内容正文:
第2课时 键参数——键能、键长与键角
1.C 由于π键的键能比σ键键能小,双键中有一个π键和一个σ键,所以双键的键能小于单键的键能的2倍。
2.C 表中四种粒子所含的价层电子数从左到右依次减少,其键能依次增大,A项错误,C项正确;对比给出的粒子中键长和键能的大小可知,B项错误;四种粒子中的共用电子对不发生偏移,D项错误。
3.C 根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和可知,生成2 mol HCl放热183 kJ,生成2 mol HBr放热83 kJ,生成2 mol HI放热11 kJ,则在Cl2中完全反应放出的热量最多,A错误;拆开等物质的量的HI和HCl,由于HCl的键能大,所以拆开HCl消耗的能量多,B错误;键长:H—F<H—Cl,共价键键长越短,键能越大,则H—F的键能大于431 kJ·mol-1,C正确;化学键键能越大,化合物越稳定,则HCl比HI稳定,D错误。
4.A 根据键能只能计算C2H6(g)+Cl2(g)C2H5Cl(g)+HCl(g) ΔH=-126.2 kJ·mol-1,还存在C2H5Cl(g)C2H5Cl(l)的焓变,A错误;H—Cl的键能是431.8 kJ·mol-1,断键吸热,因此HCl(g)H(g)+Cl(g)的焓变 ΔH=+431.8 kJ·mol-1,B正确;由键能可知C—Cl的键能小于C—H的键能,因此C—Cl比C—H更容易断裂,C正确;碳碳三键键长小于碳碳双键键长,碳碳双键键长小于碳碳单键键长,因此键能:C≡C>CC>C—C,D正确。
5.A BF3分子中键角均为120°时,BF3分子中的4个原子共面且构成平面三角形。
6.C 键能越大,键长越短,共价键越强,共价化合物越稳定,C错误。
7.A 原子半径:Cl<Br<I,半径越小,核间距越小,核间距:Cl2<Br2<I2;核间距越小,键能越大,原子形成分子时,放出的能量越多,分子的能量就越低,选A。
8.C CH4分子内的键角和键长都相等,可能有两种情况,一是平面正方形,二是正四面体形。如果键角为109°28',则为正四面体形。
9.D 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°,C正确;一般来说,相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D错误。
10.D H2O、CH4、CO2分子中的键角分别为105°、109°28'、180°,依次增大,A正确;因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,与H形成的共价键的键长依次增长,B正确;O、S、Se的原子半径依次增大,与H形成的共价键的键长依次增长,键能依次减小,C正确;物质的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D错误。
11.D 键能越大,共价键越稳定,由表中数据可知,稳定性:H—I<H—Cl<H—F,A正确;键能越大,共价键越稳定,形成的物质能量越低,由表中数据知,H2、F2、HF中F2的能量最高,B正确;由H—F、H—Cl、H—I的键能可知,卤族元素的非金属性越强,对应氢卤键的键能越大,则298.7 kJ·mol-1<H—Br的键能<431.8 kJ·mol-1,C正确;焓变等于断键吸收的能量减去成键释放的能量,则H2(g)+F2(g)2HF(g) ΔH=(436.0+157-568×2)kJ·mol-1=-543 kJ·mol-1,D错误。
12.(1)0.074 nm ①>⑤>②>③>④ (2)BC (3)①> ②522.7 kJ
解析:(1)由题图知,H—H的键长为0.074 nm;由题图知,体系能量由高到低的顺序是①>⑤>②>③>④。(2)一个氢气分子中含有一个σ键,A项错误;共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作用,B项正确;④已经达到稳定状态,由题图可以看出⑤的能量比④高,C项正确;一个氢气分子中含有一个非极性共价键,D项错误。(3)①Si—Si的键长比Si—C的键长大,键能小。②由Si(s)+O2(g)SiO2(g),1 mol硅完全燃烧放出的热量约为368 kJ·mol-1×4 mol-497.3 kJ·mol-1×1 mol-226 kJ·mol-1×2 mol=522.7 kJ。
13.(1)不能 (2)216 339 (3)C (4)ACD
解析:(1)原子半径:F>H,由表中数据可知,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。(2)Br的原子半径介于Cl与I的原子半径之间,C—Br的键能介于C—I与C—Cl的键能之间。(3)因H—Cl的键能比H—F的键能小,则HCl溶于水时,比HF更容易电离,所以盐酸的酸性强于氢氟酸的酸性,A正确;分子中共价键的键能越大,含有该键的分子越稳定,H—F的键能比H—Cl的键能大,所以HF更稳定、难分解,B正确,C错误。(4)N4是由氮元素形成的一种单质,不是新型的化合物,A错误;氮原子与氮原子之间形成的是σ键,B正确;N4分子是正四面体结构,键角是60°,C错误;已知断裂1 mol N—N吸收193 kJ热量,生成1 mol N≡N放出946 kJ热量,则1 mol N4转变成N2时的反应热ΔH=6×193 kJ·mol-1-2×946 kJ·mol-1=-734 kJ·mol-1,即该反应是放热反应,因此1 mol N4转变成N2将放出734 kJ热量,D错误。
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第2课时 键参数——键能、键长与键角
题组一 键能
1.(2025·武汉高二检测改编)根据π键的成键特征判断CC的键能是C—C的键能的( )
A.2倍 B.大于2倍
C.小于2倍 D.无法确定
2.实验测得不同粒子中氧原子之间的键长和键能的数据如表:
粒子
O2
键长/(10-12 m)
149
128
121
112
键能/(kJ·mol-1)
x
y
z=494
w=628
