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1.以下物质的分子中既有σ键又有π键的是( )
A.HClB.Cl2 C.C2H2D.CH4
【解析】四种分子的结构式分别为H—Cl、Cl—Cl、H—C≡C—H、 ,两个原子间形成的共价单键为σ键,而要存在π键,两原子之间必须存在两个或三个共价键,故符合题意的为C项。
【答案】C
2.H2O分子中每个O原子结合2个H原子的根本原因是( )
A.共价键的方向性
B.共价键的饱和性
C.共价键的键角
D.共价键的键长
【解析】O原子最外层有2个未成对电子,分别与H原子的核外电子形成共用电子对,O原子即到达8电子稳定结构,故1个O原子只能结合2个H原子才符合共价键的饱和性。
【答案】B
3.关于键长、键能和键角,以下说法不正确的选项是( )
A.键角是描述分子立体结构的重要参数
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定
D.键角的大小与键长、键能的大小无关
【解析】C错误,键能越大,键长越长,共价化合物越不稳定。
【答案】C
4.以下说法中正确的选项是( )
A.p轨道之间以“肩并肩〞重叠可形成σ键
B.p轨道之间以“头碰头〞重叠可形成π键
C.s和p轨道以“头碰头〞重叠可形成σ键
D.共价键是两个原子轨道以“头碰头〞重叠形成的
【解析】A错误, “肩关肩〞形成的是π键;B错误,“头碰头〞形成的是σ键;D错误,共价键包括σ键与π键,两原子间既可以“头碰头〞方式形成共价键,也可以“肩并肩〞方式形成共价键。
【答案】C
5.以下说法中正确的选项是( )
A.分子中的键能、键长与分子的稳定性无关
B.元素周期表中的第ⅠA族〔除H外〕和第ⅦA族元素的原子间可能形成共价键
C.水分子可表示为HO—H,分子中键角为180°
D.H—O键键能为463 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗能量为2×463 kJ
【解析】此题主要考查共价键的三个键参数,要理解它们的概念及相互关系,掌握它们对键强弱的影响。
D项中H—O键键能为463 kJ·mol-1,指的是气态基态氢原子和氧原子形成1 mol H—O键时释放的最低能量,那么拆开1 mol H—O键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为463 kJ,18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O键,断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和氧原子,再进一步形成H2和O2时,还需释放出一局部能量,故D项错误;Li的电负性为1.0,I的电负性为2.5,其差值为1.5<1.7,所以LiI以共价键成分为主,B项正确。
【答案】B
6.三氯化磷分子和氨分子结构和空间构型相似,是三角锥形而不是平面正三角形,以下关于三氯化磷分子的表达,不正确的选项是( )
A.PCl3分子中三个共价键的键长、键能和键角都相等
B.PCl3分子中的P—Cl键属于极性共价键
C.PCl3分子中既有σ键,又有π键
D.PCl3分子中各原子都到达8电子稳定结构
【解析】PCl3分子中只形成单键,故只含有σ键。
【答案】C
7.X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素,其中X、Y同周期,Y、Z同主族,Y原子最外层p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数,X原子最外层的p轨道中有一个轨道填充了2个电子,而且这三种元素可以形成化合物YX2、ZX2。根据上述信息答复以下问题:
〔1〕写出Z元素基态原子的电子排布式是。
〔2〕YX2分子中含个σ键,含个π键。
【解析】此题将元素周期表、核外电子排布、共价键的类型知识综合为一道无机推断题,考查同学们对根底知识能否融会贯穿。如:X原子最外层的p轨道中有一个轨道填充了2个电子,那么p轨道上含有4个电子,又X为短周期元素,可推断X为氧元素或硫元素;Y原子最外层p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数,那么Y只能为第二周期的碳元素,且X、Y同周期,故可知X为氧元素,Y、Z同主族,可知Z为Si元素。CO2分子的结构式为OCO,可知含2个σ键、2个π键。
【答案】〔1〕1s22s22p63s23p2(2)22
8.分析以下化学式中画有横线的元素,选出符合要求的物质填空。
A.NH3 B.H2O C.HCl D.CH4 E.C2H6 F.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原子与3个H原子形成3个σ键,还有一对不成键电子;H2O中O原子与2个H原子形成2个σ键,还有两对不成键电子;HCl中Cl原子与1个H原子形成1个σ键,还有三对不成键电子;CH4中C原子与4个H原子形成4个σ键,所有价电子都参与成键;C2H6中C原子分别与3个H原子及另1个C原子形成4个σ键,所有电子都参与成键;N2中N原子与另1个N原子形成1个σ键,2个π键,还有一对不成键电子。
【答案】〔1〕D、E〔2〕C〔3〕A、B、C、F〔4〕F
9.某些共价键的键能如表,试答复以下问题:
共价键
键能/kJ·mol-1
共价键
键能/kJ·mol-1
H—H
436
O—H
462.8
Cl—Cl
242.7
N≡N
946
C—H
413.7
H—Cl
431.8
〔1〕H—H的键能为什么比Cl—Cl的键能大
〔2〕H2O在2 000 ℃时有5%的分子分解,而CH4在1 000 ℃时可能完全分解为C和H2,试解释其中的原因。
〔3〕试解释氮气为什么能在空气中稳定存在
【解析】解答此题可根据键参数与分子的性质间的关系分析:共价键的键长越短、键能越大,共价键越稳定。
【答案】〔1〕H原子的半径比Cl原子的半径小,故H—H的键长比Cl—Cl的键长短,H—H的键能比Cl—Cl的键能大。
〔2〕H—O比H—C键能大,故H2O比CH4稳定。
〔3〕N2存在氮氮三键,键能大,故结构稳定。
10.等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为局部元素等电子体分类、空间构型表。
试答复:
〔1〕下面物质分子或离子的空间构型:
BrO3-,CO32-,ClO4-。
〔2〕由第一、二周期元素组成,与F2互为等电子体的离子有。
〔3〕SF6的空间构型如图1所示,请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。OSF4分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。
【解析】解决此题的关键是互为等电子体的物质结构相似、物理性质相似。
〔1〕BrO3-为四原子26电子体,所以其结构与SO32-一样为三角锥形;CO32-为四原子24电子体,与SO3的结构相同,同理可知ClO4-为四面体形。
〔2〕F2为双原子14电子体,所以一、二周期中与F2互为等电子体的离子有O22-。
〔3〕SF6为七原子48电子体,空间构型为八面体形,如题图1;OSF4为六原子40电子体,其空间构型为三角双锥形。
【答案】〔1〕三角锥形平面三角形四面体形
〔2〕O22-
〔3〕
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