2.1.2 键参数-键能、键长与键角-2022-2023学年高二化学课后培优分级练（人教版2019选择性必修2）（解析版）

第二章分子结构与性质第一节共价键第2课时键参数——键能、键长与键角培优第一阶——基础过关练1．（2022·陕西西安·高二期末）关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是A．键长越长，键能越大，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．键角是确定多分子立体结构的重要参数D．同种原子间形成的共价键键长：三键＜双键＜单键【答案】A【详解】A．键长越长，键能越小，共价化合物越不稳定，键能越大，键长越短，共价化合物越稳定，故A错误；B．反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,则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；C．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；D．原子间键能越大，核间距越小，键长越短，键能的一般关系为:三键>双键>单键，则键长:三键<双键<单键，故D正确；故答案选A。2．（2022·河南·南阳中学高二阶段练习）下列各组粒子不属于等电子体的是A．CH4和 B．O3和NO2 C．N2O和CO2 D．PCl3和【答案】B【详解】A．CH4和的价电子数均为8，故A项属于等电子体；B．O3的价电子数为18，NO2的价电子数为17，故B项不属于等电子体；C．N2O和CO2的价电子数均为16，故C项是等电子体；D．PCl3和的电子数均为26，故D项是等电子体；故答案选B。3．（2022·广东·广州市真光中学高二阶段练习）关于键长、键能、键角，下列说法错误的是A．键角是描述分子空间结构的重要参数B．键长是形成共价键的两原子的核间距C．键能：H－I>H－Br>H－ClD．键角的大小与键长、键能的大小无关【答案】C【详解】A．键角是描述分子空间构型的重要参数，如直线形分子键角180°，正四面体形分子的键角为109°28′，A正确；B．键长是表示形成共价键的两原子的核间距，B正确；C．键长越大，键能越小，因为原子半径大小为：I>Br>Cl，所以键长大小：H—I>H—Br>H—Cl，键能大小为：H—I<H—Br<H—Cl，C错误；D．键角大小取决于成键原子原子轨道的夹角，与键长、键能无关，D正确。故答案选C。4．（2022·吉林·高二期末）能够用键能的大小作为主要依据来解释的是A．稀有气体一般难发生化学反应B．分子比稳定C．常温常压下氯气呈气态而溴单质星液态D．C-H键的键能为，解离分子中C-H，需要放出能量为【答案】B【详解】A．稀有气体为单原子分子，原子最外层为2或8电子稳定结构，一般难发生化学反应，与键能无关，A错误；B．碳原子半径小于硅原子半径，碳氢键键能大于硅氢键，故分子比稳定，B正确；C．氯气相对分子质量小于溴单质，分子间作用力小，熔沸点低，故氯气呈气态而溴单质呈液态，与键能无关，C错误；D．断键需要吸收能量，而不是放出能量，D错误；故选B。5．（2022·山西英才学校高二期中）下列有关共价键的键参数的说法不正确的是A．、、分子中的键角依次增大B．HF、、分子中的键长依次增长C．、、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【答案】D【详解】A．三者的键角分别为、、，依次增大，A正确；B．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；C．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；D．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。6．（2021·四川省南充市嘉陵第一中学高二阶段练习）下列叙述正确的是A．分子中的键角：CO2＞H2O＞CH4＞NH3B．共价键一定有方向性和饱和性C．两个原子形成共价键时有1个σ键，可能有π键D．在双键中，σ键的键能小于π键的键能【答案】C【详解】A．二氧化碳、水、甲烷、氨气分子中中心原子杂化分别为sp2、sp3、sp3、sp3，二氧化碳分子中键角最大为180°，水分子中有2对孤电子对、氨气分子中有1对孤电子对、甲烷中没有孤电子对，键角CH4＞NH3＞H2O，A错误；B．共价键一定有饱和性，但共价键如果是s-s轨道形成的则没有方向性，B错误；C．两个原子形成共价键时有1个σ键，可能有π键，例如氮气分子中氮氮原子之间存在σ、π键，C正确；D．在双键中，σ键重叠程度大于π键，σ键的键能大于π键的键能，D错误；故选C。7．（2021·四川省安岳县兴隆中学高二阶段练习）下列说法中正确的是A．分子中键能越大，键角越大，则分子越稳定B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子可能形成共价键C．水分子可表示为H-O-H，分子中键角为180°D．H-O键键能为463KJ/mol，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为926kJ【答案】A【详解】A.

