第30讲 化学键-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件(人教版)
2025-09-10
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教辅
内容正文:
第八章 分子结构与性质
第30讲 化学键
优化探究
大单元三 物质结构与性质 元素周期律
[导航·复习目标] 1.了解化学键的形成和表示方法。2.能说出微粒间作用(离子键、共价键)的主要类型、特征和实质。3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
2
考点一 化学键与化合物类型
考点二 共价键及其参数
练真题 明考向
课时作业30 化学键
3
考点一 化学键与化合物类型
4
1.化学键
(1)化学键的定义及分类
梳理 必备知识
共价键
极性键
非极性键
5
(2)离子键、共价键的比较
项目 离子键 共价键
非极性键 极性键
成键粒子 ____________ _________
成键实质 阴、阳离子之间的静电作用 共用电子对与成键原子间的静电作用
形成条件 活泼_________与活泼________经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键 _________元素原子之间成键 _________元素原子之间成键
阴、阳离子
原子
金属
非金属
同种
不同种
6
2.离子化合物和共价化合物
项目 离子化合物 共价化合物
定义 含有_________的化合物 只含有_________的化合物
构成微粒 _____________ _________
化学键类型 一定含有_________,可能含有_________ 只含有_________
离子键
共价键
阴、阳离子
原子
离子键
共价键
共价键
7
3.化学键的表示方法——电子式
(1)常见物质电子式的书写
原子 钠原子:_________ 氯原子: _________
简单离子 铝离子:_________ 氟离子:_____________
复杂离子 铵根离子:__________________
氢氧根离子:_____________
Na·
︰︰
Al3+
[︰︰]-
[]+
[︰︰H]-
8
离子化合物 氯化镁:________________________
过氧化钠:_______________________
非金属单质 氮气:______________
共价化合物 二氧化碳:________________________
过氧化氢:_____________________
[︰︰]-
Na+[︰︰]2-Na+
︰N︙︙N︰
︰︰
H︰︰H
9
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl:
②共价化合物
如HCl:H×+· : : 。
10
一、化学键与物质类别之间的关系
1.一定条件下,氨与氟气发生反应:4NH3+3F2====NF3+3NH4F,其中
NF3的空间结构与NH3相似。下列有关说法错误的是( )
A.除F2单质外,反应物和生成物均为共价化合物
B.NF3中各原子均满足8电子稳定结构
C.NF3中只含极性共价键
D.NH4F中既含有离子键又含有共价键
提升 关键能力
A
解析:NF3和NH3为共价化合物,NH4F为离子化合物。
11
2.现有下列物质:①NaCl;②Na2O;③Na2O2;④NaOH;⑤AlCl3;
⑥H2O;⑦N2;⑧NH4Cl;⑨CO2;⑩H2O2。
(1)只含离子键的物质有________(填序号,下同),只含共价键的物质有_______________。
(2)属于离子化合物的有_____________,含非极性键的离子化合物有________,含有非极性键的共价化合物有________。
①②
⑤⑥⑦⑨⑩
①②③④⑧
③
⑩
12
二、电子式的书写
3.写出下列物质的电子式。
(1)—OH________,H3O+_____________,N_______________。
(2)HClO____________,CCl4______________,N2H4______________。
·︰H
[H]+
[]+
H︰︰︰
13
(3)Na2S___________________,NaH_____________,
NaBH4___________________。
Na+[︰︰]2-Na+
Na+[︰H]-
Na+[]-
14
物质组成化学用语的正误判断
(2024·山东卷)下列化学用语或图示①正确的是( )
A.
的系统命名②:2-甲基苯酚
B.O3分子的球棍模型③:
C.激发态H原子的轨道表示式④:
D.p-p π键形成的轨道重叠示意图⑤:
A
15
[信息获取] ①无主题形式;②有机物的命名的判断;③球棍模型的判断;④轨道表示式的判断;⑤轨道重叠示意图的判断。
[教材溯源] p-p π键形成的轨道重叠示意图源于人教版选择性必修2第35页中的图2-3;源于鲁科版选择性必修2第41页中的图2-1-4。
[解析] A.
