2.1 共价键（举一反三题型专练，北京专用）化学人教版选择性必修2

可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第一节共价键（题型突破•举一反三） 。题型01共价键的形成与σ键、π键的判断 【典例01】A 【变式1-1】D 【变式1-2】D 【变式1-3】A 题型02共价键的极性与非极性 【典例02】D 【变式2-1】C 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式2-2】A 【变式2-3】D 1题型03键参数（键能、键长、键角）与物质性质 【典例O3】D 【变式3.1】B 【变式3-2】A 【变式3-3】B 题型04等电子原理与等电子体 【典例04】B 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式4-1】A 【变式4-2】℃ 【变式4-3】B 1题型05共价键与分子极性（综合） 【典例05】D 【变式5-1】D 【变式5-2】A 【变式5-3】D 第一节 共价键（题型突破·举一反三） 题型01 共价键的形成与σ键、π键的判断 题型02 共价键的极性与非极性 题型03 键参数（键能、键长、键角）与物质性质 题型04 等电子原理与等电子体 题型05 共价键与分子极性（综合） ▌题型01 共价键的形成与σ键、π键的判断 1.共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。同种非金属原子间形成非极性共价键，不同种非金属原子间形成极性共价键。 形成本质：当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的电子配对形成共价键（电子云重叠）。 2.σ键：原子轨道按"头碰头"方式重叠形成，如 s-s（H₂）、s-p（HCl）、p-p（Cl₂）重叠；σ键可绕轴自由旋转，存在于所有共价键中。 3.π键：原子轨道按"肩并肩"方式重叠形成（如 p-p π键，存在于 N₂、O₂、乙烯等含双键或三键的分子）；π键不能绕轴自由旋转，不如σ键牢固。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。 【典例01】(25-26 高二上·北京西城·期末)下列关于σ键和π键的说法正确的是 A．原子轨道按"头碰头"方式重叠形成σ键，按"肩并肩"方式重叠形成π键 B．稀有气体单质分子中存在σ键 C．π键的重叠程度大于σ键，因此π键比σ键牢固 D．单键、双键、三键中均含有π键 【答案】A 【详解】A．σ键由原子轨道"头碰头"重叠、π键由"肩并肩"重叠形成，说法正确。B．稀有气体为单原子分子，不存在共价键，无σ键，说法错误。C．σ键重叠程度大于π键，σ键更牢固，说法错误。D．单键只有σ键无π键，说法错误。故正确答案是A。 【变式1-1】(25-26 高二上·北京海淀·期末)下列有关共价键的叙述错误的是 A．共价键是通过共用电子对形成的 B．H₂分子中的H—H键为s-s σ键 C．HCl分子中的H—Cl键为s-p σ键 D．N₂分子中存在的3个键均为σ键 【答案】D 【详解】A 共价键通过共用电子对形成，正确。B H₂为s-s σ键，正确。C HCl中H的1s与Cl的3p"头碰头"重叠形成s-p σ键，正确。D N₂分子含三键（1个σ键+2个π键），并非3个σ键，错误。故正确答案是D。 【变式1-2】(26-27 高二上·北京东城·阶段检测)下列关于π键的说法不正确的是 A．π键是由原子轨道"肩并肩"重叠形成的 B．π键不能绕键轴自由旋转 C．乙烯（C₂H₄）分子中含有π键 D．一般来说π键比σ键更牢固 【答案】D 【详解】A π键为"肩并肩"重叠，正确。B π键电子云分布在键轴两侧，不能自由旋转，正确。C 乙烯含C=C双键（1σ+1π），有π键，正确。