2.1 共价键 讲义-2025-2026学年高二化学同步讲义+测试 (人教版2019选择性必修2)
2025-12-27
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2份
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46页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 共价键 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 化学键 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.05 MB |
| 发布时间 | 2025-12-27 |
| 更新时间 | 2025-12-27 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55667216.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦共价键核心知识点,系统梳理其形成(原子轨道重叠)、特征(饱和性、方向性)、类型(σ键“头碰头”、π键“肩并肩”)及键参数(键能、键长、键角描述键强弱与分子结构),通过思维导图构建知识脉络,为分子结构与性质后续学习奠定支架。
资料以“概念-分类-应用”递进设计为亮点,思维导图可视化知识体系强化“物质结构决定性质”的化学观念。拓展培优通过σ键与π键对比归纳、键能计算反应热等典例培养科学思维,课堂检测分基础与能力提升,课中辅助教师突破重难点,课后助学生查漏补缺,深化核心素养。
内容正文:
第2章 分子结构与性质
第1节 共价键
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
课程学习目标
1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性和方向性,发展“宏观辨识与微观探析”核心素养。
2.知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。
3.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构,发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。
【新知学习】
知识点01共价键的形成与特征
1.共价键的形成
(1)概念:原子间通过 所形成的相互作用,叫做共价键。
(2)成键的粒子:一般为 原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质:原子间通过 (即原子轨道重叠)产生的强烈作用。
2.共价键的特征
(1)饱和性
按照共价键的共用电子对理论,一个原子有几个 ,便可和几个 电子配对成键,这就是共价键的饱和性。
(2)方向性
除s轨道是球形对称外,其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时,原子轨道重叠的 ,电子在核间出现的 越大,所形成的共价键就越 ,因此共价键将尽可能沿着 的方向形成,所以共价键具有方向性。
知识点02共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
1.σ键
形成
由两个原子的s轨道或p轨道“ ”重叠形成
类型
s-s型
s-p型
p-p型
特征
以形成化学键的两原子核的 为轴做旋转操作,共价键电子云的图形 ,这种特征称为 ;σ键的强度
2.π键
形成
由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
p-p π键
特征
π键的电子云具有 性,即每个π键的电子云由两块组成,分别位于由两原子核构成平面的两侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为 ;π键 旋转;不如σ键 ,较易
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为 键;共价双键中有一个 键、一个 键;共价三键由一个 键和两个 键组成。
知识点03键能
1.概念
气态分子中 化学键解离成气态原子所 的能量。它通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值,单位是 。
2.应用
(1)判断共价键的稳定性
原子间形成共价键时,原子轨道重叠程度 ,释放能量 ,所形成的共价键键能越大,共价键越 。
(2)判断分子的稳定性
一般来说,结构相似的分子,共价键的键能越大,分子越 。
(3)利用键能计算反应热
ΔH= 总键能- 总键能
知识点04键长和键角
1.键长
(1)概念:构成化学键的两个原子的 ,因此 决定共价键的键长, 越小,共价键的键长越短。
(2)应用:共价键的键长越短,往往键能越 ,表明共价键越 ,反之亦然。
2.键角
(1)概念:在多原子分子中, 之间的夹角。
(2)应用:在多原子分子中键角是一定的,这表明共价键具有 性,因此键角影响着共价分子的 。
(3)试根据空间结构填写下列分子的键角
分子的空间结构
键角
实例
正四面体形
CH4、CCl4
平面形
苯、乙烯、BF3等
三角锥形
NH3
V形(角形)
H2O
直线形
CO2、CS2、CH≡CH
(4)部分键角图解
【拓展培优】
【归纳提升1】
σ键
π键
成键示意图(常见类型)
原子轨道重叠方式
“头碰头”重叠
“肩并肩”重叠
对称类型
轴对称
镜面对称
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
轨道重叠程度大,键的强度较大,键越牢固
轨道重叠程度较小,键比较容易断裂,不如σ键牢固
活泼性
不活泼
活泼
成键规律
共价单键是σ键;共价双键中一个键是σ键,另一个键是π键;共价三键中一个键是σ键,另外两个键是π键
旋转情况
以形成σ键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子可以绕轴旋转,并不破坏σ键的结构
以形成π键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子并不能单独旋转,若单独旋转则会破坏π键的结构
存在情况
能单独存在,可存在于任何含共价键的分子或离子中
不能单独存在,必须与σ键共存,可存在于共价双键和共价三键中
联系
只有在形成σ键后,余下的p轨道才能形成π键
实例
CH4、OH-
N≡N中既含有σ键,又含有π键
【易错提醒】
①一般情况下,σ键比π键牢固,但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固(例如:N2)
②并不是所有的分子都含有σ键
【典例1】为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.5.6 g C4H8分子中含有C-C键的数目一定为
B.标准状况下,2.24 L二氯甲烷中含有的原子总数为
C.4.6 g乙醇完全被氧化生成乙醛时,反应中转移的电子数为
D.常温常压下,1 mol甲基(-CH3)中含有的电子数为
(变式训练1-1)是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol含有的共价键数目为
B.常温常压下,2.8gCO和的混合气体中含有的分子数目为
C.1mol熔融状态下的中含有的数目为
D.标准状况下,22.4L和的混合物中含有的数目一定为
