第01讲 共价键类型与分子稳定性分析（重难点讲义）化学苏教版选择性必修2

第01讲 共价键类型与分子稳定性分析 1、突破共价键类型辨析难点：精准区分σ键/π键、极性键/非极性键、配位键与普通共价键，掌握键型与成键方式的关联逻辑； 2、攻克分子稳定性本质理解：建立“键参数（键能、键长、键角）— 键型特征 — 分子稳定性”的三维关联模型； 3、解决复杂情景应用痛点：能结合陌生分子结构（如配位化合物、多中心共价键分子），分析键型对稳定性的影响，应对创新命题。 一、共价键的分类及判断方法 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠 π键 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对 1、σ键与π键的判断 （1）由轨道重叠方式判断 ①“头碰头”重叠为σ键，σ键的特征：电子云为 ，即是以形成化学键的两个原子核的连线为轴作旋转。 操作，σ键电子云的图形不变。利用电子云描述σ键的形成过程： s­s σ键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键 s­p σ键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键 p­p σ键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键 ②“肩并肩”重叠为π键，π键的特征：π键电子云为 ，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两个原子核构成的平面的两侧；π键重叠程度较小，不稳定，容易断裂；若原子半径大，原子间形成的σ键 ，p－p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。p轨道和p轨道形成π键的过程如图所示： （2）由物质的结构式判断：共价单键都是 ，共价双键中含有 σ键、 π键，共价三键中含有 σ键、 π键 （3）由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全部是 ；杂化轨道形成的共价键全部为 。 （4）依据强度判断：σ键的强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂 2、极性键与非极性键的判断:不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键 二、共价键的键参数——表现化学键性质的物理量 1、键能：气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1，共价键的键能越大，共价键就越 断裂，成键原子间的结合就越牢固。结构相似的分子，键能越大，分子越 2、键长：构成化学键的两个原子的核间距，因此 决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长就 ；共价键的键长越短，往往键能 ，表明共价键越稳定，分子越 注意：键能比较方法：键能看键长，键长看半径。原子半径越短，键长越短，键能也就越大 3、键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。键角可以确定分子内的原子在空间的相对位置，从而判断分子的空间构型 4、键参数对分子性质的影响： 5、常见分子的键角与分子空间结构 化学式 结构式 键角 空间结构 CO2 O==C==O 180° 直线形 NH3 107° 三角锥形 H2O 105° V形 BF3 120° 平面三角形 CH4 109°28′ 正四面体形 题型01 共价键及键参数概念辨析 【典例】回答下列问题。 (1)下列物质：①；②；③；④；⑤；⑥；⑦；⑧；⑨；⑩HBr。含有极性键和非极性键的是 ；含有非极性键的离子化合物是 。(填序号，下同) (2)下列变化中：①干冰气化；②硝酸钾熔化；③熔融；④硫酸溶于水；⑤蔗糖溶于水；⑥HI分解；⑦碘升华；⑧溴蒸气被木炭吸附，未破坏化学键的是 ；仅离子键被破坏的是 ；仅共价键被破坏的是 。 【变式】A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物，而辛是由元素形成的单质，已知：甲+乙=丁+辛，甲+丙=戊+辛，丁由两种10电子粒子形成，则下列说法正确的是 A．元素B、C、D的原子半径由大到小的顺序为D>C>B B．戊中阴阳离子个数比为 C．简单氢化物的稳定性： D．C形成的单质可以在点燃条件下分别与元素、、形成的单质化合，所得化合物均存在共价键 题型02 共价键的分类 【典例】可用作光电材料，二硫化物(R-S-S-R)在铁表面作用生成的反应历程如下图所示。下列有关说法错误的是 A．过渡态1最稳定 B．第步为决速步骤 C．总反应的 D．反应中有极性键和非极性键的断裂 【变式】磷化氢在粮食储藏中用作熏蒸剂，起杀虫、防虫的作用，可用白磷和过量的强碱溶液反应制备：(未配平)。下列说法正确的是 A．含有键的数目为(为阿伏伽德罗常数的值) B．溶液呈酸性 C．为还原产物，其结合氢离子的能力比强 D．每生成转移的电子的物质的量为 题型03 共价键键参数的应用 【典例】短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题： (1)Z的氢化物的结构式为 ，HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为 ，该分子的空间结构为 。 (2)Y的价层电子排布式为 ，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为 。 (3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是 ，该分子中的键角是 。 (4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为 (填字母)。 a．两种分子的中心原子的价层电子对数不同 b．D、E的非金属性不同 c．E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有 【变式】回答下列问题： (1)比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“<”或“=”)： ①H2O CS2，原因是 。 ②SO3 SO。 ③BF3 NCl3. (2)比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“<”或“=”)： ①PH3 PO，原因是 。 ②SO SO。 题型04 共价键的分类和键参数的综合应用 【典例】以金属镍为催化剂由乙烷制备甲烷，反应过程中的部分反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．催化剂镍的使用改变了该反应的焓变 B．中间体1生成中间体2的反应速率决定总反应的反应速率 C．该反应的过程中，有非极性键的断裂和极性键的形成 D．总反应为 【变式】催化还原是重要的烟气脱硝技术，反应过程与能量关系如图1所示。研究发现，在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2所示。下列说法正确的是 A．催化还原为吸热反应 B．过程Ⅱ中NO为氧化剂 C．过程Ⅰ中断裂离子键 D．图2脱硝的总反应为： 【巩固训练】 1．已知A元素的原子K、L层上的电子数之和比它的L、M层上的电子数之和多1个电子，B元素的原子L层上的电子数比A原子L层上的电子数少2个电子。 (1)写出这两种元素的符号和名称： A： ，B： 。 (2)写出A、B的单质反应生成A2B的化学方程式： 。 (3)下列有关A、B形成的化合物的叙述中，正确的是___________。 A．A、B只能形成共价化合物 B．A、B只能形成离子化合物 C．A、B形成的化合物中可能含有极性共价键 D．A、B形成的化合物中可能只有离子键，也可能既有离子键又有非极性共价键 2．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I-两核间距为1.0~1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是 A．NaI晶体是过渡晶体 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线 3．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中合理、可靠的是 A．观察常温下的状态，SbCl5与SnCl4均为液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物 B．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物 C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 4．下列说法正确的是 A．冰融化时，分子中H—O键不发生断裂 B．随着相对分子质量的增加，四卤化碳CX4分子间作用力逐渐增大，所以它们相应的沸点也逐渐增高 C．由于H—O键比H—S键牢固，所以水的沸点比H2S高 D．在由分子所构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定 5．科学家用X射线激光技术观察到与O在催化剂表面形成化学键的过程。其反应过程的示意图如下，下列说法正确的是 A．和O的总能量比的高 B．状态状态Ⅱ有新物质生成 C．和O生成了具有极性共价键的 D．状态状态Ⅲ表示与反应的过程 6．下列关于共价键的理解不正确的是 A．共价键都具有方向性和饱和性 B．键可以绕键轴旋转，而键不能绕键轴旋转 C．分子和分子中都含有5个键 D．键以“头碰头”方式重叠，键以“肩并肩”方式重叠 7．已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示，则有关H2O2结构的说法中不正确的是 A．分子的正、负电荷中心不重合 B．H2O2分子内既含极性键又含非极性键 C．H2O2是极性分子 D．H2O2是非极性分子 8．如图所示，a为乙二胺四乙酸(EDTA)，易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与Ca2＋形成的螯合物。下列叙述不正确的是 A．a和b中N原子均采取sp3杂化 B．b中Ca2＋的配位数为6 C．a中配位原子是C原子 D．b中含有共价键、配位键 9．下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据： O—O键数据 O O2 O 键长/10-12 m 149 128 121 112 键能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律是 A．成键时，电子数越多，键能越大 B．键长越短，键能越大 C．成键所用电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大 10．下列有关键和键说法正确的是 A．键可以绕键轴旋转，键不能 B．键是原子轨道“肩并肩”式重叠，键是原子轨道“头碰头”式重叠 C．H-O是p-p 键 D．键和键的电子云形状特征都是轴对称 【强化训练】 1．肼()又名联氨，是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。肼分子结构如图所示。 (1)关于分子说法正确的是______。 A．只含有极性键的极性分子 B．含有非极性键的极性分子 C．只含有极性键的非极性分子 D．含有非极性键的非极性分子 (2)的相对分子质量与接近，但沸点远高于，原因是______。 A．分子内可形成氢键 B．分子间可形成氢键 C．分子中共价键键能更大 D．分子能形成内盐 (3)发射卫星时可用为燃料，为助燃剂，这两种物质反应放出大量能量，生成无毒无害的物质。此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)是 (A．极性 B．非极性)分子，其沸点 (A．> B．< C．=)。 2．氧氰[(OCN)2]的性质与卤素类似，被称为拟卤素。氧氰[(OCN)2]中不可能存在的化学键类型有 A．非极性共价键 B．极性共价键 C．共价三键 D．离子键 3．下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值) A．124gP4含有的P-P键的个数为4NA B．12g石墨中含有C-C键的个数为2NA C．12g金刚石中含有C-C键的个数为2NA D．60gSiO2中含Si-O键的个数为2NA 4．回答下列问题： (1)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子空间结构为 ，其中氧原子的杂化轨道方式为 。 (2)CS2分子中，共价键的类型有 (选填σ键、π键)，C原子的杂化轨道类型是 杂化。 (3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物，该化合物的空间结构为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。 (4)化合物Cl2O的空间结构为 ，中心原子的价层电子对数为 。 5．中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs)，能利用太阳光高效分解水，原理如图所示。下列说法正确的是 A．H2O2中存在非极性共价键，是非极性分子 B．