第3 讲 化学键
考点一 化学键与化合物类型
1.化学键的定义及分类
2.离子键、共价键的比较
离子键
共价键
成键
粒子
阴、阳离子
原子
成键
实质
阴、阳离子间的静电作用
共用电子对与成键原子间的静电作用
形成
条件
活泼金属与活泼非金属经电子
得失,形成离子键;铵根离子与
酸根离子之间形成离子键
同种元素原子之间形成
非极性共价键
不同种元素原子之间
形成极性共价键
形成的
物质
离子化合物
非金属单质;某些共价化
合物或离子化合物
共价化合物或某些离
子化合物
3.离子化合物和共价化合物
项目
离子化合物
共价化合物
定义
含有离子键的化合物
只含有共价键的化合物
构成微粒
阴、阳离子
原子
化学键
类型
一定含有离子键,可能含有共
价键
只含有共价键
小题对点过
有以下8 种物质:①Ne ②HCl ③P4
④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2
⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空:
(1)不存在化学键的是 。
(2)只存在极性共价键的是 。
(3)只存在非极性共价键的是 。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是 。
(5)只存在离子键的是 。
(6)既存在离子键又存在共价键的是 。
(7)属于离子化合物的是 。
(8)属于共价化合物的是 。
答案 (1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤ (6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧ (8)②④
4.化学键的符号表征——电子式
(1)定义:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价层电子)的式子。
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物,如NaCl:
。
②共价化合物,如HCl:H×+·Cl
‥
‥
︰
――
→
H ×
· Cl
‥
‥
︰。
小题对点过
写出下列微粒的电子式。
①原子:Na ,Cl 。
②简单离子:Na+ ,F- 。
③复杂离子:NH 4
+ ,
OH- 。
④离子化合物:
CaCl2 ,
Na2O 。
⑤含共价键的分子:N2 ,
H2O ,CO2 ,
HClO ,CCl4 ,
H2O2 ,NH3 。
答案 ①Na· ·Cl
‥
‥
︰ ②Na+ [︰F
‥
‥
︰]-
③[H ︰N
¿
¿
︰H]
+[︰O
‥
‥
︰H]
−
④[︰Cl
‥
‥
︰]-Ca2+[︰Cl
‥
‥
︰]-
Na+[︰O
‥
‥
︰]2-Na+ ⑤︰N︙︙N︰
H︰O
‥
‥
︰H O
‥
‥
︰︰C ︰︰O
‥
‥
H ︰O
‥
‥
︰Cl
‥
‥
︰
︰Cl
‥
‥
︰C
‥
‥
︰
︰Cl
‥ ︰
︰Cl
‥
︰
Cl
‥
‥
︰H ︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰H H ︰N
¿
‥
︰H
1.(2025·八省联考内蒙古卷)下列化学用语或表述正确的是( )
A.Na2O2电子式:Na+[︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰]2-Na+
B.209Bi 和210Bi:互为同素异形体
C.CH4的空间结构:正方形
D.基态Fe2+的价电子排布式:3d54s1
答案 A
解析 A.Na2O2 是由Na+和O2
2−构成的离子化合物,电子式为Na+[︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰]2-Na+,A 正确;B.209Bi 和
210Bi 的质子数相同,而中子数不同,属于同一种元素的不同的原子,互为同位素,B 错误;C.CH4的价层
电子对数为4+4−4×1
2
=4,其空间结构为正四面体,C 错误;D.Fe 为26 号元素,基态Fe 原子的价层电
子排布式为3d64s2,失去电子形成阳离子时,从最外层开始失,因此基态Fe2+的价电子排布式:3d6,D 错
误。
2.下列说法中错误的是 。
①在氯化镁中,镁离子和氯离子之间、两个氯离子之间存在着静电吸引作用
②CO2和H2O 反应的产物是离子化合物
③离子化合物中一定不含共价键
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤金属钠与水的反应中断裂的化学键包括离子键和共价键
⑥已知氯化铝为共价化合物,那么氯化铝只有在熔融状态下才能够导电
答案 ①②③④⑤⑥
解析 ①在氯化镁中,镁离子、氯离子之间存在着的静电作用包括静电吸引和静电排斥,①错误;
②CO2 和H2O 反应的产物是H2CO3,属于共价化合物,②错误;③离子化合物中可能含共价键,如
