专题3 第3单元 第2课时 共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修2（苏教版）

第2课时 共价键键能与化学反应的反应热共价晶体 白题 基础过关 限时：25min 题型1共价键的键能、键长 a.Cl,>Br2>I2 b.I2>Br2>Cl2 1.*键长是描述共价键的物理量之一，下列 c.Br,>I2>Cl2 各项中的距离属于键长的是 ( 预测1molH2在足量F,中燃烧比在CL,中燃 A.水分子中两个氢原子核之间的距离 烧放热 (填“多”或“少”)。 B.氯气分子中两个氯原子核之间的距离 题型3共价晶体的结构特点及性质 C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离 5.*(2025·山东潍坊高二期中)下表列出的 D.C02分子中两个氧原子核之间的距离 是某些晶体的熔点和硬度。 2.*下列单质分子中，键长最长、键能最小 晶体 金刚石 石英 碳化硅 硅 石墨 的是 ( 熔点/℃ 3550 1710 1412 3850 A.H, B.Cl2 C.Br2 D.12 硬度 题型2键能与反应热 o 7 9.5 6.5 3.**(2023·安徽池州高二月考)根据键能数据 由表中数据判断，下列说法正确的是( (H-C1431kJ·mol1,H-I297kJ·mol1),可 A.构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔 得出的结论是 ( 点越高 A.溶于水时，HⅢ比HCl更容易电离 B.构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的 B.HⅡ比HCl熔、沸点高 硬度越大 C.HⅢ比HCl稳定 C.碳化硅的熔点介于1412℃与3550℃之间 D.拆开等物质的量的HI和HCl,HI消耗的 D.表中晶体微粒间作用力均为共价键 能量多 6.**(2025·山东临沂高二期中)科研人员在 4.*某些化学键的键能（单位：kJ·mol1)如 高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳 表所示： 氨化合物，其晶胞结构如图所示，立方晶胞参 化学键 H-H 数为apm。下列说法错误的是 () CI-CI Br-Br II 键能 436 242.7 193.7 152.7 化学键 H-CI H-Br H-I oC OB 键能 431.8 366 298.7 A.该化合物为共价晶体 (1)1molH2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量 B.该化合物的化学式为BC2N kJo C.晶胞中C一C与C一N的数目比为2：1 (2)在一定条件下，1molH2与足量的CL2、 D.晶体中与B原子距离最近且相等的B原 Br2、L2分别反应，放出热量由多到少的顺序 子数为4 是 (填字母)。 选择性必修2·SJ黑白题46 黑题 应用提优 限时：35min 1.*卤素氢化物是高中化学常见物质，化学 B.SiO,晶体具有较高的硬度和熔点 键参数如下表。下列关于卤素氢化物及表中 C.Si0,气凝胶材料的密度大于Si02晶体的 数据的判断正确的是 ( D.两种物质中均有Si、0原子间的σ键 键 H-CIH-BrH- 4.*(2025·四川广安高二月考)如图为金刚 键长 0 b 石晶胞，晶胞参数为apm。其中原子分数坐 键能/(k·mol-1) 标A为(0,0.0)，B为(3,03).c为（分， A.a>b>c 20)。下列说法正确的是 B.x>y>z C.稳定性：HCl<HBr<HI A.该晶体的密度为 D.用试纸测试以上三种浓度均为 8×12 0.1mol·L-1溶液的pH:HCl>HBr>HI WXa38·cm3 2.*在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮， B.该晶体中每个碳原 这种高聚氮中每个氨原子都通过三个单键与 子和4个碳原子紧邻 其他氮原子结合并向空间发展构成立体网状 C.石墨和金刚石互为同分异构体 结构，其中N一N键的键能为160kJ·mol-1 (N2中N=N键的键能为942kJ·mol1),其 D.D的原子分数坐标为（公，子4》 晶体片段结构如图所示。下列说法错误的是 5.*(2025·山东青岛高二月考)二维材料打 破了传统三维材料的限制，在太阳能电池和 A.高聚氨比氮气稳定 光催化领域有很好的应用前景。某课题组设 B.高聚氮为共价晶体 计了一种具有五元环特征的二维硼化物，其 C.高聚氮与N2互为同素 结构如图所示，下列说法正确的是（) 异形体 俯视图 D.N原子之间的化学键为非极性键 3.