2019高中化学第二章分子结构与性质2.1.2共价键的键参数与等电子体精练新人教版选修3

2019高中化学第二章分子结构与性质2.1.2共价键的键参数与等电子体精练新人教版选修3

共价键的键参数与等电子体一、A组　定向巩固定向巩固一、共价键的参数1.能说明BF3分子的4个原子在同一平面的理由是(　　)A.B—F键之间夹角为120°B.B—F键为非极性共价键C.3个B—F键的键能相同D.3个B—F键的键长相等解析:BF3分子中键角均为120°时,BF3分子中的4个原子共面且构成平面三角形。答案:A2.下列说法正确的是(　　)A.键角决定了分子的结构B.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定C.CH4、CCl4中键长相等,键角不同D.CC键的键能是C—C键的键能的两倍解析:分子结构是由键角和键长共同决定的,A项错误;CH4、CCl4分子均为正四面体形,它们的键角相同,键长不等,C错误;CC中的双键由一个σ键和一个π键构成,通常而言σ键键能大于π键键能,因此CC键的键能应小于C—C键键能的两倍,D错误。答案:B3.下列说法中正确的是(　　)A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定B.双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定D.在双键中,σ键的键能要小于π键的键能解析:在双原子分子中没有键角,故C错;键能越大,键长越短时,分子越稳定,故A对,B错;D中,σ键的重叠程度要大于π键,故σ键的键能要大于π键。答案:A4.下列说法中正确的是(　　)A.分子中键能越大,键长越短,则分子越稳定B.只有非金属原子之间才能形成共价键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462.8kJ·mol-1,即18g水分解生成H2和O2时,放出能量为(2×462.8)kJn解析:在分子中键能越大,键长越短,分子越稳定,所以A项正确。B项AlCl3中含有共价键。C项中水分子的两个O—H键的键角小于180°。H—O键的键能是破坏1molH—O键所吸收的能量,在一个H2O分子中有两个H—O键,故应吸收能量2×462.8kJ。而当H、O形成H2和O2,在成键时需放出能量,故应根据公式“ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能”计算,D项错误。答案:A定向巩固二、等电子原理5.根据等电子原理:由短周期元素原子构成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,可互称为等电子体,它们具有相似的结构特征。以下各组微粒结构不相似的是(　　)A.CO和N2B.O3和NO2-C.CO2和N2OD.N2H4和C2H4解析:N2H4和C2H4原子数相同,价电子总数分别为14、12,二者不是等电子体,故结构不相似。答案:D6.导学号26054060下列微粒属于等电子体的是(　　)A.12CO2和14COB.H2O和NH3C.NO+和CN-D.NO和CO解析:根据等电子体的条件:原子总数相同、最外层电子数之和相等判断,NO+和CN-属于等电子体。答案:C7.科学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构,例如CH4与NH4+有相同的电子数和立体构型。依此原理在下表空格中填出相应的化学式:①　　　　　　;②　　　　　;③　　　　　。 CH4①CO32-③NH4+N2H62+②N2解析:根据等电子原理,和N2H62+是等电子体的是C2H6,和CO32-是等电子体的是NO3-,和N2是等电子体的是CO。答案:①C2H6　②NO3-　③CO二、B组　综合提升1.参考下表化学键的键能与键长数据,判断下列分子中,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.HFn解析:从键能的角度分析,四种氢化物稳定性由强到弱的顺序为HF、H2O、CH4、NH3;从键长的角度分析,四种氢化物稳定性由强到弱的顺序为HF、H2O、NH3、CH4;综合两方面因素最稳定的是HF。答案:D2.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(　　)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与CO中均含有一个σ键和两个π键,所以二者都含有三键,A项正确;N2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中的一个π键是氧原子单方面提供电子对形成的,B项正确;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项正确,D项错误。答案:D3.导学号26054061从实验测得不同物质中氧氧键之间的键长和键能数据如下表,其中X、Y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律是(　　)O22-O2-O2O2+键长/10-12m149128121112键能/(kJ·mol-1)XYZ=497.3W=628A.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.成键时电子对越偏移,键能越大解析:观察表中数据发现,O2与O2+的键能大者键长短,同理,O22-中O—O键键长比O2-中的长,所以键能要小。按键长由短而长的顺序应为:O2+Z>Y>X。答案:B4.根据氢气分子的形成过程示意图,回答问题。n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)下列说法中正确的是　　　　。 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。化学键Si—OH—OSi—SiSi—C键能(kJ·mol-1)368462.8497.3226X请回答下列问题。①试比较Si—Si键与Si—C键的键能大小(填“>”“<”或“=”):XkJ·mol-1　　　　226kJ·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”的观点。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2molSi—Si键,1molSiO2中含4molSi—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0.074nm;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,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键的长,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1000g÷2g·mol-1×(462.8kJ·mol-1×2-436kJ·mol-1-497.3kJ·mol-1×12)=120475kJ;每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为368kJ·mol-1×4mol-497.3kJ·mol-1×1mol-226kJ·mol-1×2mol=522.7kJ。答案:(1)0.074nm　①>⑤>②>③>④(2)BC(3)①>　②120475kJ　522.7kJ