反应I中涉及极性键的断裂和非极性键的形成 C．非极性分子中一定有非极性键，极性分子中一定有极性键 D．H2O是非极性分子 6．丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子，它存在手性异构体，如图所示： 下列关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是 A．Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2个手性碳原子 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有相同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子，只含有极性键，不含非极性键 D．Ⅰ和Ⅱ的化学键相同，但分子的性质不同 7．请回答下列问题。 (1)下列物质分子中既有σ键，又有π键的是 。 ①HCl　②H2O　③N2　④C2H2　⑤C2H4 (2)分子中，σ键和π键比例为 。 (3)已知反应N2O4（l）＋2N2H4（l）=3N2（g）＋4H2O（l），若该反应中有4 mol N－H键断裂，则形成的π键的数目为 。 8．碳、氮、氧、氟、硫是中学常见的非金属元素，铁离子可与由它们组成的SCN-、CN-、F-等形成很多的配合物。 (1)基态Fe原子中，电子占据的最高能层符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 ，电子数为 。 (2)已知(CN)2是直线形分子，并有对称性，则(CN)2中π键和σ键的个数比为 ，在配合物Fe(SCN)2＋中，提供空轨道接受电子孤对的微粒是 。 (3)配合物K4[Fe(CN)6]中不存在的作用力_______(填序号)。 A．共价键 B．离子键 C．非极性键 D．配位键 (4)肼(N2H4)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4＋2N2H4=3N2＋4H2O，若该反应中有4 mol N-H键断裂，则形成的π键有 mol。 (5)图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。 下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是 (填标号)。 A．CF4     B．CH4   C．NH     D．H2O 9．下列说法中，不正确的是 A．NH5中所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子电子结构，1 mol NH5中含有4NA个N—H键 B．金属键无方向性，金属晶体中原子尽可能采取紧密堆积 C．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp2杂化轨道成键 D．乙醇与水互溶可以用“相似相溶”原理和氢键来解释 10．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中： (1)以非极性键结合的非极性分子是 。 (2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是 。 (3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是 。 (4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是 。 (5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第01讲 共价键类型与分子稳定性分析 1、突破共价键类型辨析难点：精准区分σ键/π键、极性键/非极性键、配位键与普通共价键，掌握键型与成键方式的关联逻辑； 2、攻克分子稳定性本质理解：建立“键参数（键能、键长、键角）— 键型特征 — 分子稳定性”的三维关联模型； 3、解决复杂情景应用痛点：能结合陌生分子结构（如配位化合物、多中心共价键分子），分析键型对稳定性的影响，应对创新命题。 一、共价键的分类及判断方法 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠 π键 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对 1、σ键与π键的判断 （1）由轨道重叠方式判断 ①“头碰头”重叠为σ键，σ键的特征：电子云为轴对称，即是以形成化学键的两个原子核的连线为轴作旋转。 操作，σ键电子云的图形不变。利用电子云描述σ键的形成过程： s­s σ键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键 s­p σ键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键 p­p σ键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键 ②“肩并肩”重叠为π键，π键的特征：π键电子云为镜像对称，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两个原子核构成的平面的两侧；π键重叠程度较小，不稳定，容易断裂；若原子半径大，原子间形成的σ键较长，p－p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。p轨道和p轨道形成π键的过程如图所示： （2）由物质的结构式判断：共价单键都是σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有一个σ键、两个π键 （3）由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。 （4）依据强度判断：σ键的强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂 2、极性键与非极性键的判断:不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键 二、共价键的键参数——表现化学键性质的物理量 1、键能：气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1，共价键的键能越大，共价键就越不容易断裂，成键原子间的结合就越牢固。结构相似的分子，键能越大，分子越稳定 2、键长：构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长就越短；共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定 注意：键能比较方法：键能看键长，键长看半径。