2.1 共价键模型（第2课时 键参数）-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练（鲁科版2019选择性必修2）

第2章 微粒间相互作用与物质性质 第1节 共价键模型 第2课时 键参数 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/题型解读 典题举一反三，应用触类旁通 07/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．理解键能、键长和键角等键参数的含义，能利用键参数解释物质的某些性质。 2．通过共价键理论模型的发展过程，初步体会不同理论模型的价值和局限。 重点：用键能、键长和键角等键参数解释物质的某些性质。 难点：键能、键长和键角等键参数的应用。 一、三个重要的键参数 1．键能 (1)概念：在101.3 kPa，298 K的条件下，断开_______ AB(g)分子中的化学键，使其分别生成______________和______________所吸收的能量，叫A—B键的键能。 (2)表示方法：EA—B(A和B分别表示成键的两个原子，可以相同，也可以不同)。 (3)单位：_______。 (4)意义：表示共价键的_______，键能越大，键越_______。 2．键长 (1)概念：两个成键原子的_______间的距离叫做该化学键的键长。 (2)意义：键长越短，化学键越_______，键越_______。 3．键角 (1)概念：在多原子分子中，两个化学键的_______叫键角； (2)意义：可以判断多原子分子的______________。 (3)常见分子的键角及分子空间构型： 分子 键角 空间构型 CO2 (C===O)180° _______形 H2O (H—O) 104.5° _______形 NH3 (N—H) 107.3° _______形 CH4 (C—H)109.5° ______________形 【名师点拨】 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得 二、键能、键长和键角的应用 1．键能的应用 (1)表示共价键的强弱 键能的大小可以定量地表示化学键的______________。键能愈大，断开时需要的能量就_______，化学键就愈_______。 (2)判断分子的稳定性 结构相似的分子中，共价键的键能_______，分子越稳定。 (3)判断物质在化学反应过程中的能量变化 在化学反应中，旧化学键的断裂_______能量，新化学键的形成_______能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝_____________________。 2．键长的应用 (1)键长与键的稳定性有关。一般来说，键长愈短，化学键_______，键愈_______。 (2)键长与分子_______有关。 (3)键长的判断方法 ①根据原子半径判断：在其他条件相同时，成键原子的半径_______，键长越短。 ②根据共用电子对数判断：相同的两原子形成共价键时，单键键长______双键键长______叁键键长。 3．键角的应用 键角常用于描述多原子分子的______________。 【名师点拨】 (1)键能与键长反映键的强弱程度，键长与键角用来描述分子的空间构型，轨道的重叠程度越大，键长越短，键能越大，化学键越稳定。 (2)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件——气态基态原子。 (3)同种元素原子形成的化学键的键能相比较，则有E(叁键)>E(双键)>E(单键)。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)断开化学键需吸收能量。( ) (2)键能EH—Cl＞EH—Br。( ) (3)在双键中，σ键的键能要小于π键的键能。( ) (4)键能：C—N<C=N<C≡N。( ) (5)C—C键的键能为347.7 kJ·mol-1，但C=C键的键能小于347.7×2 kJ·mol-1。( ) (6)分子中的键角：H2O>CO2。( ) (7)AB2型分子的键角均为180°。( ) (8)键长越长，分子越稳定。( ) (9)键角可以决定分子空间构型。( ) (10)双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定。( ) ►问题一 化学键的性质可以通过表征键的性质的某些物理量来定量地描述，这些物理量如键长、键角、键能等，统称为键参数。 1．三个键参数中，有哪几种决定化学键稳定性？ 2．键长、键角、键能对分子有什么影响？ 3．H—F键的键能：565 kJ·mol－1，H—Cl键的键能：431 kJ·mol－1，H—I键的键能：297 kJ·mol－1；从上述数据分析三种分子中哪一种最稳定？ ►问题二 下表是一些键能数据(单位：kJ/mol)： 键能 键能 键能 H—H 436 Cl—Cl 243 H—Cl 432 S—S 255 H—S 339 C—F 427 C—Cl 330 C—I 218 H—F 568 C—O 351 H—O 463 阅读上述信息，回答下列问题： 1．根据表中数据判断CCl4、CF4的稳定性，何者更稳定？ 2．试预测C—Br键的键能范围？ 3．结合表中数据和热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH=-Q kJ/mol，则热化学方程式中Q的值为多少？ 4．从数据中找出一些规律，请写出一条。 ►问题三 分析比较H2O中的H-O-H键键角比H3O+中大还是小？解释其原因。 ►题型一 键能、键长和键角 【典例1】关于键长、键能和键角，下列说法中错误的是(　　) 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．C===C键等于C—C键键能的2倍 D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强 【归纳总结】 【变式1-1】键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( ) A．H—F的键长是H—X(X表示卤族元素)中最长的 B．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180° C．分子中通常键能越大，键长越短，分子越稳定 D．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍 【变式1-2】下列有关共价键和键参数的说法不正确的是( ) A．1个乙烯(C2H4)分子中含有5个σ键和1个π键 B．C—H键比Si—H键的键长更短，故CH4比CSi4更稳定 C．H2O、CH4、CO2三种分子的键角依次增大 D．碳碳双键比碳碳单键的键能更大，故碳碳双键更稳定 【变式1-3】下列关于共价键的说法错误的是( ) A．稀有气体一般难发生化学反应，是因为分子中键能较大 B．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大 C．C=C的键能虽然比C-C大，但碳碳单键的化学性质比碳碳双键稳定 D．键角是两个相邻共价键之间的夹角，多原子分子的键角一定，说明共价键具有方向性 ►题型二 键参数的应用 【典例2】碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 356 413 336 226 318 452 回答下列问题： (1)通常条件下，比较CH4和SiH4的稳定性强弱：____________。 (2)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是__________________________________________________________。 (3)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________。 【解题必备】 (1)键能与键长反映键的强弱程度，键长与键角用来描述分子的空间构型，轨道的重叠程度越大，键长越短，键能越大，化学键越稳定。 (2)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件——气态基态原子。 (3)同种元素原子形成的化学键的键能相比较，则有E(叁键)>E(双键)>E(单键)。 【变式2-1】参考下表中化学键的键能与键长数据，判断下列分子最稳定的是 (　　) 化学键 H—C H—N H—O H—F 键能/(kJ·mol-1) 413.4 390.8 462.8 568 键长/pm 109 101 96 92 A．