高中化學(xué) 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 2.1.2 共價鍵的鍵參數(shù)與等電子原理同步配套練習(xí) 新人教版選修3.doc

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第二課時　共價鍵的鍵參 數(shù)與等電子原理 基礎(chǔ)鞏固 1N—H鍵鍵能的含義是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B.把1 mol NH3中的共價鍵全部拆開所吸收的熱量 C.拆開約6.021023個N—H鍵所吸收的熱量 D.形成1個N—H鍵所放出的熱量 答案：C 解析：N—H鍵的鍵能是指形成1 mol N—H鍵放出的能量或拆開1 mol N—H鍵所吸收的能量,不是指形成1個N—H鍵釋放的能量。1 mol NH3中含有3 mol N—H鍵,拆開1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量應(yīng)是1 mol N—H鍵鍵能的3倍。 2關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角,下列說法不正確的是(　　) A.鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù) B.鍵長的大小與成鍵原子的半徑和兩個原子間的成鍵數(shù)目有關(guān) C.鍵能越大,鍵長越長,共價化合物越穩(wěn)定 D.鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān) 答案：C 解析：鍵能越大,鍵長越短,共價鍵越強(qiáng),形成的共價化合物越穩(wěn)定,故C項(xiàng)錯誤。 3下列說法正確的是(　　) A.鍵能越大,表示該分子越容易受熱分解 B.共價鍵都具有方向性 C.在分子中,兩個成鍵的原子間的距離叫鍵長 D.H—Cl鍵的鍵能為431.8 kJmol-1,H—Br鍵的鍵能為 366 kJmol-1,說明HCl比HBr穩(wěn)定 答案：D 解析：鍵能越大,分子越穩(wěn)定,A項(xiàng)錯,D項(xiàng)正確;H—H 鍵沒有方向性,B項(xiàng)錯;形成共價鍵的兩個原子之間的核間距叫做鍵長,C項(xiàng)錯。 4下列微粒屬于等電子體的是(　　) A.12CO2和14CO B.H2O和NH3 C.NO+和CN- D.NO和CO 答案：C 解析：根據(jù)等電子體原子總數(shù)相同、最外層電子數(shù)之和相等判斷,NO+和CN-屬于等電子體。 5根據(jù)等電子原理,下列分子或離子與其他選項(xiàng)不屬于同一類的是(　　) A. C. 答案：B 解析：A、C、D三項(xiàng)為等電子體。四個選項(xiàng)均為由5個原子構(gòu)成的微粒,其中A、C、D三項(xiàng)的價電子總數(shù)均為32個,而B項(xiàng)只有8個。 6下列說法中不正確的是(　　) A.鍵長和鍵角決定分子的空間結(jié)構(gòu) B.兩個原子之間形成共價鍵時,最多有一個σ鍵 C.氣體單質(zhì)中,一定有σ鍵,可能有π鍵 D.鍵長和鍵能決定分子的穩(wěn)定性 答案：C 解析：稀有氣體為單原子分子,不存在化學(xué)鍵。 7下列分子中,最難分裂成原子的是(　　) A.HF B.HCl C.HBr D.HI 答案：A 解析：本題考查鍵長對鍵能大小的影響。一般來說,原子半徑越小,其原子形成的共價鍵越短,鍵能越大,就越難斷鍵。原子半徑:FE(H—Cl)>E(H—Br)>E(H—I),即HF最難分裂成氟原子和氫原子。 8從實(shí)驗(yàn)測得不同物質(zhì)中氧氧之間的鍵長和鍵能的數(shù)據(jù): 　　　O—O鍵 數(shù)據(jù)　　　　 O2 鍵長/10-12 m 149 128 121 112 鍵能/(kJmol-1) x y z=494 w=628 其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定,但可根據(jù)規(guī)律性推導(dǎo)鍵能的大小順序?yàn)閣>z>y>x。該規(guī)律性是(　　) A.成鍵的電子數(shù)越多,鍵能越大 B.鍵長越長,鍵能越小 C.成鍵所用的電子數(shù)越少,鍵能越大 D.