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2021-2022 学年高二化学重难点专题突破
模块二 分子结构与性质
专题 04 共价键模型
一、选择题
1.下列物质中只含有共价键的是( )
A.NaOH B.HBr C.MgO D.He
【答案】选B。
【解析】NaOH中存在共价键和离子键,故A不选;HBr中H与Br之间只存在共价键,故B选;MgO中只存在
离子键,故C不选;He是单原子分子,分子中不存在共价键,故D不选。
2.分子中只含有s-p σ键的是 ( )
A.H 与Cl B.C H 与C H
2 2 2 6 2 4
C.CH 与NH D.Cl 与N
4 3 2 2
【答案】选C。
【解析】C项中存在的都是H的s轨道与C、N的p轨道形成的σ键;B项的C H 中还有π键;A项中虽然都
2 4
是σ键,但氢分子是s-s σ键,氯分子是p-p σ键;D项中N 中除有p-p σ键外,还有p-p π键。
2
3.共价键是有饱和性和方向性的,下列关于共价键这两个特征的叙述中不正确的是 ( )
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C.共价键的方向性决定了分子的组成
D.共价键的强弱与原子轨道的重叠程度有关
【答案】选C。
【解析】共价键的方向性与原子轨道的伸展方向有关,决定了分子的构型。
4.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A.稳定性CH 大于SiH
4 4
B.稀有气体化学性质一般很稳定
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D.N元素的电负性较大,但N 的化学性质很稳定
2
【答案】选B。
【解析】本题主要考查键参数的应用。由于N 分子中存在三键,键能很大,破坏共价键需要很大的能量,所以
2N 的化学性质很稳定;稀有气体都为单原子分子,分子内部没有化学键;卤族元素氢化物的稳定性减弱,这与H
2
—X键能逐渐减弱有关;由于H—C的键能大于H—Si,所以稳定性:CH >SiH 。
4 4
5.下列物质中,σ键数目与π键数目之比为1∶1的是 ( )
A.N B.CS C.HCHO D.HO
2 2 2 2
【答案】选B。
【解析】含N≡N键,σ键数目与π键数目之比为1∶2,故A不选;含2个C＝S键,σ键数目与π键数目之比为
1∶1,故B选;含2个C—H键、1个C＝O键,σ键数目与π键数目之比为3∶1,故C不选;含2个H—O、1个
O—O键,只含σ键,故D不选。
6.下列化合物分子中一定既含σ键又含π键的是 ( )
A.双氧水 B.液氨 C.CH CH＝CH D.甲烷
3 2
【答案】选C。
【解析】共价键按成键方式分为σ键和π键,成键原子间原子轨道“头碰头”重叠形成σ键,原子轨道“肩并
肩”重叠形成π键。两个成键原子间有且仅有一个σ键,单键中均为σ键,双键中一个为σ键,一个为π键,三
键中一个为σ键,两个为π键,结合物质的结构式进行分析。A.双氧水的结构式为 ,分子中的共价
键均为单键,均为σ键,错误;B.液氨的结构式为 ,氮、氢之间均为单键,均为σ键,错误;C.CH CH＝
3
CH 的结构式为 ,分子中有8个σ键和1个π键,正确;D.甲烷的结构式为 ,碳、氢之
2
间均为单键,均为σ键,错误。
7.乙酸俗称醋酸,若加入氯化铁,生成产物为深红色并且会在酸化后消失,通过此颜色反应能鉴别乙酸。以下
有关醋酸的说法中正确的是 ( )
A.分子中所含的共价键全部都是单键
B.分子中的两个氧原子之间是非极性键
C.分子中碳原子间既含有σ键又含有π键
D.醋酸分子中既有极性键又有非极性键
【答案】选D。【解析】醋酸的结构式为 ,由此可以看出分子中含有极性键和非极性键,但在两个氧原子间
不存在化学键,碳原子间只存在σ键,碳原子与氧原子之间存在碳氧双键,既有σ键又有π键。
8.下面常见分子中含有共用电子对最多的是 ( )
【答案】选D。
【解析】A.Cl原子的最外层电子数为7,和1个电子形成共价键达到稳定结构,氯气中含有1个共用电子
对;B.N原子的最外层电子数为5,和3个电子形成共价键达到稳定结构,氨气中含有3个共用电子对;C.O原子
的最外层电子数为6,和2个电子形成共价键达到稳定结构,水分子中含有2个共用电子对;D.C原子的最外层
