专题01 认识大π键(离域π键)与应用（重难点训练）化学沪科版选择性必修2

专题05认识大π键(离域π键)与应用 建议时间：15分钟 突破一 σ键与π键 1．下列分子中既含σ键，又含π键的是___________。 A B C D 水 乙醇 氨 乙醛 2．下列对HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共价键的分析正确的是___________。 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 3．关于σ键和π键的说法中正确的是___________。 A．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转 B．所有σ键的强度都比π键的强度大 C．HCl和Cl2中的共价键类型均为s-sσ键 D．杂化轨道只用于形成σ键 4．有关CH2===CH—C≡N分子中所含化学键数目的说法正确的是___________。 1. A．3个σ键，3个π键 B．4个σ键，3个π键 1. C．6个σ键，2个π键 D．6个σ键，3个π键 5．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是_______。 A．两者都为s-s σ键 B．两者都为p-p σ键 C．前者为p-p σ键，后者为s-p σ键 D．前者为s-s σ键，后者为s-p σ键 6．下列物质中，属于含有σ键的电解质的是_______。 A．Ba(OH)2 B．C2H5OH C．Na2O D．SiO2 7．(2025·上海虹口高三期中)碳酸二甲酯()分子中所含的σ键与π键的数目比为 。 8．(2025·上海市浦东新区高三一模调研)含碳的物质和材料广泛地应用于生产生活和科学研究中。人工合成金刚石的两种方法所涉反应如下：①4Na+CCl44NaCl +C；②4Na+3CO22Na2CO3+C。 NaCl的电子式为 。每个CCl4和CO2分子中σ键的个数比为 。 突破二 大π键 9．依据VSEPR模型推测CO32-的空间结构为_______。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则CO32-中的大键应表示为_______。 10．已知吡咯为平面形结构，如图。 则吡咯环中的大π键应表示为______。 11．非金属氮化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： 氟化硝酰(NO2F)可用作火箭推进剂中的氧化剂，NO2F中心原子的杂化方式为_____________。气态N2O5的分子结构为，而固态N2O5则由一种直线形的阳离子X与一种平面正三角形的阴离子Y构成，X的化学式为________，Y的离域π键可表示为 ________。 12．分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，下列物质中存在“离域π键”的是________ A．SO2 户至上 B．SO42- C．H2S D．CS2 13．写出一种和NH3互为等电子体的阳离子的化学式：________，分子中的大π键可用符号Πm (n)表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π6 (6))，则平面分子中的大π键应表示为__________ 建议时间：10分钟 1．下列关于σ 键和π键的说法不正确的是___________。 A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成 B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转 C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键 D．CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同 2．下列常见微粒中σ键、π键判断正确的是___________。 A．CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ键与π键的数目之比为5：2 B．CO与N2结构相似，分子中含π键数目2NA C．C22-与O22+-结构相似，1mol O22+中含有的σ键数目为NA D．已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有键断裂，则形成的π键数目为6NA 3．5-氨基四唑硝酸盐受热迅速生成以N2为主的环境友好型气体，并放出大量的热，是制造HTPB火箭推进剂的重要原料。该盐结构简式如图，其中五元环为平面结构，下列说法正确的是_______。 A．阴离子的空间结构为三角锥形 B．该化合物难溶于水 C．该化合物中五元环上的5个原子的杂化方式都相同 D．该化合物存在类似于苯分子的大π键，化学性质比较稳定 4．分子或离子团中的大π键可表示为，其中m表示参与形成大π键的原子数，n表示参与形成大π键的电子数。已知环戊二烯阴离子(C5H5-)的结构与苯分子相似，具有芳香性。苯分子中大π键可表示为，则C5H5-中大π键应表示为_______。 5．氯苯分子中，C采取____杂化，杂化轨道分别与C、H(或Cl)形成σ键，并且Cl的3px，轨道与C未参与杂化的2px轨道形成大Π键，可表示为____。(已知m中心n电子的大Π键可表示为Π)。 6．