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第2章 分子结构与性质
2.1 共价键
一．选择题（共12小题）
1．原子轨道在两核间以“肩并肩”方式重叠的键是
A．σ键 B．π键 C．氢键 D．离子键
【答案】B
【解析】A. σ键是原子轨道在两核间以“头碰头”方式重叠的键，故A不选；
B. π键是原子轨道在两核间以“肩并肩”方式重叠的键，故B选；
C.氢键是已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力，不属于化学
键，故C不选；D. σ键和π键是共价键的分类，故D不选。故选B。
2．下列说法不正确的是( )
A．π键是原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠而形成的
B．2个原子形成的多重共价键中，只能有一个是σ键，而π键可以是一个或多个
C．s电子与s电子间形成的键是σ键，p电子与p电子间形成的键是π键
D．共价键一定有原子轨道的重叠
【答案】C
【解析】A．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。故A正确；
B．σ键是头碰头形成的，两个原子之间能形成一个，原子轨道杂化的对成性很高，一个方向上只可能有一个杂
化轨道，所以最多有一个，故B正确；
C．当pp电子云头碰头重叠时，形成σ键；肩并肩重叠时，形成π键，故C错误；
D．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，所以共价键一定有原子轨道的重叠，故D正确。故选C。
3．下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是
A B C D
H HCl Cl ClF
2 2
两个氢原子的 氢原子的s轨道和氯 一个氯原子的s轨道和另一 氯原子的p轨道和氟原
s轨道重叠 原子的p轨道重叠 个氯原子的p轨道重叠 子的p轨道重叠
【答案】C
【解析】
A、氢气全部是s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的，选项A正确；B、氯化氢中氢原子提供s轨道电子，氯原子提供p轨道电子，选项B正确；C、氯气全部是p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的，选项C不正
确；D、ClF全部是p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的，选项D正确。故选C。
4．下列说法中不正确的是( )
A．双键、叁键都有π键
B．成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固
C．因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定
D．所有原子轨道在空间都有自己的方向性
【答案】D
【解析】
A. 双键中有1个π键、叁键中有2个π键，故A正确；
B. 成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固，故B正确；
C.在共价键的形成过程中一个原子含有几个未成对电子，通常就能与其他原子的未成对电子配对形成共价键，
每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，所以与其配对的原子个数也一定，这是共价键的饱和性，故
C正确；D. S轨道呈球形，没有方向性，故D错误；故选D。
5．下列说法不正确的是（ ）
A．双键、叁键都含有π键
B．成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固
C．因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定
D．每一个原子轨道在空间都具有自己的方向性
【答案】D
【解析】A．双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，所以双键中一定有一个σ键、一个π键，三键中一定
有一个σ键、两个π键，故A正确；
B．成键原子间原子轨道重叠越多，成键原子间的距离越小，则键长越短，键越牢固，故B正确；
C．每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此在共建键的形成过程中一个原子含有几个未成对电
子，通常就能与其他原子的未成对电子配对形成共价键，所以与其配对的原子个数也一定，这是共价键的饱和
性，故C正确；
D．s轨道的形状是球形对称的，它无方向性，故D错误；故选D。
6．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
B．H 分子中的σ键是s-s σ键，HClO分子中的σ键都是p-p σ键
2
C．C H 分子和NH 中都是含有5个σ键
2 4 2 4
D．σ键以“头碰头”方式重叠，π键以“肩并肩”方式重叠
【答案】B
【详解】A．σ键是电子云以“头碰头”方式重叠，可以绕键轴旋转，π键是电子云以“肩并肩”方式重叠，不能绕键轴
旋转，A正确；
B．HClO分子的结构式为H-O-Cl，H、Oσ键是s-p σ键，O、Clσ键是p-p σ键，B不正确；
C．C H 结构式为 ，NH 结构式为 ，都含有5个σ键，C正确；
2 4 2 4
D．σ键以“头碰头”方式重叠，重叠程度大，键牢固，π键以“肩并肩”方式重叠，重叠程度小，键易断裂，
D正确；故选B。
7．下列叙述中正确的是( )
A．两个原子间形成的共价键键能越大,键长越短,键越牢固
B．两个原子半径之和就是所形成的共价键键长
C．两个原子间键长越长,键越牢固
D．键的强度与键长无关
【答案】A
【详解】
A．共价键的键长越短，电子云重合程度越大，结合越牢固，键能越大，A正确；
B．两个成键原子的原子核之间的平均距离叫做键长，B错误；
C．由A选项的解析可知，键长越短，键越牢固，C错误；
D．由A选项的解析可知，键的强度与键长有关，D错误；故选A。