含有的官能团为羟基,甲基与羟基相邻,系统命
名为2-甲基苯酚,故A正确;B.臭氧中心O原子的价层电子对数为2+=3,属于sp2杂化,有1个孤电子对,臭氧为V形分子,球棍模型为
,故B错误;C.K能层只有1个能级1s,不存在1p能级,故C错误;D.p-p π键形成的轨道重叠示意图为
,故D错误。
17
考点二 共价键及其参数
18
1.共价键的本质及特征
共价键是原子间通过_____________所形成的相互作用,其特征是具有_________和_________。
梳理 必备知识
共用电子对
方向性
饱和性
19
2.共价键的分类
(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ键和π键。
σ键 H2的σ键的形成:
HCl的σ键的形成:
20
σ键 Cl2的σ键的形成:
π键
21
(2)σ键与π键的比较
键型 σ键 π键
成键方向 沿轴方向“头碰头” 平行或“肩并肩”
电子云形状 轴对称 镜面对称
牢固程度 键强度大,不易断裂 键强度较小,容易断裂
旋转 _________旋转 _________旋转
成键判断规律 共价单键全是σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键;共价三键中一个是σ键,另两个是π键
可以
不可以
22
(3)根据共价键的极性与否可分为_____________(简称极性键)和_______
_________(简称非极性键)。
(4)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。
极性共价键
非极性
共价键
23
3.键参数
(1)概念
键能
键长
键角
24
(2)键参数对分子性质的影响
①键能越大,键长越短,分子越稳定。
②
(1)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )
(2)σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成。( )
(3)σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转。( )
(4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。 ( )
(5)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。( )
×
√
√
√
×
26
一、共价键类型及数目的判断
1.关于σ键和π键的形成过程,下列说法不正确的是( )
A.HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B.N2分子中的π键为p-p π键,π键不能绕键轴旋转
C.CH4中的碳原子为sp3杂化,4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成
σ键
D.乙烯(CH2=CH2)中的碳碳之间形成了1个σ键和1个π键
提升 关键能力
A
27
解析:HCl分子中的σ键由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成,故A错误;N2分子中p轨道与p轨道通过“肩并肩”重叠形成p-p π键,π键为镜面对称,不能绕键轴旋转,故B正确;CH4中的碳原子为sp3杂化,碳原子的4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道重叠,形成C—H σ键,故C正确;CH2=CH2中的碳碳之间形成双键,双键中有1个σ键和1个π键,故D正确。
28
2.(1)下列对HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共价键的分析正
确的是________(填字母)。
A.都是σ键,没有π键 B.都是π键,没有σ键
C.除H2O外,都含π键 D.除HCN外,都是σ键
C
解析:HCN的结构式为H—C≡N,既有σ键也有π键;CO2的结构式为O=C=O,既有σ键也有π键;H2O的结构式是H—O—H,只含σ键;CO(NH2)2中含有碳氧双键,故既有σ键也有π键;C2H4中含有碳碳双键,既有σ键也有π键;故选C。
29
(2)甲、乙、丙三种有机物的结构如下:
甲:
乙:CH2=CH2
丙:CH2=CHCN
①甲分子中有________个σ键,________个π键。
②乙分子中________(填“有”或“没有”)极性键,________(填“是”或“不是”)极性分子。
③丙分子中σ键与π键的数目之比为________。
8
2
有
不是
2∶1
30
解析:①单键由1个σ键形成,双键由1个σ键和1个π键形成,甲分子中有8个σ键,C=C、C=O键上共有2个π键;②乙分子中含有C—H极性键,乙烯分子的正负电荷中心重合,不是极性分子;③丙分子中—CN的结构为—C≡N,三键含有1个σ键和2个π键,丙分子中σ键与π键的数目之比为6∶3=2∶1。
31
二、键参数及其应用
3.关于键长、键能和键角,下列说法错误的是( )
A.键角是描述分子空间结构的重要参数