原子半径越短，键长越短，键能也就越大 3、键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。键角可以确定分子内的原子在空间的相对位置，从而判断分子的空间构型 4、键参数对分子性质的影响： 5、常见分子的键角与分子空间结构 化学式 结构式 键角 空间结构 CO2 O==C==O 180° 直线形 NH3 107° 三角锥形 H2O 105° V形 BF3 120° 平面三角形 CH4 109°28′ 正四面体形 题型01 共价键及键参数概念辨析 【典例】回答下列问题。 (1)下列物质：①；②；③；④；⑤；⑥；⑦；⑧；⑨；⑩HBr。含有极性键和非极性键的是 ；含有非极性键的离子化合物是 。(填序号，下同) (2)下列变化中：①干冰气化；②硝酸钾熔化；③熔融；④硫酸溶于水；⑤蔗糖溶于水；⑥HI分解；⑦碘升华；⑧溴蒸气被木炭吸附，未破坏化学键的是 ；仅离子键被破坏的是 ；仅共价键被破坏的是 。 【答案】(1) ⑧ ⑤ (2) ①⑤⑦⑧ ②③ ④⑥ 【详解】（1）极性键是不同种元素之间形成的共价键，非极性键是由同种元素之间形成的共价键；①是由N元素与N元素之间通过非极性键形成的单质；②由碳和氧两种非金属元素通过极性键组成的共价化合物；③由N和H两种非金属元素通过极性键组成的共价化合物；④是之间通过离子键组成的离子化合物；⑤是离子化合物，中之间通过静电作用形成离子键，内部，O与O间通过共用电子对形成非极性共价键；⑥是离子化合物，中之间通过静电作用形成离子键，内部，O与H之间通过共用电子对形成极性键；⑦是离子化合物，中与之间通过静电作用形成离子键；⑧由氢和氧两种非金属元素组成的共价化合物， O与H之间通过共用电子对形成极性键，O与O间通过共用电子对形成非极性共价键；⑨是离子化合物，中之间通过静电作用形成离子键，内部，N与H之间通过共用电子对形成极性键；⑩HBr是由H和Br两种非金属元素通过极性键组成的共价化合物；故含有极性键和非极性键的是：⑧；有非极性键的离子化合物是：⑤； （2）①干冰气化是由固态变为气态，属于物理变化，化学键未破坏，仅破坏分子间作用力；②硝酸钾是离子化合物，熔化时之间的离子键被破坏；③是离子化合物，熔化时之间的离子键被破坏；④硫酸是共价化合物，溶于水时电离出和，共价键被破坏；⑤蔗糖溶于水，是蔗糖分子扩散到水中，属于物理变化，化学键未破坏，仅破坏分子间作用力；⑥HI分解，HI是共价化合物，分解成，发生化学变化，共价键被破坏；⑦碘升华由固态变为气态，属于物理变化，化学键未破坏，仅破坏分子间作用力；⑧溴蒸气被木炭吸附是物理吸附，属于物理变化，化学键未破坏；故未破坏化学键的是：①⑤⑦⑧；仅离子键被破坏的是：②③；仅共价键被破坏的是：④⑥。 【变式】A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物，而辛是由元素形成的单质，已知：甲+乙=丁+辛，甲+丙=戊+辛，丁由两种10电子粒子形成，则下列说法正确的是 A．元素B、C、D的原子半径由大到小的顺序为D>C>B B．戊中阴阳离子个数比为 C．简单氢化物的稳定性： D．C形成的单质可以在点燃条件下分别与元素、、形成的单质化合，所得化合物均存在共价键 【答案】D 【详解】A．B为C元素、C为O元素、D为Na元素，一般来说电子层数越多半径越大，同一周期从左到右半径依次减小，因此原子半径顺序应为Na＞C＞O，A错误； B．戊为Na2CO3，电离时生成2个Na+和1个，阴阳离子个数比为1:2，B错误； C．非金属性越强，简单氢化物越稳定，同周期元素从左到右非金属性依次增强，因此稳定性CH4＜H2O，C错误； D．C的单质O2与H2、C、Na的单质在点燃条件下反应，生成H2O（含有O-H共价键）、CO2（含有C=O共价键）、Na2O2（含有O-O共价键），产物均存在共价键，D正确；故选D。 题型02 共价键的分类 【典例】可用作光电材料，二硫化物(R-S-S-R)在铁表面作用生成的反应历程如下图所示。下列有关说法错误的是 A．过渡态1最稳定 B．第步为决速步骤 C．总反应的 D．反应中有极性键和非极性键的断裂 【答案】A 【详解】A．能量越低越稳定，过渡态1的能量最高，所以过渡态1最不稳定，A错误； B．反应的决速步骤是反应历程中活化能最大的步骤，第Ⅱ步的活化能（）最大，所以第步为决速步骤，B正确； C．由反应历程图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，总反应的，C正确； D．第步反应中，中的非极性键断裂，第步反应中，中的极性键断裂，所以反应中有极性键和非极性键的断裂，D正确；故选A。 【变式】磷化氢在粮食储藏中用作熏蒸剂，起杀虫、防虫的作用，可用白磷和过量的强碱溶液反应制备：(未配平)。下列说法正确的是 A．含有键的数目为(为阿伏伽德罗常数的值) B．溶液呈酸性 C．为还原产物，其结合氢离子的能力比强 D．每生成转移的电子的物质的量为 【答案】D 【详解】A．的物质的量没有说明，不能确定键个数，A错误； B．是在过量的碱条件下生成的，说明为正盐，强碱弱酸盐水解呈碱性，B错误； C．P的电负性小于N，P的电子云密度小，结合氢离子的能力比弱，C错误； D．反应中磷元素化合价由0价变化到-3价、+1价，每生成转移的电子的物质的量为，D正确；故选D。 题型03 共价键键参数的应用 【典例】短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题： (1)Z的氢化物的结构式为 ，HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为 ，该分子的空间结构为 。 (2)Y的价层电子排布式为 ，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为 。 (3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是 ，该分子中的键角是 。 (4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为 (填字母)。 a．两种分子的中心原子的价层电子对数不同 b．D、E的非金属性不同 c．E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有 【答案】(1) H-Cl 2+×(6-1×1-1×1) V形 (2) 3s23p4 平面三角形 (3) SiCl4 109°28′ (4)c 【详解】（1）HCl结构式为H-Cl；HClO中氧原子是中心原子，其价层电子对数为2＋×(6-1×1-1×1)=4，为sp3杂化，所以HClO分子的空间结构为V形。 （2）S为第三周期ⅥA族，价层电子排布式为3s23p4，硫的最高价氧化物为三氧化硫，中心原子S原子的价层电子对数为，为sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形； （3）X与Z形成的最简单化合物的化学式是SiCl4，中心原子Si原子的价层电子对数为，为sp3杂化，为正四面体形，该分子中的键角是109°28′； （4）CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子空间结构不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子空间结构与元素的非金属性强弱无关。故选c。 【变式】回答下列问题： (1)比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“<”或“=”)： ①H2O CS2，原因是 。 ②SO3 SO。 ③BF3 NCl3. (2)比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“<”或“=”)： ①PH3 PO，原因是 。 ②SO SO。 【答案】(1) < H2O中中心O原子采取sp3杂化，键角约为105°；CS2中中心C原子采取sp杂化，键角为180° > > (2) < PH3与PO中中心P原子都采取sp3杂化，PO中无孤电子对，PH3分子中含有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因而键角较小 < 【详解】（1）①H2O的中心O原子的价层电子对数为，采取sp3杂化，键角约为105°；CS2的中心C原子的价层电子对数为，采取sp杂化，键角为180°，则键角：H2O<CS2，原因是：H2O中中心O原子采取sp3杂化，键角约为105°；CS2中中心C原子采取sp杂化，键角为180°； ②SO3的中心S原子的价层电子对数为，采取sp2杂化；的中心S原子的价层电子对数为，采取sp3杂化，中心原子采取sp2杂化的键角大于中心原子采取sp3杂化的键角，则键角：SO3>； ③BF3的中心B原子的价层电子对数为，采取sp2杂化；NCl3的中心N原子的价层电子对数为，采取sp3杂化，中心原子采取sp2杂化的键角大于中心原子采取sp3杂化的键角，则键角：BF3>NCl3； （2）①PH3的中心P原子的价层电子对数为，有一对孤电子对，采取sp3杂化；的中心P原子的价层电子对数为，无孤电子对，采取sp3杂化，即两者的中心P原子的杂化方式相同，但PH3分子中含有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因而PH3键角较小，则键角：PH3<，原因是：PH3与中中心P原子都采取sp3杂化，中无孤电子对，PH3分子中含有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因而PH3键角较小； ②的中心S原子的价层电子对数为，有一对孤电子对，采取sp3杂化；的中心S原子的价层电子对数为，无孤电子对，采取sp3杂化，即两者的中心S原子的杂化方式相同，但中含有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因而键角较小，则键角：。 题型04 共价键的分类和键参数的综合应用 【典例】以金属镍为催化剂由乙烷制备甲烷，反应过程中的部分反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．催化剂镍的使用改变了该反应的焓变 B．中间体1生成中间体2的反应速率决定总反应的反应速率 C．该反应的过程中，有非极性键的断裂和极性键的形成 D．总反应为 【答案】D 【详解】A．催化剂只加快反应速率，降低反应活化能，但不改变反应的始态和终态，故不改变反应的焓变，A错误； B．由图可知，中间体2到过渡态2的能垒最大，为决速步骤，所以由中间体2生成中间体3的反应速率影响了总反应的反应速率，B错误； C．该反应的过程中有极性键和非极性的断裂，但只有极性键的形成，没有非极性键的形成，C错误； D．由图可知，总反应为，D正确；故选D。 【变式】催化还原是重要的烟气脱硝技术，反应过程与能量关系如图1所示。研究发现，在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2所示。下列说法正确的是 A．催化还原为吸热反应 B．过程Ⅱ中NO为氧化剂 C．过程Ⅰ中断裂离子键 D．图2脱硝的总反应为： 【答案】B 【详解】A．由分析可知，该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，A错误； B．由图可知，过程Ⅱ发生的反应为：NO+NH2=N2+H2O，反应中，一氧化氮中氮元素的化合价降低被还原，是反应的氧化剂，B正确； C．氨气是只含有共价键的共价化合物，所以过程Ⅰ中氨分子断裂的是共价键，不是离子键，C错误； D．由分析可知，总反应的化学方程式为：，D错误； 故选B。 【巩固训练】 1．已知A元素的原子K、L层上的电子数之和比它的L、M层上的电子数之和多1个电子，B元素的原子L层上的电子数比A原子L层上的电子数少2个电子。 (1)写出这两种元素的符号和名称： A： ，B： 。 (2)写出A、B的单质反应生成A2B的化学方程式： 。 (3)下列有关A、B形成的化合物的叙述中，正确的是___________。 A．A、B只能形成共价化合物 B．A、B只能形成离子化合物 C．A、B形成的化合物中可能含有极性共价键 D．A、B形成的化合物中可能只有离子键，也可能既有离子键又有非极性共价键 【答案】(1) Na、钠 O、氧 (2)4Na＋O2=2Na2O (3)BD 【详解】（1）据分析可知，A元素的符号和名称为：Na、钠，B元素的符号和名称为：O、氧； （2）A、B的单质反应生成A2B即Na与O2反应生成Na2O，反应的化学方程式：4Na＋O2=2Na2O； （3）A．A、B能形成Na2O、Na2O2，Na2O、Na2O2均为离子化合物，两者不能形成共价化合物，故A错误； B．A、B能形成Na2O、Na2O2，Na2O、Na2O2均为离子化合物，两者只能形成离子化合物，故B正确； C．A、B能形成Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键、Na2O2中既有离子键又有非极性共价键，形成的化合物中不可能含有极性共价键，故C错误； D．A、B能形成Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键、Na2O2中既有离子键又有非极性共价键，即形成的化合物中可能只有离子键，也可能既有离子键又有非极性共价键，故D正确；故答案为：BD。 2．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I-两核间距为1.0~1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是 A．