分子中键能越大，键角越大，分子越稳定，故A项正确；B.

元素周期表中的IA族（除H外）和VIIA族都是典型的活泼金属和活泼非金属元素，它们形成的化学键都是离子键，故B项错误；C.

水分子的结构是V型，键角是105°，故C项错误；D.

H-O键的键能为463kJ/mol，18g水即1molH2O分解成2molH和1molO时吸收的能量为926kJ，但原子在重新形成氢气氧气时又放出能量，因此消耗能量小于926kJ，故D项错误；故答案选A。8．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期中）原子数目和价电子总数都相等的分子或离子互为等电子体，等电子体具有相似的空间构型。下列各组分子或离子的空间构型相似的是A．CH4和 B．NO和O2 C．NO2和O3 D．HCl和H2O【答案】A【详解】A．CH4的原子数为5，价电子数为8，的原子数为5，价电子数为8，两者互为等电子体，空间构型相似，A正确；B．NO的原子数为2，价电子数为11，O2的原子数为2，价电子数为12，两者不互为等电子体，空间构型不相似，B错误；C．NO2的原子数为3，价电子数为17，O3的原子数为3，价电子数为18，两者不互为等电子体，空间构型不相似，C错误；D．HCl的原子数为2，价电子数为8，H2O的原子数为3，价电子数为8，两者不互为等电子体，空间构型不相似，D错误；答案选A。9．（2022·北京丰台·高二期中）氢分子形成过程中，体系能量变化如下图，下列说法中，不正确的是A．由①到④，电子在核间区域出现的概率增大B．由④到⑤，需要由外界提供能量C．有催化剂存在时，若键的键长增大，则键能也增大D．两个氢原子的核间距从无穷远到0.074nm的过程是成键过程，对外释放能量【答案】C【详解】A．共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作用，所以由①到④，电子在核间出现的概率增加，故A正确；B．由④稳定状态，通过吸收能量变为⑤，因此需要由外界提供能量，故B正确；C．催化剂不能改变键长和键能，故C错误；D．根据能量越低越稳定，氢气是稳定的状态，因此H-H键的键长为0.074nm，则两个氢原子的核间距从无穷远到的过程是成键过程，形成新键释放能量，故D正确；故选：C。10．（2022·辽宁抚顺·高二期末）下列说法正确的是A．键和键比例为7：1B．某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ/mol)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+C．共价键的键长越短，形成的共价键键能就一定越大D．1个S原子最多只能与2个H原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的【答案】D【详解】A．单键为键，双键为1个键、1个键，结构中共有16个单键、2个双键，即18个键、2个键，键和键比例为9:1，A错误；B．该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现为+2价，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2+，B错误；C．原子间共用电子对数目相同的共价键，键长越短、键能越大，如氮氮三键的键长小于碳碳三键的键长，氮氮三键的键能大于碳碳三键的键能，氮氮三键的键长大于O-H键的键长，但氮氮三键的键能大于O-H键的键能，C错误；D．硫原子最外层有6个电子，有2个未成对电子，1个S原子最多只能与2个H原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的，D正确；答案选D。11．（2021·四川省安岳县兴隆中学高二阶段练习）某些化学键的键能如下键H-HCl-ClBr-BrI-IH-ClH-BrH-I键能kJ/mol436243193151431356299A．1molH2分别与Cl2、Br2、I2反应，则在碘中完全反应放出的热量最多B．