2022届高三化学一轮复习物质结构与性质7键长、键角、键能及其应用

333343333343届高化一复物结与性：键长、角键及应填题共题(1)在两种共价键中极性较强的_填或HS”)较的是。与的结构相似和渡金属更容易形成配合物的_填”或“NH”)HONH键角由大到小的顺序______。．(1)

H2

的稳定性比水差，从结构的角度解释原___________。

Ti的四卤物熔点如下表所示，自

T

至

TiI

熔点依次升高，原因。化合物

TiF

TiBr

TiI

熔点/℃

24.12

．碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键

C

Si

Si

Si键能/(

)

226318

(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷多，原因_______

SiH

的稳定性小于

，更易生成氧化物，原因_。．已知下列化学键的键能：化学键

C

N

OO

OH

Se

N

As-H键能(kJ)回答下列问题：

142467363.5276391

(1)过氧化氢不稳定，易发生分解反应_______

HO(g)=2H(g)

，利用键能数据计算该反应的焓变为(2)、S-H、

的键能逐渐减小，原因是___据此可推测键键能范围为___P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，因是_____________．试卷第1页，总页

．已知键能键长部分数据如下只列出部分键长数)：共价键

键能/

)

键长/

ClClBrBrIIHHHBrHIHNNO

(1)下列推断正确的______(序号，下同)。A稳定性：HBrHIB．稳定性：I

C．原性：HIHClHF(2)在HX(X为F

、BrI)分中键最短的______最的_____；

键的键长_填大于“于或等于)O

键的键长。．BF子的空间结构，分的空间结构。(2)碳原子有个价电子在成化合物时价层电子均参与成键杂方式不一定同乙烷烯、杂化的分子_。乙炔和苯中，碳原子采取杂的分子________(结构简式，下同采取

，采取sp

杂化的分子是_，试卷第2页，总页

2222试写出一种有机物分子的结构简式，要求其同时含有三种不同杂化方式的碳原子________(3)已知

H

、

NH

、

三种分子中，键角由大到小的顺序是

CHO

，请分析可能的原因是________________________。．据《科技日报》报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中(Mn、Co、催剂，在室温条件下以

H

为氧化剂直接将氧成的氧化合物。请回答下列问题：(1)在Mn、Fe、Ni、中某基态原子核外电子排布遵循“洪特规则特例”，该基态原子的价电子排布式为__________。(2)在第4周过渡金属元素中，基态原子未成对电子数最多的元素___________(元素符号。(3)石墨烯限域单原子铁能活化分子CH中的C-H键之的作用力___________(填减弱或不变)(4)常温下，在催化剂作用下，

H

氧化

生成

OH

、HCHO、HCOOH等①它们的沸点由高到低的顺序为HCOOH＞CH＞，其主要原因是___________②CH和较，键角较大的__________，主要因_。．石墨烯是由碳原子构成的层片状结构的新材(结构示意图如图所示，可由石墨剥离而成，具有很好的应用前景。①石墨烯中的化学键填极或非性键②石墨烯中的键角为_____(2)已知几种常见化学键的键能如表所示：化学键

H

Si键能/(

kJ

)

x比较i键Si

键的键能大小：x填>“<“=")226。．比较还原性强弱I-__Br-填”“<或=；一个离子方程式说明I-与Br-还原性相对强弱。(2)CO是共价化合物，各原子均满足8电子稳定结构。写出的电子。试卷第3页，总页

222412322241233224442(3)请解释HO的稳定性高于HS原因_。．O、O、、N是氧和氮元素的几种单质。回答下列问题：(1)O原子中价电子占据的轨道数目___________。(2)第一电离能I：填”或<，第二电离能IO大于N的因。(3)N元素的简单气态氢化物NH在HO中解度很大其原因之一是NH和H可形成分子间氢键在氨水中氢键可以表示为N…H、任写两种)。(4)已知：表格中键能和键长数目。化学键N—NN=NN≡N

键长/

键能/(kJ·mol)N和N都是N元素的单质，其中N是四面体构型N原子占据四面体的四个顶点，从键参数度分析N分子稳定性远小于N原因是。11已知某些共价键的键能如表所示，试回答下列问题：℃共价键H-HCl-Cl

键能

共价键O-HNN

键能H-Cl

（1）H-H键键能为什么比l-Cl的键能_______？（2）已知

H

在2000℃时

的分子分解，而

在1℃可能完全分解为

和

H

，试解释其中的原因_。（3）试解释氮气能在空气中稳定存在原_______。．些共价键的键长数据如下表所示。试根据下表回答问题。共价键

C-CC=CC

C-O

C=O

N=NN试卷第4页，总页

223322233223332223322233223332键长/mn

0.1210.1430.1230.1460.1220.110（1）根据表中有关数据，你能推断出响共价键键长的因素主要有哪些_______。其影响的结果怎样？__________。（2）通常，键能__________共价键___由该键构成的分子越稳定。．用“或“<填空：（1键长（2键能2E(C-C)_____E(C=C)（3键角CO;（4键的极性C-H_____N-H。．气态S分的立体构型______；

2-

的立体构型_______(2)NH分子的空间构型。的角填于或小于)。．(1)HS的角填＞或＜或)。(2)甲醇OH)Cu催作用下被氧化成甲醛(。甲醛分子内键π键个数之比。甲醇分子内的O—H键_______(“大于等于或小”甲分子内的O－H键角(3)根据等电子体原理判断体构型为_______；氯与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO

中心原子的杂化形式______立构型是_。．在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发生sp

杂化形成4________，形成的杂化轨道中，只有________含有未成对电子，所以只能个氢原子形成共价键，又因为3

杂化轨道有一对，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。(2)H可与HO成H，O中原子采杂化HO中H—H键比HO中H—H键大，原因为。化键的键能是指气态基态原子间形成1mol化键时释放的最低能量＋I(g)→H＋kJ，即HI

键的键能为297，也可以理解为破坏1HI

键需要吸收kJ的量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成。下表是一些键能数(位：：键能

键能

键能试卷第5页，总页

442232356454422323564564H—HSCClC

ClClHCIH

HClCH—F

阅读上述信息，回答下列问题：(1)根据表中数据判断CCl的定性_____(填大或小”的稳定性。试预测CBr键键能范围：Br键能<______。(2)结合表中数据和热化学方程式H＋Cl-Q化学方程式中的为_____(3)由表中数据能否得出这样的结论：①半径越小的原子形成的共价键越牢(即键能越大)。______(填能或不能。②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固填能或不”。从数据中找出一些规律，请写出一条：______。出SO分的空间构型是___是___（填极”或非性的电子体的化学式：一价阴离子______(出一)它们的中心原子采用的杂化方式都_。（2）甲醛H＝O)在Ni催作用下加氢可得(CH。醇分子内C原的杂化方式__，甲醇分子内的O—H键_（填“”＜或＝）醛分子内的OH键，甲极易溶于水，其主要原因是_____（3）已知高碘酸有两种形式，化学式别为HIO和HIO，者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱：HIO（＞“＜或＝）HIO。．表是某些共价键的键(kJ/mol)键

键能

键

键能

键

键能

键

键能H—HClCl243HClHH339FCOCCl330—IHF568(1)由表中数据能否得出这样的结论：半径越小的原子形成的共价键越(即键能越大。填能试卷第6页，总页

或不能”。非金属性越强的原子形成的价键越牢固填能或不”。(2)能否从这些数据中找出一些规律，请写出一条___________________________________。(3)试预测—Br键键能范围__________<CBr键能<________．，b，，四种由短周期元素构成的中性粒子，它都有14个子，且除外是共价型分子。回答下列问题：（1）是核粒子单可用作半导体材料a子核外电子排布式为。（2）双核化合物，常温下为无色无味气体的学式为。一旦吸入b气后，就易引起中毒，是因为_而毒。（3）c是双核单质，写出其电子式。分中所含共价键的类型______(填极性键或非极性键)。c单常温下性质稳定，不易起反应，原因________________________。（4）四核化合物其构式为；分内所含共价键有_个________π键；σ键的强度大小关系为σπ(填＞、＜或”)，原因是。试卷第7页，总页

342342342334234234233参答．

CClNH3【详解】(1)电负性越强，形成共价键的极性越强，电负性Cl＞，则在H-SH-Cl两共价键中，键的极性较强的是H-Cl；原子半径小于，键长较长的是H-S故答案为H-Cl；H-S素的电负性比N元的小原对孤电子对吸引更弱给出孤对电子形成配位键CCl、NH中原子价层电子对都为4CCl中C原没有孤电子对，中有个孤电子对NH中N原有一个孤电子对子越多键角越小CClNH键角由大到小的顺序是