CH4　　　　　B．NH3　　　　　C．H2O　　　　　　D．HF 【变式2-2】下列有关共价键的键参数的说法不正确的是(　　) A．CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大 B．HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长 C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小 D．分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高 【变式2-3】键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( ) A．在分子中，两个成键原子间的距离叫做键长 B．AB2型分子的键角均为180° C．C—C键的键能为347.7，但C=C键的键能小于347.7×2 kJ·mol－1 D．H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol－1，故HCl分解成1molH2和1molCl2时，消耗的能量为863.6kJ 1．下列分子中键角最大的是(　　 ) A．CH4 B．NH3 C．H2O D．CO2 2．下列比较正确的是(　　) A．键长：C—O＞Si—O B．键长：C—C＞C===C C．键能：C—O＜Si—O D．键能：C—C＞C===C 3．下列说法中正确的是(　　 ) A．分子中所含共价键键能越大，键长越短，则分子越稳定 B．只有非金属原子之间才能形成共价键 C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180° D．H—O键键能为467 kJ·mol－1，即18 g水分子生成H2和O2时，放出能量为(2×467) kJ 4．能够用键能的大小作为主要依据来解释的是(　　) 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，而硫酸、磷酸是难挥发性酸 C．稀有气体一般难发生化学反应 D．空气中氮气的化学性质比氧气稳定 5．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是(　　) 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 6．下列有关共价键和键参数的说法不正确的是( ) A．一个丙烯(C3H6)分子中含有 9个 σ键和 1个 π键 B．碳碳双键的键能不为碳碳单键键能的两倍 C．C-H 键比 Si-H 键键长更短，故 CH4比 SiH4 更稳定 D．由于孤电子对的存在，H2O 分子的键角小于 109°28′ 7．三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是(　　) A．PCl3分子中P—Cl三个共价键的键长、键角都相等 B．PCl3分子中P—Cl三个共价键键能、键角均相等 C．PCl3分子中的P—Cl键属于极性共价键 D．PCl3分子中P—Cl键的三个键角都是100.1 °，键长相等 8．下列关于键长、键能和键角的说法中不正确的是(　　) 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．C=C键的键能等于C—C键键能的2倍 D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强 9．下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(　　) A．键能：C—N＜C===N＜C≡N B．键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl C．分子中的键角：H2O＞CO2 D．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＞π键 10．下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　) A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B．稀有气体一般难发生反应 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．F2比O2更容易与H2反应 11．已知N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝180 kJ·mol－1，其中N≡N、O===O键的键能分别为946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，则NO分子中键的键能为(　　 ) A．1 264 kJ·mol－1 B．632 kJ·mol－1 C．316 kJ·mol－1 D．1 624 kJ·mol－1 12．已知H—H键能为436 kJ·mol－1，H—N键能为391 kJ·mol－1，1 mol N2与足量H2反应放出的热量为92.4 kJ·mol－1，则N≡N键的键能是(　　 ) A．431 kJ·mol－1 B．945.6 kJ·mol－1 C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－1 13．某些化学键的键能如下表(kJ·mol－1) 键 H—H Br—Br I—I Cl—Cl H—Cl H—I H—Br H—F 键能 436 193 151 243 431 297 363 565 根据表中数据回答问题： (1)下列物质本身具有的能量最低的是________(填字母，下同)。 A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2 (2)下列氢化物中，最稳定的是________。 A．HF B．HCl C．HBr D．HI (3)X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)的反应是____________(填“吸热”或“ 放热”)反应。 (4)1 mol Cl2在一定条件下与等物质的量的H2反应，放出的热量是________kJ。相同条件下，X2分别与H2反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是________。 (5)已知反应2HI(g)===I2(g)＋H2(g)　ΔH＝7 kJ·mol－1，1 mol H2(g)分子中的化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量，1 mol HI(g)分子中的化学键断裂时需要吸收的能量为________ kJ。 14．已知键能、键长部分数据如下表： 共价键 键能(kJ·mol−1) 242.7 193.7 152.7 567 431.8 366 298.7 462.8 键长 19 228 266 共价键 键能(kJ·mol−1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3 键长 154 133 120 109 101 (1)下列推断正确的是___________(填字母，下同)。 A．稳定性： B．氧化性： C．沸点： D．还原性： (2)下列有关推断正确的是___________。 A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键＞双键＞单键 B．同种元素形成的双键键能一定小于单键的2倍 C．键长越短，键能一定越大 D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强 (3)在表中所给键中，键长最短的是 ，最长的是 ；键的键长 (填“大于”“小于”或“等于”)键的键长。 1．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是( ) 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．键长越长，键能越大，共价键越稳定 D．键角的大小与键能的大小无关 2．下列关于键参数的说法错误的是( ) A．双键的键能比单键的键能要大 B．一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短 C．键角的大小影响分子的空间构型 D．可以利用X射线衍射实验测定共价键的键长等参数 3．