2.1 第2课时 键参数——键能、键长和键角（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高二化学选择性必修第二册（人教版2019）

第二章　分子结构与性质 第一节　共价键 第2课时　键参数——键能、键长和键角 基础过关练 题组一　键能 1.下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　) A.N2的化学性质很稳定 B.NH3易液化 C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D.F2比O2更容易与H2反应 2.碳和硅的有关化学键的键能如表所示。 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/ (kJ·mol-1) 356 413 351 226 318 452 下列说法正确的是(　　) A.CO键的键能为351kJ·mol-1×2 B.稳定性:CH4<SiH4 C.一般原子半径越大,键长越短,键能越大 D.C与C之间比Si与Si之间更易形成π键 题组二　键长 3.下列说法正确的是(　　) A.键长:C—O>Si—O B.键长:C—C>CC C.H—F的键长是H—X(X表示F、Cl、Br、I)中最长的 D.键长与共价键的稳定性没有关系 4.下列有关化学键比较正确的是(　　) A.CH4中C—H键与CCl4中C—Cl键的键长相等 B.N—O键的键长比C—O键的键长长 C.1个O2分子中含有1个σ键和1个π键 D.N中4个N—H键的键长不同 题组三　键角 5.下列说法正确的是(　　) A.键角越大,该分子越稳定 B.键角:H2O>NH3 C.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次减小 D.任意两个B—F键间的夹角为120°,说明BF3分子中的4个原子位于同一平面 6.NH3、NF3、NCl3分子中心原子相同,如果周围原子电负性大者键角小,那么NH3、NF3、NCl3三种分子中,键角大小的顺序正确的是(　　) A.NH3>NF3>NCl3　　　　 B.NCl3>NF3>NH3 C.NH3>NCl3>NF3　　　　 D.NF3>NCl3>NH3 题组四　键参数的综合考查 7.0.2%~0.5%的过氧乙酸(化学式为CH3COOOH,结构式如图所示)溶液是一种杀菌的高效消毒剂,下列关于该化合物说法正确的是(　　) A.C—C键长等于成键两原子的半径之和 B.C—H的键能小于H2O中H—O的键能 C.键长:CC< D.该分子中σ键和π键的数目之比为9∶1 能力提升练 题组一　键能与反应热的计算 1.设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应: ①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=akJ·mol-1 ②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2=bkJ·mol-1 化学键 CO OO C—H O—H 键能/(kJ·mol-1) 745 x 413 463 下列说法正确的是(　　) A.表中x= B.H2O(g)H2O(l)　ΔH=(a-b)kJ·mol-1 C.当有4NA个C—H键断裂时,反应放出的热量一定为kJ D.a>b且甲烷的燃烧热ΔH=bkJ·mol-1 2.已知H—H键的键能为akJ/mol,I—I键的键能为bkJ/mol,一定条件下:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-ckJ/mol(c>0),下列说法正确的是(　　) A.断开1molBr—Br键所需的能量小于bkJ B.上述反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量 C.向密闭容器中充入2molH2(g)和1molI2(g),充分反应后放出热量大于ckJ D.断开2molH—I键所需的能量为(a+b+c)kJ 题组二　键参数的综合考查P148定点2 3.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(　　) A.键能:C—N<CN< B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl C.分子中的键角:H2O>CO2 D.一般相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键 4.下列有关键参数叙述正确的是(　　) A.H—Cl键的键能比H—Br键的大,HCl的热稳定性比HBr差 B.AB2型分子的键角均为180° C.C—C键的键能为347.7kJ·mol-1,但CC键的键能小于347.7×2kJ·mol-1 D.H—Cl键的键能为431.8kJ·mol-1,故HCl分解生成1molH2和1molCl2时,能量变化为863.6kJ 5.共价键的键参数可用来衡量分子的稳定性能和空间结构。 (1)CO和N2分子中根据原子轨道重叠的方式不同,都包含的共价键类型有　　　　,CO、N2的结构可表示为、,相关化学键的键能如表:  化学键 C—O CO 键能/(kJ·mol-1) 351 745 1071.9 化学键 N—N NN 键能/(kJ·mol-1) 193 418 946 结合数据说明CO比N2活泼的原因:　　　　　　　　　　　　　　。 (2)乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应如下: 已知: 化学键 C—H C—C CC H—H 键能/(kJ·mol-1) 413 347.7 615 436 计算上述反应的ΔH=　　　　kJ·mol-1。  