CNHH32

；故答案为：故答案为PH；

CClNHH32

。H2

中过氧键不稳定(或键键能比H键能小)此定性比水差iCl至TiI都分子晶体，4结构相似，相对分子质量增加，分子间作用力增大，因此熔点依次升高【详解】

H2

结构式为H，其中过氧键()键能小，小于H键能，所以过氧键不稳定，因此原因为

H2

中过氧键不稳定(或O键能比H键能)，因此稳定性比水差；

TiF

为离子化合物，熔点高，而

T

、

TiBr

、

TiI

都为共价化合物，是分子晶体，其结构相似，相对分子质量增加，分子间作用力增大，熔点依次升高，所以原因T至TiI都分子晶体，结构相似，相4对分子质量增加，分子间作用力增大，因此熔点依次升高。．C和键较大，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si

和i的能小，易断裂，导致长链硅烷难以形成SiH的能小于键能SiH

的稳定性小于

的稳定性；C的能大于C的键能，比稳，而iH的能却远于Si的能，所以iH不定而倾向于形成更稳定的Si【详解】硅在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是C能较大，所形成的烷烃稳定，而硅烷中

和Si的能较小，易断裂，导致长链硅烷难以形成。键越大，含有该键的物质越稳定，该物质越易形成的稳定性小于CH，因是：SiH的键能小于C键能SiH

的稳定性小于

的稳定性C键能大于的能比稳定，答案第1页，总页

-1-1-1-1而的能却远小于i的能，所以i不定而倾向于形成更稳定的Si。．

O-H、

键长依次增长247kJ

-1

C-C

键键能较大，较稳定，因而易形成【详解】

长链，而N-N、O-O键能小，不稳定，易断裂，因此难以形成N、长

应物总键-成物总键能(467kJ)；(2)键长越小，键能越大，

、S-H的长依次增长，因而键能依次减小；N-H

、、As-H

的键长依次增长，因而键能依次减小，的键能介于N-H的能之间，即247kJ键键能

；(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长原因是C-C

键键能较大较稳定因易形成C-C

长链而键键键能小，不稳定，易断裂，因此难以形成N-N键、长。．HFHI大【详解】(1)A.根据表中数据同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，故A正确；从能看，

Cl

、

Br

、

I

的稳定性逐渐减弱，故B错；C.还原性与失电子能力有关，还性：HIHCl，C正；故填AC；(2)从表中数据可以看出于结构相似的物质键能越大键长越短故长HIHBrHCl其中键能小于O，所以键长：O大O，故填、、于。平三角形三角形HCH

CH

、

CHCH

分子中C原上没有孤电子对，分子中原子上有1对电子对，HO分子中原上有2孤电子对，孤电子对数2越多，对成键电子对的排斥作用越大，故键角越小【详解】BF分子中的B原子采取杂以其分子的空间结构为平面三角形分中的N原采取s杂3化，含有一对孤电子对，所以其分子的空间结构为三角锥形；故答案为：平面三角形；三角锥；(2)乙烷分子中的碳原子采取

杂化，乙烯、苯分子中的碳原子均采取p

杂化，乙炔分子中的碳原子采取答案第2页，总页

即杂化，同时含有三种不同杂化方式的碳原子的有机物分子中应该同时含有烷(或环烷基)、碳碳双键或苯环)碳碳三键，如；答案为：CHCH；

CH

、；

CH

；；H、NH、CH分中的O、C均采取杂化，而O原上2对电子对，对成键电子对的排斥作用最大，

HO

分子的键角最小N原子上有1对电子对，对成键电子对的排斥作用使键角缩小，但比

H

分子的键角大；C原上无孤电子，

分子的键角最大；故答案为：

分子中C原上没有孤电子对NH分中N原上有对电子对对成键电子对的排斥作用越大，故键角越小。

分子中O原上有孤电子对电子对数越多，．3d

4s

弱HCOOH、

分子间存在氢键，且HCOOH分子间氢键更强HCHO分间只存在范德华力，氢键比范德华力更强

中原子采取s

杂化，HCHO中原子采取s

杂化【详解】(1)原子轨道处于全充满、半充满、全空状态时，体系更稳定，基态Mn、、Co、Ni

、Cu

的价电子排布式分别为3d

4s

4s

、

4s

4s

3d

4s

则态

原子核外电子排布遵循“洪特规则特例”；(2)在第4周过渡金属元素中原子未成对电子数最多的元素的价电子排式34s

元素为Cr；(3)石墨烯限域单原子铁能活化CH分子中的，说明在催化剂条件下C键容易发生断裂，其键能降低，即导致C与H之间的作用力减弱；(4)①、

OH

分子间存在氢键，且HCOOH分子间氢键更强，HCHO分间存在范德华力，氢键比范德华力更强，故沸点

OH>HCHO

；②CH中原采取sp杂，分子为正四面体结构，HCHOC原子采取s杂，分子为平面三角形结构，故HCHO

中键角较大。．非极性120°>【详解】(1)①由题意可知石墨烯就是石墨的一层，石墨是碳元素的一种单质子只存在键属于非极性键，故答案为：非极性；②根据石墨烯的结构可知石墨烯的键角为120°（正六边形的内角答为120°答案第3页，总页