下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　 ) A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B．稀有气体一般难发生反应 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．F2比O2更容易与H2反应 4．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是(        ) A．键角是确定多原子分子立体结构(分子形状)的重要参数 B．通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应的能量变化情况 C．键长越长，键能越小，共价化合物越稳定 D．同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循；叁键＜双键＜单键 5．下列有关共价键的键参数的说法不正确的是( ) A．CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大 B．HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长 C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小 D．分子中共价键的键能越大，分子稳定性越差 6．下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(　　) A．键能：C—N＜C===N＜C≡N B．键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl C．分子中的键角：H2O＜CO2 D．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＜π键 7．已知1 g H2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且O2(g)中1 mol O==O键完全断裂时吸收热量496 kJ，H2O(g)中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则H2(g)中1 mol H—O键断裂时吸收热量为(　　 ) A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ 8．在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是(　　) A．白磷分子的键角为109.5° B．分子中共有4对共用电子对 C．白磷分子的键角为60° D．分子中有6对孤电子对 9．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是(　　) A．分子中既有极性键，又有非极性键 B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长 C．分子中含有2个σ键和4个π键 D．不和氢氧化钠溶液发生反应 10．下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据： O—O键 数据 O O O2 O 键长/10－12 m 149 128 121 112 键能/(kJ·mol－1) x y a＝494 b＝628 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律是(　　) A．成键时，电子数越多，键能越大 B．键长越短，键能越大 C．成键所用电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大 11．据李时珍《本草纲目》记载：“柳叶煎之，可疗心腹内血、止痛，治疥疮”，利用现代有机提纯技术，人们从自然界的柳叶中提纯出了一种重要的化学物质水杨酸(结构如图)，并用它来合成止痛药阿司匹林。下列对水杨酸的结构分析不正确的是 (　　) A．水杨酸分子中的碳氧键有两种不同的键长 B．水杨酸分子中苯环上碳碳键的键能是环外碳碳键键能的两倍 C．水杨酸分子中的C原子一定位于同一个平面上 D．水杨酸分子中的∠CCC比∠COH键角大 12．氮是地球上极为丰富的元素。 (1)Li3N晶体中氮以N3－形式存在，基态N3－的电子排布式为________________。 (2)NH3为三角锥形分子，N—H键键能的含义是________(填字母)。 A．由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B．把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量 C．拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量 D．形成1个N—H键所放出的能量 (3)N≡N的键能为945 kJ·mol－1，N—N单键的键能为247 kJ·mol－1，计算说明N2中的________(填“σ”或“π”，下同)键比______键稳定。 (4)计算反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl(EN－H＝391 kJ·mol－1，EH－Cl＝432 kJ·mol－1，ECl—Cl＝243 kJ·mol－1，EN≡N＝945 kJ·mol－1)的反应热ΔH＝________kJ·mol－1。 (5)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如：ClF3、BrF3等，已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)　ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F键的键能为159 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________ kJ·mol－1。 13．A、B、C、D、E五种元素原子序数依次增大，A元素原子的价电子排布为ns2np2，B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，E元素原子的价电子排布为3d64s2。C、D的电离能数据如下(kJ·mol－1)： I1 I2 I3 I4 C 738 1 451 7 733 10 540 D 577 1 817 2 745 11 578 (1)化合价是元素的一种性质。由C、D的电离能数据判断，C通常显________价，D显________价。 (2)某气态单质甲与化合物AB分子中电子总数相等，则甲分子中包含1个________键，2个________键。 (3)AB的总键能大于甲的总键能，但AB比甲容易参加化学反应。根据下表数据，说明AB比甲活泼的原因是_______________________________。 单键 双键 叁键 AB　键能/kJ·mol－1 357.7 798.9 1 071.9 甲　键能/kJ·mol－1 154.8 418.4 941.7 ( 11 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 微粒间相互作用与物质性质 第1节 共价键模型 第2课时 键参数 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/题型解读 典题举一反三，应用触类旁通 07/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．理解键能、键长和键角等键参数的含义，能利用键参数解释物质的某些性质。 2．通过共价键理论模型的发展过程，初步体会不同理论模型的价值和局限。 重点：用键能、键长和键角等键参数解释物质的某些性质。 难点：键能、键长和键角等键参数的应用。 一、三个重要的键参数 1．键能 (1)概念：在101.3 kPa，298 K的条件下，断开1_mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量，叫A—B键的键能。 (2)表示方法：EA—B(A和B分别表示成键的两个原子，可以相同，也可以不同)。 (3)单位：kJ·mol－1。 (4)意义：表示共价键的强弱，键能越大，键越牢固。 2．键长 (1)概念：两个成键原子的原子核间的距离叫做该化学键的键长。 (2)意义：键长越短，化学键越强，键越牢固。 3．键角 (1)概念：在多原子分子中，两个化学键的夹角叫键角； (2)意义：可以判断多原子分子的空间构型。 (3)常见分子的键角及分子空间构型： 分子 键角 空间构型 CO2 (C===O)180° 直线形 H2O (H—O) 104.5° V形 NH3 (N—H) 107.3° 三角锥形 CH4 (C—H)109.5° 正四面体形 【名师点拨】 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得 二、键能、键长和键角的应用 1．键能的应用 (1)表示共价键的强弱 键能的大小可以定量地表示化学键的强弱程度。键能愈大，断开时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固。 (2)判断分子的稳定性 结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 (3)判断物质在化学反应过程中的能量变化 在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成放出能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝∑E反应物－∑E生成物。 2．键长的应用 (1)键长与键的稳定性有关。一般来说，键长愈短，化学键愈强，键愈牢固。 (2)键长与分子空间构型有关。 (3)键长的判断方法 ①根据原子半径判断：在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。 ②根据共用电子对数判断：相同的两原子形成共价键时，单键键长＞双键键长＞叁键键长。 3．键角的应用 键角常用于描述多原子分子的空间构型。 【名师点拨】 (1)键能与键长反映键的强弱程度，键长与键角用来描述分子的空间构型，轨道的重叠程度越大，键长越短，键能越大，化学键越稳定。 (2)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件——气态基态原子。 (3)同种元素原子形成的化学键的键能相比较，则有E(叁键)>E(双键)>E(单键)。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)断开化学键需吸收能量。( ) (2)键能EH—Cl＞EH—Br。( ) (3)在双键中，σ键的键能要小于π键的键能。( ) (4)键能：C—N<C=N<C≡N。( ) (5)C—C键的键能为347.7 kJ·mol-1，但C=C键的键能小于347.7×2 kJ·mol-1。( ) (6)分子中的键角：H2O>CO2。( ) (7)AB2型分子的键角均为180°。( ) (8)键长越长，分子越稳定。( ) (9)键角可以决定分子空间构型。( ) (10)双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定。( ) 【答案】(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6) × (7)× (8)× (9)√ (10)× ►问题一 化学键的性质可以通过表征键的性质的某些物理量来定量地描述，这些物理量如键长、键角、键能等，统称为键参数。 1．三个键参数中，有哪几种决定化学键稳定性？ 【答案】键能和键长。 2．键长、键角、键能对分子有什么影响？ 【答案】①键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子的化学性质就越稳定。②键长和键角共同决定分子的空间结构。 3．H—F键的键能：565 kJ·mol－1，H—Cl键的键能：431 kJ·mol－1，H—I键的键能：297 kJ·mol－1；从上述数据分析三种分子中哪一种最稳定？ 【答案】H—F键的键能最大，HF最稳定。 ►问题二 下表是一些键能数据(单位：kJ/mol)： 键能 键能 键能 H—H 436 Cl—Cl 243 H—Cl 432 S—S 255 H—S 339 C—F 427 C—Cl 330 C—I 218 H—F 568 C—O 351 H—O 463 阅读上述信息，回答下列问题： 1．根据表中数据判断CCl4、CF4的稳定性，何者更稳定？ 【答案】键能越大，分子越稳定。C—Cl键键能为330 kJ/mol，C—F键键能为427 kJ/mol，所以CF4更稳定。 2．试预测C—Br键的键能范围？ 【答案】F、Cl、Br、I是同主族元素，原子半径越来越大，与C形成的共价键的键长越来越长，键能越来越小，所以C—Br键的键能大小介于C—I键键能和C—Cl键键能之间。 3．结合表中数据和热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH=-Q kJ/mol，则热化学方程式中Q的值为多少？ 【答案】ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和=436 kJ/mol＋243 kJ/mol-2×432 kJ/mol=-185 kJ/mol，所以Q=185。 4．从数据中找出一些规律，请写出一条。 【答案】从H—F、H—Cl；C—F、C—Cl；H—O、H—S几组键的键能中可得出：与相同原子结合时，同主族元素形成的共价键，原子半径越小，共价键越牢固。 ►问题三 分析比较H2O中的H-O-H键键角比H3O+中大还是小？解释其原因。 【答案】H2O中氧原子的价电子对数为2+×(6-2×1)=4，有2对孤对电子，H3O+中氧原子的价电子对数为3+×(6-1-3×1)=4，有1对孤对电子，H2O分子中孤对电子对成键电子对的排斥作用大于H3O+中孤对电子对成键电子对的排斥作用，所以H2O中H-O-H键的键角比H3O+中的小。 ►题型一 键能、键长和键角 【典例1】关于键长、键能和键角，下列说法中错误的是(　　) 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．C===C键等于C—C键键能的2倍 D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强 【答案】C 【解析】键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中两个H—O键的键角为105°，故H2O为V形分子，A项正确；键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于I的原子半径，Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长，此外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中C===C键的键长比乙炔分子中C≡C键的键长要大，B项正确；C===C键的键能为615 kJ·mol－1，C—C键的键能为347.7 kJ·mol－1，二者不是2倍的关系，C项错误；O—H键的键能为462.8 kJ·mol－1，H—F键的键能为568 kJ·mol－1，O—H键与H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2跟H2反应的能力依次增强，D项正确。 【归纳总结】 【变式1-1】键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( ) A．H—F的键长是H—X(X表示卤族元素)中最长的 B．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180° C．分子中通常键能越大，键长越短，分子越稳定 D．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍 【答案】C 【解析】A项，卤族元素中F的原子半径最小，则H—F的键长是H—X中最短的，A项错误；B项，水分子的结构式为H—O—H，H2O中中心原子O上的孤电子对数为×(6-2×1)=2、σ键电子对数为2、价层电子对数为4，H2O分子的空间结构为V形，分子中键角为105°，B项错误；C项，分子中通常键长越短、键能越大，分子越稳定，C项正确；D项，碳碳三键中含2个π键和1个σ键，碳碳双键中含1个π键和1个σ键，其中π键弱于σ键，故碳碳三键的键能比单键键能的3倍小，碳碳双键的键能比单键键能的2倍小，D项错误；故选C。 【变式1-2】下列有关共价键和键参数的说法不正确的是( ) A．1个乙烯(C2H4)分子中含有5个σ键和1个π键 B．C—H键比Si—H键的键长更短，故CH4比CSi4更稳定 C．H2O、CH4、CO2三种分子的键角依次增大 D．碳碳双键比碳碳单键的键能更大，故碳碳双键更稳定 【答案】D 【解析】A项，1个乙烯分子中含有4个C—H键和1个碳碳双键，单键是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，则分子中含有5个σ键和1个π键，故A正确；B项，非金属原子间形成共价键的键长越短，共价键越强，分子越稳定，C—H键比Si—H键的键长短，则C—H键比Si—H键的键能大，故CH4比CSi4更稳定，故B正确；C项，H2O是V形结构，键角为105°，CH4是正四面体形结构，键角为，CO2是直线形结构，键角为180°，三种分子的键角依次增大，故C正确；D项，碳碳双键比碳碳单键的键能大，但碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，碳碳单键只含有1个σ键，碳碳双键中的键易断裂，所以碳碳单键更稳定，故D错误；故选D。 【变式1-3】下列关于共价键的说法错误的是( ) A．稀有气体一般难发生化学反应，是因为分子中键能较大 B．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大 C．C=C的键能虽然比C-C大，但碳碳单键的化学性质比碳碳双键稳定 D．键角是两个相邻共价键之间的夹角，多原子分子的键角一定，说明共价键具有方向性 【答案】A 【解析】A项，稀有气体是单原子分子，不存在任何化学键，一般难发生化学反应，是因为原子满足2个电子或8个电子的稳定结构，与化学键无关，A错误；B项，两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键越稳定，键能越大，B正确；C项，C=C的键能比C-C大，但碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍，说明碳碳双键中的键不稳定，易断裂，C正确；D项，相邻两个共价键之间的夹角称为键角，多原子分子的键角一定，说明共价键具有方向性，D正确；故选A。 ►题型二 键参数的应用 【典例2】碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 356 413 336 226 318 452 回答下列问题： (1)通常条件下，比较CH4和SiH4的稳定性强弱：____________。 (2)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是__________________________________________________________。 (3)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________。 【答案】(1)CH4比SiH4稳定 (2)C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成 (3)C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定，而Si—H的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键 【解析】(1)因为C—H键的键能大于Si—H键的键能，所以CH4比SiH4稳定。(2)C—C键和C—H键的键能比Si—H键和Si—Si键的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。(3)C—H键的键能大于C—O键的，C—H键比C—O键稳定，而Si—的键能却远小于Si—O键的，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。 【解题必备】 (1)键能与键长反映键的强弱程度，键长与键角用来描述分子的空间构型，轨道的重叠程度越大，键长越短，键能越大，化学键越稳定。 (2)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件——气态基态原子。 (3)同种元素原子形成的化学键的键能相比较，则有E(叁键)>E(双键)>E(单键)。 【变式2-1】参考下表中化学键的键能与键长数据，判断下列分子最稳定的是 (　　) 化学键 H—C H—N H—O H—F 键能/(kJ·mol-1) 413.4 390.8 462.8 568 键长/pm 109 101 96 92 A．CH4　　　　　B．NH3　　　　　C．H2O　　　　　　D．HF 【答案】D 【解析】根据题表中各化学键的键能和键长数据综合分析可确定最稳定的是HF。 【变式2-2】下列有关共价键的键参数的说法不正确的是(　　) A．CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大 B．HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长 C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小 D．分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高 【答案】D 【解析】三者的键角分别为109°28′、120°、180°，依次增大，A正确。因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增长，B正确。O、S、Se的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增长，键能依次减小，C正确。分子的熔、沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，D错误。 【变式2-3】键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( ) A．在分子中，两个成键原子间的距离叫做键长 B．AB2型分子的键角均为180° C．C—C键的键能为347.7，但C=C键的键能小于347.7×2 kJ·mol－1 D．H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol－1，故HCl分解成1molH2和1molCl2时，消耗的能量为863.6kJ 【答案】C 【解析】A项，键长是指两个原子核间的平均间距，故A错误；B项，AB2型分子可能是直线型如二氧化碳，键角为，也可能使V型，如OF2，键角约为104°，故B错误；C项，C—C键为σ键，C=C中有一个是σ键、一个π键，π键键能小于σ键能，故C=C键的键能小于347.7×2 kJ·mol－1，故C正确；D项，H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol－1，2molHCl分解成2molH和2molCl时，消耗的能量为863.6kJ，故D错误；故选C。 1．下列分子中键角最大的是(　　 ) A．CH4 B．NH3 C．H2O D．CO2 【答案】D 【解析】CH4分子为正四面体结构，键角为109.5°，NH3分子为三角锥形，键角为107.3°，H2O分子为V形，键角为104.5°，CO2为直线形分子，键角为180°。 2．下列比较正确的是(　　) A．键长：C—O＞Si—O B．键长：C—C＞C===C C．键能：C—O＜Si—O D．键能：C—C＞C===C 【答案】B 【解析】A项，由于原子半径：Si＞C，故键长：Si—O＞C—O；B项，由于键长：单键＞双键＞叁键，故键长：C—C＞C===C；C、D两项，一般说键长越短，键能越大，故键能：C—O＞Si—O、C===C＞C—C。 3．下列说法中正确的是(　　 ) A．分子中所含共价键键能越大，键长越短，则分子越稳定 B．只有非金属原子之间才能形成共价键 C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180° D．H—O键键能为467 kJ·mol－1，即18 g水分子生成H2和O2时，放出能量为(2×467) kJ 【答案】A 【解析】分子中所含共价键键能越大，键长越短，原子间结合力就越强，分子越稳定，A正确；有些不活泼金属与非金属形成的化学键是共价键，B不正确；水分子中两个O—H 键间的夹角小于180°，其分子结构式虽为H—O—H，但不能表示分子的真正空间构型，C不正确；H—O键的键能是破坏1 mol H—O键所吸收的能量，在H2O分子中有两个H—O键，断开1 mol H2O中化学键应吸收能量(2×467) kJ，而生成H2和O2，成键时需放出能量，反应热与吸收能量总和和放出能量总和有关，故D不正确。 4．能够用键能的大小作为主要依据来解释的是(　　) 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，而硫酸、磷酸是难挥发性酸 C．稀有气体一般难发生化学反应 D．