其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导出键能的大小顺序为w>z>y>x,该规律可能是( )
A.粒子所含的价层电子数越多,键能越大
B.键长越长,键能越大
C.粒子所含的价层电子数越少,键能越大
D.成键时电子对越偏移,键能越大
3.(教材改编题)某些化学键的键能如下:
化学键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
I—I
键能/(kJ·mol-1)
436
243
193
151
化学键
H—Cl
H—Br
H—I
键能/(kJ·mol-1)
431
356
299
下列说法中正确的是( )
A.1 mol H2分别与Cl2、Br2、I2反应,则在碘中完全反应放出的热量最多
B.拆开等物质的量的HI和HCl,HI消耗的能量多
C.H—F的键能大于431 kJ·mol-1
D.HI比HCl稳定
4.已知几种共价键的键能如下:
化学键
C—Cl
C—H
Cl—Cl
H—Cl
键能/(kJ·mol-1)
350.5
413.4
242.7
431.8
下列说法中错误的是( )
A.C2H6(g)+Cl2(g)C2H5Cl(l)+HCl(g) ΔH=-126.2 kJ·mol-1
B.HCl(g)H(g)+Cl(g) ΔH=+431.8 kJ·mol-1
C.由键能可知,C—Cl比C—H更容易断裂
D.键能:C≡C>CC>C—C
题组二 键长与键角
5.能说明BF3分子中的4个原子在同一平面的理由是( )
A.B—F之间夹角为120°
B.B—F为σ键
C.3个B—F的键能相同
D.3个B—F的键长相等
6.(鲁科版习题)下列关于键长、键角和键能的说法中,错误的是( )
A.键角是描述分子空间结构的重要参数
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定
D.键角的大小与键长、键能的大小无关
7.(教材改编题)卤素原子在形成分子的过程中能量变化和原子核间距变化如图所示,其中Cl2、Br2、I2均为气态分子,表示正确的是( )
题组三 键能、键长、键角的应用
8.CH4分子的空间结构是正四面体形而不是平面正方形,最充分的理由是( )
A.CH4分子内4个C—H的键长均相等
B.CH4分子内4个C—H的键角和键长均相等
C.CH4分子内4个C—H的键长相等,键角都等于109°28'
D.CH4分子内4个C—H的键长相等,键角都等于90°
9.下列有关化学键知识的比较可能错误的是( )
A.键能:C—N<CN<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
10.(2025·衡水高二调研)下列有关共价键的键参数的说法错误的是( )
A.H2O、CH4、CO2分子中的键角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D.物质的分子中共价键的键能越大,物质的熔、沸点越高
11.(2025·广东实验中学高二期中)已知各共价键的键能如表所示,下列说法错误的是( )
化学键
H—H
F—F
H—F
H—Cl
H—I
键能/(kJ·mol-1)
436.0
157
568
431.8
298.7
A.稳定性:H—I<H—Cl<H—F
B.H2、F2、HF中,F2的能量最高
C.298.7 kJ·mol-1<H—Br的键能<431.8 kJ·mol-1
D.H2(g)+F2(g)2HF(g)
ΔH=+25 kJ·mol-1
12.氢气分子的形成过程示意图如下,请据图回答相关问题。
氢气分子的形成过程示意图
(1)H—H的键长为 ,①~⑤中,体系能量由高到低的顺序是 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
A.一个氢气分子中含有一个π键
B.由①到④,电子在核间出现的概率增大
C.由④到⑤,必须消耗外界的能量
D.一个氢气分子中含有一个极性共价键
(3)几种常见化学键的键能如下表所示:
化学键
Si—O
H—O
OO
Si—Si
Si—C
键能/(kJ·mol-1)
368
462.8
497.3
226
X
①试比较Si—Si与Si—C的键能大小:X kJ·mol-1 226 kJ·mol-1(填“>”“<”或“=”)。
②每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为 (已知1 mol Si中含2 mol Si—Si,1 mol SiO2中含4 mol Si—O)。
13.共价键的键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。如表所示是一些键能数据:
共价键
键能/(kJ·mol-1)
共价键
键能/(kJ·mol-1)
共价键
键能/(kJ·mol-1)
H—H
436
C—Cl
339
H—F
568
S—S
266
C—I
216
H—Cl
431.8
H—S
339
H—O
462.8
C—F
453
回答下列问题:
(1)有同学认为,半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大),由表中数据能否得出这样的结论: (填“能”或“不能”)。
(2)试预测C—Br的键能范围: kJ·mol-1<C—Br的键能< kJ·mol-1。
(3)根据H—Cl、H—F的键能数据,无法得出的结论有 (填字母,下同)。
A.溶于水时,HCl比HF更容易电离,所以盐酸的酸性强于氢氟酸的酸性
B.H—F的键能比H—Cl的键能大,所以HF难分解
C.H—F的键能比H—Cl的键能大,所以HCl更稳定
(4)某大学获得了极具理论研究意义的气态N4分子,其分子结构如图所示。已知断裂1 mol N—N吸收193 kJ热量,生成1 mol N≡N放出946 kJ热量。根据以上信息和数据,判断下列说法错误的是 。
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4分子中存在σ键
C.N4分子中N—N键角为109°28'
D.1 mol N4转变成N2将吸收734 kJ热量
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