成鍵時電子對越偏移,鍵能越大 答案：B 解析：研究表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),O2O—O鍵長,所以鍵能小。按鍵長(O—O)由短到長的順序w>z>y>x。 9在白磷(P4)分子中,4個磷原子分別處在正四面體的四個頂點(diǎn),結(jié)合有關(guān)磷原子的成鍵特點(diǎn),下列有關(guān)白磷的說法正確的是(　　) A.白磷分子中的鍵角為10928 B.分子中共有4對共用電子對 C.白磷分子中的鍵角為60 D.分子中有6對孤電子對 答案：C 解析：白磷分子中共有6對共用電子對,鍵角為60,有4對孤電子對。 10科學(xué)家常用“等電子原理”來預(yù)測不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu),例如CH4與 依此原理填出下表空格中相應(yīng)的微粒:①　　　　　　　　;②　　　　　　　　;③　　　　　　。 CH4 ① ③ N ② N2 答案：①C2H6?、? 解析：等電子體要求原子數(shù)目及各原子價電子數(shù)目之和均相等。 111919年,美國物理化學(xué)家朗繆爾(Langmuir,1881—1957)提出等電子原理:原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。 (1)根據(jù)上述原理,僅由第二周期元素組成的共價分子中,互為等電子體的是　　　和　　　;　　　　和　　　　。 (2)此后,等電子原理又有所發(fā)展。例如,由短周期元素組成的粒子,只要其原子總數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,也可互稱等電子體,它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中,與 答案：(1)N2　CO　CO2　N2O (2)SO2　O3 解析：(1)僅由第二周期元素組成的共價分子,即C、N、O、F組成的共價分子中,N2與CO均有10個價電子,CO2與N2O均有16個價電子。(2)依題意,只要原子總數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和也相同,可互稱等電子體,,各原子最外層電子數(shù)之和為5+62+1=18,SO2、O3也為三原子粒子,各原子最外層電子數(shù)之和為63=18。 12根據(jù)氫氣分子的形成過程示意圖,回答問題。 氫氣分子的形成過程示意圖 (1)H—H鍵的鍵長為　　　　　　,①~⑤中,體系能量由高到低的順序是　。 (2)下列說法中正確的是　　　。 A.氫氣分子中含有一個π鍵 B.由①到④,電子在核間出現(xiàn)的概率增加 C.由④到⑤,必須消耗外界的能量 D.氫氣分子中含有一個極性共價鍵 (3)已知幾種常見化學(xué)鍵的鍵能如下表所示: 化學(xué)鍵 Si—O H—O OO Si—Si Si—C 鍵能/(kJmol-1) 460 467 498 176 X 請回答下列問題: ①比較Si—Si鍵與Si—C鍵的鍵長大小可知:X　　　176 kJmol-1(填“>”“<”或“=”)。 ②H2被喻為21世紀(jì)人類最理想的燃料,而更有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來的石油”的觀點(diǎn)。試計(jì)算:每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為　　　　　　。 答案：(1)0.074 nm　①⑤②③④ (2)BC (3)①>?、?24 500 kJ 解析：(1)直接從圖上有關(guān)數(shù)據(jù)可以看出,H—H鍵的鍵長為0.074 nm;體系能量由高到低的順序是①⑤②③④。 (2)氫氣分子中含有一個σ鍵,選項(xiàng)A錯誤;共價鍵的本質(zhì)就是高概率地出現(xiàn)在原子間的電子與原子間的電性作用,選項(xiàng)B是正確的;④已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),選項(xiàng)C是正確的;氫氣分子中含有一個非極性共價鍵,選項(xiàng)D錯誤。 (3)①Si—Si鍵的鍵長比Si—C鍵的鍵長大,鍵能小。②從題圖上讀出,H—H鍵的鍵能為436 kJmol-1,每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為1 000 g2 gmol-1(467 kJmol-12-436 kJmol-1-498 kJmol-1500 kJ。 能力提升 1已知?dú)浞肿又泄矁r鍵的鍵能為436 kJmol-1,氧分子中共價鍵的鍵能為497.3 kJmol-1,氯分子中共價鍵的鍵能為242.7 kJmol-1,氮分子中共價鍵的鍵能為946 kJmol-1,則下列敘述正確的是(　　) A.N—N鍵的鍵能mol-1= 315.3 kJmol-1 B.氮分子中的共價鍵比氫分子中共價鍵的鍵長短 C.氧分子中氧原子是以共價單鍵結(jié)合的 D.氮分子比氯分子穩(wěn)定 答案：D 解析：N≡N鍵由一個σ鍵和兩個π鍵構(gòu)成,N—N 鍵為σ鍵,比π鍵牢固,鍵能大于π鍵,所以A項(xiàng)不正確;N≡N鍵的鍵能比H—H鍵的鍵能大,但由于氫原子的原子半徑小,所以N≡N鍵的鍵長大于H—H鍵的鍵長,B項(xiàng)不正確;O2分子中氧原子間以雙鍵結(jié)合,C項(xiàng)不正確;鍵能越大,分子越穩(wěn)定,D項(xiàng)正確。 2N2的結(jié)構(gòu)可以表示為,CO的結(jié)構(gòu)可以表示為,其中橢圓框表示π鍵,下列說法中不正確的是(　　) A.N2分子與CO分子中都含有三鍵 B.CO分子與N2分子中的π鍵并不完全相同 C.N2與CO互為等電子體 D.N2與CO的化學(xué)性質(zhì)相同 答案：D 解析：從題圖可以看出,N2分子與CO分子中均含有一個σ鍵和兩個π鍵,所以二者都含有三鍵,A正確;N2分子中的兩個π鍵是由每個氮原子各提供兩個p軌道以“肩并肩”的方式形成的,而CO分子中的一個π鍵是氧原子單方面提供電子對形成的,B正確;N2與CO的原子總數(shù)和價電子總數(shù)均相同,為等電子體,性質(zhì)相似,但并不完全相同,C正確,D錯誤。 3意大利羅馬大學(xué)的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的氣態(tài)N4分子,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。已知斷裂1 mol N—N鍵吸收167 kJ熱量,生成1 molN≡N鍵放出942 kJ熱量,根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù),判斷下列說法正確的是(　　) A.N4屬于一種新型的化合物 B.N4分子中存在非極性共價鍵 C.N4分子中N—N鍵角為10928 D.1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2將吸收882 kJ熱量 答案：B 解析：N4是由氮元素形成的一種單質(zhì),A選項(xiàng)錯誤;氮元素為活潑非金屬元素,氮原子之間形成的是非極性共價鍵,B選項(xiàng)正確;N4是正四面體結(jié)構(gòu),鍵角為60,C選項(xiàng)錯誤;已知斷裂1 mol N—N鍵吸收167 kJ熱量,生成1 mol N≡N鍵放出942 kJ熱量,則1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2將放出882 kJ熱量,D選項(xiàng)錯誤。 ★4O3能吸收大氣中紫外線,保護(hù)人類賴以生存的空間。O3的分子結(jié)構(gòu)如圖,呈V形,兩個O—O鍵的夾角為116.5。三個原子以一個O原子為中心,與另外兩個O原子分別構(gòu)成非極性共價鍵;中間O原子提供兩個電子,旁邊兩個O原子各提供一個電子,構(gòu)成一個特殊的化學(xué)鍵(虛線內(nèi)部)——三個O原子均等地享有這四個電子。請回答: (1)題中非極性共價鍵是　　　　　　鍵,特殊的化學(xué)鍵是　　　鍵。 (2)臭氧與氧氣的關(guān)系是　。 (3)下列分子中與O3分子的結(jié)構(gòu)最相似的是　　　　(填序號)。 A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2 (4)分子中某原子有一對或幾對沒有與其他原子共用的價電子叫孤電子對,那么O3有　　　對孤電子對。 答案：(1)σ　大π　(2)同素異形體　(3)C　(4)五 解析：同種原子之間形成的共價鍵是非極性鍵,特殊共價鍵是中間O原子提供兩個電子和旁邊兩個O原子各提供一個電子形成的三原子四電子大π鍵;O2與O3是同素異形體;等電子體的分子結(jié)構(gòu)相似,O3與SO2是等電子體;由題給結(jié)構(gòu)式可知O3的兩端的原子各有兩對孤電子對,中間的原子有一對孤電子對,分子中共有五對孤電子對。