2017-2018學年度高中化學 第2章 化學鍵與分子間作用力 第1節(jié) 共價鍵模型學業(yè)分層測評 魯科版選修3

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1、共價鍵模型 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．下列說法正確的是(　　) A．鍵角越大，該分子越穩(wěn)定 B．共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，含有該鍵的分子越穩(wěn)定 C．CH4、CCl4中鍵長相等，鍵角不同 D．C===C鍵的鍵能是C—C鍵的2倍 【解析】　A項，鍵角是決定分子空間構(gòu)型的參數(shù)，與分子的穩(wěn)定性無關(guān)；C項，CH4、CCl4中C—H鍵鍵長小于C—Cl鍵鍵長，鍵角均為109.5；D項，C===C鍵由σ鍵和π鍵組成，C—C鍵為σ鍵，故C===C鍵的鍵能小于C—C鍵鍵能的2倍。 【答案】　B 2．下列分子中的σ鍵是由兩個原子的s軌道以“頭碰頭”方式重疊構(gòu)建而成的是(　　

2、) A．H2　　　B．CCl4　　　C．Cl2　　　D．F2 【解析】　各分子中的σ鍵軌道重疊為最外層未成對電子所在軌道進行重疊，情況如下：H2：1s1—1s1，CCl4：2p1—3p1，Cl2：3p1—3p1，F(xiàn)2：2p1—2p1。 【答案】　A 3．下列有關(guān)σ鍵的說法錯誤的是(　　) A．如果電子云圖像是由兩個s電子重疊形成的，那么形成s—s σ鍵 B．s電子與p電子形成s—p σ鍵 C．p電子和p電子不能形成σ鍵 D．HCl分子里含有一個s—p σ鍵 【解析】　p電子和p電子頭碰頭時也能形成σ鍵。 【答案】　C 4．下列說法中正確的是(　　) A．p軌道之間以“肩

3、并肩”重疊可形成σ鍵 B．p軌道之間以“頭碰頭”重疊可形成π鍵 C．s和p軌道以“頭碰頭”重疊可形成σ鍵 D．共價鍵是兩個原子軌道以“頭碰頭”重疊形成的 【解析】　軌道之間以“肩并肩”重疊形成π鍵，“頭碰頭”重疊形成σ鍵，共價鍵可分為σ鍵和π鍵。 【答案】　C 5．以下說法正確的是(　　) A．共價化合物內(nèi)部可能有極性鍵和非極性鍵 B．原子或離子間相互的吸引力叫化學鍵 C．非金屬元素間只能形成共價鍵 D．金屬元素與非金屬元素的原子間只形成離子鍵 【解析】　全部由共價鍵形成的化合物是共價化合物，則共價化合物內(nèi)部可能有極性鍵和非極性鍵，如乙酸、乙醇中，A正確；相鄰原子之間強烈

4、的相互作用是化學鍵，包括引力和斥力，B不正確；非金屬元素間既能形成共價鍵，也能形成離子鍵，如氯化銨中含有離子鍵，C不正確；金屬元素與非金屬元素的原子間大部分形成離子鍵，但也可以形成共價鍵，如氯化鋁中含有共價鍵，D不正確。 【答案】　A 6．(雙選)下列說法中正確的是(　　) A．鍵能越小，表示化學鍵越牢固，難以斷裂 B．兩原子核越近，鍵長越短，化學鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定 C．破壞化學鍵時，消耗能量，而形成新的化學鍵時，則釋放能量 D．鍵能、鍵長只能定性地分析化學鍵的特性 【解析】　鍵能越大，鍵長越短，化學鍵越牢固。 【答案】　BC 7．下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是(　　)

