一般能单独形成,而π键一定不能单独形成,故⑥正确,不符合题意。Na2O2中存在O—O非极性键,是离子化合物,故⑦错误,符合题意。
b.根据特征判断物质中共价键的类型及数目
(2)(2021福建真题,2分)类石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型光催化材料,在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景。g-C3N4具有和石墨相似的层状结构,其中一种二维平面结构如图所示。
g-C3N4晶体中存在的微粒间作用力有________(填标号)。
a.非极性键 b.金属键
c.π键 d.范德华力
答案: cd
解析:根据题意,g-C3N4晶体具有和石墨相似的层状结构,结合二维平面结构图,判断其存在的微粒间作用力有极性键、π键和范德华力,故c、d项符合题意。
(3)(2024汇编,12分)完成下列填空。
①CO2分子中存在________个σ键和________个π键。(2021全国Ⅱ真题)
②SiCl4与N-甲基咪唑()反应可以得到M2+,其结构如图所示:
1个M2+中含有________个σ键。(2021湖南真题)
③柠檬酸的结构简式如图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为_________ mol。(江苏经典真题)
④N2分子中σ键与π键的数目比n(σ) ∶n(π)=__________。
⑤铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}溶液是检验Fe2+常用的试剂。1 mol [Fe(CN)6]3-含σ键的数目为____________。
⑥气态三氧化硫以单分子形式存在,其中共价键的类型有________种。
答案:①2(1分) 2(1分) ②54(2分) ③7(2分) ④1∶2(2分) ⑤12NA(2分) ⑥2(2分)
解析:①CO2的结构式为O===C===O,1个双键中含有1个σ键和1个π键,因此1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键。
②M2+的结构中含有单键、双键和配位键,单键和配位键都是σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则中含有12个σ键,则1个中含有12×4+6=54个σ键。
③由图可知,1个柠檬酸分子中含3个—COOH、1个—OH,则含4个碳氧单键,3个碳氧双键,单键为σ键,一个双键中含1个σ键,则1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为7 mol。
④N2的结构式为N≡N,氮氮三键中含有一个σ键和两个π键,因此N2分子中n(σ)∶n(π)=1∶2。
⑤在[Fe(CN)6]3-中,CN-与铁离子之间有6个配位键,在每个CN-内部有一个σ键,所以1 mol该配合物中含有σ键的数目为12NA。
⑥气态三氧化硫有σ键和π键两种共价键。
2.键参数及其对分子结构与物质性质的影响
(4)(2022北京真题,3分)由键能数据大小,不能解释下列事实的是( )
化学键
C—H
Si—H
C===O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/
kJ·mol-1
411
318
799
358
452
346
222
A.稳定性:CH4>SiH4 B.键长:C===O<C—O
C.熔点:CO2<SiO2 D.硬度:金刚石>晶体硅
答案:C
解析:键能越大越稳定,C—H键能大于Si—H,所以稳定性:CH4>SiH4,故A项不符合题意。键长越短,键能越大,C=O键能大于C—O,所以键长:C=O<C—O,故B项不符合题意。CO2是分子晶体,熔点由分子间作用力决定,SiO2是共价晶体,所以熔点CO2<SiO2,不能用键能解释,故C项符合题意。金刚石、晶体硅都是共价晶体,共价晶体中键能越大,晶体的硬度越大,C—C的键能大于