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课时梯级训练(7) 键参数——键能、键长与键角
1.(2023·广州高二统考)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述错误的是( )
A.共价键的键长与键能是相关的
B.键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性
D.H—O键能为462.8 kJ/mol,故18 g H2O分解成H2和O2时,消耗的能量为2×462.8 kJ
D 解析:一般键长越长,键能越小,即化学键的键长与键能是相关的,A正确;通过X射线衍射实验可以测定分子结构中的键长、键角的数值,B正确;共价键有方向性,除去s轨道外其他原子轨道如p、d等轨道都有一定的伸展方向,沿轨道方向重叠可产生最大重叠,形成的键最稳定,故多原子分子内两个共价键之间存在键角,C正确;18 g H2O为1 mol,分解成气态2 mol H和气态1 mol O时消耗的能量为2×462.8 kJ,再进一步形成氢气和氧气时,还会释放出一部分能量,D错误。
2.(2023·沈阳高二质检)碳与硅都是元素周期表中第ⅣA族元素,原子最外层电子数相同。下列叙述不正确的是( )
A.C—H、C—Cl和Si—H都是极性键
B.C—H、C—Cl和Si—H的键长不同
C.C—H的键能大于Si—H的键能
D.在相同条件下分别断裂1 mol C—H、1 mol C—Cl和1 mol Si—H吸收的能量相同
D 解析:不同种元素原子之间形成的共价键都是极性键,不同种元素原子之间形成的化学键键长也不同,A、B正确;原子半径:C<Si,键长:C—H<Si—H,则键能:C—H>Si—H,C正确;三种共价键的键能不同,故在相同的条件下断裂1 mol不同的化学键,所吸收的能量不同,D错误。
3.(2023·山东省实验中学高二质检)甲、乙、丙、丁为四种气态卤化氢(HX)分子,其化学键的键能与键长的关系如图所示。针对这四种分子与卤化氢的对应关系,下表选项中,最合理的是( )
选项
甲
乙
丙
丁
A
HI
HBr
HCl
HF
B
HF
HCl
HBr
HI
C
HCl
HF
HBr
HI
D
HI
HBr
HF
HCl
A 解析:卤族元素从上到下,原子半径逐渐增大,与氢原子形成的共价键,键长逐渐增大,则键能逐渐减小。F、Cl、Br、I对应的氢化物的键长逐渐增大,键能逐渐减小,则甲、乙、丙、丁分别为HI、HBr、HCl、HF。
4.(2023·洛阳高二质检)已知H—H的键能为436.0 kJ/mol,O===O的键能为497.3 kJ/mol,Cl—Cl的键能为242.7 kJ/mol,N≡N的键能为946 kJ/mol。下列叙述正确的是( )
A.N—N的键能为×946 kJ/mol
B.氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中共价键的键长更短
C.氧气分子中氧原子是以共价单键相结合的
D.氮气分子比氯气分子更稳定
D 解析:N≡N的键能并非N—N的键能的3倍,故不能根据N≡N的键能计算N—N的键能,A错误;氮原子半径大于氢原子半径,故氮气分子中共价键的键长大于氢气分子中共价键的键长,B错误;氧气分子中氧原子是以共价双键相结合的,C错误;N≡N的键能大于Cl—Cl的键能,故氮气分子比氯气分子更稳定,D正确。
5.(2023·邵阳高二质检)已知硅烷是硅与氢组成的一系列化合物的总称。由键能数据大小,不能解释下列事实的是( )
化学键
C—H
Si—H
C===O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/
(kJ/mol)
413.4
318
745
351
452
347.7
222
A.稳定性:CH4>SiH4
B.键长:C===O<C—O
C.键角:CO2>SiH4
D.种类:烷烃>硅烷
C 解析:键能越大越稳定,C—H的键能大于Si—H的键能,则稳定性:CH4>SiH4,A正确;键能越大,键长越短,C===O的键能大于C—O的键能,则键长:C===O<C—O,B正确;键角与键能无直接的关系,C错误;键能:C—C>Si—Si,故C、Si分别与H形成烷烃、硅烷时,烷烃相对更稳定,形成种类更多,D正确。
6.(2023·湖南师大附中高二质检)法匹拉韦是一种药物,结构简式如图。下列说法正确的是( )
A.元素的第一电离能:F>O>N>H
B.该分子中σ键与π键数目之比为15∶4
C.元素的电负性由大到小的顺序为F>N>O>H
D.该分子中C===C的键能是C—C的键能的两倍
B 解析:氮原子的2p轨道处于半充满状态,较难失去电子,其第一电离能大于O,故第一电离能:F>N>O>H,A错误;有机物含有1个C—H、1个C===C,1个C===N,2个C===O,3个N—H、