2024苏教版高中化学选择性必修2同步练习题--第2课时 共价键键能与化学反应的反应热价晶体（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024苏教版高中化学选择性必修2同步练习题--第2课时 共价键键能与化学反应的反应热价晶体（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-23 17:36:50 | ||
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文档简介
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2024苏教版高中化学选择性必修2同步
第2课时 共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体
基础过关练
题组一 共价键的键能、键长及应用
1.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能量
C.拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量
D.形成1个N—H键所放出的能量
2.(经典题)下列叙述中的距离属于键长的是( )
A.氨分子中两个氢原子间的距离
B.氯分子中两个氯原子间的距离
C.金刚石中任意两个相邻的碳原子核间的距离
D.氯化氢中氯原子和氢原子间的距离
3.(经典题)下列事实中,能够用键能解释的是( )
A.氮气的化学性质比氧气稳定
B.常温常压下,溴呈液态,碘呈固态
C.稀有气体一般很难发生化学反应
D.硝酸易挥发,硫酸难挥发
4.(2023辽宁重点高中协作体期末)工业上制备粗硅的反应为2C+SiO2 Si+2CO↑,若C过量,还会生成SiC。已知CO的结构式为CO。下列叙述错误的是( )
A.1个CO分子内含有1个σ键和2个π键
B.键能:C—H键>Si—H键,因此甲硅烷没有甲烷稳定
C.键长:C—Si键Si
D.1mol SiO2含有NA个SiO2分子
题组二 键能与反应热
5.(经典题)白磷与氧气可发生反应:P4(s)+5O2(g) P4O10(s)。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P键:a kJ·mol-1、P—O键:b kJ·mol-1、键:c kJ·mol-1、键:d kJ·mol-1。根据如图所示分子结构和有关数据计算1 mol白磷与足量氧气反应放出的热量,其中正确的是( )
A.(6a+5d-4c-12b)kJ
B.(4c+12b-6a-5d)kJ
C.(4c+12b-4a-5d)kJ
D.(4a+5d-4c-12b)kJ
6.(2023北京第十二中学月考)已知某些化学键键能如下,下列说法不正确的是( )
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—Br
键能/(kJ·mol-1) 436 243 194 432 a
A.根据以上信息可得出H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol-1
B.根据原子半径可知键长:H—Cl键C.可以根据H—Cl键和H—Br键的键能大小判断HCl键和HBr键的稳定性
D.常温下Cl2和Br2的状态不同,与Cl—Cl键和Br—Br键的键能有关
7.已知:P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol-1。
下列叙述正确的是( )
A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热
C.Cl—Cl键的键能为 kJ·mol-1
D.P—P键的键能为 kJ·mol-1
题组三 共价晶体的结构与性质
8.下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是( )
A.晶体中每个硅原子与4个氧原子相连
B.晶体中硅、氧原子个数比为1∶2
C.晶体中最小环上的原子数为8
D.晶体中硅、氧原子最外层都满足8电子结构
9.(2023湖南株洲第一中学月考)下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是( )
A.SiO2的晶体结构中,每个Si原子与2个O原子直接相连
B.通常状况下,1 mol SiO2晶体中含有化学键数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C.金刚石的空间网状结构中,由共价键形成的最小环上有6个碳原子
D.1 mol金刚石中含有4NA个C—C键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
10.根据下列性质判断,属于共价晶体的物质是( )
A.熔点2 700 ℃,导电性好,延展性好
