高中化学第2章分子结构与性质第1节共价键练习含解析 人教版选修

高中化学第2章分子结构与性质第1节共价键练习含解析 人教版选修

第一节　共价键 ‎1．下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是(　　)‎ A．H2　　　　　　　　　 B．HCl C．Cl2 D．N2‎ 解析：选B　H2是ss σ键，Cl2、N2都是pp σ键。‎ ‎2．下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．σ键比π键的重叠程度大，形成的共价键强度大 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D．N2分子中有一个σ键、2个π键 解析：选C　本题考查的是σ键、π键的区别与联系。从原子轨道重叠程度看，π键轨道的重叠程度比σ键轨道的重叠程度小，故π键的稳定性弱于σ键；在多数单质分子中存在σ键(如Cl2、H2)、π键(如N2中存在σ键和π键)，但稀有气体为单原子分子，不存在化学键。‎ ‎3．N—H键键能的含义是(　　)‎ A．由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B．把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量 C．拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量 D．形成约1个N—H键所放出的能量 解析：选C　N—H键的键能是指形成1 mol N—H键放出的能量或拆开1 mol N—H键吸收的能量，不是形成1个N—H键释放的能量。1 mol NH3分子中含有3 mol N—H键，拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3中的全部共价键，吸收或放出的能量应是N—H键键能的3倍。‎ ‎4．已知通常分子中所含的键能越大，分子越稳定。参考下表中化学键的键能数据，判断下列分子中，受热时最不稳定的是(　　)‎ 化学键 H—H H—Cl H—Br H—I 键能/(kJ·mol－1)‎ ‎436.0‎ ‎431.8‎ ‎366‎ ‎298.7‎ A.氢气 B．氯化氢 C．溴化氢 D．碘化氢 解析：选D　H—I键的键能最小，分子最不稳定。‎ ‎5．下列各组物质化学性质不相似的是(　　)‎ A．HF和H2O B．NH3和PH3‎ C．CO和N2 D．H3O＋和NH3‎ 6‎ 解析：选A　NH3和PH3、CO和N2、H3O＋和NH3都是等电子体，化学性质相似。‎ ‎6．已知具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构，这一原理称为“等电子原理”。根据等电子原理，下列各组粒子结构不相似的是(　　)‎ A．BCl3和PH3 B．NH和CH4‎ C．NO和CO D．CO2和N2O 解析：选A　BCl3的价电子数为3＋7×3＝24，PH3的价电子数为5＋1×3＝8，二者含有相同原子数和不同价电子数，不是等电子体，结构不相似；NH的价电子数为5＋1×4－1＝8，CH4的价电子数为4＋1×4＝8，二者含有相同原子数和相同价电子数，是等电子体，结构相似；NO的价电子数为5＋6×3＋1＝24，CO的价电子数为4＋6×3＋2＝24，二者含有相同原子数和相同价电子数，是等电子体，结构相似；CO2的价电子数为4＋6×2＝16，N2O的价电子数为5×2＋6＝16，二者含有相同原子数和相同价电子数，为等电子体，结构相似。‎ ‎7．在下列分子中：①HF　②Br2　③H2O　④N2　⑤CO2⑥H2　⑦H2O2　⑧HCN 分子中只有σ键的是________，分子中含有π键的是____________________，分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是________，分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成σ键的是________，分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________，分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。‎ 解析：本题是对共价键与分子结构的关系进行判断。‎ 答案：①②③⑥⑦　④⑤⑧　②④⑤　⑥　①③⑦⑧　②④⑤⑦⑧‎ ‎8．(1)(2018·全国卷Ⅰ)LiAlH4中存在________(填标号)。‎ A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键 ‎(2)(2017·全国卷Ⅱ)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如下图所示。R中阴离子N中的σ键总数为____个。分子中的大π键可用符号П表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为П)，则N中的大π键应表示为______。‎ 6‎ ‎(3)(2017·全国卷Ⅲ)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在____。‎ ‎(4)(2016·全国卷Ⅰ)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是____________________________。‎ ‎(5)(2016·全国卷Ⅱ)在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为______________，提供孤电子对的成键原子是__________。‎ 解析：(1)LiAlH4是离子化合物，存在离子键，H和Al间形成的是共价单键，为σ键。‎ ‎(2)从图示可以看出：阴离子N呈五元环状结构，其含有的σ键总数为5个；N中参与形成大π键的电子数为6，故可将其中的大π键表示为П。‎ ‎(3)Mn(NO3)2是离子化合物，存在离子键；此外在NO中，3个O原子和中心原子N之间还形成一个4中心6电子的大π键(Π键)，所以Mn(NO3)2中的化学键有σ键、π键和离子键。‎ ‎(4)见答案。‎ ‎(5)[Ni(NH3)6]2＋为配离子，Ni2＋与NH3之间形成的化学键为配位键。配体NH3中提供孤电子对的为N。‎ 答案：(1)AB　(2)5　П　(3)离子键和π键(Π键)‎ ‎(4)Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键 ‎(5)配位键　N ‎9．对σ键的认识不正确的是(　　)‎ A．σ键不属于共价键，是另一种化学键 B．ss σ键与sp σ键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键 D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同 解析：选A　A项，σ键属于共价键；B项，ss σ键与sp σ键都属于σ键，对称性相同；D项，π键容易断裂，而σ键不易断裂，所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同。‎ ‎10．下列说法正确的是(　　)‎ A．