2025人教版高中化学选择性必修2强化练习题--第2课时　键参数——键能、键长和键角（含解析）

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2025人教版高中化学选择性必修2
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.(2024黑龙江大庆一中月考)下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　)
A.N2的化学性质很稳定
B.NH3易液化
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D.F2比O2更容易与H2反应
2.(2024浙江湖州期末)碳和硅的有关化学键的键能如表所示。
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/ (kJ·mol-1) 356 413 351 226 318 452
下列说法正确的是(　　)
A.CO键的键能为351kJ·mol-1×2
B.稳定性:CH4C.一般原子半径越大,键长越短,键能越大
D.C与C之间比Si与Si之间更易形成π键
题组二　键长
3.(2024安徽芜湖一中月考)下列说法正确的是(　　)
A.键长:C—O>Si—O
B.键长:C—C>CC
C.H—F的键长是H—X(X表示F、Cl、Br、I)中最长的
D.键长与共价键的稳定性没有关系
4.(2024山西大同一中月考)下列有关化学键比较正确的是(　　)
A.CH4中C—H键与CCl4中C—Cl键的键长相等
B.N—O键的键长比C—O键的键长长
C.1个O2分子中含有1个σ键和1个π键
D.N中4个N—H键的键长不同
题组三　键角
5.(2024黑龙江佳木斯四校联考)下列说法正确的是(　　)
A.键角越大,该分子越稳定
B.键角:H2O>NH3
C.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次减小
D.任意两个B—F键间的夹角为120°,说明BF3分子中的4个原子位于同一平面
6.(2024江苏南通月考)NH3、NF3、NCl3分子中心原子相同,如果周围原子电负性大者键角小,那么NH3、NF3、NCl3三种分子中,键角大小的顺序正确的是(　　)
A.NH3>NF3>NCl3　　　　
B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3　　　　
D.NF3>NCl3>NH3
题组四　键参数的综合考查
7.(2024河北邢台联考)0.2%~0.5%的过氧乙酸(化学式为CH3COOOH,结构式如图所示)溶液是一种杀菌的高效消毒剂,下列关于该化合物说法正确的是(　　)
A.C—C键长等于成键两原子的半径之和
B.C—H的键能小于H2O中H—O的键能
C.键长:CC<
D.该分子中σ键和π键的数目之比为9∶1
能力提升练
题组一　键能与反应热的计算
1.(2024河南南阳月考)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=akJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2=bkJ·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=bkJ·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akJ/mol,I—I键的键能为bkJ/mol,一定条件下:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-ckJ/mol(c>0),下列说法正确的是(　　)
A.断开1molBr—Br键所需的能量小于bkJ
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2molH2(g)和1molI2(g),充分反应后放出热量大于ckJ
D.断开2molH—I键所需的能量为(a+b+c)kJ
题组二　键参数的综合考查P148定点2
3.(2024广东东莞十中月考)下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(　　)
A.键能:C—NB.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>CO2
D.一般相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
4.(2024四川成都统考)下列有关键参数叙述正确的是(　　)
A.H—Cl键的键能比H—Br键的大,HCl的热稳定性比HBr差
B.AB2型分子的键角均为180°
C.C—C键的键能为347.7kJ·mol-1,但CC键的键能小于347.7×2kJ·mol-1
D.H—Cl键的键能为431.8kJ·mol-1,故HCl分解生成1molH2和1molCl2时,能量变化为863.6kJ
5.(2024辽宁朝阳建平实验中学月考)共价键的键参数可用来衡量分子的稳定性能和空间结构。
(1)CO和N2分子中根据原子轨道重叠的方式不同,都包含的共价键类型有　　　　,CO、N2的结构可表示为、,相关化学键的键能如表:
化学键 C—O CO
键能/(kJ·mol-1) 351 745 1071.9
化学键 N—N NN
键能/(kJ·mol-1) 193 418 946
结合数据说明CO比N2活泼的原因:　　　　　　　　　　　　　　。