B.无色晶体,熔点3 500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂
C.无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点800 ℃,熔化时能导电
D.熔点-56.6 ℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电
11.下表是某些共价晶体的熔点和硬度。
共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅
熔点/℃ >3 500 3 000 2 600
摩氏硬度 10 9.5 9
共价晶体 石英 硅 锗
熔点/℃ 1 710 1 415 1 211
摩氏硬度 7.0 7 6.0
分析表中的数据,判断下列叙述正确的是( )
A.构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
B.一般构成共价晶体的原子间的共价键键能越大,晶体的熔点越高
C.构成共价晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越大
D.构成共价晶体的原子的相对原子质量越大,晶体的硬度越大
12.(2023北京朝阳一模)我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看作将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得,金刚石和T-碳的晶胞如图所示。下列说法不正确的是( )
A.T-碳与金刚石互为同素异形体
B.T-碳与金刚石都具有很高的硬度
C.T-碳与金刚石中键角均为109°28'
D.T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
能力提升练
题组一 键能与键长的应用
1.(2022吉林白山抚松一中开学考试)下列说法不正确的是( )
A.稀有气体一般较难发生化学反应,是因为分子中键能较大
B.已知石墨转化为金刚石要吸热,则等质量的石墨与金刚石相比前者总键能大
C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,与共价键的键能大小有关
D.一般共价键的键能越大,键长越短
2.(2022辽宁沈阳质量监测)下列说法中正确的是 ( )
A.分子中的键长越长,键能越大,分子越稳定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间易形成离子键
C.水分子可表示为H—O—H,为直线形分子
D.H—O键键能为462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)时,能量变化为2×462.8 kJ
3.下列说法正确的是 ( )
A.已知N—N键键能为193 kJ·mol-1,故氮氮三键的键能为193 kJ·mol-1×3
B.H—H键键能为436.0 kJ·mol-1,F—F键键能为157 kJ·mol-1,故F2比H2稳定
C.某元素原子最外层有1个电子,它跟卤素原子相结合时,所形成的化学键一定为离子键
D.H—F键键长为92 pm,其含义为H、F两原子核间的距离
题组二 共价晶体的结构及有关计算
4.(2022山东滕州第五中学测试)GaAs晶体被业内称为“半导体贵族”,2001年7月31日,我国科学家宣布掌握了其生产技术,我国成为继日本、德国之后第三个拥有此项技术的国家。GaAs晶体的熔点很高,硬度很大。其原子间以共价键相连,密度为 ρ g·cm-3,Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1、MAs g·mol-1,原子半径分别为rGa pm、rAs pm,令阿伏加德罗常数的值为NA,其晶胞结构如图所示。
下列说法错误的是( )
A.该晶体为共价晶体
B.在该晶体中Ga和As的配位数均为4
C.所有原子均满足8电子稳定结构
D.原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%
5.(2023河北保定部分学校3月联考)砷化镓与金刚石结构相似,其晶胞结构如图1所示,图2为晶胞沿z轴的1∶1平面投影图,已知图1中A球的原子坐标参数为(0,0,0),B球为(1,1,1)(令NA代表阿伏加德罗常数的值),下列说法错误的是( )
图1
图2
A.1 mol砷化镓中配位键数是NA
B.晶胞参数为2a pm
C.晶胞中离A球距离最近的灰球的坐标参数为
D.晶体中离As原子距离最近且等距的As原子有8个
第2课时 共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体
基础过关练
对应主书P36
1.C 2.C 3.A 4.D 5.B 6.D 7.C 8.C
9.C 10.B 11.B 12.C
