3.3 第2课时 共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第二册（苏教版2019）

第2课时　共价键键能与化学反应的反应热　共价晶体 基础过关练 题组一　共价键的键能、键长及应用 1.N—H键键能的含义是(　　) A.由N和H形成1molNH3所放出的能量 B.把1molNH3中的共价键全部拆开所吸收的能量 C.101kPa、298K条件下拆开约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 2.(经典题)下列叙述中的距离属于键长的是(　　) A.氨分子中两个氢原子间的距离 B.氯分子中两个氯原子间的距离 C.金刚石中任意两个相邻的碳原子核间的距离 D.氯化氢中氯原子和氢原子间的距离 3.(经典题)下列事实中,能够用键能解释的是(　　) A.氮气的化学性质比氧气稳定 B.常温常压下,溴呈液态,碘呈固态 C.稀有气体一般很难发生化学反应 D.硝酸易挥发,硫酸难挥发 4.工业上制备粗硅的反应为2C+SiO2Si+2CO↑,若C过量,还会生成SiC。已知CO的结构式为CO。下列叙述错误的是(　　) A.1个CO分子内含有1个σ键和2个π键 B.键能:C—H键>Si—H键,因此甲硅烷没有甲烷稳定 C.键长:C—Si键<Si—Si键,因此熔点:SiC>Si D.1molSiO2含有NA个SiO2分子 题组二　键能与反应热 5.已知几种共价键的键能如下: 化学键 H—N Cl—Cl H—Cl 键能/(kJ·mol-1) 391 946 243 431 下列说法错误的是(　　) A.键能:>NN>N—N B.H(g)+Cl(g)HCl(g)　ΔH=-431kJ·mol-1 C.H—N键的键能小于H—Cl键的键能,所以NH3的沸点高于HCl D.2NH3(g)+3Cl2(g)N2(g)+6HCl(g)　ΔH=-457kJ·mol-1 6.已知某些化学键键能如下,下列说法不正确的是(　　) 化学键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—Br 键能/(kJ·mol-1) 436 243 194 432 a A.根据以上信息可得出H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=-185kJ·mol-1 B.根据原子半径可知键长:H—Cl键<H—Br键,推测a<432 C.可以根据H—Cl键和H—Br键的键能大小判断HCl和HBr的热稳定性 D.常温下Cl2和Br2的状态不同,与Cl—Cl键和Br—Br键的键能有关 7.N和P同处于第ⅤA族,已知有关氮、磷的单键和三键的键能数据如表: 化学键 N—N P—P 键能/(kJ·mol-1) 159 946 197 489 结合计算,从键能角度解释氮的单质以N2而磷单质以P4()形式存在的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  题组三　共价晶体的结构与性质 8.下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是(　　) A.晶体中每个硅原子与4个氧原子相连 B.晶体中硅、氧原子个数比为1∶2 C.晶体中最小环上的原子数为8 D.晶体中硅、氧原子最外层都满足8电子结构 9.下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是(　　) A.SiO2的晶体结构中,每个Si原子与2个O原子直接相连 B.通常状况下,1molSiO2晶体中含有化学键数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值) C.金刚石的空间网状结构中,由共价键形成的最小环上有6个碳原子 D.1mol金刚石中含有4NA个C—C键(NA表示阿伏加德罗常数的值) 10.根据下列性质判断,属于共价晶体的物质是(　　) A.熔点2700℃,导电性好,延展性好 B.无色晶体,熔点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800℃,熔化时能导电 D.熔点-56.6℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电 11.中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是　　(　　) A.金刚石中最小环为六元环,通过旋转单键,六元环中的六个C可以在同一平面上 B.石墨晶体中存在共价键、分子间作用力、离子键等多种类型作用力 C.等质量的石墨和金刚石中σ键数目之比为3∶4 D.三种物质均能导电 12.砷化镓是一种新型半导体材料,应用广泛。图甲为它的立方晶胞结构图,图乙为该晶胞沿y轴的投影图。该晶胞的边长为dpm,在三维坐标系中a、b两点的原子分数坐标分别为(0,1,0)、(1,0,1)。下列说法错误的是(　　) 　甲　乙 A.As和Ga原子间的最短距离为dpm B.Ga原子的配位数为4 C.c点的原子分数坐标为() D.As原子填充在Ga原子形成的正四面体空隙中 能力提升练 题组一　键能与键长的应用 1.