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.C=C键能等于C—C键能的2倍
D.因为O—H的键能小于H—F的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
C
32
解析:C=C由一个σ键和一个π键构成,C—C为σ键,二者键能不是2倍的关系,C项错误;原子半径:O>F,键长:O—H>H—F,键能:H—O<H—F,形成化学键时放出的能量:H—O<H—F,化学键H—F更稳定,O2、F2与H2反应的能力F2更强,D项正确。
4.硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如下表所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ·mol-1) 365 413 336 226 318 452
(1)硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷
烃多,原因是__________________________________________________ ________________________________________________________。
C—C和C—H的键能较大,所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成
(2)SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是________________________________________________________________________________________________________________。
C—H的键能大于C—O,C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O,所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
练真题 明考向
1.(2024·江西卷) 科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于
星际分子说法正确的是( )
A.分子的极性:SiH4>NH3
B.键的极性:H—Cl>H—H
C.键角:H2O>CH4
D.分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH
B
解析:A.SiH4中四条Si—H完全相同,均为极性键,但由于SiH4为正四面体结构,故为非极性分子,NH3为三角锥形结构,3条N—H的极性不能抵消,故为极性分子,故A错误;B.H—H为非极性键,H—Cl为极性键,则键的极性:H—Cl>H—H,故B正确;C.水分子为V形结构,含两个孤电子对,甲烷为正四面体结构,不含孤电子对,孤电子对对成键电子对斥力较大,则键角:H2O<CH4,故C错误;D.原子半径:C>N,分子中三键的键长:HC≡N<HC≡CH,故D错误。
2.(2022·北京卷)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
C
解析:键能越大,键长越短,分子越稳定,CO2是分子晶体,熔点由分子间作用力决定,与化学键无关;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。
3.(2022·海南卷,改编)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,
ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是( )
A.HCl的电子式为H+[︰︰]-
B.Cl—Cl的键长比I—I短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH弱
B
解析:A.HCl为共价化合物,H原子和Cl原子间形成共用电子对,其电子式为H︰︰,A错误;B.原子半径:Cl<I,故键长:Cl—Cl<I—I,B正确;C.CH3COOH分子中,羧基上的碳氧双键中含有π键,C错误;D.电负性:Cl>I,—Cl能使—COOH上的H原子具有更大的活性,因此ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强,D错误。
课时作业30 化学键
42
一、选择题
1.“珍珠项链靠线穿,芝麻成球靠糖粘;微观粒子聚一起,全靠一种超魔力”,这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是
( )
A.CO和O生成具有极性共价键的CO2
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3
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12
1
B.
既含极性键,又含非极性键
C.只含H、N、O三种元素的化合物,可能形成含有共价键的离子化合物,也可能形成共价化合物
D.含有离子键的物质不可能是单质
B
43
解析:CO2中C与O形成极性共价键;
2
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11
12
1
中只含有极性键;
H、N、O形成的NH4NO3,为离子化合物,形成的HNO3,为共价化合物;离子键的形成必须有阴、阳离子。
44
2.下列表达正确的是( )
A.HClO的电子式为H ︰︰︰
B.H2S的电子式可表示为H+[︰︰]H+
C.用电子式表示Na2O的形成过程:2Na·+··2Na+[︰︰]2-
D.BaCl2的电子式为[︰︰]-Ba2+[︰︰]-
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1
D
45
解析:HClO分子中,氧原子分别与氢原子和氯原子形成共价键,电子式为H︰︰︰,故A错误;H2S是共价化合物,电子式可表示为
H︰︰H,故B错误;用电子式表示Na2O的形成过程时,2个Na+不能合并,正确的表达方式为
2
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1
,故C
错误;BaCl2是离子化合物,电子式为[︰︰]-Ba2+[︰︰]-,故D正确。
46
3.下列说法不正确的是( )
A.HCl属于共价化合物,溶于水能电离出H+和Cl-
B.NaOH是离子化合物,该物质中只含有离子键
C.HI气体受热分解的过程中,破坏了极性共价键
D.CO2分子中碳与氧原子的最外层都满足8电子稳定结构
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1
B
47
解析:HCl属于共价化合物,溶于水时在水分子作用下断裂H—Cl,电离产生H+和Cl-,A正确;NaOH是离子化合物,由Na+与OH-通过离子键结合,在阴离子OH-中H、O原子之间以H—O结合,因此该物质中含有离子键和共价键,B错误;HI分子中含有H—I,当HI气体受热分解时变为H2、I2,破坏了极性共价键,形成了非极性共价键,C正确;由CO2的电子式︰︰C︰︰可知,碳与氧原子的最外层电子数都是8,D正确。
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1
4.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
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1
C
解析:C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A正确;原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B正确;H2O分子中键角是105°,CO2分子中键角是180°,C错误;相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D正确。
49
5.下列每组物质中含有的化学键类型相同的是( )
A.NaCl、HCl、H2O、NaOH
B.Cl2、Na2S、HCl、SO2
C.HBr、CO2、H2O、CS2
D.Na2O2、H2O2、H2O、O3
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1
C
解析:A项,NaCl中只含离子键,HCl和H2O中只有共价键,NaOH中既含离子键又含共价键;B项,Cl2、HCl、SO2中只含共价键,Na2S中只含离子键;C项,均只含共价键;D项,Na2O2中含离子键、共价键,H2O2、H2O、O3中只含共价键。
50
6.(2025·河北石家庄检测)我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2CO2+
H2O。下列有关说法正确的是( )
A.CO2只含有非极性共价键
B.0.5 mol HCHO中含有1 mol σ键
C.HCHO、CO2分子中只含有σ键
D.H2O中含有极性键
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1
D
解析:CO2中只含有碳氧极性键,A错误;根据结构式 可知,0.5 mol HCHO中含有1.5 mol σ键,B错误;HCHO、CO2分子中既含有σ键,又含有π键,C错误;H2O中含有氢氧极性键,D正确。
51
7.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.不和氢氧化钠溶液发生反应
B.分子中N≡C的键长大于C≡C的键长
C.分子中既有极性键,又有非极性键
D.分子中含有2个σ键和4个π键
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1
C
52
解析:氰气性质与卤素相似,能和氢氧化钠溶液发生反应,故A错误;同一周期元素中,原子半径随着原子序数的增大而减小,原子半径越大其键长越长,碳原子半径大于氮原子,所以该分子中C≡N的键长小于C≡C的键长,故B错误;该分子的结构式为N≡C—C≡N,该分子中含有3个σ键和4个π键,故D错误。
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1
8.二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如
图所示,下列说法正确的是( )
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12
1
A.二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5)之间为离子键
B.1 mol环戊二烯(
)中含有σ键的数目为5NA(NA为阿伏加
德罗常数的值)
C.分子中存在π键
D.Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
C
54
解析:含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键,所以二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5)之间为配位键,故A错误;一个环戊二烯
(
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11
12
1
)分子中含有σ键的数目为11,则1 mol环戊二烯(
)中含有
σ键的数目为11NA,故B错误;碳碳双键之间存在π键,所以该分子中存在π键,故C正确;铁原子核外有26个电子,铁原子失去最外层两个电子变为亚铁离子,根据构造原理可知,亚铁离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,故D错误。
9.从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能数据如下表,其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据键长规律推导键能的大小顺序为w>z
>y>x。该规律是( )