1.C N—H键的键能是指拆开1 mol N—H键所吸收的能量,不是指形成1个N—H键所释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol N—H键,拆开1 mol NH3中的共价键吸收的能量是N—H键键能的三倍。
2.C 键长是指形成共价键的两个原子核间的距离,仅仅说成是原子间的距离是错误的。A项,NH3分子中的两个H原子间不存在化学键,错误;B、D项,未指出是核间距离,错误。
3.A 键比键的键能大而难以断裂,所以氮气化学性质比氧气稳定,A符合题意;常温常压下,溴呈液态,碘呈固态,与分子间作用力有关,与分子内的共价键的键能无关,B不符合题意;稀有气体一般很难发生化学反应的原因是其原子的最外层已达稳定状态,稀有气体不含化学键,C不符合题意;硫酸、硝酸的挥发性与分子内的共价键的键能无关,D不符合题意。
4.D CO的结构式为CO,则1个CO分子内含有1个σ键和2个π键,A正确;原子半径:CSi—H键,B正确;碳化硅和单晶硅均属于共价晶体,原子半径:CSi,C正确;SiO2为共价晶体,不含SiO2分子,D不正确。
5.B 依据键能的数据可以计算化学反应的热效应,即ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。根据反应P4(s)+5O2(g) P4O10(s),并结合物质的分子结构可知,1个白磷分子中含有6个P—P键,1个氧气分子中含有1个键,1个P4O10分子中含有4个键和12个P—O键,因此该反应的ΔH=(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1,由于该反应为放热反应,ΔH为负值,故1 mol白磷与足量O2反应放出的热量为(4c+12b-6a-5d)kJ。
6.D 反应热=反应物总键能-生成物总键能,可得H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=+436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2×432 kJ·mol-1=-185 kJ·mol-1,A正确;Cl的原子半径小于Br原子,则键长:H—Cl键H—Br键,进而推测a<432,B正确;对于结构相似的物质,键能越大物质的热稳定性越大,可以根据H—Cl键和H—Br键的键能大小判断HCl和HBr的稳定性,C正确;键能:Cl—Cl键>Br—Br键,说明Cl2比Br2稳定,而Cl2与Br2的状态由两者的分子间作用力决定,D不正确。
7.C 由已知两个反应可得:Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(g) ΔH= kJ·mol-1,无法求Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热;设Cl—Cl键的键能为x kJ·mol-1,则x+3×1.2c-5c=,x=;设P—P键的键能为y kJ·mol-1,P4为正四面体结构,1个P4分子中有6个P—P键,由题给第1个反应得6y+×6-4×3×1.2c=a,解得y=;P—P键的键长大于P—Cl键,故P—P键的键能小于P—Cl键。
8.C 由二氧化硅晶体结构图可知,每个硅原子连有4个氧原子,每个氧原子连有2个硅原子,硅原子、氧原子个数比为1∶2;晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子,最小环上的原子总数为12;晶体中每个硅原子形成四对共用电子对,每个氧原子形成两对共用电子对,二者都满足最外层8电子结构。
9.C SiO2的晶体结构中,每个Si原子与4个O原子直接相连,A错误;1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键,B错误;金刚石的空间网状结构中,由共价键形成的最小环上有6个碳原子,C正确;金刚石中每个C原子与周围四个C原子形成4个C—C键,每个C—C键为两个C原子共用,因此属于每个C原子的成键数目是4×=2,1 mol金刚石中含有NA个C原子,故含有2NA个C—C键,D错误。
10.B 共价晶体的熔点高,一般不能导电,延展性差,故A不符合题意;无色晶体,熔点3 500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂,符合共价晶体的性质特点,故B符合题意;无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点800 ℃,熔化时能导电,不属于共价晶体,故C不符合题意;熔点-56.6 ℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电,不符合共价晶体的性质,故D不符合题意。
11.B 共价晶体的熔点和硬度与构成共价晶体的原子间的共价键键能有关,而原子间的共价键键能与原子半径的大小有关,一般原子半径越小,共价键键能越大,共价晶体熔点越高,硬度越大。