**|科技前沿(2025·北京高二期末)Si0, 气凝胶材料疏松多孔，具有三维网状结构，可 用于航天器、新能源汽车电池的隔热和阻燃。 侧视图 S02气凝胶的结构示意图如下。 已知：图中框内为晶胞结构，其边长分别为 ww表示链延长 anm、bnm,晶体厚度为hnm。 A.晶胞中距离S最近的B有3个 B.该物质的化学式为BS2 下列说法不正确的是 C.B和S之间化学键不完全相同 A.Si0,晶体属于共价晶体 D.含1molS的该硼化物中含有5molo键 专题3黑白题47 6 *T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳 镓半导体材料的一个重要特性就是光电特 原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结 性。它的光发射效率比硅、锗等半导体材料 构单元取代，形成碳的一种新型三维立方晶 高，广泛用于雷达、电子计 体结构，如图所示（图中的©表示碳形成的正 算机、人造卫星等尖端技 ●， 四面体结构小)。已知T碳晶胞参数为 术中。砷化镓晶体的晶胞 结构如图所示。 apm,V为阿伏加德罗常数的值。下列有关 (1)砷化镓属于 晶体。 说法错误的是 (2)砷化镓与氮化硼属于同种晶体类型。则 A.每个T-碳晶胞中含32个 两种晶体熔点较高的是 ,其理由是 碳原子 0 B.T-碳中C一C键的最小夹 (3)Ga和As的摩尔质量分别为Mcag·mol 角约为10928 和MAg·mol,原子半径分别为Icapm和 C.T-碳属于共价晶体 rpm,晶胞密度为pg·cm3,阿伏加德罗常 12×32 D.T-碳的密度为 a×(ax10-0)38·cm3 数值为Na,则GaAs晶胞中原子的体积占晶 胞体积的百分率为 *已知下列化学键的键能，回答下列问题： 压轴挑战 键能/ 键能 化学键 化学键 9.禁(1)金刚砂(SiC)的硬度为 (kJ·mol-1) (kJ·mol1) 9.5,其晶胞结构如图甲所示，则 C-C 347.7 S-H 363.5 金刚砂晶体类型为 ;在SiC中，每 N-N 193 Se-H 276 个C原子周围最近的C原子数目 0-0 142 N-H 390.8 为 ;若晶胞的边长为apm,阿伏加 0=0 497.3 As-H 247 德罗常数为6.02×1023mol1,则金刚砂的密 O-H 462.8 度表达式为 (1)过氧化氢不稳定，易发生分解反应 2H202(g)=2H20(g)+02(g),利用键能数 据计算该反应的反应热为 (2)0一H键、S一H键、Se一H键的键能逐渐 减小，原因是 据 (2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。GaN 此可推测P一H键的键能范围为 晶体与该硅晶体相似。则GaN晶体中，每 P一H键的键能< 个Ga原子与 个N原子相连，与同 (3)有机物是以碳骨架为基础的化合物，碳原 一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构 子间易形成C一C长链，而氮原子与氮原子 为 。若该硅晶体的密度为pg· 间、氧原子与氧原子间难形成N一N长链和 cm3,阿伏加德罗常数的值为Na,则晶体中 0一0长链，原因是 最近的两个硅原子之间的距离为 8.*砷化镓是第二代半导体，熔点为1238℃， cm(用代数式表示即可)。 具有空间网状结构，性能比硅更优良。砷化 选择性必修2·SJ黑白题48CH, 1分子H-0-N=C-C=N-0-H中含有15个c键，D正确。 CH 5.D解析：C1原子最外层有7个电子，只能与A1原子各提供1个电 子形成一个共价键，使C1原子达到8电子稳定结构，A】原子最外层 有3个电子，可分别与3个C原子形成共价键，而C1原子与2个A1 原子或A1原子与4个CI原子形成的化学键中，必有一个是配位键 C1原子最外层有孤电子对可提供，A1原子的3p轨道上有空轨道可 接受孤电子对，故D正确。 6.D解析：CaC0,中不存在非极性键，故反应物无非极性键的断 裂，A错误；KMO4中不存在非极性键，故反应物无非极性键的断 裂，B错误：生成物C无离子键，H,0中不存在非极性共价键，C错 误；Na02是含非极性共价键的离子化合物，C02中含极性共价键， 生成物Na2C0,中含极性共价键和离子键，0，中含非极性共价键， D正确。 7.(1)①②③(2)DBAC(3)824有 解析：(1)形成的化学键属于轴对称的：两个s轨道以“头碰头”方式 发生重叠形成稳定的σ键，s轨道与p轨道以“头碰头”方式发生重 叠形成稳定的σ键，两个p轨道以“头碰头”方式发生重叠形成稳定 的σ键：故选①②③。