D 一般σ键重叠程度更大更牢固，π键不如σ键牢固，说法错误。故正确答案是D。 【变式1-3】(26-27 高二上·北京朝阳·阶段检测)已知N₂、O₂、F₂分子的结构，下列说法中正确的是 A．N₂分子中σ键与π键数目之比为1∶2 B．O₂分子中含有2个σ键和1个π键 C．F₂分子中p-p σ键的电子云呈"肩并肩"重叠 D．双原子分子中σ键均由p轨道重叠形成 【答案】A 【详解】A N₂三键=1σ+2π，σ:π=1:2，正确。B O₂双键含1σ+1π，并非2个σ键，错误。C F₂为p-p σ键，"头碰头"重叠，说法错误。D 如H₂为s-s σ键，说法错误。故正确答案是A。 ▌题型02 共价键的极性与非极性 1.非极性键：由同种非金属原子形成的共价键，共用电子对不偏向任何一方，如 H—H、Cl—Cl、O=O 中的键。 2.极性键：由不同种非金属原子形成的共价键，共用电子对偏向电负性较大的一方，如 H—Cl、H—O 键。 3.判断依据：成键原子的电负性差。差值越大，键的极性越强；相同原子间键无极性。 4.键的极性与分子极性的关系：只含非极性键的分子一般为非极性分子（如 H₂、Cl₂、P₄）；含极性键的分子可能极性也可能非极性，取决于分子的空间结构是否对称。 【典例02】(25-26 高二上·北京西城·期末)下列关于共价键极性的说法不正确的是 A．由同种非金属原子形成的共价键是非极性键 B．由不同种非金属原子形成的共价键是极性键 C．极性键中共用电子对偏向电负性较大的一方 D．H—Cl 和 Cl—Cl 都属于极性共价键 【答案】D 【详解】A 同种原子电负性相同，非极性键，正确。B 不同种原子电负性不同，极性键，正确。C 极性键电子对偏向电负性大者，正确。D Cl—Cl 同种原子，为非极性键，不属于极性键，说法错误。故正确答案是D。 【变式2-1】(26-27 高二上·北京东城·阶段检测)下列物质中，既含有极性键又含有非极性键的是 A．H₂O B．CO₂ C．H₂O₂ D．NaCl 【答案】C 【详解】A H₂O只含O—H极性键。B CO₂只含C=O极性键。C H₂O₂结构H—O—O—H，含O—H极性键和O—O非极性键，正确。D NaCl为离子化合物（离子键），无共价键。故正确答案是C。 【变式2-2】(25-26 高二上·北京通州·期末)下列分子中，所有共价键均为非极性键的是 A．P₄ B．NH₃ C．H₂O D．CH₄ 【答案】A 【详解】A P₄中P—P键为同种原子，非极性键，且分子中全为非极性键，正确。B NH₃含N—H极性键。C H₂O含O—H极性键。D CH₄含C—H极性键。故正确答案是A。 【变式2-3】(26-27 高二上·北京海淀·阶段检测)已知电负性：H(2.1)、C(2.5)、N(3.0)、O(3.5)、F(4.0)，下列共价键极性最强的是 A．H—C B．H—N C．H—O D．H—F 【答案】D 【详解】键的极性取决于成键原子电负性差。Δχ(H—C)=0.4，Δχ(H—N)=0.9，Δχ(H—O)=1.4，Δχ(H—F)=1.9，差值最大者为H—F，极性最强。故正确答案是D。 ▌题型03 键参数（键能、键长、键角）与物质性质 1.键能：气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量。键能越大，化学键越牢固，分子越稳定。 2.键长：形成共价键的两原子核间的平均距离。键长越短，键能一般越大，键越牢固。 3.键角：分子中两个共价键之间的夹角，决定分子的空间结构。如 H₂O 键角约 104.5°，NH₃ 约 107°，CO₂ 180°，CH₄ 109°28′。 4.反应热与键能：ΔH = 反应物总键能 − 生成物总键能。断键吸热，成键放热。 【典例03】(25-26 高二上·北京西城·期末)下列关于键能、键长和键角的说法不正确的是 A．键能越大，共价键越牢固，分子越稳定 B．键长越短，键能一般越大 C．