内容正文:
[对应知能达标训练P11]
[基础训练]
1.从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是( )
A.K和Cl B.H和F
C.K和F D.Ca和O
解析 一般电负性相差不大的非金属元素原子之间易形成共价键。
答案 B
2.下列物质的分子中既有σ键又有π键,并含有非极性键的是( )
①NH3 ②N2 ③H2O ④HCl ⑤C2H4 ⑥C2H2
A.②⑤⑥ B.①②⑤⑥
C.②③④ D.②④⑥
解析 ①NH3中只存在H—N,只有σ键,故错误;②N2的结构式为N≡N,含有σ键和π键,N与N之间为非极性键,故正确;③H2O中只存在H—O,即只有σ键,故错误;④HCl的结构式为H—Cl,只存在σ键,故错误;C2H4、C2H2中的氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间分别存在共价双键、共价三键,含有σ键和π键,C与C之间为非极性键,故⑤⑥正确。
答案 A
3.下列有关键角与分子空间结构的说法错误的是( )
A.键角为180°的分子,空间结构是直线形
B.键角为120°的分子,空间结构是平面三角形
C.键角为109.5°的分子,空间结构是正四面体形
D.键角为90°~109.5°之间的分子,空间结构可能是V形
解析 键角为180°的分子,空间结构是直线形,例如二氧化碳,A正确;乙烯分子的键角为120°,但它的空间结构并不是平面三角形,B错误;键角为109.5°的分子,空间结构是正四面体形,C正确;键角为90°~109.5°之间的分子,空间结构可能是V形,例如水,D正确。
答案 B
4.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是( )
A.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
B.键长越长,键能越小,共价化合物越稳定
C.键角是确定多原子分子空间结构的重要参数
D.同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循:三键<双键<单键
解析 反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,故A正确;键长越长,键能越小,共价化合物越不稳定,故B错误;键长和键角常被用来描述分子的空间结构,键角是描述多原子分子空间结构的重要参数,故C正确;原子间键能越大,核间距越小,键长越短,键能的一般关系为三键>双键>单键,则键长:三键<双键<单键,故D正确。
答案 B
5.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,其性质与卤素气体单质相似,氰气可用于有机合成,制作农药,也可用作消毒、杀虫的熏蒸剂等。下列叙述正确的是( )
A.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
B.氰气分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C.氰气分子中含有3个σ键和4个π键
D.(CN)2不能与氢氧化钠溶液发生反应
解析 在气体单质分子中一般存在σ键(如Cl2、H2)、π键(如N2中存在σ键和π键),稀有气体为单原子分子,不存在化学键,A错误;成键原子半径越小,键长越短,氮原子半径小于碳原子半径,故N≡C键比C—C键的键长短,B错误;(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键,C正确;由于(CN)2与卤素单质性质相似,故可以和氢氧化钠溶液反应,D错误。
答案 C
6.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
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,A不选;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,B选;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,C不选;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,D不选。
答案 B
7.下列说法中,错误的是( )
A.同种原子间形成的共价键键长遵循:三键<双键<单键
B.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
C.两个p轨道只能形成π键,不能形成σ键
D.O原子的电子排布式由1s22s22p4→1s22s22p33s1能吸收特定能量产生吸收光谱
解析 两个p轨道能形成头碰头的σ键,也能形成肩并肩的π键,C错误。
答案 C
[能力提升]
8.(2024·武汉高二月考)如图为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是 ( )
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子
C.第一电离能:X>Y>W
D.键长:X—H<W—H,键能:X—H<W—H
解析 由元素在周期表中的位置可知,X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。白磷单质中存在非极性键,但稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A错误;氮气、溴单质都是双原子分子,B正确;第一电离能应是N>P>S,C错误;原子半径:W>X,故键长:W—H>X—H,键长越短,键能越大,故键能:W—H<X—H,D错误。
答案 B
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列常见分子中σ键、π键判断正确的是( )
A.1 mol O中含有的π键数目为NA
B. CO与N2结构相似,CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C.CN-与N2结构相似,CH2===CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键数目为3NA
解析 1个O中含有1个O≡O键,因此1 mol O中含有2NA个π键,A错误;CO与N2结构相似,1个N2中含有一个N≡N键,则1个CO中含有一个C≡O键,分子中σ键与π键数目之比为1∶2,B错误;CN-与N2结构相似,1个CH2===CHCN分子中含有一个C===C键和一个C≡N键,因此CH2===CHCN分子中含有6个σ键和3个π键,σ键与π键的数目之比为2∶1,C错误;若该反应中有4 mol N—H键断裂,即有1 mol N2H4参与反应,则生成1.5 mol氮气,氮气中含有N≡N键,形成π键的数目是3NA,D正确。
答案 D
10.已知键能、键长部分数据如下表:
共价键
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—F
H—Cl
H—Br
H—I
H—O
键能/
(kJ·mol-1)
242.7
193.7
152.7
568
431.8
366
298.7
462.8
键长/pm
198
228
267
96
共价键
C—C
C===C
C≡C
C—H
N—H
N===O
O—O
O===O
键能/
(kJ·mol-1)
347.7
615
812
413.4
390.8
607
142
497.3
键长/pm
154
133
120
109
101
(1)下列推断正确的是________(填字母,下同)。
A.稳定性:HF>HCl>HBr>HI
B.氧化性:I2>Br2>Cl2
C.沸点:H2O>NH3
D.还原性:HI>HBr>HCl>HF
(2)下列有关推断正确的是________。
A.同种元素形成共价键的稳定性:三键>双键>单键
B.同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍
C.键长越短,键能一定越大
(3)在表中所给HX分子中,键长最短的是________,最长的是________;O—O的键长______(填“大于”“小于”或“等于”)O===O的键长。
解析 (1)根据表中数据,同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小,稳定性逐渐减弱,A正确;氯气、溴单质、碘单质的氧化性逐渐减弱,B错误;常温下,H2O是液体,NH3为气体,沸点:H2O>NH3,C正确;还原性与失电子能力有关,还原性:HI>HBr>HCl>HF,D正确。(2)由碳碳键的数据知,A正确;由O—O、O===O的键能知,B错误;C—H的键长大于N—H的键长,但是N—H的键能反而较小,C错误。
答案 (1)ACD (2)A (3)HF HI 大于
11.有三种物质AC2、B2C2、AD4,在常温下分别为气体、固体和液体。元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等;元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B2C2;元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同。则:
(1)A、B、C、D的元素名称分别为________、________、________、________。
(2)D的简单氢化物分子中含有的σ键类型为____________(填“s-s”“s-p”或“p-p”)键。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为____________________,B2C2属________(填“离子”或“共价”)化合物。
解析 (1)焰色呈黄色,说明有钠元素,则淡黄色固体为Na2O2,所以B为Na元素,C为O元素;由元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同可知D为Cl元素;由元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等可知A为第ⅣA族元素或H,又由于AC2在常温下是气体,所以AC2是二氧化碳,即A是C元素。(2)D的简单氢化物为HCl,其σ键类型为s-p σ键。
答案 (1)碳 钠 氧 氯 (2)s-p
(3)1s22s22p63s23p6 离子
12.下列化学键的键能:
化学键
C—C
N—N
O—O
O===O
O—H
S—H
Se—H
N—H
As—H
键能/
(kJ·mol-1)
347.7
193
142
497.3
462.8
363.5
276
386
247
回答下列问题:
(1)过氧化氢不稳定,易发生分解反应2H2O2(g)===2H2O(g) +O2(g),利用键能数据计算该反应的反应热为________________。
(2)O—H、S—H、Se—H的键能逐渐减小,原因是________________ ________________________________________________________,据此可推测P—H键的键能范围:________<P—H键键能<________。
(3)有机物是以碳骨架为基础的化合物,即碳原子间易形成C—C长链,而氮原子与氮原子间,氧原子与氧原子间难形成N—N长链和O—O长链,原因是_________________
________________________________________________________________________。
解析 ΔH=反应物总键能-生成物总键能;键长越小,电子云重合程度越大,结合越牢固,键能越大。(1)ΔH=反应物总键能-生成物总键能,ΔH= (462.8 kJ·mol-1×2+142 kJ·mol-1) ×2-(497.3 kJ·mol-1+462.8 kJ·mol-1×4)=-213.3 kJ·mol-1。(2)键长越短键能越大,O—H、S—H、Se—H键长依次增大,因而键能依次减小;N—H、P—H、As—H键长依次增大,因而键能依次减小,P—H键能介于N—H和As—H键能之间,即247 kJ·mol-1<P—H键键能<386 kJ·mol-1。(3)C—C键键能较大,较稳定,因而易形成C—C长链,而N—N、O—O键键能小,不稳定易断裂,因此难以形成N—N、O—O长链。
答案 (1)-213.3 kJ·mol-1 (2)O—H、S—H、Se—H键长依次增大,因而键能依次减小 247 386 (3)C—C键键能较大,较稳定,因而易形成C—C长链,而N—N、O—O键键能小,不稳定易断裂,因此难以形成N—N、O—O长链
13.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素。其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12,中子数为6;Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要组成元素;Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子,与X、Y不同族;W是一种常见元素,可以形成3种氧化物,其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。
(1)Y2分子中存在的σ键和π键个数之比为________。
(2)元素X的一种氧化物XO和XY-与Y2结构相似,XO分子内σ键与π键个数之比为________。X、Y与氢元素形成的一种化合物HXY分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)写出X的单质与Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)W基态原子的价层电子排布为________。
(5)元素X的一种单质是一种由单层X原子构成的平面结构新型材料如图,1号X与相邻X形成σ键的个数为________。
(6)已知Y2(g)+O2(g)===2YO(g)为吸热反应,ΔH=+180 kJ·mol-1,其中Y≡Y、O===O的键能分别为946 kJ·mo-1、497.3 kJ·mol-1,则YO分子中Y、O之间共价键的键能为________。
解析 X、Y、Z、W分别为C、N、S、Fe。(1)N2中有N≡N,其中有1个σ键、2个π键。(2)元素X的氧化物CO和CN-与N2结构相似,推知CO的结构式为C≡O,含有1个σ键、2个π键;CN-的结构式为[C≡N]-,HCN的结构式为H—C≡N,HCN中σ键与π键均为2个。(3)C与浓硫酸加热时反应生成CO2、SO2和H2O。(4)铁的原子序数为26,其基态原子的价层电子排布式为3d64s2。(5)由图可看出每个碳原子能与三个碳原子形成单键,故能形成3个σ键。(6)ΔH=180 kJ·mol-1=946 kJ·mol-1+497.3 kJ·mol-1-2E(YO),所以E(YO)=631.65 kJ·mol-1。
答案 (1)1∶2 (2)1∶2 1∶1 (3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(4)3d64s2 (5)3 (6)631.65 kJ·mol-1
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