电子数为4,和4个电子形成共价键达到稳定结构,二氧化碳分子中含有4个共用电子对。
9.(双选)关于下列反应的有关说法正确的是(图中共有三种原子) ( )
A.反应过程中E中共价键断裂,G中共价键保持不变
B.E中存在非极性键
C.M分子有可能是HCl
D.是典型的取代反应
【答案】选CD。
【解析】此反应是取代反应,如甲烷和卤素单质:CH +X CHX +HX。A.G中共价键断裂,故错误;B.E中碳
4 2 3
氢键是极性共价键,故错误;C.根据上述分析,M可能是HCl,故正确;D.此反应是取代反应,故正确。
10.两个相同原子或基团在双键或环的同侧的为顺式异构体,两个相同原子或基团在双键或环的两侧的为反
式异构体。NF 存在顺式和反式两种同分异构体,据此事实,判断NF 分子中两个氮原子之间的键型组成为 (
2 2 2 2
)
A.仅有一个σ键 B.仅有一个π键
C.一个σ键,一个π键 D.两个σ键【答案】选C。
【解析】由于氟原子只能形成一个共价键,所以两个F原子一定在分子结构的两边,而N原子处于中间,N原
子要形成三个共价键,所以两个N原子除了与F原子形成一个共价键外,两个N原子之间还有两个共价键,一
个σ键和一个π键,结构类似于乙烯结构,是平面形的,F原子可以同时在双键的一侧,称为顺式,也可以在双键
的两侧,称为反式。
11.化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂,其结构简式如下,A能除去锅炉水中溶解的氧气,下列说法正确的
是 ( )
A.A分子中所有原子共平面
B.A分子中N的化合价为-3价
C.A分子中含有10个σ键和1个π键
D.1 mol A在足量O 中燃烧生成CO、N、HO的物质的量之比为1∶2∶3
2 2 2 2
【答案】选D。
【解析】结合NH 的分子结构可知A分子中所有原子不共平面,A项错误;A分子中N的化合价为-2价,B项
3
错误;A分子中有11个σ键、1个π键,C项错误;A的分子式为NHCO,1 mol该有机物在足量O 中燃烧生成
4 6 2
1 mol CO 、2 mol N 、3 mol H O,CO、N、HO的物质的量之比为1∶2∶3,D项正确。
2 2 2 2 2 2
12.由短周期前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化。X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是(
)
A.T转化为X的过程中,断裂和形成的共价键类型相同
B.等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为N
A
C.X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍
D.T分子中只含有极性键,X分子中既含有极性键又含有非极性键
【答案】选A。
【解析】由短周期前10号元素组成的物质T和X,由球棍模型可知,黑球为C,大白球为O,小白球为H,则T为
HCHO,X不稳定,易分解,则X为HCO,则Y为氧化剂,据此分析解答。T转化为X的过程中,断裂的是C—H
2 3键,形成的是C—O键和O—H键,断裂和形成的共价键类型相同,故A正确;HCHO、HCO 分子中都含有1个
2 3
C O,因此等物质的量的HCHO、HCO 分子中含有π键的数目相等,但物质的量未定,含有π键的数目不一
2 3
定为N ,故B错误;X分子中含有的σ键个数为5,T分子中含有的σ键个数为3,不是2倍的关系,故C错误;X
A
为HCO,只含有极性键,故D错误。
2 3
13.在抗击新冠病毒肺炎中瑞德西韦是主要药物之瑞德西韦的结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.瑞德西韦中N、O、P元素的电负性:N>O>P
B.瑞德西韦中的N-H键的键能大于O-H键的键能
C.瑞德西韦中所有N都为sp3杂化
D.瑞德西韦结构中存在σ键、π键和大π键
答案：D
解析：A.一般情况下非金属性越强,电负性越强,所以电负性:O>N>P,故A错误B.O原子半径小于N原子半径,
电负性强于N,所以O-H键的能大于N-H键键能,故B错误;C.形成N=C键的N原子为sp2杂化,形成C≡N键
的N原子为sp杂化,故C错误;D.该分子中单键均为σ键、双键和三键中含有π健、苯环中含有大π键,故D
正确;故答案为D.
