2.1 共价键 同步练习 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

**基本信息** 聚焦共价键核心概念，通过基础填空-概念辨析-综合应用三层设计，实现从微观结构认知到键参数应用的递进，强化化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|σ键/π键形成与特征、键参数概念|填空题系统梳理定义，强化物质结构决定性质的化学观念| |中档|σ键/π键判断、键能与分子稳定性|单选题结合分子结构模型，培养证据推理的科学思维| |提升|键参数计算、复杂分子化学键分析|解答题整合键能数据与反应热计算，体现综合应用能力|

2.1 共价键（同步练）解析版 姓名：___________班级：___________ 一、填空题 1．共价键类型 (1)键 形成 由两个原子的s轨道或p轨道“___________”重叠形成 类型 型 的键的形成 型 的键的形成 型 的键的形成 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___________，这种特征称为轴___________；键的强度较___________ (2)键 形成 由两个原子的p轨道“___________”重叠形成 键 键的形成 特征 键的电子云具有___________性，即每个键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的___________，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为___________；键___________旋转；不如键___________，较易___________ (3)判断键、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。 【参考答案】(1) 头碰头 连线 不变 对称 大 (2) 肩并肩 镜面对称 两侧 镜像 不能 牢固 断裂 (3) 【解析】（1）键由两个原子的s轨道或p轨道 “头碰头” 重叠形成，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性；键的强度较大（电子云重叠程度高）； （2）键由两个原子的p轨道 “肩并肩” 重叠形成。电子云具有镜面对称性，即每个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；以包含原子核的平面为镜面，两块电子云互为镜像；键不能旋转（电子云 “肩并肩” 重叠，旋转会破坏重叠）；不如键牢固，较易断裂（电子云重叠程度低于键）； （3）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。 2．回答下列问题。 (1)如图，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。 ① ② ③ ④ ⑤ 化学键类型 ___________ ___________ ___________ ___________ ___________ 举例 ___________ ___________ ___________ ___________ ___________ (2)某有机物的结构式：则分子中有___________个σ键，___________个π键。 【参考答案】(1) s-sσ键 s-pσ键 p-pσ键 pz-pzπ键 py-pyπ键 H2 HCl Cl2 N2 N2 (2) 7 3 【解析】（1）①②③中的原子轨道是“头碰头”重叠，属于σ键，④⑤中的原子轨道是“肩并肩”重叠，属于π键；具体如下表所示： ① ② ③ ④ ⑤ 化学键类型 s-s σ键 s-p σ键 p-p σ键 pz-pz π键 py-py π键 举例 H2 HCl Cl2 N2 N2 （2）共价双键有一个σ键、一个π键，共价三键有一个σ键、两个π键，故分子中有7个σ键，3个π键。 3．(一)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___________键时，原子轨道重叠程度越___________，释放能量越___________，所形成的___________键键能越___________，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___________，分子越___________。 ③利用键能计算反应热 ___________总键能-___________总键能 (二)键长和键角 (3)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，原子半径越___________，共价键的键长越___________。 ②应用：共价键的键长越___________，往往键能越___________，表明共价键越___________，反之亦然。 (4)键角 ①概念：在多原子分子中，两个相邻___________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___________。 