NH4Cl、NaOH,③错误;④由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如NH4Cl 是离子化合物,
④错误;⑤金属钠不含有离子键,水中含有共价键,反应中断裂的化学键包括共价键,不包括离子键,⑤
错误;⑥氯化铝为共价化合物,则氯化铝只有溶于水才能够电离出离子而导电,⑥错误。
3.判断下列电子式书写是否正确,并将错误的改正过来。
(1)氮气,N︙︙N ;
氨气,H︰N
¿ ︰H 。
(2)氯化钠,Na[︰Cl
‥
‥
︰] ;
HF,H+[︰F
‥
‥
︰]- 。
(3)过氧化氢,H︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰H ;
次氯酸,H︰Cl
‥
‥
︰O
‥
‥
︰ 。
(4)CaBr2,[︰Br
‥
‥
︰]-Ca2+[︰Br
‥
‥
︰]- ;
CaC2,Ca2+[︰C︙︙C︰]-2 。
答案 (1)×,︰N︙︙N︰ ×,H︰N
¿
‥
︰H
(2)×,Na+[︰Cl
‥
‥
︰]- ×,H︰F
‥
‥
︰
(3)√ ×,H︰O
‥
‥
︰Cl
‥
‥
︰
(4)√ ×,Ca2+[︰C︙︙C︰]2-
考点二 共价键及其参数
1.共价键的本质及特征
2.共价键的形成及分类
分类依据
类型
形成共价键的原
子轨道重叠方式
σ 键
电子云“头碰头”重叠
π 键
电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电
子对是否偏移
极性键
共用电子对发生偏移
非极性键
共用电子对不发生偏移
原子间共用电子
对的数目
单键
原子间有一对共用电子对
双键
原子间有两对共用电子对
三键
原子间有三对共用电子对
小题对点过
(1)下列说法错误的是 。
①在任何情况下,都是σ 键比π 键强度大
②σ 键能单独形成,而π 键不能单独形成
③σ 键可以绕键轴旋转,π 键不能绕键轴旋转
④碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3 倍和2 倍
(2)分析下列物质中含有哪些不同类型的共价键,在对应的空格处打“√”(σ 键、π 键需填写1 mol
该物质所含σ 键、π 键的物质的量)。
物质
极性键
非极
性键
σ 键
π 键
单键
双键
三键
N2
C2H4
SiO2
BF3
HCN
答案 (1)①④
(2)
物质
极性键
非极
性键
σ 键
π 键
单键
双键
三键
N2
√
1 mol
2 mol
√
C2H4
√
√
5 mol
1 mol
√
√
SiO2
√
4 mol
0
√
BF3
√
3 mol
0
√
HCN
√
2 mol
2 mol
√
√
3.键参数
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
(3)分子稳定性:键能越大,键长越短,分子越稳定。
小题对点过
硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示,简要分析
和解释下列有关事实:
化学键
C—C
C—H
C—O
键能/(kJ·mol-1)
347.7
413.4
351
化学键
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·mol-1)
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)SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是
。
答案 (1)C—C 和C—H 的键能较大,所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si 和Si—H 的键能较小,易
断裂,导致长链硅烷难以生成
(2)C—H 的键能大于C—O,C—H 比C—O 稳定。而Si—H 的键能却小于Si—O,所以Si—H 不稳定
而倾向于形成稳定性更强的Si—O
1.石灰氮(CaCN2)是一种氮肥,与土壤中的H2O 反应生成氰胺(H2N—C≡N),氰胺可进一步转化为尿素
[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是( )
A.H2O 的电子式为H+[︰O
‥
‥
︰]2-H+
B.1 个H2N—C≡N 分子中含3 个σ 键
C.H2N—C≡N 分子中σ 键与π 键的个数之比为2∶1
D.已知CO(NH2)2中含有C
O 键,1 个CO(NH2)2分子中含有2 个π 键
答案 C
解析 H2O 是共价化合物,电子式为H ·
×O
‥
‥
·
×H,A 错误;单键都是σ 键,三键中含有1 个σ 键,则1 个H2N
—C≡N 分子中含4 个σ 键,B 错误;1 个H2N—C≡N 分子中含4 个σ 键,2 个π 键,故σ 键与π 键的个数
之比为2∶1,C 正确;1 个CO(NH2)2分子中只有1 个双键,其余为单键,故1 个CO(NH2)2分子中含有1
个π 键,D 错误。
2.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是( )
