内容正文:
专题3 共价键题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】共价键的特征和分类 1
【题型二】共价键的参数和分子的性质 3
二、分阶培优练 4
【题型一】共价键的特征和分类
【典例分析】有下列十种物质:
①CH4 ②CH3CH2OH ③N2 ④HCl ⑤CO2 ⑥CH3CH3 ⑦C2H4 ⑧C2H2 ⑨H2O2 ⑩HCHO
请按要求回答下列问题(填写编号):
(1)只有σ键的有________,既有σ键又有π键的有________。
(2)只含有极性键的化合物有____________,既含有极性键又含有非极性键的化合物有____________。
(3)含有双键的有____________,含有三键的有____________。
【提分秘籍】
基本规律
1.共价键的形成
(1)当成键原子相互接近时,原子轨道发生重叠,电子出现在两原子核间的概率增大,体系的能量降低,原子间通过共用电子对形成共价键。
(2)金属原子也可以形成共价键,如AlCl3中存在共价键。
2.共价键的特征
(1)当成键原子相互接近时,原子轨道发生重叠,两原子核间的电子密度增大,体系的能量降低。
(2)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。
(3)共价键的方向性决定了分子的空间结构。但并不是所有共价键都具有方向性,如两个s轨道形成共价键时就没有方向性。
3.共价键的分类方法
分类标准
类型
共用电子对数
单键、双键、三键
共用电子对的偏移程度
极性键、非极性键
原子轨道重叠方式
σ键、π键
4.σ键与π键的比较
共价键类型
σ键
π键
示意图
原子轨道重叠方式
“头碰头”重叠
“肩并肩”重叠
原子轨道重叠部位
两原子核之间,在键轴处
键轴上方和下方,键轴处为零
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
较大
较小
活泼性
不活泼
活泼
成键规律
共价单键是σ键;双键中一个键是σ键,一个键是π键;三键中一个键是σ键,另外两个键是π键
5.σ键与π键的性质特点
(1)s轨道与s轨道形成σ键时,电子并不是只在两核间运动,只是电子在两核间出现的概率大。
(2)两原子之间可以只形成σ键,但不能只形成π键,即多原子分子中一定有σ键,可能有π键。
(3)通常情况下,σ键比π键牢固,π键容易断裂,如乙烯、乙炔的化学性质比乙烷活泼,易发生加成反应和氧化反应。但N2中的π键由于原子轨道重叠程度大,π键牢固,故N2中的π键不易断裂,故化学性质比比较稳定。
【变式演练】
1.下列说法不正确的是
A.H只能形成键,O可以形成键和键
B.氧原子可以形成、,也可以形成
C.共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子
D.键和键的电子云形状的对称性相同
2.下列说法不正确的是
A.σ键比π键的电子云重叠程度大,形成的共价键强
B.s—sσ键与s—pσ键的电子云形状对称性相同
C.丙烯(CH3—CH=CH2)分子有8个σ键1个π键
D.N2分子中有1个σ键,2个π键;CH4中4个C—H键的键能不相同
3.下列各组物质中既存在σ键又存在π键的是
A. B.乙烯 C. D.
【题型二】共价键的参数和分子的性质
【典例分析】下列关于键长、键角和键能的说法中,不正确的是
A.键角是描述分子立体结构的重要参数
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定
D.键角的大小与键长、键能的大小无关
【提分秘籍】
基本规律:
1.一般来讲,形成共价键的两原子半径之和越小,共用电子对数越多,则共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。如HF、HCl、HBr、HI中,分子的共用电子对数相同(均为1对),因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大,故共价键牢固程度H—F>H—Cl>H—Br>H—I,因此,稳定性HF>HCl>HBr>HI。
2.键长越短,往往键能越大,共价键越稳定。
3.键能与键长是衡量共价键稳定性的参数,键角是描述分子空间结构的参数。一般来说,如果知道分子中的键角,这个分子的空间结构就确定了。
4.键能与化学反应的能量变化关系:
(1)化学反应过程中,旧键断裂吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量,则反应为吸热反应,吸热反应使反应体系的能量增加,故规定反应的热量变化ΔH为“+”。
化学反应过程中,旧键断裂所吸收的总能量小于新键形成放出的总能量,则反应为放热反应,放热反应使反应体系的能量降低,故规定反应的热量变化ΔH为“-”。
(2)利用键能计算反应的热量变化:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
【特别提醒】认识键参数的几个误区
(1)键长和键角共同决定分子的空间结构。
(2)键长不是成键两原子的原子半径之和,而是小于其半径之和。
(3)键能越大,一般键长越短,分子越稳定。
【变式演练】
1.下列结论正确,且能用键能解释的是
化学键
键能
411
318
799
358
346
222
A.键角: B.键长:
C.稳定性: D.电负性:
2.下列关于共价键的叙述,正确的是
A.键键能一定比键键能大,且键与键电子云均为镜面对称
B.键的键长比键长,键的键能是键的两倍
C.分子中有键不一定有键,有键则一定有键
D.含有键的数目为
3.下列说法正确的是
A.分子的结构是由键能决定的
B.共价键的键能越大,共价键越牢固,由该键形成的分子越稳定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C-X(X=F、Cl、Br、I)键长、键角均相等