(2)方式①两个s轨道以“头碰头”方式发生 重叠形成稳定的σ键，故为氢气，选D:方式②s轨道与p轨道以“头 碰头”方式发生重叠形成稳定的σ键，故为氯化氢，选B:方式③两 个p轨道以“头碰头”方式发生重叠形成稳定的σ键，故为氯气 选A:同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是氮气，两个氮原子 通过2p轨道形成σ键，同时另外两个p轨道以“肩并肩”的方式形 0 成2个T键，选C。(3)CH2=CH一C一OH中存在碳氢键、碳碳双 键、碳碳单键、碳氧双键、碳氧单键、氢氧键，在一个该分子中有8个 σ键，碳碳双键、碳氧双键中各有1个π键，碳氢键、碳氧双键、碳氧 单键、氢氧键中有4种极性键，碳碳单键中有非极性键。 压轴挑战 8.(1)①非极性②3(2)3(3)①74pm①⑤②③④②BC 解析：(1)①由题意可知石墨烯就是石墨中的一层，石墨是碳元素 的一种单质，分子中只存在C一C键，属于非极性键。②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。(2)反 应中有4molN一H键断裂，即有1molN2H4参加反应，生成 1.5molN2,则形成的r键有3mol。(3)①可以直接从题图中读出 有关数据，H一H键的键长为74pm;体系能量由高到低的顺序是① ⑤②③④。②1个氢分子中含有一个σ键，A项错误；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项正确：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项正确：1个氢分子 中含有一个非极性共价键，D项错误。 第2课时共价键键能与化学反应的反应热共价晶体 白题 基础过关 题号12356 答案BDAC C 1.B解析：键长是成键原子间的核间距，水分子中两个氢原子、氩气 中两个相邻氩原子、C0,分子中两个氧原子均不成键。 2.D解析：比较原子半径可得出相应大小关系。 3.A解析：溶于水时，HⅢ、HCI分子内的共价键被破坏，由于H一Cl的 键能大于H一I的键能，所以HⅡ比HCI更容易电离，A符合题意： HⅢ、HCI熔化和汽化时，并没有破坏共价键，所以HI比HCI沸点高与 键能无关，B不符合题意：由于H一C1的键能大于H一I的键能，所以 HⅢ不如HCI稳定，C不符合题意；拆开等物质的量的HⅢ和HCl,由 于HCI的键能大，所以HC1消耗的能量多，D不符合题意。 4.(1)184.9(2)a多 解析：(1)根据键能数据可得，H2(g)+Cl2(g)一2HC1(g)△H= 436k·mol1+242.7k·mol-1-431.8k·mol1×2=-184.9k·ml 1molH2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1mol,生 成2 mol HCI,.故放出的热量为184.9kJ。(2)由表中数据计算知 1molH2在Cl2中燃烧放热最多，在L2中燃烧放热最少；由以上结果 分析，生成物越稳定，放出热量越多。因稳定性：HF>HCl,故1mol H2在F,中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。 选择性必修2·SJ 5.C解析：金刚石(C原子)熔点高于石英(Si和0原子)，但原子种 类更少，说明原子种类多不一定熔点高，A错误：原子半径越大，键 长增加，键能减弱，硬度应降低，如S(半径大)硬度低于C(金刚 石)，B错误：碳化硅(SiC)的键长介于Si一Si和C一C之间，熔点应 高于硅(1412℃)而低于金刚石(3550℃)，C正确：石墨层间为范 德华力，并非全为共价键，D错误。 归纳总结 共价晶体熔点和硬度的比较 共价晶体熔，点和硬度的比较对结构相似的共价晶体来说，原 子半径越小，键长越短，键能越大，熔，点越高，硬度越大。以金刚 石、硅、储为例，同主族从碳元素到储元素，原子核外电子层数增 多，原子半径依次增大，C一C、Si-Si、Ge一Ge的键长依次变长，键 能依次减小，故金刚石、硅、储的熔点和硬度依次下降。 6.C解析：该品体具有类金刚石结构，金刚石是由碳原子通过共价键 形成的共价晶体，具有硬度大，熔、沸点高等性质，则该化合物为共 价晶体，A正确：根据“均摊法”，晶胞中含8× 8+2 2=2个N2 个B2+4×2 =4个C,该化合物的化学式为BC2N,B正确；如图所 以m点的C原子为研究对象，其形成2条 C一C,两条C一N,则二者数目比为1：1，C错误：如图所示：将晶胞 ● 平移，以b点的B原子为坐标原点： 则B原子 距离最近且相等的1个B原子a位于面心，其余两个面心为C原子， 根据晶胞结构可知，若面心上全部都是B,B原子距离最近且相等的 B原子数为3×8× 1 2 12,但面心上的B只占了？