选择性必修2 第二章 第一节 共价健 测试题
一、选择题（共15小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分，共45分）
1． 下列有关σ键和π键的说法正确的是( )
A．单键既有σ键也有π键
B．所有的π键都容易打开
C．σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度
D．π键比σ键重叠程度大，形成的共价键强
【答案】C
【解析】单键中只存在σ键，A项错误；N≡N很稳定，其分子中的π键不易打开，B项错误；σ键的特征之一便是轴对称，C项正确；σ键重叠程度比π键大，D项错误。
2． 氰气的分子式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似。下列叙述正确的是( )
A．分子中原子的最外层均满足8电子结构
B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C．分子中含有2个σ键和4个π键
D．不能和氢氧化钠溶液发生反应
【答案】A
【解析】 (CN)2分子中每个C、N原子分别形成4个键、3个键，原子的最外层均满足8电子结构，且含有3个σ键，4个π键。成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C，故N≡C键比C—C键的键长短；由(CN)2与卤素性质相似，卤素能和NaOH溶液反应，知(CN)2也可以和NaOH溶液反应，所以D错误。
3． 下列叙述中正确的是( )
A．两个原子间形成的共价键键能越大，键长越短，键越牢固
B．两个原子半径之和就是所形成的共价键键长
C．两个原子间键长越长，键越牢固
D．键的强度与键长无关
【答案】A
【解析】B项错误：两个成键原子的原子核间的平均间距叫键长。C项错误：键长越短，键越牢固。D项：键的强度与键长有关。
下列说法正确的是( )
A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B．H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性
C．所有共价键都有方向性
D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间
【答案】A
【解析】S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O能结合1个H＋形成H3O＋，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率大，D项错。
关于键长、键能和键角，下列说法错误的是( )
A．键角是描述分子空间结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．C==C键能等于C—C键能的2倍
D．因为O—H的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
【答案】C
【解析】C==C由一个σ键和一个π键构成，C—C为σ键，二者键能不是2倍的关系，C项错误；原子半径：O＞F，键长：O—H＞H—F，键能：H—O＜H—F，形成化学键时放出的能量：H—O＜H—F，化学键H—F更稳定，O2、F2跟H2反应的能力F2更强，D项正确。
6． 下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A．一般情况下，σ键比π键的键能大，故σ键比π键更稳定
B．σ键、π键都可以绕轴自由旋转
C．π键不能单独存在，一定要和σ键共存
D．CH2===CH2与Br2发生反应时破坏的是π键
【答案】B
【解析】本题考查了σ键和π键的性质，解题的关键在于明确σ键和π键所表现的性质。σ键以“头碰头”的方式重叠，重叠程度大，键能大，稳定性好；π键以“肩并肩”的方式重叠，重叠程度小，键能小，稳定性差，容易断裂，但只是在一般情况下成立，A选项正确。σ键沿键轴呈轴对称，电子密集在键轴上，单键可绕轴自由旋转，而π键垂直于键轴呈镜面对称，电子密集在键轴的上面或下面，不能绕轴自由旋转，B选项错误。形成双键或三键时，其中一个是σ键，另外的键均是π键，故π键不能单独存在，C选项正确。CH2===CH2中的一个C===C键含有一个σ键、一个π键，一般情况下，π键的键能小，易断裂，故发生加成反应时首先破坏的是π键，D选项正确。
7． 下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．乙烯分子中的π键比σ键活泼
B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键
C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键
D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
【答案】B
【解析】乙烯分子中π键键能比σ键键能小，易断裂，故分子中的π键比σ键活泼，A项正确；在共价单键中只含σ键，而含有π键的分子一定含有σ键，B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等原子跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。
8．下列说法中正确的是( )
A．分子的键长越长，键能越小，分子越稳定
B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C．水分子可表示为，分子的键角为120°
D．H—O键键能为462.8 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8 kJ
【答案】B
【解析】键长越长，键能越小，分子越不稳定，A项错误；水是V形分子，2个H—O键键角104.5°，C项错误；断裂2 mol H—O键吸收2×462.8 kJ能量，形成1 mol H—H键和0.5 mol O===O键时需释放能量，D项错误。
9．已知几种共价键的键能如下：
化学键 H—N N≡N Cl—Cl H—Cl
键能/kJ·mol－1 390.8 946 242.7 431.8
下列说法错误的是( )
A．键能：N≡N>N===N>N—N
B．H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431.8 kJ·mol－1
C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HCl
D．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝－463.9 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】A项，三键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：N≡N>N==N>N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，则ΔH＝－431.8 kJ·mol－1，正确；C项，NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键，而HCl不能，键能不是主要原因，错误；D项，根据ΔH＝∑E(反应物)－∑E(生成物)，则2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－463.9 kJ·mol－1，正确。
10．一定条件下，氨与氟气发生反应：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F，其中NF3的空间结构与NH3相似。下列有关说法错误的是( )
A．除F2单质外，反应物和生成物均为共价化合物
B．NF3中各原子均满足8电子稳定结构
C．NF3中只含极性共价键
D．NH4F中既含有离子键又含有共价键
【答案】A
【解析】NF3为共价化合物，NH4F为离子化合物。
11．“珍珠项链靠线穿，芝麻成球靠糖粘；微观粒子聚一起，全靠一种超魔力”，这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是( )
A．CO和O生成具有极性共价键的CO2
B． 既含极性键，又含非极性键
C．只含H、N、O三种元素的化合物，可能形成含有共价键的离子化合物，也可能形成共价化合物
D．含有离子键的物质不可能是单质
【答案】B 不含非极性键
12．关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是( )
A．HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B．N2分子中的π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转
C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键
D．乙烯(CH2==CH2)中的碳碳之间形成了1个σ键和1个π键
【答案】A
【解析】HCl分子中的σ键由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成，故A错误；N2分子中p轨道与p轨道通过“肩并肩”重叠形成p-p π键，π键为镜面对称，不能绕键轴旋转，故B正确；CH4中的碳原子为sp3杂化，碳原子的4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道重叠，形成C—H σ键，故C正确；CH2==CH2中的碳碳之间形成双键，双键中有1个σ键和1个π键，故D正确。
13．下列有关化学键类型的叙述正确的是( )
A．化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构，则1 mol NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B．乙烯酮的结构简式为CH2==C==O，其分子中含有极性共价键和非极性共价键，且σ键与π键数目之比为1∶1
C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
【答案】D
14．P元素的价电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，对此判断正确的是( )
A．磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3
B．PCl3分子中的P—Cl键含有π键
C．PCl5分子中的P—Cl键都是π键
D．磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷
【答案】D
【解析】PCl3的电子式为，P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Cl σ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷。
15．从实验测得不同物质中O—O之间的键长和键能数据如下表，其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据键长规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律是( )
O—O O O O2 O
键长/pm 149 128 121 112
键能/(kJ·mol－1) x y z＝494 w＝628
A．成键时电子数越多，键能越大
B．键长越长，键能越小
C．成键所用的电子数越少，键能越大
D．成键时电子对越偏移，键能越大
【答案】B
【解析】电子数由多到少的顺序为O>O>O2>O，键能大小顺序为w>z>y>x，A项错误；这些微粒都是O原子成键，共用电子对无偏移，D项错误。
二、填空题（本题包括4个小题，共55分）
16．(14分)A、B、C、D、E为短周期主族元素，且原子序数依次增大，质子数之和为39，B、C同周期，A、D同主族，A、C常温下能形成两种液态化合物A2C和A2C2，E元素的周期数与主族序数相等。请用化学用语回答下列问题：
(1)B元素在元素周期表中的位置为______________；由A、C、D三种元素组成的化合物中含有的化学键为____________。
(2)写出BC2的电子式： _________________。
(3)元素E的单质与元素D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：___________________________________________________________________。
(4)常温下，A2C与元素D的单质反应后，所得溶液的pH________(填“<”“＝”或“>”)7。
(5)元素D的单质在一定条件下，能与A单质化合生成一种化合物DA，灼烧该化合物时，火焰呈________色， DA能与水反应放出氢气，若将1 mol DA和1 mol E单质混合加入足量的水，充分反应后生成的气体在标准状况下的体积是________L。
【答案】 (1)第二周期第ⅣA族 离子键、共价键
(2)
(3)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4-]＋3H2↑
(4)> (5)黄 56
【解析】 (1)由题给信息分析可知，B为C元素，位于周期表中第二周期第ⅣA族；由H、O、Na三种元素组成的化合物为NaOH，含有的化学键为离子键、共价键。(2)BC2为CO2，属于共价化合物，其电子式为。(3)Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4-]＋3H2↑。(4)H2O与Na单质反应生成NaOH和氢气，所得溶液呈碱性，pH>7。(5)D为Na，A为H，化合物DA是NaH，含钠元素的化合物灼烧时，火焰呈黄色，NaH和水反应的化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，则该反应中消耗1 mol NaH生成1 mol NaOH和1 mol H2，若将1 mol NaH和1 mol Al混合加入足量的水，另外还发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，则又生成1.5 mol H2，故充分反应后总共生成2.5 mol H2，生成的气体在标准状况下的体积是22.4 L·mol－1×2.5 mol＝56 L。
17．(16分)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，且都是共价型分子。请回答下列问题。
(1)a是单核分子，a单质可用作半导体材料，a原子核外电子排布式为________________________。
(2)b是双核化合物，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是双核单质，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是四核化合物，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________________ _ 。
【答案】(1)1s22s2p63s23p2
(2)CO CO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—H 3 2 > 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
【解析】本题考查关于共价键的综合知识。由题意知，a是单原子分子，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，根据其性质：无色无味气体，易引起中毒，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，含非极性键，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—C σ键，一个C—C σ键，两个π键。
18． (13分)含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于__________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________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
19．(12分)根据氢气分子的形成过程示意图(如下图)回答问题：
(1)H—H键的键长为________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是________。
(2)下列说法中正确的是( )
A．氢气分子中含有一个π键
B．由①到④，电子在核间出现的几率增大
C．由④到⑤，必须消耗外界的能量
D．氢气分子中含有一个极性共价键
(3)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－1 460 464 498 176 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“＝”)176。
②H2被称为21世纪人类最理想的燃料，而还有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。试计算：每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为________；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为________。
【答案】(1)74 pm ①⑤②③④ (2)BC (3)①> ②121500 kJ 990 kJ
【解析】(1)可以直接从题图上有关数据得出，H—H键的键长为74 pm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)氢气分子中含有1个σ键，A错；共价键的本质就是高概率地出现在原子间的电子与原子间的电性作用，B正确；④已经达到稳定状态，C正确；氢气分子中含有一个非极性键，D错。(3)①Si—Si键的键长比Si—C键的键长长、键能小。②由题图可知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为1 000 g÷2 g·mol－1×（464 kJ·mol－1×2－436 kJ·mol－1－498 kJ·mol－1×）＝121 500 kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为460 kJ·mol－1×4 mol－498 kJ·mol－1×1 mol－176 kJ·mol－1×2 mol＝990 kJ。
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