第二课时键参数——键能、键长与键角课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.能说明BF3分子中的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。

32.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分子中键长相等,键角不同D.C C键的键能是C—C键能的两倍解析分子结构是由键角、键长及共价键个数共同决定的,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;C C键中的双键由一个σ键和一个π键构成,σ键键能一般大于π键键能,因此C C键的键能应小于C—C键键能的两倍,D错误。

3.下列说法正确的是()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大,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,键长越小时,分子越稳定,故A对,B错;双原子分子中的共价键不存在键角,故C错;两原子之间σ键的重叠程度要大于π键,故σ键的键能一般要大于π键,D项说法错误。

4.下列说法正确的是()A.分子中键能越大,键长越小,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462.8 kJ·mol-1,即18 g水分解生成H2和O2时,放出能量为(2×462.8) kJ,键长越小,分子越稳定,A项正确;AlCl3中含有共价键,B项错误;水分子中两个O—H键的键角小于180°,C项错误;H—O键的键能是破坏1 mol H—O键所吸收的能量,在1 mol H2O分子中有2 mol H—O键,故18 g水蒸气中的H—O键断裂应吸收能量2×462.8 kJ,而当H、O形成H2和O2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18 g水蒸气分解生成H2和O2时吸收的能量,D项错误。

5.下列分子最难分裂成原子的是()A.HFB.HClC.HBrD.HI,原子半径越小,其原子形成的共价键键长越小,键能越大,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。

6.已知N2(g)+O2(g)2NO(g)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NO分子中N、O之间共价键的键能为()A.1 264 kJ·mol-1B.632 kJ·mol-1C.316 kJ·mol-1D.1 624 kJ·mol-1mol-1=946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2E(NO),所以E(NO)=632 kJ·mol-1。

7.氢气分子的形成过程示意图如下,请据图回答相关问题。

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所示:SiSi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“=”):X kJ·mol-1226 kJ·mol-1。

②H 2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”等观点。

试计算1 kg H 2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1 mol Si 中含2 mol Si —Si 键,1 mol SiO 2中含4 mol Si —O 键)。

①>⑤>②>③>④(2)BC(3)①> ②120 475 kJ 522.7 kJ解析(1)可以直接从题图中有关数据读出H —H 键的键长为0.074 nm;由题图可以看出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,由题图可以看出⑤的能量比④高,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 键的键长大,键能小。

②由题图可知H —H 键的键能为436 kJ·mol -1,由H 2(g)+12O 2(g)H 2O(g),1 mol H 2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为462.8 kJ·mol -1×2 mol-436 kJ·mol -1×1 mol-497.3 kJ·mol -1×12mol=240.95 kJ,则1 kg H 2燃烧生成水蒸气放出1 000 g 2 g ·mol-1×240.95 kJ·mol -1=120 475 kJ;由Si(s)+O 2(g)SiO 2(g),1 mol 硅完全燃烧放出的热量约为368 kJ·mol -1×4 mol-497.3 kJ·mol -1×1 mol-226 kJ·mol -1×2 mol=522.7 kJ 。

提升能力跨越等级1.已知1 mol 气态基态氢原子完全结合形成氢气时,释放出的能量为218 kJ·mol -1,下列说法正确的是( )A.H —H 键的键能为218 kJ·mol -1B.H —H 键的键能为436 kJ·mol -1C.1 mol 气态氢原子的能量低于0.5 mol H 2的能量D.使1 mol H 2完全分解至少需要218 kJ 的能量1 mol化学键时释放出的热量,1 mol氢原子只能形成0.5 mol H—H 键,成键过程中放出能量,故A、C两项不正确,B项正确;由能量守恒原理及键能定义可知1 mol H2完全分解至少需要436 kJ的能量,D项不正确。

2.参考下表中化学键的键能与键长数据,判断下列分子最稳定的是()A.CH4B.NH3C.H2OD.HF,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;综合两方面因素可以确定最稳定的是HF。

3.(双选)实验测得不同物质中氧原子之间的键长和键能的数据如下:其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律性推导键能的大小顺序为w>z>y>x,该规律是()A.粒子所含的价电子数越多,键能越大B.键长越大,键能越小C.粒子所含的价电子数越少,键能越大D.成键时电子对越偏移,键能越大,而其键能依次增大,故A项错误,C项正确;对比四种粒子中键长和键能大小可知B项正确;四种粒子中的共用电子对不发生偏移,D项错误。

4.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。

化学键的键能可以看作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)数据:P—P:198P—O:360O O:498,则反应P4(白磷)+3O2P4O6的反应热ΔH为()A.-1 638 kJ·mol-1B.+1 638 kJ·mol-1C.-126 kJ·mol-1D.+126 kJ·mol-1解析反应的热效应是断裂1 mol P4和3 mol O2分子中共价键吸收的能量和形成1 mol P4O6分子中共价键放出能量的总和。

由各物质的分子结构知1 mol P4中含6 mol P—P键,3 mol O2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=(198 kJ·mol-1×6+498 kJ·mol-1×3)-360 kJ·mol-1×12=-1 638 kJ·mol-1。

5.已知部分键能、键长数据如下表所示:C C C C H NOOOO O(1)下列推断正确的是(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.同种元素形成的共价键的稳定性:三键>双键>单键B.同种元素形成的双键键能一定小于单键键能的2倍C.键长越小,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,键长最小的是,键长最大的是;O—O键的键长(填“大于”“小于”或“等于”)O O键的键长。

(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;水在常温下呈液态,而NH3在常温下呈气态,则H2O的沸点比NH3高,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键、N—H键的键能可知,C—H键的键能较大,而CH4稳定性比NH3弱,D项错误。

(3)单从键能数据看,乙烯断裂1 mol π键消耗能量约为(615-347.7)kJ·mol -1×1 mol=267.3 kJ,乙炔断裂2 mol π键消耗能量约为(812-347.7)kJ·mol -1=464.3 kJ,乙炔和乙烯分子中π键键能相差不大,但由于C ≡C 键的键长比C C 键的键长小,导致乙烯中的π键更容易断裂,故乙烯更容易与Br 2反应,C 项正确。