课时精练08-共价键参数(解析版)

课时精练08共价键参数1．下列有关化学键知识的比较肯定错误的是()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．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＜π键【答案】D【解析】C、N原子间形成的化学键，三键键能最大，单键键能最小，A正确；原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl，B正确；H2O分子中键角是105°，CO2分子中键角是180°，C正确；相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大，D错误。2．参考下表中化学键的键能与键长数据，判断下列分子最稳定的是 ()化学键H—CH—NH—OH—F键能/(kJ·mol-1)413.4390.8462.8568键长/pm1091019692A．CH4B．NH3C．H2OD．HF【答案】D【解析】根据题表中各化学键的键能和键长数据综合分析可确定最稳定的是HF。3．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【答案】D【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。4．下列说法正确的是()A．键能越大，表示该分子越容易受热分解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．H—Cl键的键能为431.8kJ·mol－1，H—Br键的键能为366kJ·mol－1，这可以说明HCl比HBr分子稳定【答案】D【解析】键能越大，分子越稳定，A错，D正确；H—H键没有方向性，B错；形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，C错。5．下列事实不能用键能的大小来解释的是()A．氮元素的电负性较大，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．HF比H2O稳定【答案】B【解析】由于N2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，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：HF＞HCl＞HBr＞HI；由于H—F键的键能大于H—O键，所以稳定性：HF＞H2O。6．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是()A．键角是描述分子空间结构的重要参数B．因为H—O的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱C．H—F的键长是H—X中最长的D．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍【答案】A【解析】A项，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情况，因此键角是描述分子空间结构的重要参数，A正确；B项，O2分子内两个O原子形成2对共用电子对，结合力强，断裂吸收的能量高，而F2内的2个F原子形成1对共用电子对，结合力相对O2来说弱，断裂吸收的能量低，因此与H2反应F2更容易发生反应，而O2相对来说弱，即F2比O2与H2反应的能力强，B错误；C项，F的原子半径是X中最短的、H—F的键长是H—X中最短的，C错误；D项，碳碳三键中只有1个碳碳单键是键、其余2个为π键，碳碳双键中只有1个碳碳单键是键、另一个为π键，π键键能小于键，则碳碳三键和碳碳双键的键能分别小于单键键能的3倍和2倍，D错误；故选A。7．关于键长、键能和键角，下列说法正确的是()A．C≡C键的键能等于C-C键键能的三倍B．N2的N≡N键非常牢固，不易断裂C．CN)2分子(结构式为N≡CC≡N)中NC键的键长大于CC键的键长D．白磷(P4)分子呈正四面体结构，其键角为109°28′【答案】B【解析】A项，碳碳三键中两个是π键，一个是σ键，碳碳单键是σ键，C≡C的键能小于C-C的键能的三倍，故A错误；B项，氮分子中的N≡N键的键能较大，使得N≡N键非常牢固，不易断裂，故B正确；C项，同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其形成的共价键的键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中C≡N键长小于C≡C键长，而C≡C键长又小于CC键的键长，因此N≡C键的键长小于CC键的键长，故C错误；D项，白磷的分子的结构为，白磷分子呈正四面体，键角60°，故D错误；故选B。8．已知X—X、Y—Y、Z—Z键的键长分别为198pm、74pm、154pm，则它们单质分子的稳定性是()A．X2>Y2>Z2B．Z2>Y2>X2C．Y2>X2>Z2 D．Y2>Z2>X2【答案】D【解析】共价键的键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子也越稳定，而三种单质的键长由小到大的顺序为：Y—Y<Z—Z<X—X，故三种单质分子的稳定性为Y2>Z2>X2。9．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是()A．分子中既有极性键，又有非极性键B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长C．分子中含有2个σ键和4个π键D．不和氢氧化钠溶液发生反应【答案】A【解析】分子中N≡C键是极性键，C—C键是非极性键；成键原子半径越小，键长越短，N原子半径小于C原子半径，故N≡C键比C—C键的键长短；(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键；由于氰气与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应。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．乙烯分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同B．乙炔分子中π键重叠程度比σ键小，易发生加成反应C．氮分子中的N≡N键非常牢固，不易发生加成反应D．氮气和乙炔都易在空气中点燃燃烧【答案】D【解析】由题意知，N≡N键键能大于N—N键键能的三倍，N==N键键能大于N—N键键能的两倍；而C≡C键键能小于C—C键键能的三倍，C==C键键能小于C—C键键能的两倍。