A.键角是描述分子空间构型的重要参数
B.因为H—O 键的键能小于H—F 键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C.水分子可表示为H—O—H,分子中的键角为180°
D.H—O 键的键能为463 kJ·mol-1,即18 g H2O(g)分解成H2和O2时,消耗能量为2×463 kJ
答案 A
解析 H—O 键、H—F 键的键能依次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化学键越来
越稳定,O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,B 项错误;水分子呈V 形,键角为104.5°,C 项错误;D 项中H
—O 键的键能为463 kJ·mol-1,指的是断开1 mol H—O 键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的
能量为463 kJ,18 g H2O 即1 mol H2O(g)中含2 mol H—O 键,断开时需吸收2×463 kJ 的能量形成
气态氢原子和气态氧原子,D 项错误。
3.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于 (填“σ”或“π”)键,从化学键是否具有极性来看属
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 。
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
答案 (1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
1.(2024·江苏卷)下列有关反应描述正确的是( )
A.CH3CH2OH 催化氧化为CH3CHO,CH3CH2OH 断裂C—O 键
B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ 键和π 键
D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
答案 B
解析 CH3CH2OH 转化为CH3CHO 的过程中,断裂C—H、O—H 键,形成C==O 键,无C—O 键断裂,
A 错误;氯自由基对O3分解起催化作用,改变O3分解的历程,B 正确;丁烷中不存在π 键,C 错误;石墨
中碳原子为sp2杂化,金刚石中碳原子为sp3杂化,故D 错误。
2.(2024·甘肃卷)温度气体N2O 在催化剂作用下可分解为O2和N2,下列说法错误的是( )
A.相同条件下N2比O2稳定
B.N2O 与NO2
+的空间构型相同
C.N2O 中N—O 键比N—N 键更易断裂
D.N2O 中σ 键和大π 键的数目不相等
答案 D
解析 N2分子中存在键能较大的N≡N 键,故相同条件下N2比O2稳定,A 项正确;N2O、NO2
+均为CO2
的等电子体,故其空间构型相同,均为直线形分子,B 项正确;N2O 在催化剂作用下可分解为O2和N2,说
明N2O 中N—O 键比N—N 键更易断裂,C 项正确;N2O 的电子式为
,则σ 键和大π 键的数目
均为2,数目相等,D 项错误。
3.(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如
下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O 氢键
B.基态原子的第一电离能:C<N<O
C.基态原子未成对电子数:B<C<O<N
D.晶体中B、N 和O 原子轨道的杂化类型相同
答案 A
解析 A.由晶体结构图可知,[C(NH2)3]+中的—NH2的H 与[B(OCH3)4]-中的O 形成氢键,因此,该晶体
中存在N—H…O 氢键,A 说法正确;B.同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是第ⅡA 族、
ⅤA 族元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第
一电离能从小到大的顺序为C<O<N,B 说法不正确;C.B、C、O、N 的未成对电子数分别为1、2、
2、3,因此,基态原子未成对电子数B<C=O<N,C 说法不正确;D.[C(NH2)3]+为平面结构,则其中的C 和
N 原子轨道杂化类型均为sp2;[B(OCH3)4]-中B 与4 个O 形成了4 个σ 键,B 没有孤电子对,则B 原子
轨道杂化类型为sp3;[B(OCH3)4]-中O 分别与B 和C 形成了2 个σ 键,O 原子还有2 个孤电子对,则O
原子轨道的杂化类型为sp3;综上所述,晶体中B、O 和N 原子轨道的杂化类型不相同,D 说法不正确。
4.(2020·浙江7 月选考)(1)气态氢化物热稳定性HF 大于HCl 的主要原因是
。
(2)CaCN2是离子化合物,各原子均满足8 电子稳定结构,CaCN2的电子式是 。
