内容正文:
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第二课时 键参数-键长、键角、键能
基础达标
1.根据下表中所列键能数据,判断下列分子中,最不稳定的分子是( )
化学键
H-H
H-Cl
H-I
Cl-Cl
Br-Br
键能/ kJ·mol-1
436
431
299
247
193
A.HCl B.HBr C.H2 D.Br2
2.下列分子或离子中键角由大到小排列顺序的是( )
①BCl3 ②NH3 ③H2O ④CH4 ⑤BeCl2
A.⑤④①②③ B.⑤①④②③ C.④①②⑤③ D.③②④①⑤
3.键长是描述共价键的物理量之一,下列各项中的距离属于键长的是( )
A.水分子中两个氢原子核之间的距离
B.氯气分子中两个氯原子核之间的距离
C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D.分子中两个氧原子核之间的距离
4.下列关于键长、键能和键角的说法中正确的是( )
A.键长是指两个原子之间的距离 B.键长越长,共价化合物越稳定
C.键能可以表示共价键的强弱程度 D.键角、键能共同决定分子的空间构型
5.工业上CH4(g)与CO2(g)发生反应:。已知反应中涉及的化学键的键能(断裂或形成1 mol化学键时吸收或放出的能量)数据如表所示。下列说法正确的是( )
化学键
C—H
C=O
C≡O
H—H
键能/(kJ·mol-1)
413
803
1076
436
A.断裂1 mol CH4中所有的化学键需要吸收的能量为413 kJ
B.由已知的键能数据可推出上述反应的正向反应为放热反应
C.CH4(g)和CO2(g)的总能量大于CO(g)和H2(g)的总能量
D.当上述反应生成1 mol H2(g)时,吸收的热量为117 kJ
6.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,分子中键角为180°
D.键键能为,即水分子生成和时,放出能量为
7.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
8.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A.元素的电负性较大,但的化学性质很稳定
B.比沸点高
C.、、、的稳定性逐渐减弱
D.比更容易与反应
9.下列说法中错误的是( )
A.一般情况下,键长越短,键能越大,分子越稳定
B.分子的性质与键角无关
C.分子具有一定的键角,表明共价键具有方向性,由键角可知分子的形状
D.键的电子云形状的特征为镜象对称,键的电子云形状的特征为轴对称
10.随着科学技术的发展,人们可以利用很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。说法正确的是( )
A.利用红外光谱仪可以区分丁烯和环丁烷两种烃
B.对乙醇和二甲醚进行质谱分析,质谱图完全相同
C.通过李比希元素分析仪可以确定有机物的组成
D.射线衍射图经过计算可获得键长、键角和键能等数据
11.下列有关BF3、NF3、SiF4、SF6的说法正确的是( )
A.BF3、NF3中心原子的杂化方式相同
B.键长:SiF4>SF6
C.键角:NF3>SiF4
D.BF3、NF3、SiF4、SF6都是由极性键构成的非极性分子
12.已知拆开1mol下列气态分子形成独立的气态原子时需要的能量数据如表。
物质
N2
O2
NO
能量(kJ·mol-1)
946
498
632
则N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH = akJ·mol-1.则a为( )
A.180 B.-180 C.812 D.-812
13.下列说法中正确的是( )
A.乙烯中碳碳双键的键能是乙烷中碳碳单键的键能的2倍
B.N—O键的键长比C—O键的键长长
C.1个氮气分子中含有1个σ键和2个π键
D.中4个N—H键的键能不同
14.下列有关物质结构和性质的说法正确的是( )
A.O—S—O键角:
B.非金属元素形成的单质分子均为非极性分子
C.能与分子形成氢键的有机分子,其溶解度不一定很大
D.的酸性比的酸性弱
15.近年来,德国研究人员利用和这6种远古地球上存在的简单物质,再使用硫醇和铁盐等物质模拟当时环境,成功制得核酸的4种基本模块。下列说法正确的是( )
A.为非极性分子 B.的热稳定性小于的热稳定性
C.键角由大到小的顺序为 D.元素的电负性依次增大
能力提升
16.氰气的分子式为(CN)2,结构式为N≡C-C≡N,性质与卤素相似。下列叙述不正确的是( )
A.分子中原子的最外层均满足8电子结构
B.分子中N≡C键的键长小于C-C键的键长
C.分子中含有2个σ键和4个π键
D.能和氢氧化钠溶液发生反应
17.下列说法正确的是( )
A.键角越大,该分子越稳定
B.、中键长相等,键角不同
C.键的键能是C—C键的2倍
D.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定
18.下列说法正确的是( )
A.氯化氢的分子式是HCl而不是H2Cl,是由共价键的方向性决定的
B.CH4分子的空间结构是正四面体形,是由共价键的饱和性决定的
C.电子云在两个原子核间重叠后,电子在两核间出现的概率增大
D.分子中共价键键长越长,键能越大,则分子越稳定
19.某些化学键的键能如下表所示(kJ•mol-1):
键
H-H
Br-Br
I-I
Cl-Cl
H-Cl
H-I
H-Br
键能
436
193
151
247
431
299
356
(1)把1mol Cl2分解为气态原子时,需要 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
(2)1mol H2在2mol Cl2中燃烧,放出的热量 kJ;在一定条件下,1mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量由多到少的是 。
A.Cl2>Br2>I2 B.I2>Br2>Cl2
(3)根据上表数据,比较卤素气态氢化物水溶液的酸性 (用化学式表示);
(4)由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是 ,最不稳定的是 ,形成的化合物分子中,最稳定的是 ,最不稳定的是 (用化学式表示);
20.化学键的键能是指气态基态原子间形成1 mol 化学键时释放的最低能量。如:H(g)+I(g)→H—I(g)+297 kJ,即H—I键的键能为297 kJ/mol,也可以理解为破坏1 mol H—I键需要吸收297 kJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成。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的稳定性 (填“大于”或“小于”)CF4的稳定性。试预测C—Br键的键能范围: <C—Br键键能< 。
(2)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 。
(3)由表中数据能否得出这样的结论:
①半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。 (填“能”或“不能”)。
②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。 (填“能”或“不能”)。从数据中找出一些规律,请写出一条: 。
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20.下表是一些键能数据:
键能
键能
键能
键能
H—H
436
Cl—Cl
243
H—Cl
431
H—O
467
S—S
255
H—S
347
C—F
453
C—O
358
C—Cl
339
C—I
216
H—F
565
回答下列问题。
(1)由表中数据能否得出下列结论:
①半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大), (填“能”或“不能”);
②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固, (填“能”或“不能”)。能否从数据中找出一些规律,请写出一条: 。试预测C-Br键的键能范围: <C-Br键能< 。
(2)由热化学方程式并结合上表数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物和生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是 ;
(3)由热化学方程式和表中数值可计算出 变为时将 (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。
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第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第二课时 键参数-键长、键角、键能
基础达标
1.根据下表中所列键能数据,判断下列分子中,最不稳定的分子是( )
化学键
H-H
H-Cl
H-I
Cl-Cl
Br-Br
键能/ kJ·mol-1
436
431
299
247
193
A.HCl B.HBr C.H2 D.Br2
【答案】D
【详解】分子中,键能越小,分子越不稳定,从表中读出键能最小的是溴,故选D。
2.下列分子或离子中键角由大到小排列顺序的是( )
①BCl3 ②NH3 ③H2O ④CH4 ⑤BeCl2
A.⑤④①②③ B.⑤①④②③ C.④①②⑤③ D.③②④①⑤
【答案】B
【详解】①BCl3 中心原子的价电子都用来形成共价键,所以价层电子对数为3,为平面三角形,键角为120°;
②NH3 为三角锥形,键角为107°;
③H2O为V形,键角为105°;
④CH4为正四面体,键角为109°28′;
⑤BeCl2中心原子的价电子都用来形成共价键,所以价层电子对数为2,为直线形,键角为180°;所以键角由大到小排列顺序是⑤①④②③;