222222222242133322324222222222242133322324424242(2)Si

键的键长比S键键长长，键能小，故答案为>。．>2I-+Br+2Br【详解】

原子半径：氧原子小于硫原子，故H—的能大于HS的能(1)单质的氧化性越强对应的阴离子还原性越弱，因为氧化性Br＞I，所以还原性：I-＞Br-；说明I-

与Br-的还原性相对强弱的方程式为-+Br=I-；故答案为：＞；-+Br=I+2Br-。是价化合物，各原子均满足8电稳定结构的子式为：；故答案为：。(3)H的稳定性高于HS的因是：氧原子半径小于硫原子半径HO长短H—键长长，键长越短键能越大，故H—O的能大于HS的能，键能越高热稳定性越强；故答案为：原子半径：氧原子小于硫原子，故H—O的能大于—的能。．失去一个电子后的2p处于充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高N…—OHO…HN、O…—ON中NN键能小于N中的≡N键能，键长大于N≡N键长【详解】(1)O原子的价电子排布式为2s

22p4

O原价电子占有1个2p轨道p道其价电子占据的4子轨道，故答案为：4；(2)同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但的电子排布最外层p级三个轨道各有一电子，处于半充满状态，比较稳定，所以第一电离能I：NO失一个电子后的2p处于半充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高，所以第二电离能I：O＞N，故答案为：＞；失去一个电子后O的2p处半充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高；(3)因为、原有比较强的吸电子能力，所以NH和H既吸引同种分子的H，又会吸引对方分子的H从而形成氢键所以在氨水中存在种子间氢键可以表示为HNH-NH…H-OHO…H-N、HO…，答案为：HNH-OH…；(4)因为是面构型N原占据四面体的四个顶点，所以N中存在N-N，而N中存在≡N由表中数据可知，键大于≡N键N-N键小于≡N键，且二者键能差距较大，所以分稳定性远小于N，答案为N中N-N能小于N中，长于≡N。11原的半径比Cl子的半径小，故H-H键的键长比l-Cl键键长短，H-H键键能比Cl-Cl键键答案第4页，总页

22能大O-H键比C-H的键能大，故比CH稳N分中存在氮叁键，键能大，故结构稳定【分析】从原子半径、共价键共用电子对数目出发分析键能的强弱及物质的稳定性。【详解】（1氢子的半径比氯原子的半径小故键的键长比的长短键短不断裂键能更大，则H-H的能大；（2）由题意可知，水比甲烷稳定，则水的键能更大碳的半径大于氧的半径，故水中化学键键长更短，键能更大，物质更稳定；答案为：O-H

键比

键的键能大，故

HO

比

稳定；（3）N分中存在氮氮叁键能大故氮气能在空气中稳定存在答为N分子中存在氮氮叁键，键能大，故结构稳定。．子半径、原子间形成共用电子对的数目形成相同数目的共用电子、原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同、形成共用电子对的数目越多，键长越短大稳定【分析】同是单键、双键、三键时，原子半径越小，共价键的键长越短；相同原子间单键的键长大于双的键长大于三键的键长。【详解】（1）根据表中数据，分析规律可知，响因素主要是原子半径和成键类型，其原子半径、原子间形成共用电子对的数目形成相同数目的共用电子对，原子半径越小共价键的键长越短；故答案为：原子径、原子间形成共用电子对的数目；形成相同数目的共用电子对、原子半径越小，共价键的键长越短；子半径相同、形成共用电子对的数目越多，键长越短；（2）键长越短，共价键不易断裂，则能越大，形成的分子也更稳定；故答案为：大；稳定。．>>><【解析】(1)键长越短，键能越大，双键键能大于单键，则双键的键长小于单键，即N-N＞N=N，故答案为：＞；(2)键长越短，键能越大，双键的键能大于单键但小于单键键能的，即2E(C-C)E(C=C)，故案为：＞；(3)二氧化碳为直线结构，键角为180°，二氧化为V形构，键角CO＞，答案为：＞；(4)非金属性N＞C，则键的性：C-H＜N-H故答案为：＜。点睛：本题考查了共价键的键参数，要注意键参数与键的极性和分子的稳定性的关系，键长越，键能越答案第5页，总页