答案 (1)原子半径:F<Cl,键能:F—H>Cl—H
(2)Ca2+[N
‥
‥
︰︰C ︰︰N
‥
‥
]2-
解析 (1)同一主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,即原子半径:F<Cl,原子半径越小,化学键的键
长越短,键能越大,气态氢化物热稳定性越大。
基础落实
选择题只有1 个选项符合题意
1.(2024·黑龙江牡丹江模拟)下列各组化合物中,化学键的类型相同的是( )
A.CaCl2和Na2S
B.Na2O 和Na2O2
C.CO2和NH4Cl
D.HCl 和NaOH
答案 A
解析 A 项,CaCl2和Na2S 中都只有离子键;B 项,Na2O 只有离子键,而Na2O2除有离子键外,还有非极
性共价键(过氧根离子中);C 项,CO2中只有共价键,NH4Cl 中既有离子键又有共价键;D 项,HCl 只有共
价键,而NaOH 中除有共价键(氢氧根离子中)外,还有离子键。
2.(2024·湖北荆州一模)化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是(
)
A.KOH 中既含有离子键也含有共价键,属于离子化合物
B.N2属于单质,不存在化学键
C.MgCl2中既含有离子键,又含有共价键
D.NH4Cl 中含有共价键,又全部由非金属元素组成,属于共价化合物
答案 A
解析 N2中存在共价键;MgCl2中只含有离子键;NH4Cl 中虽然含有共价键,又全部由非金属元素组成,
但也含有离子键,属于离子化合物。
3.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属K 与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知
该物质为离子化合物,具有良好的超导性能。下列有关分析正确的是( )
A.K3C60中只含有离子键
B.K3C60中既含有离子键又含有共价键
C.该晶体在熔融状态下不能导电
D.C60与12C 互为同素异形体
答案 B
解析 K3C60为离子化合物,则K3C60中一定含有离子键(K+与C60
3−之间),C60
3−中C 与C 之间还存在共价
键,A 项错误、B 项正确;K3C60为离子化合物,因此其在熔融状态下能电离出自由移动的离子,能导电,
C 项错误;C60为单质,12C 为原子,二者不互为同素异形体,D 项错误。
4.下列表达正确的是( )
A.HClO 的电子式为H∶Cl∶O∶
B.H2S 的电子式可表示为H+[∶S∶]H+
C.用电子式表示Na2O 的形成过程:2Na·+·O
‥
‥
·――→2Na+[︰O
‥
‥
︰]2-
D.BaCl2的电子式为[︰Cl
‥
‥
︰]-Ba2+[︰Cl
‥
‥
︰]-
答案 D
解析 HClO 分子中,氧原子分别与氢原子和氯原子形成共价键,电子式为H︰O
‥
‥
︰Cl
‥
‥
︰,故A 错误;
H2S 是共价化合物,电子式可表示为H︰S
‥
‥
︰H,故B 错误;用电子式表示Na2O 的形成过程时,2 个
Na+不能合并,正确的表达方式为
――→Na+[︰O
‥
‥
︰]2-Na+,故C 错误;BaCl2是离子化合
物,电子式为[︰Cl
‥
‥
︰]-Ba2+[︰Cl
‥
‥
︰]-,故D 正确。
5.下列关于σ 键和π 键的说法不正确的是( )
A.σ 键能单独形成,π 键不能单独形成
B.σ 键可以绕键轴旋转,π 键不能绕键轴旋转
C.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
D.CH3—CH3、CH2
CH2、CH≡CH 中的σ 键都是C—C 键,所以键能都相同
答案 D
解析 分子中可只含σ 键,但含π 键时一定含σ 键,则σ 键一般能单独形成,而π 键一般不能单独形成,
A 正确;σ 键为轴对称,π 键为镜面对称,则σ 键可以绕键轴旋转,π 键一定不能绕键轴旋转,B 正确;双键
中有一个σ 键,一个π 键,三键中有一个σ 键,两个π 键,C 正确;三种分子中分别含C—C、C
C、
C≡C 键和C—H 键,所以σ 键也包含C—H 键,且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同,D 错误。
6.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是( )
A.键能:C—N<C=N<C≡N
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>CO2
D.相同元素原子间形成的共价键键能:σ 键>π 键
答案 C
解析 C、N 原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A 正确;原子半径:I>Br>Cl,则键长:I
—I>Br—Br>Cl—Cl,B 正确;H2O 分子中键角是104.5°,CO2分子中键角是180°,C 错误;相同元素原子
之间形成的σ 键的键能通常比π 键的大,D 正确。