(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应如下:
已知:
化学键 C—H C—C CC H—H
键能/(kJ·mol-1) 413 347.7 615 436
计算上述反应的ΔH=　　　　kJ·mol-1。
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.B　由于N2分子中存在键,键能大,化学性质很稳定;从F到I原子半径逐渐增大,氢化物的键长逐渐变长,键能逐渐变小,稳定性逐渐减弱;键能:H—F>H—O,HF比H2O稳定,F2比O2更容易与H2反应,A、C、D不符合题意;NH3易液化与键能无关,B符合题意。
2.D　CO键中存在一个σ键和一个π键,CO键的键能不是C—O键键能的两倍,A错误;键能:C—H>Si—H,稳定性:CH4>SiH4,B错误;一般半径越大,键长越长,键能越小,C错误;原子半径:C方法规律
　　(1)键能越大,断开时需要的能量就越多,化学键就越牢固。
(2)结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子越稳定。如C—H键的键能大于Si—H键的键能,所以CH4比SiH4稳定。
3.B　原子半径:Si>C,键长:Si—O>C—O,A错误;相同原子间键长:单键>双键>三键,键长:C—C>CC,B正确;F、Cl、Br、I中F原子半径最小,H—F的键长最短,C错误;键长越短,往往键能越大,共价键越稳定,D错误。
4.C　原子半径:Cl>C,则CH4中C—H键键长小于CCl4中C—Cl键键长,A错误;原子半径:C>N,键长:C—O>N—O,B错误;1个O2(OO)分子中有1个σ键和1个π键,C正确;N中4个N—H键的键长完全相同,D错误。
5.D　键角是描述分子空间结构的参数,不能根据键角大小判断分子的稳定性,A错误;H2O分子中的键角是105°,NH3分子中的键角是107°,键角:H2O6.C　已知电负性F>Cl>H,且NH3、NF3、NCl3分子中中心原子都是N原子,周围原子电负性大者键角小,则键角NH3>NCl3>NF3,C正确。
7.B　键长是指两个形成共价键的原子的核间距,A错误;原子半径:OH—O,则键能:C—HCC>,C错误;单键均为σ键,双键中含一个σ键、一个π键,则该分子中σ键和π键的数目之比为8∶1,D错误。
知识归纳
　　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101pm,就可以确定NH3分子是三角锥形,如图:
能力提升练
1.A　根据反应②可知,ΔH2=413kJ·mol-1×4+2xkJ·mol-1-(745×2+463×4)kJ·mol-1=bkJ·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1mol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1molBr—Br键所需的能量大于bkJ,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2mol氢气和1mol碘蒸气,若I2完全反应则放出的热量为ckJ,充分反应后放出的热量不会大于ckJ,故C错误;设H—I键的键能为xkJ/mol,则有-ckJ/mol=(a+b)kJ/mol-2xkJ/mol,解得x=,则断开2molH—I键所需的能量为(a+b+c)kJ,故D正确。
3.C　C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A正确;原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B正确;H2O分子中键角是105°,CO2分子中键角是180°,键角:H2O4.C　键能:H—Cl>H—Br,热稳定性:HCl>HBr,A错误;AB2型分子可能是直线形,如CO2,也可能是V形,如OF2,B错误;C—C键为σ键,CC键中有一个σ键、一个π键,π键键能小于σ键键能,故CC键的键能小于347.7×2kJ·mol-1,C正确;H—Cl键的键能为431.8kJ·mol-1,2molHCl分解成2molH和2molCl时,消耗的能量为863.6kJ,D错误。
5.答案　(1)σ键和π键　CO中断裂第一个π键消耗的能量比N2中断裂第一个π键消耗的能量小,可见CO中的第一个π键容易断裂
(2)+122.7
解析　(1)N2与CO的分子中都包含σ键和π键。
(2)由制备需断开2molC—H键,生成1molH—H键,同时在C—C键的基础上生成CC键,因此生成1mol过程中吸收的能量为2×413kJ=826kJ,放出的热量为436kJ+(615-347.7)kJ=703.3kJ,ΔH=826kJ·mol-1-703.3kJ·mol-1=+122.7kJ·mol-1。
方法点拨
　　关于共价键类型的判断及特征考查的题目,常出现的易错点是一般规律中的特殊情况,故解答这类题目应注意以下几点:
(1)共价键不仅存在于共价化合物中,也可以存在于离子化合物中,如NaOH、NH4Cl中都含有共价键;活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键,如AlCl3中存在共价键。
(2)所有共价键都有饱和性,但并不是所有的共价键都有方向性,如s-sσ键就没有方向性。
(3)通常情况下,σ键比π键牢固,π键容易断裂,但N2中的π键牢固,故N2中的π键不易断裂,不易发生类似有机反应中的加成反应。
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