D.H2O分子中两个O-H键角为180°
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.下列关于共价键的说法正确的是
A.键能是衡量化学键强度的物理量
B.键长是指形成共价键的两个原子之间的间距
C.两个原子形成共价键时,原子轨道重叠程度越大,键能越大
D.单键一般比双键的键能更大
2.下列分子中存在键的是
A. B. C. D.
3.下列说法不正确的是
A.σ键是轴对称的,π键是镜像对称的
B.在气体单质中,一定有σ键,可能有π键
C.两个原子间形成共价键时,最多有一个σ键
D.BF3分子中原子的最外层电子数不全是8
4.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是
A.键长越长,键能越大,共价化合物越稳定
B.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
C.键角是确定多原子分子立体结构的重要参数
D.同种原子间形成的共价键键长:三键<双键<单键
5.化合物X是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图,下列说法中正确的是
A.X分子中只有极性键没有非极性键 B.X分子中的共用电子对数为11
C.1molX分子中所含的σ键数目为10NA D.X是共价化合物
6.在N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,则该分子中两个氮原子之间的键型构成是
A.仅有一个σ键 B.仅有一个π键
C.一个σ键,一个π键 D.一个σ键,两个π键
7.下列说法正确的是
A.已知N—N的键能为193kJ·mol-1,故氮氮三键的键能为193kJ·mol-1×3
B.H—H的键能为436.0kJ·mol-1,F—F的键能为157kJ·mol-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的键能为390.8kJ·mol-1,其含义为断开1molN—H所吸收的能量为390.8kJ
8.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是
A.、、分子中的键角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C.、、分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大,分子稳定性越差
9.下列化合物分子中既含σ键又含π键的是
A. B. C. D.
10.下列说法中,错误的是
A.键能是衡量化学键稳定性的参数之一,键能越大,则化学键就越牢固
B.键长与共价键的稳定性没有关系
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性
D.共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的,所以共价键有饱和性
培优第二阶——能力提升练
11.共价键参数:键能,键长,键角。其中,决定共价键强弱的重要参数是
A.键长和键角 B.键能和键角 C.键能和键长 D.键能、键长和键角
12.下列说法中,错误的是
A.键能越大,化学键就越牢固
B.键长与共价键的稳定性没有关系
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性
D.共价键具有饱和性
13.美国科学家合成了含有的盐类,含有该离子的盐是高能爆炸物质,该离子的结构呈“V”形,如图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该离子的说法中正确的是
A.每个中含有35个质子和36个电子 B.该离子中只含有非极性键
C.1个该离子中含有2个π键 D.与所含电子数相同
14.现代无机化学对硫一氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫一氮化合物的分子结构。下列说法正确的是
A.该物质的分子式为SN
B.该物质的分子中既含有极性键又含有非极性键
C.分子中所有共价键的键长一定相等
D.该物质与化合物互为同素异形体
15.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是
A.、、分子中的键角依次增大
B.HF、、分子中的键长依次增长
C.、、分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
16.科学家获得了极具理论研究意义的气态分子,其分子结构如图所示。已知断裂键吸收热量,形成键放出热量,根据以上信息判断,下列说法正确的是
A.转变成将放出热量
B.键比键稳定
C.比的总能量低
D.是由极性键组成的分子
17.键长是描述共价键的物理量之一,下列各项中的距离属于键长的是
A.水分子中两个氢原子核之间的距离
B.氯气分子中两个氯原子核之间的距离
C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D.分子中两个氧原子核之间的距离
18.下列事实不能用键能的大小来解释的是
A.元素的电负性较大,但的化学性质很稳定
B.比沸点高
C.、、、的稳定性逐渐减弱
D.比更容易与反应
19.分子的结构式为,1个分子内含有
A.4个键 B.2个键、2个键 C.2个键、1个键 D.3个键、1个键
20.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是
A.键能:C—N<C=N<C≡N
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>CO2
D.相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
培优第三阶——培优拔尖练
21.含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是
A.CH4 B.CH2=CH2 C.CS2 D.N2
22.下列各组比较项目包含的数据关系中,前者比后者大的是
A.CH4分子与P4分子中的键角
B.C2H2与C6H6分子中碳碳键键长
C.氨水与氯水中微粒种数
D.H2O2与O2分子中氧氧键键能
23.下列表述正确的是
A.共价键的成键原子只能是非金属原子
B.所有σ键都比π键强度大
C.所有分子中均存在共价键
D.键长是构成化学键两个原子的核间距
24.已知各共价键的键能(一定条件下,气态原子生成1mol化学键放出的热量)如表所示,下列说法不正确的是
共价键
H-H
F-F
H-F
H-Cl
H-I
键能E/(kJ•mol-1)
436
157
568
431
298
A.化学键的稳定性:H-I<H-Cl<H-F
B.表中最易断裂的共价键是F-F键
C.H2(g)+F2(g)==2HF(g) △H=+25kJ•mol-1
D.431kJ•mol-1>E(H-Br)>298kJ•mol⁻1
25.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是