7.下列关于共价键的说法正确的是( )
A.H2O 和H2O2分子内的共价键均是s-pσ 键
B.N2分子内的共价键电子云形状均是镜面对称
C.H2、Cl2、HCl 分子内的σ 键均无方向性
D.共价化合物一定含σ 键,可能含π 键
答案 D
解析 A 项,H2O2分子内的共价键还有p-p σ 键,故A 错误;B 项,N2分子内的共价键包括σ 键和π 键,
所以其电子云形状既有镜面对称也有轴对称,故B 错误;C 项,H2、Cl2、HCl 分子内的σ 键均有方向
性,故C 错误;D 项,共价化合物一定含σ 键,可能含π 键,比如氢气只含σ 键,而氧气、氮气含有σ 键,也
含有π 键,故D 正确。
8.回答下列问题。
(1)X、Y 两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38 个电子,若XY2为常见元素形成的
离子化合物,其电子式为 ;若XY2为共价化合物,其结构式为 。
(2)现有a~g 7 种短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示,请据此回答下列问题:
①元素的原子间反应最容易形成离子键的是 (填字母,下同),容易形成共价键的是 。
A.c 和f
B.b 和g
C.d 和g
D.b 和e
②写出由a~g 7 种元素形成的,所有原子都满足最外层为8 电子结构的任意一种分子的分子式:
。
③a 与e 能形成化合物ea5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,其
电子式为 ,其中所含化学键类型为 ,该物质能与水剧烈反应生成两种气体,这两种
气体的化学式是 。
(3)氯化铝的物理性质非常特殊,如:氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×103 Pa),但在180 ℃就开始升华。
据此判断,氯化铝是 (填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明你的判断正确的实验
依据是 。
答案 (1)[︰F
‥
‥
︰]-Ca2+[︰F
‥
‥
︰]- S
C
S
(2)①B C ②CCl4(合理即可)
③[H︰N
¿
¿
︰H]+[︰H]- 极性共价键、离子键 NH3、H2
(3)共价化合物 氯化铝在熔融状态下不导电
解析 (1)X、Y 能形成XY2型化合物,若XY2为常见元素形成的离子化合物,X 显正二价,Y 显负一价,
又已知XY2中共有38 个电子,计算得:20+9+9=38,则XY2为氟化钙,其电子式为
[︰F
‥
‥
︰]-Ca2+[︰F
‥
‥
︰]-;若XY2为共价化合物时,则无金属,X 显正四价,Y 显负二价,6+16+16=38,可推出
XY2为二硫化碳,其结构式为:S
C
S。(2)a~g 7 种短周期元素依次为氢、钠、镁、碳、氮、磷、
氯。①金属性强和非金属性强的元素之间最容易形成离子键,钠是周期表中最左边的元素金属性强,
氯是最右边的元素非金属性强,所以是b、g 最容易形成离子键,选B;非金属元素之间容易形成共价
键,所以选C。②分子中所有原子都满足8 电子的物质有CCl4(或PCl3)等。③根据分析,a 为H,e 为
N,N 与H 能形成化合物NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,其
电子式为[H︰N
¿
¿
︰H]+[︰H]-;其中铵根离子中N 与H 之间是极性共价键,铵根与H-之间是离子键;该
物质能与水剧烈反应生成两种气体,反应的化学方程式为NH5===NH3↑+H2↑,这两种气体的化学式是
NH3和H2。(3)氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×103 Pa),但在180 ℃就开始升华,据此判断,氯化铝的熔
沸点不高,且氯化铝在熔融状态时不能导电,则氯化铝是共价化合物。
能力提升
9.活泼金属氢化物是火箭燃料的重要供氢剂,如氢化钠、氢化钙等。例如,氢化钙的供氢原理是
CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,下列有关分析中正确的是( )
A.氢化钙中含共价键,水分子中含有极性键
B.水分子和氢分子中都存在非极性共价键
C.氢氧化钙只存在离子键
D.该反应过程中断裂离子键和共价键,形成离子键和共价键
答案 D
解析 A 项,氢化钙是由Ca2+和H-构成的,不含共价键,A 错误;B 项,H2O 结构式为H—O—H,不存在
非极性共价键,B 错误;C 项,Ca(OH)2是由Ca2+和OH-构成,其中OH-含有O-H 极性共价键,C 错误;D 项,
该反应过程中,有离子键Ca2+和H-的断裂、Ca2+和OH-的形成,有共价键O-H 键断裂和H-H 键的形成,
D 正确。
10.下列常见分子中σ 键、π 键判断正确的是( )
A.C2
2−与O2
2+互为等电子体,1 mol O2
2+中含有的π 键数目为2NA