键角是描述分子空间结构的重要参数 D．相同元素的原子间形成的共价键键长一定相同 【答案】D 【详解】A 键能大则键牢固、分子稳定，正确。B 键长越短通常键能越大，正确。C 键角决定分子空间构型，正确。D 相同元素原子间键长还受分子环境影响，如不同分子中的C—C键长并不完全相同，说法过于绝对，错误。故正确答案是D。 【变式3-1】(26-27 高二上·北京海淀·阶段检测)已知键能：N≡N 946 kJ·mol⁻¹，H—H 436 kJ·mol⁻¹，N—H 391 kJ·mol⁻¹。则反应 N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g) 的 ΔH 约为 A．+92 kJ·mol⁻¹ B．−92 kJ·mol⁻¹ C．+46 kJ·mol⁻¹ D．−46 kJ·mol⁻¹ 【答案】B 【详解】断键吸能=E(N≡N)+3E(H—H)=946+3×436=2254 kJ·mol⁻¹；成键放能=6×E(N—H)=6×391=2346 kJ·mol⁻¹；ΔH=2254−2346=−92 kJ·mol⁻¹。故正确答案是B。 【变式3-2】(25-26 高二上·北京朝阳·期末)下列分子的键角由大到小排列正确的是 A．CO₂ > CH₄ > NH₃ > H₂O B．H₂O > NH₃ > CH₄ > CO₂ C．CH₄ > CO₂ > NH₃ > H₂O D．CO₂ > H₂O > NH₃ > CH₄ 【答案】A 【详解】CO₂直线形键角180°；CH₄正四面体109°28′；NH₃三角锥形约107°；H₂O V形约104.5°。由大到小：CO₂>CH₄>NH₃>H₂O。故正确答案是A。 【变式3-3】(26-27 高二上·北京东城·阶段检测)下列有关键长与键能关系的叙述正确的是 A．键长越长，键能越大，键越牢固 B．键长越短，键能越大，键越牢固 C．键长与键能无关 D．单键键长一定小于双键键长 【答案】B 【详解】A 键长越长键能应越小，错误。B 键长越短键能越大、键越牢固，正确。C 键长与键能相关，错误。D 同一对原子，单键键长大于双键键长（如C—C>C=C），选项说反了，错误。故正确答案是B。 ▌题型04 等电子原理与等电子体 1.等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征和空间结构。 2.常见等电子体：二原子10电子（N₂、CO、CN⁻、NO⁺，直线形）；三原子16电子（CO₂、N₂O、OCN⁻、SCN⁻，直线形）；三原子18电子（O₃、SO₂、NO₂⁻，V形）；四原子24电子（BF₃、SO₃、CO₃²⁻、NO₃⁻，平面三角形）；五原子32电子（CH₄、NH₄⁺、CCl₄、SiF₄、SO₄²⁻，正四面体）。 3.应用：根据等电子体推测分子的空间结构与性质。 【典例04】(25-26 高二上·北京西城·期末)与 CO₂ 互为等电子体的是 A．SO₂ B．N₂O C．O₃ D．H₂O 【答案】B 【详解】等电子体要求原子总数相同（均为3）、价电子总数相同。CO₂价电子总数=4+6×2=16。A SO₂=6+6×2=18，不等。B N₂O=5+5+6=16，且3原子，等电子。C O₃=6×3=18，不等。D H₂O=2×1+6=8，不等。故正确答案是B。 【变式4-1】(26-27 高二上·北京东城·阶段检测)下列粒子中，与 CH₄ 互为等电子体的是 A．NH₄⁺ B．NH₃ C．H₂O D．CCl₄ 【答案】A 【详解】CH₄原子总数5、价电子总数=4+4×1=8。A NH₄⁺：5原子，价电子=5+4×1−1=8，等电子。B NH₃：4原子、8价电子，原子数不同。C H₂O：3原子。D CCl₄：5原子但价电子=4+4×7=32，不等。故正确答案是A。 【变式4-2】(25-26 高二上·北京海淀·期末)已知 N₂ 与 CO 互为等电子体，下列说法正确的是 A．