5、 A．N元素的電負性較大，但N2的化學性質(zhì)很穩(wěn)定 B．稀有氣體一般難發(fā)生反應 C．HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱 D．F2比O2更容易與H2反應 【解析】　由于N2分子中存在N≡N，鍵能很大，破壞共價鍵需要很大的能量，所以N2的化學性質(zhì)很穩(wěn)定；稀有氣體都為單原子分子，分子內(nèi)部沒有化學鍵；鹵族元素從F到I原子半徑逐漸增大，其氫化物中的鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以穩(wěn)定性逐漸減弱；由于H—F的鍵能大于H—O，所以更容易生成HF。 【答案】　B 8．下列有關(guān)化學鍵類型的敘述正確的是(　　) 【導學號：66240013】 A．全部由非金屬構(gòu)成的化合物中肯定不存在離子鍵

6、 B．所有物質(zhì)中都存在化學鍵 C．已知乙炔的結(jié)構(gòu)式為H—C≡C—H，則乙炔中存在2個σ鍵(C—H)和3個π鍵(C≡C) D．乙烷分子中只存在σ鍵，不存在π鍵 【解析】　銨鹽是離子化合物，含有離子鍵，但其全部由非金屬構(gòu)成，A項錯；稀有氣體的原子本身就達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不存在化學鍵，B項錯；乙炔中存在3個σ鍵和2個π鍵，2個C—H鍵和碳碳叁鍵中的1個鍵是σ鍵，而碳碳叁鍵中的另外2個鍵是π鍵，C項錯。 【答案】　D 9．意大利羅馬大學的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的氣態(tài)N4分子，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。已知斷裂1 mol N—N吸收167 kJ熱量，生成1 mol N≡N

7、放出942 kJ熱量，根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，判斷下列說法正確的是(　　) A．N4屬于一種新型的化合物 B．N4分子中存在非極性鍵 C．N4分子中N—N鍵角為109.5 D．1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2將吸收882 kJ熱量 【解析】　N4是由氮元素形成的一種單質(zhì)，不是新型的化合物，A錯；氮元素是活潑的非金屬元素，氮元素與氮元素之間形成的是非極性鍵，B正確；N4分子是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角是60，C錯；已知斷裂1 mol N—N吸收167 kJ熱量，生成1 mol N≡N放出942 kJ熱量，則1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2時的反應熱ΔH＝6167 kJmol－1－2942 kJmol－1＝

8、－882 kJmol－1，即該反應是放熱反應，因此1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2將放出882 kJ熱量，D錯誤。 【答案】　B 10．分析下列化學式中加點的元素，選出符合題目要求的選項填在橫線上。 (1)所有的價電子都參與形成共價鍵的是________； (2)只有一個價電子參與形成共價鍵的是________； (3)最外層含有一對未成鍵電子的是________； (4)既含有極性鍵又含有非極性鍵的是________； (5)既含有σ鍵又含有π鍵的是________。 【解析】　六種物質(zhì)的加點元素均為短周期元素，價電子即最外層電子。電子式分別為 由電子式可推得成鍵情況。

9、 【答案】　(1)D、E　(2)C　(3)A、F　(4)E　(5)E、F 11．(2016青島高二檢測)回答下列問題： (1)1 mol CO2中含有的σ鍵數(shù)目為________。 (2)已知CO和CN－與N2結(jié)構(gòu)相似，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為________。HCN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—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)生的反應是： N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 038.7 kJmol－1 若該反應中有4

10、mol N—H鍵斷裂，則形成的π鍵有________mol。 (4)C、H元素形成的化合物分子中共有16個電子，該分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)比為________。 (5)1 mol乙醛分子中含σ鍵的數(shù)目為________個，1個CO(NH2)2分子中含有σ鍵的個數(shù)為________。 (6)CH4、NH3、H2O、HF分子中共價鍵的極性由強到弱的順序是________________________________________________________________。 【解析】　(1)CO2分子內(nèi)含有碳氧雙鍵，雙鍵中一個是σ鍵，另一個是π鍵，則1 mol CO2中含有的σ鍵個數(shù)

