2024-2025學年高中化學第2章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1節(jié)第2課時共價鍵的鍵參數(shù)與等電子體作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGE7-第2課時共價鍵的鍵參數(shù)與等電子體A級·基礎(chǔ)鞏固練一、選擇題1．下列說法正確的是(B)A．鍵角確定了分子的結(jié)構(gòu)B．共價鍵的鍵能越大，共價鍵越堅固，含有該鍵的分子越穩(wěn)定C．CH4、CCl4中鍵長相等，鍵角不同D．C=C鍵的鍵能是C—C鍵的鍵能的兩倍解析：分子結(jié)構(gòu)是由鍵角和鍵長共同確定的，A項錯誤；CH4、CCl4分子均為正四面體形，它們的鍵角相同，鍵長不等，C錯誤；C=C中的雙鍵由一個σ鍵和一個π鍵構(gòu)成，通常而言σ鍵鍵能大于π鍵鍵能，因此C=C鍵的鍵能應(yīng)小于C—C鍵鍵能的兩倍，D錯誤。2．依據(jù)等電子原理：由短周期元素原子構(gòu)成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，可互稱為等電子體，它們具有相像的結(jié)構(gòu)特征。以下各組微粒結(jié)構(gòu)不相像的是(D)A．CO和N2 B．O3和NOeq\o\al(－,2)C．CO2和N2O D．N2H4和C2H4解析：N2H4和C2H4原子數(shù)相同，價電子總數(shù)分別為14、12，二者不是等電子體，故結(jié)構(gòu)不相像。3．下列微粒屬于等電子體的是(C)A．12CO2和14CO B．H2O和NH3C．NO＋和CN－ D．NO和CO解析：依據(jù)等電子體的條件：原子總數(shù)相同、最外層電子數(shù)之和相等推斷，NO＋和CN－屬于等電子體。4．下列說法中正確的是(C)A．乙烯中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷中碳碳單鍵的鍵能的2倍B．N—O鍵的極性比C—O鍵的極性大C．氮氣分子中含有1個σ鍵和2個π鍵D．NHeq\o\al(＋,4)中4個N—H鍵的鍵能不同解析：在共價鍵的鍵能中，雙鍵鍵能不是單鍵鍵能的2倍，而是介于單鍵鍵能和2倍單鍵鍵能之間，A錯誤；氮和碳元素，氮元素非金屬性更強，N—O鍵的極性更小，B錯誤；NHeq\o\al(＋,4)中4個N—H鍵的鍵能相同，D錯誤；氮氣分子中含有三鍵，則必有1個σ鍵和2個π鍵，C正確。5．下列事實不能用鍵能的大小來說明的是(B)A．N元素的電負性較大，但N2的化學性質(zhì)很穩(wěn)定B．稀有氣體一般難發(fā)生反應(yīng)C．HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性漸漸減弱D．F2比O2更簡單與H2反應(yīng)解析：本題主要考查鍵參數(shù)的應(yīng)用。由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價鍵須要很大的能量，所以N2的化學性質(zhì)很穩(wěn)定；稀有氣體都為單原子分子，分子內(nèi)部沒有化學鍵；鹵族元素從F到I原子半徑漸漸增大，其氫化物中的化學鍵鍵長漸漸變長，鍵能漸漸變小，所以穩(wěn)定性漸漸減弱；由于H－F鍵的鍵能大于H—O鍵，所以二者相比較，更簡單生成HF。6．下列說法中正確的是(A)A．雙原子分子中化學鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定B．雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越穩(wěn)定C．雙原子分子中化學鍵鍵角越大，分子越穩(wěn)定D．在雙鍵中，σ鍵的鍵能要小于π鍵解析：在雙原子分子中沒有鍵角，C錯誤；當共價鍵鍵能越大、鍵長越短時，分子越穩(wěn)定，A正確，B錯誤；一般σ鍵的重疊程度要大于π鍵，σ鍵的鍵能大于π鍵，D錯誤。7．NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形，而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，說明該事實的充分理由是(C)A．NH3分子是極性分子B．分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，鍵角相等C．NH3分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于107°D．NH3分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于120°解析：A、B項說明事實的理由不充分；D項說明的NH3為平面三角形。8．下列說法正確的是(B)A．分子中化學鍵鍵能越大，鍵長越長，則分子越穩(wěn)定B．元素周期表中第ⅠA族和第ⅦA族元素原子間可能形成共價鍵C．水分子的結(jié)構(gòu)式可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°D．H—O鍵的鍵能為463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時汲取的能量為2×463kJ解析：A項，分子中化學鍵鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定，錯誤；B項，元素周期表中第ⅠA族元素有金屬元素和非金屬元素，第ⅦA族元素是非金屬元素，非金屬元素與非金屬元素原子間能形成共價鍵，正確；C項，水分子中鍵角為105°，錯誤；D項，ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能，由于未給出H—H鍵和O=O鍵的鍵能，故無法求出反應(yīng)汲取的能量，錯誤。9．下表為元素周期表前4周期的一部分，下列有關(guān)R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中，正確的是(B)A．W、R元素單質(zhì)分子內(nèi)都存在非極性鍵B．X、Z元素都能形成雙原子分子C．鍵長W—H<Y—H，鍵的極性Y—H>W—HD．鍵長X—H<W—H，鍵能X—H<W—H解析：由元素在周期表中的位置可知，X為N、W為P、Y為S、R為Ar、Z為Br。白磷單質(zhì)中存在非極性鍵，但稀有氣體分子為單原子分子，分子中沒有化學鍵，A錯誤；氮氣、溴單質(zhì)都是雙原子分子，B正確；原子半徑W>Y，故鍵長W—H>Y—H，電負性W<Y，元素電負性越大，對鍵合電子吸引力越大，與H元素形成的化學鍵極性越大，故鍵的極性Y—H>W—H，C錯誤；原子半徑W>X，故鍵長W—H>X—H，鍵長越短，鍵能越大，故鍵能W—H<X—H，D錯誤。10．已知：P4(g)＋6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四面體結(jié)構(gòu)，PCl5中P—Cl鍵的鍵能為ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1.2ckJ·mol－1。下列敘述正確的是(C)A．P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(s)的反應(yīng)熱ΔHC．Cl—Cl鍵的鍵能為eq\f(b－a＋5.6c,4)kJ·mol－1D．P—P鍵的鍵能為eq\f(5a－3b＋12c,8)kJ·mol－1解析：由已知兩個反應(yīng)可得：Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(g)ΔH＝eq\f(b－a,4)kJ·mol－1，無法求Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(s)的反應(yīng)熱；設(shè)Cl—Cl鍵的鍵能為x，則：x＋3×1.2c－5c＝eq\f(b－a,4)，x＝eq\f(b－a＋5.6c,4)kJ·mol－1，C正確；設(shè)P—P鍵的鍵能為y，P4為正四面體形結(jié)構(gòu)，共有6個P—P鍵，由第1個反應(yīng)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鍵的鍵長大于P—Cl鍵，故P—P鍵的鍵能小于P—Cl鍵。二、非選擇題11．科學家常用“等電子體”來預(yù)料不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，例如CH4與NHeq\o\al(＋,4)有相同的電子數(shù)和立體構(gòu)型。依此原理在下表空格中填出相應(yīng)的化學式：①__C2H6__；②__NOeq\o\al(－,3)__；③__CO__。