离子液体熔点很低，常温下呈液态，阴阳离子可自由移动，因此离子液体在电池中可作为_______，某离子液体的结构如图所示，其中碳原子杂化方式为_______，该离子液体中阴离子的空间构型为_______，已知其阳离子的环状结构中含有大π键，该大π键应表示为_______。 建议时间：8分钟 1．(2025·上海卷)1mol分了中σ键的数目为_______。 A．7 B．12 C．13 D．14 2．(2024·上海卷)已知可二聚为下图的二聚体： (1)该二聚体中存在的化学键类型为_______。 A．极性键 B．非极性键 C．离子键 D．金属键 (2)将该二聚体溶于生成(结构如图所示)，已知其配离子为四面体形，中心原子杂化方式为 ，其中配体是 ，该配合物中有键 。 3．(2020·山东卷)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是_______。 A．其熔点主要取决于所含化学键的键能 B．形成大π键的电子全部由N提供 C．分子中B和N的杂化方式相同 D．分子中所有原子共平面 4．(2022·山东卷)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的Π66大π键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据________(填标号)。 A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道 5．(2017·全国Ⅱ卷)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。 R中阴离子N5-中的σ键总数为_______个，分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则N5-中的大键应表示为_______。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05认识大π键(离域π键)与应用 建议时间：15分钟 突破一 σ键与π键 1．下列分子中既含σ键，又含π键的是___________。 A B C D 水 乙醇 氨 乙醛 【答案】D 【解析】水分子中只有单键，全部是σ键，A不符合题意；乙醇分子中只有单键，全部是σ键，B不符合题意；氨气分子中只有单键，全部是σ键，C不符合题意；乙醛分子中含有单键和碳氧双键，既含σ键，又含π键，D符合题意。 2．下列对HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共价键的分析正确的是___________。 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 【答案】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。 3．关于σ键和π键的说法中正确的是___________。 A．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转 B．所有σ键的强度都比π键的强度大 C．HCl和Cl2中的共价键类型均为s-sσ键 D．杂化轨道只用于形成σ键 【答案】A 【解析】A项，σ键为轴对称，π键为镜面对称，所以σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，A正确；B项，σ键不一定比π键强度大，如氮气中σ键的强度比π键强度小，B错误；C项，H-Cl是氢原子1s轨道与氯原子3p轨道“头碰头”形成的，是s-pσ键，C错误；D项，杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子，D错误；故选A。 4．有关CH2===CH—C≡N分子中所含化学键数目的说法正确的是___________。 1. A．3个σ键，3个π键 B．4个σ键，3个π键 1. C．6个σ键，2个π键 D．6个σ键，3个π键 【答案】D 【解析】共价单键为σ键，双键中含1个σ键和1个π键，三键中含1个σ键和2个π键，故CH2===CH—C≡N分子中含6个σ键和3个π键。 5．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是_______。 A．两者都为s-s σ键 B．两者都为p-p σ键 C．前者为p-p σ键，后者为s-p σ键 D．前者为s-s σ键，后者为s-p σ键 【答案】C 【解析】氢原子的核外电子排布式为1s1，氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5，p轨道上有1个未成对的p电子。F2中的共价键是由两个氟原子未成对的p电子重叠形成的p-p σ键，HF中的共价键是由氢原子中的s轨道与氟原子中的p轨道形成的s-p σ键，C正确。 6．下列物质中，属于含有σ键的电解质的是_______。 A．Ba(OH)2 B．C2H5OH C．Na2O D．SiO2 【答案】A 【解析】在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物为电解质，所有的酸、碱、盐和大多数金属氧化物均为电解质。A项，Ba(OH)2中OH-中含有σ键，为强碱，属于电解质，A符合题意；B项，C2H5OH是非电解质，B不合题意；C项，Na2O中不含σ键，属于电解质，C不合题意；D项，SiO2为非金属氧化物，含有σ键，但不属于电解质，D不合题意；故选A。 7．(2025·上海虹口高三期中)碳酸二甲酯()分子中所含的σ键与π键的数目比为 。 【答案】11：1 【解析】根据共价化合物分子中共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键；共价三键中一个σ键和2个π键进行分析判断。