选择性必修2 2.1 第2课时 键参数——键能、键长与键角 同步练习题(含解析)

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2.1 第2课时 键参数——键能、键长与键角 测试题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
1． 下列说法中正确的是(　　)
A．难失去电子的原子，获得电子的能力一定强
B．易得到电子的原子所形成的简单阴离子，其还原性一定强
C．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
D．电子层结构相同的简单离子，核电荷数越多，离子半径越小
2． 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
3． 下列说法中正确的是(　　)
A．分子的结构仅由键角决定
B．H2O分子可以表示为H—O—H，其键角为180°
C．键角可以描述多原子分子的结构
D．CO2和SO2中的键角是相同的
4． 下列说法正确的是(　　)
A．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
B．元素周期表中第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素间不能形成共价键
C．NH3、H2O、CCl4和C2H2四种分子中共价键的键角最小的为NH3
D．H—O键的键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为926 kJ
5． 下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　)
A．N这一元素的电负性较大，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
6． N—H键键能的含义是(　　)
A．由N和H形成1 mol NH3所放出的能量
B．把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的热量
C．拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的热量
D．形成1个N—H键所放出的热量
7． 下列说法正确的是(　　)
A．键能越大，表示该分子越容易受热分解
B．共价键都具有方向性
C．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长
D．H—Cl的键能为431.8 kJ·mol－1，H—Br的键能为366 kJ·mol－1，说明HCl比HBr分子稳定
8． 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463 kJ·mol－1，即18 g水分解生成H2和O2时，放出能量为(2×463) kJ
9． 能够用键能的大小作为主要依据来解释的是(　　)
A．常温常压下，氯气呈气态，而溴单质呈液态
B．硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸
C．稀有气体一般难以发生化学反应
D．空气中氮气的化学性质比氧气稳定
10．下列叙述中正确的是(　　)
A．两个原子间形成的共价键键能越大，键长越短，键越牢固
B．两个原子半径之和就是所形成的共价键键长
C．两个原子间键长越长，键越牢固
D．键的强度与键长无关
11．下列说法中不正确的是(　　)
A．键长和键角决定分子的空间结构
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．键长和键能决定分子的稳定性
12．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
13．下列说法中正确的是(　　)
A．分子的结构是由键角决定的
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分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固
14．下表所列的是不同物质中氧氧键的键长和键能的数据，其中a和b未测出，根据一个原则可估计键能大小顺序为d>c>b>a，该原则是(　　)
O O O2 O
键长/nm 149 128 121 112
键能/(kJ/mol) a b c＝494 d＝628
A．成键电子数越多，键能越大
B．成键电子数越少，键能越大
C．键长越短的键，键能越大
D．以上都不是
15． 已知氢分子的键能为436 kJ·mol-1，氧分子的键能为497.3 kJ·mol-1，氯分子的键能为242.7 kJ·mol-1，氮分子的键能为946 kJ·mol-1，则下列叙述正确的是(　　)
A．N—N键的键能为×946 kJ·mol－1＝315.3 kJ·mol－1
B．氮分子中的共价键比氢分子中共价键的键长短
C．氧分子中氧原子是以共价单键结合的
D．氮分子比氯分子稳定
二、填空题（本题包括4个小题，共40分）
16．(10分)下表为某些化学键的键能(单位：kJ·mol－1)。
共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I H—H
键能 243 193 151 431 366 298 436
(1)下列氢化物中，最稳定的是__________。
A．HCl B．HBr
C．HI D．HF
(2)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，生成2 mol HCl气体，放出能量__________kJ。
(3)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出热量最多的是__________。推测1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热__________(填“多”或“少”)。
17．(10分)根据氢气分子的形成过程示意图(如下图)回答问题：
(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．氢气分子中含有一个π键
B．由①到④，电子在核间出现的几率增大
C．由④到⑤，必须消耗外界的能量
D．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—O H—O O===O Si—Si Si—C
键能/kJ·mol－1 460 464 498 176 x
请回答下列问题：
①比较Si—Si键与Si—C键的键能大小：x________(填“>”、“<”或“＝”)176。
②H2被称为21世纪人类最理想的燃料，而还有科学家提出硅是“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________。
18．(10分)下表是某些共价键的键能(kJ/mol):
键 键能 键 键能 键 键能 键 键能
H—H 436 Cl—Cl 243 H—Cl 432 H—O 463
SS 255 H—S 339 C—F 427 C—O 351
C—Cl 330 C—I 218 H—F 568
(1)由表中数据能否得出这样的结论：
半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。　　　　(填“能”或“不能”)。
非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。　　　　(填“能”或“不能”)。
(2)能否从这些数据中找出一些规律，请写出一条：　　　　　　　　　　　　。
(3)试预测C—Br键的键能范围：　　　19．(10分)已知键能、键长部分数据如下表：
(1)下列推断正确的是________(填字母，下同)。
A．稳定性：HF>HCl>HBr>HI B．氧化性：I2>Br2>Cl2
C．沸点：H2O>NH3 D．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：三键>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。
1．答案：D
解析：难失去电子的原子，获得电子的能力不一定强，如C、Si等；原子得到电子形成阴离子的过程容易，说明其逆向过程困难，阴离子的还原性越弱；分子中键能越大，键长越短，共价键越牢固，分子越稳定。
2．答案：B
解析：本题主要考查键参数的应用。由于N2分子中存在三键，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，其氢化物中的化学键键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱。由于H—F键的键能大于H—O键，所以二者相比较，更容易生成HF。
3．答案：C
解析：键角是多原子分子中共价键之间的夹角，是由成键原子的结构决定的，与物质化学式的形式无关。而分子结构是由键长和键角共同决定的。H2O分子是V形分子(键角104.5°)，SO2也是V形分子，CO2是直线形分子(键角180°)。
4．答案：B
解析：分子中键能越大，键长越短，则分子越稳定，A项错误；第ⅠA族元素(除H外)的电负性都很小，第ⅦA族元素的电负性都很大，不符合共价键的形成条件，B项正确；NH3、H2O、CCl4和C2H2四种分子中共价键的键角依次为107°、105°、109°28′和180°，所以键角最小的为H2O，C项错误；D项混淆了键能和反应热的概念，反应热等于反应物中化学键的键能之和与生成物中化学键的键能之和的差，D项错误。
5．答案：B
解析：由于N2分子中存在三键，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，其氢化物中的化学键键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱。由于H—F键的键能大于H—O键，所以二者相比较，HF更容易生成。
6．答案：C
解析：N—H键的键能是指形成1 mol N—H键放出的能量或拆开1 mol N—H键所吸收的能量，不是指形成1个N—H键释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol N—H键，拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是1 mol N—H键键能的3倍。
7．答案：D
解析：键能越大，分子越稳定，A项错，D项正确。H—H键没有方向性，B项错。形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长，C项错。
8．答案：A
解析：在分子中键能越大，键长越短，分子越稳定，所以A正确。B中有些不活泼金属形成的化学键可能是共价键。C中水分子的两个O—H键的键角小于180°。D中给出H—O键的键能是破坏1 mol H—O键所吸收的能量，在H2O分子中有两个H—O键，故应吸收能量2×463 kJ。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错误。
9．答案：D
解析：共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难于发生化学反应的原因是它们已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N2分子中形成的共价键键能比O2分子中共价键键能大，在化学反应中更难以断裂。
10．答案：A
解析：B项错误：两个成键原子的原子核间的平均间距叫键长。C项错误：键长越短，键越牢固。D项：键的强度与键长有关。
11．答案：C
解析：稀有气体为单原子分子，不存在化学键。
12．答案：A
解析：在双原子分子中没有键角，故C错。当双原子分子的键能越大，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键的，故σ键的键能要大于π键的。
13．答案：B
解析：分子的结构是由键参数——键角、键长共同决定的，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O—H键不如HF分子中的F—H键牢固，故D项也错。
14．答案：C
解析：可以根据键长判断键能的大小。
15．答案：C
解析：N≡N键由一个σ键和两个π键构成，N—N键为σ键，比π键牢固，键能大于π键，所以A项不正确；N≡N键的键能比H—H键的键能大，但由于氢原子的原子半径小，所以N≡N键的键长大于H—H键的键长，B项不正确；O2分子中氧原子间以双键结合，C项不正确；键能越大，分子越稳定，D项正确。
16．答案：　(1)D　 (2)183　 (3)Cl2　 多
解析：理解键能的含义，根据键能越大，分子越稳定，判断物质的稳定性，由键能与化学反应热的关系进行解答。
稳定性是化学性质，与键能的大小有关，由于键能H—Cl键＞H—Br键＞H—I键，故推测键能H—F键＞H—Cl键，键能越大，分子越稳定，所以HF最稳定。H2＋Cl2===2HCl，生成2 mol HCl时，断键时吸收能量：436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，成键时放出能量：2×431＝862 kJ，反应共放出183 kJ能量。由此可算出1 mol H2与1 mol Br2、1 mol I2反应分别放出的能量为103 kJ、9 kJ，判断出三者放出热量关系为Cl2＞Br2＞I2。
17．答案：(1)74 pm　①⑤②③④　(2)BC (3)①>　②121500 kJ　990 kJ
解析：(1)可以直接从题图上有关数据得出，H—H键的键长为74 pm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)氢气分子中含有1个σ键，A错；共价键的本质就是高概率地出现在原子间的电子与原子间的电性作用，B正确；④已经达到稳定状态，C正确；氢气分子中含有一个非极性键，D错。(3)①Si—Si键的键长比Si—C键的键长长、键能小。②由题图可知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为1 000 g÷2 g·mol－1×464 kJ·mol－1×2－436 kJ·mol－1－498 kJ·mol－1×＝121 500 kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为460 kJ·mol－1×4 mol－498 kJ·mol－1×1 mol－176 kJ·mol－1×2 mol＝990 kJ。
18．答案：(1)不能　不能　
(2)同主族元素与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键键能越大　
(3)218 kJ/mol　 330 kJ/mol
解析：根据表中的有关数据及元素周期律的知识分析可知，氯原子的原子半径小于硫原子的原子半径，且硫元素的非金属性比氯元素的非金属性弱，但硫硫键的键能大于氯氯键的键能，因此不能说半径越小的原子形成的共价键越牢固，也不能说非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。根据表中数据分析可以得出如下规律:同主族元素与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键键能越大；根据此规律可知C—Br键的键能介于C—Cl键的键能和C—I键的键能之间。
19．答案：(1)A、C、D　(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，EH—O>EN—H，又因为rOHBr>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、N—H的键能知，CH4的键能较大，而稳定性较弱，D项错误。(3)乙烯断裂一个π键，键能为(615－347.7) kJ·mol－1＝267.3 kJ·mol－1，乙炔断裂2个π键总键能为(812－347.7) kJ·mol－1＝464.3 kJ·mol－1，说明乙炔断裂两个π键难于乙烯断裂一个π键，C项正确。
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