NaI晶体是过渡晶体 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线 【答案】AD 【详解】A．当用激光脉冲照射NaI，使Na+和I﹣两核间距为1.0～1.5nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28nm时，呈共价键，所以NaI晶体中化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，属于过渡晶体，正确； B．很多离子晶体中同时有离子键和共价键，如NaOH晶体，但这不是泽维尔研究的结果，错误； C．NaI晶体中化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，错误； D ．由题干信息可知，离子的核间距较大时，呈离子键，核间距较小时，呈共价键，当核间距改变时，键的性质也会改变，说明离子键核共价键没有明显的界限，正确； 符合题意的为AD，故答案选AD。 3．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中合理、可靠的是 A．观察常温下的状态，SbCl5与SnCl4均为液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物 B．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物 C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 【答案】B 【详解】A．观察常温下SbCl5和SnCl4为液体，说明熔点低，而离子化合物通常为高熔点固体，结论错误，A不符合题意； B．测得的熔点均较低（最高73.5℃），远低于典型离子化合物，说明三者均为分子晶体而非离子化合物，结论正确，B符合题意； C．与AgNO3反应生成沉淀仅证明溶液中含Cl⁻，但共价化合物溶于水也可能离解出Cl⁻（如HCl），无法确定原物质为离子化合物，结论错误，C不符合题意； D．水溶液导电仅说明存在自由离子，但共价化合物溶于水可能电离（如HCl），无法证明原物质为离子化合物，结论错误，D不符合题意；故选B。 4．下列说法正确的是 A．冰融化时，分子中H—O键不发生断裂 B．随着相对分子质量的增加，四卤化碳CX4分子间作用力逐渐增大，所以它们相应的沸点也逐渐增高 C．由于H—O键比H—S键牢固，所以水的沸点比H2S高 D．在由分子所构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定 【答案】AB 【详解】A．冰融化时发生物理变化，只破坏氢键和范德华力而不破坏化学键，A正确； B．它们都是由分子构成的物质，且分子间不存在氢键，所以相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点也越高，B正确； C．水的熔沸点比H2S高因为水分子间存在氢键，C错误； D．由分子所构成的物质稳定性与共价键的键能有关，与分子间作用力无关，D错误；故选AB。 5．科学家用X射线激光技术观察到与O在催化剂表面形成化学键的过程。其反应过程的示意图如下，下列说法正确的是 A．和O的总能量比的高 B．状态状态Ⅱ有新物质生成 C．和O生成了具有极性共价键的 D．状态状态Ⅲ表示与反应的过程 【答案】AC 【详解】A．由反应过程中的能量变化图可知，和O的总能量高于的总能量，故A项正确； B．由图可知，状态状态Ⅱ，仅是和O原子距离变小，无新物质生成，故B项错误； C．和O生成原子和O原子形成极性共价键，故C项正确； D．状态状态Ⅲ表示与O原子在催化作用下反应生成的过程，故D项错误；故答案选AC。 6．下列关于共价键的理解不正确的是 A．共价键都具有方向性和饱和性 B．键可以绕键轴旋转，而键不能绕键轴旋转 C．分子和分子中都含有5个键 D．键以“头碰头”方式重叠，键以“肩并肩”方式重叠 【答案】A 【详解】A．s轨道的电子云是球形对称，相互重叠时无方向性，A错误； B．σ键以“头碰头”方式重叠，为轴对称，π键以“肩并肩”方式重叠，为镜面对称，故σ键可以绕键轴旋转，而π键不能绕键轴旋转，B正确； C．的结构式为，的结构式为，分子和分子中都含有5个σ键，C正确； D．σ键以“头碰头”方式重叠，为轴对称，π键以“肩并肩”方式重叠，为镜面对称，D正确；故答案选A。 7．已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示，则有关H2O2结构的说法中不正确的是 A．分子的正、负电荷中心不重合 B．H2O2分子内既含极性键又含非极性键 C．H2O2是极性分子 D．H2O2是非极性分子 【答案】D 【详解】A．由题图知，H2O2分子的立体构型是二面角形，所以正、负电荷中心不重合，A正确； B．H2O2是共价化合物，氢原子与氧原子之间形成极性共价键，氧原子和氧原子之间形成非极性共价键，B正确； C．H2O2分子的正、负电荷中心不重合，为极性分子，C正确； D．H2O2分子的正、负电荷中心不重合，为极性分子，D错误；故选D。 8．如图所示，a为乙二胺四乙酸(EDTA)，易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与Ca2＋形成的螯合物。下列叙述不正确的是 A．a和b中N原子均采取sp3杂化 B．b中Ca2＋的配位数为6 C．a中配位原子是C原子 D．b中含有共价键、配位键 【答案】C 【详解】A．a中N原子有3个σ键，1个孤电子对，b中N原子有4个σ键，没有孤电子对，则a、b中N原子均采取sp3杂化，A正确； B．根据b结构知，b中Ca2＋的配位数为6，B正确； C．a不是配合物，没有配位原子，C错误； D．钙离子与N、O之间形成配位键，其他原子之间形成共价键，D正确； 故选C。 9．下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据： O—O键数据 O O2 O 键长/10-12 m 149 128 121 112 键能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律是 A．成键时，电子数越多，键能越大 B．键长越短，键能越大 C．成键所用电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大 【答案】B 【详解】A．的电子数多于，但键能反而更小，与规律矛盾，A错误； B．键长最短的键能最大，键长最长的键能最小，符合“键长越短，键能越大”的规律，B正确； C．、、的成键电子数均为4，无法解释键能差异，C错误； D．O—O键为同种原子形成的非极性键，电子对无偏移，与键能变化规律不符，D错误；答案选B。 10．下列有关键和键说法正确的是 A．键可以绕键轴旋转，键不能 B．