第二章分子結(jié)構與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵培優(yōu)第一階——基礎過關練1．下列關于共價鍵的說法正確的是A．只有非金屬原子之間才能形成共價鍵B．只要空間允許，一個原子能與另一個原子形成多個共價鍵C．形成共價鍵時，參加成鍵的原子軌道可以沿著電子各個方向重疊D．共價鍵的本質(zhì)是自旋方向相反、能量相近的未成對電子形成共用電子對【答案】D【詳解】A．不是只有非金屬原子之間才能形成共價鍵，例如氯化鋁中存在金屬元素與非金屬元素之間的共價鍵，A錯誤；B．共價鍵的形成具有方向性，不是空間允許一個原子就能與另一個原子形成多個共價鍵，B錯誤；C．共價鍵的形成具有方向性，形成共價鍵時，參加成鍵的原子軌道沿特定的方向重疊，C錯誤；D．共價鍵的本質(zhì)是自旋方向相反、能量相近的未成對電子形成共用電子對，通過公用電子對形成化學鍵，D正確；故選D。2．下列關于共價鍵的說法正確的是A．H2O和H2O2分子內(nèi)的共價鍵均是sp鍵B．N2分子內(nèi)的共價鍵電子云形狀均是鏡面對稱C．H2、Cl2、HCl分子內(nèi)的鍵均無方向性D．共價化合物一定含鍵，可能含鍵【答案】D【詳解】A．H2O2分子內(nèi)的共價鍵還有ppσ鍵，故A錯誤；B．N2分子內(nèi)的共價鍵包括σ鍵和π鍵，所以其電子云形狀既有鏡面對稱也有軸對稱，故B錯誤；C．Cl2、HCl分子內(nèi)的σ鍵均有方向性，故C錯誤；D．共價化合物一定含鍵，可能含鍵，比如氫氣只有含鍵，而氧氣、氮氣含有鍵，也含有鍵，故D正確。綜上所述，答案為D。3．下列說法正確的是A．氯化氫的分子式是HCl而不是H2Cl，是由共價鍵的方向性決定的B．H3O+的存在說明共價鍵不具有飽和性C．電子云在兩個原子核間重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率增大D．分子中共價鍵的鍵長越長，鍵能越大，則分子越穩(wěn)定【答案】C【詳解】A．氯化氫的分子式是HCl而不是H2Cl，與共價鍵的飽和性有關，A錯誤；B．H3O+的存在是1個水分子結(jié)合1個氫離子形成配位鍵，說明共價鍵具有飽和性，B錯誤；C．電子云在兩個原子核間重疊后，電子出現(xiàn)概率增大，體系能量降低，形成穩(wěn)定物質(zhì)C正確；D．分子中共價鍵鍵長越長，鍵能越小，分子越不穩(wěn)定，D錯誤。故選C。4．下列物質(zhì)中，既含有離子鍵又含有極性共價鍵的是A．NaCl B．NaOH C． D．HCl【答案】B【詳解】A．NaCl是離子化合物，只含有離子鍵，故A不選；B．NaOH是離子化合物，含有離子鍵，另外OH中OH鍵屬于極性共價鍵，故B選；C．是離子化合物，只含有離子鍵，故C不選；D．HCl是共價化合物，不含離子鍵，故D不選；故選B。5．下列各組物質(zhì)中既存在σ鍵又存在π鍵的是A． B．乙烯 C． D．【答案】B6．下列關于共價鍵的說法正確的是A．鍵能是衡量化學鍵強度的物理量B．鍵長是指形成共價鍵的兩個原子之間的間距C．兩個原子形成共價鍵時，原子軌道重疊程度越大，鍵能越大D．單鍵一般比雙鍵的鍵能更大【答案】C【詳解】A．鍵能和鍵長是衡量化學鍵強度的物理量，A錯誤；B．鍵長是指形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，B錯誤；C．兩個原子形成共價鍵時，原子軌道重疊程度越大，鍵越穩(wěn)定，鍵能越大，C正確；D．單鍵一般比雙鍵的鍵能要小，D錯誤；故選C。7．下列說法正確的是A．是一種穩(wěn)定的化合物，這是由于分子之間形成氫鍵所致B．稀有氣體原子最外層電子已達到飽和，不能與其它元素形成化合物C．是由離子構成的，其溶于水形成溶液的過程中既有離子鍵、共價鍵的斷裂又有離子鍵、共價鍵的形成D．是既含有離子鍵又含有共價鍵的離子化合物，所有原子的最外層都符合同周期的稀有氣體原子的最外層電子結(jié)構【答案】D【詳解】A．是一種穩(wěn)定的化合物，是由于氫氧鍵的鍵能比較大，與氫鍵無關，A錯誤；B．稀有氣體原子最外層電子已達到飽和，不易與其它元素形成化合物，但在一定條件下也能與其它元素化合，B錯誤；C．是由離子構成的，其溶于水形成氫氧化鈉溶液，過程中既有鈉離子與氧離子離子鍵、水中氫氧共價鍵的斷裂又有鈉離子與氫氧根離子之間離子鍵的形成，C錯誤；D．是由銨根離子和負氫陰離子構成的離子化合物，所有原子的最外層都符合同周期的稀有氣體原子的最外層電子結(jié)構，D正確；故選D。8．下列說法正確的是①共價鍵的特征是具有飽和性和方向性