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”,利用现代技术,人们从自然界的柳叶中提取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。下列对水杨酸的分析不正确的是(　　) A.水杨酸分子中CO键的键长小于C—O键的键长 B.水杨酸分子中苯环上碳碳键的键能是碳碳单键键能的两倍 C.水杨酸分子中的所有C原子一定位于同一个平面上 D.水杨酸分子中苯环上碳碳键的键角比水分子中氢氧键间的键角大 2.化学家已发现在高压下氮气会聚合成高聚氮晶体,该晶体中相邻氮原子间以氮氮单键连接形成空间网状结构,每个氮原子最外层均满足8电子稳定结构。这种高聚氮的N—N键键能为160kJ/mol(N2中键的键能为942kJ/mol)。下列有关高聚氮的说法不正确的是(　　) A.该晶体中每个氮原子与其他3个氮原子相连 B.高聚氮晶体属于分子晶体,它与N2互为同素异形体 C.理论上该高聚氮可作为高能炸药,爆炸后生成氮气,通过计算得该反应为放热反应 D.常温常压下氮气比高聚氮晶体稳定 3.0.2%~0.5%的过氧乙酸(化学式为CH3COOOH,结构式如图所示)溶液是一种高效消毒剂,下列说法错误的是(　　) A.O能形成O—O、OO,但不能形成,是由于共价键具有饱和性 B.CH4中C—H键的键能小于H2O中H—O键的键能 C.键长:C—C<CC< D.过氧乙酸分子中σ键和π键的数目之比为8∶1 题组二　共价晶体的结构及有关计算 4.砷化镓晶胞结构如图甲所示,晶胞参数为apm,将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料,其晶体结构如图乙所示,下列说法错误的是(　　) A.甲中Ga和As的最短距离为apm B.甲中As原子位于以Ga为顶点的正四面体的体心 C.乙所示晶体中与Mn最近且等距离的As的个数为4 D.乙中Ga原子与As原子的个数比为7∶8 5.氮化硼晶体的结构与金刚石相似,其晶胞如图所示。 (1)在一个晶胞中,含有硼原子　　　　个,氮原子　　　　个。  (2)已知氮化硼晶胞参数为γcm,则在此晶胞中,任意两个原子之间的最短距离是　　　　cm,D、E原子之间的距离是　　　　cm。  (3)以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。已知三个原子分数坐标参数:A为(0,0,0)、B为(0,1,1)、C为(1,1,0),则E为　　　　。  (4)氮化硼晶胞的俯视投影图是　　　　。  (5)设NA为阿伏加德罗常数的值,则氮化硼晶体的密度为　　　　g/cm3。(用代数式表示) 答案与分层梯度式解析 第2课时　共价键键能与化学反应的反应热　共价晶体 基础过关练 1.C　101kPa、298K条件下,1mol气态AB分子生成1mol气态A原子和1mol气态B原子的过程中所吸收的能量,称为AB间共价键的键能,合理选项为C。 2.C　键长是指形成共价键的两个原子核间的距离,仅仅说成是原子间的距离是错误的。A项,NH3分子中的两个H原子间不存在化学键,错误;B、D项,未指出是核间距离,错误。 3.A　键比键的键能大而难以断裂,所以氮气的化学性质比氧气稳定,A符合题意;常温常压下,溴呈液态,碘呈固态,与分子间作用力有关,与分子内的共价键的键能无关,B不符合题意;稀有气体一般很难发生化学反应的原因是其原子的最外层已达稳定状态,稀有气体不含化学键,C不符合题意;硫酸、硝酸的挥发性与分子内的共价键的键能无关,D不符合题意。 4.D　CO的结构式为CO,则1个CO分子内含有1个σ键和2个π键,A正确;原子半径:C<Si,共价键键长:C—H键<Si—H键,键能:C—H键>Si—H键,因此甲硅烷没有甲烷稳定,B正确;碳化硅和单晶硅均属于共价晶体,原子半径:C<Si,键长:C—Si键<Si—Si键,熔点:SiC>Si,C正确;SiO2为共价晶体,不含SiO2分子,D不正确。 5.C　键能:>NN>N—N,A项正确;由表格数据可知,H—Cl键的键能为431kJ·mol-1,则由键能的定义可知H(g)+Cl(g)HCl(g)　ΔH=-431kJ·mol-1,B项正确;NH3的沸点高于HCl是因为NH3能形成分子间氢键,而氯化氢不能形成分子间氢键,与键能大小无关,C项错误;2NH3(g)+3Cl2(g)N2(g)+6HCl(g)　ΔH=6E(N—H)+3E(Cl—Cl)-E()-6E(H—Cl)=(391×6+243×3-946-431×6)kJ·mol-1=-457kJ·mol-1,D项正确。 6.D　反应热=反应物总键能-生成物总键能,可得H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=+436kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2×432kJ·mol-1=-185kJ·mol-1,A正确;Cl的原子半径小于Br原子,则键长:H—Cl键<H—Br键,键能:H—Cl键>H—Br键,推测a<432,B正确;对于结构相似的物质,键能越大物质的热稳定性越大,可以根据H—Cl键和H—Br键的键能大小判断HCl和HBr的热稳定性,C正确;键能:Cl—Cl键>Br—Br键,说明Cl2比Br2稳定,而Cl2与Br2的状态由两者的分子间作用力决定,D不正确。 