专题3 第3单元 第2课时 共价键的键能、共价晶体-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修2作业与测评教用word（苏教版2019）

化学 选择性必修2 作业与测评(苏教) 第2课时　共价键的键能、共价晶体 (建议用时：15分钟) 1．共价键的键能与化学反应的反应热 (1)键能 在101 kPa、298 K条件下，1 mol气态AB分子生成________A原子和B原子的过程中所________的能量，称为AB间共价键的键能。 (2)键长 两原子形成共价键时，________间的平均间距。 (3)键能与反应热的关系 E1、E2分别表示反应物和生成物的键能 ΔH＝E1－E2 答案　(1)气态　吸收　(2)两原子核　(3)吸收　放出　吸热　放热 2．共价晶体 概念 所有原子通过共价键结合形成空间网状结构的晶体 构成微粒 微粒间 ________ 相互作用力 性质及 ________ 影响因素 (1)共价晶体一般有很高的熔、沸点和很大的硬度 (2)共价键的键长越长，键能就越小，熔、沸点就______，硬度就______ 答案　原子　共价键　越低　越小 1．N—H键键能的含义是(　　) 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热量 C．拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的热量 D．形成1个N—H键所放出的热量 答案　C 解析　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。 2．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是(　　) A．熔点为2700 ℃，导电性好，延展性强 B．无色晶体，熔点为3500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D．熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 答案　B 解析　共价晶体的熔点高，但不导电，因此熔点为2700 ℃，导电性好，延展性强的应该是金属；无色晶体，熔点为3500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂，符合共价晶体的性质特点；无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电，不符合共价晶体的性质；熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电，不符合共价晶体的性质。 3．下列说法不正确的是(　　) A．键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂 B．成键的两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定 C．破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量 D．根据键能、键长能分析化学键的强弱 答案　A 解析　键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢固，性质越稳定，故A错误。 4．已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ，18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表： 化学键 O===O(g) H—H(g) H—O(g) 键能/ (kJ·mol－1) 496 436 x 则表中x为(　　) A．920 B．557 C．463 D．188 答案　C 解析　根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1；而18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1，即－484 kJ＝2×436 kJ＋496 kJ－4x kJ，解得x＝463。 5．用“>”或“<”填空： (1)键长：N—N________N===N。 (2)键能：2E(C—C)________E(C===C)。 (3)键的极性：C—H________N—H。 答案　(1)>　(2)>　(3)< 解析　(1)键长越短，键能越大，双键的键能大于单键，则双键的键长小于单键，即N—N>N===N。 (2)键长越短，键能越大，双键的键能大于单键但小于单键键能的2倍，即2E(C—C)>E(C===C)。 (3)非金属性：N>C，则键的极性：C—H<N—H。 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列事实能用键能大小解释的是(　　) A．常温常压下，氟单质呈气态，碘单质呈固态 B．氮气的化学性质比氧气稳定 C．氦气一般很难发生化学反应 D．盐酸易挥发，而硫酸难挥发 答案　B 解析　氟单质的相对分子质量比碘单质小，分子间作用力比碘单质小，所以氟单质的沸点比碘单质低，常温常压下，氟单质呈气态，碘单质呈固态，与键能无关；氮分子中N≡N键的键能比氧分子中O===O键的键能大，化学性质比氧分子稳定，故能用键能大小解释；氦气由单原子分子构成，分子中不存在化学键，其难发生化学反应与原子结构稳定有关，与键能无关；氯化氢的分子间作用力小，沸点低，是挥发性酸，硫酸的分子间作用力大，沸点高，是难挥发性酸，与键能无关。 2．断开1 mol化学键形成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是(　　) 共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I E/(kJ·mol－1) 436 157 568 432 298 A.432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1 B．表中最稳定的共价键是H—F键 C．键的极性：H—F>H—Cl>H—I D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝25 kJ·mol－1 答案　D 解析　键长越短，键能越大，共价键越稳定，键长可以通过原子半径进行比较，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则H—Br键的键能在H—Cl键和H—I键之间，A正确；键能越大，共价键越稳定，表中H—F键的键能最大，因此H—F键最稳定，B正确；两种成键元素电负性差值越大，形成共价键的极性越强，即极性：H—F>H—Cl>H—I，C正确；根据反应热和键能的关系，ΔH＝(436＋157－2×568) kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1，D错误。 3．科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是(　　) A．该晶体是共价晶体 B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2 C．该晶体中碳原子数与C—O键数之比为1∶2 D．该晶体中最小的环由12个原子构成 答案　C 解析　该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构，则该化合物晶体中不存在分子，属于共价晶体，A正确；晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳、氧原子个数比为1∶2，B正确；该晶体中每个碳原子形成4个C—O共价键，所以C原子与C—O键数目之比为1∶4，C错误；该晶体中最小的环由6个碳原子和6个氧原子构成，D正确。 4．已知H—H的键能为436 kJ·mol－1，O===O的键能为497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl的键能为242.7 kJ·mol－1，N≡N的键能为946 kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是(　　) A．