(变式训练1-2)工业上利用白磷和过量KOH溶液制备的反应原理为。是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中含有键数为
B.溶液中与数之和为
C.1mol 32PH3所含的质子数为
D.该反应中每生成,转移电子数为
【归纳提升2】
相同类型的共价化合物分子,成键原子半径越小,键长越短,键能越大,分子越稳定
【典例2】 下列事实不能用键能的大小来解释的是
A.氮元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定 B.稀有气体一般难发生反应
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D.HF比H2O稳定
(变式训练2-1)下列关于描述和解释说法错误的是
选项
描述
解释
A
Si原子间难形成双键而C原子间可以
Si的原子半径大于C,难形成键
B
的键角比的大
的成键电子对间排斥力较大
C
基态原子的第一电离能:
同周期原子半径越小,第一电离能越大
D
气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是HCl分子
氟的电负性比氯大,氟化氢分子间可以通过氢键连接
A.A B.B C.C D.D
(变式训练2-2)反应 Ⅰ 可用于在国际空间站中处理二氧化碳,同时伴有副反应 Ⅱ发生。
主反应 Ⅰ、CO2(g) + 4H2(g) ⇌ CH4(g) + 2H2O(g) △H1=-270kJ·mol-1
副反应 Ⅱ、CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g) △H2
几种化学键的键能如表所示:
化学键
C—H
H—H
H—O
C=O
键能/kJ·mol-1
413
436
463
a
则a = 。
【典例3】 制取H2O2的反应:,下列说法正确的是
A.电子式: B.与中都含非极性共价键
C.的结构示意图: D.中仅含有离子键
(变式训练3-1)我国淘金者常用氰化法选金,在氰化法选金过程中,一旦氰化物处理不当,会对水土造成污染。在实际生产中,常用反应:来处理氰化物。下列说法不正确的是
A.该反应的还原剂是KCN B.该反应有极性键、非极性键的断裂和形成
C.的电子式为: D.该反应若生成,则转移的电子为
(变式训练3-2)反应可用于应急供氧。下列说法不正确的是
A.中仅含有离子键 B.的电离方程式
C.分子的空间填充模型为 D.中子数为10的氧原子
【典例4】 甲酸分子在活性 Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应历程分3步进行
B.若用 HCOOD代替HCOOH, 则可制得HD
C.在Pd 催化剂表面上有极性键和非极性键的断裂和形成
D.反应达到平衡,其他条件相同,升高温度,甲酸浓度减小
(变式训练4-1)催化氢化生成单碳的反应历程如图所示。下列说法错误的是
A.催化剂不改变的平衡转化率
B.该历程的总反应速率主要由决定
C.催化氢化过程中涉及极性键的断裂和形成
D.为吸热反应
(变式训练4-2)氢能是一种重要的清洁能源,由可以制得。在催化剂作用下,催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述错误的是
A.催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B.催化释放氢反应除生成外,还生成
C.在催化剂表面解离键比解离键更容易
D.催化释放氢的热化学方程式为:
【课堂检测】
【基础训练】
1.(25-26高二上·上海·阶段练习)下列物质中只含有非极性共价键的是
A.Br2 B.KOH C.NaCl D.H2O
2.(24-25高二下·浙江·期中)下列物质是离子化合物且含有非极性共价键的是
A.MgCl2 B.KOH C.H2SO4 D.Na2O2
3.(25-26高二上·全国·周测)化合物X是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图,设为阿伏加德罗常数的值。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分子中共用电子对数为11
C.分子中所含σ键的数目为
D.该分子中σ键与π键数目之比为
4.(24-25高二下·江西南昌·期末)关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是
A.键角是描述分子立体构型的重要参数,键角和键长共同决定了分子的结构
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
5.(24-25高二下·广西防城港·期中)下列分子中,即含有键又有键的是
A. B. C. D.
6.(24-25高二下·甘肃酒泉·期中)下列关于键和键的说法中,错误的是
A.p轨道与p轨道只能形成键
B.在中只有键,没有键
C.键与键的电子云形状的对称性相同
D.H原子只能形成键,而O原子可以形成键和键
7.(25-26高二上·重庆·开学考试)氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是
A.两步反应都属于氮的固定
B.在催化剂b表面形成键时,存在元素化合价的变化
C.催化剂a通过降低的键能,加快了化学反应速率
D.催化剂a作用下,和能100%转化为
8.(25-26高三上·陕西汉中·开学考试)催化释氢。在催化剂作用下,分解生成和可能的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.催化释氢反应除生成外,还生成了
C.催化剂降低了反应的活化能,进而改变了反应热
D.该过程中只破坏了极性键未破坏非极性键
9.(24-25高二下·河南南阳·期末)结构简式为的聚合物是一种医用高分子,可用于隐形眼镜材料。下列说法错误的是
A.该聚合物含2种官能团 B.分子中含极性键
C.该聚合物的单体为 D.该聚合物含有键
10.(24-25高二下·河北邢台·期末)下列说法中,错误的是
A.键能越大,断开化学键所需能量越多
B.键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得
C.键角仅由成键原子的种类决定,与分子空间结构无关
D.共价键的饱和性决定了分子中原子的成键数目
11.(24-25高二下·河北秦皇岛·期末)用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.28g 中含中子数为16
B.0.1mol中含有的键数目为0.3
C.1mol 与足量反应,生成物的分子数为2
D.10℃,1L pH=1的溶液中,含有的数目为0.2
12.(24-25高二下·安徽合肥·期末)离子液体是一类应用价值很高的绿色溶剂,由同一短周期的非金属元素、、及碳、氢元素组成的离子液体,其结构如图所示,下列说法正确的是
A.原子半径: B.的最高价氧化物对应的水化物是弱酸
C.第一电离能大小: D.阳离子中含有键个数为
13.(24-25高二下·北京延庆·期末)科学家用增长某些有机物的碳链。
(2)利用电化学方法,与烯烃等物质可反应生成二元羧酸。1个乙烯分子内键的个数是 ,键的个数是 。
14.(24-25高二下·湖北武汉·阶段练习)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式如图,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。氯吡苯脲能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。