②共價化合物中一定含共價鍵，一定不含離子鍵③H2O的非直線結(jié)構是由共價鍵的飽和性決定的

④分子中不一定存在共價鍵⑤烯烴比烷烴的化學性質(zhì)活潑是由于烷烴中的σ鍵比烯烴中的σ鍵穩(wěn)定A．①②④ B．①⑤ C．②③④ D．①③⑤【答案】A【詳解】①原子的未成對電子數(shù)目決定了該原子形成的共價鍵具有飽和性，形成共價鍵時，原子軌道重疊的程度越大越好，為了達到原子軌道的最大重疊程度，成鍵的方向與原子軌道的伸展方向就存在著必然的聯(lián)系，則共價鍵的方向性是由成鍵原子的軌道的方向性決定的，則共價鍵的特征是具有飽和性和方向性，①正確；②含有離子鍵的化合物為離子化合物，故共價化合物中一定含共價鍵，一定不含離子鍵，②正確；③H2O的非直線結(jié)構是由共價鍵的方向性決定的，而不是由共價鍵的飽和性決定的，③錯誤；④分子中不一定存在共價鍵，如稀有氣體分子為單原子分子，分子中不存在任何化學鍵，④正確；⑤烯烴比烷烴的化學性質(zhì)活潑是由于烯烴中含有的π鍵易斷裂，σ鍵較穩(wěn)定，則烯烴比烷烴的化學性質(zhì)活潑，而不是由于烷烴中的σ鍵比烯烴中的σ鍵穩(wěn)定，⑤錯誤；綜上所述，①②④正確，故答案為A。9．下列說法中，錯誤的是A．σ鍵是原子的軌道“頭碰頭”式重疊，π鍵是原子軌道“肩碰肩”式重疊B．鍵能是衡量化學鍵穩(wěn)定性的參數(shù)之一，鍵能越大，則化學鍵就越牢固C．鍵角是兩個相鄰共價鍵之間的夾角，說明共價鍵有方向性D．在所有分子中都存在化學鍵【答案】D【詳解】A．σ鍵電子云重疊程度較大，是原子軌道“頭碰頭”式重疊，π鍵電子云重疊程度較小，是原子軌道“肩并肩”式重疊，故A正確；B．鍵能可以用來衡量化學鍵穩(wěn)定性，鍵能越大斷開化學鍵所需的能量越多，化學鍵越牢固，故B正確；C．鍵角是兩個相鄰共價鍵之間的夾角，說明共價鍵有方向性，故C正確；D．稀有氣體分子中不存任何化學鍵，故D錯誤；故選D。10．下列各組化合物中化學鍵類型完全相同的是A．和 B．和C．和 D．和【答案】D【詳解】A．NaCl中含有離子鍵，HCl中含有極性共價鍵，故A不符合題意；B．NaOH中含有離子鍵和極性共價鍵，Na2O中只含離子鍵，故B不符合題意；C．H2中只含非極性鍵，H2S只含極性鍵，故C不符合題意；D．NH3和H2O都是只含極性鍵，故D符合題意；故選D。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練11．下列說法不正確的是A．一般而言，化學鍵鍵長越短，鍵能越小，斷開時需要的能量越少B．共價鍵具有飽和性C．兩個p軌道可以形成π鍵，也可以形成σ鍵D．鍵長和鍵角數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得【答案】A【詳解】A．一般而言，化學鍵鍵長越短，化學鍵愈強，鍵愈牢固，斷開時需要的能量越多，A錯誤；B．共價鍵的特征是具有飽和性和方向性，B正確；C．兩個p軌道可以形成π鍵，也可以形成σ鍵，如O原子就可以形成σ鍵和π鍵，C正確；D．通過晶體的X射線衍射實驗可以測定分子結(jié)構中的鍵長和鍵角的數(shù)值，D正確；故選A。12．下列化學鍵是通過電子云“肩并肩”重疊形成的是A． B． C． D．【答案】C【詳解】A．HCl分子中H原子的s電子與Cl原子的p電子是原子軌道“頭碰頭”重疊形成的，A不符合題意；B．Cl2中2個Cl原子的p軌道的電子是原子軌道“頭碰頭”重疊形成的，B不符合題意；C．圖示是兩個原子的p軌道電子通過電子云“肩并肩”重疊形成的，C符合題意；D．H2中2個H原子的s軌道的電子是原子軌道“頭碰頭”重疊形成的，D不符合題意；故合理選項是C。13．下列說法中不正確的是A．鍵比鍵重疊程度大，形成的共價鍵通常更牢固B．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個鍵C．氣體單質(zhì)中，一定有鍵，可能有鍵D．分子中有一個鍵，2個鍵【答案】C【詳解】A．σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵更牢固，A正確；B．兩個原子間形成共價鍵時，最多有一組原子軌道“頭碰頭”，故最多有一個σ鍵，B正確；C．稀有氣體為單原子分子，單質(zhì)中不存在化學鍵，C錯誤；D．三鍵是由1個σ鍵和2個π鍵構成的，則氮氣分子中還有三鍵，一個N2分子中含有一個σ鍵，2個π鍵，D正確；故答案選C。14．下列含有π鍵的化合物是A．N2 B．H2O C．CO2 D．石墨【答案】C【分析】分子內(nèi)原子形成的共價鍵中，只有1個為σ鍵，其余為π鍵。【詳解】A．N2的結(jié)構式為N≡N，分子中含有2個π鍵，但它屬于單質(zhì)，A不符合題意；B．H2O的結(jié)構式為HOH，分子內(nèi)不含有π鍵，B不符合題意；C．CO2的結(jié)構式為O=C=O，此化合物分子內(nèi)含有π鍵，C符合題意；D．石墨中每個碳原子與周圍的三個碳原子間形成共價單鍵，不含有π鍵，D不符合題意；故選C。15．代表阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是A．24g石墨中含有個σ鍵B．1mol金剛石中含有個σ鍵C．62g白磷()中含有個非極性鍵D．0.5mol雄黃(，結(jié)構為)含有個鍵【答案】A【詳解】A．24g石墨的物質(zhì)的量為，在石墨晶體中一個碳原子形成3個CC鍵，每個CC鍵由2個碳原子構成，因此24g石墨中含有CC鍵的物質(zhì)的量為2mol×3×=3mol，故1mol石墨中含3NA個σ鍵，選項A正確；B．在金剛石中每個C原子形成四個共價鍵，但每個共價鍵為兩個C原子共用，即一個碳原子含有2個CC鍵，所以1mol金剛石含2NA個σ鍵，選項B錯誤；C．在白磷(P4)分子中，每個P原子與相鄰的3個P原子形成PP共價鍵，每個共價鍵為相鄰的2個P原子形成，則在1個P4中含有的PP鍵數(shù)目為6個，所以在62g白磷()，即0.5mol白磷(P4)中含有PP非極性鍵數(shù)目是3NA個，選項C錯誤；D．根據(jù)雄黃分子結(jié)構可知，在1個雄黃分子中含AsS鍵數(shù)目是8個，在1mol雄黃分子中含AsS鍵數(shù)目是8NA個，則在0.5mol雄黃分子中含AsS鍵數(shù)目是4NA個，選項D錯誤；答案選A。16．下列說法正確的是A．氣體單質(zhì)中，一定有σ鍵，可能有π鍵 B．所有共價鍵都有方向性C．H只能形成σ鍵，O可以形成σ鍵和π鍵 D．分子中σ鍵一定比π鍵牢固【答案】C【詳解】A．氣體單質(zhì)如N2分子結(jié)構式為N≡N，三鍵含有一個σ鍵和兩個π鍵，則氮氣分子中含有π鍵，可能不存在σ鍵，如稀有氣體單質(zhì)中，A錯誤；B．共價鍵的特征是具有方向性和飽和性，但并不是所有共價鍵都具有方向性，如ssσ鍵，B錯誤；C．氫原子的s軌道只能形成頭碰頭的σ鍵，氧原子的p軌道可以形成頭碰頭的σ鍵和肩并肩的π鍵，C正確；D．一般情況下σ鍵都比π鍵強度大(包括σ鍵、π鍵、配位鍵)，σ鍵為“頭碰頭”的方式π鍵為肩并肩的方式，但在N2分于中氮氮叁鍵比氮氮單鍵的3倍還要大，說明N2分子中π鍵比σ鍵鍵能大，更牢固，D錯誤；故選C。17．σ鍵和π鍵(1)分類依據(jù)：成鍵原子的原子軌道方式。(2)σ鍵和π鍵的比較：鍵類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式沿核間連線方向以“”方式重疊沿核間連線兩側(cè)以“”方式重疊原子軌道重疊部位兩原子核連線之間核間連線上方和下方原子軌道重疊程度鍵的強度成鍵規(guī)律判斷共價單鍵一定是鍵，雙鍵中一個是鍵，一個是鍵，三鍵中一個是鍵，另兩個是鍵(3)幾種分子的成鍵方式①N2中含有個σ鍵和個π鍵，結(jié)構式為：。②乙烷分子中碳原子與碳原子之間形成個σ鍵，乙烯分子中碳原子與碳原子之間形成個σ鍵和個π鍵，乙炔分子中碳原子與碳原子之間形成個σ鍵和個π鍵。③有機化合物中，碳原子與碳原子之間形成σ鍵比π鍵，在化學反應中，π鍵。④苯分子中，每個碳原子分別與個氫原子、個碳原子形成σ鍵，同時每個碳原子各有一個垂直于分子平面的軌道，形成了一個以個碳原子為中心的鍵?！敬鸢浮恐丿B頭碰頭肩并肩大小較大較小σσπσπ12N≡N11112牢固容易斷裂12p6大π【詳解】分類依據(jù)：根據(jù)成鍵原子的原子軌道重疊方式，可以將共價鍵分為σ鍵和π鍵；σ鍵和π鍵的比較：σ鍵為兩個原子的成鍵軌道沿著鍵軸的方向以“頭碰頭”的方式重疊，電子云呈軸對稱結(jié)構，原子軌道重疊程度較大，鍵的強度較大；π鍵為兩個原子的成鍵軌道沿著鍵軸的方向以“肩并肩”的方式重疊，電子云呈鏡面對稱結(jié)構，原子軌道重疊程度較大小，鍵的強度較?。还矁r單鍵一定是σ鍵，雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵，三鍵中一個是σ鍵，另兩個是π鍵；N2中含有氮氮叁鍵，有1個σ鍵和2個π鍵，結(jié)構式為：N≡N。②乙烷分子中碳原子與碳原子之間形成1個σ鍵；乙烯分子中碳原子與碳原子之間為雙鍵，故形成1個σ鍵和1個π鍵；乙炔分子中碳原子與碳原子之間為叁鍵，故形成1個σ鍵和2個π鍵。③有機化合物中，碳原子與碳原子之間形成σ鍵比π鍵牢固，在化學反應中，π鍵容易斷裂。④苯分子中，每個碳原子分別與1個氫原子、1個碳原子形成σ鍵，同時每個碳原子各有一個垂直于分子平面的2p軌道，形成了一個以6個碳原子為中心的大π鍵。18．有以下物質(zhì)：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ鍵的是(填序號，下同)；既有σ鍵又有π鍵的是。(2)含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是。(3)含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是。(4)含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是?！敬鸢浮?1)①②③⑥⑦⑧④⑤⑨(2)⑦(3)①③⑤⑥⑧⑨(4)②④⑤⑥⑧⑨【解析】（1）單鍵只有σ鍵，雙鍵或三鍵才含有π鍵，故只有σ鍵的是①②③⑥⑦⑧；既有σ鍵又有π鍵的是④⑤⑨；（2）H原子只有s軌道，題給物質(zhì)中含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的只有H2，答案為⑦；（3）含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵應該包含氫原子，故符合要求的有①③⑤⑥⑧⑨；（4）含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵，說明構成這種σ鍵的原子中一定沒有H原子，故正確答案為②④⑤⑥⑧⑨。19．回答下列問題：(1)1molCO2中含有的σ鍵數(shù)目為，π鍵數(shù)目為。(2)已知CO和CN與N2結(jié)構相似，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為。CH2=CHCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為。(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應：N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH=1038.7kJ·mol1.若該反應中有4molN—H鍵斷裂，則形成的π鍵有mol。(4)CH4、NH3、H2O、HF分子中共價鍵的極性由強到弱的順序是?！敬鸢浮?1)2NA2NA(2)1∶22∶1(3)3(4)HF、H2O、NH3、CH4【詳解】（1）CO2的結(jié)構式是O=C=O，1個二氧化碳分子中有2個碳氧雙鍵，每個雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，1molCO2中含有的σ鍵數(shù)目為2NA，π鍵數(shù)目為2NA。（2）N2的結(jié)構式是NN，每個三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，已知CO和CN與N2結(jié)構相似，則CO分子內(nèi)存在CO鍵，σ鍵與π鍵個數(shù)之比為1∶2；CH2=CHCN分子的結(jié)構式是，分子中有6個σ鍵和3個π鍵，σ鍵與π鍵數(shù)目之比為2∶1。（3）N2的結(jié)構式是NN，每個三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，產(chǎn)物中只有N2含有π鍵；肼(N2H4)分子中含有4個N—H鍵。燃燒時發(fā)生的反應：N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH=10