高中化学选择性必修2（人教版2019） 第二章 第一节第二课时　键参数——键能、键长与键角 课件

 [课 时 分 层 作 业(六)]

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1．在下列的比较中错误的是(　　 )

A．强度：σ键>π键

B．键角：H2O<CO2

C．键长：H—F>F—F

D．键能：C—C>C—Si

C　[π键比σ键重叠程度小，形成的共价键不稳定，故强度：σ键>π键，A正确；H2O为V形结构，CO2为直线形结构，则分子中的键角： H2O<CO2，B正确；H原子半径小于F原子，半径越小，键长越小，故H—F<F—F，C错误；原子半径越小，共价键键能越大，原子半径：C<Si，则共价键的键能：C—C>C—Si，D正确。]

2．三氯化磷分子的空间结构是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间结构理由的叙述，正确的是(　　 )

A．PCl3分子中P—Cl三个共价键的键长、键角都相等

B．PCl3分子中P—Cl三个共价键键能、键角均相等

C．PCl3分子中的P—Cl键属于极性共价键

D．PCl3分子中P—Cl键的三个键角都是100.1°，键长相等

D　[PCl3中的共价键键长、键能和键角相等，为极性键，但与分子是三角锥形，还是平面三角形无关，A、B、C错误；PCl3分子是由P—Cl结构类似于NH3，其键角为100.1°，说明是三角锥形分子，D正确。]

3．根据键能数据(H—Cl 431 kJ·mol－1，H—I 297 kJ·mol－1)，可得出的结论是(　　)

A．溶于水时，HI比HCl更容易电离，所以氢碘酸是强酸

B．HI比HCl的熔、沸点高

C．HI比HCl稳定

D．断裂等物质的量的HI和HCl中的化学键，HI消耗的能量多

A　[键能越小越容易发生电离，H—Cl 的键能大于H—I，所以HI分子比HCl更容易电离，氢碘酸是强酸，故A正确；由分子构成的物质，熔、沸点与化学键强弱无关，故B错误；化学键的键能越大，化学键越稳定，越不易发生电离、不易发生分解反应，H—Cl的键能大于H—I，说明HCl的稳定性大于HI，故C错误；键能越大，拆开相同物质的量的化学键时消耗能量越多，拆开相同物质的量的HI分子比HCl消耗的能量小，故D错误。]

4．NH3、NF3、NCl3等分子中心原子相同，如果周围原子电负性大者则键角小。NH3、NF3、NCl3三种分子中，键角大小的顺序正确的是(　　 )

A．NH3>NF3>NCl3

B．NCl3>NF3>NH3

C．NH3>NCl3>NF3

D．NF3>NCl3>NH3

C　[因电负性：F>Cl>H，故键角大小为NH3>NCl3>NF3。故选C。]

5．下表为元素周期表前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(　　 )

A．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—H

D．键长X—H<W—H，键能X—H<W—H

B　[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。磷元素形成的白磷单质中存在非极性键，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，键长越短，键能越大，故键能W—H<X—H，D错误。]

6．依据键能数据判断下列分子跟H2反应能力最强的是(　　 )

A．O2　　　　　　　　　 B．N2

C．F2     D．Br2

C　[键能越大，即形成化学键时放出能量越多，这个化学键越稳定，越不容易被打断，越不容易和其他物质反应；键能越小，化学键越容易被打断，越容易和其他物质反应，四种物质中键能最小的为F—F，所以和H2反应能力最强的为F2，C正确。]

7．意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人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键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量，根据以上信息和数据，判断下列说法正确的是(　　 )

A．N4属于一种新型的化合物

B．N4分子中存在非极性共价键

C．N4分子中N—N键角为109°28′

D．1 mol N4转变成N2将吸收1 882 kJ热量

B　[N4是由氮元素形成的一种单质，A项错误；氮元素为活泼非金属元素，氮原子之间形成的是非极性共价键，B项正确；N4是正四面体结构，键角为60°，C项错误；已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量，则1 mol N4转变成N2将放出1 882 kJ热量，D项错误。]

8.臭氧能吸收有害的紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图所示，呈V形，两个O—O键的夹角为116.5°。三个原子以一个氧原子为中心，与另外两个氧原子分别构成非极性共价键；中间氧原子提供2个电子，旁边两个氧原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键(虚线内部)——三个氧原子均等地享有这4个电子。请回答下列问题：

(1)题中非极性共价键是______键，特殊的化学键是______键。

(2)臭氧与氧气的关系是__________。

(3)分子中某原子有一对或几对没有跟其他原子共用的价电子叫孤电子对，那么O3分子有________个孤电子对。

解析　同种原子之间形成的共价键是非极性键，特殊共价键是由中间氧原子提供的2个电子，和旁边两个氧原子各提供的1个电子，形成的一个三原子四电子的大π键。O2与O3是同素异形体。O3分子两端的原子各有2个孤电子对，中间的原子有1个孤电子对，共有5个孤电子对。

答案　(1)σ　大π　(2)同素异形体　(3)5

9．氢气分子的形成过程示意图如下，请据图回答下列问题：

氢气分子的形成过程示意图

(1)H—H键的键长为________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是____________________。

(2)下列说法正确的是________(填字母)。

A．一个氢气分子中含有一个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．一个氢气分子中含有一个极性共价键

(3)几种常见化学键的键能如下表所示：

请回答下列问题：

①试比较Si—Si键与Si—C键的键能大小：X kJ·mol－1________(填“>” “<”或“＝”)

226 kJ·mol－1。

②H2被喻为21世纪人类最理想的燃料，而更有科学家提出硅是“21世纪的能源” “未来的石油”等观点。试计算1 kg 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1 mol Si中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含4 mol Si—O键)。

解析　(1)可以直接从题图中有关数据读出H—H键的键长为0.074 nm；由题图可以看出体系能量由高到低的顺序是①>⑤>②>③>④。

(2)一个氢气分子中含有一个σ键，A项错误；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，B项正确；④已经达到稳定状态，由题图可以看出⑤的能量比④高，C项正确；一个氢气分子中含有一个非极性共价键，D项错误。

(3)①Si—Si键的键长比Si—C键的键长大，键能小。②由题图可知H—H键的键能为436 kJ·

mol－1，由H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，1 mol H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为462.8 kJ·

mol－1×2 mol－436 kJ·mol－1×1 mol－497.3 kJ·mol－1× mol＝240.95 kJ，则1 kg H2燃烧生成水蒸气放出×240.95 kJ·mol－1＝120 475 kJ；由Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)，1 mol硅完全燃烧放出的热量约为368 kJ·mol－1×4 mol－497.3 kJ·mol－1×1 mol－226 kJ·mol－1×

2 mol＝522.7 kJ。

答案　(1)0.074 nm　①>⑤>②>③>④

(2)BC　(3)①>　②120 475 kJ　522.7 kJ

10．据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60，已知N60分子中每个氮原子均与三个N原子结合形成三个N—N键，最外层达到8电子稳定结构。已知N—N键的键能为159 kJ·mol－1，请回答下列问题：

(1)根据上述信息推测N60的结构特点：

________________________________________________________________________。

(2)1 mol N60分解生成N2时________(填“吸收”或“放出”)的热量是________kJ·mol－1。(已知NN键能为946 kJ·mol－1)

(3)根据(2)列举N60的用途：___________________________________________________。

解析　(1)N60分子中化学键全部为N—N键，1个分子中有60×＝90个N—N键，即由90个N—N键构成一个N60分子。

(2)ΔH＝90×159 kJ·mol－1－30×946 kJ·mol－1＝－14 070 kJ·mol－1。

(3)由于N60分解生成N2时放出大量的热，故可制作炸药。

答案　(1)分子中全部为N—N键，由90个N—N键构成一个N60分子

(2)放出　14 070

(3)N60可制作炸药

11．二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点－80 ℃，沸点137.1 ℃，对于二氯化二硫的叙述正确的是(　　 )

A.二氯化二硫的电子式为SS

B．分子中既有极性键又有非极性键

C．分子中S—Cl键长大于S—S键的键长

D．分子中S—Cl键能小于S—S键的键能

B　[S2Cl2分子中S原子之间形成1对共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1对共用电子对，结合分子结构可知S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl，电子式为，A错误；S2Cl2中Cl—S属于极性键，S—S键属于非极性键，B正确；同周期从左往右半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，键长越短键能越大，所以分子中S—Cl键长小于S—S键的键长，S—Cl键能大于S—S键的键能，C、D错误。]

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：

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．成键的电子数越多，键能越大

B．键长越长，键能越大

C．成键所用的电子数越多，键能越大

D．成键时电子对越偏移，键能越大

C　[共用一对共用电子对形成一个共价键，所以成键电子数越多，共价键数越多，但键能不一定大，A错误；键长越长，说明轨道的重合程度越小，越容易断裂，键能越小，B错误；成键电子数越多，键能越大，C正确；电子对越偏移说明极性越大，和键能没有必然关系，D错误。]

13．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能可以看作是形成化学键时释放的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)数据：P—P：198　P—O：360　O===O：498，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应热ΔH为(　　 )

A.－1 638 kJ·mol－1

B．＋1 638 kJ·mol－1

C．－126 kJ·mol－1

D．＋126 kJ·mol－1

A　[反应的热效应是断裂1 mol P4和3 mol O2分子中共价键吸收的能量和形成1 mol P4O6分子中共价键放出能量的总和。由各物质的分子结构知1 mol P4中含6 mol P—P键，3 mol O2含3 mol O===O键，化学反应的反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(198 kJ·

mol－1×6＋498 kJ·mol－1×3)－360 kJ·mol－1×12＝－1 638 kJ·mol－1。]

14．下表是一些键能数据(kJ·mol－1)：

请回答下列问题：

(1)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固(即键能越大)______(填“是”或“否”)。

②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固______(填“是”或“否”)。能否从数据中找出一些规律，请写出一条：____________________________________________________；

试预测C—Br键的键能范围：________<C—Br键能<______________。

(2)由热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ·mol－1并结合上表数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物和生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是________________________________________， 由热化学方程式2H2(g)＋S2(s)===2H2S(g)　ΔH＝－224.5 kJ·mol－1和表中数值可计算出1 mol S2(s)气化时将________(填“吸收”或“放出”)__________kJ的热量。

(3)卤代烃RX在同样条件下发生碱性水解反应时，RF、RCl、RBr、RI(R相同)的反应活性由大到小的顺序是____________。

答案　(1)①否　②否　同主族元素与相同原子结合形成的共价键，原子半径越小，共价键越牢固　218 kJ·mol－1

330 kJ·mol－1

(2)化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差　吸收　4.5　(3)RI>RBr>RCl>RF