新教材适用2024-2025学年高中化学第2章分子结构与性质第1节共价键第2课时键参数-键能键长与键角课时作业新人教版选择性必修2

其次章第一节第2课时一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．现代无机化学对硫—氮化合物的探讨是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最闻名的硫—氮化合物的分子结构。下列说法正确的是(B)A．该物质的分子式为SNB．该物质的分子中既含有极性键又含有非极性键C．分子中全部共价键的键长肯定相等D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体解析：由题图知该物质的分子式为S4N4，故A错误；非极性键由同种元素的原子间形成，极性键通常由不同种元素的原子间形成，由题图可知，该物质的分子中既有极性键又有非极性键，故B正确；S原子半径大于N，键长：S—S>S—N，故C错误；由同种元素形成的不同单质互为同素异形体，S2N2和S4N4都是化合物，故D错误。故选B。2．下列各说法中正确的是(B)A．分子中键能越高，键长越长，则分子越稳定B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°D．H—O的键能为463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463kJ解析：分子中键长越短，键能越高，则分子越稳定，键长越长，键能越低，则分子越不稳定，A错误；元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素都是典型的金属和非金属元素，所以形成的化学键是离子键，B正确；水分子的结构是V形，键角是105°，C错误；H—O的键能为463kJ·mol－1,18gH2O即1molH2O分解成2molH和1molO时消耗的能量为2×463kJ，D错误。3．下列有关共价键的键参数的说法不正确的是(D)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、沸点越高解析：三者的键角分别为109°28′、120°、180°，依次增大，A正确；因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故与H形成的共价键的键长依次增长，B正确；O、S、Se的原子半径依次增大，故与H形成的共价键的键长依次增长，键能依次减小，C正确；分子的熔、沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，D错误。故选D。4．关于键长、键能和键角，下列说法正确的是(B)A．C≡C键的键能等于C—C键键能的三倍B．EN≡N/EN－N＝4.9，说明N2中的N≡N键特别坚固，不易发生加成反应C．(CN)2分子(结构式为N≡C－C≡N)中N≡C键的键长大于C—C键的键长D．白磷(P4)分子呈正四面体结构，其键角为109°28′解析：碳碳三键中含有2个π键，由于π键电子云重叠程度小，不如σ键稳定，所以碳碳三键的键能小于碳碳单键键能的三倍，故A错误；C≡C键的键能小于C—C键的键能的三倍，说明C≡C键中的π键不坚固，易发生加成反应，而N≡N键的键能大于N—N键的键能的三倍，说明氮分子中的N≡N键特别坚固，化学性质稳定，不易发生加成反应，故B正确；成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C原子，故键长：N—C<C—C，又因键长：N≡C<N—C，所以N≡C键比C—C键的键长短，故C错误；因为白磷分子中的4个P原子分别处在正四面体的四个顶点上，其空间结构为，键角为60°，故D错误。故选B。5．下列有关化学键的比较肯定错误的是(C)A．键能：C—N<C=N<C≡NB．键长：I—I>Br—Br>Cl—ClC．分子中的键角：H2O>CO2D．碳原子间形成的共价键键能：σ键>π键解析：C、N原子间形成的共价键，C≡N键能最大，C—N键能最小，A项正确；双原子分子中，成键原子半径越大，键长越长，B项正确；H2O分子呈V形，H—O—H键角小于180°，CO2分子呈直线形，O=C=O键角是180°，C项错误；C2H2、C2H4分子中碳原子间形成的σ键比π键的稳定性强，σ键的键能大于π键的键能，D项正确。故选C。6．下列说法正确的是(D)A．已知N—N的键能为193kJ·mol－1，故氮氮三键的键能为193kJ·mol－1×3B．H—H的键能为436.0kJ·mol－1，F—F的键能为157kJ·mol－1，故F2比H2稳定C．某元素原子最外层有1个电子，它跟卤素原子相结合时，所形成的化学键为离子键D．