CH4①COeq\o\al(2－,3)③NHeq\o\al(＋,4)N2Heq\o\al(2＋,6)②N2解析：依據(jù)等電子原理，和N2Heq\o\al(2＋,6)是等電子體的是C2H6，和COeq\o\al(2－,3)是等電子體的是NOeq\o\al(－,3)，和N2是等電子體的是CO。12．O3能汲取有害紫外線，愛護人類賴以生存的空間。O3分子的結(jié)構(gòu)如下圖所示，呈V形，鍵角116.5°。以一個氧原子為中心，與另外兩個氧原子分別構(gòu)成一個非極性共價鍵；中間氧原子供應(yīng)2個電子，旁邊兩個氧原子各供應(yīng)1個電子，構(gòu)成一個特別的化學鍵——3個氧原子均等地享有這4個電子。請回答：(1)題中非極性共價鍵是__σ__鍵，特別的化學鍵是__π__鍵。(填“σ”或“π”)(2)下列物質(zhì)的分子與O3分子的結(jié)構(gòu)最相像的是__C__。A．H2O B．CO2C．SO2 D．BeCl2(3)原子中沒有跟其他原子共用的電子對叫孤電子對，那么O3分子有__5__對孤電子對。(4)下列有關(guān)說法中正確的是__B、D__。A．臭氧和氧氣互為同素異形體，它們在水中的溶解度相近B．臭氧和氧氣的相互轉(zhuǎn)化能保持大氣中臭氧的含量基本穩(wěn)定C．臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣和氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧均需汲取能量D．向大氣中排放氟氯代烴能加快臭氧的分解解析：同種原子之間形成的共價鍵是非極性共價鍵，特別共價鍵是中間氧原子供應(yīng)兩個電子分別和另兩個氧原子各供應(yīng)的一個電子形成一個三原子四電子的大π鍵。等電子體的分子結(jié)構(gòu)相像，SO2與O3互為等電子體，所以分子結(jié)構(gòu)相像；O3分子的兩端原子各有兩對孤電子對，中間原子有一對孤電子對，共5對孤電子對；O2與O3互為同素異形體。B級·實力提升練一、選擇題1．參考下表化學鍵的鍵能與鍵長數(shù)據(jù)，推斷下列分子中，最穩(wěn)定的是(D)化學鍵H—CH—NH—OH—F鍵能/(kJ·mol－1)413.4390.8462.8568鍵長/pm1091019692A．CH4 B．NH3C．H2O D．HF解析：從鍵能的角度分析，四種氫化物穩(wěn)定性由強到弱的依次為HF、H2O、CH4、NH3；從鍵長的角度分析，四種氫化物穩(wěn)定性由強到弱的依次為HF、H2O、NH3、CH4；綜合兩方面因素最穩(wěn)定的是HF。2．氨分子、水分子、甲烷分子中共價鍵的鍵角分別為a、b、c，則a、b、c的大小關(guān)系為(D)A．a(chǎn)<b<c B．c<b<aC．b<c<a D．b<a<c解析：NH3、H2O、CH4分子中鍵角分別為107°、104.5°、109°28′。3．氰氣的分子式為(CN)2，結(jié)構(gòu)式為N≡C—C≡N，性質(zhì)與鹵素相像，下列敘述正確的是(A)A．分子中四原子共直線，是非極性分子B．N≡C鍵的鍵長大于C≡C鍵的鍵長C．分子中含有2個σ鍵和4個π鍵D．氰氣不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)解析：干脆連接三鍵兩端原子的原子與三鍵兩端的原子共線，正負電荷重心重合的分子為非極性分子，該反應(yīng)中全部原子共線，且該分子的正負電荷重心重合，為非極性分子，故A正確；同一周期元素中，原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，原子半徑越大其鍵長越長，碳原子半徑大于氮原子，所以氰分子中C≡N鍵長小于C≡C鍵長，故B錯誤；共價單鍵是σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵一個是π鍵，共價三鍵中一個是σ鍵兩個是π鍵，所以氰氣分子中含有3個σ鍵和4個π鍵，故C錯誤；依據(jù)鹵素性質(zhì)知，鹵素單質(zhì)能和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，則氰分子也能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，故D錯誤。4．從試驗測得不同物質(zhì)中氧—氧之間的鍵長和鍵能的數(shù)據(jù)如下表：O—O鍵數(shù)據(jù)Oeq\o\al(2－,2)Oeq\o\al(－,2)O2Oeq\o\al(＋,2)鍵長/10－12m149128121112鍵能/kJ·mol－1xyz＝494w＝628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可依據(jù)規(guī)律性推導鍵能的大小依次為w>z>y>x。該規(guī)律性是(B)A．成鍵時電子數(shù)越多，鍵能越大B．鍵長越短，鍵能越大C．成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越小D．成鍵時電子對越偏移，鍵能越大解析：視察表中數(shù)據(jù)發(fā)覺，O2與Oeq\o\al(＋,2)的鍵能大者鍵長短，據(jù)此可得Oeq\o\al(2－,2)中O—O鍵的鍵長比Oeq\o\al(－,2)中的長，所以鍵能要小。按鍵長由短到長的依次為(O—O鍵)Oeq\o\al(＋,2)<O2<Oeq\o\al(－,2)<Oeq\o\al(2－,2)，鍵能則應(yīng)為w>z>y>x。5．白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng)：P4＋5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵須要汲取的能量分別為：P—PakJ/mol、P—ObkJ/mol、P=OckJ/mol、O=OdkJ/mol。依據(jù)下圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH，其中正確的是(A)A．(6a＋5d－4c－12b)kJ/mol B．(4c＋12b－6a－5d)kJ/molC．(4c＋12b－4a－5d)kJ/mol D．(4a＋5d－4c－12b)kJ/mol解析：1molP4中有6molP—P鍵，完全斷裂須要汲取6akJ熱量，5molO2中有5molO=O鍵，完全斷裂須要汲取5dkJ熱量，1molP4O10中有4molP=O鍵和12molP—O鍵，形成P=O鍵和P—O鍵放出(4c＋12b)kJ熱量，故ΔH＝[6a＋5d－(4c＋12b)]kJ/mol。二、非選擇題6．(1)CHeq\o\al(＋,3)、—CH3、CHeq\o\al(－,3)都是重要的有機反應(yīng)中間體，它們的電子式分別是；其中CHeq\o\al(＋,3)中四個原子是共平面的，三個鍵角相等，則鍵角應(yīng)是__120°__。(2)疊氮化合物在化學工業(yè)上有重要應(yīng)用。Neq\o\al(－,3)叫做疊氮離子，請寫出3種由三個原子構(gòu)成的含有與Neq\o\al(－,3)的電子數(shù)相同的粒子的化學式__CO2__、__N2O__、__BeF2__。(3)N≡N鍵的鍵能為946kJ/mol，N—N鍵的鍵能為193kJ/mol，說明N2中的__π__鍵比__σ__鍵穩(wěn)定(填“σ”或“π”)(4)CaC2中Ceq\o\al(2－,2)與Oeq\o\al(2＋,2)互為等電子體，Oeq\o\al(2＋,2)的電子式可表示為____；1molOeq\o\al(2＋,2)中含有的π鍵數(shù)目為__2NA__。(5)PH3在常溫下是一種無色、劇毒、易自燃的氣體，分子結(jié)構(gòu)和NH3相像。在常溫下1體積的水能溶解0.26體積的PH3，PH3和鹵化氫(HX)作用生成相應(yīng)的化合物PH4X，PH4X在水溶液中完全水解(PHeq\o\al(＋,4)結(jié)構(gòu)類似于CH4)。PH3的分子結(jié)構(gòu)的形態(tài)是__三角錐形__；在PHeq\o\al(＋,4)中P－H鍵之間的夾角是__109°28′__。7．依據(jù)氫氣分子的形成過程示意圖，回答問題。(1)H—H鍵的鍵長為__0.074_nm__，①～⑤中，體系能量由高到低的依次是__①>⑤>②>③>④__。(2)下列說法中正確的是__BC__。A．一個氫氣分子中含有一個π鍵B．由①到④，電子在核間出現(xiàn)的概率增大C．由④到⑤，必需消耗外界的能量D．一個氫氣分子中含有一個極性共價鍵(3)幾種常見化學鍵的鍵能如下表?；瘜W鍵Si—OH—OO=OSi—SiSi—Ceq\f(鍵能,kJ·mol－1)368462.84