N₂ 和 CO 的空间结构不同 B．N₂ 和 CO 的化学键类型不同 C．N₂ 和 CO 均含1个σ键和2个π键 D．N₂ 和 CO 的极性相同 【答案】C 【详解】A 等电子体空间结构相似，均为直线形，错误。B 均含三键（1σ+2π），化学键类型相同，错误。C 二者均含三键，即1个σ键和2个π键，正确。D N₂为非极性分子，CO因C、O电负性差为极性分子，极性不同，错误。故正确答案是C。 【变式4-3】(26-27 高二上·北京朝阳·阶段检测)下列粒子中，与 SO₂ 互为等电子体的是 A．CO₂ B．O₃ C．NO₂ D．SO₃ 【答案】B 【详解】SO₂原子总数3、价电子总数=6+6×2=18。A CO₂=16，不等。B O₃=6×3=18，且3原子，等电子。C NO₂=5+12=17，不等。D SO₃=6+3×6=24，不等。故正确答案是B。 ▌题型05 共价键与分子极性（综合） 1.非极性分子：正电中心与负电中心重合，如 H₂、Cl₂、CO₂、CH₄、BF₃、P₄、CCl₄。 2.极性分子：正电中心与负电中心不重合，如 H₂O、NH₃、HCl、SO₂、H₂O₂、CH₃Cl。 3.判断方法：① 只含非极性键的双原子分子一般为非极性分子；② 含极性键的分子，若空间结构对称（如直线形 CO₂、正四面体 CH₄）、键的极性抵消，则为非极性分子；若结构不对称（如 V 形 H₂O、三角锥 NH₃），则为极性分子。 易错：含极性键的分子不一定为极性分子（如 CO₂、CH₄ 为非极性），结构对称与否是关键。 【典例05】(25-26 高二上·北京西城·期末)下列关于分子极性的说法正确的是 A．含有极性键的分子一定是极性分子 B．非极性分子中一定只含非极性键 C．CO₂ 和 H₂O 都是含极性键的非极性分子 D．只含非极性键的双原子分子一定是非极性分子 【答案】D 【详解】A 含极性键的分子若结构对称（如CO₂）则为非极性分子，错误。B 非极性分子也可含极性键（如CH₄、CO₂），错误。C CO₂为非极性，H₂O为极性分子，错误。D 只含非极性键的双原子分子（如H₂、Cl₂）正、负电中心重合，必为非极性分子，正确。故正确答案是D。 【变式5-1】(26-27 高二上·北京海淀·阶段检测)下列分子属于极性分子的是 A．CO₂ B．CH₄ C．BF₃ D．NH₃ 【答案】D 【详解】A CO₂直线形，结构对称，非极性。B CH₄正四面体，对称，非极性。C BF₃平面三角形，对称，非极性。D NH₃三角锥形，结构不对称，为极性分子。故正确答案是D。 【变式5-2】(25-26 高二上·北京东城·期末)下列各组物质中，都是由极性键构成的非极性分子的是 A．CH₄ 和 CCl₄ B．H₂O 和 NH₃ C．CO₂ 和 HCl D．Cl₂ 和 N₂ 【答案】A 【详解】A CH₄、CCl₄均只含极性键且空间结构对称，为非极性分子，正确。B H₂O、NH₃为极性分子，错误。C HCl为极性分子，错误。D Cl₂、N₂含非极性键，错误。故正确答案是A。 【变式5-3】(26-27 高二上·北京朝阳·阶段检测)已知分子的空间结构，下列分子中非极性分子的是 A．H₂O（V形） B．NH₃（三角锥形） C．SO₂（V形） D．CCl₄（正四面体） 【答案】D 【详解】A H₂O V形，不对称，极性。B NH₃三角锥，不对称，极性。C SO₂ V形，极性。D CCl₄正四面体，结构对称，极性键的极性抵消，非极性分子。故正确答案是D。 11 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 共价键（题型突破·举一反三） 题型01 共价键的形成与σ键、π键的判断 题型02 共价键的极性与非极性 题型03 键参数（键能、键长、键角）与物质性质 题型04 等电子原理与等电子体 题型05 共价键与分子极性（综合） ▌题型01 共价键的形成与σ键、π键的判断 1.