N—H的键能为390.8kJ·mol－1，其含义为形成1molN—H所释放的能量为390.8kJ解析：单键中只含有σ键，三键中含有2个π键和一个σ键，N—N和氮氮三键形成的共价键类型不同，已知N—N键能为193kJ·mol－1，氮氮三键的键能不等于193kJ·mol－1×3，故A错误；键能越大，化学键越稳定，H—H键能为436.0kJ·mol－1，F—F键能为157kJ·mol－1，故H2比F2稳定，故B错误；最外层有1个电子，可能为H或碱金属元素，与卤素相结合时，所形成的化学键为共价键或离子键，故C错误；键能是形成1mol化学键所释放的能量，N—H键键能为390.8kJ·mol－1，其含义为形成1molN—H所释放的能量为390.8kJ，故D正确。故选D。7．碳和硅的有关化学键的键能如表所示。化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能(kJ·mol－1)356413336226318452分析数据，下列说法不正确的是(A)A．C=O键的键能为672kJ·mol－1B．SiH4的稳定性小于CH4C．一般原子半径越大，键长越长，键能越小D．C与C之间比Si与Si之间更易形成π键解析：C=O键之间存在一个σ键和一个π键，前者键能大，C=O键的键能并不是C—O键键能的两倍，A项不正确；依据表中数据，Si—H键的键能小于C—H键的键能，所以CH4的稳定性强于SiH4的，B项正确；依据表中数据，一般半径越大，键长越长，键能越小，C项正确；Si原子半径大，相邻Si原子间距离远，p与p轨道肩并肩更难重叠形成π键，D项正确。故选A。8．下列有关共价键键参数的比较中，不正确的是(B)A．键长：C—C>C=C>C≡CB．键能：Br—Br<Cl—Cl<F—FC．分子中的键角：NCl3<BCl3D．乙烯分子中碳碳键的键能：σ键>π键解析：化学键的键长与键能相关，键能C—C<C=C<C≡C，因此键长：C—C>C=C>C≡C，A正确；F原子半径小，F2分子内两个氟原子间距近、键长短，同种电荷排斥力大，因此键能小，所以键能F—F<Cl—Cl，B错误；NCl3空间构型为三角锥形，分子中的键角：NCl3<CH4，CH4分子中键角为109.5°，NCl3分子中键角略小；BCl3空间构型为平面正三角形、键角为120°，C正确；σ键为“头碰头”重叠形成，强度大，π键为“肩并肩”重叠形成，强度小，乙烯分子中碳碳键的键能：σ键>π键，D正确。故选B。9．氧氰的化学式为(OCN)2，结构式为N≡C－O－O－C≡N，下列叙述正确的是(C)A．N≡C键中含有2个σ键和1个π键B．分子中含有3个σ键和4个π键C．N≡C键的键长小于C≡C键的键长D．分子中只含有极性键解析：N≡C键中含有1个σ键和2个π键，故A错误；N≡C键中含有1个σ键和2个π键，该分子中共含有5个σ键和4个π键，故B错误；同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以C≡N键长小于C≡C键长，故C正确；同种原子间形成非极性键，不同原子形成极性键，该分子的分子中的O—O键为非极性键，故D错误。故选C。10．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述错误的是(B)A．键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越坚固B．键长与共价键的稳定性没有关系C．键角是描述分子空间结构的重要参数D．一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短解析：键能指气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量，键能越大，意味着化学键越稳定，越不简单被打断，A正确；键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，往往键能越大，共价键越稳定，B错误；当物质分子内有多个化学键时，化学键之间的夹角叫键角，它反映了分子内原子的空间分布状况，因此键角是描述分子空间结构的重要参数，C正确；共价键的键长是指成键原子之间的核间距，一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短，D正确。故选B。11．下列与键参数有关的说法中错误的是(A)A．键角：CO2>CH4>H2O>NH3B．键长：Si—H>P—H>S—H>Cl—HC．键能：E(H—F)>E(H—Cl)>E(H—Br)>E(H—I)D．