8．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是
A．键角是描述分子立体结构的重要参数 B． 键长是形成共价键的两原子间的核间距
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
【解析】试题分析：C、键长越长，作用力越松，键能越小，化合物越不稳定，故错。故选C。
9．根据键的成键特征，可判断出C=C键的键能与C-C键的键能的大小关系为（ ）
A．C=C键的键能等于C-C键键能的两倍
B．C=C键的键能大于C-C键键能的两倍
C．C=C键的键能小于C-C键键能的两倍
D．无法确定
【答案】C
【详解】已知C=C中含有1个σ键和1个π键，C-C中只含有1个σ键，而且π键不稳定键能比σ键小，所以
C=C的键能比C-C键能大，但比C-C键能的2倍要小，故选C。
10．从实验测得不同物质中O—O之间的键长和键能数据(如下表)。其中X、Y的键能数据尚未测定，但可根据
规律性推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律性是( )O—O键
O2- O- O O+
2 2 2 2
数据
键长/10－12m 149 128 121 112
键能/kJ·mol－1 X Y Z＝494 W＝628
A．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，键能越大
D．成键时电子对越偏移，键能越大
【答案】B
【解析】
利用题中提供的信息，去伪存真找到正确的规律，是学习中应着力训练的能力。电子数由多到少的顺序为：
O>O>O>O，键能大小顺序为W>Z>Y>X，A错误；对于这些微粒在成键时所用电子情况，题中无信息，已有
2
的知识中也没有，说明这不是本题考查的知识点，故C错误；这些微粒都是O原子成键，无电子对偏移，D是
错误的。
11．下列有关键角与分子空间构型的说法不正确的是( )
A．键角为180°的分子，空间构型是直线形
B．键角为120°的分子，空间构型是平面三角形
C．键角为109.5°的分子，空间构型是正四面体形
D．键角为90°～109.5°之间的分子，空间构型可能是V形
【答案】B
【解析】A、键角为180°的分子，空间构型是直线形，例如二氧化碳等，A正确；B、乙烯分子的键角为
120°，但它的空间构型并不是平面三角形，B错误；C、键角为109.5°的分子，空间构型是正四面体形，C正确；
D、键角为90°～109.5°之间的分子，空间构型可能是V形，例如水等，D正确，
故选B。
12．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是：
A．键角的大小与键长、键能的大小无关
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．键角是描述分子立体结构的重要参数
【答案】C
【解析】
考查共价键的键参数。键长、键能和键角都是描述共价键的重要参数，键能越大，键长越短，共价化合物越稳
定，所以选项C不正确，其余选项都是正确的，故选C。二、填空题
13．氮原子核外电子排布式为______________，有3个未成对电子，当结合成分子时， _________轨道
“________”方式重叠，______________________轨道“__________”方式重叠，我们把原子轨道间沿核间连线
方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键叫σ键；原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共
价键叫π键。所以在N 分子中有______个σ键和______个π键。结构式为______________，电子式为
2
____________。
【答案】1s22s22p3 p p 头碰头 pp 和pp 肩并肩 一 两 N≡N N⋮⋮N
x x y y z z
【解析】
依据核外电子的排布规律书写电子排布式，根据氮原子核外电子排布特点，去分析轨道重叠方式，把握好σ键、
π键的形成特点，依据核外电子排布特点书写氮气的结构三式和电子式。
氮元素的原子序数为7，故氮原子核外电子排布式为1s22s22p3，氮原子有三个未成对电子，
当两个氮原子结合成氮分子时，两个氮原子的p 轨道沿X轴方向“头碰头”的方式发生重叠，而pp 和 pp
x y y z z
相互平行以“肩并肩”的方式发生重叠；原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫σ
键，原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。氮分子中含有一个σ键、两个π
键，氮分子的结构式为：N≡N，电子式为： N⋮⋮N 。
14．下表是某些共价键的键能(kJ/mol)：
键 键能 键 键能 键 键能 键 键能
H—H 436 Cl—Cl 243 H—Cl 432 H—O 463
S=S 255 H—S 339 C—F 427 C—O 351
C—Cl 330 C—I 218 H—F 568
(1)由表中数据能否得出这样的结论：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”)。非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。_______(填“能”或“不能”)。
(2)能否从这些数据中找出一些规律，请写出一条：___________________________________。
(3)试预测C—Br键的键能范围：__________Cl，且硫元素的非金属性较氯元素的非金属性弱，但S=S的键能大于Cl—
Cl的键能，所以不能说半径越小的原子形成的共价键越牢固也不能说非金属性越强的原子形成的共价键越牢固；(2)通过表格数据可知：卤族元素与C元素形成的化合物分子C—X中，卤素原子半径越小，形成的共价键就越
强。即规律为同主族元素与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键越强；
(3)卤素原子与C原子形成共价键，由于卤素原子半径大小关系为：Cl
