1、课时训练8共价键的键参数与等电子原理1.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是()A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态B.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸C.稀有气体一般难于发生化学反应D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定解析:共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小,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,难于发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构;氮气比氧气稳定是由于N2分子中共价键的键能(946 kJmol-1)比O2分子中共价键的键能(497.3 kJmol-1)大,在化学反应中更难于断裂。答案:D2.根据键的
2、成键特征,判断CC键的键能和CC键的键能的关系是()A.双键的键能等于单键的键能的2倍B.双键的键能大于单键的键能的2倍C.双键的键能小于单键的键能的2倍D.无法确定解析:根据碳碳双键中含有1个键,由于键电子云重叠程度小,不如稳定,所以双键的键能小于单键键能的2倍,选项C正确。答案:C3.下列分子中,键能最小的是()A.F2B.Cl2C.Br2D.N2解析:N2中有一个三键,键能较大;F2、Cl2、Br2中只有一个单键,键能较小,F2分子中电子云“密度大”,氟原子间斥力大,键能最小。答案:A4.能说明BF3分子中的4个原子在同一平面的理由是()A.两个键之间夹角为120B.BF键为非极性共价键
3、C.3个BF键的键能相同D.3个BF键的键长相等解析:当FBF键角为120时,BF3分子中的4个原子共面且分子构型为平面三角形。分子的空间构型由分子化学键的键长和键角决定。答案:A5.下列分子式及结构式中成键情况不合理的是()A. CH3NB.CH2SeOC.CH4SD.CH4Si解析:H只有一个未成对电子,可以形成1个共价键,C和Si最外层有4个电子,可以形成4个共价键,N最外层有5个电子,可以形成3个共价键,O、S、Se最外层有6个电子,可以形成2个共价键。逐一分析,D中的C、Si成键不合理。答案:D6.下列事实不能用键能的大小来解释的是()A.氮元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定B
4、.惰性气体一般难发生反应C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D.F2比O2更容易与H2反应解析:本题主要考查键参数的应用。由于N2分子中存在NN三键,键能很大,破坏共价键需要很大的能量,所以N2的化学性质很稳定,惰性气体都为单原子分子,分子内部没有化学键,卤族元素从F到I的原子半径逐渐增大,其氢化物中的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱。由于HF的键能大于HO,所以二者比较更容易生成HF。答案:B7.下列分子中,所有原子的最外层均为8电子结构的是()A.BeCl2B.H2SC.NCl3D.SF4解析:该题型常用方法是化合物分子中每种元素的价态的绝对值与其最外层电子数之和若
5、等于8,则符合题意。BeCl2分子中铍原子最外层电子数为2+2=4,不符合要求;H2S中氢原子最外层电子数为1+1=2,不符合要求;NCl3中氮原子最外层电子数为5+3=8,氯原子最外层电子数为7+1=8,符合要求;SF4中硫原子最外层电子数为6+4=10,不符合要求。答案:C8.下列关于键长、键能和键角说法中不正确的是()A.键角是描述分子立体结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C.CC键等于CC键键能的2倍D.因为OH键的键能小于HF键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强解析:键角是描述分子立体结构的重要参数,如H2O中两个HO键的键角为105,故H2O为V
6、形分子,A项正确;键长的大小与成键原子的半径有关,如Cl的原子半径小于I的原子半径,ClCl键的键长小于II键的键长,此外,键长还和成键数目有关,如乙烯分子中CC键的键长比乙炔分子中CC键的键长要长,B项正确;CC键的键能为615 kJmol-1,CC键的键能为347.7 kJmol-1,二者不是2倍的关系,C项错误;OH键的键能为462.8 kJmol-1,HF键的键能为568 kJmol-1,OH键与HF键的键能依次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化学键越来越稳定,O2、F2跟H2反应的能力依次增强,D项正确。答案:C9.已知HH键能为436 kJmol-1,NH键能为391
7、kJmol-1,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1,则NN键的键能是()A.431 kJmol-1B.946 kJmol-1C.649 kJmol-1D.896 kJmol-1解析:化学反应的本质是反应物分子旧键断裂(吸收能量),生成物分子新键形成(放出能量),反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。设NN的键能为E(NN),则有1 molE(NN)+3 mol436 kJmol-1-2 mol3391 kJmol-1=-92.4 kJmol-1解得E(NN)946 kJmol-1。答案:B10.美国科学家合成了含有的盐类,含有该离子的
8、盐是高能爆炸物质,该离子的结构呈“V”形,如右图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该物质的说法中正确的是()A.每个中含有35个质子和36个电子B.该离子中只含有非极性键C.该离子中含有2个键D.与P互为等电子体解析:该离子可看作是5个N原子共失去1个电子后得到的,故含有35个质子和34个电子,A错;该离子中的键全部是N原子之间形成,故全部是非极性键,B正确;该离子中含有两个NN键,故含有4个键,C不正确;P中含有32个价电子,含有24个价电子,D错。答案:B11.从实验测得不同物质中氧氧键之间的键长和键能数据如下表,其中X、Y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能的大小顺序为WZYX。该规
9、律是()氧氧键数据O2键长/10-12 m149128121112键能/(kJmol-1)XYZ=497.3W=628A.成键时电子数越多,键能越大B.键长越长,键能越小C.成键所用的电子数越少,键能越大D.成键时电子对越偏移,键能越大解析:电子数由多到少的顺序为O2,键能大小顺序为WZYX,A项错误;这些微粒都是O成键,共用电子对无偏移,D项错误;对于这些微粒在成键时所用电子情况,题中无信息,已有的知识中也没有,说明这不是本题考查的知识点,C项错误。答案:B12.下列几组微粒互为等电子体的是()N2和CONO和CO2和CS2N2O和N和O3BF3和SO3A.B.C.D.全部解析:等电子体具有
10、两个显著特点:一是原子总数相同,二是价电子总数相同。这是判断等电子体的根本依据。从原子总数上看都符合条件,关键是看它们之间的价电子总数。N2和CO价电子总数均为10个电子;NO和价电子总数均为11个电子;二组中四种微粒均为16个价电子;N和O3价电子总数均为18个电子;BF3和SO3价电子总数均为24个电子。故全部正确。答案:D13.某些共价键的键能数据如下表(单位:kJmol-1):共价键HHClClBrBrHClHIIINNHOHN键能436243194432299153946463391(1)把1 mol Cl2分解为气态原子时,需要(填“吸收”或“放出”)kJ能量。(2)由表中所列化学
11、键形成的单质分子中,最稳定的是,最不稳定的是;形成的化合物分子中最稳定的是,最不稳定的是。(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)解析:本题主要考查键能的定义以及键能与化学键稳定性的关系。(1)键能是指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量,新键形成释放能量,则旧键断裂必然吸收能量,根据能量守恒定律断开1 mol ClCl键吸收的能量等于形成1 mol ClCl键释放的能量。(2)键能越大,化学键越稳定,越不容易断裂,化学性质越稳定,因此最稳定的单质为N2,最不稳定的单质是I2,最稳定的化合物是H2O,最不稳定的化合物是HI。(3)H=E(反应物
12、键能之和)-E(生成物键能之和)=(436+243-2432) kJmol-1=-185 kJmol-1。答案:(1)吸收243(2)N2I2H2OHI(3)H=-185 kJmol-114.已知元素的某种性质“X”是元素的一种基本性质。下面给出13种元素的X的数值:元素AlBBeCClFLiX的数值1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNaOPSSiX的数值1.20.93.52.12.51.8试结合元素周期表知识完成下列问题。(1)经验规律告诉我们,当形成化学键的两个原子对应元素的X相差数值大于1.7时,形成的一般是离子键,小于1.7时,一般为共价键。试推测AlBr3中化学键的类
13、型。(2)某有机物分子中含有SN键,你认为共用电子对应该偏向于(填元素符号)原子。(3)C、H、Cl、O、Na五种元素可互相结合,在由其中两种元素组成的化合物中,共价化合物有(写四种)。在由其中三种元素组成的化合物中,共价化合物有(写四种)。解析:(1)根据元素周期律,可知与F、Cl同主族的Br元素的X值应小于3.0,而Al的X值为1.5,故Br与Al的X值之差应小于1.7,所以AlBr3中的化学键为共价键。(2)比较同主族元素的X值的大小,可知同主族元素中元素的X值越大,元素的非金属性越强,元素的X值越小,元素的金属性越强。比较第二周期元素的X值可知,从左到右,X值逐渐增大。(3)由非金属元
14、素形成的化合物(除铵盐外),一般都为共价化合物。答案:(1)共价键(2)N(3)HCl、H2O、CH4、CO2(答案合理即可)HClO、H2CO3、HClO3、HClO4(答案合理即可)15.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(填字母代号)。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大C.由到,必须消耗外界的能量D.氢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为化学键SiOHOOOSiSiSiC460467498176X请回答下列问题:比较SiSi键与SiC键的
15、键能大小可知X(填“”“ 124 500 kJ990 kJ16.等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、空间构型表。等电子体类型代表物质立体构型四原子24电子等电子体SO3平面三角形四原子26电子等电子体S三角锥形五原子32电子等电子体CCl4四面体形六原子40电子等电子体PCl5三角双锥形七原子48电子等电子体SF6八面体形试回答:(1)下面物质分子或离子的立体构型:Br,C,Cl。(2)由第一、二周期元素组成,与F2互为等电子体的离子有。(3)SF6的立体构型如图1所示,请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。解析:解决本题的关键是互为等电子体的物质结构相似、物理性质相似。(1)Br为四原子26电子体,所以其立体构型与S一样为三角锥形;C为四原子24电子体,与SO3的结构相同,同理可知Cl的立体构型为四面体形。(2)F2为双原子14电子体,所以一、二周期中与F2互为等电子体的离子有。(3)SF6为七原子48电子体,立体构型为八面体形,如图1;OSF4为六原子40电子体,其立体构型为三角双锥形。答案:(1)三角锥形平面三角形四面体形(2)(3)