(1)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有 (填字母)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.π键 E.氢键
(2)氯吡苯脲中,属于第二周期的元素,电负性最大的是 (填元素符号,下同),第一电离能最大的是 。
(3)已知H2O分子中的H-O-H键角为104.5º,则NH3分子中的H-N-H键角 (选填“>”或“<”)104.5°,并说明理由 。
(4)热稳定性:H2O NH3(选填“>”或“<”),原因是 。
(5)氯吡苯脲晶体中,基态氮原子的核外有 种不同运动状态的电子。
(6)能够测定氯吡苯脲相对分子质量的仪器分析方法为 。
15.(24-25高二下·安徽阜阳·阶段练习)砷的利用是一把锋利的双刃剑,砷是制造新型半导体的材料,但砷的化合物具有较强毒性。
(1)利用反应C2H2+AsCl3CHCl=CHAsCl2可以制造毒气。
①As原子核外未成对电子数为 。
②C2H2分子中N(π键)∶N(σ键)= 。写出一种与AsCl3分子空间结构相同的物质: (填化学式)。
【能力提升】
1.(25-26高二上·陕西西安·期中)下列有关说法中不正确的是
A.某基态原子的核外电子排布,它违背了能量最低原理
B.电子由低能级跃迁至较高能级时,可通过光谱仪直接摄取原子的发射光谱
C.钠原子由时,原子吸收能量,由基态转化成激发态
D.分子中键的形成:
2.(25-26高二上·安徽蚌埠·月考)加工食品常用的膨松剂(ZX4XYR3)由原子序数依次增大的短周期主族非金属元素X、Y、Z、R组成,Y元素最高化合价和最低化合价代数和等于0,R原子最外层电子数等于电子层数的3倍。下列叙述错误的是
A.最高正化合价:Y<Z<R B.原子半径:Y>R>X
C.简单氢化物沸点:R>Z>Y D.ZX4XYR3含离子键和共价键
3.(24-25高二下·甘肃临夏·期末)化学用语是学习化学的重要工具,是国际通用化学语言。以下化学用语或图示正确的是
A.乙炔分子的空间填充模型:
B.3-戊醇的键线式:
C.基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
D.键形成的轨道重叠示意图:
4.(24-25高二下·浙江宁波·期末)下列化学用语表述不正确的是
A.的电子式:
B.中子数为10的原子:
C.溶液中的水合离子:
D.分子中键的形成:
5.(24-25高二下·四川南充·期中)下列说法正确的是
A.电子云形状相同的原子轨道的能量相等
B.碳的基态原子轨道表示式:
C.键形成的轨道重叠示意图:
D.基态Cr原子的原子结构示意图:
6.(25-26高二上·内蒙古乌兰察布·期中)氮及其化合物的转化过程如图所示。下列叙述正确的是
A.两步反应都属于氮的固定
B.催化剂a可以降低反应的活化能,加快反应速率
C.催化剂b通过降低的键能,加快化学反应速率
D.催化剂a作用下,和能100%转化为
7.(2025·重庆江津·模拟预测)通过反应:制备氮化硅,为阿伏加德罗常数的值,若消耗44.8L(标准状况),下列说法错误的是
A.转移电子数为 B.断裂键的数目为
C.生成的氧化产物的分子数为 D.消耗的中含有键
8.(24-25高二下·广东广州·期中)FeSO4·7H2O的结构如图所示。下列说法正确的是
A.O的第一电离能低于S
B.H2O的键角比H2S大
C.Fe2+的价层电子轨道处于半满状态,较稳定
D.该物质中存在的化学键类型:离子键、共价键、氢键
9.(24-25高二下·陕西咸阳·期中)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图:,下列有关该物质的说法错误的是
A.该物质可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.分子式为
C.该分子中σ键和π键的个数比为 D.该分子不可能所有原子共平面
10.(24-25高二下·陕西咸阳·期中)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,的体积为22.4L
B.分子中有4mol非极性键
C.0.5mol雄黄(结构为)中含有个S-S键
D.20g正丁烷与9g异丁烷的混合物中共价键数目为
11.(24-25高二下·广东江门·期中)“中国芯”的主要原材料是高纯单晶硅,可通过此反应制备高纯硅:。下列有关说法正确的是
A.若硅原子的轨道表示式为,则违反了泡利原理
B.是由极性键形成的极性分子,它的VSEPR模型为正四面体
C.基态氯原子的价层电子排布式为
D.HCl分子中键的形成:
12.(24-25高二下·安徽芜湖·期中)某种催化剂阴离子的结构式如图所示,其组成元素X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,W是第四周期的某种元素,其化合物常用于检验酒驾,原子序数关系为。下列说法正确的是
A.该阴离子结构中σ键与π键数目之比为
B.该离子W为价
C.氢化物的沸点:
D.基态原子第一电离能:
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第2章 分子结构与性质
第1节 共价键
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
课程学习目标
1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性和方向性,发展“宏观辨识与微观探析”核心素养。
2.知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。
3.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构,发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。
【新知学习】
知识点01共价键的形成与特征
1.共价键的形成
(1)概念:原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。
(2)成键的粒子:一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质:原子间通过共用电子对(即原子轨道重叠)产生的强烈作用。
2.共价键的特征
(1)饱和性
按照共价键的共用电子对理论,一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋状态相反的电子配对成键,这就是共价键的饱和性。
(2)方向性
除s轨道是球形对称外,其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时,原子轨道重叠的越多,电子在核间出现的概率越大,所形成的共价键就越牢固,因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,所以共价键具有方向性。
知识点02共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
1.σ键
形成
由两个原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成
类型
s-s型
s-p型
p-p型
特征
以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作,共价键电子云的图形不变,这种特征称为轴对称;σ键的强度较大
2.π键
形成
由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
p-p π键
特征
π键的电子云具有镜面对称性,即每个π键的电子云由两块组成,分别位于由两原子核构成平面的两侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为镜像;π键不能旋转;不如σ键牢固,较易断裂
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为σ键;共价双键中有一个σ键、一个π键;共价三键由一个σ键和两个π键组成。
知识点03键能
1.概念
气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。它通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值,单位是kJ·mol-1。
2.应用
(1)判断共价键的稳定性
原子间形成共价键时,原子轨道重叠程度越大,释放能量越多,所形成的共价键键能越大,共价键越稳定。
(2)判断分子的稳定性
一般来说,结构相似的分子,共价键的键能越大,分子越稳定。
(3)利用键能计算反应热
ΔH=反应物总键能-生成物总键能
知识点04键长和键角
1.键长
(1)概念: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,共价键的键长越短。
(2)应用:共价键的键长越短,往往键能越大,表明共价键越稳定,反之亦然。
2.键角
(1)概念:在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角。
(2)应用:在多原子分子中键角是一定的,这表明共价键具有方向性,因此键角影响着共价分子的空间结构。
(3)试根据空间结构填写下列分子的键角
分子的空间结构
键角
实例
正四面体形
109°28′
CH4、CCl4
平面形
120°
苯、乙烯、BF3等
三角锥形
107°
NH3
V形(角形)
105°
H2O
直线形
180°
CO2、CS2、CH≡CH
(4)部分键角图解
【拓展培优】
【归纳提升1】
σ键
π键
成键示意图(常见类型)
原子轨道重叠方式
“头碰头”重叠
“肩并肩”重叠
对称类型
轴对称
镜面对称
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
轨道重叠程度大,键的强度较大,键越牢固
轨道重叠程度较小,键比较容易断裂,不如σ键牢固
活泼性
不活泼
活泼
成键规律
共价单键是σ键;共价双键中一个键是σ键,另一个键是π键;共价三键中一个键是σ键,另外两个键是π键
旋转情况
以形成σ键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子可以绕轴旋转,并不破坏σ键的结构
以形成π键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子并不能单独旋转,若单独旋转则会破坏π键的结构
存在情况
能单独存在,可存在于任何含共价键的分子或离子中
不能单独存在,必须与σ键共存,可存在于共价双键和共价三键中
联系
只有在形成σ键后,余下的p轨道才能形成π键
实例
CH4、OH-
N≡N中既含有σ键,又含有π键
【易错提醒】
①一般情况下,σ键比π键牢固,但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固(例如:N2)
②并不是所有的分子都含有σ键
【典例1】为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.5.6 g C4H8分子中含有C-C键的数目一定为
B.标准状况下,2.24 L二氯甲烷中含有的原子总数为
C.4.6 g乙醇完全被氧化生成乙醛时,反应中转移的电子数为
D.常温常压下,1 mol甲基(-CH3)中含有的电子数为
【答案】C
【详解】A.分子式为可能为环丁烷或丁烯等同分异构体,若为环丁烷,每个分子含4个C-C键;若为丁烯,含2个单键和1个双键。5.6 g 的物质的量为0.1 mol,但不同结构导致C-C单键数目不同,无法确定一定为,A错误;
B.标准状况下,二氯甲烷为液体,无法通过气体体积计算物质的量,B错误;
C.乙醇氧化为乙醛时,每个乙醇分子失去2个H原子,对应转移2个电子,4.6 g乙醇为0.1 mol,转移电子数为,C正确;
D.甲基中C原子含6个电子,每个H含1个电子,总电子数为6+3×1=9,1 mol甲基含电子数为,故D错误;
故选C。
(变式训练1-1)是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol含有的共价键数目为
B.常温常压下,2.8gCO和的混合气体中含有的分子数目为
C.1mol熔融状态下的中含有的数目为
D.标准状况下,22.4L和的混合物中含有的数目一定为
【答案】B
【详解】A.NH4Cl中和间形成离子键,中含有4个N-H共价键,故1mol NH4Cl含4mol共价键,数目为4,A错误;
B.CO和C2H4的摩尔质量均为28g/mol,2.8g混合气体的总物质的量为0.1mol,则总分子数为,B正确;
C.是共价化合物,熔融AlCl3以分子形式存在,不存在Al3+,C错误;
D.标准状况下,22.4L混合气体的物质的量为1mol,为乙烯,1个乙烯分子含1个碳碳双键;可能为丙烯(含碳碳双键)或环丙烷(无碳碳双键),由于不确定中是否含有碳碳双键,混合物中的C=C数目不一定为,D错误;
故选B。
(变式训练1-2)工业上利用白磷和过量KOH溶液制备的反应原理为。是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中含有键数为
B.溶液中与数之和为
C.1mol 32PH3所含的质子数为
D.该反应中每生成,转移电子数为
【答案】B
【详解】A.白磷分子呈正四面体结构,分子中含有6个P-Pσ键,则1mol 白磷分子中含有σ键的数目为1mol×6×NAmol-1=6NA,A正确;
B.氢氧化钾溶液中水也会微弱电离产生氢氧根离子,所以1L0.1mol/L氢氧化钾溶液中钾离子和氢氧根离子之和略大于0.1mol/L ×1L×2×NAmol-1=0.2NA,B错误;
C.32PH3分子的质子数为18,则1mol 32PH3分子中含有的质子数为1mol×18×NAmol-1=18NA,C正确;
D.由方程式可知,反应生成3mol KH2PO2,转移电子的物质的量为3mol,则生成1mol KH2PO2时,转移电子的数目为1mol×3××NAmol-1=NA,D正确;
故选B。
【归纳提升2】
相同类型的共价化合物分子,成键原子半径越小,键长越短,键能越大,分子越稳定
【典例2】 下列事实不能用键能的大小来解释的是
A.氮元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定 B.稀有气体一般难发生反应
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D.HF比H2O稳定
【答案】B
【详解】A.氮气(N2)的稳定性源于其N≡N三键的高键能,因此可以用键能解释,A不符合题意;
B.稀有气体为单原子分子,无化学键,其稳定性由原子自身电子层结构决定,与键能无关,B符合题意;
C.HF到HI的稳定性减弱是由于H-X键能逐渐减小(F到I原子半径增大,键长变长),可用键能解释,C不符合题意;
D.HF比H2O稳定是因为H-F键能(568 kJ/mol)大于O-H键能(464 kJ/mol),可用键能解释,D不符合题意;
故选B。
(变式训练2-1)下列关于描述和解释说法错误的是
选项
描述
解释
A
Si原子间难形成双键而C原子间可以
Si的原子半径大于C,难形成键
B
的键角比的大
的成键电子对间排斥力较大
C
基态原子的第一电离能:
同周期原子半径越小,第一电离能越大
D
气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是HCl分子
氟的电负性比氯大,氟化氢分子间可以通过氢键连接
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.Si原子半径大于C,p轨道重叠困难,难以形成p-pπ键,故A正确;
B.N原子半径小于P,的成键电子对之间排斥力较大,所以NH3键角比PH3大,故B正确;
C.N原子2p轨道半充满,结构稳定,所以第一电离能顺序为C < O < N,故C错误;
D.HF因F电负性大,分子间能形成氢键,所以存在(HF)2,HCl仅以分子存在,故D正确;
选C。
(变式训练2-2)反应 Ⅰ 可用于在国际空间站中处理二氧化碳,同时伴有副反应 Ⅱ发生。
主反应 Ⅰ、CO2(g) + 4H2(g) ⇌ CH4(g) + 2H2O(g) △H1=-270kJ·mol-1
副反应 Ⅱ、CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g) △H2
几种化学键的键能如表所示:
化学键
C—H
H—H
H—O
C=O
键能/kJ·mol-1
413
436
463
a
则a = 。
【答案】745
【详解】反应的焓变=反应物键能和-生成物键能和;结合题目信息分析:。
【典例3】 制取H2O2的反应:,下列说法正确的是
A.电子式: B.与中都含非极性共价键
C.的结构示意图: D.中仅含有离子键
【答案】B
【详解】
A.H2O2为共价化合物,根据原子的成键规则,H2O2的电子式为,A错误;
B.中过氧根离子()含O-O非极性共价键,中O-O键为非极性共价键,两者均含非极性共价键,B正确;
C.S是16号元素,则硫离子结构示意图为:,C错误;
D.由Na+和构成,含离子键,内部S-O为极性共价键,并非仅含离子键,D错误;
故选B。
(变式训练3-1)我国淘金者常用氰化法选金,在氰化法选金过程中,一旦氰化物处理不当,会对水土造成污染。在实际生产中,常用反应:来处理氰化物。下列说法不正确的是
A.该反应的还原剂是KCN B.该反应有极性键、非极性键的断裂和形成
C.的电子式为: D.该反应若生成,则转移的电子为
【答案】D
【详解】A.该反应中,C元素由+2价升高到+4价,N元素由-3价升高到0价,所以还原剂是KCN,故A正确;
B.断裂的键有Cl2中的Cl-Cl非极性键、KCN中CN极性键、KOH中O-H极性键;形成的键有N2中的N≡N非极性键、CO2中C=O极性键、H2O中O-H极性键,故有极性键和非极性键的断裂与形成,故B正确;
C.CO2的结构式为:O=C=O,电子式为,故C正确;
D.根据题意有关系式:N2~10KCl~10e-,故该反应若生成1mol N2,转移的电子为10mol,故D错误;
答案选D。
(变式训练3-2)反应可用于应急供氧。下列说法不正确的是
A.中仅含有离子键 B.的电离方程式
C.分子的空间填充模型为 D.中子数为10的氧原子
【答案】A
【详解】A.由和超氧根离子()构成,与之间存在离子键,内部O原子之间存在共价键,因此中既含离子键也含共价键,A错误;
B.为强电解质,在水溶液中完全电离,电离方程式为,B正确;
C.分子为直线形结构,C原子半径大于O原子半径,其空间填充模型(比例模型)中中间为C原子(大球),两侧为O原子(小球),与常见比例模型一致,C正确;
D.氧原子质子数为8,中子数为10 时,质量数=质子数+中子数=18,原子符号为,D正确;
故选A。
【典例4】 甲酸分子在活性 Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应历程分3步进行
B.若用 HCOOD代替HCOOH, 则可制得HD
C.在Pd 催化剂表面上有极性键和非极性键的断裂和形成
D.反应达到平衡,其他条件相同,升高温度,甲酸浓度减小
【答案】B
【分析】甲图中甲酸Pd催化剂表面的脱氢反应机理,反应中甲酸的极性键断裂,生成CO2(极性键)和H2(非极性键);乙图中,反应历程存在4个能垒(对应4步反应)最慢的为Ⅳ生成Ⅴ;
【详解】A.由图可知,该反应历程分4步进行,A不符合题意;
B.由图可知,甲酸分子脱氢生成CO2和H2,若用代替,则可制得CO2和HD,B符合题意;
C.反应中,甲酸的极性键断裂,生成CO2(极性键)和H2(非极性键),无非极性键的断裂,C不符合题意;
D.由能量图可知,反应的反应物总能量高于生成物(放热反应),升高温度平衡逆向移动,甲酸浓度增大,D不符合题意;
故选B。
(变式训练4-1)催化氢化生成单碳的反应历程如图所示。下列说法错误的是
A.催化剂不改变的平衡转化率
B.该历程的总反应速率主要由决定
C.催化氢化过程中涉及极性键的断裂和形成
D.为吸热反应
【答案】B
【详解】A.催化剂通过降低活化能加快反应速率,但不影响化学平衡,故不改变反应物的平衡转化率,A正确;
B.活化能垒最高的基元反应是反应的决速步。由图可知,反应的活化能垒最高,是该历程的决速步,B错误;
C.催化氢化过程中涉及极性键的断裂,涉及的形成,故涉及极性键的断裂和形成C正确;
D.由图知,反应物总能量小于生成物总能量,该反应为吸热反应,D正确;
故选B。
(变式训练4-2)氢能是一种重要的清洁能源,由可以制得。在催化剂作用下,催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述错误的是
A.催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B.催化释放氢反应除生成外,还生成
C.在催化剂表面解离键比解离键更容易
D.催化释放氢的热化学方程式为:
【答案】C
【详解】A.由图1可知,催化释放氢的过程中涉及羧基中O—H键(极性键)的断裂以及中H—H键(非极性键)的形成,A正确;
B.由图1可知,催化释放氢的过程是分子中的2个氢原子重新结合生成,同时生成,则催化释放氢反应除生成外,还生成HD,B正确;
C.由图2可知,Ⅱ→Ⅲ过程中断裂O—H键,Ⅲ→Ⅳ过程中断裂C—H键,Ⅲ→Ⅳ的活化能大于Ⅱ→Ⅲ的活化能,则在催化剂表面解离C−H键比解离O−H键更困难,C错误;
D.由图2可知,HCOOH(g)生成CO2(g)和H2(g),反应热=生成物的相对能量-反应物的相对能量,即ΔH=−0.45 eV,则催化释放氢的热化学方程式为: ,D正确;
故选C。
【课堂检测】
【基础训练】
1.(25-26高二上·上海·阶段练习)下列物质中只含有非极性共价键的是
A.Br2 B.KOH C.NaCl D.H2O
【答案】A
【详解】A.Br2由两个相同的Br原子通过非极性共价键结合,只含非极性共价键,A符合题意;
B.KOH含有K+与OH-之间的离子键,以及OH⁻内部的O-H极性共价键,B不符合题意;
C.NaCl是离子化合物,仅含Na+与Cl-之间的离子键,不含共价键,C不符合题意;
D.H2O分子中H-O键为极性共价键,D不符合题意;
故选A。
2.(24-25高二下·浙江·期中)下列物质是离子化合物且含有非极性共价键的是
A.MgCl2 B.KOH C.H2SO4 D.Na2O2
【答案】D
【详解】A.MgCl2由Mg2+和Cl-组成,属于离子化合物,仅含有离子键,A错误;
B.KOH由K+和OH-组成,属于离子化合物,含有离子键和极性共价键,B错误;
C.H2SO4由分子组成,共价化合物,C错误;
D.Na2O2由Na+和组成,属于离子化合物,含有离子键和非极性共价键,D正确;
故答案为D。
3.(25-26高二上·全国·周测)化合物X是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图,设为阿伏加德罗常数的值。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分子中共用电子对数为11
C.分子中所含σ键的数目为
D.该分子中σ键与π键数目之比为
【答案】D
【详解】A.键是非极性键,故A错误;
B.X分子中10个单键,1个双键,共用电子对数为12,故B错误;
C.1molX分子中10个单键,1个双键,双键中含有1个σ键,所含σ键的数目为,故C错误;
D.该分子中有11个σ键,1个键,数目之比为,故D正确;
故答案为:D。
4.(24-25高二下·江西南昌·期末)关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是
A.键角是描述分子立体构型的重要参数,键角和键长共同决定了分子的结构
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.键角和键长共同决定分子结构,正确描述了分子构型的决定因素,A正确;
B.键长受原子半径和成键数目影响(如双键比单键短,原子半径大则键长增加),B正确;
C.键能越大,键长应越短,化合物越稳定,但选项表述键能大且键长长,与事实矛盾,C错误;
D.键角由分子杂化轨道和电子对排斥决定,与键长、键能无直接关联,D正确;
故选C。
5.(24-25高二下·广西防城港·期中)下列分子中,即含有键又有键的是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】单键都是键,双键中一个键,一个键,三键中一个键,两个键。
【详解】A.CH4只有单键,A不符合题意;
B.H2O只有单键,B不符合题意;
C.,只有单键,C不符合题意;
D.CO2的C=O双键包含1个σ键和1个π键,D符合题意;
故选D。
6.(24-25高二下·甘肃酒泉·期中)下列关于键和键的说法中,错误的是
A.p轨道与p轨道只能形成键
B.在中只有键,没有键
C.键与键的电子云形状的对称性相同
D.H原子只能形成键,而O原子可以形成键和键
【答案】A
【详解】A.两个p轨道能形成头碰头的σ键,也能形成肩并肩的π键,A错误;
B.H2O2分子中只有单键,则只有σ键没有π键,B正确;
C.s能级电子云是球形,p能级电子云是哑铃形,但s -sσ键与s-pσ键的对称性相同,均为轴对称,C正确;
D.氢原子的s轨道只能形成头碰头的σ键,氧原子的p轨道可以形成头碰头的σ键和肩并肩的π键,D正确;
故答案为A。
7.(25-26高二上·重庆·开学考试)氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是
A.两步反应都属于氮的固定
B.在催化剂b表面形成键时,存在元素化合价的变化
C.催化剂a通过降低的键能,加快了化学反应速率
D.催化剂a作用下,和能100%转化为
【答案】B
【详解】A.氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程,第一步N2→NH3属于氮的固定,第二步NH3→NO是化合态氮之间的转化,不属于氮的固定,A错误;
B.NH3转化为NO时,N元素化合价由-3价升高为+2价,形成N-O键过程中存在元素化合价变化,B正确;
C.催化剂通过降低反应的活化能加快速率,不能降低反应物的键能(键能是化学键固有性质),C错误;
D.N2与H2合成NH3的反应为可逆反应,可逆反应不能完全转化,转化率不可能达到100%,D错误;
答案选B。
8.(25-26高三上·陕西汉中·开学考试)催化释氢。在催化剂作用下,分解生成和可能的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.催化释氢反应除生成外,还生成了
C.催化剂降低了反应的活化能,进而改变了反应热
D.该过程中只破坏了极性键未破坏非极性键
【答案】C
【分析】该反应第一步为催化剂捕获了甲酸分子中的羟基氢,剩余甲酸根与Pd结合,第二步为甲酸根脱去一分子CO2,剩余一个氢负离子,第三步为剩余的氢负离子与第一步捕获的羟基氢结合,形成一分子氢气。
【详解】A.反应生成CO₂和H₂两种气体,气体分子数增多,体系混乱度增大,ΔS>0,A正确;
B.HCOOD中含H(羧基碳上的H)和D(羟基中的D),机理中生成的[H]包括H和D,二者结合生成HD,B正确;
C.催化剂降低反应活化能,但反应热(ΔH)由反应物和生成物能量差决定,与活化能无关,催化剂不能改变反应热,C错误;
D.反应物HCOOH中仅含极性键(C-H、C=O、C-O、O-H),反应过程中破坏这些极性键,生成H2时形成非极性键(H-H),未破坏非极性键,D正确;
故答案选C。
9.(24-25高二下·河南南阳·期末)结构简式为的聚合物是一种医用高分子,可用于隐形眼镜材料。下列说法错误的是
A.该聚合物含2种官能团 B.分子中含极性键
C.该聚合物的单体为 D.该聚合物含有键
【答案】D
【详解】A.该聚合物含羟基、酯基两种官能团,A项正确;
B.该聚合物含碳氢、碳氧等极性键,B项正确;
C.该聚合物是由加成反应得到,则其单体为,C项正确;
D.聚合物 中的值不确定,则其所含键数目无法确定,D项错误;
故答案选D。
10.(24-25高二下·河北邢台·期末)下列说法中,错误的是
A.键能越大,断开化学键所需能量越多
B.键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得
C.键角仅由成键原子的种类决定,与分子空间结构无关
D.共价键的饱和性决定了分子中原子的成键数目
【答案】C
【详解】A.键能是断开1mol化学键所需的能量,键能越大,所需能量越多,故A正确;
B.X射线衍射实验可测定晶体结构,包括键长和键角,故B正确;
C.键角不仅由成键原子种类决定,还与分子空间结构有关,故C错误;
D.共价键的饱和性指原子成键数目固定,如C形成4个键,故D正确;
答案选C。
11.(24-25高二下·河北秦皇岛·期末)用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.28g 中含中子数为16
B.0.1mol中含有的键数目为0.3
C.1mol 与足量反应,生成物的分子数为2
D.10℃,1L pH=1的溶液中,含有的数目为0.2
【答案】A
【详解】A.1个含中子数为14-6=8,则28g 含中子的物质的量为,即数目为16,A项正确;
B.1个中含有1个碳碳键、4个碳氢键和2个碳氧键,因此0.1mol中含有的键数目一共有0.7,B项错误;
C.与的反应为可逆反应:,不能完全转化为,因此1mol 与足量反应,生成物的分子数小于,C项错误;
D.1L pH=1的溶液中,,含有H+的物质的量为0.1×1L=0.1mol ,数目为0.1,D项错误;
故选A。
12.(24-25高二下·安徽合肥·期末)离子液体是一类应用价值很高的绿色溶剂,由同一短周期的非金属元素、、及碳、氢元素组成的离子液体,其结构如图所示,下列说法正确的是
A.原子半径: B.的最高价氧化物对应的水化物是弱酸
C.第一电离能大小: D.阳离子中含有键个数为
【答案】B
【分析】同一短周期的非金属元素X、Y、Z,由题图知,X周围有三个或四个共价键,整个粒子带一个正电荷,则X最外层电子数为5,故X为N元素,Y连接四个共价键且带1个负电荷,则Y为B元素,Z为F元素,以此解答。
【详解】A.同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,因此原子半径:(Y)B>(X)N >(Z)F,A错误;
B.Y为B,最高价氧化物的水化物H3BO3是弱酸,B正确;
C.同一周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族和第V A族最外层电子处于全满和半满状态,较稳定,第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大,第一电离能大小:(Z)F>(X)N>(Y)B,C错误;
D.1mol中含有键个数为19NA,D错误;
故选B。
13.(24-25高二下·北京延庆·期末)科学家用增长某些有机物的碳链。
(2)利用电化学方法,与烯烃等物质可反应生成二元羧酸。1个乙烯分子内键的个数是 ,键的个数是 。
【答案】(2) 5 1
【详解】(2)C-H为键,C=C有1个键和1个键,1个乙烯分子内键的个数是5,键的个数是1。
14.(24-25高二下·湖北武汉·阶段练习)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式如图,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。氯吡苯脲能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。
(1)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有 (填字母)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.π键 E.氢键
(2)氯吡苯脲中,属于第二周期的元素,电负性最大的是 (填元素符号,下同),第一电离能最大的是 。
(3)已知H2O分子中的H-O-H键角为104.5º,则NH3分子中的H-N-H键角 (选填“>”或“<”)104.5°,并说明理由 。
(4)热稳定性:H2O NH3(选填“>”或“<”),原因是 。
(5)氯吡苯脲晶体中,基态氮原子的核外有 种不同运动状态的电子。
(6)能够测定氯吡苯脲相对分子质量的仪器分析方法为 。
【答案】(1)BCDE
(2) O N
(3) > 水和NH3分子的中心原子分别是O和N,杂化方式都是sp3杂化,H2O中的O原子上有2个孤电子对,NH3的N原子上有1个孤电子对,孤电子对越多,对成键电子对的斥力大,键角小
(4) > 非金属性O>N,非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,半径O<N,键能H-O>N-H,键能越大分子的热稳定性越强
(5) 7
(6)质谱法
【详解】(1)该物质属于有机分子,不含离子键;由结构简式可知其含有C-H、C-N等极性共价键;苯环中的碳碳键为非极性共价键;含不饱和的双键结构,双键中有σ键和π键;含N-H结构,分子之间可形成氢键;故选BCDE;
(2)氯吡苯脲中,属于第二周期的元素有C、N、O三种,非金属性越强电负性越大,电负性最大的是O元素,同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,N原子2p轨道半充满稳定,第一电离能大于O,第一电离能最大的是N元素;
(3)水和NH3分子的中心原子分别是O和N,杂化方式都是sp3杂化,H2O中的O原子上有2个孤电子对,NH3的N原子上有1个孤电子对,孤电子对越多,对成键电子对的斥力大,键角小,因此键角H-N-H>H-O-H;
(4)非金属性O>N,非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,半径O<N,键能H-O>N-H,键能越大分子的热稳定性越强,故热稳定性:H2O>NH3;
(5)在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子,自旋方向不同,运动状态也就不相同,即运动状态个数等于电子数,氮为7号元素,则基态氮原子的核外有7种不同运动状态的电子;
(6)一般用质谱法测定有机物的相对分子质量,故为质谱法。
15.(24-25高二下·安徽阜阳·阶段练习)砷的利用是一把锋利的双刃剑,砷是制造新型半导体的材料,但砷的化合物具有较强毒性。
(1)利用反应C2H2+AsCl3CHCl=CHAsCl2可以制造毒气。
①As原子核外未成对电子数为 。
②C2H2分子中N(π键)∶N(σ键)= 。写出一种与AsCl3分子空间结构相同的物质: (填化学式)。
【答案】(1) 3 2∶3
【详解】(1)①As为33号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,原子核外未成对电子数为3。
【能力提升】
1.(25-26高二上·陕西西安·期中)下列有关说法中不正确的是
A.某基态原子的核外电子排布,它违背了能量最低原理
B.电子由低能级跃迁至较高能级时,可通过光谱仪直接摄取原子的发射光谱
C.钠原子由时,原子吸收能量,由基态转化成激发态
D.分子中键的形成:
【答案】B
【详解】A.电子由能量由低到高排布,2s能量低于2p,应先2s上排满2个电子再排2p,违背了能量最低原理,A正确;
B.当电子由低能级跃迁至较高能级时,需要吸收能量,因此可通过光谱仪直接摄取原子的吸收光谱,而不是提取其发射光谱,B错误;
C.由于能量:3s<3p,所以当钠原子由时,原子要吸收能量,这时原子就会由基态转化成激发态,C正确;
D.氯原子核外电子排布式为,形成氯气分子是p轨道上的单电子形成键,键是头碰头成键,D正确;
故选B。
2.(25-26高二上·安徽蚌埠·月考)加工食品常用的膨松剂(ZX4XYR3)由原子序数依次增大的短周期主族非金属元素X、Y、Z、R组成,Y元素最高化合价和最低化合价代数和等于0,R原子最外层电子数等于电子层数的3倍。下列叙述错误的是
A.最高正化合价:Y<Z<R B.原子半径:Y>R>X
C.简单氢化物沸点:R>Z>Y D.ZX4XYR3含离子键和共价键
【答案】A
【分析】R最外层电子数等于电子层数的3倍,短周期中只有O(电子层数 2,最外层 6 电子)符合,故R为O;Y元素最高化合价和最低化合价代数和为0,且为短周期主族非金属元素、原子序数比R小,推出Y为C(碳的最高正价+4,最低负价-4);结合膨松剂化学式ZX4XYR3及X、Y、Z、R原子序数依次增大,推出X为H,Z为N,膨松剂为NH4HCO3。
【详解】A.Y为C(最高+4),Z为N(最高+5),R为O(O无最高正价),A错误;
B.电子层数越多半径越大,同周期从左到右原子半径减小,原子半径:C> O> H,B正确;
C.H2O和NH3分子间有氢键,沸点远高于CH4,沸点:H2O(100℃)> NH3(-33℃)> CH4(-161℃),C正确;
D.NH4HCO3中含与间的离子键、以及与内部的共价键,D正确;
故选A。
3.(24-25高二下·甘肃临夏·期末)化学用语是学习化学的重要工具,是国际通用化学语言。以下化学用语或图示正确的是
A.乙炔分子的空间填充模型:
B.3-戊醇的键线式:
C.基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
D.键形成的轨道重叠示意图:
【答案】D
【详解】
A.乙炔为直线形分子,即2个碳原子和2个氢原子在一条直线上,其空间填充模型为,A错误;
B.3-戊醇的键线式为:,B错误;
C.Cr元素的原子序数为24,价电子数目为6,由于轨道处于全空、半充满、全充满状态更稳定,因此基态Cr原子的3d能级上有5个电子,4s能级上有1个电子,其价层电子轨道表示式为:,C错误;
D.p-pπ键形成的是肩并肩,示意图为:,D正确;
答案选D。
4.(24-25高二下·浙江宁波·期末)下列化学用语表述不正确的是
A.的电子式:
B.中子数为10的原子:
C.溶液中的水合离子:
D.分子中键的形成:
【答案】C
【详解】
A.由和构成,电子式为:,故A正确;
B.已知O是8号元素,故中子数为10的氧原子表示为:,故B正确;
C.离子半径比小,水分子电荷情况如图,带负电荷,水分子在周围时,呈正电性的H朝向,水分子在周围时,呈负电性的O朝向,溶液中的水合离子应为:、,故C错误;
D.分子中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的键,形成过程为:,故D正确;
故答案选C。
5.(24-25高二下·四川南充·期中)下列说法正确的是
A.电子云形状相同的原子轨道的能量相等
B.碳的基态原子轨道表示式:
C.键形成的轨道重叠示意图:
D.基态Cr原子的原子结构示意图:
【答案】D
【详解】A.电子云形状相同的原子轨道的能量不一定相等,如1s和2s,A错误;
B.碳为6号元素,电子排布式为1s22s22p2,轨道表示式为:,B错误;
C.键的电子云由两块组成,形成的轨道重叠示意图为,C错误;
D.Cr是24号元素,基态原子核外电子排布式为,则其原子结构示意图:,D正确;
故选D。
6.(25-26高二上·内蒙古乌兰察布·期中)氮及其化合物的转化过程如图所示。下列叙述正确的是
A.两步反应都属于氮的固定
B.催化剂a可以降低反应的活化能,加快反应速率
C.催化剂b通过降低的键能,加快化学反应速率
D.催化剂a作用下,和能100%转化为
【答案】B
【详解】A.氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的过程。第一步反应(N2→NH3)属于氮的固定,但第二步反应(NH3→NO)是化合态氮之间的转化,不属于氮的固定,A错误;
B.催化剂的作用是降低反应的活化能,从而加快反应速率,因此催化剂a可以降低反应活化能、加快反应速率,B正确;
C.催化剂的作用是降低反应的活化能,而非直接降低反应物的键能(键能是化学键本身的属性),C错误;
D.该反应(合成氨)是可逆反应,可逆反应不能进行到底,因此和不能100%转化为,D错误;
故答案选B。
7.(2025·重庆江津·模拟预测)通过反应:制备氮化硅,为阿伏加德罗常数的值,若消耗44.8L(标准状况),下列说法错误的是
A.转移电子数为 B.断裂键的数目为
C.生成的氧化产物的分子数为 D.消耗的中含有键
【答案】C
【分析】44.8L(标准状况)的物质的量为2mol,据此分析;
【详解】A.C元素的化合价由0价升高到+2价,N元素的化合价由0价降至-3价,反应消耗2个N2转移了12个电子,消耗2mol,转移电子数为,A正确;
B.1个硅原子形成4个Si−O键,则3molSiO2中含有12molSi−O键,断裂Si−O键数目为12NA,B正确;
C.生成的氧化产物为CO,分子数为,C错误;
D.氮气分子中含有氮氮三键,2molN2含π键4mol,数目4NA,D正确;
故选C。
8.(24-25高二下·广东广州·期中)FeSO4·7H2O的结构如图所示。下列说法正确的是
A.O的第一电离能低于S
B.H2O的键角比H2S大
C.Fe2+的价层电子轨道处于半满状态,较稳定
D.该物质中存在的化学键类型:离子键、共价键、氢键
【答案】B
【详解】A.同主族元素,从上往下,第一电离能逐渐减小,故O的第一电离能高于S,A错误;
B.H2O和H2S的中心原子价层电子对数均为2+=4,中心原子孤电子对数均为2,电负性O>S,O对电子吸引力更强,H2O的成键电子间排斥力较大,H2O的键角比H2S大,B正确;
C.Fe2+的价层电子排布式为3d6,不是半满状态,C错误;
D.该物质中存在的化学键类型有:离子键、共价键,氢键不属于化学键,D错误;
故选B。
9.(24-25高二下·陕西咸阳·期中)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图:,下列有关该物质的说法错误的是
A.该物质可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.分子式为
C.该分子中σ键和π键的个数比为 D.该分子不可能所有原子共平面
【答案】D
【详解】A.由题干碳酸亚乙烯酯结构简式可知,分子中含有碳碳双键,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B.根据结构简式可知,其分子式为,B正确;
C.已知单键均为σ键,而双键为1个σ键和1个π键,结合题干碳酸亚乙烯酯结构简式可知,分子中σ键和π键个数比为8:2=4:1,C正确;
D.根据乙烯6个原子共面,甲醛4个原子共面,单键可以旋转,故该分子可能所有原子共平面,D错误;
答案选D。
10.(24-25高二下·陕西咸阳·期中)为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,的体积为22.4L
B.分子中有4mol非极性键
C.0.5mol雄黄(结构为)中含有个S-S键
D.20g正丁烷与9g异丁烷的混合物中共价键数目为
【答案】D
【详解】A.标准状况下,为非气体,为1mol,体积不为22.4L,A错误;
B.白磷为正四面体结构,1个P4分子中含有6个P-P共价键,均为非极性键,则1mol P4分子中含有6mol非极性键,B错误;
C.由结构图可知,每个S(小白球)能形成2个S-S键,因此0.5mol雄黄中含有个S-S键,C错误;
D.每个正丁烷和异丁烷分子中含13个共价键,20g正丁烷与9g异丁烷的混合物的物质的量为:,共价键数目为,D正确;
答案选D。
11.(24-25高二下·广东江门·期中)“中国芯”的主要原材料是高纯单晶硅,可通过此反应制备高纯硅:。下列有关说法正确的是
A.若硅原子的轨道表示式为,则违反了泡利原理
B.是由极性键形成的极性分子,它的VSEPR模型为正四面体
C.基态氯原子的价层电子排布式为
D.HCl分子中键的形成:
【答案】D
【详解】
A.若硅原子的轨道表示式为,3p上两个电子没有优先一个轨道填充1个电子,违反了洪特规则,A错误;
B.是正四面体形分子,它的VSEPR模型也为正四面体,正负电荷中心能重合,属于非极性分子,B错误;
C.基态氯原子最外层有7个电子,所以价层电子排布式为,C错误;
D.HCl分子中键是s-p键,形成过程为:,D正确;
故选D。
12.(24-25高二下·安徽芜湖·期中)某种催化剂阴离子的结构式如图所示,其组成元素X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,W是第四周期的某种元素,其化合物常用于检验酒驾,原子序数关系为。下列说法正确的是
A.该阴离子结构中σ键与π键数目之比为
B.该离子W为价
C.氢化物的沸点:
D.基态原子第一电离能:
【答案】B
【分析】W是第四周期的某种元素,其化合物常用于检验酒驾,则W是Cr元素;X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,由图可知X只形成1条共价键,可知X最外层为1电子或7电子,X可能为H或F或Cl;Y形成2条共价键,Y最外层有6个电子,Y可能为O或S,Z形成4条共价键,Z最外层电子数为4,Z可能为C或Si,原子序数关系为:2X+2Y+Z=W,且X的原子序数最小,若X为Cl,17×2>24,X不可能为Cl,若X为F,24-9×2>9,X不可能为F,则X只能为H;若Y为S,2+16×2>24,则Y为O;24-2-8×2=6,Z为C,据此分析解答。
【详解】A.共价单键都是σ键,双键中一个σ键,一个π键,根据结构示意图可知,阴离子结构中键和键数目之比为26:4=13∶2,A错误;
B.根据化合物中各元素化合价代数和为0,Cr的化合价为+3价,B正确;
C.Y为O、Z为C,水分子间存在氢键,故沸点:H2O>CH4,但氧元素的氢化物还有H2O2,碳元素的氢化物也有很多种,但选项并未指定为简单氢化物,C错误;
D.第一电离能O>C,故D错误;
故选B。
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