化学人教版选修3课时作业2-1-2共价键的键参数等电子原理

课时作业6共价键的键参数等电子原理时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．下列叙述正确的是(B)A．F2、Cl2、Br2、I2的热稳定性依次增强B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C．键能：C—C<Si—SiD．CO2是角形分子，H2O是直线形分子解析：F2、Cl2、Br2、I2中所含共价键的键长越来越长，键能越来越小，故稳定性依次减弱，A项错误；热稳定性是指物质受热分解的难易程度，HX分解时要破坏H—X键，由HF到HI，其键能依次减小，故其稳定性依次减弱，B项正确；由于碳碳键的键长小于硅硅键的键长，因此碳碳键的键能大于硅硅键的键能，C项错误；键角决定分子的形状，CO2的键角是180°，是一种直线形分子，H2O的键角是105°，是一种角形分子，D项错误。2．下列叙述中正确的是(A)A．两个原子间形成的共价键键能越大，键长越短，键越牢固B．两个原子半径之和就是所形成的共价键键长C．两个原子间键长越长，键越牢固D．键的强度与键长无关解析：B项错误：两个成键原子的原子核间的平均间距叫键长。C项错误：键长越短，键越牢固。D项：键的强度与键长有关。3．氰气的分子式为(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)A．分子中原子的最外层均满足8电子结构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．不能和氢氧化钠溶液发生反应解析：(CN)2分子中每个C、N原子分别形成4个键、3个键，原子的最外层均满足8电子结构，且含有3个σ键，4个π键。成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C，故N≡C键比C—C键的键长短；由(CN)2与卤素性质相似，卤素能和NaOH溶液反应，知(CN)2也可以和NaOH溶液反应，所以D错误。4．已知一定条件下断裂或生成某些化学键的能量关系如下表：断裂或生成的化学键能量数据断裂1molH2分子中的化学键吸收能量436kJ断裂1molCl2分子中的化学键吸收能量243kJ形成1molHCl分子中的化学键释放能量431kJ对于反应：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，下列说法正确的是(C)A．该反应的反应热ΔH>0B．生成1molHCl时反应放热431kJC．氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固D．相同条件下，氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量解析：A项错误：ΔH＝(436＋243－2×431)kJ<0；B项错误：生成1molHCl放热：eq\f(862－679,2)kJ＝91.5kJ；C项正确：H—H键键能>Cl—Cl键键能，键能越大，分子越稳定。5．下列说法中不正确的是(C)A．键长和键角决定分子的空间结构B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键D．键长和键能决定分子的稳定性解析：稀有气体为单原子分子，不存在化学键。6．已知氢分子的键能为436kJ·mol－1，氧分子的键能为497.3kJ·mol－1，氯分子的键能为242.7kJ·mol－1，氮分子的键能为946kJ·mol－1，则下列叙述正确的是(D)A．N—N键的键能为eq\f(1,3)×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－1B．氮分子中的共价键比氢分子中共价键的键长短C．氧分子中氧原子是以共价单键结合的D．氮分子比氯分子稳定解析：N≡N键由一个σ键和两个π键构成，N—N键为σ键，比π键牢固，键能大于π键，所以A项不正确；N≡N键的键能比H—H键的键能大，但由于氢原子的原子半径小，所以N≡N键的键长大于H—H键的键长，B项不正确；O2分子中氧原子间以双键结合，C项不正确；键能越大，分子越稳定，D项正确。7．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是(D)A．N2分子与CO分子中都含有三键B．CO分子与N2分子中的π键并不完全相同C．N2与CO互为等电子体D．N2与CO的化学性质相同解析：从题图可以看出，N2分子与CO分子中均含有一个σ键和两个π键，所以二者都含有三键，A正确；N2分子中的两个π键是由每个氮原子各提供两个p轨道以“肩并肩”的方式形成的，而CO分子中的一个π键是氧原子单方面提供电子对形成的，B正确；N2与CO的原子总数和价电子总数均相同，为等电子体，性质相似，但并不完全相同，C正确，D错误。8．下列分子中，最难分裂成原子的是(A)A．HF B．HClC．HBr D．HI解析：本题考查键长对键能大小的影响。一般来说，原子半径越小，其原子形成的共价键越短，键能越大，就越难断键。原子半径：F<Cl<Br<I，所以键长：HF<HCl<HBr<HI，键能：E(H—F)>E(H—Cl)>E(H—Br)>E(H—I)，即HF最难分裂成氟原子和氢原子。9．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是(B)A．CH4和NHeq\o\al(＋,4)是等电子体，键角均为60°B．NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2－,3)是等电子体，均为平面正三角形结构C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道解析：甲烷是正四面体形结构，键角是109°28′，A错；NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2－,3)是等电子体，均为平面正三角形结构，B对；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，C错；苯的结构中存在“肩并肩”式的重叠轨道，故B3N3H6分子中也存在，D错。10．下列说法正确的是(B)A．分子中化学键键能越大，键长越长，则分子越稳定B．元素周期表中第ⅠA族和第ⅦA族元素原子间可能形成共价键C．水分子的结构式可表示为H—O—H，分子中键角为180°D．H—O键的键能为463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时吸收的能量为2×463解析：A项，分子中化学键键能越大，键长越短，分子越稳定，错误；B项，元素周期表中第ⅠA族元素有金属元素和非金属元素，第ⅦA族元素是非金属元素，非金属元素与非金属元素原子间能形成共价键，正确；C项，水分子中键角为105°，错误；D项，ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，由于未给出H—H键和O=O键的键能，故无法求出反应吸收的能量，错误。11．已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436.0kJ的能量；②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收242.7kJ的能量；③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431.8kJ的能量。