【参考答案】(1) 1 mol 吸收 (2) 共价 大 多 共价 大 稳定 大 稳定 反应物 生成物 (3) 核间距 原子半径 小 短 短 大 稳定 (4) 共价键 方向 空间结构 【解析】（1）键能是指气态分子中，1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。标准条件是298.15 K、100 kPa，单位为kJ/mol。解离过程吸收能量，键能越大表示键越稳定。 （2）判断共价键稳定性：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，所形成的化学键键能越大，共价键越稳定。重叠程度大，键更强。 判断分子稳定性：结构相似的分子，键能越大，分子越稳定。例如，H-Cl键能大于H-Br，HCl比HBr更稳定。  计算反应热：ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能。反应中断键吸热（反应物键能），成键放热（生成物键能），差值即为反应热（ΔH > 0 吸热，ΔH < 0 放热）。 （3）概念：键长是构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定键长。原子半径越大，键长越长（如C-C键长 > C-H键长）。 应用：键长越短，键能越大，共价键越稳定。键长短表示原子间吸引力强（如N≡N键长短，键能大，稳定）。 （4）概念：键角是多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角（如H2O中H-O-H键角约104.5°）。 应用：键角一定表明共价键具有方向性（轨道定向重叠），因此影响分子的空间结构（如CO2键角180°为直线形，H2O键角104.5°为V形）。 二、单选题 1．下列对键和键的认识不正确的是 A．键不属于共价键，是另一种化学键 B．s-s键与s-p键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个键 D．含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同 【参考答案】A 【解析】A．键属于共价键，A错误； B．s-s键与s-p键都属于键，绕键轴旋转前后电子云均能完全重合，对称性相同，B正确； C．单键是键，双键与三键中一个是键，因此分子中含有共价键，则至少含有一个键，C正确； D．一般键容易断裂，而键不易断裂，所以含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同，D正确； 故选A。 2．下列说法正确的是 A．σ键一定比π键牢固 B．所有的共价键均具有方向性 C．分子中可能只有σ键，也可能只有π键 D．气体单质中，原子之间可能不存在化学键 【参考答案】D 【解析】A．一般情况下键原子轨道重叠程度更大，比键牢固，但存在特殊情况如分子中的键键能大于键，A错误； B．s-s 键如键，因为s轨道为球形对称，重叠时无方向限制，并非所有共价键都有方向性，B错误； C．键不能独立存在，形成共价键时优先形成键，双键、三键中键伴随键存在，分子可能只有键（如），但不可能只有键，C错误； D．稀有气体为单原子分子，其气体单质中不存在原子间的化学键，D正确； 故选D。 3．观察如图所示原子轨道重叠情况，下列说法正确的是 A．s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成σ键(如图Ⅰ) B．s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成π键(如图Ⅱ) C．图Ⅰ中阴影区域的电子云最稀疏 D．只有s轨道与p轨道可形成σ键，p轨道之间只能形成π键 【参考答案】A 【解析】A．如图Ⅰ，轨道沿轨道的x轴方向以“头碰头”的方式重叠，原子轨道可达到最大重叠程度，而形成稳定的σ键，A正确； B．如图Ⅱ，轨道沿非x轴方向与轨道重叠，重叠程度小，不能形成共价键，且不存在键，B错误； C．电子在题图Ⅰ中的阴影区域出现的概率最大，是电子云最密集的区域，C错误； D．p轨道若以“头碰头”方式重叠可形成σ键，若以“肩并肩”方式重叠可形成π键，D错误； 本题选A。 4．下列分子式所代表的物质中一定既含有键又含有键的是 A． B． C． D． 【参考答案】B 【解析】A．CCl4中均为C-Cl单键，因此均为σ键，故A错误； B．HCN的结构为中，含有均为C-H单键，为σ键，碳氮三键中有σ键和π键，因此均为σ键，故B正确； C．C3H6的不饱和度为1，可能为环丙烷，也可能是丙烯，环丙烷中只有σ键，故C错误； D．H2S中只有S-H的单键，因此均为σ键，故D错误； 故答案选B。 5．下列有关分子中所含化学键数目的说法正确的是 A．3个键、3个π键 B．4个键、3个π键 C．6个键、2个π键 D．6个键、3个π键 【参考答案】D 【解析】对于，共价单键均为σ键，双键含1个σ键和1个π键，三键含1个σ键和2个π键，经计算该分子共含6个σ键、3个π键，故选D。 6．过氧化脲[CO(NH2)2·H2O2]是一种常用的消毒剂，可由过氧化氢(H2O2)和尿素[CO(NH2)2]加合而成，代表性结构如图所示。下列关于过氧化脲的说法正确的是 A．所有共价键均为极性键 B．电负性：O＞N＞C C．第一电离能：O＞N＞C D．原子半径：O＞N＞C 【参考答案】B 【解析】A．该物质包含结构单元，其中键为非极性共价键，并非所有共价键均为极性键，A错误； B．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，、、为第二周期相邻主族元素，故电负性，B正确； C．原子的轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻的，故第一电离能顺序为，C错误； D．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径，D错误； 故答案为B。 7．白磷()在高温下可分解为，即。已知中的键能为，中的键能为。下列说法不正确的是 A．白磷中P-P-P的键角为60° B．P2分子中含有键和键 C．P4与P2互为同素异形体 D．根据键能估算上述反应的 【参考答案】D 【解析】A．为正四面体结构，4个原子位于正四面体顶点，键角为，A正确； B．分子中存在三键，三键包含1个键和2个键，B正确； C．和是磷元素形成的不同单质，二者互为同素异形体，C正确； D．反应焓变反应物总键能生成物总键能，D错误； 故选D。 8．氨是一种重要的化工原料，广泛应用于硝酸、纯碱、医药、化肥等工业。合成氨反应为。相关化学键的键能数据如下表： 化学键 H—H N—H 键能/（kJ·mol-1） 946 436 390.8 下列说法不正确的是 A．吸收能量 B．的稳定性大于 C．表格中最易断裂的共价键是N—H D．反应的 【参考答案】D 【解析】A．变为需要断裂共价键，断键过程吸收能量，A正确； B．共价键键能越大，对应分子越稳定，键能大于键能，故稳定性大于，B正确； C．键能越小共价键越易断裂，三种共价键中键能最小，最易断裂，C正确； D．反应焓变反应物总键能生成物总键能，代入数据得，选项中焓变符号错误，D错误，符合题意； 故答案选D。 9．下列关于键参数的说法错误的是 A．键角的大小影响分子的空间构型 B．分子中的共价键比分子中的共价键牢固 C．一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短 D．可以利用X射线衍射实验测定共价键的键长、键角等参数 【参考答案】B 【解析】A．键角是分子中相邻共价键的夹角，是决定分子空间构型的核心参数之一，A正确； B．F原子半径小于O原子，因此H-F键的键长比H-O键更短，键能更大，HF分子中共价键比H2O中的共价键更牢固，B错误； C．共价键的键长是成键原子的核间距，一般情况下，原子半径越小，成键时核间距越短，键长越短，C正确； D．X射线衍射实验是测定分子结构的常用方法，可以得到共价键键长、键角等结构参数，D正确； 故选B。 10．下列说法正确的是 A．在离子化合物中，只存在离子键，没有共价键 B．非极性键只存在于双原子的单质分子中 C．在中含有6个键和3个键 D．键长等于两个成键原子的半径之和 【参考答案】C 【解析】A．离子化合物中可同时存在离子键和共价键，如NaOH属于离子化合物，其中OH-内O与H之间为共价键，A错误； B．非极性键不只存在于双原子单质分子中，化合物中也可存在，如H2O2中的O-O键、Na2O2中过氧根内的O-O键均为非极性键，B错误； C．CH2=CHCN的结构为CH2=CH-C≡N，单键均为键，双键含1个键和1个键，三键含1个键和2个键，计算可得共6个键和3个键，C正确； D．键长是成键两原子的核间距，成键时原子轨道发生重叠，因此键长小于两个成键原子的半径之和，D错误； 故答案选C。 11．由O、F、I组成化学式为的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 A．图中O代表I原子 B．该化合物中I原子不存在孤对电子 C．该化合物中不存在过氧键 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 【参考答案】C 【分析】由图中信息可知，白色的小球可形成2个共价键，灰色的小球只形成1个共价键，黑色的大球形成了4个共价键，根据O、F、I的电负性大小（F最大、I最小）及其价电子数可以判断，白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子，黑色的大球代表I原子。 【解析】A．由分析可知，白球代表氧原子、灰球代表氟原子，黑色的大球代表I原子，A错误； B．由电负性可知，化合物中氟元素的化合价为-1价、氧元素的化合价为-2价，由化合价代数和为0可知，碘元素的化合价为+5价，则化合物中碘原子与1个氟原子、与2个氧原子均形成单键，与1个氧原子形成双键，碘原子的价电子数(7)与形成共价键的数目不相等，说明碘原子存在孤对电子，B错误； C．根据该化合物结构片段可知，每个I原子与3个O原子形成共价键，根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键，才能确定该化合物化学式为，因此，该化合物中不存在过氧键，C正确； D．由图可知，化合物中存在碘氧单键和碘氧双键，单键和双键的键长不相等，所以碘氧键键长不相等，D错误； 故答案选C。 12．下列关于共价键的理解不正确的是 A．σ键可以绕键轴旋转，π键也能绕键轴旋转 B．