11、為2NA。 (2)N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N，推知CO結(jié)構(gòu)式為C≡O，含有1個σ鍵、2個π鍵；CN－結(jié)構(gòu)式為[C≡N]－，HCN分子結(jié)構(gòu)式為H—C≡N，HCN分子中σ鍵與π鍵均為2個。 (3)反應中有4 mol N—H鍵斷裂，即有1 mol N2H4參加反應，生成1.5 mol N2，則形成的π鍵有3 mol。 (4)設分子式為CmHn，則6m＋n＝16，解之得m＝2，n＝4，即C2H4，結(jié)構(gòu)式為。單鍵為σ鍵，雙鍵有1個σ鍵和1個π鍵，所以一個C2H4分子中共含有5個σ鍵和1個π鍵。 (5)乙醛與CO(NH2)2的結(jié)構(gòu)簡式分別為，故1 mol乙醛中含有σ鍵6NA個，1個CO(NH2)2分子中

12、含有7個σ鍵。 (6)兩個成鍵原子的電負性差別越大，它們形成共價鍵的極性就越大(或從非金屬性強弱上來判斷)。由于電負性：F＞O＞N＞C，因此四種元素與H形成的共價鍵的極性：F—H＞O—H＞N—H＞C—H。 【答案】　(1)2NA或1.2041024　(2)1∶2　1∶1　(3)3　(4)5∶1　(5)6NA或3.6121024　7　(6)HF＞H2O＞NH3＞CH4 12．A、B、C、D、E五種元素原子序數(shù)依次增大，A元素原子的價電子排布為ns2np2，B元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，E元素原子的價電子排布為3d64s2。C、D的電離能數(shù)據(jù)如下(kJmol－1)： I1

13、I2 I3 I4 C 738 1 451 7 733 10 540 D 577 1 817 2 745 11 578 (1)化合價是元素的一種性質(zhì)。由C、D的電離能數(shù)據(jù)判斷，C通常顯________價，D顯________價。 (2)某氣態(tài)單質(zhì)甲與化合物AB分子中電子總數(shù)相等，則甲分子中包含1個________鍵，2個________鍵。 (3)AB的總鍵能大于甲的總鍵能，但AB比甲容易參加化學反應。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，說明AB比甲活潑的原因是_______________________________________。 單鍵 雙鍵 叁鍵 AB　鍵能/kJ

14、mol－1 357.7 798.9 1 071.9 甲　鍵能/kJmol－1 154.8 418.4 941.7 【解析】　(1)由“B元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍”可推知B為氧；因原子序數(shù)B>A，可知A的價電子排布為2s22p2，A為碳；C元素的I3?I2，故C最外層有2個電子；D元素的I4?I3，故D元素的最外層有3個電子，由于原子序數(shù)依次增大，且E的價電子排布為3d64s2，為鐵元素，故C、D分別為鎂和鋁元素。(2)AB分子為CO，共14個電子，與之電子數(shù)相等的氣態(tài)單質(zhì)應為N2，含1個σ鍵和2個π鍵。(3)CO與N2相對比，CO性質(zhì)活潑，容易參加化學反應，應是其化

15、學鍵易斷裂的原因。 【答案】　(1)＋2?。?　(2)σ　π (3)CO打開第一個鍵需要1 071.9 kJmol－1－798.9 kJmol－1＝273 kJmol－1能量，而N2打開第一個鍵需要941.7 kJmol－1－418.4 kJmol－1＝523.3 kJmol－1 能量 [能力提升] 13．鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數(shù)，下列敘述正確的是(　　) 【導學號：66240014】 A．鍵角是描述分子空間構(gòu)型的重要參數(shù) B．因為H—O鍵的鍵能小于H—F鍵的鍵能，所以O2、F2與H2反應的能力逐漸減弱 C．水分子可表示為H—O—H，分子中的鍵角為180

16、D．H—O鍵的鍵能為463 kJmol－1，即18 g H2O分解成H2和O2時，消耗能量為2463 kJ 【解析】　H—O鍵、H—F鍵的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大，化學鍵越來越穩(wěn)定，O2、F2與H2反應的能力逐漸增強，B項錯誤；水分子呈V形，鍵角為104.5，C項錯誤；D項中H—O鍵的鍵能為463 kJmol－1，指的是斷開1 mol H—O鍵形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子所需吸收的能量為463 kJ，18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O鍵，斷開時需吸收2463 kJ的能量形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子，再進一步形成H2和O2時，還需釋放出一部分能量，

