专题3 第3单元 第2课时 共价键的键能 共价晶体（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版）河北专版

1．已知1 mol气态基态氢原子完全结合形成氢气时，释放的最低能量为218 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．H—H键的键能为218 kJ·mol－1 B．H—H键的键能为436 kJ·mol－1 C．1 mol气态氢原子的能量低于0.5 mol H2的能量 D．1 mol H2完全分解至少需要218 kJ的能量 解析　键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。1 mol气态基态氢原子只能形成0.5 mol H—H键，A、D错误，B正确；由能量守恒定律及键能的定义可知，C错误。 答案　B 2．下列分子中，最难分裂成原子的是(　　) A．HF B．HCl C．HBr D．HI 解析　一般来说，原子半径越小，其原子形成的共价键键长越短，键能越大，就越难断键。原子半径：F<Cl<Br<I，所以键长：HF<HCl<HBr<HI，键能：E(H—F)>E(H—Cl)>E(H—Br)>E(H—I)，即HF最难分裂成原子。 答案　A 3．化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。化学键的键能是形成化学键时释放的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(单位：kJ·mol－1)：P—P：198　P—O：360　O—O：498，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应热ΔH为(　　) A．－1638 kJ·mol－1　　 B．1638 kJ·mol－1 C．－126 kJ·mol－1 D．126 kJ·mol－1 解析　反应中的键能包括：断裂1 mol P4和3 mol O2分子中共价键吸收的能量和形成1 mol P4O6分子中共价键放出的能量。由各物质的分子结构知1 mol P4含6 mol P—P键，3 mol O2含3 mol O—O键，1 mol P4O6含12 mol P—O键，化学反应的反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×3)－360 kJ·mol－1×12＝－1638 kJ·mol－1。 答案　A 4．二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点：－80 ℃，沸点：137.1℃。下列对于二氯化二硫叙述正确的是(　　) A．二氯化二硫的电子式为∶∶S∶∶S∶∶ B．分子中既有极性键又有非极性键 C．分子中S—Cl键的键长大于S—S键的键长 D．分子中S—Cl键的键能小于S—S键的键能 解析　S2Cl2分子中S原子之间形成1对共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1对共用电子对，结合非平面结构可知S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl，电子式为∶∶∶∶∶，故A错误；S2Cl2中Cl—S键属于极性键，S—S键属于非极性键，故B正确；同周期主族元素从左往右原子半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，键长越短键能越大，所以分子中S—Cl键的键长小于S—S键的键长，S—Cl键的键能大于S—S键的键能，故C、D错误。 答案　B 5．下列晶体中属于共价晶体且为单质的是(　　) A．金属铜 B．金刚砂 C．金刚石 D．水晶 解析　金属铜属于金属晶体，金刚砂(SiC)、水晶(SiO2)属于共价晶体，但为化合物，A、B、D均不符合。 答案　C 6．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 解析　①指的是Al2O3的分类，⑤指的是刚玉的种类，这两项都无法说明Al2O3是一种共价晶体。 答案　B 7．金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图所示，下列判断正确的是(　　) A．金刚石中C—C键的键角均为109.5°，但金刚石和CH4的晶体类型相同 B．金刚石的熔点高与C—C键的键能无关 C．金刚石中碳原子个数与C—C键键数之比为1∶2 D．金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却 解析　金刚石是共价晶体，CH4是分子晶体，二者的晶体类型不同，A错误；金刚石熔化过程中C—C键断裂，因C—C键的键能大，断裂时需要的能量多，故金刚石的熔点很高，B错误；金刚石中每个C都参与4个C—C键的形成，而每个C对每条键的贡献只有一半，故碳原子个数与C—C键键数之比为∶4＝1∶2，C正确；金刚石的熔点高，但在打孔过程中会产生很高的温度，如不浇水冷却钻头，会导致钻头熔化，D错误。 答案　C 8．GaAs作为第二代半导体材料的代表，具有宽禁带、高频、高压、抗辐射、耐高温及发光效率高的特点，被广泛应用于移动通信、无线通信、光纤通信、LED、卫星导航等领域。GaAs晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm，下列说法正确的是(　　) A．基态砷原子外围电子轨道表示式为 B．GaAs属于分子晶体 C．As的配位数为8 D．该晶体密度为 g·cm－3 解析　砷元素的原子序数为33，外围电子排布式为4s24p3，外围电子轨道表示式为，A错误；由砷化镓为半导体材料及耐高温的特点可知，砷化镓是熔、沸点高的共价晶体，B错误；由晶胞结构可知，与砷原子距离最近的镓原子的个数为4，所以砷原子的配位数为4，C错误；由晶胞结构可知，位于体内的砷原子的个数为4，位于顶点和面心的镓原子个数为8×＋6×＝4，设晶体的密度为d g·cm－3，由晶胞的质量公式可得：＝10－30a3d，解得d＝，D正确。 答案　D 9．Ⅰ.已知氢分子的形成过程示意图如图所示，请据图回答问题。 (1)H—H键的键长为______________，①—⑤中，体系能量由高到低的顺序是______________。 (2)下列说法中正确的是________(填字母)。 A．氢分子中含有一个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．氢分子中含有一个极性共价键 Ⅱ.几种常见化学键的键能如下表所示。 化学键 Si—O H—O O—O Si—Si Si—C 键能/( kJ·mol－1) 452 462.8 497.3 226 X 请回答下列问题： (1)试比较Si—C键与Si—Si键的键能大小：X________(填“＞”“＜”或“＝”)226 kJ·mol－1。 (2)H2被认为是21世纪人类最理想的燃料，而又有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。结合Ⅰ中图像，试计算每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为________；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为________(已知1 mol Si中含有2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键)。 解析　Ⅰ.(1)可以直接从题中读出有关数据，H—H键的键长为74 pm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)氢分子中含有一个σ键，A错误；核间距逐渐减小时，两个氢原子的原子轨道会相互重叠，导致电子在核间出现的概率增大，B正确；④已经达到稳定状态，当改变构成氢分子的两个氢原子的核间距时，必须消耗外界的能量，C正确；氢分子中含有一个非极性共价键，D错误。 Ⅱ.(1)Si—Si键的键长比Si—C键的键长长，Si—Si键的键能比Si—C键的键能小。(2)由题图可知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为1000 g÷2 g·mol－1×(462.8 kJ·mol－1×2－436 kJ·mol－1－497.3 kJ·mol－1×)＝120 475 kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为452 kJ·mol－1×4 mol－497.3 kJ·mol－1×1 mol－226 kJ·mol－1×2 mol＝858.7 kJ。 答案　Ⅰ.(1)74 pm　①⑤②③④　(2)BC Ⅱ.(1)＞　(2)120 475 kJ　858.7 kJ 10．(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图甲所示，则金刚砂晶体类型为________；在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为________；若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度表达式为________。 (2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。GaN晶体与该硅晶体相似。则GaN晶体中，每个Ga原子与______个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的立体结构为________________。若该硅晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中最近的两个硅原子之间的距离为________ cm(用代数式表示即可)。 解析　(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，硬度大，属于原子晶体；每个碳原子周围最近的碳原子数目为3×4＝12；该晶胞中C原子个数为8×＋6×＝4，Si原子个数为4，晶胞边长为a×10－10 cm，体积V＝(a×10－10 cm)3，ρ＝＝ 。(2)根据物质的晶体结构可知，在GaN晶体中，每个Ga原子与4个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的立体结构为正四面体。在晶体Si的晶胞中含有Si原子的数目是8×＋6×＋4＝8，则根据晶胞的密度ρ＝可知V＝＝＝ cm3，晶胞的边长a＝＝ cm，在晶胞中两个最近的Si原子之间的距离为晶胞体对角线长的，即× cm。 答案　(1)共价晶体　12　 (2)4　正四面体　× 学科网（北京）股份有限公司 $