2019-2020学年高中化学 课时分层作业5 共价键（含解析）新人教版选修3

课时分层作业(五)(建议用时：40分钟)[基础达标练]1．下列元素之间难以形成共价键的是()A．Na和ClB．C和HC．N和ND．S和OA[活泼的金属元素和活泼的非金属元素之间形成离子键，难以形成共价键。]2．在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是()A．氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道B．氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道C．氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道D．氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道C[H原子和Cl原子的核外电子排布式分别为1s1和1s22s22p63s23p5，由此可以看出，H原子的1s轨道和Cl原子的3p轨道上各有一个未成对电子，故两者在形成氯化氢分子时，形成共价键的原子轨道是氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道。]3．当H原子和F原子沿z轴结合成HF分子时，F原子和H原子中对称性不一致的轨道是()A．1sB．2sC．2pxD．2pzC[H与F沿z轴成键而结合成分子，说明成键轨道沿z轴重叠，故氢原子的1s轨道与氟原子的2pz轨道的对称性一致，与px不一致，而s轨道是球形的，一定是对称的。]4．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．一个N2分子中有一个σ键、2个π键C[稀有气体为单原子分子，不存在化学键。]5．对σ键的认识不正确的是()A．s­sσ键与s­pσ键的对称性相同B．σ键不属于共价键，是另一种化学键C．若分子中含有共价键，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B[化学中σ键是共价键的一种，其特征是：以形成化学键的两个原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，故B项错误。]6．下列有关σ键和π键的说法错误的是()A．在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键C．σ键的特征是轴对称，π键的特征是镜面对称D．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者A[共价键中一定含σ键，A错误；原子形成分子时，优先“头碰头”重叠，则先形成σ键，可能形成π键，B正确；σ键是“头碰头”重叠形成，可沿键轴自由旋转，为轴对称；而π键是由两个p电子“肩并肩”重叠形成，重叠程度小，为镜面对称，C正确；π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，D正确。]7．反映共价键强弱的物理量是()A．键能B．键能、键长C．键能、键长、键角D．键长、键角B[键能可看作是断开共价键所需的能量，键能越大，则断开键时所需的能量就越多，含该键的分子就越稳定；键长越长键能反而越小，故反映键的强弱的物理量是键能和键长。]8．下列说法中能说明BF3分子中的4个原子位于同一平面的是()A．任意两个B—F键间的夹角相等B．3个B—F键键能相等C．3个B—F键键长相等D．任意两个B—F键间的夹角为120°D[键参数中，键能和键长是用于判断共价键稳定性的依据，而键角是判断分子立体构型的依据。3个B—F键间的夹角均为120°时，正好构成一个以B原子为中心的平面结构，因此4个原子共平面。]9．根据等电子原理，下列分子或离子与NO－3有相似结构的是()①SO3②BF3③CH4④NO2A．①②B．②③C．③④D．②④A[NO－3是4原子，24(5＋6×3＋1＝24)个价电子(最外层电子数)的粒子，与其原子数相同的只有①和②。SO3的价电子数为6×4＝24；BF3的价电子数为3＋7×3＝24，故SO3、BF3与NO－3是等电子体，结构相似。]10．(1)如图，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。①②③④⑤化学键类型举例(2)某有机物的结构式如图：则分子中有________个σ键，________个π键。[解析](1)①②③中的原子轨道是“头碰头”重叠，属σ键，④⑤中的原子轨道是“肩并肩”重叠，属π键；(2)共价双键有一个σ键、一个π键，共价三键有一个σ键、两个π键，故中有7个σ键、3个π键。[答案](1)①②③④⑤化学键类型s—sσ键s—pσ键p—pσ键pz—pzπ键py—pyπ键举例H2HClCl2N2N2(2)7311．分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质填空。A．NH3B．H2OC．HClD．CH4E．C2H6F．N2(1)所有的价电子都参与形成共价键的是________；(2)只有一个价电子参与形成共价键的是________；(3)最外层有未参与成键的电子对的是________；(4)既有σ键又有π键的是________。[解析]NH3中N与3个H形成3个σ键，还有一对未成键电子；H2O中O与2个H形成2个σ键，还有两对未成键电子；HCl中Cl与1个H形成1个σ键，还有三对未成键电子；CH4中C与4个H形成4个σ键，所有价电子都参与成键；C2H6中C分别与3个H及另1个C形成4个σ键，所有电子都参与成键；N2中N与另1个N形成1个σ键，2个π键，还有一对未成键电子。