高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第一节 共价键第2课时同步达标检测题

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第一节 共价键第2课时同步达标检测题，共19页。试卷主要包含了下列说法中正确的是，下列说法不正确的是，N—H键键能的含义是等内容，欢迎下载使用。

题组一 键参数——键能、键长和键角
1.下列共价化合物中,共价键的键能最大的是( )
A.HClB.HFC.HBrD.HI
2.通常分子中所含化学键的键能越大,分子越稳定。参考下表中化学键的键能数据,判断下列分子中,受热时最不稳定的是( )
A.氢气B.氯化氢C.溴化氢D.碘化氢
3.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是( )
A.键长越长,键能越小,共价化合物越稳定
B.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
C.键角是描述多原子分子立体结构(分子形状)的重要参数
D.同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循:三键<双键<单键
4.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A.N元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定
B.稀有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
5.下列说法中正确的是( )
A.乙烯中碳碳双键的键能是乙烷中碳碳单键的键能的2倍
B.N—O键的键长比C—O键的键长长
C.1个氮气分子中含有1个σ键和2个π键
D.NH4+中4个N—H键的键能不同
6.下列能用共价键键能的大小来解释的是( )
A.通常情况下,Br2呈液态,碘呈固态
B.CH4分子是正四面体形
C.稀有气体一般难发生化学反应
D.N2稳定性强于O2
7.(2020四川雅安高二上期末)下列说法不正确的是( )
A.键能越大,表示化学键越牢固,越难以断裂
B.成键的两原子核越近,键长越短,化学键越牢固,形成的物质越稳定
C.破坏化学键时消耗能量,而形成化学键时释放能量
D.碘易升华,这与分子中I—I键的键能大小有关
8.键长是描述共价键的物理量之一,下列各项中的距离属于键长的是( )
A.水分子中两个氢原子核之间的距离
B.氯分子中两个氯原子核之间的距离
C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D.CO2分子中两个氧原子核之间的距离
9.NH3、NF3、NCl3等分子的中心原子相同,若周围原子电负性大,则键角小。NH3、NF3、NCl3三种分子中,键角大小的顺序正确的是( )
A.NH3>NF3>NCl3B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3D.NF3>NCl3>NH3
10.N—H键键能的含义是( )
A.由N和H形成1 ml NH3所放出的能量
B.把1 ml NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量
C.拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量
D.形成约1个N—H键所放出的能量
11.已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表:
对于反应:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.生成1 ml HCl时反应放热431 kJ
C.氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固
D.相同条件下,氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
12.(2019山西省实验中学高二下第一次月考)下面是从实验中测得的不同物质中氧氧键的键长和键能的数据:
其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导出键能的大小顺序为w>z>y>x。则该规律是( )
A.键长越长,键能越小
B.成键所用的电子数越多,键能越大
C.成键所用的电子数越少,键能越大
D.成键时共用电子对越偏移,键能越大
13.Ⅰ.已知氢分子的形成过程示意图如下,请据图回答问题。
氢分子的形成过程示意图
(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。
请回答下列问题:
(1)试比较Si—Si键与Si—C键的键能大小:XkJ·ml-1 (填“>”“<”或“=”)226 kJ·ml-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。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 ml Si中含有2 ml Si—Si键,1 ml SiO2中含有4 ml Si—O键)。
题组二 等电子原理
14.(2020陕西洛南中学高二第一学期期末)原子数相同、价电子总数相同的粒子,互称为等电子体。硼元素可形成三个等电子体阴离子:BO2-、BC25-和BN2n-,则BN2n-中的n值为( )
A.1B.2C.3D.4
15.(2019黑龙江牡丹江第三高级中学高二上期末)下列各组微粒中不属于等电子体的是( )
A.CH4、NH4+B.H2O、HF
C.CO2、N2OD.CO32-、NO3-
16.根据等电子原理判断,下列各组粒子中互为等电子体的是( )
①SO2与O3 ②CO2与NO2
③CS2与NO2 ④PCl3与NF3
A.①②B.②③
C.③④D.①④
17.下列物质属于等电子体的是( )
①CH4和NH4+ ②B3H6N3和C6H6
③F-和Mg ④H2O和CH4
A.①②B.②③
C.①③D.②④
18.下列几组微粒互为等电子体的是( )
①N2和CO ②NO和O2+ ③CO2和CS2 ④N2O和N3- ⑤NO2-和O3 ⑥BF3和SO3
A.①②③B.④⑤⑥
C.①③④⑥D.①②③④⑤⑥
19.等电子体之间结构相似,物理性质也相近。根据等电子原理,由短周期元素组成的粒子,只要其原子总数和价电子总数相同,均可互称为等电子体。下列各组粒子不能互称为等电子体的是( )
A.CO32-和NO3-B.O3和SO2
C.CO2和NO2-D.SCN-和N3-
20.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π键,下列说法中不正确的是( )
A.N2分子与CO分子中都含有σ键和π键
B.N2和CO都含有14个电子
C.N2与CO互为等电子体
D.N2与CO的化学性质相同
21.美国物理化学家Langmuir提出:“凡原子数与价电子总数均相等的物质,其结构相同,物理性质相近”,称为等电子原理。相应的物质,互称为等电子体。化学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构与性质。例如,CH4与NH4+有相同的价电子数及空间构型。请你根据等电子原理在下表空格处填上相应的化学式:
能力提升练
1.(疑难1,★★☆)下列有关共价键键参数的比较中,不正确的是( )
A.键能:C—NB.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>CO2
D.乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键
2.(疑难1,★★☆)下列说法中正确的是( )
A.分子的结构是由键角决定的
B.H2O分子中的两个O—H键的键角为180°
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等
D.共价键的键能越大,共价键越牢固,由该键形成的分子越稳定
3.(疑难1,★★☆)下列说法中正确的是( )
A.在分子中,两个成键的原子间的距离叫键长
B.分子中含有共价键,则至少含有一个σ键
C.非金属元素间只能形成共价键
D.键能越大,键长越长,则分子越稳定
4.(★★☆)下列有关化学键知识的叙述中不正确的是( )
A.键长:C—N>CN>
B.键能大小影响分子的稳定性
C.分子的性质与键角无关
D.相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
5.(疑难1,★★☆)键能的大小可以衡量化学键的强弱。下列说法中错误的是( )
A.C—C键的键能大于Si—Si键
B.HCl的稳定性比HI稳定性强
C.Si—Si键的键长比Si—C键的键长长
D.断开1 ml四氯化硅中的化学键所吸收的能量为360 kJ
6.(2020山东章丘四中高二12月月考,★★☆)下列叙述中正确的有( )
①氧原子的电子排布图: ,最外层违背了泡利原理