12.C T-碳与金刚石均为碳的单质,二者结构不同,互为同素异形体,A正确;由题给信息推测T-碳也是共价晶体,T-碳和金刚石都具有很高的硬度,B正确;T-碳中4个碳原子围成正四面体结构,该结构中键角为60°,C错误;由晶胞结构可知,在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点,6个位于面心,4个位于体内,正四面体结构单元个数为8×+6×+4=8,则碳原子个数为32,D正确。
能力提升练
对应主书P38
1.A 2.B 3.D 4.D 5.D
1.A 稀有气体是单原子分子,不存在任何化学键,一般较难发生化学反应,与化学键无关,A错误;吸热反应是断裂反应物中化学键的过程中吸收的总能量大于形成生成物中化学键的过程中放出的总能量,即反应物总的键能大于生成物总的键能,故已知石墨转化为金刚石要吸热,则等质量的石墨与金刚石相比前者总键能大,B正确;HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,与共价键的键能大小有关,C正确;一般情况下,共价键的键长越短,其键能越大,物质的化学性质就越稳定,D正确。
2.B 一般键长越长,键能越小,分子越不稳定,A错误;共价键一般形成于非金属元素之间,除H外第ⅠA族元素均是活泼金属元素,第ⅦA族元素均是活泼非金属元素,这两类元素的原子间易形成离子键,B正确;水分子呈V形,C错误;断裂2 mol H—O键吸收2×462.8 kJ能量,形成H2和O2时会释放能量,故18 g H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)时,能量变化不为2×462.8 kJ,D错误。
3.D 氮氮单键中只含有σ键,1个氮氮三键中含有2个π键和1个σ键,σ键与π键键能不同,氮氮三键的键能不为193 kJ·mol-1×3,故A错误;键能越大,化学键越牢固,H—H键键能为436.0 kJ·mol-1,F—F键键能为157 kJ·mol-1,所以H2比F2稳定,B错误;原子最外层有1个电子,可能为H原子,H与卤素原子相结合时,所形成的化学键为共价键,故C错误;共价键键长是指形成共价键的两个原子的原子核间的平均距离,故D正确。
4.D GaAs的熔点很高,硬度很大,再结合其晶体结构知该晶体为共价晶体,A正确;晶胞中Ga位于晶胞内部,原子数目为4,As位于顶点和面心,原子数目为8×+6×=4,在该晶体中Ga和As的配位数均为4,B正确;每个Ga、As都形成4个共价键,均没有孤电子对,所有原子均满足8电子稳定结构,C正确;晶胞中原子总体积=4×π(+)×10-30 cm3,晶胞质量 =4× g,晶胞体积=4× g÷ρ g·cm-3,原子的体积占晶胞体积的百分率为 4×π()×10-30 cm3÷(4× g÷ρ g·cm-3)×100%=×10-30×100%,D错误。
5.D 1个As原子形成4个共价键,其中有一个为配位键,A正确;根据题图2中几何关系求得晶胞参数为2a pm,B正确;晶胞中离A球距离最近的灰球的坐标参数为,C正确;晶体中离As原子距离最近且等距的As原子有12个,D错误。
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2024苏教版高中化学选择性必修2同步
第2课时 共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体
基础过关练
题组一 共价键的键能、键长及应用
1.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能量
C.拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量
D.形成1个N—H键所放出的能量
2.(经典题)下列叙述中的距离属于键长的是( )
A.氨分子中两个氢原子间的距离
B.氯分子中两个氯原子间的距离
C.金刚石中任意两个相邻的碳原子核间的距离
D.氯化氢中氯原子和氢原子间的距离
3.(经典题)下列事实中,能够用键能解释的是( )
A.氮气的化学性质比氧气稳定
B.常温常压下,溴呈液态,碘呈固态
C.稀有气体一般很难发生化学反应
D.硝酸易挥发,硫酸难挥发
4.(2023辽宁重点高中协作体期末)工业上制备粗硅的反应为2C+SiO2 Si+2CO↑,若C过量,还会生成SiC。已知CO的结构式为CO。下列叙述错误的是( )
A.1个CO分子内含有1个σ键和2个π键
B.键能:C—H键>Si—H键,因此甲硅烷没有甲烷稳定
C.键长:C—Si键
D.1mol SiO2含有NA个SiO2分子
题组二 键能与反应热
5.(经典题)白磷与氧气可发生反应:P4(s)+5O2(g) P4O10(s)。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P键:a kJ·mol-1、P—O键:b kJ·mol-1、键:c kJ·mol-1、键:d kJ·mol-1。根据如图所示分子结构和有关数据计算1 mol白磷与足量氧气反应放出的热量,其中正确的是( )
A.(6a+5d-4c-12b)kJ
B.(4c+12b-6a-5d)kJ
C.(4c+12b-4a-5d)kJ
D.(4a+5d-4c-12b)kJ
6.(2023北京第十二中学月考)已知某些化学键键能如下,下列说法不正确的是( )
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—Br
键能/(kJ·mol-1) 436 243 194 432 a
A.根据以上信息可得出H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol-1
B.根据原子半径可知键长:H—Cl键
D.常温下Cl2和Br2的状态不同,与Cl—Cl键和Br—Br键的键能有关
7.已知:P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol-1。
下列叙述正确的是( )
A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热
C.Cl—Cl键的键能为 kJ·mol-1
D.P—P键的键能为 kJ·mol-1
题组三 共价晶体的结构与性质
8.下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是( )
A.晶体中每个硅原子与4个氧原子相连
B.晶体中硅、氧原子个数比为1∶2
C.晶体中最小环上的原子数为8
D.晶体中硅、氧原子最外层都满足8电子结构
9.(2023湖南株洲第一中学月考)下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是( )
A.SiO2的晶体结构中,每个Si原子与2个O原子直接相连
B.通常状况下,1 mol SiO2晶体中含有化学键数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C.金刚石的空间网状结构中,由共价键形成的最小环上有6个碳原子
D.1 mol金刚石中含有4NA个C—C键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
10.根据下列性质判断,属于共价晶体的物质是( )
A.熔点2 700 ℃,导电性好,延展性好
B.无色晶体,熔点3 500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂
C.无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点800 ℃,熔化时能导电
D.熔点-56.6 ℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电
11.下表是某些共价晶体的熔点和硬度。
共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅
熔点/℃ >3 500 3 000 2 600
摩氏硬度 10 9.5 9
共价晶体 石英 硅 锗
熔点/℃ 1 710 1 415 1 211
摩氏硬度 7.0 7 6.0
分析表中的数据,判断下列叙述正确的是( )
A.构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
B.一般构成共价晶体的原子间的共价键键能越大,晶体的熔点越高
C.构成共价晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越大
D.构成共价晶体的原子的相对原子质量越大,晶体的硬度越大
12.(2023北京朝阳一模)我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看作将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得,金刚石和T-碳的晶胞如图所示。下列说法不正确的是( )
A.T-碳与金刚石互为同素异形体
B.T-碳与金刚石都具有很高的硬度
C.T-碳与金刚石中键角均为109°28'
D.T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
能力提升练
题组一 键能与键长的应用
1.(2022吉林白山抚松一中开学考试)下列说法不正确的是( )
A.稀有气体一般较难发生化学反应,是因为分子中键能较大
B.已知石墨转化为金刚石要吸热,则等质量的石墨与金刚石相比前者总键能大
C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,与共价键的键能大小有关
D.一般共价键的键能越大,键长越短
2.(2022辽宁沈阳质量监测)下列说法中正确的是 ( )
A.分子中的键长越长,键能越大,分子越稳定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间易形成离子键
C.水分子可表示为H—O—H,为直线形分子