空气中氮气的化学性质比氧气稳定 【答案】D 【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；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难发生化学反应的原因是它们的价电子已达稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N2分子中共价键的键能(945 kJ·mol－1)比O2分子中共价键的键能(497.3 kJ·mol－1)大，在化学反应中更难断裂。 5．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是(　　) 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 【答案】C 【解析】键长越长，共价化合物越不稳定。 6．下列有关共价键和键参数的说法不正确的是( ) A．一个丙烯(C3H6)分子中含有 9个 σ键和 1个 π键 B．碳碳双键的键能不为碳碳单键键能的两倍 C．C-H 键比 Si-H 键键长更短，故 CH4比 SiH4 更稳定 D．由于孤电子对的存在，H2O 分子的键角小于 109°28′ 【答案】A 【解析】A项，C-C、C-H键均为σ键，C=C中有一个σ键和一个π键，则丙烯分子有8个σ键和1个π键，故A错误；B项，碳碳双键的键能为615kJ，碳碳单键键能为348kJ，则碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍，因此碳碳双键不稳定，易断裂，故B正确；C项，碳的原子半径小于硅，所以C-H键比Si-H键键长更短，而键长越短共价键强度越大，故CH4比SiH4更稳定，故C正确；D项，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，因此水分子中的键角小于109°28′，故D正确。故选A。 7．三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是(　　) A．PCl3分子中P—Cl三个共价键的键长、键角都相等 B．PCl3分子中P—Cl三个共价键键能、键角均相等 C．PCl3分子中的P—Cl键属于极性共价键 D．PCl3分子中P—Cl键的三个键角都是100.1 °，键长相等 【答案】D 【解析】PCl3分子是由P—Cl极性键构成的极性分子，其结构类似于NH3。 8．下列关于键长、键能和键角的说法中不正确的是(　　) 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．C=C键的键能等于C—C键键能的2倍 D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强 【答案】C 【解析】A项，键角是分子中两个共价键之间的夹角，是描述分子立体结构的重要参数，故A正确；B项，一般共用电子对数越多、原子半径越小，键长越短，即键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关，故B正确；C项，碳碳双键中有一个σ键和一个π键，碳碳单键为σ键，σ键和π键的键能不同，所以C=C键的键能不是C—C键键能的2倍，故C错误；D项，O—H键的键能小于H—F键的键能，所以H原子更容易和F原子结合，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，故D正确；故选C。 9．下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(　　) A．键能：C—N＜C===N＜C≡N B．键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl C．分子中的键角：H2O＞CO2 D．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＞π键 【答案】C 【解析】C、N原子间形成的化学键，三键键能最大，单键键能最小，A正确；原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl，B正确；H2O分子中键角是105°，CO2分子中键角是180°，C错误；相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大，D正确。 10．下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　) A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B．稀有气体一般难发生反应 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．F2比O2更容易与H2反应 【答案】B 【解析】由于N2分子中存在N≡N，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF。 11．已知N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝180 kJ·mol－1，其中N≡N、O===O键的键能分别为946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，则NO分子中键的键能为(　　 ) A．1 264 kJ·mol－1 B．632 kJ·mol－1 C．316 kJ·mol－1 D．1 624 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】设NO中分子键能为E，946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2E＝180 kJ·mol－1，所以E＝632 kJ·mol－1。 12．已知H—H键能为436 kJ·mol－1，H—N键能为391 kJ·mol－1，1 mol N2与足量H2反应放出的热量为92.4 kJ·mol－1，则N≡N键的键能是(　　 ) A．431 kJ·mol－1 B．945.6 kJ·mol－1 C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】该反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，N≡N、H—H的断裂需要吸收能量，而N—H的形成要放出能量，根据能量守恒可得如下关系式：EN≡N＋436 kJ·mol－1×3－391 kJ·mol－1×6＝－92.4 kJ·mol－1，解得EN≡N＝945.6 kJ·mol－1。 13．某些化学键的键能如下表(kJ·mol－1) 键 H—H Br—Br I—I Cl—Cl H—Cl H—I H—Br H—F 键能 436 193 151 243 431 297 363 565 根据表中数据回答问题： (1)下列物质本身具有的能量最低的是________(填字母，下同)。 A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2 (2)下列氢化物中，最稳定的是________。 A．HF B．HCl C．HBr D．HI (3)X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)的反应是____________(填“吸热”或“ 放热”)反应。 (4)1 mol Cl2在一定条件下与等物质的量的H2反应，放出的热量是________kJ。相同条件下，X2分别与H2反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是________。 (5)已知反应2HI(g)===I2(g)＋H2(g)　ΔH＝7 kJ·mol－1，1 mol H2(g)分子中的化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量，1 mol HI(g)分子中的化学键断裂时需要吸收的能量为________ kJ。 【答案】(1)A　(2)A　(3)放热 (4)183　F2　(5)297 【解析】(1)和(2)能量越低越稳定，破坏其中的化学键需要的能量就越多，形成其中的键时放出的能量也越多。(3)和(4)，放出的热量＝反应物的总键能－生成物的总键能。(5)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，则2x－436 kJ－151 kJ＝7 kJ，x＝297 kJ。 14．已知键能、键长部分数据如下表： 共价键 键能(kJ·mol−1) 242.7 193.7 152.7 567 431.8 366 298.7 462.8 键长 19 228 266 共价键 键能(kJ·mol−1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3 键长 154 133 120 109 101 (1)下列推断正确的是___________(填字母，下同)。 A．稳定性： B．氧化性： C．沸点： D．还原性： (2)下列有关推断正确的是___________。 A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键＞双键＞单键 B．同种元素形成的双键键能一定小于单键的2倍 C．键长越短，键能一定越大 D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强 (3)在表中所给键中，键长最短的是 ，最长的是 ；键的键长 (填“大于”“小于”或“等于”)键的键长。 【答案】(1)ACD (2)A (3)HF HI 大于 【解析】(1)A项，根据题表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A正确；B项，从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B错误；C项，在常温下，H2O为液态，NH3为气态，则H2O的沸点比H2O高，C正确；D项，非金属单质的氧化性越强，其对应阴离子的还原性越弱，氧化性：，还原性：，D正确；故选ACD。(2)A项，由碳碳键的数据可知，同种元素形成的共价键，稳定性：三键＞双键＞单键，A正确；B项，由O-O键、O=O键的键能知，同种元素形成的双键键能不一定小于单键的2倍，B错误；C项，C-H键的键长大于N-H键的键长，但是N-H键的键能反而较小，C错误；D项，由C-H、N-H键的键能知，CH4的键能较大，而稳定性较弱，D错误；故选A。(3)由表格数据可知，在表中所给键中，键能越大、键长越短，则键长最短的是HF，最长的是HI，O-O键的键能小于O=O键的键能，则O-O键的键长大于O=O键的键长。 1．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是( ) 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．键长越长，键能越大，共价键越稳定 D．键角的大小与键能的大小无关 【答案】C 【解析】A项，键长和键角常被用来描述分子的空间构型，键角是描述分子立体结构的重要参数，故A正确；B项，形成共价键的两原子半径之和越小 共用电子对数越多 则共价键越牢固，键长越短，故B正确；C项，键能越大，键长越短，共价化合物越稳定，故C错误；D项，键角是分子内同一原子形成的两个化学键之间的夹角，与其分子结构有关，与键长键能无关，故D正确。故选C。 2．下列关于键参数的说法错误的是( ) A．双键的键能比单键的键能要大 B．一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短 C．键角的大小影响分子的空间构型 D．可以利用X射线衍射实验测定共价键的键长等参数 【答案】A 【解析】A项，题干未告知成键元素的种类，无法计较双键和单键的键能相对大小，但相同类型的双键的键能比单键的键能要大，A错误；B项，共价键的键长是指成键原子之间的核间距，一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短，B正确；C项，键角是指多原子分子中键与键的夹角，故键角的大小影响分子的空间构型，C正确；D项，可以利用X射线衍射实验测定共价键的键长等参数，D正确；故选A。 3．下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　 ) A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B．稀有气体一般难发生反应 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．F2比O2更容易与H2反应 【答案】B 【解析】由于N2分子中存在N≡N，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF。 4．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是(        ) A．键角是确定多原子分子立体结构(分子形状)的重要参数 B．通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应的能量变化情况 C．键长越长，键能越小，共价化合物越稳定 D．同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循；叁键＜双键＜单键 【答案】C 【解析】A项，键长和键角常被用来描述分子的空间构型，键角是描述分子立体结构的重要参数，A正确；B项，化学反应中的能量变化就是断裂反应物的化学键与形成生成物的化学键释放的键能的差值，因此通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应的能量变化情况，B正确；C项，键长越短，键能越大，共价化合物越稳定，C错误；D项，同种原子间形成的共价键数目越多，结合的就越牢固，键长长短总是遵循：叁键＜双键＜单键，D正确；故选C。 5．下列有关共价键的键参数的说法不正确的是( ) A．CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大 B．HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长 C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小 D．分子中共价键的键能越大，分子稳定性越差 【答案】D 【解析】A项，CH4、C2H4、CO2分子的立体构型分别为正四面体、平面形和直线形，所以键角分别为109.5。、120。、180。，A正确；B项，卤族元素原子半径从上到下依次增大，所以与H原子形成的键长依次增大，B正确；C项，同族元素中原子半径从上到下依次增大，氢化物的键长依次增大，键能依次减弱，稳定性依次降低，C正确；D项，分子中共价键的键能越大，越稳定，即分子稳定性越好，D错误；故选D。 6．下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(　　) A．键能：C—N＜C===N＜C≡N B．键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl C．分子中的键角：H2O＜CO2 D．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＜π键 【答案】D 【解析】C、N原子间形成的化学键，三键键能最大，单键键能最小，A正确；原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl，B正确；H2O分子中键角是105°，CO2分子中键角是180°，C正确；相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大，D错误。 7．已知1 g H2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且O2(g)中1 mol O==O键完全断裂时吸收热量496 kJ，H2O(g)中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则H2(g)中1 mol H—O键断裂时吸收热量为(　　 ) A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ 【答案】C 【解析】因为1 g H2(g)完全燃烧生成H2O(g)时放出热量121 kJ，所以1 mol H2(g)与 mol O2(g)完全燃烧生成1 mol H2O(g)时放出热量242 kJ。即H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1。所发生键的变化为断裂1 mol H—H键和mol O===O键、形成2 mol O—H键，反应过程中断裂旧键需要吸收的热量为×496 kJ＋QH—H，形成新键释放的能量为2×463 kJ＝926 kJ，所以926 kJ－(×496 kJ＋QH—H)＝242 kJ，解得QH—H＝436 kJ。 8．