1molH2与足量的Cl2完全反应，放出的热量是248kJC．H-F键的键能大于431kJ/molD．稳定性最强的是H-Cl键【答案】C【详解】A．1molH2分别与Cl2、Br2、I2反应，生成2molHCl、HBr和HI，根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和可知，生成2molHCl放热183kJ，生成2molHBr放热83kJ，生成2molHI放热11kJ，则在Cl2中完全反应放出的热量最多，A错误；B．1molH2与足量的Cl2完全反应，放出热量183kJ，B错误；C．原子半径Cl>F，则键长H-F<H-Cl，共价键键长越短，键能越大，则H-F键的键能大于431kJ/mol，C正确；D．根据C中分析可知，H-X键中，稳定性最强的化学键是H-F键，D错误；故答案选C。培优第二阶——拓展培优练12．（2022·安徽·青阳第一中学高二阶段练习）根据键能数据(H-Cl431kJ/mol，H-I297kJ/mol)，可得出的结论是A．溶于水时，HI比HCl更容易电离B．HI比HCl熔沸点高C．HI比HCl稳定D．拆开等物质的量的HI和HCl，HI消耗的能量多【答案】A【详解】A．溶于水时，HI、HCl分子内的共价键被破坏，由于H-Cl的键能大于H-I的键能，所以HI比HCl更容易电离，A符合题意；B．HI、HCl熔化和气化时，并没有破坏共价键，所以HI比HCl沸点高与键能无关，B不符合题意；C．由于H-Cl的键能大于H-I的键能，所以HI不如HCl稳定，C不符合题意；D．拆开等物质的量的HI和HCl，由于HCl的键能大，所以HCl消耗的能量多，D不符合题意；故选A。13．（2022·重庆九龙坡·高二期末）下列排列顺序错误的是A．键能：C=C>C-C B．键长：Br-Br>Cl-ClC．键角： D．极性：F-C>Cl-C【答案】C【详解】A．同种元素形成的共价键，键能大小的一般规律是，三键键能＞双键键能＞单键键能，故A正确；B．比较键长大小，通常看原子半径，原子半径越小，键长越短，原子半径关系是Br＞Cl，则Br-Br键长＞Cl-Cl键长，故B正确；C．依据价层电子对互斥理论，H2O中心原子O的价层电子对数n=σ键数目+孤电子对数=2+2=4，NH3中心原子N的价层电子对数n=σ键数目+孤电子对数=3+1=4，二者VSEPR模型均为四面体型，但NH3中心原子N原子上有1个孤电子对，H2O中O原子上则有2个孤电子对，对成键电子对有更大的斥力，故键角大小是NH3＞H2O，故C错误；D．F原子电负性＞Cl原子电负性，故F与C电负性差值要大于Cl与C电负性差值，故共价键极性关系F-C＞Cl-C，故D正确；故选：C。14．（2022·黑龙江·双鸭山一中高二期末）下列说法不正确的是A．H－F是p－pσ键 B．Cl2、Br2、I2的键能依次下降，键长依次增大C．NH3的键角大于H2O的键角 D．共价键的成键原子可以有金属原子【答案】A【详解】A．形成H-F键时，H原子提供1s轨道电子，F原子提供2p轨道，形成的是s-pσ键，故A错误；B．同主族元素从上到下原子半径增大，则原子半径：Cl＜Br＜I，原子半径越大，键长越长，键能越小，故B正确；C．NH3中孤电子对数为=1对，H2O中孤电子对数为=2对，孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越多，成键电子对之间的夹角越小，所以NH3的键角大于H2O的键角，故C正确；D．共价键的成键原子可以有金属原子，如氯化铝中铝与氯是共价键，有金属铝原子，故D正确；故选：A。15．（2022·黑龙江·汤原县高级中学高二期末）下列说法中正确的是A．单晶硅为分子晶体B．乙烯分子中，碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键C．键长H－F<H－Cl<H－Br<H－I，因此稳定性HF<HCl<HBr<HID．PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用弱【答案】B【详解】A．单质晶体硅为由原子构成的共价晶体(原子晶体)，A错误；B．