N—N的键能为×946 kJ·mol－1≈315.3 kJ·mol－1 B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短 C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的 D．氮气分子比氯气分子稳定 答案　D 解析　在N2分子中，N原子间以N≡N结合，其中有一个σ键和两个π键，但σ键的强度和π键的强度不同，N—N的键能不为N≡N的，故A错误；共价键的键长和成键原子的半径有关，由于原子半径r(H)<r(N)，所以H—H的键长小于N≡N，故B错误；氧气分子中的化学键由一个σ键和一个π键构成，故C错误；由于N≡N的键能很大，所以N2比Cl2稳定，故D正确。 5．下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种共价晶体的是(　　) ①Al2O3是两性氧化物　②硬度很大　③它的熔点为2045 ℃　④几乎不溶于水　⑤自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石 A．①②③ B．②③④ C．④⑤ D．②⑤ 答案　B 6．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．28 g晶体硅中含有Si—Si键的个数为2NA B．124 g白磷(P4)晶体中含有P—P键的个数为4NA C．12 g金刚石中含有C—C键的个数为4NA D．SiO2晶体中1 mol硅原子可与氧原子形成2NA个共价键(Si—O键) 答案　A 解析　晶体硅的结构与金刚石相似，每个硅(或碳)原子与周围4个原子形成4个共价键，依据“均摊法”，1个硅(或碳)原子分得的共价键数为4×＝2，A正确，C错误；白磷为正四面体结构，每个P4分子中含有6个P—P键，B错误；SiO2晶体中每个硅原子与周围4个氧原子形成4个Si—O键，D错误。 7．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大、熔点高，化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300 ℃反应制得。下列叙述不正确的是(　　) A．氮化硅晶体属于共价晶体 B．生成氮化硅的化学方程式为3Si＋2N2Si3N4 C．氮化硅中每个原子都能满足8e－稳定结构 D．氮化硅的化学式为SiN 答案　D 解析　由题给信息“硬度大、熔点高，化学性质稳定”可推知氮化硅晶体为共价晶体，再根据氮元素、硅元素的化合价可推出氮化硅的化学式为Si3N4。 8．实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据如表： 物质 O O O2 O 键长/×10－12 m 149 128 121 112 键能/(kJ·mol－1) x y z＝494 w＝628 其中x、y的数值尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x，该规律是(　　) A．成键所用的电子数越多，键能越大 B．键长越长，键能越小 C．成键所用的电子数越少，键能越小 D．成键时电子对越偏移，键能越大 答案　B 解析　O2和O成键所用电子数均为4，但键能不同，不能说明键能与成键所用的电子数有关，A、C错误；键长：O>O>O2>O，而键能：w>z>y>x，可知键长越长，键能越小，B正确；题述微粒都由相同的原子构成，无电子对偏移，电子对偏移程度与原子吸引电子能力的相对大小有关，与键能无关，D错误。 9．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，如图为其晶胞，其中的每个原子均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是(　　) A．磷化硼晶体的熔点很低 B．磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体 C．磷化硼晶体中每个原子均形成4条共价键 D．磷化硼晶体结构中微粒的空间堆积方式与氯化钠相同 答案　C 解析　在磷化硼晶胞中，白球位于体内，共有4个，黑球位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，化学式为BP，磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，说明磷化硼属于共价晶体，熔点高，故A、B错误；该晶胞配位数为4，即每个原子均形成4条共价键，故C正确；该晶胞中原子的配位数为4，而NaCl晶胞结构中阴、阳离子的配位数均为6，所以磷化硼晶体结构中微粒的空间堆积方式与氯化钠不相同，故D错误。 [归纳总结]　 (1)构成共价晶体的微粒是原子，其相互作用是共价键。 (2)共价晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式。 10.我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法正确的是(　　) A．11BN和10BN的性质无差异 B．该晶体具有良好的导电性 C．该晶胞中含有14个B原子，4个N原子 D．N原子周围等距且最近的N原子数为12 答案　D 解析　11B和10B互为同位素，形成的化合物在化学性质上无差异，但11BN和10BN的物理性质有所不同，A错误；该晶体结构中无自由移动的电子，不具有导电性，B错误；由图可知，该晶胞含4个N原子，B原子位于晶胞的顶点和面心上，故B原子的数量为8×＋6×＝4个，C错误；N原子周围的4个B原子，又分别与其他的3个N原子成键，这些N原子距中心N原子最近而且距离相等，总数为12，D正确。 11.我们可以将SiO2的晶体结构想象为在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据SiO2晶胞结构图，下列说法不正确的是(　　) A．石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用 B．每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用 C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”来表示石英的组成 D．在晶体中存在石英分子，故石英的分子式为SiO2 答案　D 解析　由题图分析可知白球为Si，黑球为O，每个硅原子与四个氧原子相连，而每个氧原子与两个硅原子相连，在晶体中Si原子与O原子的个数比为1∶2，“SiO2”仅表示石英的组成，不存在单个的SiO2分子，故D错误。 二、非选择题 12．碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题： (1)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是________________________。 (2)CS2分子中含有________(填“σ键”“π键”或“σ键和π键”)。 (3)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示： ①在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。 ②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环。 答案　(1)C原子有4个价电子且半径较小，难以通过得失电子达到稳定结构 (2)σ键和π键 (3)①3　2　②12 解析　(3)①根据石墨烯晶体结构图可知，每个C原子连接3个六元环，每个六元环占有的C原子数为6×＝2；②在金刚石晶体中，每个C原子与周围的4个碳原子形成4个碳碳单键，最小的环为六元环，每个单键为3个环共有，则每个C原子连接4×3＝12个六元环。 13．二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体结构模型如图。请认真观察该模型后回答下列问题： (1)二氧化硅晶体中最小环上有________个原子，晶体结构中存在以________原子为中心、________原子为顶点的最小正四面体结构。 (2)二氧化硅晶体中存在的作用有(　　) A．共价键　　　B．离子键　　　C．配位键 D．范德华力　　E．氢键 答案　(1)12　Si　O　(2)A 解析　(2)共价晶体中只存在共价键，且Si—O键为极性键，不是配位键。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$