键是原子轨道“肩并肩”式重叠，键是原子轨道“头碰头”式重叠 C．H-O是p-p 键 D．键和键的电子云形状特征都是轴对称 【答案】A 【详解】A．σ键为单键，可以绕键轴旋转，π键在双键、叁键中存在，不能绕键轴旋转，A正确； B．σ键电子云重叠程度较大，是原子轨道“头碰头”式重叠，π键电子云重叠程度较小，是原子轨道“肩并肩”式重叠，B错误； C．H-O是H的1s轨道与O的2p轨道“头碰头”形成的，是s-pσ键，C错误； D．σ键的电子云形状特征是轴对称，π键的电子云形状特征是镜面对称，D错误；故选A。 【强化训练】 1．肼()又名联氨，是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。肼分子结构如图所示。 (1)关于分子说法正确的是______。 A．只含有极性键的极性分子 B．含有非极性键的极性分子 C．只含有极性键的非极性分子 D．含有非极性键的非极性分子 (2)的相对分子质量与接近，但沸点远高于，原因是______。 A．分子内可形成氢键 B．分子间可形成氢键 C．分子中共价键键能更大 D．分子能形成内盐 (3)发射卫星时可用为燃料，为助燃剂，这两种物质反应放出大量能量，生成无毒无害的物质。此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)是 (A．极性 B．非极性)分子，其沸点 (A．> B．< C．=)。 【答案】(1)B (2)B (3)1：2 (4) A B 【详解】（1）分子中存在N-H极性键、N-N非极性键；根据图知，分子结构不对称，正负电荷重心不重合，为极性分子，因此为含有非极性键和极性键的极性分子，故答案为：B； （2）的相对分子质量与接近，但沸点远高于，原因是分子间可形成氢键，乙烯不能形成分子间氢键，故答案为：B； （3）发射卫星时可用为燃料，为助燃剂，这两种物质反应放出大量能量，生成无毒无害的物质，根据元素守恒知，生成两种无毒无害的物质分别是、，反应方程式为，反应中失电子作还原剂、得电子作氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2，故答案为：1:2； （4）氮和砷元素处于同一主族，的空间构型与类似，是三角锥形，故为极性分子，因为分子间能形成氢键，故的沸点低于，故答案为：A；B。 2．氧氰[(OCN)2]的性质与卤素类似，被称为拟卤素。氧氰[(OCN)2]中不可能存在的化学键类型有 A．非极性共价键 B．极性共价键 C．共价三键 D．离子键 【答案】D 【详解】氧氰[(OCN)2]分子结构为N≡C-O-O-C≡N，包含以下化学键：非极性共价键‌：C≡C、N≡C；极性共价键‌：C-O、N-O；共价三键‌：C≡N，不含离子键；故选D。 3．下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值) A．124gP4含有的P-P键的个数为4NA B．12g石墨中含有C-C键的个数为2NA C．12g金刚石中含有C-C键的个数为2NA D．60gSiO2中含Si-O键的个数为2NA 【答案】C 【详解】A．124g的物质的量为1mol，每个分子含6个P-P键，总数为6，A错误； B．12g石墨（1molC）中每个C原子形成1.5个C-C键，总数为1.5，B错误； C．12g金刚石（1molC）中每个C原子形成2个C-C键，总数为2，C正确； D．60g（1mol）中每个Si原子形成4个Si-O键，总数为4，D错误；故答案选C。 4．回答下列问题： (1)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子空间结构为 ，其中氧原子的杂化轨道方式为 。 (2)CS2分子中，共价键的类型有 (选填σ键、π键)，C原子的杂化轨道类型是 杂化。 (3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物，该化合物的空间结构为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。 (4)化合物Cl2O的空间结构为 ，中心原子的价层电子对数为 。 【答案】(1) V形 sp3 (2) σ键和π键 sp (3) 三角锥形 sp3 (4) V形 4 【详解】（1）在OF2分子中心原子价层电子对数，O原子发生sp3杂化，O原子的最外层有2个孤电子对，则空间结构为V形； （2）CS2分子中C原子与2个S原子形成2个σ键和2个π键，孤电子对数为=0，则C为sp杂化； （3）磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物为PCl3，该化合物中P原子的价层电子对数为3+×(5−3×1)＝3+1＝4，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化，立体构型为三角锥形； （4）中中心原子为O，可以与两个Cl形成单键，此时氧原子存在两个键和两对孤电子对，所以的空间构型为V形，中心原子的价层电子对数为4。 5．中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs)，能利用太阳光高效分解水，原理如图所示。下列说法正确的是 A．H2O2中存在非极性共价键，是非极性分子 B．反应I中涉及极性键的断裂和非极性键的形成 C．非极性分子中一定有非极性键，极性分子中一定有极性键 D．H2O是非极性分子 【答案】B 【详解】A．H2O2中存在非极性共价键O-O键，但是极性分子，故A错误； B．反应I是在催化剂作用下H2O生成H2和H2O2，涉及极性键H-O键的断裂和非极性键H—H键、O—O键的形成，故B正确； C．分子的极性与分子内共价键的极性和分子的空间结构密切相关，分子中的正负电中心是否重合是分子极性的依据，中心重合是非极性分子，不重合是极性分子，如甲烷是极性键形成的非极性分子，故C错误； D．H2O 为V形分子，结构不对称，属于极性分子，故D错误； 答案选B。 6．丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子，它存在手性异构体，如图所示： 下列关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是 A．Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2个手性碳原子 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有相同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子，只含有极性键，不含非极性键 D．Ⅰ和Ⅱ的化学键相同，但分子的性质不同 【答案】BD 【详解】A．Ⅰ和Ⅱ分子中只有连羧基的碳原子为手性碳原子，均存在1个手性碳原子，A错误； B．