在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是(　　) A．白磷分子的键角为109.5° B．分子中共有4对共用电子对 C．白磷分子的键角为60° D．分子中有6对孤电子对 【答案】C 【解析】白磷的正四面体结构不同于甲烷的空间结构；由于白磷分子中无中心原子，根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为60°，总共有6个共价单键，每个磷原子含有一对孤电子对，总计有4对孤电子对。 9．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是(　　) A．分子中既有极性键，又有非极性键 B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长 C．分子中含有2个σ键和4个π键 D．不和氢氧化钠溶液发生反应 【答案】A 【解析】分子中N≡C键是极性键，C—C键是非极性键；成键原子半径越小，键长越短，N原子半径小于C原子半径，故N≡C键比C—C键的键长短；(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键；由于与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应。 10．下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据： O—O键 数据 O O O2 O 键长/10－12 m 149 128 121 112 键能/(kJ·mol－1) x y a＝494 b＝628 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律是(　　) A．成键时，电子数越多，键能越大 B．键长越短，键能越大 C．成键所用电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大 【答案】B 【解析】观察表中数据发现，这几种不同物质中的化学键都是氧氧键，因此不存在成键时电子的多少问题，也不存在电子对偏移的问题，但是O2与O比较，键能大的对应的键长短，按此分析O的键长比O中的键长长，所以键能应该小。若按照此规律，键长由短到长的顺序为O<O2<O<O，键能应为b>a>y>x，与题意吻合，所以B项正确。 11．据李时珍《本草纲目》记载：“柳叶煎之，可疗心腹内血、止痛，治疥疮”，利用现代有机提纯技术，人们从自然界的柳叶中提纯出了一种重要的化学物质水杨酸(结构如图)，并用它来合成止痛药阿司匹林。下列对水杨酸的结构分析不正确的是 (　　) A．水杨酸分子中的碳氧键有两种不同的键长 B．水杨酸分子中苯环上碳碳键的键能是环外碳碳键键能的两倍 C．水杨酸分子中的C原子一定位于同一个平面上 D．水杨酸分子中的∠CCC比∠COH键角大 【答案】B 【解析】水杨酸分子中的碳氧键有单键和双键两种，键长不同，A项正确；水杨酸分子中苯环上的碳碳键介于单键和双键之间，键能比碳碳单键的两倍小，B项错误；根据水杨酸的结构可知水杨酸分子中的C原子均在同一平面上，C项正确；水杨酸分子中的∠CCC约为120 ℃，∠COH与水分子中∠HOH类似，接近109.5°，D项正确。 12．氮是地球上极为丰富的元素。 (1)Li3N晶体中氮以N3－形式存在，基态N3－的电子排布式为________________。 (2)NH3为三角锥形分子，N—H键键能的含义是________(填字母)。 A．由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B．把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量 C．拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量 D．形成1个N—H键所放出的能量 (3)N≡N的键能为945 kJ·mol－1，N—N单键的键能为247 kJ·mol－1，计算说明N2中的________(填“σ”或“π”，下同)键比______键稳定。 (4)计算反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl(EN－H＝391 kJ·mol－1，EH－Cl＝432 kJ·mol－1，ECl—Cl＝243 kJ·mol－1，EN≡N＝945 kJ·mol－1)的反应热ΔH＝________kJ·mol－1。 (5)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如：ClF3、BrF3等，已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)　ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F键的键能为159 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________ kJ·mol－1。 【答案】(1)1s22s22p6　(2)C　(3)π　σ　(4)－462　(5)172 【解析】(1)由Li3N晶体中氮以N3－形式存在，则N3－的最外层应达到8电子，即电子排布式为1s22s22p6。(2)N—H键的键能是指形成1 mol N—H键放出的能量或拆开1 mol N—H键所吸收的能量，不是指形成1个N—H键释放的能量。1 mol NH3分子中含有3 mol N—H键，拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是N—H键键能的3倍。(3)N≡N中有两个π键和一个σ键，而N—N键为σ键，键能为247 kJ·mol－1，由N≡N的键能为945 kJ·mol－1，则π键键能为＝349 kJ·mol－1。(4)ΔH＝3ECl－Cl＋6EN－H－EN≡N－6EH－Cl＝3×243 kJ·mol－1＋6×391 kJ·mol－1－945 kJ·mol－1－6×432 kJ·mol－1＝－462 kJ·mol－1。(5)设Cl—F键的平均键能为x，ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝242 kJ·mol－1＋159 kJ·mol－1×3－6x＝－313 kJ·mol－1，则x＝172 kJ·mol－1。 13．A、B、C、D、E五种元素原子序数依次增大，A元素原子的价电子排布为ns2np2，B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，E元素原子的价电子排布为3d64s2。C、D的电离能数据如下(kJ·mol－1)： I1 I2 I3 I4 C 738 1 451 7 733 10 540 D 577 1 817 2 745 11 578 (1)化合价是元素的一种性质。由C、D的电离能数据判断，C通常显________价，D显________价。 (2)某气态单质甲与化合物AB分子中电子总数相等，则甲分子中包含1个________键，2个________键。 (3)AB的总键能大于甲的总键能，但AB比甲容易参加化学反应。根据下表数据，说明AB比甲活泼的原因是_______________________________。 单键 双键 叁键 AB　键能/kJ·mol－1 357.7 798.9 1 071.9 甲　键能/kJ·mol－1 154.8 418.4 941.7 【答案】(1)＋2　＋3　(2)σ　π (3)CO打开第一个键需要1 071.9 kJ·mol－1－798.9 kJ·mol－1＝273 kJ·mol－1能量，而N2打开第一个键需要941.7 kJ·mol－1－418.4 kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol－1 能量 【解析】(1)由“B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍”可推知B为氧；因原子序数B>A，可知A的价电子排布为2s22p2，A为碳；C元素的I3≫I2，故C最外层有2个电子；D元素的I4≫I3，故D元素的最外层有3个电子，由于原子序数依次增大，且E的价电子排布为3d64s2，为铁元素，故C、D分别为镁和铝元素。(2)AB分子为CO，共14个电子，与之电子数相等的气态单质应为N2，含1个σ键和2个π键。(3)CO与N2相对比，CO性质活泼，容易参加化学反应，应是其化学键易断裂的原因。 ( 12 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$