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第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第 1 课时 共价键
基础过关练
题组一 共价键的形成与特征
1.下列不属于共价键成键因素的是(深度解析)
A.电子在两原子核之间高概率出现
B.未成对电子必须配对
C.成键后体系能量降低,趋于稳定
D.两原子核体积大小要适中
2.共价键具有饱和性和方向性,下列有关叙述不正确的是 ( )
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性与成键原子的轨道的伸展方向有关
C.共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系
D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
3.对三硫化四磷分子的结构研究表明,该分子中没有不饱和键,且各原子的最外层均已达到了 8 电子的
结构。则一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是( )
A.7 B.9
C.19 D.不能确定
4.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
题组二 σ键和π键
5.(2020 江苏高二月考)下列分子中存在π键的是( )
A.H2 B.Cl2 C.N2 D.HCl
6.(2020 云南昭通高二期末)下列分子中,既含有σ键,又含有π键的是( )
A.CH4 B.HCl
C.CH2 CH2 D.F2
7.下列对σ键的认识不正确的是( )
A.σ键不属于共价键,是另一种化学键
B.s-s σ键与 s-p σ键的对称性相同
C.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
8.具有下列电子排布式的原子中,不能形成π键的是( )
A.1s22s22p63s23p4 B.1s22s22p3
C.1s22s22p63s1 D.1s22s22p2
9.下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是( )
A B C D
H2 HCl Cl2 ClF
两个原子的 s
轨道重叠
氢原子的 s 轨道和氯原
子的 p 轨道重叠
一个氯原子的 s 轨道和另一个
氯原子的 p 轨道重叠
氯原子的 p 轨道和氟原
子的 p 轨道重叠
10.下列分子中既有σ键,又有π键的是( )
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A.①②③ B.③④⑤⑥
C.①③⑥ D.③⑤⑥
11.下列说法正确的是(深度解析)
A.σ键强度小,容易断裂,而π键强度较大,不易断裂
B.共价键都具有方向性
C.π键是由两个原子的 p 轨道“头碰头”重叠形成的
D.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键
12.(1)写出下图所表示的共价键名称,并列举含有该共价键的一种物质,写出其分子式。
示例:①s-s σ键,H2;
② 键, ;③ 键, ;
④ 键, ;⑤ 键, 。
(2)1 个乙烯基乙炔( )分子中含有 个σ键、 个π键。
能力提升练
题组一 共价键
1.(2020 河北高二月考, )σ键可由两个原子的 s 轨道、一个原子的 s 轨道和另一个原子的 p
轨道以及一个原子的 p 轨道和另一个原子的 p 轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是
由一个原子的 s 轨道和另一个原子的 p 轨道以“头碰头”方式重叠而成的是( )
A.H2 B.HCl C.Cl2 D.F2
2.( )下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是 ( )
A.H2O2:
B.N2H4:
C.C2H5SH:
D.SiHCl3:
3.( )下列说法正确的是( )
A.1 mol Cn
H2+2
分子中含有(3n+1)mol 共价键
B.Na2O2 和 Na2O 固体中阳离子与阴离子的数目比相同,化学键类型也相同
C.只含有非金属元素的化合物中只有共价键
D.电负性之差小于 1.7 的两种元素的原子间一定形成共价键
4.( )下图是氢分子的电子云重叠示意图。以下说法中错误的是( )
A.图中电子云重叠意味着电子在核间出现的概率增大
B.氢原子核外的 s 轨道重叠形成共价键
C.氢原子的核外电子呈云雾状,在两核间分布得浓一些,将两核吸引
D.氢原子之间形成 s-s σ键
5.(2019 福建高三第二次返校考试, )下列物质的变化过程中,共价键明显被破坏的是
( )
A.从 NH4HCO3 中闻到了刺激性气味
B.NaCl 颗粒被粉碎
C.I2 升华
D.NaOH 溶于水
题组二 σ键和π键的综合判断
6.(双选)( )下列有关化学键类型的判断中正确的是( )
A.全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键
B.分子中有σ键不一定有π键,有π键一定有σ键
C.已知乙炔的结构式为 ,则 1 个乙炔分子中存在 2 个σ键(C—H 键)和 3 个π键(
键)
D.乙烷分子中只存在σ键,即 C—H 键和 C—C 键均为σ键
7.( )化合物 X 是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式为 ,设 NA 为阿伏加德罗
常数的值。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.1 个 X 分子中的共用电子对数目为 11
C.1 mol X 分子中所含的σ键数目为 10NA
D.X 是共价化合物
8.(2019 吉林扶余第一中学高二下第一次月考, )下列关于共价键的说法不正确的是( )
A.在双键中,σ键比π键稳定
B.N2 与 CO 分子中σ键和π键个数对应相等
C.两个原子形成共价键时至少有 1 个σ键
D.HCHO 分子中σ键与π键个数比为 2∶1
9.( )由前 10 号元素组成的物质 T 和 X,有如图所示的转化关系。X 不稳定,易分解。设 NA 为阿伏加
德罗常数的值,下列有关说法正确的是( )
A.为使该转化成功进行,Y 可以是酸性 KMnO4 溶液
B.等物质的量的 T、X 分子中含有π键的数目均为 NA
C.X 分子中含有的σ键个数是 T 分子中含有的σ键个数的 2 倍
D.T 分子中只含有极性键,X 分子中既含有极性键又含有非极性键
10.( )有三种物质 AC2、B2C2、AD4,在常温下分别为气体、固体和液体。元素 A 的最高正价和最低
负价的绝对值相等;元素 B 的单质能在 C 的气态单质中剧烈燃烧,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体 B2C2;
元素 D 的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同。则:
(1)A、B、C、D 元素的名称分为 、 、 、 。
(2)AD4 分子中含有的σ键类型为 (填“s-s”“s-p”或“p-p”)σ键。
(3)D 的负一价阴离子的电子排布式为 ,B2C2 属于 (填“离子”或“共价”)化合物。
基础过关练
1.D 2.D 3.B 4.A 5.C 6.C 7.A 8.C
9.C 10.D 11.D
1.D 共价键的成因是当成键原子相互靠近时,原子轨道发生重叠,自旋状态相反的未成对电子形成共
用电子对,两原子核间的电子云密度增大,体系的能量降低。
特别提醒 (1)s 轨道与 s 轨道形成σ键时,电子并不是只在两核间运动,只是在两核间出现的概率增大。
(2)形成共价键的两种元素电负性差值较小,一般电负性差值小于 1.7。如 H(2.1)与 Cl(3.0),电负性差值
为 0.9,二者形成共价键。
(3)形成共价键时,成键的两个原子的原子核都吸引共用电子对,使之处于平衡状态,体系能量降低。
2.D 一般地,原子的未成对电子一旦配对成键,就不再与其他原子的未成对电子配对成键了,故共价键
的饱和性由原子的未成对电子数决定,共价键的饱和性也就决定了各种原子形成分子时相互结合的数
量关系,故 A、C 正确,D 错误;形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大,共价键越稳定,原子轨道都有一
定的形状,要达到最大重叠,共价键必然有方向性,故 B 正确。
3.B 三硫化四磷分子中没有不饱和键,且各原子的最外层均已达到了 8 电子的结构,P 可形成 3 个共
价键,S 可形成 2 个共价键,因此一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数为
3
×
4+2
×
3
2
=9。
4.A 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。
5.C 氢气分子中只存在σ键,故 A 错误;氯气分子中只存在σ键,故 B 错误;氮气分子的结构式为
,1 个分子中存在 1 个σ键和 2 个π键,故 C 正确;氯化氢分子中只存在σ键,故 D 错误。
6.C CH4 中只存在 C—H 键,仅含σ键;HCl 中只存在 H—Cl 键,仅含σ键;CH2 CH2 中含 C—H 键和
键,C—H 键为σ键, 键中既有σ键又有π键;F2 中只含 F—F 键,仅含σ键。
7.A A 项,σ键属于共价键;B 项,s-s σ键与 s-p σ键都属于σ键,对称性相同;C 项,分子中含有共价键,则至
少含有一个σ键;D 项,一般π键容易断裂,而σ键不易断裂,所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的
化学性质不同。
8.C 根据电子排布式可知四种原子分别是 S、N、Na、C,其中 Na 是活泼金属,在化学反应中易失去
最外层的一个电子,形成离子键,而π键是共价键的一种,S、N、C 均能形成π键。
9.C A 项,H2 分子中两个原子的 1s 轨道重叠,正确;B 项,HCl 分子中氢原子的 1s 轨道和氯原子的 3p 轨
道重叠,正确;C 项,Cl2 分子中两个氯原子的 3p 轨道重叠,错误;D 项,ClF 分子中氯原子的 3p 轨道和氟原
子的 2p 轨道重叠,正确。
10.D 一个 N2 分子中有一个σ键,两个π键;一个 C2H4 分子中有五个σ键,一个π键;一个 C2H2 分子中有三
个σ键,两个π键;HCl、H2O、H2O2 分子中只有σ键。
11.D 一般σ键比π键更稳定,A 项错误;s-s σ键无方向性,B 项错误;原子轨道以“头碰头”方式相互重叠
形成的共价键为σ键,C 项错误;两个原子之间形成共价键时,单键为σ键,双键和三键中都只有一个σ
键,D 项正确。
特别提醒 π键原子轨道重叠程度比σ键小,一般π键没有σ键牢固,在反应中比较活泼。
12.答案 (1)②s-p σ HCl ③p-p σ Cl2 ④pz-pzπ N2 ⑤py-pyπ N2 (2)7 3
解析 (1)①②③为原子轨道“头碰头”重叠形成σ键,④⑤为原子轨道“肩并肩”重叠形成π键。(2)单键都
是σ键, 键中含 1 个π键, 键中含 1 个σ键,2 个π键;由分子结构可知有 7 个σ键,3 个π键。
能力提升练
1.B 2.A 3.A 4.C 5.A 6.BD 7.D 8.D
9.A
1.B A 项,H2 中的σ键是两个氢原子的 s 轨道重叠而成的;B 项,HCl 中的σ键是氢原子的 s 轨道和氯原
子的 p 轨道重叠而成的;C 项,Cl2 中的σ键是两个氯原子的 p 轨道以“头碰头”方式重叠而成的;D 项,F2 中
的σ键是两个氟原子的 p 轨道以“头碰头”方式重叠而成的。
2.A 由共价键的饱和性可知:C、Si 均形成 4 个共价键,H、Cl 均形成 1 个共价键,N 形成 3 个共价
键,O、S 均形成 2 个共价键。A 项中 O 原子间是双键,且每个氧原子与 1 个氢原子形成 1 个单键,则每
个氧原子形成 3 个共价键,与其饱和性不相符。
3.A 烷烃分子中只有 C—C 键和 C—H 键,1 个 Cn
H2+2
分子中含有(n-1)个 C—C 键和(2n+2)个 C—H
键,因此 1 mol CnH2n+2 分子中含有(3n+1)mol 共价键,A 正确;Na2O2 中 Na+与
O2
2-
、Na2O 中 Na+与 O2-数
目之比均为 2∶1,但 Na2O2 中有共价键而 Na2O 中无共价键,B 错误;NH4Cl 等铵盐中有离子键,C 错误;
电负性之差小于 1.7 的 Na 与 H、K 与 H 之间均形成离子键,D 错误。
4.C 电子云重叠说明电子在核间出现的概率增大,A 正确;两个 H 原子之间形成 s-s σ键,B、D 正确;电
子云是对核外电子运动状态的形象化描述,并不是指电子呈云雾状,原子间通过共用电子对(即电子云
重叠)形成共价键,C 不正确。
5.A A 项,NH4HCO3 分解生成 NH3、CO2 和水,是化学变化,碳酸氢根离子和铵根离子之间的离子键被
破坏,碳酸氢根离子中的共价键被破坏,故 A 符合题意;B 项,氯化钠颗粒被粉碎,是物理变化,化学键没
有被破坏,再者氯化钠中不存在共价键,故 B 不符合题意;C 项,碘的升华是物理变化,共价键没有被破坏,
故 C 不符合题意;D 项,NaOH 溶于水发生电离,钠离子和氢氧根离子之间的离子键被破坏,氢氧根离子
内的共价键没有被破坏,故 D 不符合题意。
6.BD NH4Cl、(NH4)2SO4 均是由非金属元素组成的,却存在离子键,A 项错误。H、Cl 等原子中只有
一个未成对电子,因而只能形成σ键,即有σ键不一定有π键;若形成π键则原子间一定已形成σ键,即有π键
一定有σ键,B 项正确。共价双键中有一个为σ键,另一个为π键,共价三键中有一个为σ键,另两个为π键,
故乙炔( )分子中有 3 个σ键、2 个π键,C 项错误。共价单键为σ键,乙烷的结构式为
,其中所含的 6 个 C—H 键和 1 个 C—C 键均为σ键,D 项正确。
7.D N—N 键是非极性键,A 项不正确;1 个 X 分子中存在 12 对共用电子对、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。
8.D 在双键中,σ键比单个的π键电子云重叠程度大,更加稳定,A 正确;CO 与 N2 每个分子中σ键都是 1
个,π键都为 2 个,B 正确;共价单键为σ键,双键中含有 1 个σ键和 1 个π键,三键中含有 1 个σ键和 2 个π键,
则两个原子形成共价键时至少有 1 个σ键,C 正确;1 个 HCHO 分子中含有 2 个单键和一个双键,则σ键
与π键个数之比为 3∶1,D 错误。
9.A 由题图可知,T 为 HCHO,X 不稳定,易分解,则 X 为 H2CO3,Y 为氧化剂,可以选择酸性 KMnO4 溶
液,A 项正确;等物质的量并不一定是 1 mol,B 项错误;1 个 X 分子中含有的σ键个数为 5,1 个 T 分子中
含有的σ键个数为 3,C 项错误;T、X 分子中均只含有极性键,无非极性键,D 项错误。
10.答案 (1)碳 钠 氧 氯 (2)p-p (3)1s22s22p63s23p6 离子
解析 (1)火焰呈黄色,说明有钠元素,则淡黄色固体为 Na2O2,所以元素 B 为 Na,元素 C 为 O。由“元素
D 的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同”知,D 为 Cl。由“元素 A 的最高正价和最低负价的绝对
值相等”,可知 A 为ⅣA 族元素,又由于常温下 AC2 是气体,AD4 是液体,所以 AC2 是二氧化碳(ⅣA 族元
素中 Si 及其以下元素形成的氧化物常温下均为固体),AD4 是 CCl4,即 A 是 C(碳)。(2)CCl4 中只有σ键,
且其类型为 p-p σ键。
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