A.键长越长,键能越大,共价化合物越稳定
B.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
C.键长:
D.分子中的键角:
26.下列有关共价键参数的比较中,不正确的是
A.键能: B.键长:
C.分子中的键角: D.乙烯分子中碳碳键的键能:键>键
27.下列说法中不正确的是
A.键比键重叠程度大,形成的共价键通常更牢固
B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个键
C.气体单质中,一定有键,可能有键
D.分子中有一个键,2个键
28.其中乙烯是一种常用的催熟剂。下列对于乙烯中化学键的分析正确的是
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
29.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是
A.: B.:
C.: D.:
30.回答下列问题:
(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为 ,π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 。CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为 。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—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:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1.若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键有 mol。
(4)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是 。
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专题3 共价键题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】共价键的特征和分类 1
【题型二】共价键的参数和分子的性质 3
二、分阶培优练 6
【题型一】共价键的特征和分类
【典例分析】有下列十种物质:
①CH4 ②CH3CH2OH ③N2 ④HCl ⑤CO2 ⑥CH3CH3 ⑦C2H4 ⑧C2H2 ⑨H2O2 ⑩HCHO
请按要求回答下列问题(填写编号):
(1)只有σ键的有________,既有σ键又有π键的有________。
(2)只含有极性键的化合物有____________,既含有极性键又含有非极性键的化合物有____________。
(3)含有双键的有____________,含有三键的有____________。
【答案】(1)①②④⑥⑨ ③⑤⑦⑧⑩ (2)①④⑤⑩ ②⑥⑦⑧⑨ (3)⑤⑦⑩ ③⑧
【详解】十种物质的结构式分别为①②③N≡N、④H—Cl、⑤O===C===O、⑥⑦⑧H—C≡C—H、⑨H—O—O—H、⑩根据以下两点判断化学键类型:①单键只有是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有1个σ键和2个π键;②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键,不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。
【提分秘籍】
基本规律
1.共价键的形成
(1)当成键原子相互接近时,原子轨道发生重叠,电子出现在两原子核间的概率增大,体系的能量降低,原子间通过共用电子对形成共价键。
(2)金属原子也可以形成共价键,如AlCl3中存在共价键。
2.共价键的特征
(1)当成键原子相互接近时,原子轨道发生重叠,两原子核间的电子密度增大,体系的能量降低。
(2)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。
(3)共价键的方向性决定了分子的空间结构。但并不是所有共价键都具有方向性,如两个s轨道形成共价键时就没有方向性。
3.共价键的分类方法
分类标准
类型
共用电子对数
单键、双键、三键
共用电子对的偏移程度
极性键、非极性键
原子轨道重叠方式
σ键、π键
4.σ键与π键的比较
共价键类型
σ键
π键
示意图
原子轨道重叠方式
“头碰头”重叠
“肩并肩”重叠
原子轨道重叠部位
两原子核之间,在键轴处
键轴上方和下方,键轴处为零
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
较大
较小
活泼性
不活泼
活泼
成键规律
共价单键是σ键;双键中一个键是σ键,一个键是π键;三键中一个键是σ键,另外两个键是π键
5.σ键与π键的性质特点
(1)s轨道与s轨道形成σ键时,电子并不是只在两核间运动,只是电子在两核间出现的概率大。
(2)两原子之间可以只形成σ键,但不能只形成π键,即多原子分子中一定有σ键,可能有π键。
(3)通常情况下,σ键比π键牢固,π键容易断裂,如乙烯、乙炔的化学性质比乙烷活泼,易发生加成反应和氧化反应。但N2中的π键由于原子轨道重叠程度大,π键牢固,故N2中的π键不易断裂,故化学性质比比较稳定。
【变式演练】
1.下列说法不正确的是
A.H只能形成键,O可以形成键和键
B.氧原子可以形成、,也可以形成
C.共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子
D.键和键的电子云形状的对称性相同
【答案】B
【详解】A.氢原子只有一个s轨道,只能形成键,O有s轨道和p轨道,可以形成键和键,故A正确;
B.氧原子可以形成H2O、H2O2,也可以形成H3O+,但不能形成H3O,故B错误;
C.共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子,如AlCl3中Al原子与Cl原子之间形成的是共价键,故C正确;
D.σ键有方向性,两个成键原子必须沿着对称轴方向接近才能达到最大重叠,故s-sσ键与s-pσ键的电子云形状对称性相同,故D正确;
故答案为:B。
2.下列说法不正确的是
A.σ键比π键的电子云重叠程度大,形成的共价键强
B.s—sσ键与s—pσ键的电子云形状对称性相同
C.丙烯(CH3—CH=CH2)分子有8个σ键1个π键
D.N2分子中有1个σ键,2个π键;CH4中4个C—H键的键能不相同
【答案】D
【详解】A.σ键是电子云“头碰头”的方式重叠,π键是电子云“肩并肩”的方式重叠,σ键比π键的电子云重叠程度大,形成的共价键强,A正确;
B.s—sσ键与s—pσ键都是轴对称的,所以s—sσ键与s—pσ键的电子云形状对称性相同,B正确;
C.单键为σ键,双键为1个σ键1个π键,丙烯(CH3—CH=CH2)分子有8个σ键1个π键,C正确;
D.三键为1个σ键2个π键,N2分子结构为N≡N,有1个σ键,2个π键;CH4中4个C—H键的键能完全相同,D错误;