故选B。
3.键长是描述共价键的物理量之一,下列各项中的距离属于键长的是( )
A.水分子中两个氢原子核之间的距离
B.氯气分子中两个氯原子核之间的距离
C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D.分子中两个氧原子核之间的距离
【答案】B
【详解】A.键长是成键原子间的核间距,水分子中两个氢原子不成键,A错误;
B.氯气分子中两个氯原子间形成共价键,两个氯原子核之间的距离属于键长,B正确;
C.氩气中两个相邻氩原子不成键,C错误;
D.分子中两个氧原子不成键,D错误;
故答案选B。
4.下列关于键长、键能和键角的说法中正确的是( )
A.键长是指两个原子之间的距离 B.键长越长,共价化合物越稳定
C.键能可以表示共价键的强弱程度 D.键角、键能共同决定分子的空间构型
【答案】C
【详解】A.键长是构成化学键的两个原子的核间距,故A错误;
B.键长越长,化合物越不稳定,故B错误;
C.共价键的强弱可以用键能来衡量,故C正确;
D.键长和键角共同决定分子的空间结构,故D错误;
答案选C。
5.工业上CH4(g)与CO2(g)发生反应:。已知反应中涉及的化学键的键能(断裂或形成1 mol化学键时吸收或放出的能量)数据如表所示。下列说法正确的是( )
化学键
C—H
C=O
C≡O
H—H
键能/(kJ·mol-1)
413
803
1076
436
A.断裂1 mol CH4中所有的化学键需要吸收的能量为413 kJ
B.由已知的键能数据可推出上述反应的正向反应为放热反应
C.CH4(g)和CO2(g)的总能量大于CO(g)和H2(g)的总能量
D.当上述反应生成1 mol H2(g)时,吸收的热量为117 kJ
【答案】D
【详解】A.断裂1 mol CH4中所有的化学键需要吸收的能量为413 ×4=1652kJ,A错误;
B.根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=413 ×4+2×803-2×1076-2×436=+234kJ/mol,反应为吸热反应,B错误;
C.该反应为吸热反应,则1molCH4(g)和1molCO2(g)的总能量小于2molCO(g)和2molH2(g)的总能量,C错误;
D.根据B项可知,生成2molH2吸收热量234kJ,则生成1 mol H2(g)时,吸收的热量为117 kJ,D正确;
故选D。
6.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,分子中键角为180°
D.键键能为,即水分子生成和时,放出能量为
【答案】A
【详解】A.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;
B.有些不活泼金属与非金属形成的化学键也是共价键,B错误;
C.水分子中两个O-H键间的夹角小于,其分子结构式虽为H-O-H,但不能表示分子真正的空间结构,C错误;
D.H-O键的键能是破坏1mol H-O键所吸收的能量,在H2O分子中有两个H-O键,断开1mol H2O中的化学键应吸收能量(2 467)KJ,而生成H2和O2时成键需放出能量,D错误;
故选A。
7.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
【详解】A.C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A项正确;
B.原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B项正确;
C.H2O分子中键角是105°,CO2分子中键角是180°,C项错误;
D.相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D项正确;
答案选C。
8.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A.元素的电负性较大,但的化学性质很稳定
B.比沸点高
C.、、、的稳定性逐渐减弱
D.比更容易与反应
【答案】B
【详解】A.由于分子中存在键,键能较大,故的化学性质很稳定,A不符合题意;
B.分子间存在氢键,导致比沸点高,与键能无关,B符合题意;
C.卤族元素从到,原子半径逐渐增大,其氢化物中化学键的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱,C不符合题意;
D.由于键的键能大于键,所以更容易与反应生成,D不符合题意;
答案选B。
9.下列说法中错误的是( )
A.一般情况下,键长越短,键能越大,分子越稳定
B.分子的性质与键角无关
C.分子具有一定的键角,表明共价键具有方向性,由键角可知分子的形状
D.键的电子云形状的特征为镜象对称,键的电子云形状的特征为轴对称
【答案】B
【详解】A.一般情况下,键长越短,键能越大,共价键越稳定,分子越稳定,故A正确;
B.分子的极性与键角有关,溶解性与极性有关,因此分子的性质与键角有关,故B错误;