答案与分层梯度式解析 第二章　分子结构与性质 第一节　共价键 第2课时　键参数——键能、键长和键角 基础过关练 1.B　由于N2分子中存在键,键能大,化学性质很稳定;从F到I原子半径逐渐增大,氢化物的键长逐渐变长,键能逐渐变小,稳定性逐渐减弱;键能:H—F>H—O,HF比H2O稳定,F2比O2更容易与H2反应,A、C、D不符合题意;NH3易液化与键能无关,B符合题意。 2.D　CO键中存在一个σ键和一个π键,CO键的键能不是C—O键键能的两倍,A错误;键能:C—H>Si—H,稳定性:CH4>SiH4,B错误;一般半径越大,键长越长,键能越小,C错误;原子半径:C<Si,相邻C原子间距离近,p轨道与p轨道肩并肩更易重叠形成π键,D正确。 方法规律 　　(1)键能越大,断开时需要的能量就越多,化学键就越牢固。 (2)结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子越稳定。如C—H键的键能大于Si—H键的键能,所以CH4比SiH4稳定。 3.B　原子半径:Si>C,键长:Si—O>C—O,A错误;相同原子间键长:单键>双键>三键,键长:C—C>CC,B正确;F、Cl、Br、I中F原子半径最小,H—F的键长最短,C错误;键长越短,往往键能越大,共价键越稳定,D错误。 4.C　原子半径:Cl>C,则CH4中C—H键键长小于CCl4中C—Cl键键长,A错误;原子半径:C>N,键长:C—O>N—O,B错误;1个O2(OO)分子中有1个σ键和1个π键,C正确;N中4个N—H键的键长完全相同,D错误。 5.D　键角是描述分子空间结构的参数,不能根据键角大小判断分子的稳定性,A错误;H2O分子中的键角是105°,NH3分子中的键角是107°,键角:H2O<NH3,B错误;CH4、C2H4、CO2的键角分别为109°28'、120°、180°,依次增大,C错误;任意两个B—F键间的夹角为120°时,构成一个以B原子为中心的平面结构,4个原子共平面,D正确。 6.C　已知电负性F>Cl>H,且NH3、NF3、NCl3分子中中心原子都是N原子,周围原子电负性大者键角小,则键角NH3>NCl3>NF3,C正确。 7.B　键长是指两个形成共价键的原子的核间距,A错误;原子半径:O<C,键长:C—H>H—O,则键能:C—H<H—O,B正确;键长:C—C>CC>,C错误;单键均为σ键,双键中含一个σ键、一个π键,则该分子中σ键和π键的数目之比为8∶1,D错误。 知识归纳 　　键长和键角是描述分子空间结构的参数。一般来说,如果知道分子中的键长和键角,这个分子的空间结构就确定了。如NH3分子的H—N—H键角是107°,N—H键的键长是101pm,就可以确定NH3分子是三角锥形,如图: 能力提升练 1.A　根据反应②可知,ΔH2=413kJ·mol-1×4+2xkJ·mol-1-(745×2+463×4)kJ·mol-1=bkJ·mol-1,整理可得x=,故A正确;根据盖斯定律,得到H2O(g)H2O(l)　ΔH=kJ·mol-1,故B错误;有4NA个C—H键断裂时,反应消耗1mol甲烷,若按照反应①进行,放出热量为|a|kJ,若按照反应②进行,放出热量为|b|kJ,故C错误;甲烷的燃烧为放热反应,则a<0,b<0,因为液态水转化为气态水需要吸收热量,所以a<b,反应①为甲烷燃烧热的热化学方程式,所以甲烷的燃烧热ΔH=akJ·mol-1,故D错误。 2.D　对于卤族元素的单质,元素的非金属性越强,键能越大,则断开1molBr—Br键所需的能量大于bkJ,故A错误;由热化学方程式可知,该反应是反应物的总能量高于生成物的总能量的放热反应,故B错误;该反应为可逆反应,可逆反应反应物不可能反应完全,向密闭容器中充入2mol氢气和1mol碘蒸气,若I2完全反应则放出的热量为ckJ,充分反应后放出的热量不会大于ckJ,故C错误;设H—I键的键能为xkJ/mol,则有-ckJ/mol=(a+b)kJ/mol-2xkJ/mol,解得x=,则断开2molH—I键所需的能量为(a+b+c)kJ,故D正确。 3.C　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°,键角:H2O<CO2,C错误;一般相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D正确。 4.C　键能:H—Cl>H—Br,热稳定性:HCl>HBr,A错误;AB2型分子可能是直线形,如CO2,也可能是V形,如OF2,B错误;C—C键为σ键,CC键中有一个σ键、一个π键,π键键能小于σ键键能,故CC键的键能小于347.7×2kJ·mol-1,C正确;H—Cl键的键能为431.8kJ·mol-1,2molHCl分解成2molH和2molCl时,消耗的能量为863.6kJ,D错误。 5.答案　(1)σ键和π键　CO中断裂第一个π键消耗的能量比N2中断裂第一个π键消耗的能量小,可见CO中的第一个π键容易断裂 (2)+122.7 解析　(1)N2与CO的分子中都包含σ键和π键。 (2)由制备需断开2molC—H键,生成1molH—H键,同时在C—C键的基础上生成CC键,因此生成1mol过程中吸收的能量为2×413kJ=826kJ,放出的热量为436kJ+(615-347.7)kJ=703.3kJ,ΔH=826kJ·mol-1-703.3kJ·mol-1=+122.7kJ·mol-1。 方法点拨 　　关于共价键类型的判断及特征考查的题目,常出现的易错点是一般规律中的特殊情况,故解答这类题目应注意以下几点: (1)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,如NaOH、NH4Cl中都含有共价键;活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键,如AlCl3中存在共价键。 (2)所有共价键都有饱和性,但并不是所有的共价键都有方向性,如s-sσ键就没有方向性。 (3)通常情况下,σ键比π键牢固,π键容易断裂,但N2中的π键牢固,故N2中的π键不易断裂,不易发生类似有机反应中的加成反应。 11 学科网（北京）股份有限公司 $$