故选D。
3.下列各组物质中既存在σ键又存在π键的是
A. B.乙烯 C. D.
【答案】B
【详解】A.中只存在σ键,A错误;
B.乙烯中即存在σ键又存在π键,B正确;
C.只存在离子键,C错误;
D.只存在σ键,D错误;
故选B。
【题型二】共价键的参数和分子的性质
【典例分析】下列关于键长、键角和键能的说法中,不正确的是
A.键角是描述分子立体结构的重要参数
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定
D.键角的大小与键长、键能的大小无关
【答案】C
【详解】A.键角是描述分子立体结构的重要参数,如CO2中的2个C=O键的夹角为180,故分子为直线形分子,A正确;
B.键长的大小与成键原子的半径有关,如Cl原子半径小于I原子半径,Cl-Cl键的键长小于I-I键的键长,此外,键长还和成键数目有关,成键数目越多,键长越短,B正确;
C.键能越大,键长越短,共价键越强,共价化合物越稳定,C错误;
D.键角的大小取决于成键原子轨道的夹角,与键长、键能的大小无关,D正确;
答案选C。
【提分秘籍】
基本规律:
1.一般来讲,形成共价键的两原子半径之和越小,共用电子对数越多,则共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。如HF、HCl、HBr、HI中,分子的共用电子对数相同(均为1对),因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大,故共价键牢固程度H—F>H—Cl>H—Br>H—I,因此,稳定性HF>HCl>HBr>HI。
2.键长越短,往往键能越大,共价键越稳定。
3.键能与键长是衡量共价键稳定性的参数,键角是描述分子空间结构的参数。一般来说,如果知道分子中的键角,这个分子的空间结构就确定了。
4.键能与化学反应的能量变化关系:
(1)化学反应过程中,旧键断裂吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量,则反应为吸热反应,吸热反应使反应体系的能量增加,故规定反应的热量变化ΔH为“+”。
化学反应过程中,旧键断裂所吸收的总能量小于新键形成放出的总能量,则反应为放热反应,放热反应使反应体系的能量降低,故规定反应的热量变化ΔH为“-”。
(2)利用键能计算反应的热量变化:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
【特别提醒】认识键参数的几个误区
(1)键长和键角共同决定分子的空间结构。
(2)键长不是成键两原子的原子半径之和,而是小于其半径之和。
(3)键能越大,一般键长越短,分子越稳定。
【变式演练】
1.下列结论正确,且能用键能解释的是
化学键
键能
411
318
799
358
346
222
A.键角: B.键长:
C.稳定性: D.电负性:
【答案】C
【详解】A.是正四面体形,键角为109°28′,是直线形,键角为108°,与键能无关,故A不选;
B.键能越大,键长越短,键能大于,所以键长:,故B不选;
C.键能越大越稳定,C-H键能大于Si-H,所以稳定性:,故C选;
D.电负性与键能无关,故D不选;
故选C。
2.下列关于共价键的叙述,正确的是
A.键键能一定比键键能大,且键与键电子云均为镜面对称
B.键的键长比键长,键的键能是键的两倍
C.分子中有键不一定有键,有键则一定有键
D.含有键的数目为
【答案】C
【详解】A.键为“头碰头”方式重叠形成的,为轴对称,键为“肩并肩”方式重叠形成的,为镜面对称,A错误;
B.键的键长比键长,键的键能大于键的键能且小于其两倍,B错误;
C.键能单独存在,而键不能单独存在;分子中有键不一定有键,有键则一定有键,C正确;
D.氮氮三键中含有1个键和2个键,含有键的数目为,D错误;
故选C。
3.下列说法正确的是
A.分子的结构是由键能决定的
B.共价键的键能越大,共价键越牢固,由该键形成的分子越稳定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C-X(X=F、Cl、Br、I)键长、键角均相等
D.H2O分子中两个O-H键角为180°
【答案】B
【详解】A.分子的结构主要是由键参数中的键角、键长决定的,A项错误;
B.共价键的键能越大,共价键越牢固,越不容易断裂,由该键形成的分子越稳定,B项正确;
C.由于F、Cl、Br、I的原子半径不同,故C—X(X=F、Cl、Br、I)键长不相等,C项错误;
D.H2O分子中O原子为sp3杂化,水分子为V形结构,两个O—H键角为105°,D项错误;
故选B。
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.下列关于共价键的说法正确的是
A.键能是衡量化学键强度的物理量
B.键长是指形成共价键的两个原子之间的间距
C.两个原子形成共价键时,原子轨道重叠程度越大,键能越大
D.单键一般比双键的键能更大
【答案】C
【详解】A.键能和键长是衡量化学键强度的物理量,A错误;
B.键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距,B错误;
C.两个原子形成共价键时,原子轨道重叠程度越大,键越稳定,键能越大,C正确;
D.单键一般比双键的键能要小,D错误;
故选C。
2.下列分子中存在键的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据单键均为σ键,双键为一个σ键一个π键,三键为一个σ键2个π键,据此分析解题:
A.H2中只存在H-H单键,故不存在π键,A不符合题意;
B.NH3中只存在N-H单键,故不存在π键,B不符合题意;
C.N2中只存在N≡N三键,为一个σ键2个π键,C符合题意;
D.HCl中只存在H-Cl单键,故不存在π键,D不符合题意;
故选C。