二、非选择题
14.(1)石墨烯是一种零距离半导体,而且有非常好的热传导性能,是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结
构示意图如下),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)已知几种常见化学键的键能如下表:
化学键 Si—O H—O O O Si—Si Si—C键能/kJ·mol-1 368 467 498 226 x
请回答下列问题:
①比较Si—Si键与Si—C键的键能大小:x________(填“>”“<”或“=”)226 kJ·mol-1。
②H 被誉为21世纪人类最理想的燃料,而更有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。
2
已知1 mol 单质硅含有2 mol Si—Si键,1 mol SiO 含
2
4 mol Si—O键,试计算:1 mol Si完全燃烧放出的热量约为______________。
【解析】(1)由题意知石墨烯中只存在 C—C键,属于非极性键。根据石墨烯的结构,可知石墨烯中键角为
120°。
(2)①Si—Si键的键长比Si—C键的键长长,键能小。②硅燃烧的化学方程式为Si+O SiO,1 mol Si完全燃
2 2
烧放出的热量约为368 kJ·mol-1×4 mol-498 kJ·
mol-1×1 mol-226 kJ·mol-1×2 mol=522 kJ。
答案:(1)①非极性 ②120° (2)①> ②522 kJ
15.有三种物质AC 、B C 、AD ,元素A的一种单质号称“宝石之王”,是世界上公认的最珍贵的宝石,也是
2 2 2 4
最受人们喜爱的宝石之一;元素B的单质能在元素C的气态单质中剧烈燃烧,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体
B C ;元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同。
2 2
请回答下列问题:
(1)元素A、B、C、D的名称分别是____________、____________、____________、____________。
(2)AD 分子中含有的共价键类型为____________(填“σ键”或“π键”)。
4
(3)元素 D 的负一价阴离子的电子排布式为____________,B C 的电子式为____________,属于
2 2
____________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
【解析】元素A在自然界中形成的物质种类最多,则元素A是碳;淡黄色固体B C 是NaO,即元素B为钠,元
2 2 2 2
素C为氧;元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同,则元素D为氯。
答案:(1)碳 钠 氧 氯 (2)σ键 (3)1s22s22p63s23p6 离子化合物
16.材料一:过氧化氢(H O)又叫双氧水,其水溶液可用于制备工业上的漂白剂、特殊环境里燃料燃烧的助燃
2 2
剂、医疗上的消毒剂、实验室里的制氧剂等。
材料二:过氧化钠(Na O)可用于制备工业上的漂白剂、实验室里的制氧剂、呼吸面具或潜水艇中的制氧剂等。
2 2
过氧原子团由2个氧原子共用1对电子形成。
(1)写出HO 的电子式:____________________。
2 2
(2)①HO、HO 中化学键的不同点是_________________。
2 2 2
②NaO 中含有的化学键是_________________。
2 2③HO 的化合物类型是 _______________(填“共价化合物”或“离子化合物”)。
2 2
(3)分别写出HO、NaO 作供氧剂的化学方程式:
2 2 2 2
HO:_______________________________________________,
2 2
NaO:_______________________________________________。
2 2
【解析】HO 与NaO 中都含有过氧原子团。题中告知过氧原子团由2个氧原子共用1对电子形成,又知H
2 2 2 2
的化合价为+1价,则H与O之间共用1对电子,这样就可以写出HO 的电子式。HO 是共价化合物,Na O 属
2 2 2 2 2 2
于离子化合物,既有离子键又有共价键。
答案:(1）
(2)①HO中没有非极性键,H O 中有非极性键
2 2 2
②离子键和共价键 ③共价化合物
(3)2H O 2HO+O↑
2 2 2 2
2NaO+2H O 4NaOH+O ↑
2 2 2 2
(或2NaO+2CO 2NaCO+O )
2 2 2 2 3 2
17.W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素,其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸
雨的主要物质,X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子,Z能形成砖红色的ZO和黑色的ZO两种氧化
2
物。
(1)W 中含有________个σ键和________个π键。W的气态氢化物稳定性比HO(g)____________(填“强”
2 2
或“弱”)。
(2)Y 的基态原子价电子轨道表示式是__________________,Y 的第一电离能比 X 的______________(填
“大”或“小”)。
(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是____________________。
【解析】W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质,且原子序数:Y>W,则W为氮元素、Y为硫元素;X的基态原
子核外有7个原子轨道填充了电子,则X原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,X为铝元素;Z能形成砖红
色的ZO和黑色的ZO两种氧化物,则Z为铜元素。
2
答案:(1)1 2 弱 (2) 大 (3)Cu+2H SO (浓) CuSO +SO↑+2H O
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