2022高考化学第12章物质结构与性质第2节分子结构与性质考点1共价键讲与练含解析

第12章（物质结构与性质）李仕才考点一　共价键　1．共价键的本质与特征(1)本质：在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。(2)特征：具有方向性和饱和性。共价键的方向性决定着分子的立体构型，共价键的饱和性决定着每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的。2．共价键的分类7\n3.键参数——键能、键长、键角(1)概念(2)键参数对分子性质的影响①键能越大，键长越短，化学键越强、越牢固，分子越稳定。4．配位键(1)孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称为孤电子对。(2)配位键①配位键的形成：成键电子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。②配位键的表示方法如A→B，其中A表示提供孤电子对的原子，B表示提供空轨道的原子。如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。(3)配合物①组成：以[Cu(NH3)4]SO4为例7\n②形成条件中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转。(　√　)2．气体单质中一定存在σ键，可能存在π键。(　×　)3．只有非金属原子之间才能形成共价键。(　×　)4．在所有分子中都存在化学键。(　×　)5．σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强。(　√　)6．σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。(　√　)7．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。(　×　)8．键长等于成键两原子的半径之和。(　×　)9．所有的共价键都有方向性。(　×　)10．O2分子中仅含非极性键。(　√　)11．CH4与NH互为等电子体。(　√　)1．s轨道与s轨道重叠形成σ键时，电子不是只在两核间运动，而是在两核间出现的概率较大。2．因s轨道是球形的，故s轨道和s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。3．两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。4．共价单键都是σ键，双键中一个σ键、一个π键，三键中一个σ键、两个π键。5．杂化轨道只能形成σ键。7\n一、共价键类型的判断1．碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是(　　)A．分子式为C3H2O3B．分子中含6个σ键C．分子中只有极性键D．8.6g该物质完全燃烧得到6.72LCO2解析：A项，观察图形根据碳四键可知分子式正确；B项，根据图示可知分子中含8个σ键；C项，观察图形可知分子中含有碳碳双键属于非极性键；D项，没有指明条件，无法进行气体体积计算。答案：A2．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是(　　)①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2A．①②③B．③④⑤⑥C．①③⑥D．③⑤⑥解析：单键均为σ键，双键和三键中各存在一个σ键，其余均为π键。答案：D3．在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4。(1)只存在非极性键的分子是________；既存在非极性键又存在极性键的分子是________；只存在极性键的分子是________(填序号，下同)。(2)只存在单键的分子是________，存在三键的分子是________，只存在双键的分子是________，既存在单键又存在双键的分子是________。(3)只存在σ键的分子是________，既存在σ键又存在π键的分子是________。(4)不存在化学键的是________。(5)既存在离子键又存在极性键的是________；既存在离子键又存在非极性键的是________。答案：(1)②　⑤⑩　①③⑨　(2)①③⑤　②　⑨　⑩7\n(3)①③⑤　②⑨⑩　(4)⑧　(5)⑥⑦　④4．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是________(填序号，下同)；既有σ键，又有π键的是________；含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是__________；含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________；含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。答案：①②③⑥⑦⑧　④⑤⑨　⑦　①③⑤⑥⑧⑨　②④⑤⑥⑧⑨二、键参数的应用5．下列说法中正确的是(　　)A．分子的键长越长，键能越高，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H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8kJ解析：键长越长，键能越小，分子越不稳定，A错误；共价键一般形成于非金属元素之间，而第ⅠA族元素(H除外)均是活泼金属元素，第ⅦA族元素均是活泼非金属元素，二者易形成离子键，B正确；水分子立体构型为Ⅴ形，两个H—O键的键角为105°，C错误；断裂2molH—O键吸收2×462.8kJ能量，而不是H2O分解成H2和O2时消耗的能量，D错误。答案：B6．能够用键能的大小解释的是(　　)A．常温常压下，氯气呈气态而溴单质呈液态B．硝酸是挥发性酸，硫酸是难挥发性的酸C．稀有气体一般难发生化学反应D．氮气在常温下很稳定，化学性质不活泼解析：共价分子构成物质的状态与分子内共价键的键能无关，A错误；物质的挥发性与分子内键能的大小无关，B错误；稀有气体是单原子分子，无化学键，C错误；氮气分子稳定是由于氮气分子中含有三键，键能很大的缘故，D正确。答案：D7．NH3分子的立体构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是(　　)A．NH3分子是极性分子B．分子内3个N—H键的键长相等，键角相等C．NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于107°D．NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于120°7\n解析：A项，NH3为极性分子不能说明NH3一定为三角锥形；B项，三条N—H键键能与键长分别相同，键角相等仍有可能为正三角形；D项与事实不符。答案：C三、配位键和配合物8．下列现象与形成配合物无关的是(　　)A．向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，出现红色B．向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量H2O，呈绿色，再加水，呈蓝色C．Cu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；Cu与稀HNO3反应后，溶液呈蓝色D．向AlCl3中逐滴滴加NaOH至过量，先出现白色沉淀，继而消失解析：Fe3＋与SCN－形成一系列配离子，都显红色；Cu2＋在水溶液中形成配离子[CuCl4]2－显绿色；[Cu(H2O)4]2＋显蓝色，故A、B、C项均与配合物有关；D项，Al3＋与OH－形成Al(OH)3，而Al(OH)3显两性，能与过量的OH－反应，生成AlO，与配合物无关。答案：D9．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CoCl3·6NH3___________________________________________，CoCl3·5NH3____________________________________________，CoCl3·4NH3(绿色和紫色)：___________________________。②CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)的组成相同而颜色不同的原因是________________________________________________。③上述配合物中，中心离子的配位数都是________。(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色。该反应在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供________，SCN－提供________，二者通过配位键结合。②所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子显血红色。含该离子的配合物的化学式是__________________________________________________________。③若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为______________________________________________。解析：(1)由题意知，四种配合物中的自由Cl－7\n分别为3、2、1、1，则它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl。最后两种应互为同分异构体。(2)Fe3＋和SCN－形成配合物时，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对，Fe3＋和SCN－以1∶1和1∶5形成配离子时写化学式要用Cl－和K＋分别平衡配离子的电荷，使配合物呈电中性。答案：(1)①[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)4Cl2]Cl　②它们互为同分异构体　③6(2)①空轨道　孤电子对　②[Fe(SCN)]Cl2　③FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl7