高中化学选择性必修二（人教A版）第二章 第1节　第2课时　键参数——键能、键长与键角 练习课件

第二章　分层作业7　键参数——键能、键长与键角

A级  必备知识基础练

1.反映共价键强弱的物理量是(　　)

A.键能 

B.键能、键长

C.键能、键长、键角 

D.键长、键角

2.从键长的角度来判断下列共价键中最稳定的是(　　)

A.H—Cl 

B.P—H

C.Si—H 

D.S—H

3.能说明BF3分子中的4个原子在同一平面的理由是(　　)

A.B—F之间夹角为120°

B.B—F为σ键

C.3个B—F的键能相同

D.3个B—F的键长相等

4.下列说法正确的是(　　)

A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定

B.双原子分子中化学键键长越大,分子越稳定

C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定

D.在双键中,σ键的键能要小于π键的键能

5.下列分子最难分裂成原子的是(　　)

A.HF B.HCl 

C.HBr D.HI

6.已知几种共价键的键能如下:

下列说法中错误的是(　　)

A.C2H6(g)+Cl2(g)→C2H5Cl(l)+HCl(g)　ΔH=-126.2 kJ·mol-1

B.HCl(g)══H(g)+Cl(g)　ΔH=+431.8 kJ·mol-1

C.由键能可知,C—Cl比C—H更容易断裂

D.键能:C≡C>CC>C—C

7.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是(　　)

A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大

B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长

C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小

D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高

8.已知下列化学键的键能:

回答下列问题:

(1)过氧化氢不稳定,易发生分解反应2H2O2(g)══2H2O(g)+O2(g),利用键能数据计算该反应的反应热为　　　　　　。 

(2)O—H、S—H、Se—H的键能逐渐减小,原因是 　　　　　　　　　　　　　,据此可推测P—H的键能范围为　　　　　　<P—H键能<　　　　　。 

(3)有机物是以碳骨架为基础的化合物,即碳原子间易形成C—C长链,而氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形成N—N长链和O—O长链,原因是                      　。

B级  关键能力提升练

9.实验测得不同物质中氧原子之间的键长和键能的数据如下:

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w>z>y>x,该规律是(　　)

A.粒子所含的价层电子数越多,键能越大

B.键长越小,键能越小

C.粒子所含的价层电子数越少,键能越大

D.成键时电子对越偏移,键能越大

10.已知N—N、N═N、N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90,而C—C、C═C、C≡C键能之比为1.00∶1.17∶2.34。下列有关叙述,不正确的是(　　)

A.乙炔分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同

B.乙烯分子中π键重叠程度比σ键小,易发生加成反应

C.氮分子与乙炔相比,不易断裂

D.氮气和乙烯都易在空气中点燃

11.下列说法正确的是(　　)

A.分子的结构是由键能决定的

B.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

C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X=F、Cl、Br、I)键长、键角均相等

D.H2O分子中两个O—H键角为180°

12.CH4分子的空间结构是正四面体形而不是平面正方形,最充分的理由是(　　)

A.CH4分子内4个C—H的键长均相等

B.CH4分子内4个价键的键角和键长均相等

C.CH4分子内4个C—H的键长相等,键角都等于109°28'

D.CH4分子内4个C—H的键长相等,键角都等于90°

13.A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大,A元素原子的价层电子排布式为ns2np2,B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。C、D元素的电离能(kJ·mol-1)数据如下:

(1)化合价是元素的一种性质。由C、D元素的电离能数据判断,通常C元素显　　　价,D元素显　　　价。 

(2)某气态单质甲与化合物AB分子中电子总数相等,则甲分子中含有1个　　　键和2个　　    　键。 

(3)AB分子的总键能大于甲分子的总键能,但AB比甲容易发生化学反应。根据表中数据,说明AB比甲活泼的原因:                                   　。 

C级  学科素养拔高练

14.[2022山东省实验中学高二检测]共价键的键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。如表所示是一些键能数据:

回答下列问题:

(1)有同学认为,半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大),由表中数据能否得出这样的结论:　　　　(填“能”或“不能”)。 

(2)试预测C—Br的键能范围:　　　　　 kJ·mol-1<C—Br的键能<　　　　　kJ·mol-1。

(3)根据H—Cl、H—F的键能数据,无法得出的结论有　　　　(填字母,下同)。 

A.溶于水时,HCl比HF更容易电离,所以盐酸的酸性强于氢氟酸的酸性

B.H—F的键能比H—Cl的键能大,所以HF难分解

C.H—F的键能比H—Cl的键能大,所以HCl更稳定

(4)某大学获得了极具理论研究意义的气态N4分子,其分子结构如图所示。已知断裂1 mol N—N吸收193 kJ热量,生成1 mol N≡N放出946 kJ热量。根据以上信息和数据,判断下列说法错误的是　　　　　　　　。 

A.N4属于一种新型的化合物

B.N4分子中存在σ键

C.N4分子中N—N键角为109°28'

D.1 mol N4转变成N2将吸收734 kJ热量

答案：

1.B　解析 键能越大,则断开共价键时所需的能量就越大,含该键的分子就越稳定;一般情况下,键长越长键能反而越小,故反映共价键强弱的物理量是键能和键长。

2.A　解析 一般情况下,原子半径越小,与氢化合形成的共价键键长越小,键能越大,共价键越稳定。Cl、P、Si、S四种非氢元素中,Cl原子的半径最小,H—Cl的键长最小,故H—Cl最稳定,A正确。

3.A　解析 BF3分子中键角均为120°时,BF3分子中的4个原子共面且构成平面三角形。

4.A　解析 一般情况下,键长越小时,键能越大,分子越稳定,故A对,B错;双原子分子中的共价键不存在键角,故C错;两原子之间σ键的重叠程度要大于π键,故σ键的键能一般要大于π键,D错。

5.A　解析 一般来说,原子半径越小,其原子形成的共价键键长越小,键能越大,越难断键。原子半径:F<Cl<Br<I,所以键长:H—F<H—Cl<H—Br<H—I,键能:E(H—F)>E(H—Cl)>E(H—Br)>E(H—I),即HF最难分裂成氟原子和氢原子。

6.A　解析 根据键能只能计算C2H6(g)+Cl2(g)C2H5Cl(g)+HCl(g)　ΔH=-126.2 kJ·mol-1,还存在C2H5Cl(g)→C2H5Cl(l)的焓变,A错误;H—Cl的键能是431.8 kJ·mol-1,断键吸热,因此HCl(g)══H(g)+Cl(g)的焓变ΔH=+431.8 kJ·mol-1,B正确;由键能可知C—Cl的键能小于C—H的键能,因此C—Cl比C—H更容易断裂,C正确;碳碳三键键长小于碳碳双键键长,碳碳双键键长小于碳碳单键键长,因此键能:C≡C>C═C>C—C,D正确。

7.D　解析 三者的键角分别为109°28'、120°、180°,依次增大,A选项正确。因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,故与H形成共价键的键长依次增长,B选项正确。O、S、Se的原子半径依次增大,故与H形成共价键的键长依次增长,键能依次减小,C选项正确。分子的熔、沸点与共价键的键能无关,D选项错误。

8.答案  (1)-213.3 kJ·mol-1

(2)O—H、S—H、Se—H键长依次增大,因而键能依次减小　247 kJ·mol-1　390.8 kJ·mol-1

(3)C—C键能较大,较稳定,因而易形成C—C长链,而N—N、O—O键能较小,不稳定易断裂,因此难以形成N—N长链和O—O长链

解析 (1)反应2H2O2(g)══2H2O(g)+O2(g)的反应热ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(462.8×4+142×2) kJ·mol-1-(462.8×4+497.3) kJ·mol-1=-213.3 kJ·mol-1。

(2)O、S、Se位于同一主族,原子半径逐渐增大,导致O—H、S—H、Se—H的键长依次增大,键长越大,键能越小,所以O—H、S—H、Se—H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—H、P—H、As—H的键长依次增大,N—H、P—H、As—H的键能依次减小,所以As—H键能<P—H键能<N—H键能,即247 kJ·mol-1<P—H键能<390.8 kJ·mol-1。

(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—C键能较大(347.7 kJ·mol-1),易形成C—C长链,而N—N、O—O键能较小(键能分别为193 kJ·mol-1、142 kJ·mol-1),化学键不稳定、容易断裂,所以氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形成N—N长链和O—O长链。

9.C　解析 表中四种粒子所含价层电子数从左到右依次减少,键长依次减小,则键能依次增大,故A项错误,C项正确;对比给出的粒子中键长和键能大小可知B项错误;四种粒子中的共用电子对不发生偏移,D项错误。

10.D　解析 由键能知,氮分子中的N≡N非常牢固,化学性质稳定,不易发生氧化反应,D错误。

11.B　解析 分子的结构主要是由键参数中的键角、键长决定的,A项错误;由于F、Cl、Br、I的原子半径不同,故C—X(X=F、Cl、Br、I)键长不相等,C项错误;H2O分子中两个O—H键角为105°,D项错误。

12.C　解析 CH4分子内的键角和键长都相等,可能有两种情况,一是平面正方形,二是正四面体形。如果键角为109°28',则必然为正四面体形。

13.答案  (1)+2　+3　(2)σ　π　(3)断裂C≡O中的1 mol π键消耗的能量是1 071.9 kJ-745 kJ=326.9 kJ,而断裂N≡N中的1 mol π键消耗的能量是946 kJ-418 kJ=528 kJ,断裂1 mol π键时CO比N2更容易,所以CO更活泼

解析 由“B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍”可推知B为氧元素;因原子序数B>A,A元素原子的价层电子排布式为2s22p2,可知A为碳元素;C元素的I3≫I2,故C元素原子的最外层有2个电子;D元素的I4≫I3,故D元素原子的最外层有3个电子,故C、D分别为镁元素和铝元素。(1)由上述分析可知,C、D元素的化合价分别为+2价、+3价。(2)AB分子为CO,共含有14个电子,与之电子总数相等的气态单质甲应为N2,N2分子中含有1个σ键和2个π键。

14.答案  (1)不能　(2)216　339　(3)C　(4)ACD

解析 (1)原子半径F>H,由表中数据可知键能:H—F>H—H,则不能得出半径越小的原子形成的共价键越牢固的结论。(2)Br的原子半径介于Cl与I的原子半径之间,C—Br的键能介于C—I与C—Cl的键能之间。(3)因H—Cl的键能比H—F的键能小,则HCl溶于水时,比HF更容易电离,所以盐酸的酸性强于氢氟酸的酸性,故A正确;分子中共价键的键能越大,含有该键的分子越稳定,H—F的键能比H—Cl的键能大,所以HF更稳定、难分解,故B正确、C错误。(4)N4是由氮元素形成的一种单质,不是新型的化合物,A错误;氮原子与氮原子之间形成的是σ键,B正确;N4分子是正四面体结构,键角是60°,C错误;已知断裂1 mol N—N吸收193 kJ热量,生成1 mol N≡N放出946 kJ热量,则1 mol N4转变成N2时的反应热ΔH=6×193 kJ·mol-1-2×946 kJ·mol-1=-734 kJ·mol-1,即该反应是放热反应,因此1 mol N4转变成N2将放出734 kJ热量,D错误。