该物质分子中只有一个羰基，因此只有1个π键。根据共价化合物分子中共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键，结合碳酸二甲酯分子结构简式，可知其分子中共含有11个σ键，因此该物质分子中所含的σ键与π键的数目比为11：1。 8．(2025·上海市浦东新区高三一模调研)含碳的物质和材料广泛地应用于生产生活和科学研究中。人工合成金刚石的两种方法所涉反应如下：①4Na+CCl44NaCl +C；②4Na+3CO22Na2CO3+C。 NaCl的电子式为 。每个CCl4和CO2分子中σ键的个数比为 。 【答案】 2∶1 【解析】NaCl是离子化合物，电子式为：；CCl4中有4个σ键，CO2有2个σ键，σ键个数比为2:1。 突破二 大π键 9．依据VSEPR模型推测CO32-的空间结构为_______。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则CO32-中的大键应表示为_______。 【答案】平面三角形 Π46 【解析】CO32-中C原子价电子对数为，无孤电子对，空间结构为平面三角形。CO32-中碳原子sp²杂化，有一个未参与杂化的p电子，然后三个氧原子上分别有一个垂直于离子平面的p轨道，分别提供一个p电子，再加上负离子中的两个电荷一共是六个电荷，所以形成了四中心六电子的大π键，表示为Π46。 10．已知吡咯为平面形结构，如图。 则吡咯环中的大π键应表示为______。 【答案】Π56 【解析】吡咯环中形成大π键的原子数为5个；氮原子中未参与成键的电子为1对，可提供2个电子形成π键，碳碳原子间除了形成σ键外，还有4个碳分别提供1个电子形成π键，共有电子数为6，所以吡咯环中的大π键应表示为Π56。 11．非金属氮化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： 氟化硝酰(NO2F)可用作火箭推进剂中的氧化剂，NO2F中心原子的杂化方式为_____________。气态N2O5的分子结构为，而固态N2O5则由一种直线形的阳离子X与一种平面正三角形的阴离子Y构成，X的化学式为________，Y的离域π键可表示为 ________。 【答案】sp2 NO2+ Π46 12．分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，下列物质中存在“离域π键”的是________ A．SO2 户至上 B．SO42- C．H2S D．CS2 【答案】AD 13．写出一种和NH3互为等电子体的阳离子的化学式：________，分子中的大π键可用符号Πm (n)表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π6 (6))，则平面分子中的大π键应表示为__________ 【答案】H3O＋ Π56 建议时间：10分钟 1．下列关于σ 键和π键的说法不正确的是___________。 A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成 B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转 C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键 D．CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同 【答案】D 【解析】A项，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键一般不能单独形成，A正确；B项，σ键为球对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，B正确；C项，双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，则碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键，C正确；D项，三种分子中分别含C-C、C=C、C≡C键和C-H键，所以σ键也包含C-H键，且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同，D错误；故选D。 2．下列常见微粒中σ键、π键判断正确的是___________。 A．CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ键与π键的数目之比为5：2 B．CO与N2结构相似，分子中含π键数目2NA C．C22-与O22+-结构相似，1mol O22+中含有的σ键数目为NA D．已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有键断裂，则形成的π键数目为6NA 【答案】C 【解析】单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，叁键含有1个σ键2个π键。A项，CH2=CHCN分子的结构简式为CH2=CHC≡N，其中含有6个σ键和3个π键，所以σ键与π键数目之比为2∶1，A错误；B项，CO物质的量不确定，不能计算π键数目，B错误；C项，C22-与O22+-结构相似，O22+-结构为，在1个O22+-含有1个σ键，1mol O22+中含有的σ键数目为NA，C错误；D项，若该反应中有4molN-H键断裂，则生成1.5mol氮气，形成π键的数目是3NA，D错误；故选C。 