由键能知，乙炔分子和乙烯分子中的π键不牢固，易发生加成反应，也易发生氧化反应；而氮分子中的N≡N键非常牢固，化学性质稳定，不易发生加成反应及氧化反应，B、C正确，D错误。σ键的电子云形状呈轴对称，π键的电子云形状呈镜面对称，A正确。11．能够用键能的大小作为主要依据来解释的是()A．常温常压下氯气呈气态，而溴单质呈液态B．硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸C．稀有气体一般难发生化学反应D．空气中氮气的化学性质比氧气稳定【答案】D【解析】共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构；氮气比氧气稳定，是由于N2分子中共价键的键能(946kJ·mol－1)比O2分子中共价键的键能(497.3kJ·mol－1)大，在化学反应中更难断裂。12．从实验测得不同物质中氧—氧之间的键长和键能的数据如下表：O—O键数据Oeq\o\al(2－,2)Oeq\o\al(－,2)O2Oeq\o\al(＋,2)键长/10－12m149128121112键能/kJ·mol－1xyz＝494w＝628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。该规律性是()A．成键时电子数越多，键能越大B．键长越短，键能越大C．成键所用的电子数越少，键能越小D．成键时电子对越偏移，键能越大【答案】B【解析】观察表中数据发现，O2与Oeq\o\al(＋,2)的键能大者键长短，据此可得Oeq\o\al(2－,2)中O—O键的键长比Oeq\o\al(－,2)中的长，所以键能要小。按键长由短到长的顺序为(O—O键)Oeq\o\al(＋,2)<O2<Oeq\o\al(－,2)<Oeq\o\al(2－,2)，键能则应为w>z>y>x。13．六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，性质稳定，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起强温室效应，下列有关六氟化硫的推测正确的是()A．六氟化硫中各原子均为8电子稳定结构B．六氟化硫易燃烧生成二氧化硫C．六氟化硫分子中含极性键、非极性键D．S—F键是σ键，且键长、键能都相等【答案】D【解析】根据题图可知，每个F原子和1个S原子形成1对共用电子对，每个S原子和6个F原子形成6对共用电子对，所以F原子都达到8电子稳定结构，但S原子最外层达到12电子，A错误；六氟化硫中F为－1价，S为＋6价，S元素不能再失去电子，所以不能被氧化，故六氟化硫不易燃烧生成二氧化硫，B错误；同种原子间形成非极性键，不同种原子间形成极性键，六氟化硫分子中的S—F键均为极性键，不含非极性键，C错误；六氟化硫分子中的S—F键都是σ键，为正八面体结构，所以键长、键能都相等，D正确。14．N2的分子结构可以表示为，CO的分子结构可以表示为，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分子中都含有三键B．N2分子与CO分子中的π键并不完全相同C．N2与CO键能不同D．N2与CO的化学性质相同【答案】D【解析】从题图可以看出，N2分子与CO分子中均含有1个σ键和2个π键，所以二者都含有三键，A项正确。N2分子中的2个π键是由每个N原子各提供2个p电子以“肩并肩”的方式重叠形成的，而CO分子中的2个π键，其中1个π键，成键电子完全由氧原子提供，B项正确。由不同元素形成的三键，键能不同，C项正确、D项错误。15．已知：P4(g)＋6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1。下列叙述正确的是()A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl—Cl键的键能为eq\f(b－a＋5.6c,4)kJ·mol－1D．P—P键的键能为eq\f(5a－3b＋12c,8)kJ·mol－1【答案】C【解析】由已知两个反应可得：Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(g)ΔH＝eq\f(b－a,4)kJ·mol－1，无法求Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(s)的反应热；设Cl—Cl键的键能为x，则：x＋3×1.2c－5c＝eq\f(b－a,4)，x＝eq\f(b－a＋5.6c,4)kJ·mol－1，C正确；设P—P键的键能为y，P4为正四面体形结构，共有6个P—P键，由第1个反应得6y＋eq\f(b－a＋5.6c,4)×6－4×3×1.2c＝a，y＝eq\f(5a－3b＋12c,12)kJ·mol－1；P—P键的键长大于P—Cl键，故P—P键的键能小于P—Cl键。16．已知P的价层电子排布式为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，下列判断正确的是()A．磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3B．PCl3分子中的P—Cl键含有π键C．PCl5分子中的P—Cl键都是π键D．磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷【答案】D【解析】PCl3的电子式为，P—Cl键都是σ键。一个PCl5分子中有5个P—Clσ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷，D项符合题意。17．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C-C≡N，其性质与卤素气体单质相似，氰气可用于有机合成、制农药，也可用作消毒、杀虫的熏蒸剂等。下列叙述正确的是 ()A．在所有气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键B．氰气分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长C．1个氰气分子中含有3个σ键和4个π键D．(CN)2不能与氢氧化钠溶液发生反应【答案】C【解析】稀有气体为单原子分子，不存在化学键，A错误；成键原子半径越小，键长越短，氮原子半径小于碳原子半径，故N≡C键比C—C键的键长短，B错误；1个(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键，C正确；由于(CN)2与卤素单质性质相似，故(CN)2可以和氢氧化钠溶液反应，D错误。