第2课时共价键的键参数[基础过关]一、共价键参数及其应用1．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是()A．键角是描述分子空间构型的重要参数B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关[答案] C[解析]键能越大，键长越短，共价化合物越稳定。
2．下列说法中正确的是()A．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长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分子中两个O—H键的键角为180°[答案] B[解析]形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，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分子中的键角为104.5°，故D项也错。
3．下列事实不能用键能的大小来解释的是()A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B．稀有气体一般难发生反应C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D．F2比O2更容易与H2反应[答案] B[解析]本题主要考查键参数的应用。
由于N2分子中存在叁键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF。
4．从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：其中x、y 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，键能越小C．成键所用的电子数越少，键能越小D．成键时电子对越偏移，键能越大[答案] B[解析]研究表中数据发现，O2与O＋2的键能大者键长短。
按此规律，O2－2中O—O键长比O－2中的长，所以键能要小。
按键长由短而长的顺序为O＋2<O2<O－2<O2－2，键能为w>z>y>x。
故B正确，A不正确。
这些微粒都是由相同的原子组成，电子对无偏移，D项错误；对于这些微粒，在成键时所用电子情况，题中无信息，已有的知识中也没有，说明这不是本题考查的知识点，故不选C项。
二、键能与反应热的互求方法5．化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。
化学键的键能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)：P—P：198 P—O：360O===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 [答案] A[解析] 反应中的键能包括：断裂1 mol P 4和3 mol O 2分子中共价键吸收的能量和形成1 mol P 4O 6分子中共价键放出的能量。
由各物质的分子结构知1 mol P 4含6 mol P —P 键，3 mol O 2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。
故ΔH ＝(198 kJ·mol －1×6＋498 kJ·mol －1×3)－360 kJ·mol －1×12＝－1 638 kJ·mol －1。
6．已知N 2＋O 2===2NO 为吸热反应，ΔH ＝180 kJ·mol －1，其中N ≡N 、O===O 键的键能分别为946 kJ·mol －1、498 kJ·mol －1，则N —O 键的键能为( ) A ．1 264 kJ·mol －1 B ．632 kJ·mol －1 C ．316 kJ·mol －1 D ．1 624 kJ·mol －1 [答案] B[解析] 180 kJ·mol －1＝946 kJ·mol －1＋498 kJ·mol －1－2E N －O ，所以E N －O ＝632 kJ·mol －1。
7．已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ ，且氧气中1 mol O===O 键完全断裂时吸收热量496 kJ ，水蒸气中1 mol H —O 键形成时放出热量463 kJ ，则氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收热量为( )A ．920 kJB ．557 kJC ．436 kJD ．188 kJ [答案] C[解析] 本题考查化学反应的能量变化与化学键的能量变化。
因为1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，所以1 mol H 2与12 mol O 2完全燃烧生成1 mol 水蒸气时放出热量242kJ 。
而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。
发生上述反应H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－242 kJ·mol －1时所发生键的变化为断裂1 mol H —H 键和12 mol OO键、形成2 mol O —H 键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为12×496 kJ ＋E H —H ，形成新键释放的能量为2×463 kJ ＝926 kJ ，因为该反应为放热反应，所以有926 kJ －(12×496kJ ＋E H —H )＝242 kJ ，解得E H —H ＝436 kJ 。
三、共价键的表示方法8．下列各项中表述正确的是()A．F－的结构示意图：B．CO2的分子模型示意图：C．CO2的电子式：D．N2的结构式：··N≡N··[答案] A[解析]CO2应为直线形分子，三个原子在一条直线上，故B错；C中碳原子与每个氧原子形成两对共用电子对，正确的表示应为，故C错；D中每个氮原子有两个电子未成键，在书写结构式时不用画出，即正确的书写方法应为N≡N，故D错。
9．下列化学式及结构式中成键情况，不合理的是()[答案] D[解析]由共价键的饱和性可知：C、Si可以形成4个共价键；H形成1个共价键；N形成3个共价键；O、S、Se都形成2个共价键。
10．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，下列说法不正确的是()A．N2分子与CO分子中都含有叁键B．N2分子与CO分子中的π键并不完全相同C．N2分子与CO分子中的价电子总数相等D．N2分子与CO分子的化学性质相同[答案] D[解析]从图示可以看出，N2分子和CO分子中均含有一个σ键和两个π键，所以二者都含有叁键，A项正确；N2分子中的π键是由每个N原子各提供两个p电子以“肩并肩”的方式重叠形成，而CO分子中的一个π键是O原子单方面提供电子形成的，B项正确；N2与CO 的原子总数和价电子总数均相同，但性质并不完全相同，C项正确，D项错误。
[能力提升]11．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)：③B与F同主族。
④A、E分别都能与D按原子个数比1∶1或2∶1形成化合物。
⑤B、C分别都能与D按原子个数比1∶1或1∶2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：________、________。
(2)B2A2分子中存在________个σ键，________个π键。
(3)人们通常把断开1 mol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：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1 mol F单质燃烧时的反应热ΔH＝________(已知1 mol F原子可以形成2 mol F—F 键)。
[答案](1)NaHCO3CH3COONa(2)3 2(3)①a>c>d>b②－990.7 kJ·mol－1[解析]由题意可知，E为碱金属，能与D形成原子个数比为1∶1或2∶1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1∶1或1∶2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分子中含有一个叁键和两个单键，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＝2E Si—Si＋E O===O－4E Si－O＝2×176 kJ·mol－1＋497.3 kJ·mol－1－4×460 kJ·mol－1＝－990.7 kJ·mol－1。
12．已知键能、键长部分数据如下表：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．同种元素形成的共价键，稳定性：叁键>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________。
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__________，最长的是________；O—O键的键长________(填“大于”、“小于”或“等于”)O===O键的键长。
[答案](1)ACD(2)A(3)C(4)HF HI大于[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；由表格数据知，E H—O>E N—H，又因为r O<r N，则H2O的沸点比NH3高；还原性与失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D项正确。