Ⅰ和Ⅱ分子的正负电荷中心不重合，均为极性分子，只存在1个手性碳原子，均为手性分子，由图可知两者呈镜面对称，B正确； C．Ⅰ和Ⅱ分子的正负电荷中心不重合，都是极性分子，都含有极性键，同时含碳碳非极性键，C错误； D．由Ⅰ和Ⅱ的结构可知，两者化学键相同，两者互为手性异构体，旋光性不同，即性质不同，D正确； 故答案为：BD。 7．请回答下列问题。 (1)下列物质分子中既有σ键，又有π键的是 。 ①HCl　②H2O　③N2　④C2H2　⑤C2H4 (2)分子中，σ键和π键比例为 。 (3)已知反应N2O4（l）＋2N2H4（l）=3N2（g）＋4H2O（l），若该反应中有4 mol N－H键断裂，则形成的π键的数目为 。 【答案】(1)③④⑤ (2)9∶1 (3)3NA 【详解】（1）单键全是σ键，双键中有1个σ键、1个π键；三键中有1个σ键、2个π键。①HCl的结构式为H-Cl，只有1个σ键；②H2O分子的结构式为H-O-H，只有2个σ键；③N2的结构式为N≡N，含1个σ键、2个π键；④C2H2的结构式为H-C≡C-H，有3个σ键，2个π键；⑤C2H4的结构式为，有5个σ键，1个π键；既有σ键，又有π键的是③④⑤； （2）共价单键是σ键，共价双键中含有1个π键1个σ键，又分子两边的单键碳原子还分别含有2个C－H键，所以σ键和π键比例为9∶1 （3）若该反应中有4 mol N－H键断裂，则生成1.5 mol氮气，N2分子中含1个σ键、2个π键，则形成π键的数目是3NA。 8．碳、氮、氧、氟、硫是中学常见的非金属元素，铁离子可与由它们组成的SCN-、CN-、F-等形成很多的配合物。 (1)基态Fe原子中，电子占据的最高能层符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 ，电子数为 。 (2)已知(CN)2是直线形分子，并有对称性，则(CN)2中π键和σ键的个数比为 ，在配合物Fe(SCN)2＋中，提供空轨道接受电子孤对的微粒是 。 (3)配合物K4[Fe(CN)6]中不存在的作用力_______(填序号)。 A．共价键 B．离子键 C．非极性键 D．配位键 (4)肼(N2H4)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4＋2N2H4=3N2＋4H2O，若该反应中有4 mol N-H键断裂，则形成的π键有 mol。 (5)图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。 下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是 (填标号)。 A．CF4     B．CH4   C．NH     D．H2O 【答案】(1) N 16 2 (2) 4∶3 Fe3＋ (3)C (4)3 (5)C 【详解】（1）Fe原子核外电子数为26，其基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，电子占据的最高能层符号为N，该能层具有的原子轨道数为1＋3＋5＋7=16、电子数为2。 （2）(CN)2是直线形分子，并有对称性，结构式为N≡C—C≡N，(CN)2中π键和σ键的个数比为4∶3；根据配合物化学式可知，Fe(SCN)2＋中提供空轨道接受电子孤对的微粒应该是铁离子。 （3）钾离子和六氰合亚铁离子之间是离子键，六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4-中Fe2＋与CN-形成配位键，CN-中存在C≡N三键，为极性共价键，不存在非极性共价键。 （4）若该反应中有4 mol N—H键断裂，参加反应的N2H4为1 mol，生成氮气为1.5 mol，氮气分子结构式为N≡N，三键中含有2个π键，形成π键的物质的量为2×1.5 mol=3 mol。 （5）F、O、N的电负性很大，与H元素形成的微粒之间可以形成氢键，正四面体顶点N原子与嵌入空腔的微粒形成4个氢键，该微粒应含有4个H原子，选项中只有符合。 9．下列说法中，不正确的是 A．NH5中所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子电子结构，1 mol NH5中含有4NA个N—H键 B．金属键无方向性，金属晶体中原子尽可能采取紧密堆积 C．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp2杂化轨道成键 D．乙醇与水互溶可以用“相似相溶”原理和氢键来解释 【答案】C 【详解】A．NH5中的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子电子层结构，根据N原子价电子数为5，H原子价电子数为1，可知该物质为离子晶体NH4H，含有的阳离子与阴离子H-之间通过离子键结合，在中含有N与H原子之间通过4个极性键N—H结合，因此1 mol NH5含有4NA个N—H键，A正确； B．金属键无方向性，金属原子总是尽可能多地吸引其他原子，金属晶体中原子尽可能采取紧密堆积，从而使空间被充分利用，B正确； C．AB3型共价化合物中，若A上没有孤电子对，则A采用sp2杂化轨道成键，如BF3等，若A上有1对孤电子对，则A采用sp3杂化轨道成键，如NH3等，C错误； D．乙醇与水互溶的原因是：(1)乙醇和水都是极性分子，(2)乙醇和水分子中都含O—H键，乙醇和水分子间形成氢键，乙醇与水互溶可以用“相似相溶”原理和氢键解释，D正确；故本题选C。 10．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中： (1)以非极性键结合的非极性分子是 。 (2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是 。 (3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是 。 (4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是 。 (5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是 。 【答案】(1)N2 (2)CS2 (3)CH4 (4)NH3 (5)NH3、H2O、CH4 【详解】（1）由分析可知，N2是由非极性键结合的非极性分子。 （2）由分析可知，CS2与CO2相似，以极性键结合的直线形非极性分子。 （3）由分析可知，CH4中C原子采取sp3杂化方式与H原子形成极性键，正四面体结构，非极性分子。 （4）由分析可知，NH3中有极性键，N原子采取sp3杂化，三角锥形结构，属于极性分子。 （5）由分析可知，NH3、H2O、CH4以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构。 / 学科网（北京）股份有限公司 $