18．据李时珍《本草纲目》记载：“柳叶煎之，可疗心腹内血、止痛，治疥疮”，利用现代有机提纯技术，人们从自然界的柳叶中提纯出了一种重要的化学物质水杨酸(结构如图)，并用它来合成止痛药阿司匹林。下列对水杨酸的结构分析不正确的是 ()A．水杨酸分子中的碳氧键有两种不同的键长B．水杨酸分子中苯环上碳碳键的键能是环外碳碳键键能的两倍C．水杨酸分子中的C原子一定位于同一个平面上D．水杨酸分子中的∠CCC比∠COH键角大【答案】B【解析】水杨酸分子中的碳氧键有单键和双键两种，键长不同，A项正确；水杨酸分子中苯环上的碳碳键介于单键和双键之间，键能比碳碳单键的两倍小，B项错误；根据水杨酸的结构可知水杨酸分子中的C原子均在同一平面上，C项正确；水杨酸分子中的∠CCC约为120℃，∠COH与水分子中∠HOH类似，接近109.5°，D项正确。19．如图为元素周期表前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 ()XWYRZA．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<Y—H，键的极性Y—H>W—HD．键长X—H<W—H，键能X—H<W—H【答案】B【解析】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。白磷分子中存在非极性键，但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>Y—H，电负性W<Y，元素电负性越大，对键合电子吸引力越大，与H元素形成的化学键极性越大，故键的极性Y—H>W—H，C错误；原子半径W>X，故键长W—H>X—H，一般键长越短，键能越大，故键能W—H<X—H，D错误。13．碳和硅的有关化学键键能如下表所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能/(kJ·mol－1)356413336226318452(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烃多，原因是______________________________。(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_______________________________。【答案】(1)依据图表中键能数据分析，C—C键、C—H键键能大，难断裂；Si—Si键、Si—H键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成(2)SiH4稳定性小于CH4，更易生成氧化物，是因为C—H键键能大于C—O键的，C—H键比C—O键稳定。Si—H键键能远小于Si—O键的，不稳定，倾向于形成稳定性更强的Si—O键【解析】(1)C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成；(2)C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。20．化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。如H(g)+I(g)→H-I(g)放出297kJ的能量，即H-I键的键能为297kJ·mol-1，也可以理解为破坏1molH-I键需要吸收297kJ的热量。下表是一些键能的数据(单位：kJ·mol-1)。共价键键能共价键键能共价键键能共价键键能H-H436Cl-Cl243H-Cl431H-O467S=S255H-S339C-F427C-O358C-Cl330C-I218H-F565N≡N945回答下列问题：(1)一个化学反应的反应热(设反应物、生成物均为气态)与反应物和生成物中的键能之间有密切的关系。由表中数据计算下列热化学方程式中的热效应：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

ΔH=_______。(2)根据表中数据判断CCl4的稳定性_______(填“大于”或“小于”)CF4的稳定性。(3)试预测C-Br键的键能范围(填具体数值)：_______<C-Br键的键能<_______。【答案】(1)-183kJ/mol(2)小于(3)218kJ/mol

330kJ/mol【解析】(1)根据键能的定义，破坏1molH2(g)、1molCl2(g)中的共价键分别需要消耗的能量为436kJ、243kJ，而形成2molHCl(g)中的共价键放出的能量为2×431kJ，总的结果是放出183kJ的能量，故ΔH=-183kJ·mol－1。(2)根据表中数据可知，C-Cl的键能为330kJ/mol，C-F的键能为427kJ/mol，根据键能的定义可知键能越大越温度，则CCl4的稳定性小于CF4的稳定性。(3)与相同原子结合时，同主族元素的原子半径越小，形成的共价键的键能越大，则C-I键的键能<C-Br键的键能<C-Cl键的键能，由表格数据可知，218kJ/mol<C-Br键的键能<330kJ/mol。21．Ⅰ.已知氢分子的形成过程示意图如图所示，请据图回答问题。(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。化学键Si—OH—OO=OSi—SiSi—C键能/(kJ·mol－1)452462.8497.3226X请回答下列问题：(1)试比较Si—Si键与Si—C键的键能大小：X________(填“＞”“＜”或“＝”)226kJ·mol－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1molSi中含有2molSi—Si键，1molSiO2中含有4molSi—O键)。【答案】Ⅰ.(1)74pm①⑤②③④(2)BCⅡ.(1)＞(2)120475kJ858.7kJ【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74pm；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436kJ·mol－1，每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为eq\f(1000g,2g·mol－1)×(462.8kJ·mol－1×2－436kJ·mol－1－497.3kJ·mol－1×eq\f(1,2))＝120475kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为452kJ·mol－1×4mol－497.3kJ·