C.共价键具有方向性,主要体现在多原子分子的键角一定,键角也可以反映分子的空间构型,故C正确;
D.键的电子云形状的特征为镜象对称,键的电子云形状的特征为轴对称,故D正确;
故答案选B。
10.随着科学技术的发展,人们可以利用很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。说法正确的是( )
A.利用红外光谱仪可以区分丁烯和环丁烷两种烃
B.对乙醇和二甲醚进行质谱分析,质谱图完全相同
C.通过李比希元素分析仪可以确定有机物的组成
D.射线衍射图经过计算可获得键长、键角和键能等数据
【答案】A
【详解】A.红外光谱仪检测化学键、官能团的结构特征,丁烯和环丁烷的官能团不同,利用红外光谱仪可以区分丁烯和环丁烷两种烃,故A正确;
B.质谱仪检测相对分子质量,二者的相对分子质量相同,但分子碎片的质量不完全相同,质谱图不完全相同,故B错误;
C.李比希分析仪可以测定有机化合物中碳、氢物质的量之比的方法,故C错误;
D.X射线衍射图经过计算可获得键长和键角等数据,不能得到键能,故D错误;
故选:C。
11.下列有关BF3、NF3、SiF4、SF6的说法正确的是( )
A.BF3、NF3中心原子的杂化方式相同
B.键长:SiF4>SF6
C.键角:NF3>SiF4
D.BF3、NF3、SiF4、SF6都是由极性键构成的非极性分子
【答案】B
【详解】A.BF3、NF3中心原子的价层电子对数分别为3+(3-3×1)=3、3+(5-3×1)=4,所以中心原子的杂化方式分别为sp2杂化和sp3杂化,A错误;
B.硅原子的半径大于硫原子的半径,所以键长:SiF4>SF6,B正确;
C.NF3和SiF4中心原子的杂化方式均为sp3杂化,NF3中N原子存在孤电子对,对成键电子对的排斥力大,所以键角:SiF4>NF3,C错误;
D.BF3、SiF4、SF6分别是平面正三角形、正四面体形和正八面体形,都是由极性键构成的非极性分子,NF3是三角锥形,是由极性键构成的极性分子,D错误;
故选B。
12.已知拆开1mol下列气态分子形成独立的气态原子时需要的能量数据如表。
物质
N2
O2
NO
能量(kJ·mol-1)
946
498
632
则N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH = akJ·mol-1.则a为( )
A.180 B.-180 C.812 D.-812
【答案】A
【详解】根据反应的反应热ΔH =反应物的总键能和-生成物的总键能和,ΔH=946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=180 kJ·mol-1。
故选A。
13.下列说法中正确的是( )
A.乙烯中碳碳双键的键能是乙烷中碳碳单键的键能的2倍
B.N—O键的键长比C—O键的键长长
C.1个氮气分子中含有1个σ键和2个π键
D.中4个N—H键的键能不同
【答案】C
【详解】A.在乙烯分子中,碳碳双键键能不是碳碳单键键能的2倍,而是介于单键键能和2倍单键键能之间,A错误;
B.N原子半径比C的小,N—O键的键长比C—O键的键长短,B错误;
C.氮气分子中含有三键,则1个分子中有1个σ键和2个π键,C正确;
D.中4个N—H键的键能相同,D错误;
故选:C。
14.下列有关物质结构和性质的说法正确的是( )
A.O—S—O键角:
B.非金属元素形成的单质分子均为非极性分子
C.能与分子形成氢键的有机分子,其溶解度不一定很大
D.的酸性比的酸性弱
【答案】C
【详解】A.中心原子S孤电子对数分别为,孤电子对数越多,键角越小,且为平面三角形,为四面体形,则键角:,A错误;
B.氧元素形成的臭氧分子属于极性分子,B错误;
C.能与分子形成氢键的有机分子,若烃基中碳原子个数较多,在水中的溶解度不一定很大,C正确;
D.氟原子电负性大于氯的电负性,则吸电子能力强于氯,氟乙酸比氯乙酸更易发生电离,所以氟乙酸的酸性强于氯乙酸的酸性,D错误;
答案选C。
15.近年来,德国研究人员利用和这6种远古地球上存在的简单物质,再使用硫醇和铁盐等物质模拟当时环境,成功制得核酸的4种基本模块。下列说法正确的是( )
A.为非极性分子 B.的热稳定性小于的热稳定性
C.键角由大到小的顺序为 D.元素的电负性依次增大
【答案】D
【详解】A.为空间三角锥型,为极性分子,选项A错误;
B.非金属性,的热稳定性大于的热稳定性,选项B错误;
C.键角由大到小的顺序应为,选项C错误;
D.元素C、N、O的电负性依次增大,选项D正确;
答案选D。
能力提升
16.氰气的分子式为(CN)2,结构式为N≡C-C≡N,性质与卤素相似。下列叙述不正确的是( )
A.分子中原子的最外层均满足8电子结构
B.分子中N≡C键的键长小于C-C键的键长
C.分子中含有2个σ键和4个π键
D.能和氢氧化钠溶液发生反应
【答案】C
【详解】A.氰气的分子式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,分子中碳原子和氮原子最外层都达到8电子稳定结构,故A正确;