共价键：原子间通过 所形成的相互作用。同种非金属原子间形成 ，不同种非金属原子间形成 。 形成本质：当成键原子相互接近时，原子轨道发生 ，自旋方向相反的电子配对形成共价键（ ）。 2. ：原子轨道按" "方式重叠形成，如 s-s（H₂）、s-p（HCl）、p-p（Cl₂）重叠；σ键可 ，存在于所有共价键中。 3. ：原子轨道按" 方式重叠形成（如 p-p π键，存在于 N₂、O₂、乙烯等含双键或三键的分子）；π键 ，不如σ键牢固。单键均为 ；双键含 ；三键含 。 【典例01】(25-26 高二上·北京西城·期末)下列关于σ键和π键的说法正确的是 A．原子轨道按"头碰头"方式重叠形成σ键，按"肩并肩"方式重叠形成π键 B．稀有气体单质分子中存在σ键 C．π键的重叠程度大于σ键，因此π键比σ键牢固 D．单键、双键、三键中均含有π键 【变式1-1】(25-26 高二上·北京海淀·期末)下列有关共价键的叙述错误的是 A．共价键是通过共用电子对形成的 B．H₂分子中的H—H键为s-s σ键 C．HCl分子中的H—Cl键为s-p σ键 D．N₂分子中存在的3个键均为σ键 【变式1-2】(26-27 高二上·北京东城·阶段检测)下列关于π键的说法不正确的是 A．π键是由原子轨道"肩并肩"重叠形成的 B．π键不能绕键轴自由旋转 C．乙烯（C₂H₄）分子中含有π键 D．一般来说π键比σ键更牢固 【变式1-3】(26-27 高二上·北京朝阳·阶段检测)已知N₂、O₂、F₂分子的结构，下列说法中正确的是 A．N₂分子中σ键与π键数目之比为1∶2 B．O₂分子中含有2个σ键和1个π键 C．F₂分子中p-p σ键的电子云呈"肩并肩"重叠 D．双原子分子中σ键均由p轨道重叠形成 ▌题型02 共价键的极性与非极性 1. ：由 形成的共价键，共用电子对不偏向任何一方，如 H—H、Cl—Cl、O=O 中的键。 2. ：由 形成的共价键，共用电子对偏向 的一方，如 H—Cl、H—O 键。 3.判断依据：成键原子的 。差值越大，键的极性越强； 键无极性。 4.键的极性与分子极性的关系：只含非极性键的分子一般为 （如 H₂、Cl₂、P₄）；含极性键的分子可能极性也可能非极性，取决于分子的 。 【典例02】(25-26 高二上·北京西城·期末)下列关于共价键极性的说法不正确的是 A．由同种非金属原子形成的共价键是非极性键 B．由不同种非金属原子形成的共价键是极性键 C．极性键中共用电子对偏向电负性较大的一方 D．H—Cl 和 Cl—Cl 都属于极性共价键 【变式2-1】(26-27 高二上·北京东城·阶段检测)下列物质中，既含有极性键又含有非极性键的是 A．H₂O B．CO₂ C．H₂O₂ D．NaCl 【变式2-2】(25-26 高二上·北京通州·期末)下列分子中，所有共价键均为非极性键的是 A．P₄ B．NH₃ C．H₂O D．CH₄ 【变式2-3】(26-27 高二上·北京海淀·阶段检测)已知电负性：H(2.1)、C(2.5)、N(3.0)、O(3.5)、F(4.0)，下列共价键极性最强的是 A．H—C B．H—N C．H—O D．H—F ▌题型03 键参数（键能、键长、键角）与物质性质 1. ：气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量。键能越 ，化学键越牢固，分子越 。 2. ：形成共价键的两原子核间的平均距离。键长越 ，键能一般越 ，键越牢固。 3. ：分子中两个共价键之间的夹角，决定分子的 。如 H₂O 键角约 104.5°，NH₃ 约 107°，CO₂ 180°，CH₄ 109°28′。 4.反应热与键能：ΔH = 。断键吸热，成键放热。 【典例03】(25-26 高二上·北京西城·期末)下列关于键能、键长和键角的说法不正确的是 A．键能越大，共价键越牢固，分子越稳定 B．键长越短，键能一般越大 C．键角是描述分子空间结构的重要参数 D．