，因此B原子距离 最近且相等的B原子数为4，D正确。 黑题 应用提优 题号 123456 答案B A CBDB 1.B解析：原子半径：Cl<Br<I,键长：HCl<HBr<HⅢ，a<b<c,A错误； 般情况下，键长越短，键能越大，键能：x>y>z,B正确；键能越大，物质 越稳定，稳定性：HCl>HBr>HI,C错误；HCl、HBr、HI都是强酸，用pH 试纸测量的0.1mol·L-1溶液pH相等，D错误。 2.A解析：高聚氮中的N一N键的键能(160kJ·mol1)小于N2中 N三N键的键能(942kJ·mol1),则氮气比高聚氮稳定，A错误；高 聚氮中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合并向空间发 展构成立体网状结构，高聚氮为共价晶体，B正确；高聚氮和N2都 是N元素的单质，二者互为同素异形体，C正确；N原子之间的化学 键为非极性键，D正确。 3.C解析：Si02是原子间通过共价键形成的晶体，属于共价晶 体，A正确：Si0,属于共价晶体，具有较高的硬度和熔点，B正确； Si02气凝胶材料疏松多孔，密度小于Si02晶体的，C错误；两种物质 中Si、0原子间均存在Si一0，均有σ键，D正确 4,B解析：根据“均摊法”，晶胞中含8× 日+6x?+4=8个C,则晶体 8M NA 密度为×100g·cm3=$X12×10g·cm,A错误；由题图，碳形 a N 成4个共价键，晶体中每个碳原子和4个碳原子紧邻，B正确：石墨 和金刚石均为碳单质，互为同素异形体，而非互为同分异构体，C错 误；对照晶胞图及A、B、C的分数坐标，D在xz轴上投影坐标分别 为子子，分数标为（仔子，日）D错误。 111 黑白题16 5.D解析：晶胞中距离S最近的B有4个，A错误；从图中的晶胞结 构可计算S原子在四个顶点和体内，故数目为4×一+1=2，B原子都 在体内，共4个，则该硼化物的化学式（原子个数最简比）为B2S, B错误；由结构可知，B和S之间化学键完全相同，C错误：由品胞结 构可知，含4个B,2个S,共4+4+4× )=10条。共价键，故含 1molS的该硼化物中含有5molσ键，D正确。 6.B解析：1个金刚石品胞中，含有碳原子的数目为8× 8+6x -+4= 2 8,将每个C原子换成一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元， 则1个T-碳晶胞中含有的碳原子数目为8×4=32，故A正确；T-碳中 C一C键的最小夹角为60°，故B错误：T-碳中碳原子间以共价键结 合成空间网状结构，属于共价晶体，故C正确；1个T-碳晶胞中含有 碳原子的数目为32，则该晶体的密度为 12×32 Wa×(ax10-0)3g·cm3, D正确。 7.(1)-213.3kJ·mol-1(2)0、S、S位于同一主族，原子半径逐渐增 大，0一H键、S一H键、Se一H键的键长逐渐变长247kJ·mol1 390.8kJ·mol1 (3)C一C键的键能较大，较稳定而N一N键 0一0键的键能小，不稳定，易断裂 解析：(1)反应2H202(g)一2H20(g)+02(g)的反应热△H=反应 物的键能之和-生成物的键能之和=(462.8×4+142×2)k灯·mol1 (462.8×4+497.3)kJ·mol-1=-213.3kJ·mol1。(2)0、S、Se位于 同一主族，原子半径逐渐增大，导致0一H键、S一H键、S一H键的 键长逐渐变长，键长越长，键能越小，所以O一H键、S一H键、Se一H 键的键能逐渐减小：N、P、As位于同一主族，原子半径逐渐增大，导 致N一H键、P一H键、As一H键的键长逐渐变长，N一H键、P一H 键、As一H键的键能依次减小，所以As一H键的键能<P一H键的键 能<N一H键的键能，即247kJ·mol1<P一H键的键能<390.8 kJ·ml1。(3)键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，分子越稳 定，由表中数据可知，C一C键的键能较大，易形成C一C长链， 而N一N键、0一0键的键能较小，不稳定，容易断裂，所以氨原子与 氮原子间、氧原子与氧原子间难形成N一N长链和O一0长链。 8.(1)共价(2)BN二者均为共价晶体，B、N间的键长比Ga、As间 4T×10-30Nap(r.+r 的键长短，键能大(3) -×100% 3(Mca+MAs) 解析：(1)碑化嫁晶体熔点高，具有空间网状结构，性能比硅更优良，属于 共价晶体。(2)共价晶体的熔点高低取决于共价键的强弱，原子半径越 小，键长越短，键能越大，共价键越强，熔点越高。B、N间的键长比G、As 间的键长短，键能大，故BN的熔点较高。