乙烯分子中碳原子采取sp2杂化，形成三个sp2杂化轨道，头碰头形成σ键，未杂化的2p轨道与三个杂化轨道形成的平面垂直，肩并肩形成π键，B正确；C．键长越长，键能越小，则分子的稳定性越差，键长H-F＜H-Cl＜H-Br＜H-I，键能H-F＞H-Cl＞H-Br＞H-I，因此稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI，C错误；D．孤电子对更靠近中心原子，所以孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用强，即PH3分子中的一对孤电子对与另外三对成键电子对之间的排斥作用比三对成键电子对相互之间的排斥作用要强，D错误；答案为B。16．（2022·重庆·高二阶段练习）关于共价键，下列说法正确的是A．H-Cl键的键能为，H-Br键的键能为，这可以说明HCl比HBr分子稳定B．共价键都具有方向性C．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长D．键能越大，表示该分子越容易受热分解【答案】A【详解】A．键能越大，化合物越稳定，A正确；B．H的1s电子为球形对称，s-s电子重叠没有方向性，则H-H键无方向性，B错误；C．键长是分子中两个成键原子的核间平均距离，不是两个成键的原子间的距离，C错误；D．.键能越大，表示该分子越难受热分解，D错误；故选A。17．（2022·广东广州·高二期中）下列有关微粒性质的排列顺序，正确的是A．键角： B．热稳定性：C．沸点： D．第一电离能：【答案】D【详解】A．BF3中心原子的价电子都用来形成共价键，所以价层电子对数为3，没有孤电子对，为平面三角形，键角为120°；甲烷为正四面体结构，键角为109°28′；NH3为三角锥形，有1对孤电子对，键角为107°；H2O为V形，有2对孤电子对，键角为105°；所以键角由大到小排列顺序是：BF3>CH4>NH3>H2O，A错误；B．非金属性越强，其氢化物越稳定，因为非金属性F>O>N>C，所以热稳定性：HF>H2O>NH3>CH4，B错误；C．因为NH3、H2O、HF分子间都能形成氢键，水中氢键比氟化氢多，常温下，氨气为气体，所以沸点：H2O>HF>NH3>CH4，C错误；D．同周期越靠右第一电离能越大，同主族越靠上第一电离能越大，但是P的3p轨道半充满，电子的能量低，第一电离能反常，所以第一电离能：P>S>Si>Sn，D正确；故选D。18．（2022·广东广州·高二期中）下列关于共价键及其键参数的叙述不正确的是A．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性B．成键原子始终处于振动之中，键长是成键原子处于平衡位置时的核间距C．共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键有饱和性D．键能为，即解离分子中的，需要放出能量为【答案】D【详解】A．电子云的重叠只能按一定的方向进行，共价键有方向性，除去s轨道外其它原子轨道如p、d等轨道都有一定的伸展方向，沿轨道方向重叠可产生最大重叠，形成的键最稳定，所以分子内两个共价键之间存在键角，故A正确；B．键长是两个成键原子的平均核间距离，是成键原子处于平衡位置时的核间距，故B正确；C．共价键是原子之间强烈的相互作用，通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，共价键有方向性和饱和性，故C正确；D．已知C-H键的键能为413.4kJ⋅mol-1，断键吸收能量，则解离1molCH4分子中C-H，吸收的热量为4×413.4kJ，故D错误；故选：D。19．（2021·宁夏·石嘴山市第三中学高二期中）按要求完成(1)已知CO、是N2的等电子体，写出CO、的电子式___________，___________(2)按键的极性强弱排序F—F、F—H、F—O___________(3)键角比较：①CH、CH___________，②CO2、SO2、H2O___________。【答案】(1)