D.H—O键键能为462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)时,能量变化为2×462.8 kJ
3.下列说法正确的是 ( )
A.已知N—N键键能为193 kJ·mol-1,故氮氮三键的键能为193 kJ·mol-1×3
B.H—H键键能为436.0 kJ·mol-1,F—F键键能为157 kJ·mol-1,故F2比H2稳定
C.某元素原子最外层有1个电子,它跟卤素原子相结合时,所形成的化学键一定为离子键
D.H—F键键长为92 pm,其含义为H、F两原子核间的距离
题组二 共价晶体的结构及有关计算
4.(2022山东滕州第五中学测试)GaAs晶体被业内称为“半导体贵族”,2001年7月31日,我国科学家宣布掌握了其生产技术,我国成为继日本、德国之后第三个拥有此项技术的国家。GaAs晶体的熔点很高,硬度很大。其原子间以共价键相连,密度为 ρ g·cm-3,Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1、MAs g·mol-1,原子半径分别为rGa pm、rAs pm,令阿伏加德罗常数的值为NA,其晶胞结构如图所示。
下列说法错误的是( )
A.该晶体为共价晶体
B.在该晶体中Ga和As的配位数均为4
C.所有原子均满足8电子稳定结构
D.原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%
5.(2023河北保定部分学校3月联考)砷化镓与金刚石结构相似,其晶胞结构如图1所示,图2为晶胞沿z轴的1∶1平面投影图,已知图1中A球的原子坐标参数为(0,0,0),B球为(1,1,1)(令NA代表阿伏加德罗常数的值),下列说法错误的是( )
图1
图2
A.1 mol砷化镓中配位键数是NA
B.晶胞参数为2a pm
C.晶胞中离A球距离最近的灰球的坐标参数为
D.晶体中离As原子距离最近且等距的As原子有8个
第2课时 共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体
基础过关练
对应主书P36
1.C 2.C 3.A 4.D 5.B 6.D 7.C 8.C
9.C 10.B 11.B 12.C
1.C N—H键的键能是指拆开1 mol N—H键所吸收的能量,不是指形成1个N—H键所释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol N—H键,拆开1 mol NH3中的共价键吸收的能量是N—H键键能的三倍。
2.C 键长是指形成共价键的两个原子核间的距离,仅仅说成是原子间的距离是错误的。A项,NH3分子中的两个H原子间不存在化学键,错误;B、D项,未指出是核间距离,错误。
3.A 键比键的键能大而难以断裂,所以氮气化学性质比氧气稳定,A符合题意;常温常压下,溴呈液态,碘呈固态,与分子间作用力有关,与分子内的共价键的键能无关,B不符合题意;稀有气体一般很难发生化学反应的原因是其原子的最外层已达稳定状态,稀有气体不含化学键,C不符合题意;硫酸、硝酸的挥发性与分子内的共价键的键能无关,D不符合题意。
4.D CO的结构式为CO,则1个CO分子内含有1个σ键和2个π键,A正确;原子半径:C
5.B 依据键能的数据可以计算化学反应的热效应,即ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。根据反应P4(s)+5O2(g) P4O10(s),并结合物质的分子结构可知,1个白磷分子中含有6个P—P键,1个氧气分子中含有1个键,1个P4O10分子中含有4个键和12个P—O键,因此该反应的ΔH=(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1,由于该反应为放热反应,ΔH为负值,故1 mol白磷与足量O2反应放出的热量为(4c+12b-6a-5d)kJ。
6.D 反应热=反应物总键能-生成物总键能,可得H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=+436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2×432 kJ·mol-1=-185 kJ·mol-1,A正确;Cl的原子半径小于Br原子,则键长:H—Cl键
7.C 由已知两个反应可得:Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(g) ΔH= kJ·mol-1,无法求Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热;设Cl—Cl键的键能为x kJ·mol-1,则x+3×1.2c-5c=,x=;设P—P键的键能为y kJ·mol-1,P4为正四面体结构,1个P4分子中有6个P—P键,由题给第1个反应得6y+×6-4×3×1.2c=a,解得y=;P—P键的键长大于P—Cl键,故P—P键的键能小于P—Cl键。
