1、第2章 微粒间相互作用与物质性质第1节共价键模型第2课时共价键的键参数课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.(2020海南师范学院附属中学高二检测)下列说法中正确的是()A.键能越小,表示化学键越牢固,难以断裂B.两原子核越近,键长越长,化学键越牢固,性质越稳定C.破坏化学键时消耗能量,而形成新的化学键时则释放能量D.键能、键长只能定性地分析化学键的特性答案C解析键能越大,键长越短,化学键越牢固。2.(2020北京丰台第二中学高二检测)下列化学键中,键的极性最强的是()A.CFB.COC.CND.CC答案A解析电负性:FONC,成键两原子电负性差值越大,形成共价键的极性越强,则键的极性最强的是CF
2、。3.(2020天津育才中学高二检测)下列有关化学键知识的比较肯定错误的是()A.键能:CNCNBrBrClClC.分子中的键角:H2OCO2D.相同元素原子间形成的共价键是非极性共价键答案C解析C、N两种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:IBrCl,则键长:IIBrBrClCl,B正确;H2O分子中键角是104.5,CO2分子中键角是180,C错误;相同元素原子之间形成的共价键是非极性共价键,D正确。4.(2020南京师范大学附属中学高二检测)能说明BF3分子中四个原子在同一平面的理由是()A.任意两个键的夹角均为120B.BF键是非极性共价键C.三个BF键的
3、键能相同D.三个BF键的键长相等答案A解析本题考查共价键键参数的运用。当键角为120时,BF3的空间结构为平面三角形,分子中四个原子在同一平面。5.(2020辽宁本溪高级中学高二检测)氰气的化学式为(CN)2,结构式为NCCN,其性质与卤素单质相似,下列叙述正确的是()A.分子中既有极性键,又有非极性键B.分子中NC键的键长大于CC键的键长C.分子中含有2个键和4个键D.(CN)2不能与氢氧化钠溶液发生反应答案A解析分子中NC键是极性键,CC键是非极性键;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NC键比CC键的键长短;(CN)2分子中含有3个键和4个键;由于(CN)2与卤素单质
4、性质相似,故可以和氢氧化钠溶液反应。6.(2020山东青岛第二中学高二检测)根据下表中所列的键能数据,判断下列分子中最不稳定的是()化学键HHHClHBrBrBr键能/(kJmol-1)436.0431363193A.HClB.HBrC.H2D.Br2答案D解析键能越小,共价键越不牢固,相应的分子越不稳定。7.下列分子中键角最大的是()A.CH4B.NH3C.H2OD.CO2答案D解析CH4分子为正四面体结构,键角为10928,NH3分子为三角锥形,键角为107.3,H2O分子为角形,键角为104.5,CO2为直线形分子,键角为180。8.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是()A.常温常压
5、下氯气呈气态而溴单质呈液态B.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是难挥发性酸C.稀有气体一般难发生化学反应D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定答案D解析物质的状态与分子内共价键的键能无关;物质的挥发性与分子内键能的大小无关;稀有气体是单原子分子,无化学键,难发生化学反应的原因是它们的最外层电子已达稳定结构;氮气比氧气稳定是由于N2分子中共价键的键能(945 kJmol-1)比O2分子中共价键的键能(498 kJmol-1)大,在化学反应中更难断裂。提升能力跨越等级1.(2020安徽合肥一六八中学高二检测)三氯化磷分子的空间结构是三角锥形而不是平面正三角形,下列关于三氯化磷分子空间结构理由的叙述,正确的
6、是()A.PCl3分子中三个共价键的键长、键角都相等B.PCl3分子中三个共价键键能、键角均相等C.PCl3分子中的PCl键属于极性共价键D.PCl3分子中PCl键三个键角都是100.1,键长相等答案D解析PCl3分子是由PCl极性键构成的极性分子,其空间结构类似于NH3。2.(双选)(2020山东日照第一中学高二检测)下列说法正确的是()A.已知NN键的键能为160 kJmol-1,故NN键的键能为160 kJmol-13B.HH键的键能为436.0 kJmol-1,FF键的键能为159 kJmol-1,故H2比F2稳定C.某元素原子最外层有1个电子,它跟卤素相结合时,所形成的化学键为离子键
7、D.NH键的键能为391 kJmol-1,其含义为形成1 mol NH键所释放的能量为391 kJ答案BD解析由于NN键中含有一个键、两个键,键与键的键能不同,故A项错。分子中共价键的键能越大,分子越稳定,故B项正确。原子最外层有1个电子的元素可能为氢元素或碱金属元素,故与卤素相结合可形成共价键或离子键,故C项错。D项正确。3.(2020江苏徐州第一中学高二检测)已知HH键键能为436 kJmol-1,HN键键能为391 kJmol-1,根据化学方程式N2+3H22NH3,1 mol N2与足量H2反应放出的热量为92.4 kJmol-1,则NN键的键能是()A.431 kJmol-1B.94
8、5.6 kJmol-1C.649 kJmol-1D.896 kJmol-1答案B解析本题与热化学反应方程式有关,NN键、HH键的断裂需要吸收能量,而NH键的形成需要放出能量,根据焓变的计算可得如下关系式:Q+436 kJmol-13-391 kJmol-16=-92.4 kJmol-1,解得Q=945.6 kJmol-1。4.从实验测得不同物质中氧氧之间形成化学键的键长和键能的数据:键参数OO键O2键长/10-12 m149128121112键能/(kJmol-1)xyz=498w=628其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律性推导键能的大小顺序为wzyx;该规律性是()A.成键的电子数越
9、多,键能越大B.键长越短,键能越大C.成键所用的电子数越少,键能越小D.成键时电子对越偏移,键能越大答案B解析研究表中数据发现,O2与的键能大者键长短。按此规律,中OO键长比中的长,所以键能要小。按键长(OO键)由短到长的顺序为O2zyx。5.(双选)下列有关化学键知识的比较肯定错误的是()A.键能:CCCCHBrHClC.分子中的键角:NH3CO2D.相同元素原子间形成的共价键键能:键键答案CD解析碳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:IBrCl,则键长:HIHBrHCl,B正确;NH3分子中键角是107.3,CO2分子中键角是180,C错误;一般情况下,相同元
10、素原子之间形成的键的键能比键的键能大,D错误。6.完成下列各题:(1)CO和N2分子中根据电子云重叠的方式不同,都包含的共价键类型有,CO、N2的结构可表示为CO、NN,相关化学键的键能如下表:(单位kJmol-1)物质化学键单键双键三键CO3587991 071.9N2160418945结合数据说明CO比N2活泼的原因。(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应如下:+H2(g)已知:化学键CHCCCCHH键能/(kJmol-1)413347614436计算上述反应的H= kJmol-1。答案(1)键和键CO中断裂第一个键消耗的能量比N2中断裂第一个键消耗的能量小,CO中的一个键较容易断裂,因此CO较
11、活泼(2)123解析(1)CO与N2是等电子体,结构相似,所以N2与CO的分子中都包含的共价键有键和键。CO中断裂第一个键消耗的能量为1 071.9 kJ-799 kJ=272.9 kJ;而N2中断裂第一个键消耗的能量为945 kJ-418 kJ=527 kJ,可见CO的一个键容易断裂,因此CO比N2活泼。(2)由制备需断开2 mol CH键,生成1 mol HH键,同时在CC键的基础上生成CC键,因此生成1 mol 吸收的能量为2413 kJ=826 kJ,放出的热量为436 kJ+(614-347) kJ=703 kJ,H=826 kJmol-1-703 kJmol-1=123 kJmol
12、-1。7.某些化学键的键能如下表:键HHBrBrIIClClHClHIHBrHF436193151243431297363565根据表中数据回答问题:(1)下列物质本身具有的能量最低的是(填字母,下同)。A.H2B.Cl2C.Br2D.I2(2)下列氢化物中,最稳定的是。A.HFB.HClC.HBrD.HI(3)X2+H22HX(X代表F、Cl、Br、I,下同)的反应是(填“吸热”或“放热”)反应。(4)1 mol Cl2在一定条件下与等物质的量的H2反应,放出的热量是 kJ。相同条件下,X2分别与H2反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出的热量最多的是。(5)已知反应2HI(g)I2(g)+H
13、2(g)H=7 kJmol-1,1 mol H2(g)分子中的化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量,计算1 mol HI(g)分子中的化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。答案(1)A(2)A(3)放热(4)183F2(5)297解析能量越低越稳定,破坏其中的化学键需要的能量就越多,物质所含化学键的键能越大。(1)能量最低的是H2。(2)最稳定的是HF。(3)根据反应热的计算方法并结合题给数据可得反应X2+H22HX是放热反应。(4)根据放出的热量=反应物的总键能-生成物的总键能进行分析判断。(5)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x,则2x-436 kJ-151 kJ=7
14、kJ,x=297 kJ。贴近生活拓展创新氮是地球上极为丰富的元素。(1)Li3N晶体中氮以N3-形式存在,基态N3-的电子排布式为。(2)NH3为三角锥形分子,NH键键能的含义是(填字母)。A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量C.拆开约6.021023个NH键所吸收的能量D.形成1个NH键所放出的能量(3)NN键的键能为945 kJmol-1,NN键的键能为160 kJmol-1,计算说明N2中的(填“”或“”,下同)键比键稳定。(4)计算反应3Cl2+2NH3N2+6HCl(ENH=391 kJmol-1,EHCl=431 kJ
15、mol-1,EClCl=243 kJmol-1,ENN=945 kJmol-1)的反应热H= kJmol-1。(5)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等,已知反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)H=-313 kJmol-1,FF键的键能为159 kJmol-1,ClCl键的键能为243 kJmol-1,则ClF3中ClF键的平均键能为 kJmol-1。答案(1)1s22s22p6(2)C(3)(4)-456(5)172解析(1)Li3N晶体中氮以N3-形式存在,则N3-的最外层应达到8电子,其电子排布式为1s22s22p6。(2)NH键的键能是指形成1
16、mol NH键放出的能量或拆开1 mol NH键所吸收的能量,不是指形成1个NH键释放的能量。1 mol NH3分子中含有3 mol NH键,拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3中的化学键吸收或放出的能量应是NH键键能的3倍。(3)NN键中有两个键和一个键,而NN键为键,键能为160 kJmol-1,NN键的键能为945 kJmol-1,则N2分子中键键能为=392.5 kJmol-1,则N2中键比键稳定。(4)H=3EClCl+6ENH-ENN-6EHCl=3243 kJmol-1+6391 kJmol-1-945 kJmol-1-6431 kJmol-1=-456 kJmol-1。(5)设ClF键的平均键能为x,H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=243 kJmol-1+159 kJmol-13-6x=-313 kJmol-1,则x172 kJmol-1。