B.C≡C键的键长小于C—C键的键长,氮原子的原子半径小于碳原子,氰气分子中N≡C键的键长小于C≡C键的键长,所以N≡C键的键长小于C—C键的键长,故B正确;
C.氰气分子中单键为σ键,三键中含有一个σ键和两个π键,所以分子中含有3个σ键和4个π键,故C错误;
D.卤素单质能和氢氧化钠反应,氰气和卤素单质性质相似,所以氰气能和氢氧化钠溶液反应,故D正确;
故选C。
17.下列说法正确的是( )
A.键角越大,该分子越稳定
B.、中键长相等,键角不同
C.键的键能是C—C键的2倍
D.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定
【答案】D
【详解】A.键角是描述分子空间构型的参数,与分子的稳定性无关,A错误;
B.键长是两个成键原子的平均核间距、氯原子半径大于氢原子半径,则中键键长小于中键键长,B错误;
C.键含有1个键和1个键,键为键,键的键能小于键键能的2倍,C错误;
D.共价键的牢固程度决定了含有该键的分子的稳定性。共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定,D正确;
答案选D。
18.下列说法正确的是( )
A.氯化氢的分子式是HCl而不是H2Cl,是由共价键的方向性决定的
B.CH4分子的空间结构是正四面体形,是由共价键的饱和性决定的
C.电子云在两个原子核间重叠后,电子在两核间出现的概率增大
D.分子中共价键键长越长,键能越大,则分子越稳定
【答案】C
【详解】氯化氢的分子式是HCl而不是H2Cl,与共价键的饱和性有关,故A错误;CH4分子的空间结构是正四面体形,与共价键的方向性有关,而与饱和性无关,故B错误;电子云在两个原子核间重叠后,电子出现概率增大,体系能量降低,形成稳定物质,所以C选项是正确的;分子中共价键键长越长,键能越小,分子越不稳定,故D错误。
19.某些化学键的键能如下表所示(kJ•mol-1):
键
H-H
Br-Br
I-I
Cl-Cl
H-Cl
H-I
H-Br
键能
436
193
151
247
431
299
356
(1)把1mol Cl2分解为气态原子时,需要 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
(2)1mol H2在2mol Cl2中燃烧,放出的热量 kJ;在一定条件下,1mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量由多到少的是 。
A.Cl2>Br2>I2 B.I2>Br2>Cl2
(3)根据上表数据,比较卤素气态氢化物水溶液的酸性 (用化学式表示);
(4)由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是 ,最不稳定的是 ,形成的化合物分子中,最稳定的是 ,最不稳定的是 (用化学式表示);
【答案】 吸收 247 179 A HI>HBr>HCl>HF H2 I2 HCl HI
【详解】试题分析:(1)化学键断裂要吸收能量,由表中数据可知把1mol Cl2分解为气态原子时,需要吸收247kJ的能量;(2)1mol H2在2mol Cl2中燃烧,发生H2+Cl2=2HCl,断裂化学键吸收的热量以及形成化学键放出的热量,则放出的热量为2×431kJ-(436kJ+247kJ)=179kJ,在一定条件下,1mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量分别是179kJ、2×356kJ-(436kJ+193kJ)=83kJ、2×299kJ-(436kJ+151kJ)=11lJ,由多到少的是Cl2>Br2>I2;(3)HX溶解于水破坏H—X键,电离出H+,溶液显酸性,键能越大,越不易断裂,故HI的溶液酸性最强,由强到弱的顺序为HI>HBr>HCl>HF;(4)因键能越大越稳定,最稳定的是H2,最不稳定的是I2,形成的化合物分子中,最稳定的是HCl,最不稳定的是HI。
20.化学键的键能是指气态基态原子间形成1 mol 化学键时释放的最低能量。如:H(g)+I(g)→H—I(g)+297 kJ,即H—I键的键能为297 kJ/mol,也可以理解为破坏1 mol H—I键需要吸收297 kJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成。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的稳定性 (填“大于”或“小于”)CF4的稳定性。试预测C—Br键的键能范围: <C—Br键键能< 。
(2)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 。
(3)由表中数据能否得出这样的结论:
①半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。 (填“能”或“不能”)。
②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。 (填“能”或“不能”)。从数据中找出一些规律,请写出一条: 。