B.CO 与N2结构相似,CO 分子中σ 键与π 键数目之比为2∶1
C.CN-与N2结构相似,CH2
CHCN 分子中σ 键与π 键数目之比为1∶1
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4 mol N—H 键断裂,则形成的π 键数
目为6NA
答案 A
解析 C2
2−与O2
2+是等电子体,所以O2
2+中含有一个O≡O 键,因此1 mol O2
2+中含有π 键2NA个,故A 项
正确;CO 与N2结构相似,CO 中含有一个C≡O 键,分子中σ 键与π 键数目之比为1∶2,故B 项错误;
CN-与N2结构相似,CH2
CHCN 分子中含有一个C
C 键和一个C≡N 键,因此CH2
CHCN 分子中
含有6 个σ 键和3 个π 键,σ 键与π 键的数目之比为2∶1,故C 项错误;若该反应中有4 mol N—H 键
断裂,即1 mol N2H4参与反应,则生成1.5 mol 氮气,氮气中含有N≡N 键,形成π 键的数目是3NA,故D
项错误。
11.N2的分子结构可以表示为
,CO 的分子结构可以表示为
,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.N2分子与CO 分子中的π 键完全相同
C.N2与CO 键能不同
D.N2与CO 的化学性质不同
答案 B
解析 从题图可以看出,N2分子与CO 分子中均含有1 个σ 键和2 个π 键,所以二者都含有三键,A 项
正确;N2分子中的2 个π 键是由每个N 原子各提供2 个p 电子以“肩并肩”的方式重叠形成的,而
CO 分子中的2 个π 键,其中1 个π 键,成键电子完全由氧原子提供,B 项错误;由不同元素原子形成的
三键,键能不同,C 项正确、D 项正确。
12.海洋生物参与氮循环过程如图所示:
下列说法正确的是( )
A.NH3、N2的结构式分别为
、N
N
B.上述微粒间的转化均存在极性键和非极性键的断裂与生成
C.反应③中可能有氧气参与反应
D.1 mol NO2
−参加反应,反应⑤转移电子数为6NA
答案 C
解析 NH3的结构式为
,N2的结构式为N≡N,A 错误;①只有极性键的断裂,②有极性键的
断裂和生成以及非极性键的生成,③有极性键的断裂和非极性键的生成,④有极性键的断裂和生成,
⑤有极性键的断裂和非极性键的生成,B 错误;反应③中N2H4中N 元素的化合价升高,被氧化,氧气可
以氧化N2H4,则可能有氧气参与反应,C 正确;反应⑤中N 元素的化合价从+3 价降低到0 价,1 mol N
O2
−参加反应,反应⑤转移电子数为3NA,D 错误。
13.(1)1 mol 苯酚分子中含有的σ 键数目为 。1 mol 苯酚钠中含有的σ 键数目为 。
(2)1 mol 化合物A(
)中含有的σ 键数目为 。
(3)[Cu(CH3CN)4]+是非常稳定的配合离子,配体中σ 键和π 键个数之比为 。
(4)1 mol 碳酸二乙酯(DEC,
)中含有σ 键的数目为 。
(5)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ 键的数目为 。
答案 (1)13NA 12NA (2)24NA (3)5∶2 (4)17NA (5)28NA
解析 (3)配体CH3CN 中含有3 个C—H、1 个C—C 和1 个C≡N 键,故1 mol CH3CN 中含有5NA σ
键、2NA π 键,σ 键与π 键个数之比为5∶2。
14.(1)(2024·浙江名校联考)C、Si 为同一主族的元素,CO2和SiO2化学式相似,但结构和性质有很大
不同。从原子半径和共价键成键的角度分析,C、O 原子间易形成C
O 键,而Si、O 原子间不易形
成Si
O 键的原因是
。
(2)键长越短,往往键能越大,表明共价键越稳定。卤素单质的键能数据如表。
化学键
键能/(kJ·mol-1)
F—F
157
Cl—Cl
242.7
Br—Br
193.7
请解释其中Br—Br 键键能介于F—F 键和Cl—Cl 键键能之间的原因
。
(3)三甲基卤硅烷[(CH3)3SiX,X 为Cl、Br、I]是重要的化工原料。
①氯元素基态原子的价电子排布式为 ;按照核外电子排布对元素周期表分区,溴元素位于
区;基态硅原子中有 种运动状态不同的电子。
②Br、I 的第一电离能的大小关系:I1(Br) I1(I)(填“大于”“小于”或“等于”)。
③常温下,(CH3)3SiI 中Si—I 键比(CH3)3SiCl 中Si—Cl 键易断裂的原因是
。
答案 (1)Si 原子比C 原子半径大,Si、O 原子间距离较大,p-p 轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成稳
定的π 键
(2)F—F 键之间由于F 原子的半径小,成键时外层电子之间的斥力增加,使其键能下降,而Cl—Cl 键
键长小于Br—Br 键键长,故键能更大
(3)①3s23p5 p 14 ②大于 ③I 原子半径比Cl 的原子半径大,导致Si—I 键键能较小,较易断裂;
而Si—Cl 键键能较大,较不易断裂