下列叙述正确的是(C)A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)B．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋184.9kJ/molC．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－184.9kJ/molD．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－184.9kJ/mol12．下列说法中正确的是(B)A．分子的结构是由键角决定的B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等D．H2O分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固解析：分子的结构是由键参数——键角、键长共同决定的，故A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X键的键长不相等，C项错误；H2O分子中的O—H键不如HF分子中的F—H键牢固，故D项也错。二、填空题(共52分)13．(15分)已知键能、键长部分数据如下表：(1)下列推断正确的是ACD(填字母，下同)。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。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一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强(3)在相同条件下，将乙烯、乙炔以同速率通入等体积同浓度的溴的四氯化碳溶液中，下列观察到的现象正确的是C。A．前者和后者同时褪色B．前者后褪色，后者先褪色C．前者先褪色，后者后褪色D．无法判断(4)在HX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)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；NH3、H2O均为分子晶体，影响其熔沸点的因素为分子间作用力，与共价键的键能、键长无关。因为H2O、NH3中均存在氢键，H2O中氢键强于NH3中氢键，所以H2O的沸点高于NH3。另外，可以从常温时H2O为液态，NH3为气态直接判断沸点H2O>NH3，C项正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D项正确。(2)由碳碳键的数据知A项正确；由O—O键、O=O键的键能知，B项错误；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项错误；由C—H、N—H的键能知，CH4的键能较大，而稳定性较弱，D项错误。(3)乙烯断裂一个π键，键能为(615－347.7)kJ·mol－1＝267.3kJ·mol－1，乙炔断裂2个π键总键能为(812－347.7)kJ·mol－1＝464.3kJ·mol－1，说明乙炔断裂两个π键难于乙烯断裂一个π键，C项正确。14．(11分)某些化学键的键能(kJ/mol)如下表所示：(1)共价键中H—H键的键能比Cl—Cl键的键能大，其原因是氢原子的半径比氯原子的半径小，故H—H键的键长比Cl—Cl键的键长短，H—H键的键能比Cl—Cl键的键能大。(2)1molH2在2molCl2中燃烧，放出热量184.9kJ。(3)在一定条件下，1molH2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是A。A．Cl2>Br2>I2B．I2>Br2>Cl2(4)预测1molH2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多(填“多”或“少”)。解析：(1)共价键中成键原子的半径越小，则共价键的键长越短，键能越大，形成的分子越稳定。(2)1molH2在2molCl2中燃烧，参与反应的H2和Cl2都是1mol，生成2molHCl。其反应热为：436.0kJ/mol×1mol＋242.7kJ/mol×1mol－431.8kJ/mol×2mol＝－184.9kJ。(3)由于键能ECl—Cl>EBr—Br>EI—I，故H2在Cl2中燃烧放出的热量最多，在I2中燃烧放出的热量最少。(4)因为原子半径F<Cl，可推测键能EF—F>ECl—Cl，故H2在F2中燃烧放出的热量较多。15．(16分)有A、B、C、D、E、F六种元素，已知：①它们位于三个不同的短周期，核电荷数依次增大。②E元素的电离能数据见下表(kJ·mol－1)：I1I2I3I4…496456269129540…③B与F同主族。④A、E分别都能与D按原子个数比11或21形成化合物。⑤B、C分别都能与D按原子个数比11或12形成化合物。(1)写出只含有A、B、D、E四种元素的两种无水盐的化学式：NaHCO3、CH3COONa。(2)B2A2分子中存在3个σ键，2(3)人们通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的反应热等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下表列出了上述部分元素形成的化学键的键能：化学键F—DF—FB—BF—BC=DD=D键能(kJ·mol－1)460176347.7347745497.3①下列四种物质的熔点由高到低的顺序为：a>c>d>b(用a、b、c、d表示)。a．F与B形成的化合物b．B与D形成的稳定化合物c．F的单质d．E与D形成的化合物②试计算1molF单质燃烧时的反应热ΔH＝－990.7_kJ/mol(已知1molF原子可以形成2molF—F键)。解析：由题意可知，E为碱金属，能与D形成原子个数比为11或21的化合物，说明D为O，E为Na，A为H。B、C都能与O形成原子个数比为11或12的化合物，则B为C，C为N。B与F同主族，则F为Si。(1)H、C、O、Na四种元素可形成NaHCO3或CH3COONa等盐。(2)一个C2H2分子中含有一个三键和两个单键，有3个σ键和2个π键。(3)①键能越大，形成的物质熔点越高。②反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和：ΔH＝2ESi—Si＋EO=O－4ESi—O＝2×176kJ·mol－1＋497.3kJ·mol－1－4×460kJ·mol－1＝－990.7kJ·mol－1。16．(10分)O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3的分子结构如右图所示，呈V形，两个键的夹角为116.5°，三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个共价键；中间O原子提供两个电子，旁边两个O原子各提供一个电子，构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这些电子。请回答：(1)臭氧与氧气互为同素异形体。(2)下列分子与O3分子的结构最相似的是C。A．H2O B．CO2C．SO2