共价键都具有饱和性 C．分子和分子中都含有5个σ键 D．σ键以“头碰头”方式重叠，π键以“肩并肩”方式重叠 【参考答案】A 【解析】A．σ键以“头碰头”方式重叠，为球形对称，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，A项错误； B．共价键都具有饱和性，B项正确 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项正确； D．σ键以“头碰头”方式重叠，为球形对称，π键以“肩并肩”方式重叠，为镜面对称，D项正确； 答案选A。 13．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是 A．CH4 B．CH2=CH2 C．CS2 D．N2 【参考答案】C 【解析】A．CH4分子中存在C-H极性键；CH4中C元素化合价为-4，C原子最外层电子数为4，所以|-4|+4=8，分子中C原子满足8电子结构；H原子不满足8电子结构，不符合题意，故A不选； B．CH2=CH2分子中C-H为极性键；CH2=CH2分子中H原子不满足8电子结构，不符合题意，故B不选； C．CS2的结构式为S=C=S，符合4+4=8，则分子中所有原子均满足8电子稳定结构，且只含C、S之间的极性键，符合题意，故C选； D．N2分子中存在N≡N非极性键；N原子满足8电子稳定结构，但是N2是单质，不是化合物，且只含非极性键，不符合题意，故D不选； 故选：C。 14．在合金表面上气态甲醇与水蒸气重整反应的机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面，M为反应过程中的中间产物)。下列说法错误的是 A．步骤II为加成反应，则的结构为 B．反应过程中有极性键、非极性键的断裂和形成 C．没有改变该反应的反应热 D．该反应的总方程式为 【参考答案】B 【解析】A．步骤Ⅱ是甲醛()和加成，甲醛碳氧双键打开，的、分别连在双键两端，得到(甲二醇，即M结构)，A正确； B．反应物、、产物均只有极性键，含非极性键；断裂的只有极性键(、、)，无非极性键断裂；仅产物形成非极性键，因此没有非极性键的断裂，B错误； C．是催化剂，催化剂只改变反应速率，不改变反应的焓变(反应热)，C正确； D．结合机理全程，反应物为，最终产物为，总方程式，D正确； 故选B。 15．已知：丙炔(C3H4)的结构简式为，乙烯的结构简式为。下列比较中，正确的是 A．相等分子数含σ键数： B．键能： C．键长：C-C>C=C D．键角： 【参考答案】C 【解析】A．单键全为σ键，双键含1个键、三键含1个键：1个丙炔（）含6个键，1个乙烯（)含5个键，1个（结构为）含5个键，正确顺序应为，A错误； B．键能和原子半径负相关：原子半径，三键的键能随成键原子半径减小而增大，正确顺序为，B错误； C．相同原子间形成的化学键，键之间的共用电子对越多，键长越短，故键长：，C正确； D．、、均为三角锥形，中心原子电负性，中心原子电负性越小，成键电子对越远离中心原子，成键电子对斥力越小，键角越小，正确顺序为，D错误； 故选C。 16．下列有关共价键的键参数的说法不正确的是 A．、、分子中的键角依次增大 B．、、分子中共价键的极性依次增强 C．、、分子中的键能依次减小 D．、、分子中的键长依次增长 【参考答案】B 【解析】A．为正四面体形，键角约；为平面形分子，键角约；为直线形分子，键角，键角依次增大，A正确； B．共价键极性取决于成键原子的电负性差，电负性差越大极性越强。Cl、Br、I同主族从上到下电负性逐渐减小，与H的电负性差依次减小，因此HCl、HBr、HI中共价键极性依次减弱，不是增强，B错误； C．O、S、Se同主族从上到下原子半径依次增大，H-O、H-S、H-Se键长依次增大；键长越长键能越小，键能依次减小，C正确； D．F、Cl、Br原子半径依次增大，H-F、H-Cl、H-Br的键长依次增长，D正确； 故选B。 17．Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大，基态Q原子的电子填充了3个能级，有4对成对电子，Z与其他元素不在同一周期；五种元素可构成某种离子液体的阴离子如图所示。下列说法正确的是 A．键长：，键能： B．最高正化合价 C．基态Z原子核外有3种能量不同的电子 D．氢化物沸点， 【参考答案】A 【分析】原子半径Q<W<X<Y<Z，Q基态填充3个能级（1s、2s、2p），有4对成对电子，电子排布为，因此Q为F（氟）；Z与其他元素不在同一周期，且原子半径最大，能形成6条共价键，因此Z是S，Y能形成4条共价键，Y是C，W能形成2条共价键，W是O，则X是N，据此分析； 【解析】A．原子半径，因此键长O−H<S−H；键长越短，键能越大，因此键能O−H>S−H，A正确； B．W为O无+6价，Z为S最高正价为+6，Y为C最高正价为+4，因此最高正价，B错误； C．Z为S的核外电子排布为，不同能级电子能量不同，共5种能量不同的电子，C错误； D．题干未限定为最简单氢化物，C的氢化物（大分子烃）沸点可以远高于水、HF等，因此无法比较，D错误； 故选A。 18．法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构如图所示。下列说法错误的是 A．