《共价键和分子间作用力》作业参考解析
1. 下列说法错误的是
A. 按原子轨道重叠方式，共价键可分为σ键和π键
B. σ键构成分子的骨架，π键不能单独存在
C. 配位键既不是σ键，也不是π键
D. 双键或叁键中只有一个σ键
【C】按原子轨道的重叠方式不同，当其头碰头重叠时，形成“σ”键，当其肩并肩重叠时，
形成“π”键；由于σ键重叠程度大，稳定性更高，因此可以单独存在，并构成分子的骨架，
而π键重叠程度小，稳定性低，容易打开，因此不能单独存在，只能和σ键共存于双键或叁
键中；σ键由于头碰头重叠，因此重叠部分对键轴呈圆柱形对称，可以自由旋转，但是π键
对键轴呈镜面反对称，因此不能自由旋转；配位键是由一个成键原子提供孤对电子，另一个
成键原子提供空轨道形成的，在配位键形成的过程中，两原子的原子轨道可能发生头碰头重
叠而形成σ配位键，也可能发生肩并肩重叠而形成π配位键，因此C的说法是不正确的。
2. 下列说法正确的是
A. 若AB2分子为直线型，其中心原子A一定发生了sp杂化
B. HCN是直线型分子，也是非极性分子
C. H-O键能比H-S键能大，因此H2O熔沸点比H2S高
D. 氢键不属于化学键，但是具有饱和性和方向性
【D】A：一般对于AB2分子来说，如果中心原子发生了sp杂化，那么分子的空间构型是直
线型的，但是AB2分子如果为直线型，中心原子A不一定发生了sp杂化，典型的例子就是
I3-离子，这个离子的中心原子I发生的是sp3d杂化，价层电子对的空间构型为三角双锥，由
于中心原子上有3对孤对电子，分别位于三角双锥中间的三角平面上，因此分子的空间构型
就是直线型了（这可以用夹层电子对互斥理论来解释）；B：HCN分子是直线型分子，但是
根据其分子中各原子的电负性大小的情况来看，这是一个极性分子；C：体系沸点的高低主
要与分子间作用力的大小有关，因此H2O熔沸点之所以比H2S高，是因为水分子之间除了
范德华力作用外，还存在很强的氢键作用；D：当一个氢原子形成一个氢键后，就不能再和
其它原子之间形成第二个氢键了，这体现了氢键的饱和性，同一个氢原子形成的共价键和氢
键之间需以最大角度分布，这体现了氢键的方向性，不过氢键仍然属于分子间作用力，而不
属于共价键作用。所以D的说法是正确的。
3. 下列关于H3O+离子的说法，正确的是
A. O发生sp2等性杂化，空间结构为平面正三角形
B. O发生sp2不等性杂化，空间结构为平面三角形
C. O发生sp3等性杂化，空间结构为正四面体型
D. O发生sp3不等性杂化，空间结构为三角锥型
【D】我们知道H2O分子中O发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成键后，H2O分子中有两
对孤对电子。那么H3O+离子的形成可以认为是由H2O分子中的O提供一对孤对电子，H
+
离子提供空轨道，在两者之间形成了配位键而形成的，两者之间形成配位键时，并不会改变
O原子的原子轨道杂化类型，同时O原子上仍然有1对孤对电子，因此O发生sp3不等性
杂化，H3O+离子的空间结构为三角锥型。
4. 下列分子或离子中，不含有孤对电子的是
A. H2O B. PH3 C. NH4+ D. OH-
【C】A：H2O分子中O发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成键后，H2O分子中有两对孤
对电子；B：PH3分子与NH3分子相似，中心原子P发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成
键后，分子中有1对孤对电子；C：NH3分子的中心原子N发生了sp3不等性杂化，在与氢
原子成键后，分子中有1对孤对电子，当NH3分子与H+离子成键时，NH3分子中N原子提
供1对孤对电子，H+离子提供空轨道而形成配位键，这样N原子上所有的价电子均参与成
键，因此NH4+离子中不含孤对电子；D：OH-离子是由H2O分子失去一个H+离子后生成的，
因此应该含有3对孤对电子。
5. 下列化合物中存在π键的是
A. H2O B. NH3 C. HCl D. NaCN
【D】H2O、NH3、HCl分子中，成键原子都是各自提供一个单电子后形成共价键的，而CN
-
离子的C和N原子之间形成了共价叁键，根据前面的知识，我们知道共价双键和叁键中只
有一个是σ键，其余的都是π键，因此选择D。
6. 下列说法正确的是
A. 共价键只存在于共价化合物中
B. 氨水中存在有4种氢键。
C. C—C单键的键能是C=C双键键能的一半
D. 由极性共价键形成的分子一定是极性分子
【B】A：共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，例如上题中的NaCN，
Na+离子和CN-离子之间形成离子键，而CN-离子中C原子与N原子之间形成了共价键；B：
氨水中存在4种氢键，分别是N-H„N、N-H„O、O-H„O和O-H„N；C：C-C之间形成
共价单键，为σ键，C=C双键之间形成一个σ键和一个π键，由于π键的稳定性低于σ键，
因此π键的键能低于σ键，所以C=C双键的键能不是C-C单键键能的两倍，而应该小于其
两倍；D：如果是双原子分子，那么由极性键组成的分子一定是极性分子，但是如果是多原
子分子（≥3个原子），就不一定了，大家所熟知的CO2、CH4等分子，都是非极性分子，
但是分子内两原子之间形成的都是极性共价键。
7. 下列物质沸腾时只需克服色散力的是
A. Cu B. NaCl C. CHCl3 D. CS2
【D】A：Cu是金属晶体，因此沸腾汽化时，应该要克服金属键的作用；B：NaCl是离子晶
体，沸腾汽化时，要克服离子键的作用；C：CHCl3是极性分子，沸腾汽化时要克服分子之
间的取向力、诱导力和色散力的作用；D：CS2分子与CO2分子一样，也是非极性分子，因
此沸腾汽化时，只需要克服分子之间的色散力。
8. 下列现象与氢键无关的是
A. 邻羟基苯甲酸的熔沸点低于对羟基苯甲酸
B. H2O的沸点高于H2S
C. C2H5OH(乙醇)在水中的溶解度远远高于C2H5OC2H5(乙醚)
D. HI的沸点高于HCl
【D】A：邻羟基苯甲酸由于形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，因此对羟
基苯甲酸分子之间除了范德华力的作用外，还存在氢键作用，因此其熔沸点高于分子间只存
在范德华力作用的邻羟基苯甲酸；B：H2O之所以具有反常高的沸点，就是因为水分子之间
C
H
H
H
O
H
存在较强的氢键作用；C：由于乙醇分子与水分子之间能形成氢键，而乙醚分子不能与水分
子之间形成氢键，因此其在水中的溶解度远远小于乙醇；D：HI分子和HCl分子都是极性
分子，但是都不能形成分子间氢键，由于HI的摩尔质量远大于HCl，其分子变形性更强，
分子之间的范德华力作用更强，因此其沸点高于HCl。
9.请根据甲醇分子的结构式（如左图所示），说明：
(1) C原子发生了杂化（指明杂化类型以及等性还是不等性杂化）；
(2) O原子发生了杂化（指明杂化类型以及等性还是不等性杂化）；
(3) C原子与O原子之间的成键情况（说明两者之间形成的共价键的类型以及成键的轨道，
用“σ(sp-s)”这样的形式作答。）
(4) CH3OH分子是分子（指明是“极性”还是“非极性”）；
(5) 分子之间存在等分子间作用力（范德华力请具体说明是哪几种作用力）。
解：(1) (2)根据甲醇分子的空间构型可以分别判断出
C原子发生了sp3等性杂化，杂化过程方框图如下：
6
C
激发
sp3 杂化
2s
2p
2s
2p
sp
3
O原子发生了sp3不等性杂化，杂化过程方框图如下：
8
O
sp3 杂化
2s
2p
sp
3
（请注意的是，杂化过程中，如果中心原子的价电子不需要激发的，画方框图时就无需画出
激发的过程，激发不是杂化的必要条件）
(3) C和O之间的成键情况：σ(sp3-sp3)
解释（解释部分的内容在考试时不需要写在答案中）：由于C原子和O原子之间形成了共价
单键，显然应该是σ键，由于杂化轨道的成键能力强（一头大，一头小，杂化轨道用大头成
键），因此杂化轨道参与成键时基本都形成σ键。因此两原子之间形成σ键时，如果都发生
杂化了，那么就分别将各自的杂化轨道提供出来形成σ键。所以C原子和氧原子成键时，
分别将其sp3杂化轨道提供出来，发生头碰头重叠以形成σ键。
(4)根据甲醇分子的空间构型可以判断出其为极性分子。
(5) 取向力，诱导力，色散力和氢键。
解释（解释部分的内容在考试时不需要写在答案中）：由于是极性分子，因此分子之
间存在取向力，诱导力和色散力（根据题意需具体说明范德华力的种类）。由于甲醇分子中
存在一个-OH，所以分子之间又可以形成一个分子间氢键。