②处于最低能量状态的原子叫基态原子,1s22s22px1→1s22s22py1过程中形成的是发射光谱
③所有元素中,氟的第一电离能最大
④具有相同核外电子排布的粒子,化学性质相同
⑤NCl3中N—Cl键的键长比CCl4中C—Cl键的键长长
⑥金属元素的电负性均小于1.8
⑦主族元素的电负性越大,其元素原子的第一电离能一定越大
⑧在任何情况下,都是σ键比π键强度大
A.0个B.1个C.2个D.3个
7.(2019江苏溧水高级中学高二期末,★★☆)第ⅤA族元素的原子R与Cl原子结合形成RCl3气态分子,其立体结构为三角锥形。RCl5的分子结构如图所示,下列关于RCl5分子的说法中正确的是( )
A.每个原子最外层都达到8电子稳定结构
B.分子中键角(Cl—R—Cl)有180°的
C.RCl5受热后会分解生成分子RCl3,RCl5和RCl3都是极性分子
D.分子中5个R—Cl键的键能都相同
8.(★★☆)原子个数和价电子数都相等的微粒互称为等电子体,下列各组微粒是等电子体的是( )
A.N2O4和NO2B.NaCl和MgCl2
C.NO和O2D.SO42-和PO43-
9.(★★★)如表为元素周期表前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:W—H键W—H键
D.键长:X—H键10.(★★☆)互为等电子体的微粒原子总数相同、价电子总数相同。
(1)SiO32-、SO3、NO3-三种粒子 (填“是”或“不是”)等电子体,其中Si、S、N三种基态原子的第一电离能的大小关系为 。
(2)C2O42-和 是等电子体,C2O42-具有较强的还原性,它能使酸性KMnO4溶液褪色,Mn元素在元素周期表中的位置是 ,价电子排布式为 。
(3)由两原子构成的14个电子的等电子体的共同特点是物质中都具有共价三键,请举出符合条件的3个例子: (填微粒符号)。每个分子或离子中含 个σ键, 个π键。
答案全解全析
基础过关练
1.B 共价键的键长取决于成键原子的核间距,原子半径越小,核间距越小,键长越短,键能越大,F原子半径最小,故选B。
2.D H—I键的键能最小,HI分子最不稳定。
3.A 键长越长,键能越小,共价化合物越不稳定,故A错误;反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,所以通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小,故B正确;键长和键角常被用来描述分子的空间构型,键角是描述分子立体结构的重要参数,故C正确;同种原子间形成的共价键键能越大,核间距越小,键长越短,则键长:三键<双键<单键,故D正确。
4.B 由于N2分子中存在三键,键能较大,所以N2的化学性质很稳定;稀有气体都是单原子分子,分子内没有化学键;卤族元素从F到I,原子半径逐渐增大,其氢化物中化学键的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱;由于H—F键的键能大于H—O键,所以F2更容易与H2反应生成HF。
5.C 在共价键的键能中,双键键能不是单键键能的2倍,而是介于单键键能和2倍单键键能之间,A错误;N—O键的键长比C—O键的键长短,B错误;氮气分子中含有三键,则1个分子中有1个σ键和2个π键,C正确;NH4+中4个N—H键的键能相同,D错误。
6.D 通常情况下,Br2呈液态,碘呈固态,与分子间作用力有关,与键能无关,故A不符合题意;CH4分子是正四面体形,与键角、键长有关,与键能无关,故B不符合题意;稀有气体一般难发生化学反应,是因为稀有气体元素的原子最外层已达稳定状态,与键能无关,故C不符合题意; N2稳定性强于O2,是因为氮气分子中化学键的键能大于氧气分子中化学键的键能,故D符合题意。
7.D 共价键的键长越短,键能越大,键越牢固,A正确;一般而言,化学键的键长越短,键越牢固,断开时需要的能量越多,分子越稳定,B正确;断裂化学键需要吸收能量,形成化学键会释放能量,C正确;碘沸点低、易升华与分子中I—I键的键能大小无关,D错误。
8.B 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、CO2分子中两个氧原子不成键。
9.C 因电负性:F>Cl>H,故键角:NH3>NCl3>NF3。
10.C N—H键的键能是指形成1 ml N—H键所放出的能量或拆开1 ml N—H键所吸收的能量,不是指形成1个N—H键所释放的能量。1 ml NH3中含有3 ml N—H键,拆开1 ml NH3(或形成1 ml NH3)吸收(或放出)的能量是N—H键键能的三倍。
11.C 由题表中数据可知,H—H键键能>Cl—Cl键键能,键能越大,键越牢固,分子具有的能量越低,C项正确、D错误。
12.A 根据表中数据以及键能大小的顺序是w>z>y>x,可知键长越长,键能越小,A正确;O2和O2+成键所用电子数均为4,但键能不同,B、C错误;这些微粒都是由相同的原子组成的,共用电子对无偏移,且电子对偏移程度与键能大小无关,D错误。
13.答案 Ⅰ.(1)74 pm ①⑤②③④
(2)BC
Ⅱ.(1)> (2)120 475 kJ 858.7 kJ
解析 Ⅰ.(1)可以直接从题图中读出有关数据,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;氢分子中含有一个非极性共价键,D项错误。
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·ml-1,每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为1 000 g÷2 g·ml-1×(462.8 kJ·ml-1×2-436 kJ·ml-1-497.3 kJ·ml-1×12)=120 475 kJ;每摩尔硅完全燃烧放出的热量为452 kJ·ml-1×4 ml-497.3 kJ·ml-1×1 ml-226 kJ·ml-1×2 ml=858.7 kJ。
14.C 根据原子数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体,BO2-价电子总数为16,可知BN2n-中的n值为3。
15.B A项,CH4、NH4+中原子数相同,价电子总数均为8,属于等电子体,A不符合题意;B项,H2O、HF中原子数不相同,不属于等电子体,B符合题意;C项,CO2、N2O中原子数相同,价电子数均为16,属于等电子体,C不符合题意;D项,CO32-、NO3-中原子数相同,价电子数均为24,属于等电子体,D不符合题意。
16.D 由题中信息可知,只要计算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。C的最外层电子数为4;N、P的最外层电子数为5;O、S的最外层电子数为6;F、Cl的最外层电子数为7。SO2与O3、PCl3与NF3互为等电子体。
17.A 等电子体要具备两个条件:一是粒子的原子总数相同,二是粒子的价电子总数相同。分析可知①②两组属于等电子体,③中F-和Mg的价电子总数不同,④中H2O和CH4的原子总数不相同。
18.D 等电子体具有两个显著特点: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①~⑥都符合条件,它们之间的价电子总数:①N2和CO的价电子总数均为10;②NO和O2+的价电子总数均为11;③④两组中的四种微粒的价电子总数均为16;⑤NO2-和O3的价电子总数均为18;⑥BF3和SO3的价电子总数均为24。故①~⑥全符合题意。
19.C C项中,CO2与NO2-具有相同的原子总数,但价电子总数不同,CO2的为16,而NO2-的为18,故二者不能互称为等电子体。
20.D 由题意可知N2分子中N原子之间和CO分子中C、O原子之间都是三键,都有2个π键和1个σ键。N2化学性质相对稳定,CO具有较强的还原性,二者化学性质不同。
21.答案
解析 等电子体要求必须是具有相同的原子总数和价电子总数,分子与离子也可以是等电子体。表中第一列的CH4与NH4+是含有5个原子和8个价电子的等电子体,同理可得其他几组答案。
能力提升练
1.C A项,相同原子形成的键的键能:单键<双键<三键,A正确;B项,原子半径:I>Br>Cl,键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B正确;C项,H2O的键角为105°,CO2的键角为180°,分子中的键角:H2Oπ键,D正确。
2.D A项,分子的结构不仅与键角有关,还与键长等有关,错误;B项,H2O呈V形,H2O分子中的H—O—H键角为105°,错误;C项,CF4、CCl4、CBr4、CI4的键长不相等,键长:C—F3.B 键长是分子中两个成键原子的核间距,不是两个成键的原子间的距离,A错误;单键是σ键,而双键或三键中均既含有σ键又含有π键,所以若分子中含有共价键,则至少含有一个σ键,B正确;非金属元素间不一定只形成共价键,例如氯化铵中含有离子键,C错误;键能越大,键长越短,说明该分子越稳定,受热越难分解,D错误。
4.C C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,键长最短,单键键能最小,键长最长,A正确;键能越大,分子越稳定,B正确;分子的许多性质都与键角有关,C错误;相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的键能大,D正确。
5.D C原子半径小于Si原子半径,C—C键的键长比Si—Si键的短,键长越短化学键越稳定,键能越大,所以C—C键的键能大于Si—Si键,A正确;H—I键的键长比H—Cl键长,键长越短键能越大,化学键越稳定,氢化物越稳定,所以HCl的稳定性比HI稳定性强,B正确;键长:Si—Si键>Si—C键,C正确;1 ml四氯化硅中含有4 ml Si—Cl键,断开1 ml四氯化硅中的化学键所吸收的能量为360 kJ·ml-1×4 ml=1 440 kJ,D错误。
6.A ①氧原子的电子排布图: ,最外层违背了洪特规则,故①错误;②处于最低能量状态的原子叫基态原子,1s22s22px1→1s22s22py1过程中,由于p能级有三个能量相同的轨道,不能形成发射光谱,故②错误;③稀有气体的原子结构是稳定结构,同周期稀有气体的第一电离能最大,同族自上而下第一电离能降低,氦元素的第一电离能最大,故③错误;④两种粒子核外电子排布相同,但化学性质可能相差较大,如Ne与Na+,故④错误;⑤因为C的原子半径比N的原子半径大,所以 CCl4中C—Cl键键长比NCl3中N—Cl键键长长,故⑤错误;⑥一般金属元素的电负性小于1.8,非金属元素的电负性大于1.8,但两者之间没有严格的界限,不能把电负性1.8作为划分金属和非金属的绝对标准,故⑥错误;⑦主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本相同,但第一电离能变化有特例,如电负性:O>N,但第一电离能:O7.B R原子最外层有5个电子,形成5个共用电子对,所以RCl5中R原子的最外层电子数为10,不满足8电子稳定结构,A项错误;题图中上下两个顶点的Cl原子与中心R原子形成的键角为180°,B正确; 由题图可知RCl5分子的空间构型是对称的,是非极性分子,而RCl3是三角锥形,是极性分子,C项错误; RCl5分子中有5个R—Cl键,键长不都相同,键长不同则键能不同,D项错误。
8.D A项,N2O4中有6个原子和34个价电子,NO2中有3个原子和17个价电子,二者原子个数和价电子数都不相等,二者不是等电子体;B项,NaCl由Na+、Cl-构成且个数比为1∶1,MgCl2由Mg2+、Cl-构成且个数比为1∶2,二者不是等电子体;C项,NO中有2个原子和11个价电子,O2中有2个原子和12个价电子,二者价电子数不相等,二者不是等电子体;D项,SO42-中有5个原子和32个价电子,PO43-中有5个原子和32个价电子,二者是等电子体;答案为D。
9.B 由元素在周期表中的位置可知,X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A错误;氮气、溴单质都是双原子分子,B正确;原子半径:W>Y,故键长:W—H键>Y—H键,C错误;原子半径:W>X,故键长:W—H键>X—H键,键长越短,键能越大,故键能:W—H键10.答案 (1)是 N>S>Si
(2)N2O4(其他答案合理也可) 第四周期ⅦB族 3d54s2
(3)N2、CO、CN- 1 2
解析 (1)三种粒子均为四原子24价电子微粒,互为等电子体。(2)寻找C2O42-的等电子体,首先想到将C替换为N,然后凑足价电子数,此微粒可以是N2O4。(3)两原子14个电子的微粒首先想到N2,然后以N2为基础,尝试将N原子替换为C原子和O原子,使价电子总数相等即可。
化学键
H—H
H—Cl
H—Br
H—I
键能/kJ·ml-1
436.0
431.8
366
298.7
断裂或形成的化学键
能量数据
断裂1 ml H2分子中的化学键
吸收能量436 kJ
断裂1 ml Cl2分子中的化学键
吸收能量243 kJ
形成1 ml HCl分子中的化学键
释放能量431 kJ
O—O键
O22-
O2-
O2
O2+
键长/10-12 m
149
128
121
112
键能/kJ·ml-1
x
y
z=494
w=628
化学键
Si—O
H—O
O O
Si—Si
Si—C
键能/(kJ·ml-1)
452
462.8
497.3
226
X
CH4
CO32-
C2O42-
NH4+
N2H62+
NO2+
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·
ml-1
460
360
436
431
176
347
CH4
C2H6
CO32-
CO2
C2O42-
NH4+
N2H62+
SO3
NO2+
N2O4