该分子中所含元素中电负性最小的是H B．该分子中C﹣F键的键能大于C﹣N键的键能 C．该分子的化学式为 D．该分子中σ键与π键数目之比为7：2 【参考答案】D 【解析】A．非金属性越强，电负性越大，C、N、O、F、H电负性由大到小为F>O>N>C>H，故A正确； B．键长越短，键能越大，该分子中C﹣F键的键能大于C﹣N键的键能，故B正确； C．由结构简式可知，该分子含5个碳原子、4个氢原子、3个氮原子、2个氧原子和1个氟原子，化学式为，故C正确； D．单键均为σ键，双键是一个σ键和1个π键，该分子中含有σ键15个，π键数目为4个，σ键与π键数目之比为15：4，故D错误； 故选D。 三、解答题 1．回答下列问题： (1)有以下物质：A．HF  B．Br2  C．H2O  D．N2  E．C2H4  F．C2H6  G．H2  H。H2O2  I．H-C≡N  J。CO2  K。HCHO ①既含有极性键，又含有非极性键的是___________(填序号，下同)。 ②既含有σ键，又含有π键的是___________。 ③从原子轨道重叠方式分类HF中的σ键类型为___________。 (2)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___________。 (3)1 mol乙醛分子中含σ键的数目为___________，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为___________。 碳和硅的有关化学键的键能如下表所示，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) 347 413 358 226 323 368 回答下列问题： (4)比较CH4和SiH4的稳定性强弱并说明原因：___________。 【参考答案】(1) EFH DEIJK s-p  σ键 (2)5：1 (3) 6NA(或) 7 (4)CH4比SiH4稳定，因为C-H键的键能比Si-H键能大，所以甲烷更稳定 【解析】（1）HF只含极性键，且只含σ键；只含非极性键，且只含σ键；只含极性键，且只含σ键；只含非极性键，且含有σ键和π键；含有极性键、非极性键，且含有σ键和π键；含有极性键、非极性键，且只含σ键；只含非极性键，且只含σ键；含有极性键、非极性键，且只含σ键；只含极性键，且含有σ键和π键；含有极性键，且含有σ键和π键；HCHO含有极性键，且含有σ键和π键。 ①综上所述，既含有极性键，又含有非极性键的是EFH。 ②既含有σ键，又含有π键的是DEIJK。 ③HF中H的轨道与F的轨道头碰头重叠形成σ键，因此σ键类型为键。 （2） 设该化合物的分子式为，则，结合，得，，即分子式为，结构式为，单键为σ键，双键有1个σ键和1个π键，所以一个分子中共含有5个σ键和1个π键，该分子中σ键和π键的个数比为5∶1. （3） 乙醛的结构简式为，1个乙醛分子中含6个σ键，故乙醛分子中含有键，即个，的结构简式为，1个分子中含有7个σ键。 （4）物质稳定性与构成分子的化学键键能呈正相关，键能越大化学键越稳定，对应氢化物稳定性越强。由表中数据可知键键能大于键键能，故比稳定。 2．下列说法中正确的是________________。 ①π键总数：C2H6>C2H4>C2H2 ②碳碳键间的键能：C2H6>C2H4>C2H2 ③1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为3 mol ④C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1 ⑤分子中只有极性键 ⑥分子的键长越长，键能越高，分子越稳定 ⑦CO2和 能互称为等电子体 ⑧CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等 ⑨H2O分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固 ⑩CH4和是等电子体，键角均为60° ⑪B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 ⑫N≡N键的键能为946 kJ·mol－1，N—N键的键能为193 kJ·mol－1，说明N2中π键比σ键稳定 【参考答案】③⑫ 【分析】运用共价键理论、等电子原理以及共价键与分子性质例如稳定性的关系回答； 【解析】①单键都是σ键，双键中一个是σ键，另一个是π键，碳碳三键是由1个σ键和2个π键组成，故π键总数C2H6<C2H4<C2H2，①错误； ②碳碳三键的键能大于碳碳双键的键能，碳碳双键的键能大于碳碳单键的键能，则碳碳键间的键能C2H6<C2H4<C2H2，②错误； ③在一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键，所以在1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为3 mol，③正确； ④C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2，④错误； ⑤分子中含有碳碳双键属于非极性键，⑤错误； ⑥键长越长，键能越小，分子越不稳定，⑥错误； ⑦CO2与具有相同的原子总数，但最外层电子总数不同，CO2为16，而为18，故二者不能互称为等电子体，⑦错误； ⑧由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X键的键长不相等，⑧错误； ⑨H2O分子中的O—H键不如HF分子中的F—H键牢固，⑨错误； ⑩每一个甲烷分子和铵根离子，原子数都是5，价电子数都是8，是等电子体，空间构型为正四面体结构，键角为109°28'，⑩错误； ⑪苯的结构中存在“肩并肩”式的重叠轨道，故B3N3H6分子中也存在，⑪错误； ⑫π键的平均键能为376.5 kJ·mol－1，所以N2中π键比σ键稳定，⑫正确； 综上，③⑫正确，答案填③⑫。 