结构相像的分子，共价键的键能越大，分子通常越稳定解析：CO2为直线形，键角为180°，CH4为正四面体形，键角为109°28′，H2O为V形，键角105°，NH3为三角锥形，键角107°，因此键角CO2>CH4>NH3>H2O，故A项错误；同周期元素从左至右原子半径渐渐减小，因此键长：Si—H>P—H>S—H>Cl—H，故B项正确；同主族元素从上至下原子半径渐渐增大，因此键长：H—F<H—Cl<H—Br<H—I，而键长越短，键能越大，因此键能：E(H—F)>E(H—Cl)>E(H—Br)>E(H—I)，故C项正确；结构相像的分子，共价键的键能越大，共价键越难断裂，分子通常越稳定，故D项正确。故选A。12．下面是从试验中测得的不同物质中氧氧键的键长和键能的数据：O—O键Oeq\o\al(2－,2)Oeq\o\al(－,2)O2Oeq\o\al(＋,2)键长/10－12m149128121112键能/(kJ·mol－1)xyz＝494w＝628其中x、y的键能数据尚未测定，但可依据规律推导出键能的大小依次为w>z>y>x。则该规律是(B)A．成键所用的电子数越多，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．成键时共用电子越偏移，键能越大解析：视察表中数据发觉，键长由短到长的依次为Oeq\o\al(＋,2)<O2<Oeq\o\al(－,2)<Oeq\o\al(2－,2)，键能大小依次为w>z>y>x。则键能较大者，键长短。二、非选择题13．已知键能、键长部分数据如下表：共价键Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—Br键能(kJ·mol－1)242.7193.7152.7568431.8366键长(pm)198228267共价键H—IH—OC—CC=CC≡CC—H键能(kJ·mol－1)298.7462.8347.7615812413.4键长(pm)96154133120390.8共价键N—HN=OO—OO=O键能(kJ·mol－1)109607142497.3键长(pm)101(1)下列推断正确的是ACD(填字母)。A．稳定性：HF>HCl>HBr>HIB．氧化性：I2>Br2>Cl2C．沸点：H2O>NH3D．还原性：HI>HBr>HCl>HF(2)下列有关推断正确的是A(填字母)。A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键>双键>单键B．同种元素形成双键键能肯定小于单键的2倍C．键长越短，键能肯定越大(3)在表中所给HX(X为卤族元素)分子中，键长最短的是HF，最长的是HI；O—O键的键长大于(填“大于”“小于”或“等于”)O=O键的键长。解析：(1)依据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下渐渐减小，稳定性渐渐减弱，A正确；由原子结构知，氯气、溴单质、碘单质的氧化性渐渐减弱，B错误；影响水和氨气沸点的主要因素是分子间存在氢键，由于水分子间氢键比氨分子间氢键作用较强，导致沸点：H2O>NH3，C正确；还原性与失电子实力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D正确。故选ACD。(2)由碳碳键的数据知，键能C—C<C=C<C≡C，键能越大越稳定，A正确；由O—O键、O=O键的键能知，同种元素形成双键键能不肯定小于单键的2倍，B错误；C—H键的键长大于N—H键的键长，但是N—H键的键能反而较小，C错误。故选A。(3)键能越大，键长越短，所以HX分子中，键长最短的是HF，最长的是HI；相同原子形成的共价键，共用电子对越多，键长越短，故O—O键的键长大于O=O键的键长。14．依据以下数据供应的信息填空：组别①②③共价键C－CC＝CC≡CN－NN＝NN≡NH－FH－ClH－Br键长(nm)0.1540.1340.1200.1460.1200.1100.0920.1270.141键能(kJ/mol)347612835160415945569432368(1)由第③组可知，原子半径越大，键长越长。(2)由第①或②组可知，相同元素的原子形成的共价键，键数越多，键长越短。(3)由第①或②或③组可知，键长越长，键能越小。解析：(1)同主族从上往下原子半径渐渐增大，由第③组可知，原子半径越大，键长越长。(2)碳碳三键键长小于碳碳双键，碳碳双键键长小于碳碳单键，N原子间成键也是如此，故相同元素的原子形成的共价键，键数越多，键长越短。(3)从表格中数据可看出，键长越短，键能越大；键长越长，键能越小。15．已知下列化学键的键能：化学键C—CN—NO—OO=OO—HS—HSe—HN—HAs—H键能/kJ·mol－1347.7193142497.3462.8363.5276390.8247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_－213.3_kJ·mol－1__。(2)O—H、S—H、Se—H的键能渐渐减小，缘由是O—H、S—H、Se—H键长依次增大，因而键能依次减小，据此可推想P—H键的键能范围为_247_kJ·mol－1_