π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的 6‎ B．σ键是镜像对称，而π键是轴对称 C．乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含有σ键和π键 D．H2分子中含σ键，而Cl2分子中除σ键外还含有π键 解析：选C　原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键；σ键是轴对称，而π键是镜像对称；分子中所有的单键都是σ键，双键和三键中均含σ键和π键。‎ ‎11．下列说法中正确的是(　　)‎ A．双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定 B．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定 C．双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定 D．在双键中，σ键的键能要小于π键 解析：选A　在双原子分子中没有键角，故C错误；当其键能越大，键长越短时，分子越稳定，故A正确，B错误；D项中σ键的重叠程度要大于π键，故σ键的键能大于π键。‎ ‎12．下列说法中正确的是(　　)‎ A．分子的结构是由键角决定的 B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定 C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等 D．H2O分子中两个O—H键的键角为180°‎ 解析：选B　键长和键能决定共价键的稳定性，键长和键角决定分子的立体构型，故A项错误，B项正确；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X键的键长不相等，C项错误；H2O分子中的键角为105°，故D项错误。‎ ‎13．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是(　　)‎ A．N2分子与CO分子中都含有三键 B．CO分子与N2分子中的π键并不完全相同 C．N2与CO互为等电子体 D．N2与CO的化学性质相同 解析：选D　从题图可以看出，N2分子与CO分子中均含有一个σ键和两个π键，所以二者都含有三键，A项正确；N2分子中的π键是由每个氮原子各提供两个p电子以“肩并肩”方式形成的，而CO分子中的一个π键是由氧原子单方面提供电子对形成的，B项正确；N2与CO的原子总数和价电子总数均相同，互为等电子体，二者化学性质相似，但并不完全相同，C项正确，D项错误。‎ 6‎ ‎14．B3N3H6与C6H6是等电子体，则下列说法不正确的是(　　)‎ A．B3N3H6能发生加成反应和取代反应 B．B3N3H6具有碱性 C．B3N3H6各原子在同一平面上 D．B3N3H6不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 解析：选B　苯所有原子都在同一平面上，能发生加成反应和取代反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不具有碱性，而B3N3H6具有相似的性质，故B错误。‎ ‎15．某些共价键的键能数据如下表(单位：kJ·mol－1)：‎ 共价键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—I I—I N≡N H—O H—N 键能 ‎436‎ ‎243‎ ‎193‎ ‎432‎ ‎298‎ ‎151‎ ‎946‎ ‎463‎ ‎393‎ ‎(1)把1 mol Cl2分解为气态原子时，需要________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。‎ ‎(2)由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是________，最不稳定的是________；形成的化合物分子中最稳定的是________。‎ ‎(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝________。‎ 解析：(1)键能是指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，新键形成释放能量，则旧键断裂必然吸收能量，根据能量守恒定律断开1 mol Cl—Cl键吸收的能量等于形成1 mol Cl—Cl键释放的能量。‎ ‎(2)键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，化学性质越稳定，因此最稳定的单质为N2，最不稳定的单质是I2，最稳定的化合物是H2O，最不稳定的化合物是HI。‎ ‎(3)ΔH＝E(反应物键能之和)－E(生成物键能之和)＝(436＋243－2×432)kJ·mol－1＝－185 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)吸收　243　(2)N2　I2　H2O　‎ ‎(3)－185 kJ·mol－1‎ ‎16．氮可以形成多种离子，如NO、NH、N、NH、N2H、N2H等，已知N2H与N2H是由中性分子结合质子形成的，类似于NH，因此有类似于NH的性质。‎ ‎(1)写出N2H与碱溶液反应的离子方程式___________________。‎ ‎(2)NH的电子式为________。‎ ‎(3)N有________个电子。‎ ‎(4)写出与N是等电子体的物质的化学式________(两种)。‎ ‎(5)据报道，美国科学家卡尔·克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N‎5”‎的物质，由于其具有极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。迄今为止，人们对它的结构尚不清楚，只知道“N‎5”‎ 6‎ 实际上是带正电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排成V形。如果5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个N≡N，则“N‎5”‎分子碎片所带电荷是______________。‎ 解析：(1)由题给信息可知，N2H是由N2H4与两个H＋结合而形成的，所以它与碱反应时的物质的量之比为1∶2。(2)NH中氮原子最外层5个电子中的2个电子与2个氢原子形成共价键，氮再得到1个电子达到相对稳定结构。(3)N是由3个氮原子结合后再得到1个电子而形成的，所以应该有22个电子。(4)与N是等电子体的物质应该也是由3个原子组成，且最外层电子总数为16的粒子，有N2O、CO2等。(5)由“N5”中含有2个N≡N，可得在中间还有一个氮原子，此氮原子与N≡N一端的氮原子形成一个配位键，同样与另一个N≡N一端的氮原子形成一个配位键，这样可得形成氮氮三键的4个氮原子都达到8电子的稳定结构，此时中间的氮原子最外层就有9个电子，很不稳定，会失去1个电子而达到8电子的稳定结构，所以可得“N5”应该是带有一个单位的正电荷。‎ 答案：(1)N2H＋2OH－===N2H4＋2H2O ‎(2)　(3)22　(4)N2O、CO2(其他合理答案也可)　(5)一个单位的正电荷 6‎