3.下列说法不正确的是
A.σ键是轴对称的,π键是镜像对称的
B.在气体单质中,一定有σ键,可能有π键
C.两个原子间形成共价键时,最多有一个σ键
D.BF3分子中原子的最外层电子数不全是8
【答案】B
【详解】A.σ键是轴对称的,π键是镜像对称的,A正确;
B.在稀有气体中,没有化学键,B错误;
C.两个原子间形成共价键时,最多有一个σ键,C正确;
D.BF3分子中B原子的最外层电子数为6,D正确;
故选B。
4.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是
A.键长越长,键能越大,共价化合物越稳定
B.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
C.键角是确定多原子分子立体结构的重要参数
D.同种原子间形成的共价键键长:三键<双键<单键
【答案】A
【详解】A.键长越长,键能越小,共价化合物越不稳定,键能越大,键长越短,共价化合物越稳定,故A错误;
B.反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,则通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小,故B正确;
C.键长和键角常被用来描述分子的空间构型,键角是描述分子立体结构的重要参数,故C正确;
D.原子间键能越大,核间距越小,键长越短,键能的一般关系为:三键>双键>单键,则键长:三键<双键<单键,故D正确;
故答案选 A。
5.化合物X是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图,下列说法中正确的是
A.X分子中只有极性键没有非极性键 B.X分子中的共用电子对数为11
C.1molX分子中所含的σ键数目为10NA D.X是共价化合物
【答案】D
【详解】A.根据结构式可知,该物质含N-H极性键,N-C极性键,C=O双键,N-N非极性键,故A错误;
B.该物质中含6个N-H极性键,2个N-C极性键,2个N-N非极性键,1个C=O双键,共有共用电子对为12个,故B错误;
C.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,结合B分析可知,1molX分子中所含的σ键数目为11NA,故C错误;
D.该物质均是非金属元素间互相形成共价键,属于共价化合物,故D正确;
故选D。
6.在N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,则该分子中两个氮原子之间的键型构成是
A.仅有一个σ键 B.仅有一个π键
C.一个σ键,一个π键 D.一个σ键,两个π键
【答案】C
【详解】N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,所以结构简式为:F-N=N-F,σ键只能形成单键,而双键或三键中既有σ键又有π键,所以两个氮原子之间有一个σ键,一个π键;
故选C。
7.下列说法正确的是
A.已知N—N的键能为193kJ·mol-1,故氮氮三键的键能为193kJ·mol-1×3
B.H—H的键能为436.0kJ·mol-1,F—F的键能为157kJ·mol-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的键能为390.8kJ·mol-1,其含义为断开1molN—H所吸收的能量为390.8kJ
【答案】D
【详解】A.单键中只含有σ键,三键中含有2个π键和一个σ键,N-N和氮氮三键形成的共价键类型不同,已知N-N键能为193kJ•mol-1,氮氮三键的键能不等于193kJ•mol-1×3,故A错误;
B.键能越大,化学键越稳定,H-H键能为436.0kJ•mol-1,F-F键能为157kJ•mol-1,故H2比F2稳定,故B错误;
C.最外层有1个电子,可能为H、或为碱金属元素,与卤素相结合时,所形成的化学键为共价键或离子键,故C错误;
D.键能是形成1mol 化学键所释放的能量,N-H键键能为390.8kJ•mol-1,其含义为形成1mol N-H所释放的能量为390,故D正确;
故选:D。
8.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是
A.、、分子中的键角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C.、、分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大,分子稳定性越差
【答案】D
【详解】A.、、分子的立体构型分别为正四面体、平面形和直线形,所以键角分别为109.5。、120。、180。,A正确;
B.卤族元素原子半径从上到下依次增大,所以与H原子形成的键长依次增大,B正确;
C.同族元素中原子半径从上到下依次增大,氢化物的键长依次增大,键能依次减弱,稳定性依次降低,C正确;
D.分子中共价键的键能越大,越稳定,即分子稳定性越好,D错误;
故选D。
9.下列化合物分子中既含σ键又含π键的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.的结构式为,含有1个键和2个键,但不是化合物,A项错误;
B.的结构式为,只含有键,不含键,B项错误;
C.的结构中只含键,不含键,C项错误;
D.的结构式为,含有2个键和2个键,D项正确;
答案选D。
10.下列说法中,错误的是
A.键能是衡量化学键稳定性的参数之一,键能越大,则化学键就越牢固
B.键长与共价键的稳定性没有关系
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性
D.共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的,所以共价键有饱和性