[答案](1)DE(2)C(3)ABCF(4)F12．a、b、c、d为四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是共价键形成的物质。回答下列问题：(1)a是由原子直接构成，其单质可用作半导体材料，则a原子核外电子排布式为_________________________。(2)b是双原子化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为________。人一旦吸入b气体后，就易引起中毒，是因为_______而中毒。(3)c是双原子单质，写出其电子式_________________________。c分子中所含共价键的类型为________(填“极性键”或“非极性键”)。c单质常温下性质稳定，不易起反应，原因是_________________________。(4)d是四原子化合物，其结构式为________________________________；d分子内所含共价键有________个σ键，________个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ________π(填“＞”“＜”或“＝”)，原因是___________。[解析]由题意知，a是由原子直接构成，含14个电子，是Si，Si可作半导体材料；b是两个原子的化合物，根据其物理性质：无色无味气体，推断b为CO，CO一旦进入肺里，会与血液中的血红蛋白结合而使血红蛋白丧失输送氧气的能力，使人中毒；c是双原子单质，每个原子有7个电子，故c为N2，N2分子的结构式为N≡N，为非极性键，N2分子中的共价三键键能很大，所以N2分子很稳定；d是四核化合物，即4个原子共有14个电子，只能是烃，故d为C2H2，C2H2的结构式为H—C≡C—H，有两个H—Cσ键，一个C—Cσ键，两个π键。[答案](1)1s22s22p63s23p2(2)COCO一旦被吸入肺里后，会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输送氧气的能力(3)∶N⋮⋮N∶非极性键N2分子中的共价三键键能很大，共价键很牢固(4)H—C≡C—H32＞形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大，形成的共价键强[能力提升练]13．化合物X是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式为，下列说法中正确的是()A．X分子中只有极性键没有非极性键B．X分子中的共用电子对数为11C．1molX分子中所含的σ键数目为10NAD．X是共价化合物D[N—N键是非极性键，A项不正确；X分子中存在12个共用电子对、11个σ键，B、C项均不正确；X分子中只有共价键，故X是共价化合物，D项正确。]14．下列反应中，有机物分子中化学键的断裂只涉及π键断裂的是()A．CH4的燃烧B．C2H4与Cl2的加成反应C．CH4与Cl2的取代反应D．C2H4被酸性KMnO4溶液氧化B[有机物的燃烧和被酸性KMnO4溶液氧化，断裂了所有的化学键，包括单键和双键，CH4与Cl2的取代反应只有单键断裂。]15．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，二者许多性质相似，但并不完全相同，C项正确，D项错误。]16．已知H—H键能为436kJ·mol－1，N—H键能为391kJ·mol－1，根据化学方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，则N≡N键能约为()A．431kJ·mol－1B．946kJ·mol－1C．649kJ·mol－1D．896kJ·mol－1B[化学反应的本质是反应物分子旧键断裂(吸收能量)和生成物分子新键形成(放出能量)，反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。设N≡N的键能为E(N≡N)，则有1mol×E(N≡N)＋3mol×436kJ·mol－1－2mol×3×391kJ·mol－1＝－92.4kJ，解得E(N≡N)≈946kJ·mol－1。]17．氮可以形成多种离子，如NO－3、NH－2、N－3、NH＋4、N2H＋5、N2H2＋6等，已知N2H＋5与N2H2＋6是由中性分子结合质子形成的，类似于NH＋4，因此有类似于NH＋4的性质。(1)写出N2H2＋6与碱溶液反应的离子方程式：_______________。(2)NH－2的电子式为________。(3)N－3有________个电子。(4)写出与N－3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”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，N2H2＋6是由N2H4与两个H＋结合而形成的，所以它与OH－反应时的物质的量之比为1∶2。(2)NH－2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，其电子式为[H∶N∶H]－。(3)N－3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－3是等电子体的物质应该也是由3个原子组成，且价电子总数为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)N2H2＋6＋2OH－===N2H4＋2H2O(2)[H∶N∶H]－(3)22(4)N2O、CO2(其他合理答案也可)(5)一个单位的正电荷