【答案】 小于 218 kJ/mol 330 kJ/mol 185 不能 不能 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
【详解】(1)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;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,故答案为:小于;218 kJ/mol;330 kJ/mol;
(2)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,故答案为:185;
(3)①H的原子半径小于F的原子半径,但是H—H键键能小于H—F键键能,所以①结论不正确,故答案为:不能;
②Cl的非金属性强于S,但是S—S键键能大于Cl—Cl键键能,所以②结论不正确;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,故答案为:不能;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。
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20.下表是一些键能数据:
键能
键能
键能
键能
H—H
436
Cl—Cl
243
H—Cl
431
H—O
467
S—S
255
H—S
347
C—F
453
C—O
358
C—Cl
339
C—I
216
H—F
565
回答下列问题。
(1)由表中数据能否得出下列结论:
①半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大), (填“能”或“不能”);
②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固, (填“能”或“不能”)。能否从数据中找出一些规律,请写出一条: 。试预测C-Br键的键能范围: <C-Br键能< 。
(2)由热化学方程式并结合上表数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物和生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是 ;
(3)由热化学方程式和表中数值可计算出 变为时将 (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。
【答案】 不能 不能 与相同原子结合时同主族元素原子形成的共价键,原子半径越小,共价键越牢固 化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差 吸收 36.5
【分析】(1)比较半径与键能大小要在同一标准下进行,否则没有可比性,同主族元素的半径越大,键能越小;
(2)化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差计算解答(2)和(3)。
【详解】(1)①由表中数据可知,原子半径F>H,但键能:H-F>H-H,则不能得出半径越小的原子形成的共价键越牢固的结论;②Cl的非金属性大于H,但键能H-H>Cl-Cl,也不能说明非金属性越强的原子形成的共价键越牢固;由H-F、H-Cl、H-Br、H-I的键能可以看出,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;Br的原子半径介于Cl与I之间,C-Br的键能介于C-Cl与C-I之间,即216kJ•mol-1~339 kJ•mol-1之间,故答案为:不能;不能;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;216kJ•mol-1;339 kJ•mol-1;
(2)已知:热化学方程式H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g) △H=-183kJ•mol-1,
可得出△H=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol,则有化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差,故答案为:化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差;
(3)由表中数据可得:①2H2(g)+S2(g)→2H2S(g),又知②2H2(g)+S2(s)→2H2S(g) △H=-224.5kJ•mol-1,则②-①得:S2(s)→S2(g) △H=-224.5kJ•mol-1—(-261kJ•mol-1)=+36.5kJ/mol,则1mol S2(s)气化时将吸收36.5kJ的能量,故答案为:吸收;36.5。
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