3．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_____。 (4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为每个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 【参考答案】(1) σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D 【解析】（1）CH4中C原子与H原子间以单键相连，属于σ键，C原子与H原子的电负性不同，从其极性来看属于极性键； （2）由N2结构推知HCN的结构式为，含有2个σ键和2个π键，则HCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1； （3）每个碳原子的最外层有4个电子，C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，即每个碳原子参与形成3个σ键和1个π键，由于每两个碳原子各提供一个电子形成一个π键，因此C60分子中π键的数目为30个； （4） 共价单键是σ键，共价双键中有1个σ键和1个π键，则COCl2()分子内含有3个σ键、1个π键，故选D。 4．回答下列问题： (1)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(如图所示)，可由石墨剥离而成，具有很好的应用前景。 ①石墨烯中的化学键是_______(填“极性”或“非极性”)键。 ②石墨烯中的键角为_______。 (2)碳和硅的相关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 键能/ 356 413 336 226 318 452 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_______。 ②的稳定性小于，更易生成氧化物，原因是_______。 【参考答案】(1) 非极性 120° (2) C—C键和C—H键的键能较大，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以形成 Si—H键的键能小于C—H键的键能，的稳定性小于的稳定性；C—H键的键能大于C—O键的键能，C—H键比C—O键稳定，而Si—H键的键能却远小于Si—O键的键能，所以Si—H键不稳定而倾向于形成更稳定的Si—O键 【解析】（1）①由题意可知石墨烯就是石墨中的一层，石墨是碳元素的一种单质，分子中只存在C—C键，属于非极性键； ②根据石墨烯的结构可知，石墨烯中的键角为120°(正六边形的内角)。 （2）①硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是C—C键和C—H键的键能较大，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以形成； ②键能越大，含有该键的物质越稳定，该物质越易形成。的稳定性小于，原因是Si—H键的键能小于C—H键的键能，的稳定性小于的稳定性；C—H键的键能大于C—O键的键能，C—H键比C—O键稳定，而Si—H键的键能却远小于Si—O键的键能，所以Si—H键不稳定而倾向于形成更稳定的Si—O键。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.1 共价键（同步练）原卷版 姓名：___________班级：___________ 一、填空题 1．共价键类型 (1)键 形成 由两个原子的s轨道或p轨道“___________”重叠形成 类型 型 的键的形成 型 的键的形成 型 的键的形成 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___________，这种特征称为轴___________；键的强度较___________ (2)键 形成 由两个原子的p轨道“___________”重叠形成 键 键的形成 特征 键的电子云具有___________性，即每个键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的___________，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为___________；键___________旋转；不如键___________，较易___________ (3)判断键、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。 2．回答下列问题。 (1)如图，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。 ① ② ③ ④ ⑤ 化学键类型 ___________ ___________ ___________ ___________ ___________ 举例 ___________ ___________ ___________ ___________ ___________ (2) 某有机物的结构式：则分子中有___________个σ键，___________个π键。 3．(一)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___________键时，原子轨道重叠程度越___________，释放能量越___________，所形成的___________键键能越___________，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___________，分子越___________。 ③利用键能计算反应热 ___________总键能-___________总键能 (二)键长和键角 (3)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，原子半径越___________，共价键的键长越___________。 ②应用：共价键的键长越___________，往往键能越___________，表明共价键越___________，反之亦然。 (4)键角 ①概念：在多原子分子中，两个相邻___________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___________。 二、单选题 1．下列对键和键的认识不正确的是 A．键不属于共价键，是另一种化学键 B．s-s键与s-p键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个键 D．含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同 2．下列说法正确的是 A．σ键一定比π键牢固 B．所有的共价键均具有方向性 C．分子中可能只有σ键，也可能只有π键 D．气体单质中，原子之间可能不存在化学键 3．观察如图所示原子轨道重叠情况，下列说法正确的是 A．s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成σ键(如图Ⅰ) B．s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成π键(如图Ⅱ) C．图Ⅰ中阴影区域的电子云最稀疏 D．只有s轨道与p轨道可形成σ键，p轨道之间只能形成π键 4．下列分子式所代表的物质中一定既含有键又含有键的是 A． B． C． D． 5．下列有关分子中所含化学键数目的说法正确的是 A．3个键、3个π键 B．4个键、3个π键 C．6个键、2个π键 D．6个键、3个π键 6．过氧化脲[CO(NH2)2·H2O2]是一种常用的消毒剂，可由过氧化氢(H2O2)和尿素[CO(NH2)2]加合而成，代表性结构如图所示。下列关于过氧化脲的说法正确的是 A．所有共价键均为极性键 B．电负性：O＞N＞C C．第一电离能：O＞N＞C D．原子半径：O＞N＞C 7．白磷()在高温下可分解为，即。已知中的键能为，中的键能为。下列说法不正确的是 A．白磷中P-P-P的键角为60° B．P2分子中含有键和键 C．P4与P2互为同素异形体 D．根据键能估算上述反应的 8．氨是一种重要的化工原料，广泛应用于硝酸、纯碱、医药、化肥等工业。合成氨反应为。相关化学键的键能数据如下表： 化学键 H—H N—H 键能/（kJ·mol-1） 946 436 390.8 下列说法不正确的是 A．吸收能量 B．的稳定性大于 C．表格中最易断裂的共价键是N—H D．反应的 9．下列关于键参数的说法错误的是 A．键角的大小影响分子的空间构型 B．分子中的共价键比分子中的共价键牢固 C．一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短 D．可以利用X射线衍射实验测定共价键的键长、键角等参数 10．下列说法正确的是 A．在离子化合物中，只存在离子键，没有共价键 B．非极性键只存在于双原子的单质分子中 C．在中含有6个键和3个键 D．键长等于两个成键原子的半径之和 11．由O、F、I组成化学式为的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 A．图中O代表I原子 B．该化合物中I原子不存在孤对电子 C．该化合物中不存在过氧键 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 12．下列关于共价键的理解不正确的是 A．σ键可以绕键轴旋转，π键也能绕键轴旋转 B．共价键都具有饱和性 C．分子和分子中都含有5个σ键 D．σ键以“头碰头”方式重叠，π键以“肩并肩”方式重叠 13．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是 A．CH4 B．CH2=CH2 C．CS2 D．N2 14．在合金表面上气态甲醇与水蒸气重整反应的机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面，M为反应过程中的中间产物)。下列说法错误的是 A．步骤II为加成反应，则的结构为 B．反应过程中有极性键、非极性键的断裂和形成 C．没有改变该反应的反应热 D．该反应的总方程式为 15．已知：丙炔(C3H4)的结构简式为，乙烯的结构简式为。下列比较中，正确的是 A．相等分子数含σ键数： B．键能： C．键长：C-C>C=C D．键角： 16．下列有关共价键的键参数的说法不正确的是 A．、、分子中的键角依次增大 B．、、分子中共价键的极性依次增强 C．、、分子中的键能依次减小 D．、、分子中的键长依次增长 17．Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大，基态Q原子的电子填充了3个能级，有4对成对电子，Z与其他元素不在同一周期；五种元素可构成某种离子液体的阴离子如图所示。下列说法正确的是 A．键长：，键能： B．最高正化合价 C．基态Z原子核外有3种能量不同的电子 D．氢化物沸点， 18．法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构如图所示。下列说法错误的是 A．该分子中所含元素中电负性最小的是H B．该分子中C﹣F键的键能大于C﹣N键的键能 C．该分子的化学式为 D．该分子中σ键与π键数目之比为7：2 三、解答题 1．回答下列问题： (1)有以下物质：A．HF  B．Br2  C．H2O  D．N2  E．C2H4  F．C2H6  G．H2  H。H2O2  I．H-C≡N  J。CO2  K。HCHO ①既含有极性键，又含有非极性键的是___________(填序号，下同)。 ②既含有σ键，又含有π键的是___________。 ③从原子轨道重叠方式分类HF中的σ键类型为___________。 (2)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___________。 (3)1 mol乙醛分子中含σ键的数目为___________，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为___________。 碳和硅的有关化学键的键能如下表所示，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) 347 413 358 226 323 368 回答下列问题： (4)比较CH4和SiH4的稳定性强弱并说明原因：___________。 2．下列说法中正确的是________________。 ①π键总数：C2H6>C2H4>C2H2 ②碳碳键间的键能：C2H6>C2H4>C2H2 ③1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为3 mol ④C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1 ⑤分子中只有极性键 ⑥分子的键长越长，键能越高，分子越稳定 ⑦CO2和 能互称为等电子体 ⑧CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等 ⑨H2O分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固 ⑩CH4和是等电子体，键角均为60° ⑪B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 ⑫N≡N键的键能为946 kJ·mol－1，N—N键的键能为193 kJ·mol－1，说明N2中π键比σ键稳定 3．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_____。 (4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为每个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 4．回答下列问题： (1)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(如图所示)，可由石墨剥离而成，具有很好的应用前景。 ①石墨烯中的化学键是_______(填“极性”或“非极性”)键。 ②石墨烯中的键角为_______。 (2)碳和硅的相关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 键能/ 356 413 336 226 318 452 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_______。 ②的稳定性小于，更易生成氧化物，原因是_______。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $