专题3 第三单元 第2课时 共价键的键能、共价晶体-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2作业与测评word（苏教版）

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) 考点一　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．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 答案：C 解析：键长是指形成共价键的两个原子核间的距离，仅仅说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．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。 考点二　键能与反应热的关系 4．一些化学键的键能如表所示。 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155 根据键能数据估算反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热为(　　) A．－1940 kJ·mol－1 B．1940 kJ·mol－1 C．－485 kJ·mol－1 D．485 kJ·mol－1 答案：A 5．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：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·mol－1＝2×436 kJ·mol－1＋496 kJ·mol－1－4x kJ·mol－1，解得x＝463。 考点三　共价晶体的性质与结构 6．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：A项，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晶体；B项，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；C项，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；D项，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。 7．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。 8．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d pm，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(　　) A．As和Ga原子间的最短距离为d pm 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 答案：A 解析：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×8＋×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d pm，A错误。 (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 2．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 3．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，可得ΔH＝(436＋157－2×568) kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1，D错误。 4．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。 5．已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，O===O键的键能为497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242.7 kJ·mol－1，N≡N键的键能为946 kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是(　　) A．N—N键的键能为×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键结合，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键的键能不为N≡N键的，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键的键长小于N≡N键，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键的键能很大，所以N2比Cl2稳定，故D正确。 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 9．如图所示是某共价晶体A空间结构中的一个单元，A与某物质B反应生成C，其实质是每个A—A键中插入一个B原子，则C物质的化学式为(　　) A．AB2 B．AB C．A5B4 D．A2B5 答案：A 解析：根据共价晶体A空间结构中的一个单元知，在晶体A中每个A形成4个A—A键；A与某物质B反应生成C，其实质是每个A—A键中插入一个B，则每个A原子形成4个A—B键，每个B原子形成2个B—A键，则A、B原子个数比为1∶2，C的化学式为AB2。 10．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞如图所示，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；由题图可知，该晶胞中每个原子均形成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，不是分子式。 11．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；由题图可知，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原子的个数为8×＋6×＝4，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。 12．科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物，其晶胞结构如图所示，立方晶胞参数为a pm。NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．该化合物为共价晶体，硬度大 B．晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4 C．晶胞中C—C键与C—N键的数目比为2∶1 D．晶体的密度＝ g·cm－3 答案：C 解析：由题图可知，晶胞中N原子数为8×＋2×＝2，B原子数为2，C原子数为4×＋2＝4，则N、B、C原子数之比为1∶1∶2，化学式为BC2N。如图所示：，以m点的C原子为研究对象，其形成2条C—C键，两条C—N键，则二者数目比为1∶1，C错误。 二、非选择题 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。 14．共价晶体因具有熔、沸点高，硬度大，耐磨等优良特性而具有广泛的用途。设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)晶体硅是与金刚石结构类似的晶体(其晶胞如图甲所示)，晶体硅的1个晶胞中含________个Si原子，在晶体硅的空间网状结构中最小环为________元环，每个最小环独立含有________个Si原子，含1 mol Si原子的晶体硅中Si—Si键的数目为________。 (2)金刚砂(SiC)也与金刚石具有相似的晶体结构(如图乙所示)，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题： ①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是________________(均用化学式表示)。 ②在金刚砂的结构中，一个硅原子结合了____个碳原子。 ③金刚砂的结构中，C、Si原子以共价键结合形成环，其中一个最小的环上独立含有____个C—Si键。 ④金刚砂的晶胞结构如图丙所示，在SiC中，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为____；若金刚砂的密度为ρ g·cm－3，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为________________ pm(用代数式表示即可)。 答案：(1)8　六　　2NA (2)①Si<SiC<C　②4　③1 ④12　×1010 解析：(1)晶体硅是与金刚石结构类似的晶体，晶体硅的1个晶胞中含Si原子的数目为4＋8×＋6×＝8，在晶体硅的空间网状结构中最小环为六元环，每个硅原子被12个环共用，因此每个最小环独立含有Si原子的数目为6×＝，每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键，每2个Si原子共用1个Si—Si键，即含1 mol Si原子的晶体硅中Si—Si键的数目为2NA。 (2)①共价晶体中，共价键键长越短，键能越大，熔、沸点越高，因此金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是Si<SiC<C。③金刚砂的结构中，C、Si原子以共价键结合形成的最小环里共有6个C—Si键，1个C—Si键被6个环共用，因此一个最小的环上独立含有C—Si键的个数为6×＝1。④以SiC晶胞顶点的碳原子为研究对象，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为12；1个金刚砂晶胞中含有4个碳原子、4个硅原子，若金刚砂的密度为ρ g·cm－3，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为晶胞体对角线长的，1个晶胞的体积为 cm3，因此最近的碳、硅原子之间的距离为×1010 pm。 10 学科网（北京）股份有限公司 $