【答案】B
【详解】A.键能指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量,键能越大,意味着化学键越稳定,越不容易被打断,A正确;
B.键长是形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短,往往键能越大,共价键越稳定,B错误;
C.相邻两个共价键之间的夹角称为键角,多原子分子的键角一定,说明共价键具有方向性,C正确;
D.元素的原子形成共价键时,当一个原子的所有未成对电子和另一些原子中自旋方向相反的未成对电子配对成键后,就不再跟其它原子的未成对电子配对成键,例如H2O分子中,O原子有两个未成对电子,它只能跟两个H原子的未成对电子配对,因此,共价键具有饱和性,D正确;
故答案选B。
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11.共价键参数:键能,键长,键角。其中,决定共价键强弱的重要参数是
A.键长和键角 B.键能和键角 C.键能和键长 D.键能、键长和键角
【答案】C
【详解】键能指气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量,键能越大,意味着化学键越稳定,越不容易被破坏。键长是形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短,往往键能越大,共价键越稳定。键能和键长是决定共价键强弱的重要参数。当物质分子内有多个化学键时,化学键之间的夹角叫键角,它反映了分子内原子的空间分布情况,因此键角是描述分子空间结构的重要参数,故答案为C。
12.下列说法中,错误的是
A.键能越大,化学键就越牢固
B.键长与共价键的稳定性没有关系
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性
D.共价键具有饱和性
【答案】B
【详解】A.共价键的键长越短,键能越大,键越牢固,故A正确;
B.分子的稳定性与共价键的强弱有关,共价键的键长越短,共价键的键能越大,共价键越不容易被破坏,分子越稳定,故B错误;
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性,故C正确;
D.共价键有饱和性,如H不能与Cl形成H2Cl分子,故D正确;
故选B。
13.美国科学家合成了含有的盐类,含有该离子的盐是高能爆炸物质,该离子的结构呈“V”形,如图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该离子的说法中正确的是
A.每个中含有35个质子和36个电子 B.该离子中只含有非极性键
C.1个该离子中含有2个π键 D.与所含电子数相同
【答案】B
【详解】A.每个中含有35个质子和34个电子,故A错误;
B.该离子中的键全部是由N原子形成的,故全部是非极性键,故B正确;
C.1个该离子中含有两个氮氮三键,故含有4个π键,故C错误;
D.和所含电子数分别为34和60,故D错误。
综上所述,答案为B。
14.现代无机化学对硫一氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫一氮化合物的分子结构。下列说法正确的是
A.该物质的分子式为SN
B.该物质的分子中既含有极性键又含有非极性键
C.分子中所有共价键的键长一定相等
D.该物质与化合物互为同素异形体
【答案】B
【详解】A.由题图知该物质的分子式为,故A错误;
B.非极性键由同种元素的原子间形成、极性键通常由不同种元素的原子间形成,由图可知,该物质的分子中既有极性键又有非极性键,故B正确;
C.S原子半径大于N,键长:,故C错误;
D.由同种元素形成的不同单质互为同素异形体,和都是化合物,故D错误;
答案选B。
15.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是
A.、、分子中的键角依次增大
B.HF、、分子中的键长依次增长
C.、、分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
【答案】D
【详解】A.三者的键角分别为、、,依次增大,A正确;
B.因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,B正确;
C.O、S、Se的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,键能依次减小,C正确;
D.分子的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D错误;
故选D。
16.科学家获得了极具理论研究意义的气态分子,其分子结构如图所示。已知断裂键吸收热量,形成键放出热量,根据以上信息判断,下列说法正确的是
A.转变成将放出热量
B.键比键稳定
C.比的总能量低
D.是由极性键组成的分子
【答案】A
【详解】A.转变成时断裂键,吸收热量,形成键,放出热量,故反应过程中放出的热量为,A正确;
B.由题给信息可知,键键能为,键键能为,键能越大,共价键越稳定,B错误;
C.反应转化为时放出的热量,说明比的总能量高,C错误;
D.中的键是同一元素的原子形成的共价键,属于非极性键,D错误;
答案选A。
17.键长是描述共价键的物理量之一,下列各项中的距离属于键长的是
A.水分子中两个氢原子核之间的距离
B.氯气分子中两个氯原子核之间的距离
C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D.分子中两个氧原子核之间的距离
【答案】B
【详解】A.键长是成键原子间的核间距,水分子中两个氢原子不成键,A错误;
B.氯气分子中两个氯原子间形成共价键,两个氯原子核之间的距离属于键长,B正确;