相同元素的原子间形成的共价键键长一定相同 【变式3-1】(26-27 高二上·北京海淀·阶段检测)已知键能：N≡N 946 kJ·mol⁻¹，H—H 436 kJ·mol⁻¹，N—H 391 kJ·mol⁻¹。则反应 N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g) 的 ΔH 约为 A．+92 kJ·mol⁻¹ B．−92 kJ·mol⁻¹ C．+46 kJ·mol⁻¹ D．−46 kJ·mol⁻¹ 【变式3-2】(25-26 高二上·北京朝阳·期末)下列分子的键角由大到小排列正确的是 A．CO₂ > CH₄ > NH₃ > H₂O B．H₂O > NH₃ > CH₄ > CO₂ C．CH₄ > CO₂ > NH₃ > H₂O D．CO₂ > H₂O > NH₃ > CH₄ 【变式3-3】(26-27 高二上·北京东城·阶段检测)下列有关键长与键能关系的叙述正确的是 A．键长越长，键能越大，键越牢固 B．键长越短，键能越大，键越牢固 C．键长与键能无关 D．单键键长一定小于双键键长 ▌题型04 等电子原理与等电子体 1. ：原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征和空间结构。 2.常见等电子体：二原子10电子（ ，直线形）；三原子16电子（ ，直线形）；三原子18电子（ ，V形）；四原子24电子（ ，平面三角形）；五原子32电子（ ，正四面体）。 3.应用：根据等电子体推测分子的 。 【典例04】(25-26 高二上·北京西城·期末)与 CO₂ 互为等电子体的是 A．SO₂ B．N₂O C．O₃ D．H₂O 【变式4-1】(26-27 高二上·北京东城·阶段检测)下列粒子中，与 CH₄ 互为等电子体的是 A．NH₄⁺ B．NH₃ C．H₂O D．CCl₄ 【变式4-2】(25-26 高二上·北京海淀·期末)已知 N₂ 与 CO 互为等电子体，下列说法正确的是 A．N₂ 和 CO 的空间结构不同 B．N₂ 和 CO 的化学键类型不同 C．N₂ 和 CO 均含1个σ键和2个π键 D．N₂ 和 CO 的极性相同 【变式4-3】(26-27 高二上·北京朝阳·阶段检测)下列粒子中，与 SO₂ 互为等电子体的是 A．CO₂ B．O₃ C．NO₂ D．SO₃ ▌题型05 共价键与分子极性（综合） 1. ：正电中心与负电中心 ，如 H₂、Cl₂、CO₂、CH₄、BF₃、P₄、CCl₄。 2. ：正电中心与负电中心 ，如 H₂O、NH₃、HCl、SO₂、H₂O₂、CH₃Cl。 3.判断方法：① 只含非极性键的双原子分子一般为 ；② 含极性键的分子，若 （如直线形 CO₂、正四面体 CH₄）、键的极性抵消，则为非极性分子；若 （如 V 形 H₂O、三角锥 NH₃），则为极性分子。 易错：含极性键的分子 为极性分子（如 CO₂、CH₄ 为非极性）， 是关键。 【典例05】(25-26 高二上·北京西城·期末)下列关于分子极性的说法正确的是 A．含有极性键的分子一定是极性分子 B．非极性分子中一定只含非极性键 C．CO₂ 和 H₂O 都是含极性键的非极性分子 D．只含非极性键的双原子分子一定是非极性分子 【变式5-1】(26-27 高二上·北京海淀·阶段检测)下列分子属于极性分子的是 A．CO₂ B．CH₄ C．BF₃ D．NH₃ 【变式5-2】(25-26 高二上·北京东城·期末)下列各组物质中，都是由极性键构成的非极性分子的是 A．CH₄ 和 CCl₄ B．H₂O 和 NH₃ C．CO₂ 和 HCl D．Cl₂ 和 N₂ 【变式5-3】(26-27 高二上·北京朝阳·阶段检测)已知分子的空间结构，下列分子中非极性分子的是 A．H₂O（V形） B．NH₃（三角锥形） C．SO₂（V形） D．CCl₄（正四面体） 7 学科网（北京）股份有限公司 $