(2)F-H>F-O>F-F(3)

CH>CH

CO2>SO2>H2O【解析】(1)CO、C是N2的等电子体，其电子式与氮气分子相似，则CO、C的电子式分别为、；(2)非金属元素的原子之间形成共价键时，两种元素的电负性相差越大，两个原子对电子的吸引力相差越大，则形成共价键的极性越强，“F-F、F-H、F-O"中两个原子电负性相差大小顺序是：F-H>F-O>F-F，所以键的极性强弱顺序是F-H>F-O>F-F；(3)①由于CH没有孤电子对，CH有一对孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用，故键角CH大于CH；②CO2是直线形分子，键角是180º，SO2空间结构是V型，键角约是120º，水也是V型，但是键角是104.5º，因为两者杂化类型不一样，SO2是sp2杂化，H2O是sp3杂化，有两个孤电子对，所以CO2>SO2>H2O；20．（2021·宁夏·石嘴山市第三中学高二期中）按要求写出下列分子或离子的一种等电子体(1)与CCl4互为等电子体的一种阴离子___________(2)与互为等电子体的一种分子___________【答案】(1)、、(2)BF3、SO3【解析】(1)等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或原子团，与CCl4互为等电子体的阴离子有、、等；(2)等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或原子团，与CCl4互为等电子体的阴离子有BF3、SO3等。21．（2022·宁夏六盘山高级中学高二阶段练习）下表是一些常见共价键的键能，其中键百位数被污渍遮住了，请回答下列问题：共价键键能/43639167565498(1)键键能为_______，根据表中数据计算，电解水，需要吸收_______kJ能量。(2)键极性比键极性_______(强/弱)，键键长比键键长_______(长/短)。(3)中的键键角比中的_______(大/小)，原因是_______。【答案】(1)

467

249(2)

弱

长(3)

小

H2O分子中孤对电子对成键电子对的排斥作用大于H3O+中孤对电子对成键电子对的排斥作用【解析】(1)原子半径：N>O>F，原子半径越小，键长越短，键能越大，所以O-H键的键能应介于N-H键和F-H键之间，N-H键键能为391kJ/mol，F-H键的键能为565kJ/mol，因此O-H键的键能为467kJ/mol；电解水的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，根据表中数据计算，电解1molH2O，需要吸收的能量为：(4672-463-0.5498)kJ=249kJ。(2)氧的电负性小于氟，所以O-H键极性比F-H键极性弱；氧的原子半径比氟大，原子半径越小，键长越短，则O-H键的键长比F-H键的键长长。(3)H2O中氧原子的价电子对数为2+(6-21)=4，有2对孤对电子，H3O+中氧原子的价电子对数为3+(6-1-31)=4，有1对孤对电子，H2O分子中孤对电子对成键电子对的排斥作用大于H3O+中孤对电子对成键电子对的排斥作用，所以H2O中H-O-H键的键角比H3O+中的小。22．（2022·四川省绵阳第一中学高二阶段练习）化学键的键能是指气态基态原子间形成化学键时释放的最低能量。如：，即键的键能为，也可以理解为破坏键需要吸收的热量。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。下表是一些键能数据(单位：)：H-HS-SC-ClC-OCl-ClH-SC-IH-OH-ClC-FH-F键能436255330351243339218463432427568阅读上述信息，回答下列问题：(1)根据表中数据判断的稳定性(填“大于”或“小于”)的稳定性_______。试预测键的键能范围：_______键键能<_______(2)结合表中数据和热化学方程式，该反应是_______反应(填“放热”或者“吸热”)则热化学方程式中的值为_______。(3)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牢固(即键能越大)_______(填“能”或“不能”)。【答案】(1)

小于

(2)

放热

-185(3)能【解析】（1）化学键键能越强，断开化学键所要吸收的能量越大，该化合物稳定性越高，由表中数据可得CCl4稳定性弱于CF4。原子半径越小，生成的共价键键能越大，卤族元素F