C.氩气中两个相邻氩原子不成键,C错误;
D.分子中两个氧原子不成键,D错误;
故答案选B。
18.下列事实不能用键能的大小来解释的是
A.元素的电负性较大,但的化学性质很稳定
B.比沸点高
C.、、、的稳定性逐渐减弱
D.比更容易与反应
【答案】B
【详解】A.由于分子中存在键,键能较大,故的化学性质很稳定,A不符合题意;
B.分子间存在氢键,导致比沸点高,与键能无关,B符合题意;
C.卤族元素从到,原子半径逐渐增大,其氢化物中化学键的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱,C不符合题意;
D.由于键的键能大于键,所以更容易与反应生成,D不符合题意;
答案选B。
19.分子的结构式为,1个分子内含有
A.4个键 B.2个键、2个键 C.2个键、1个键 D.3个键、1个键
【答案】D
【详解】从分子的结构式可知,该分子中含有2个单键和1个双键,则1个分子内含有3个键、1个键,故选D。
20.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是
A.键能:C—N<C=N<C≡N
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>CO2
D.相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
【答案】C
【详解】A.C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A项正确;
B.原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B项正确;
C.H2O分子中键角是105°,CO2分子中键角是180°,C项错误;
D.相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D项正确;
答案选C。
培优第三阶——培优拔尖练
21.含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是
A.CH4 B.CH2=CH2 C.CS2 D.N2
【答案】C
【详解】A.CH4分子中存在C-H极性键;CH4中C元素化合价为-4,C原子最外层电子数为4,所以|-4|+4=8,分子中C原子满足8电子结构;H原子不满足8电子结构,不符合题意,故A不选;
B.CH2=CH2分子中C-H为极性键;CH2=CH2分子中H原子不满足8电子结构,不符合题意,故B不选;
C.CS2的结构式为S=C=S,符合4+4=8,则分子中所有原子均满足8电子稳定结构,且只含C、S之间的极性键,符合题意,故C选;
D.N2分子中存在N≡N非极性键;N原子满足8电子稳定结构,但是N2是单质,不是化合物,且只含非极性键,不符合题意,故D不选;
故选:C。
22.下列各组比较项目包含的数据关系中,前者比后者大的是
A.CH4分子与P4分子中的键角
B.C2H2与C6H6分子中碳碳键键长
C.氨水与氯水中微粒种数
D.H2O2与O2分子中氧氧键键能
【答案】A
【详解】A.CH4分子与P4分子均为正四面体构型,CH4分子中的C与4个H形成正四面体构型,键角109°28′,P4分子中4个P也形成正四面体构型,但P在四面体顶点,键角为60°,CH4分子的键角大于P4分子的键角,A正确;
B.C2H2中含有碳碳三键,苯分子中的碳碳键强度介于单键与双键之间,碳碳三键键长更短,B错误;
C.氨水中含有NH3、NH3∙H2O、H2O、H+、OH-、,共6种粒子,氯水中含有Cl2、H2O、OH-、Cl-、ClO-、HClO、H+等7种粒子,C错误;
D.H2O2中的氧氧键为单键,O2分子中氧氧键为双键,单键键能比双键键能低,D错误;
故选A。
23.下列表述正确的是
A.共价键的成键原子只能是非金属原子
B.所有σ键都比π键强度大
C.所有分子中均存在共价键
D.键长是构成化学键两个原子的核间距
【答案】D
【详解】A.共价键的成键原子可以是金属原子,如AlCl3中Al原子和Cl原子之间是共价键,A错误;
B.在N2中,σ键的强度比π键的小,B错误;
C.分子晶体中不一定都存在共价键,如稀有气体为单原子分子,分子中不存在共价键,所以形成的晶体中不存在共价键,C错误;
D.键长是构成化学键两个原子的核间距,D正确;
故答案为:D。
24.已知各共价键的键能(一定条件下,气态原子生成1mol化学键放出的热量)如表所示,下列说法不正确的是
共价键
H-H
F-F
H-F
H-Cl
H-I
键能E/(kJ•mol-1)
436
157
568
431
298
A.化学键的稳定性:H-I<H-Cl<H-F
B.表中最易断裂的共价键是F-F键
C.H2(g)+F2(g)==2HF(g) △H=+25kJ•mol-1
D.431kJ•mol-1>E(H-Br)>298kJ•mol⁻1
【答案】C
【详解】A.键能越大越稳定,化学键的稳定性:H-I<H-Cl<H-F,故A正确;
B.表中,F-F键能最小,最易断裂的共价键是F-F键,故B正确;
C.焓变=反应物总键能-生成物总键能,H2(g)+F2(g)═2HF(g) △H=436+157-568×2=-543kJ•mol-1,故C错误;
D.由H-F、H-Cl、H-I的键能可知,卤素的非金属性越强,对应氢卤键的键能越大,431kJ•mol-1>E(H-Br)>298kJ•mol⁻1,故D正确;
选C。
25.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是
A.键长越长,键能越大,共价化合物越稳定
B.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
C.键长:
D.分子中的键角:
【答案】A
【详解】A.键长越长,键能越小,共价化合物越不稳定,A错误;