7.答案　3倍的N—N键的键能小于键的键能,而3倍的P—P键的键能大于键的键能 8.C　由二氧化硅晶体结构图可知,每个硅原子连有4个氧原子,每个氧原子连有2个硅原子,硅原子、氧原子个数比为1∶2;晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子,最小环上的原子总数为12;晶体中每个硅原子形成四对共用电子对,每个氧原子形成两对共用电子对,二者都满足最外层8电子结构。 9.C　SiO2的晶体结构中,每个Si原子与4个O原子直接相连,A错误;1molSiO2中含有4molSi—O键,B错误;金刚石的空间网状结构中,由共价键形成的最小环上有6个碳原子,C正确;金刚石中每个C原子与周围四个C原子形成4个C—C键,每个C—C键为两个C原子共用,因此属于每个C原子的成键数目是4×=2,1mol金刚石中含有NA个C原子,故含有2NA个C—C键,D错误。 10.B　共价晶体的熔点高,一般不能导电,延展性差,故A不符合题意;无色晶体,熔点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,故B符合题意;无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点800℃,熔化时能导电,不符合共价晶体的性质特点,故C不符合题意;熔点-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特点,故D不符合题意。 11.C　金刚石中最小环为六元环,但其为空间网状结构,六元环中的六个碳原子不共面,A项错误;石墨晶体中不存在离子键,B项错误;金刚石中1个碳原子与周围4个碳原子形成σ键,而石墨中1个碳原子与周围3个碳原子形成σ键,等质量的石墨和金刚石中σ键数目之比为3∶4,C项正确;金刚石不能导电,D项错误。 12.A　由图甲所示的晶胞结构可知,Ga位于晶胞的顶点和面心,由均摊法可得1个晶胞中所含Ga的个数为×6=4,含As原子个数为4,As和Ga原子间的最短距离为晶胞体对角线长的,即dpm,A项错误;Ga原子的配位数为4,B项正确;由分析可知,c点的原子分数坐标为(),C项正确;根据晶胞结构可知,As原子占据Ga原子形成的正四面体空隙,D项正确。 能力提升练 1.B　CO键的键能大于C—O键,CO键的键长小于C—O键,A项正确;水杨酸分子中苯环上碳碳键的键能介于碳碳单键和碳碳双键,比碳碳单键键能的两倍小,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;水杨酸分子中苯环上碳碳键的键角为120°,水分子中氢氧键间的键角为104°30',D项正确。 2.B　该晶体中相邻氮原子间以氮氮单键连接形成空间网状结构,每个氮原子最外层均满足8电子稳定结构,该晶体中每个氮原子与其他3个氮原子相连,A正确;该晶体中相邻氮原子间以氮氮单键连接形成空间网状结构,属于共价晶体,B错误;该高聚氮晶体中每个氮原子与其他3个氮原子相连,高聚氮的N—N键键能为160kJ/mol,键的键能为942kJ/mol,3×160kJ/mol<942kJ/mol,即当含N原子数相同时高聚氮晶体总能量高于N2,理论上该高聚氮作为高能炸药爆炸后生成氮气的反应为放热反应,C正确;由C项分析知常温常压下氮气比高聚氮晶体稳定,D正确。 3.C　O原子的最外层有6个电子,其中4个为孤对电子,2个为单电子,则O能形成O—O、OO,但不能形成,这是由于共价键具有饱和性,A项正确;由于O的原子半径小于C,则键长:C—H>H—O,键能:C—H<H—O,B项正确;键长:C—C>CC>,C项错误;单键均为σ键,1个双键中含1个σ键、1个π键,则过氧乙酸分子中σ键和π键的数目之比为8∶1,D项正确。 4.D　甲中Ga和As的最短距离为砷化镓晶胞体对角线长的,即apm,A项正确;甲中砷原子位于以Ga为顶点的正四面体的体心,B项正确;乙中位于面心的锰原子与2个砷原子的距离最近,则晶体中距锰原子最近且等距离的砷原子的个数为4,C项正确;乙中位于顶点和面心的镓原子个数为7×,图乙所示晶体结构中砷原子个数为4,则Ga原子与As原子的个数比为27∶32,D项错误。 5.答案　(1)4　4　(2)) (4)b　(5) 解析　(1)硼原子位于晶胞体内,氮原子位于顶点和面心,在一个晶胞中,含有硼原子4个,氮原子个数为8×=4。 (2)已知氮化硼晶胞参数为γcm,则在此晶胞中,任意两个原子之间的最短距离为紧邻的N与B之间的距离,即最短距离为晶胞体对角线长的,则是γcm,D、E之间的距离为晶胞边长的,即γcm。 (3)已知三个原子分数坐标参数:A为(0,0,0)、B为(0,1,1)、C为(1,1,0),则由E原子的位置知,E的原子分数坐标为()。 (4)由晶胞示意图知,氮化硼晶胞的俯视投影图是b。 (5)1个氮化硼晶胞内含有的氮原子和硼原子均为4个,则晶胞的质量为g,氮化硼晶胞的边长为γcm,则晶胞体积为γ3cm3,晶体的密度为g/cm3。 12 学科网（北京）股份有限公司 $$