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1
O—O O2
键长/pm 149 128 121 112
键能/(kJ·mol-1) x y z=494 w=628
A.成键时电子数越多,键能越大
B.键长越长,键能越小
C.成键所用的电子数越少,键能越大
D.成键时电子对越偏移,键能越大
B
56
解析:电子数由多到少的顺序为>O2>,键能大小顺序为w>z>y>x,A项错误;和O2成键所用电子数分别为2、4,键能x<494,C项错误;这些微粒都是O原子成键,共用电子对无偏移,D项错误。
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1
10.羰基硫(COS)存在于许多种植物中,杀虫效果显著。它与CO2、CS2结构相似,已知 C=O 的键能为745 kJ·mol-1,下列有关羰基硫的说法
错误的是( )
A.分子中有2个σ键和2个π键
B.可推测C=S的键能小于745 kJ·mol-1
C.COS中碳原子是采用sp2杂化方式成
键的
D.CS2、COS、CO2分解温度依次升高
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1
C
解析:COS分子中有2个σ键和2个π键;S原子的半径大于O原子,可推测C=S的键能小于C=O的键能,即小于745 kJ·mol-1,所以CS2、COS、CO2分解温度依次升高;COS中碳原子是采用sp杂化方式成键的。
58
二、非选择题
11.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族,请填写下列空格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于________(填“σ”或“π”)
键,从其极性来看属于________键。
(2)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构,则C60分子中π键的数目为________。
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σ
极性
1∶1
30
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(4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的结构式为
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1
,每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为________(填字母)。
A.4个σ键 B.2个σ键、2个π键
C.2个σ键、1个π键 D.3个σ键、1个π键
D
12.已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子;E+原子核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题:
(1)E元素在周期表中的位置是________________,属于________区。
2
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1
第四周期第ⅠB族
ds
61
解析:根据A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等,则A为H元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍,则B为C元素;D原子L层上有2对成对电子,则D为O元素;B、C、D的原子序数依次增大,则C为N元素;E+原子核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满,则E为Cu元素。(1)E为Cu元素,Cu在周期表中位于第四周期第ⅠB族,属于ds区。
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(2)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为___________
(填元素符号),第一电离能最大的原因是__________________________ _________。
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1
C<O<N
氮的2p轨道为半充满结构,
较稳定
解析:B、C、D三种元素分别是C、N、O元素,N的2p轨道为半充满结构,第一电离能最大,C的最小,第一电离能数值由小到大的顺序为C<O<N。
(3)D元素与氟元素相比,电负性:D______(填“>”“<”或“=”)
F,下列表述中能证明这一事实的是________(填字母)。
A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B.氟气与D的氢化物剧烈反应,生成D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
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<
BC
解析:D为O元素,电负性小于F元素;常温下氟气的颜色比D单质的颜色深,属于物理性质,而电负性是化学性质,故不选A;氟气与D的氢化物剧烈反应,生成D的单质,说明氟气的氧化性比氧气强,说明氟的电负性大于氧,故选B;氟与D形成的化合物中D元素呈正价态,说明F得电子能力较强,电负性较大,故选C;单质与氢气化合时得电子的数目的多少与得电子的能力无关,故不选D。
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(4)只含C、A两元素的离子化合物CA5,它的所有原子的最外层都符合
相应的稀有气体原子电子层结构,其电子式为___________________,
它的晶体中含有多种化学键,但一定不含有的化学键是________(填字母)。
A.极性键 B.非极性键
C.配位键 D.金属键
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[H︰︰H]+[H︰]-
BD
解析:只含N、H两元素的离子化合物NH5,它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子电子层结构,则其电子式为[H︰︰H]+[H︰]-,含有离子键,铵根离子中含有极性键和配位键,不含非极性键和金属键。
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(5)B2A4是重要的基本石油化工原料。1 mol B2A4分子中含σ键________mol。
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解析:C2H4为乙烯,1个C2H4分子中含有5个σ键和1个π键,因此1 mol C2H4分子中含5 mol σ键。
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