B.反应的焓变等于反应物的总键能与生成物总键能的差,通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小,B正确;
C.原子半径:,所以键长:,C正确;
D.分子为直线形,键角为,分子为V形,键角为,键角:,D正确;
故选A。
26.下列有关共价键参数的比较中,不正确的是
A.键能: B.键长:
C.分子中的键角: D.乙烯分子中碳碳键的键能:键>键
【答案】C
【详解】A.键能:单键<双键<三键,键能:,故A项正确;
B.同一主族元素,从上到下,原子半径增大,原子半径:,键长:,故B项正确;
C.分子中O和中C都采取不等性杂化,分子中O上有两对孤电子对,分子中C上没有孤电子对,且电子对之间斥力大小顺序如下:孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对,分子中的键角:,分子中键角为105º,分子中键角为109º28´,故C项错误;
D.键为“头碰头”重叠形成,强度大,键为“肩并肩”重叠形成,强度小,乙烯分子中碳碳键的键能:键>键,故D项正确;
答案选C。
27.下列说法中不正确的是
A.键比键重叠程度大,形成的共价键通常更牢固
B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个键
C.气体单质中,一定有键,可能有键
D.分子中有一个键,2个键
【答案】C
【详解】A.σ键比π键的电子云重叠程度大,形成的共价键更牢固,A正确;
B.两个原子间形成共价键时,最多有一组原子轨道“头碰头”,故最多有一个σ键,B正确;
C.稀有气体为单原子分子,单质中不存在化学键,C错误;
D.三键是由1个σ键和2个π键构成的,则氮气分子中还有三键,一个N2分子中含有一个σ键,2个π键,D正确;
故答案选C。
28.其中乙烯是一种常用的催熟剂。下列对于乙烯中化学键的分析正确的是
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
【答案】C
【详解】A.乙烯中含碳碳双键和碳氢键,单键全部是σ键,双键中含一个σ键、一个π键,故乙烯分子中含五个σ键、一个π键,A错误;
B.乙烯的双键中σ键比π键稳定,发生加成反应时断裂的是碳原子间的π键,B错误;
C.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;
D.乙烯分子中的σ键是轴对称,π键关于镜面对称,D错误;
故答案为:C。
29.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是
A.: B.:
C.: D.:
【答案】A
【分析】由共价键的饱和性可知:C、Si均形成4个共价键,H、Cl均形成1个共价键,N形成3个共价键,O、S均形成2个共价键。
【详解】A.O原子的最外层有6个电子,只能形成2个共价键,在H2O2中,1个O已经与1个H形成1个单键,则两个氧原子间只能形成1个共价键,选项中的结构与共价键的饱和性不相符,A符合题意;
B.在N2H4分子中,每个N原子共形成3个共价键,与共价键的饱和性相符,B不符合题意;
C.在C2H5SH分子中,C形成4个共价键,S形成2个共价键,H形成1个共价键,与共价键饱和性相符,C不符合题意;
D.在SiHCl3中,Si形成4个共价键,H、Cl各形成1个共价键,与共价键的饱和性相符,D不符合题意;
故选A。
30.回答下列问题:
(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为 ,π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 。CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为 。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—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:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1.若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键有 mol。
(4)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是 。
【答案】(1) 2NA 2NA
(2) 1∶2 2∶1
(3)3
(4)HF、H2O、NH3、CH4
【详解】(1)CO2的结构式是O=C=O,1个二氧化碳分子中有2个碳氧双键,每个双键中有1个σ键和1个π键,1 mol CO2中含有的σ键数目为2NA,π键数目为2NA。
(2)N2的结构式是NN,每个三键中有1个σ键和2个π键,已知CO和CN-与N2结构相似,则CO分子内存在CO键,σ键与π键个数之比为1∶2;CH2=CHCN 分子的结构式是,分子中有6个σ键和3个π键,σ键与π键数目之比为2∶1。
(3)N2的结构式是NN,每个三键中有1个σ键和2个π键,产物中只有N2含有π键;肼(N2H4)分子中含有4个N—H键。燃烧时发生的反应:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1,若该反应中有4 mol N—H键断裂,则消耗1 mol N2H4,生成1.5 mol N2,形成的π键有3 mol。
(4)同周期元素从左到右电负性增强,原子吸引电子能力增强,所以CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是HF、H2O、NH3、CH4。
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