17、故D項錯誤。 【答案】　A 14．氰氣的化學式為(CN)2，結(jié)構(gòu)式為N≡C—C≡N，性質(zhì)與鹵素相似，下列敘述正確的是(　　) A．分子中既有極性鍵，又有非極性鍵 B．分子中N≡C鍵的鍵長大于C—C鍵的鍵長 C．分子中含有2個σ鍵和4個π鍵 D．不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應 【解析】　分子中N≡C鍵是極性鍵，C—C鍵是非極性鍵；成鍵原子半徑越小，鍵長越短，N原子半徑小于C原子半徑，故N≡C鍵比C—C鍵的鍵長短；(CN)2分子中含有3個σ鍵和4個π鍵；由于與鹵素性質(zhì)相似，故可以和氫氧化鈉溶液反應。 【答案】　A 15．下表是從實驗中測得的不同物質(zhì)中氧氧之間的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)： O—O

18、鍵 數(shù)據(jù) O O O2 O 鍵長/10－12 m 149 128 121 112 鍵能/(kJmol－1) x y a＝494 b＝628 其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律推導鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律是(　　) A．成鍵時，電子數(shù)越多，鍵能越大 B．鍵長越短，鍵能越大 C．成鍵所用電子數(shù)越少，鍵能越大 D．成鍵時電子對越偏移，鍵能越大 【解析】　觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這幾種不同物質(zhì)中的化學鍵都是氧氧鍵，因此不存在成鍵時電子的多少問題，也不存在電子對偏移的問題，但是O2與O比較，鍵能大的對應的鍵長短，按此分析O的鍵長比O中的鍵長長，所

19、以鍵能應該小。若按照此規(guī)律，鍵長由短到長的順序為Oa>y>x，與題意吻合，所以B項正確。 【答案】　B 16．下表為前20號元素中的某些元素性質(zhì)的一些數(shù)據(jù)： 元素 性質(zhì)　　 A B C D E F G M I J K 原子半徑(10－10m) 1.02 1.86 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.54 0.75 1.17 1.34 最高價態(tài) ＋6 ＋1 ＋3 ＋4 ＋5 ＋7 ＋1 ＋5 ＋4 ＋1 最低價態(tài) －2 －2 －4 －3 －1 －

20、3 －4 試回答下列問題： (1)以上11種元素中第一電離能最小的是________(填編號)。 (2)寫出下列反應的化學方程式： M2C2與EC2反應 ______________________________________________。 (3)上述E、F、G三種元素中的某兩種元素形成的化合物中，每一個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是______(寫分子式)。比元素B原子序數(shù)大5的元素基態(tài)原子電子排布式是____________________。 (4)元素E與氫元素可形成分子式為E2H4的分子，分子中共形成________個σ鍵，________個π鍵。 (5)C

21、和I相比較，非金屬性較弱的是________(填元素名稱)，可以驗證你的結(jié)論的是下列中的________(填編號)。 a．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性和揮發(fā)性 b．單質(zhì)分子中的鍵能 c．兩元素的電負性 d．含氧酸的酸性 【解析】　(1)同一周期元素從左→右第一電離能有增大的趨勢，故第一電離能最小的元素在第ⅠA族，第ⅠA族有B、M、K三種元素，且從上到下第一電離能減小，故第一電離能最小的為B。(2)由化合價和原子半徑可判斷A為S，B為K，C為O，D為Al，E為C，F(xiàn)為P，G為Cl，M為Na，I為N，J為Si，K為Li，故M2C2與EC2的反應為Na2O2與CO2的反應。(3)比B原子序數(shù)大5的元素為24號元素Cr，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。(4)E2H4為C2H4，故有5個σ鍵，1個π鍵。(5)本題為判斷非金屬性強弱的方法，其中a項中氣態(tài)氫化物的揮發(fā)性不能判斷非金屬性強弱，d項應為最高價氧化物對應水化物的酸性。 【答案】　(1)B (2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (3)CCl4、PCl3　1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 (4)5　1　(5)氮　c 8