1、第三单元 共价键共价晶体第2课时共价键键能与化学反应的反应热共价晶体课后训练巩固提升基础巩固1.下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种共价晶体的是()。Al2O3是两性氧化物硬度很大它的熔点为2 045 几乎不溶于水自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石A.B.C.D.答案：B解析：是Al2O3的分类,是刚玉的种类,这两项都无法说明Al2O3是一种共价晶体。2.已知XX、YY、ZZ键的键长分别为198 pm、74 pm、154 pm,则它们单质分子的稳定性是()。A.X2Y2Z2B.Z2Y2X2C.Y2X2Z2D.Y2Z2X2答案：D解析：共价键的键长越短,键能越大,共价键越稳定,分子也越稳定,而三种
2、单质的键长由小到大的顺序为YYZZZ2X2。3.下列有关共价晶体的叙述错误的是()。A.共价晶体中,只存在共价键B.共价晶体具有空间网状结构C.共价晶体中不存在独立的分子D.共价晶体熔化时不破坏共价键答案：D解析：A项,共价晶体中原子之间通过共价键相连;B项,共价晶体是相邻原子之间通过共价键结合而成的空间网状结构;C项,共价晶体是由原子以共价键相结合形成的,不存在独立的分子;D项,共价晶体中原子是通过共价键连接的,熔化时需要破坏共价键。4.已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度,且原子间以单键结合。下列有关C3N4晶体的说法中错误的是()。A.C3N4晶体与金刚石同属于共价晶体B.C3N
3、4晶体中CN的键长比金刚石中CC的键长长C.C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子,每个氮原子连接3个碳原子D.C3N4晶体中含有极性共价键,不含非极性共价键答案：B解析：N的电负性比C的电负性大,C、N比C、C的电负性相差大,且C的原子半径比N的原子半径长,CN的键长比CC的键长短, B项错误。5.据报道,在40 GPa的高压下,用激光加热到1 800 K,人们成功制得了共价晶体CO2,下列对该物质的推断一定不正确的是()。A.该共价晶体中含有极性键B.该共价晶体易汽化,可用作制冷材料C.该共价晶体有很高的熔点D.该共价晶体硬度大,可用作耐磨材料答案：B解析：CO2的共价晶体中化学键依然为极
4、性共价键,A项正确。CO2的共价晶体具有高硬度、高熔点等特点,C、D两项正确,B项错误。6.金刚石是由碳原子所形成的正四面体结构向空间无限延伸而得到的,具有共价键三维骨架结构的共价晶体。在立方体中,若一碳原子位于立方体体心,则与它直接相邻的四个碳原子位于该立方体互不相邻的四个顶点上(如图中的小立方体)。请问,图中与小立方体顶点的四个碳原子直接相邻的碳原子数为多少,它们分别位于大立方体的什么位置()。A.12,大立方体的12条棱的中点B.8,大立方体的8个顶点C.6,大立方体的6个面的中心D.14,大立方体的8个顶点和6个面的中心答案：A解析：与小立方体顶点的四个碳原子直接相邻的碳原子分别位于大
5、立方体的12条棱的中点,共12个。如图所示:7.某共价晶体A,其空间结构中的一部分如图所示。A与某物质B反应生成C,其实质是在每个AA键中插入一个B原子,则C的化学式为()。A.ABB.A5B4C.AB2D.A2B5答案：C解析：由于处于中心的A原子实际结合的B原子为4=2个,故C的化学式为AB2,其空间结构如图。8.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(kJ mol-1):PP198;PO360;OO498。则反应P4(白磷)+3O2P4O6的反应热H为()。A.-1 638 kJ mol
6、-1B.+1 638 kJ mol-1C.-126 kJ mol-1D.+126 kJ mol-1答案：A解析：由各物质的分子结构知1 mol P4含6 mol PP键,3 mol O2含3 mol OO键,化学反应的反应热H=反应物的总键能-生成物的总键能,故H=(198 kJ mol-16+498 kJ mol-13)-360 kJ mol-112=-1 638 kJ mol-1。9.碳和硅的有关化学键键能如下表所示,简要分析和解释下列有关事实。化学键CCCHCOSiSiSiHSiO356413336226318452 (1)硅与碳同族,也有一系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多
7、,原因是 。(2)SiH4的稳定性弱于CH4,更易生成氧化物,原因是 。答案：(1)CC键和CH键较强,所形成的烷烃稳定。而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成(2)CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定。而SiH键的键能小于SiO键,所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键解析：(1)依据题表中键能数据分析,CC键、CH键键能大,难断裂;SiSi键、SiH键键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成。(2)SiH4稳定性弱于CH4,更易生成氧化物,是因为CH键键能大于CO键的键能,CH键比CO键稳定。SiH键键能小于SiO键的键能,不稳定,倾向于形成稳
8、定性更强的SiO键。10.下表是一些化学键的键能数据(单位:kJmol-1)。化学键键能化学键键能化学键键能化学键键能HH436ClCl243HCl431HO463SS268HS339CF427CO351CCl330CI218HF567 (1)由上表中数据能否得出这样的结论(填“能”或“不能”):半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。 。(2)能否从数据中找出一些规律,请写出一条: 。(3)试预测CBr键的键能范围:CBr键键能。答案：(1)不能不能(2)能,同主族元素与相同原子结合形成共价键时,原子半径越小,共价键越强(3)218 kJmol-
9、1330 kJmol-1解析：根据表中的有关数据及元素周期律知识分析可知氯原子的半径小于硫原子的半径,且硫元素的非金属性较氯元素的非金属性弱,但硫硫键的键能大于氯氯键的键能,因此不能说半径越小的原子形成的共价键越牢固,也不能说非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。根据表中数据分析可以得出如下规律:同主族元素与相同原子结合形成共价键时,原子半径越小,共价键越强;根据此规律可知CBr键的键能介于CCl键的键能和CI键的键能之间,即218330 kJmol-1。能力提升1.N2的结构可以表示为,CO的结构可以表示为,其中椭圆框表示键,下列说法中不正确的是()。A.N2分子与CO分子中都含有三键B.C
10、O分子与N2分子中的键并不完全相同C.N2与CO分子中所含电子数相同D.N2与CO的化学性质相同答案：D解析：从题图可以看出,N2分子与CO分子中均含有一个键和两个键,所以两者都含有三键,A正确;N2分子中的两个键是由每个氮原子各提供两个p轨道以“肩并肩”的方式形成的,而CO分子中的一个键是氧原子单方面提供电子对形成的,B正确;N2与CO分子中所含电子数相同,化学性质不完全相同,C正确,D错误。2.下表为元素周期表前4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.键长WHWHD.键长XHWH,键
11、能XHY,故键长WHYH,电负性WWH,C项错误。原子半径WX,故键长WHXH,键长越短,键能越大,故键能WH3 5001 7102 573沸点/K5 1002 6282 823硬度107.09.5 (1)晶体硼的晶体类型属于晶体,理由是 。(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(下图),其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点上各有1个B原子。通过观察图形及推算,此晶体结构单元由个B原子组成,键角为。答案：(1)共价晶体硼的熔、沸点和硬度都介于晶体硅和金刚石之间,而金刚石和晶体硅均为共价晶体,B与C相邻且与Si处于对角线位置,也应为共价晶体(2)1260解析：晶
12、体硼的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间,而金刚石和晶体Si均为共价晶体,B与C相邻且与Si处于对角线位置,也应为共价晶体。每个三角形的顶点被5个三角形所共有,所以,此顶点完全属于一个三角形的只占到,每个三角形中有3个这样的点,且晶体B中有20个这样的三角形,因此,晶体B中这样的顶点(B原子)有20=12个。晶体B中的三角形为正三角形,所以键角为60。4.根据氢气分子的形成过程示意图,回答问题。氢气分子的形成过程示意图(1)HH键的键长为,中,体系能量由高到低的顺序是 。(2)下列说法中正确的是。A.氢气分子中含有一个键B.由到,电子在核间出现的概率增加C.由到,必须消耗外界的能量D.氢
13、气分子中含有一个极性共价键(3)已知几种常见化学键的键能如下表所示:化学键SiOHOOOSiSiSiC460463498176X请回答下列问题:比较SiSi键与SiC键的键长大小可知:X (填“”“120 500 kJ解析：(1)直接从题图上有关数据可以看出,HH键的键长为0.074 nm;体系能量由高到低的顺序是。(2)氢气分子中含有一个键,选项A错误;共价键的本质就是高概率地出现在原子间的电子与原子间的电性作用,选项B正确;已经达到稳定状态,选项C正确;氢气分子中含有一个非极性共价键,选项D错误。(3)SiSi键的键长比SiC键的键长大,键能小。从题图上读出,HH键的键能为436 kJmol-1,每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为1 000 g2 gmol-1(463 kJmol-12-436 kJmol-1-498 kJmol-1)=120 500 kJ。7