2322223223323332233223222232233233322332大；非金属性越强，键的极性越强。．V三角锥形三角锥形大于【详解】的中心原子的价电子对数为+2)

，有1对孤电子，立体构型为V形

2-

的中心原子的价电子对数为3+(6+22)

，有1对电子体型为三角锥形，故答案为V形三角锥形；NH分子中N原价层电子对个数为3+

5-3

=4

且有1个孤电子对根价层电子对互斥理论判断该分子空间构型为三角锥形，氨分子和水分子的V模都是四面体形，但水分子中心原子孤电子对数大于氨分子，故答案为：三角锥形，大于。．＞∶1小直线形sp3

三角锥形【详解】(1)S电负强于，且S的子径小于Se使得成键电子对之间的斥力增大，即键角增大因此S的键角大于HSe；故答案为＞；(2)甲醛的结构式为，甲醛中σ键键数之比为3∶；甲醇中碳原子的杂方式为3分子构型为四面体形内－－键接近109°28甲中原子杂化方式为sp2

构为平面三角形，分子内O－CH键接近120°得出甲醇子内的—C—H键小甲醛分子内的－－键角答案为∶1；小于；(3)NCO互为等电子体，CO为线形N空间构型也为直线形；答案为直线形；ClO

中心原子氯原子有键孤电子对数为

=1即氯原子的杂化类型为sp3

；立体构型为三角锥形；故答案为sp；三角锥形。sp

杂化轨道33孤子对

HO分子中有一对孤电子对HO分中有两对孤电子对对成的HO的排斥力H大于H，成HOH-OH键比H中--键角大【详解】(1)在形成NH分子时，氮原子的轨和轨发生sp

3

杂化，形成4个化轨道，

，含有一对孤电子对，未成键的单电子，可以与3个原子形成个键；(2)HO中化方式为sp3

杂化；HO中只有一对孤电子对，HO中两对孤子对，对所成共价键的排斥力HO大HO，使得H中H--H键角比HO中HOH键大。答案第6页，总页

4333356564333356564564．于不能不能与相同原子结合时，同主族元素形成的共价键，原子半径越，共价键越牢固【详解】(1)键能越大，分子越稳定—键键能为kJ/mol，C—F键键能为427，以CF更定；FClBr

是同主族元素子径越来越大C成的共价键的键长越来越长能越来越小以CBr键的键能大小介于CI

键键能和CCl键能之间，故答案为：小于；kJ/mol；(2)ΔH=反物键能之和-生成物键能之和=436＋243kJ/mol-2×432kJ/molkJ/mol所以，故答案为：；(3)①的原子半径小于F的子半径—键能小于HF键能①结论不正确案为：不能；②的金属性强于S是—S键键能大—Cl键能②结论不正确H—Cl—、CCl；—、H组键的键能中可得出：与相同原子结合时，同主族元素形成的共价键，原子半径越小，共价键越牢固，故答案为：不能；与相同原子结合时，同主族元素形成的共价键，原子半越小，共价键越牢固。．面正三角形非极性O-2sp3甲是极性分子，有个亲水基团，与水结合形成氢键，所以易溶于【解析】【详解】1（1氧硫分子中价层电子对个数σ键数孤子对个（=322

杂化含电子对，所以为平面三角形结构，正负电荷重心重合，为非极性分子分子中有个子个电子，与其互为等电子体的一价阴离子为NO-NO-中中心原子N原形成3个

键，孤对电子数＝

5+1-32

＝0，所以中心原子为sp2杂，故答案为平面正三角形，非极性NO-。（2）甲醇分子内子价层电子对个=，所以C原子的杂化方为

杂化，甲醇分子内C原的杂化方式为sp

杂化，所以键角约为109°28，甲醛分子内的原的杂化方式为sp2

杂化，键角约为，所以甲醇分子内的O-C-H键角小于甲醛分子内的O-C-H键，甲醇极易溶于水，其主要原因是甲醇是极性分子，有个亲水基团，与水结合形成氢键，所以易溶于水，故答案为sp，，甲醇是极性分子，有个亲水基团，与水结合形成氢键，所以易溶于水（3）含氧酸中非羟基氧