8.C 由二氧化硅晶体结构图可知,每个硅原子连有4个氧原子,每个氧原子连有2个硅原子,硅原子、氧原子个数比为1∶2;晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子,最小环上的原子总数为12;晶体中每个硅原子形成四对共用电子对,每个氧原子形成两对共用电子对,二者都满足最外层8电子结构。
9.C SiO2的晶体结构中,每个Si原子与4个O原子直接相连,A错误;1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键,B错误;金刚石的空间网状结构中,由共价键形成的最小环上有6个碳原子,C正确;金刚石中每个C原子与周围四个C原子形成4个C—C键,每个C—C键为两个C原子共用,因此属于每个C原子的成键数目是4×=2,1 mol金刚石中含有NA个C原子,故含有2NA个C—C键,D错误。
10.B 共价晶体的熔点高,一般不能导电,延展性差,故A不符合题意;无色晶体,熔点3 500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂,符合共价晶体的性质特点,故B符合题意;无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点800 ℃,熔化时能导电,不属于共价晶体,故C不符合题意;熔点-56.6 ℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电,不符合共价晶体的性质,故D不符合题意。
11.B 共价晶体的熔点和硬度与构成共价晶体的原子间的共价键键能有关,而原子间的共价键键能与原子半径的大小有关,一般原子半径越小,共价键键能越大,共价晶体熔点越高,硬度越大。
12.C T-碳与金刚石均为碳的单质,二者结构不同,互为同素异形体,A正确;由题给信息推测T-碳也是共价晶体,T-碳和金刚石都具有很高的硬度,B正确;T-碳中4个碳原子围成正四面体结构,该结构中键角为60°,C错误;由晶胞结构可知,在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点,6个位于面心,4个位于体内,正四面体结构单元个数为8×+6×+4=8,则碳原子个数为32,D正确。
能力提升练
对应主书P38
1.A 2.B 3.D 4.D 5.D
1.A 稀有气体是单原子分子,不存在任何化学键,一般较难发生化学反应,与化学键无关,A错误;吸热反应是断裂反应物中化学键的过程中吸收的总能量大于形成生成物中化学键的过程中放出的总能量,即反应物总的键能大于生成物总的键能,故已知石墨转化为金刚石要吸热,则等质量的石墨与金刚石相比前者总键能大,B正确;HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,与共价键的键能大小有关,C正确;一般情况下,共价键的键长越短,其键能越大,物质的化学性质就越稳定,D正确。
2.B 一般键长越长,键能越小,分子越不稳定,A错误;共价键一般形成于非金属元素之间,除H外第ⅠA族元素均是活泼金属元素,第ⅦA族元素均是活泼非金属元素,这两类元素的原子间易形成离子键,B正确;水分子呈V形,C错误;断裂2 mol H—O键吸收2×462.8 kJ能量,形成H2和O2时会释放能量,故18 g H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)时,能量变化不为2×462.8 kJ,D错误。
3.D 氮氮单键中只含有σ键,1个氮氮三键中含有2个π键和1个σ键,σ键与π键键能不同,氮氮三键的键能不为193 kJ·mol-1×3,故A错误;键能越大,化学键越牢固,H—H键键能为436.0 kJ·mol-1,F—F键键能为157 kJ·mol-1,所以H2比F2稳定,B错误;原子最外层有1个电子,可能为H原子,H与卤素原子相结合时,所形成的化学键为共价键,故C错误;共价键键长是指形成共价键的两个原子的原子核间的平均距离,故D正确。
4.D GaAs的熔点很高,硬度很大,再结合其晶体结构知该晶体为共价晶体,A正确;晶胞中Ga位于晶胞内部,原子数目为4,As位于顶点和面心,原子数目为8×+6×=4,在该晶体中Ga和As的配位数均为4,B正确;每个Ga、As都形成4个共价键,均没有孤电子对,所有原子均满足8电子稳定结构,C正确;晶胞中原子总体积=4×π(+)×10-30 cm3,晶胞质量 =4× g,晶胞体积=4× g÷ρ g·cm-3,原子的体积占晶胞体积的百分率为 4×π()×10-30 cm3÷(4× g÷ρ g·cm-3)×100%=×10-30×100%,D错误。
5.D 1个As原子形成4个共价键,其中有一个为配位键,A正确;根据题图2中几何关系求得晶胞参数为2a pm,B正确;晶胞中离A球距离最近的灰球的坐标参数为,C正确;晶体中离As原子距离最近且等距的As原子有12个,D错误。
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