3．5-氨基四唑硝酸盐受热迅速生成以N2为主的环境友好型气体，并放出大量的热，是制造HTPB火箭推进剂的重要原料。该盐结构简式如图，其中五元环为平面结构，下列说法正确的是_______。 A．阴离子的空间结构为三角锥形 B．该化合物难溶于水 C．该化合物中五元环上的5个原子的杂化方式都相同 D．该化合物存在类似于苯分子的大π键，化学性质比较稳定 【答案】C 【解析】硝酸根离子中，成键电子对为3，孤电子对数为2 (1)×(5＋1－3×2)＝0，因此其空间结构为平面三角形，A错误；硝酸盐易溶于水，B错误；五元环为平面结构，可知该化合物中五元环上的5个原子均为sp2杂化，它们的杂化方式相同，C正确；该化合物受热迅速生成N2，化学性质不稳定，D错误。 4．分子或离子团中的大π键可表示为，其中m表示参与形成大π键的原子数，n表示参与形成大π键的电子数。已知环戊二烯阴离子(C5H5-)的结构与苯分子相似，具有芳香性。苯分子中大π键可表示为，则C5H5-中大π键应表示为_______。 【答案】Π56 【解析】根据题意C5H5-中5个碳原子大π键，每个碳原子有一个电子，C5H5-又得到一个电子，因此C5H5-形成大π键应表示为Π56。 5．氯苯分子中，C采取____杂化，杂化轨道分别与C、H(或Cl)形成σ键，并且Cl的3px，轨道与C未参与杂化的2px轨道形成大Π键，可表示为____。(已知m中心n电子的大Π键可表示为Π)。 【答案】sp2 Π78 【解析】氯苯分子中，C采取sp2杂化，垂直苯环平面方向上由6个C(各提供1个p电子)和1个Cl(提供2个p电子)形成7中心8电子的大Π键Π78。 6．离子液体熔点很低，常温下呈液态，阴阳离子可自由移动，因此离子液体在电池中可作为_______，某离子液体的结构如图所示，其中碳原子杂化方式为_______，该离子液体中阴离子的空间构型为_______，已知其阳离子的环状结构中含有大π键，该大π键应表示为_______。 【答案】电解质或做导体 sp2、sp3 正八面体 【解析】离子液体熔点很低，常温下呈液态，阴阳离子可自由移动，因此离子液体在电池中可作为电解质或做导体；由结构简式可知，饱和碳元素为sp3、双键两端碳原子为sp2，故碳原子杂化方式为sp2、sp3；该离子液体中阴离子PF6-中有6个共价键，根据电子对互斥理论可知，空间构型为正八面体；已知其阳离子的环状结构中含有大π键，由图可知，该大π键为5个原子和6个电子形成的，应表示为。 建议时间：8分钟 1．(2025·上海卷)1mol分了中σ键的数目为_______。 A．7 B．12 C．13 D．14 【答案】C 【解析】单键都是σ键，双键中含1个σ键和1个π键，由图易得1mol分子中键的数目为13NA，故选C。 2．(2024·上海卷)已知可二聚为下图的二聚体： (1)该二聚体中存在的化学键类型为_______。 A．极性键 B．非极性键 C．离子键 D．金属键 (2)将该二聚体溶于生成(结构如图所示)，已知其配离子为四面体形，中心原子杂化方式为 ，其中配体是 ，该配合物中有键 。 【答案】(1)A (2)sp3 CH3CN 14 【解析】(1)从图中可知，该二聚体中Br和Al之间以极性键相连，该二聚体中存在的化学键类型为极性键，故选A。(2)该配离子中，中心原子Al形成4条单键，杂化方式为sp3杂化，其中N原子提供一对孤电子对，配体为CH3CN，1个该配合物中含有12条单键，2条碳氮三键，其中碳氮三键中有1条σ键，因此1mol该配合物中σ键数量为14mol。 3．(2020·山东卷)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是_______。 A．其熔点主要取决于所含化学键的键能 B．形成大π键的电子全部由N提供 C．分子中B和N的杂化方式相同 D．分子中所有原子共平面 【答案】A 【解析】无机苯属于分子晶体，其熔点与分子间作用力有关，与键能无关，A项错误；B的最外层电子排布式为2s22p1，N的最外层电子排布式为2s22p3，经过sp2轨道杂化后，N原子剩下1个孤电子对，B原子剩下1个空的p轨道，所以形成大π键的电子全部由N提供，B项正确；B和N都是sp2杂化，键角为120°，分子中所有原子共平面，C、D项正确。 4．(2022·山东卷)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的Π66大π键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据________(填标号)。 A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道 【答案】D 【解析】已知吡啶中含有与苯类似的Π66大π键，则说明吡啶中N原子也是采取sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道。 5．(2017·全国Ⅱ卷)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。 R中阴离子N5-中的σ键总数为_______个，分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则N5-中的大键应表示为_______。 【答案】5 Π56 【解析】由图中N5-的结构可知N5-中的键数为5；N5-中的5个原子参与形成大键，每个原子中参与形成大π键的电子数为1(孤电子对不参与)，故参与形成大键的电子数为5+1=6，N5-中大键应表示为Π56。 4 / 7 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $