第2章 第1节 共价键模型（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（鲁科版）

[基础训练] 1．下列不属于共价键成键因素的是(　　) A．共用电子在两原子核之间高概率出现 B．成键原子的原子轨道在空间重叠 C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子核体积大小要适中 解析　成键原子的原子轨道在空间重叠，形成稳定的共价键后体系能量降低，共用电子在两原子核之间高概率出现是共价键的成键因素，A、B、C正确；成键原子的原子核体积的大小对共价键的形成没有影响，D错误。 答案　D 2．下列物质的分子中既有σ键又有π键的是(　　) A．NH3　　　　　　　　 B．HClO C．C2H2 D．H2O2 解析　NH3的结构中只存在N—H共价单键，共价单键都是σ键，不存在π键，A不符合题意；HClO的结构中O原子分别与H、Cl原子形成H—O共价单键和O—Cl共价单键，分子中只存在共价单键，共价单键都是σ键，不存在π键，B不符合题意；C2H2的结构式为H—C≡C—H，C—H共价单键是σ键，而碳碳三键中有一个σ键和2个π键，所以C2H2分子含有σ键和π键，C符合题意；H2O2分子中2个O原子形成O—O共价单键，每个O原子分别与1个H原子形成H—O共价单键，分子中只存在共价单键，所以只存在σ键，无π键，D不符合题意。 答案　C 3．下列分子中存在的共价键类型完全相同的是(　　) A．CH4与NH3 B．C2H6与C2H4 C．H2与Cl2 D．Cl2与N2 解析　A项中全是s­sp3 σ键；B项C2H6分子中只存在σ键，而C2H4分子中存在σ键和π键；H2分子中的键为s­s σ键，Cl2分子中的键为p­p σ键，N2分子中存在σ键和π键，C、D项不符合题意。 答案　A 4．下列有关说法不正确的是(　　) A．CH4、H2O、CO2分子中的键角依次增大 B．HCl、HBr、HI分子中的键长依次增长 C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小 D．H2O、PH3、SiH4分子的稳定性依次减弱 解析　CH4、H2O、CO2的键角分别为109°28′、105°、180°，故A错误；一般原子半径越大，形成的共价键的键长越大，Cl、Br、I的原子半径依次增大，所以与I形成的共价键的键长依次增大，故B正确；非金属性越强，形成的共价键越稳定，共价键的键能越大，则H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小，故C正确；非金属性：O＞P＞Si，则简单氢化物的稳定性：H2O＞PH3＞SiH4，故D正确。 答案　A 5．下列关于σ键和π键的说法错误的是(　　) A．s­s σ键与s­p σ键的电子云形状的对称性相同 B．所有的σ键的强度都比π键的大 C．H原子只能形成σ键而O原子可以形成σ键和π键 D．在H2O2中只有σ键没有π键 解析　σ键均为轴对称，则s­s σ键与s­p σ键的电子云形状的对称性相同，A正确；在N2中，σ键的强度比π键的小，B错误；氢原子的s轨道只能以“头碰头”方式形成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，C正确；H2O2分子中只有单键，则只有σ键没有π键，D正确。 答案　B 6．(2025·四川成都期中)下列关于共价键的说法正确的是(　　) A．H2O和H2O2分子内的共价键均是s­p σ键 B．N2分子内的共价键电子云形状均是镜面对称的 C．H2、Cl2、HCl分子内的σ键均无方向性 D．共价化合物中一定含σ键，可能含π键 解析　H2O和H2O2中的氧原子都是sp3杂化，H2O中存在s­sp3 σ键，H2O2中存在s­sp3 σ键和sp3­sp3 σ键，A错误；N2分子内的共价键包括σ键和π键，所以其电子云形状既有镜面对称的也有轴对称的，故B错误；Cl2、HCl分子内的σ键均有方向性，故C错误；共价化合物中一定含σ键，可能含π键，如氢气中只有σ键，而氧气、氮气既含有σ键，也含有π键，故D正确。 答案　D 7．氰气的化学式为(CN)2结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素单质相似，下列叙述正确的是(　　) A．在一定条件下可发生加成反应 B．分子中N≡C键的键长大于C≡C键的键长 C．分子中含有2个σ键和4个π键 D．不能与氢氧化钠溶液发生反应 解析　氰分子结构中含有不饱和键，在一定条件下可发生加成反应，A正确；同周期主族元素中，原子半径随原子序数的增大而减小，原子半径越大形成共价键的键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中N≡C键的键长小于C≡C键的键长，B错误；单键为σ键，1个双键中含有1个σ键和1个π键，1个三键中含有1个σ键和2个π键，所以氰分子中含有3个σ键和4个π键，C错误；卤素单质能和氢氧化钠溶液发生反应，氰气的性质与卤素单质相似，所以氰气能与氢氧化钠溶液反应，D错误。 答案　A 8．有以下物质：A.HF B．Br2　C．H2O D．N2 E．C2H4　F．C2H6　G．H2　 H．H2O2　I．HCN J．CO2　K．HCHO (1)既含有极性键，又含有非极性键的是________(填字母，下同)。 (2)含有双键的有________，含有三键的有________。 (3)既有σ键又有π键的是________，其中σ键和π键数目为1∶1的物质是________。 (4)水分子是H2O而不是H3O，是因为共价键具有________性；水分子的键角接近104.5°是因为共价键具有________性。 答案　(1) EFH　(2)EJK　 DI　(3)DEIJK　 IJ　(4)饱和　方向 [能力提升] 9．(双选)据预测，到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性炭(AC)表面的迁移，对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用，其机理如图所示，其中ad表示物质的吸附状态。下列有关叙述错误的是(　　) A．图中阴影部分表示H2S分子的吸附与解离，解离过程消耗能量 B．H2S中H—S的键能小于H2O中H—O键的键能 C．H2S和H2O具有相同的分子结构，则H2S中H—S—H的键角大于H2O中H—O—H键的键角 D．图中反应过程中只有H—S键的断裂，没有H—S键的形成 解析　题图中阴影部分H2S(g)―→H2S(ad)为H2S在催化剂表面的吸附，H2S(ad)―→2H(ad)＋S(ad)表示H2S的解离，解离过程有化学键的断裂，消耗能量，故A正确；S原子的半径大于O原子的半径，所以H—S键的键长大于H—O键的键长，键长越长，键能越小，H—S键的键能较小，故B正确；H2S和H2O中中心S原子和中心O原子均含有两个孤电子对，但由于O元素的电负性大于S元素，成键电子对更靠近O原子，排斥作用更大，键角更大，故C错误；据题图可知，阴影部分出现H(ad)、S(ad)，有H—S键的断裂，部分S(g)与H2(g)生成H2S(g)，存在H—S键的生成，故D错误。 答案　CD 10．从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据如表： 物质 O O O2 O 键长/(×10－12 m) 149 128 121 112 键能/(kJ·mol－1) x y z＝494 w＝628 其中x、y的数值尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为w＞z＞y＞x，该规律是(　　) A．成键所用的电子数越多，键能越大 B．键长越长，键能越小 C．成键所用的电子数越少，键能越小 D．成键时电子对越偏移，键能越大 解析　O2和O成键所用电子数均为4，但键能不同，不能说明键能与成键所用的电子数有关，A、C错误；键长：O＞O＞O2＞O，而键能：w＞z＞y＞x，可知键长越长，键能越小，B正确；题述微粒都由相同的原子组成，无电子对偏移，电子对偏移程度与原子吸引电子能力的相对大小有关，与键能无关，D错误。 答案　B 11．(双选)分析下表数据，有关说法错误的是(　　) 化学键 O—O O===O N—N N===N N≡N 键能(kJ·mol－1) 142 497.3 193 418 946 化学键 C—C C===C C≡C C—H H—H 键能(kJ·mol－1) 347.7 615 812 413.4 436 A.N2不能发生加成反应是因为其中的π键比σ键更稳定 B．CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g) ΔH＝－123.5 kJ·mol－1 C．O能形成O—O、O===O，而不能形成O≡O，是由于共价键的方向性 D．键长：C—C＞C===C＞C≡C；同样的，键长：N—N＞N===N＞N≡N 解析　氮分子的结构式为N≡N，N—N的键能为193 kJ·mol－1，N≡N的键能为946 kJ·mol－1，远大于N—N键能的3倍，说明N2中的π键比σ键更稳定，加成反应需要断裂π键，所以氮气难以发生加成反应，但N2不是不能发生加成反应，在一定条件下，N2也能发生加成反应，故A错误；在反应CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)中，可以用反应物的总键能减去生成物的总键能计算反应热，即ΔH＝4×413.4 kJ·mol－1＋615 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1－6×413.4 kJ·mol－1－347.7 kJ·mol－1＝－123.5 kJ·mol－1，故B正确；O最外层有6个电子，有两个未成对电子，最多能形成两个共价键，体现了共价键的饱和性，故C错误；键能越大，键长越短，所以键长：C—C＞C===C＞C≡C，同样的，键长：N—N＞N===N＞N≡N，故D正确。 答案　AC 12．已知NA为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题： (1)1 mol CO2中含有的σ键数目为________。 (2)已知CO、CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________；HCN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，燃烧时发生反应：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1038.7 kJ·mol－1，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键有________ mol。 (4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为________。 (5)1 mol乙醛分子中含σ键的数目为________个，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。 解析　(1)CO2分子内含有2个碳氧双键，双键中一个是σ键，另一个是π键，则1 mol CO2中含有的σ键个数为2NA。 (2)N2的结构式为N≡N，CO、CN－与N2结构相似，推知CO分子中含有1个σ键、2个π键。CN－结构式为[C≡N]－，HCN分子结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键均为2个。 (3)题给反应中有4 mol N—H断裂，即有1 mol N2H4参加反应，则生成1.5 mol N2,1个N2分子中含2个π键，故形成的π键有3 mol。 (4)设该化合物的分子式为CmHn，则6m＋n＝16，结合2m－2≤n≤2m＋2且n为偶数，解得m＝2，n＝4，即该化合物为C2H4，结构式为CHHCHH，单键为σ键，1个双键中有1个σ键和1个π键，所以一个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键。 (5)乙醛的结构简式为COCH3H,1个乙醛分子中含6个σ键，故1 mol乙醛中含有6NA个σ键；CO(NH2)2的结构简式为COH2NNH2,1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。 答案　(1)2NA　(2)1∶2　1∶1　(3)3 (4)5∶1　(5)6NA　7 13．化学键的键能是指1×105 Pa、298 K条件下气态基态原子间形成1 mol化学键时释放的最低能量。如：H(g)＋I(g)―→H—I(g)＋297 kJ，即H—I键的键能为297 kJ·mol－1，也可以理解为破坏1 mol H—I键需要吸收297 kJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的断裂和新化学键的形成。如表是一些共价键的键能数据(单位：kJ·mol－1)： 共价键 键能 共价键 键能 H—H 436 C—I 218 S—S 255 H—O 463 C—Cl 330 H—Cl 432 C—O 351 C—F 427 Cl—Cl 243 H—F 568 H—S 339 阅读上述信息，回答下列问题： (1)根据表中数据判断CCl4的稳定性________(填“大于”或“小于”)CF4的稳定性。试预测C—Br键的键能范围：________＜C—Br键键能＜________。 (2)结合表中数据和热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则热化学方程式中Q的值为________。 (3)由表中数据能否得出以下结论： ①半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。________(填“能”或“不能”)。 ②非金属性越强的元素原子形成的共价键越牢固。________(填“能”或“不能”)。从数据中可以总结出一些规律，请写出一条：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)分子所含共价键的键能越大，分子越稳定。C—Cl键键能为330 kJ·mol－1，C—F键键能为427 kJ·mol－1，所以CF4更稳定；同主族元素，原子序数越大，原子半径越大，与C形成的共价键的键长越长，键能越小，原子半径：Cl＜Br＜I，所以C—Br键的键能介于C—I键键能和C—Cl键键能之间。 (2)ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×432 kJ·mol－1＝－185 kJ·mol－1，所以Q＝185。 (3)①H的原子半径小于F的原子半径，但是H—H键键能小于H—F键键能，所以结论①不正确。②Cl的非金属性强于S，但是S—S键键能大于Cl—Cl键键能，所以结论②不正确。比较H—F、H—Cl；C—F、C—Cl；H—O、H—S几组键的键能可得出：同主族元素的原子与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键键能越大，共价键越牢固。 答案　(1)小于　218 kJ·mol－1　330 kJ·mol－1 (2)185　(3)①不能　②不能　同主族元素的原子与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键越牢固(合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $