2024人教版高中化学选择性必修2同步练习题--第2课时　键参数——键能、键长和键角（含解析）

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2024人教版高中化学选择性必修2同步
第二章　分子结构与性质
第一节　共价键
第2课时　键参数——键能、键长和键角
基础过关练
题组一　键能
1.根据键能数据(H—Cl键431.8 kJ·mol-1,H—I键298.7 kJ·mol-1),可得出的结论是(　　)
A.溶于水时,HI比HCl更容易电离,所以氢碘酸是强酸
B.HI比HCl的熔、沸点高
C.HI比HCl稳定
D.断裂等物质的量的HI和HCl中的化学键,HI消耗的能量多
2.下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　)
A.氮元素的电负性较大,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.HF比H2O稳定
题组二　键长
3.键长是描述共价键强弱的重要参数之一,下列各项中的距离属于键长的是(　　)
A.水分子中两个氢原子核之间的距离
B.氯气分子中两个氯原子核之间的距离
C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D.CO2分子中两个氧原子核之间的距离
4.下列单质分子中,键长最长、键能最小的是(　　)
A.H2　　　　B.Cl2　　　　C.Br2　　　　D.I2
题组三　键角
5.下列有关键角与分子空间构型的说法不正确的是(　　)
A.键角为180°的分子,空间构型是直线形
B.键角为120°的分子,空间构型是平面三角形
C.键角为60°的分子,空间构型可能是正四面体形
D.键角为90°~109°28'之间的分子,空间构型可能是V形
6.(2023天津静海四校联考)NH3分子的空间结构是三角锥形而不是平面正三角形,最充分的理由是(　　)
A.NH3分子内3个N—H键长均相等
B.NH3分子内3个N—H间的键角和键长均相等
C.NH3分子内3个N—H键的键长相等,键角都等于107°
D.NH3分子内3个N—H键的键长相等,键角都等于120°
题组四　键参数的综合考查
7.(2023天津新华中学期末)下列说法中,错误的是(　　)
A.键能是衡量化学键稳定性的参数之一,键能越大,则化学键就越牢固
B.键长与共价键的稳定性没有关系
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性
D.共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的,所以共价键有饱和性
8.(2023广东广州三中期末)下列有关共价键的键参数的说法不正确的是(　　)
A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
9.(2023吉林长春综合实验中学期末)下列说法中正确的是(　　)
A.键能越小,表示化学键越牢固,越难以断裂
B.两原子核越近,键长越长,化学键越牢固,性质越稳定
C.破坏化学键时,消耗能量,而形成化学键时,则释放能量
D.键能、键长只能定性地分析化学键的特性
能力提升练
题组一　键能与反应热的计算
1.(2022重庆西南大学附中月考)设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2=b kJ·mol-1
化学键 CO OO C—H O—H
键能/(kJ·mol-1) 745 x 413 463
下列说法正确的是(　　)
A.表中x=
B.H2O(g) H2O(l)　ΔH=(a-b) kJ·mol-1
C.当有4NA个C—H键断裂时,反应放出的热量一定为 kJ
D.a>b且甲烷的燃烧热ΔH=b kJ·mol-1
2.(2023辽宁部分重点中学期末联考)已知H—H键的键能为a kJ/mol,I—I键的键能为b kJ/mol,一定条件下:H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH=-c kJ/mol(c>0),下列说法正确的是(　　)
A.断开1 mol Br—Br键所需的能量小于b kJ
B.上述反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量
C.向密闭容器中充入2 mol H2(g)和1 mol I2(g),充分反应后放出热量大于c kJ
D.断开2 mol H—I键所需的能量为(a+b+c) kJ
题组二　键参数的综合考查
3.据李时珍《本草纲目》记载:“柳叶煎之,可疗心腹内血、止痛,治疥疮”,利用现代技术,人们从自然界的柳叶中提取出了一种重要的化学物质水杨酸(结构如图),并用它来合成止痛药阿司匹林。下列对水杨酸的分析不正确的是(　　)
A.水杨酸分子中CO键的键长小于C—O键的键长
B.水杨酸分子中苯环上碳碳键的键能是碳碳单键键能的两倍
C.水杨酸分子中的所有C原子一定位于同一个平面上
D.水杨酸分子中苯环上碳碳键的键角比水分子中氢氧键间的键角大
4.(2022广东东莞光明中学月考)下列有关共价键键参数的比较中,不正确的是(　　)
A.键能:C—NB.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>NH3
D.乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键
5.(2022河南许昌鄢陵一中阶段考)气态N4分子结构如图所示。已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量,形成1 mol 键放出942 kJ热量,判断下列说法不正确的是(　　)
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4分子中存在非极性键
C.N4分子中N—N—N键角为60°
D.1 mol N4转变成N2将放出882 kJ热量
答案与分层梯度式解析
第二章　分子结构与性质
第一节　共价键
第2课时　键参数——键能、键长和键角
基础过关练
1.A 2.B 3.B 4.D 5.B 6.C 7.B 8.D
9.C
1.A　HI与HCl相比,键能越小,溶于水时越容易发生电离,故A正确;由分子构成的物质,熔、沸点与化学键强弱无关,故B错误;键能H—Cl键>H—I键,稳定性HCl>HI,故C错误;键能越大,断开相同物质的量的化学键时消耗的能量越多,故D错误。
2.B　由于N2分子中存在氮氮三键,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,A不符合题意;稀有气体都为单原子分子,分子内部没有化学键,B符合题意;卤族元素从F到I,原子半径逐渐增大,其简单氢化物中化学键的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性HF>HCl>HBr>HI,C不符合题意;由于H—F键的键能大于H—O键的键能,所以稳定性HF>H2O,D不符合题意。
3.B　键长是成键原子间的核间距,水分子中两个氢原子、氩气中两个相邻氩原子、CO2分子中两个氧原子不成键。
4.D　比较原子半径可得出相应大小关系。
5.B　苯分子的空间构型是平面正六边形,键角为120°,B项错误。
6.C　NH3分子内的键角和键长都相等,可能有两种情况,一是平面正三角形,二是三角锥形。如果键角为120°,则为平面正三角形,而NH3分子内的键角为107°,NH3为三角锥形,故选C。
7.B　键长是形成共价键的两个原子之间的核间距,一般键长越短,键能越大,共价键越稳定,B错误。
8.D　三者的键角分别为109°28'、120°、180°,依次增大,A正确;因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,B正确;O、S、Se的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,键能依次减小,C正确;分子的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D错误。
9.C　键能越大,表示化学键越牢固,越难以断裂,故A错误;两原子核越近,键长越短,化学键越牢固,性质越稳定,故B错误;破坏化学键时,消耗能量,而形成化学键时,则释放能量,故C正确;键能、键长能定量分析化学键的特性,故D错误。
归纳提升　键长和键角是描述分子空间结构的参数。一般来说,如果知道分子中的键长和键角,这个分子的空间结构就确定了。如NH3分子的H—N—H键角是107°,N—H键的键长是101 pm,就可以确定NH3分子是三角锥形,如图:
能力提升练
1.A 2.D 3.B 4.C 5.A
1.A　根据反应②可知,ΔH2=413 kJ·mol-1×4+2x kJ·mol-1-(745×2+463×4) kJ·mol-1=b kJ·mol-1,整理可得x=,故A正确;根据盖斯定律,得到H2O(g) H2O(l)　ΔH= kJ·mol-1,故B错误;有4NA个C—H键断裂时,反应消耗1 mol甲烷,若按照反应①进行,放出热量为|a| kJ,若按照反应②进行,放出热量为|b| kJ,故C错误;甲烷的燃烧为放热反应,则a<0,b<0,因为液态水转化为气态水需要吸收热量,所以a2.D　对于卤族元素的单质,元素的非金属性越强,键能越大,则断开1 mol Br—Br键所需的能量大于b kJ,故A错误;由热化学方程式可知,该反应是反应物的总能量高于生成物的总能量的放热反应,故B错误;该反应为可逆反应,可逆反应反应物不可能反应完全,向密闭容器中充入2 mol氢气和1 mol碘蒸气,若I2完全反应则放出的热量为c kJ,不会大于c kJ,故C错误;设H—I键的键能为x kJ/mol,则有-c kJ/mol=(a+b) kJ/mol-2x kJ/mol,解得x=,则断开2 mol H—I键所需的能量为(a+b+c) kJ,故D正确。
3.B　CO键的键能大于C—O键,CO键的键长小于C—O键,A项正确;水杨酸分子中苯环上碳碳键的键能介于碳碳单键和碳碳双键之间,比碳碳单键键能的两倍小,B项错误;根据水杨酸的结构可知水杨酸分子中的C原子均在同一平面上,C项正确;水杨酸分子中苯环上碳碳键的键角为120°,水分子中氢氧键间的键角为105°,D项正确。
4.C　键能:C—NBr>Cl,键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B项正确;H2O分子中键角为105°,NH3分子中键角为107°,C项错误;σ键为原子轨道“头碰头”重叠形成,强度大,π键为原子轨道“肩并肩”重叠形成,强度小,乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键,D项正确。
5.A　N4中只存在N—N非极性键,属于单质,故A错误,B正确;根据N4的分子结构可知,N4分子中N—N—N键角为60°,C正确;已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量,形成1 mol 键放出942 kJ热量,则1 mol N4转变成N2时的ΔH=6×167 kJ/mol-2×942 kJ/mol=-882 kJ/mol,因此1 mol N4转变成N2将放出882 kJ热量。
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