(3)该晶胞中含有4个Ga、4 4 个As,则晶胞中原子的体积为 3m(tce×100cm)3+ 3T(ra×10-i0cm)3 4 4(MGa+MAs) ×4,晶胞的体积为 NAP cm3,则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为3π(rc×1010cm)3 3π(r×10-0cm)3×4÷ [4(MGa+MAs） -cm3 ×100%= LNA·p 4r×10-30NAp(r2a+r -×100%. 3(MGa+MAs) 压轴挑战 9.(1)共价晶体12 4×(12+28)g·mol- ax1010cm)3x×6.02x102maF(2)4正四 面体 5、3「224 4√pN 解析：(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，硬度大，属于共价晶体：每个碳 原子连接4个硅原子，每个硅原子又连接其他3个碳原子，所以每个 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 8×8+6x2=4,si原子个数为4，晶胞边长为a×1010cm,体积v= 1 4×(12+28)g·mol1 (ax100cm3,p=y（ax10-10cm)3x6.02x1023moi(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原子构成的空间结构为正四面体。 正本参考答案 在晶体s红的晶跑中含有原子的数目是8x日+6×分4=8，则根 28×8 据晶胞的密度p=?可知，y=”。N8 224 PPg·cm3p·Nm,晶胞的边 长a=7= 3224 cm,在晶胞中两个最近的Si原子之间的距离为 Vp·NA 品胞体对角线长的}， .3「224 4x√:Nm。 -×. 第四单元分子间作用力 分子晶体 第1课时分子间作用力 白题 基础过关 题号1 34567 答案BAAC BB 1.B 2.硅烷的结构相似，其相对分子质量越大，分子间范德华力越大 3.A解析：氢键不是化学键，A错误：能形成分子间氢键的物质沸点 较高，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，对羟基苯甲醛形成分子间氢 键，所以邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低，B正确： DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的，DNA双螺旋的两个 螺旋链是通过氢键相互结合的，C正确：在冰晶体中水分子间形成分 子间氢键，由于氢键具有饱和性和方向性，每个H20分子周围有4 个H20分子，D正确。 4.A解析：HCI04和H2S04可形成分子间氢键，A正确；Se的非金属 性较弱，H2Se不能形成分子间氢键，B错误；NaOH是离子化合物， 不能形成分子间氢键，C错误：HⅢ中碘元素的非金属性较弱，不能形 成分子间氢键，D错误。 5.C解析：水在形成冰时，由于氢键的存在，使得密度减小，故冰浮在 水面上；在冰中每个水分子形成四个氢键，它们分别为：水分子中每 个0原子能与两个氢原子形成两个氢键，而分子中的两个氢原子分 别与另外的水分子中的氧原子形成氢键；在水分子内含有0一H共 价键，水分子间存在氢键，同时也存在范德华力等分子间作用力。 重难聚焦 6.B解析：维生素B、分子间存在范德华力，分子中含有羟基，能形成 氢键，所以维生素B、晶体溶于水的过程（不考虑电离）中要克服的 微粒间作用力有氢键、范德华力，②③正确。 7.B解析：固态水中和液态水中含有氢键，当“雪花→水→水蒸气”主 要是氢键被破坏，但属于物理变化，共价键没有被破坏；“水蒸气→ 氧气和氢气”，为化学变化，破坏的是极性共价键，故在变化的各阶 段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、氢键、极性键。 黑题 应用提优 题号 1 2 3 4 5 1.B解析：在冷水中硼酸分子间形成氢键，溶解度小，加热时破坏了 H3B03分子间的氢键，H3BO3与水分子间形成氢键，导致溶解度增 大，A不选；溴化氢分子和水分子都是极性分子，根据“相似相溶”经 验规律，溴化氢极易溶于水，与氢键无关，B选；甘油与水可形成分子 间氢键，甘油与水互溶，C不选：苯胺与水可形成分子间氢键，甲苯不 能与水形成分子间氢键，故在水中溶解度，苯胺大于甲苯，D不选。 巴方法技巧 判断物质性质的影响因素的方法 相对分 范德华力 物 子质量 熔点 性质 沸点等 氢键 化学 键能 共价键 性质 的牢固 化学稳 键长 程度 定性等 2.B解析：范德华力是分子间作用力，其强度较弱，氢键是比范德华力稍 黑白题17