2017_2018学年高中化学第2章化学键与分子间作用力第1节共价键模型学案鲁科版选修3

第1节　共价键模型
1．了解共价键的形成、本质、特征和分类。
2．了解σ键和π键的区别，会判断共价键的极性。(重点)
3．认识键能、键长、键角等键参数的概念，并能应用其说明简单分子的某些性质。(难点)
共
价
键
基础·初探]
教材整理1　共价键的形成及本质
1．概念
原子间通过共用电子形成的化学键。
2．本质
高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。
3．形成元素
通常是电负性相同或差值小的非金属元素原子。
4．表示方法
(1)用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键，如H—H、H—Cl；
(2)“”表示原子间共用两对电子所形成的共价键(共价双键)；
(3)“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键(共价叁键)。
(1)电负性相同或差值小的非金属原子形成的化学键是共价键。(√)
(2)金属元素与非金属元素之间不能形成共价键。(×)
(3)共价键是一种电性吸引。(×)
(4)CO2分子结构式为O＝C＝O。(√)
教材整理2　共价键的分类
1．分类
2．极性键和非极性键：按两原子核间的共用电子对是否偏移可将共价键分为极性键和非极性键
形成元素
电子对偏移
原子电性
非极性键
同种元素
因两原子电负性相同，共用电子对不偏移
两原子均不显电性
极性键
不同种元素
电子对偏向电负性大的原子
电负性较大的原子显负电性
从电负性角度分析H—F键和H—Cl键的极性大小。
【提示】　电负性F＞Cl。分别与H原子形成共价键时，共用电子对更偏向F原子，故极性H—F＞H—Cl。
教材整理3　共价键的特征
1．共价键的饱和性
每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。共价键饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。
2．共价键的方向性
在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键越牢固，因此，共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成。共价键的方向性决定着分子的空间构型。
(1)共价键都具有饱和性。(√)
(2)共价键都具有方向性。(×)
(3)原子轨道重叠越多，共价键越牢固。(√)
(4)氨分子中，NN∶NH＝1∶3，体现了共价键饱和性。(√)
合作·探究]
探究背景]
各物质的分子式，氢气：H2　氮气：N2　氨气：NH3
探究问题]
1．只含σ键的分子________；
既含σ键，又含π键的分子________。
【提示】　H2、NH3　N2
2．试解释NH3分子中N原子为1个，氢原子只能为3个的原因。
【提示】　两原子电子式分别为：和，N原子最外层有3个未成对电子。H原子有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需3个H原子分别形成3对共用电子对，达到共价键的饱和性，从而决定了分子中的原子个数。
核心·突破]
1．共价键的分类
分类标准
类型
共用电子对数
单键、双键、叁键
共用电子对的偏移程度
极性键、非极性键
原子轨道重叠方式
σ键、π键
2.σ键与π键的比较
键类型
σ键
π键
原子轨道重叠方式
沿键轴方向“头碰头”重叠
沿键轴方向“肩并肩”重叠
原子轨道重叠部位
两原子核之间，在键轴处
键轴上方和下方，键轴处为零
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
较大
较小
分类
s—s，s—p，p—p
p—p
化学活泼性
不活泼
活泼
稳定性
一般来说σ键比π键稳定，但不是绝对的
3.单键、双键、叁键　σ键、π键的关系
单键是σ键，双键含1个σ键1个π键，叁键含1个σ键2个π键
题组·冲关]
1．下列关于共价键的说法正确的是(　　)
A．共价键只存在于共价化合物中
B．只含有共价键的物质一定是共价化合物
C．非极性键只存在于单质分子中
D．离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键
【解析】　共价键可能存在于共价化合物中也可能存在于离子化合物中，可能是极性共价键也可能是非极性共价键；单质中形成的共价键为非极性共价键；离子化合物中可能含有极性共价键也可能含有非极性共价键。
【答案】　D
2．下列物质只含共价键的是(　　)
A．Na2O2
B．H2O
C．NH4Cl
D．NaOH
【解析】　Na2O2、NH4Cl、NaOH既含离子键又含共价键，H2O中只含共价键。
【答案】　B
3．用“—”表示物质分子中的共价键：
【导学号：66240012】
Cl2、CH4、O2、H2O2、C2H2
【答案】　Cl—Cl、，O===O，H—O—O—H，H—C≡C—H
【温馨提示】　活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间可形成共价键，如AlCl3中只存在共价键。
4．下列分子中，只有σ键没有π键的是(　　)
A．CH4
B．N2
C．CH2===CH2
D．CH≡CH
【解析】　两原子间形成共价键，先形成σ键，然后再形成π键，即共价单键全部为σ键，共价双键、共价叁键中一定含有一个σ键，其余为π键。
【答案】　A
5．下列说法中不正确的是(　　)
A．一般σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
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．N2分子中有一个σ键，2个π键
【解析】　气体单质中不一定含σ键，如稀有气体分子均为单原子分子，分子内无化学键。
【答案】　C
6．下列物质的分子中既含有极性键，又含有非极性键的是(　　)
A．CO2
B．H2O
C．H2O2
D．H2
【解析】　判断极性键和非极性键的标准是成键原子是否为同种元素的原子。CO2(O===C===O)、H2O(H—O—H)分子中只有极性键；H2分子中只有非极性键；而H2O2分子的结构式为H—O—O—H，既有极性键，又有非极性键。
【答案】　C
7．①CH4　②NH3　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2　⑦HCl
(1)分子中只含σ键的是(填序号下同)。
①②④⑦，含2个π键的是③⑥，既含σ键，又含π键的是③⑤⑥；只含极性键的是①②⑦，只含非极性键的是③，既含极性键又含非极性键的是④⑤⑥。
【规律总结】　(1)s轨道与s轨道(或p轨道)只能形成σ键，不能形成π键。
(2)两个原子间可以只形成σ键，但不可以只形成π键。
(3)在同一个分子中，σ键一般比π键强度大。
8．共价键是有饱和性和方向性的，下列关于共价键这两个特征的叙述中不正确的是(　　)
A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B．共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C．共价键的方向性决定了分子的空间构型
D．共价键的方向性与原子轨道的重叠程度有关
【解析】　共价键的方向性与原子轨道的伸展方向有关。
【答案】　D
9．下列说法正确的是(　　)
A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B．H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性
C．所有共价键都有方向性
D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间
【解析】　S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O能结合1个H＋形成H3O＋，并不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率大，D项错。故选A。
【答案】　A
10．H2S分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是(　　)
A．共价键的饱和性
B．硫原子的电子排布
C．共价键的方向性
D．硫原子中p轨道的形状
【解析】　共价键的方向性决定了分子的空间构型。
【答案】　C
键
参
数
基础·初探]
教材整理1　三个重要的键参数
1．键能
(1)概念：在101.3
kPa，298
K的条件下，断开1_mol
AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量，叫A—B键的键能。
(2)表示方式和单位
表示方式：EA－B，单位：kJ·mol－1。
(3)意义
表示共价键的强弱，键能越大，键越牢固。
2．键长
(1)概念：两个成键原子的原子核间的距离叫做该化学键的键长。
(2)意义：键长越短，化学键越强，键越牢固。
3．键角
(1)概念：在多原子分子中，两个化学键的夹角叫键角；
(2)意义：可以判断多原子分子的空间构型。
(1)断开化学键需吸收能量。(√)
(2)键能EH—Cl＞EH—Br。(√)
(3)键长越长，分子越稳定。(×)
(4)键角可以决定分子空间构型。(√)
教材整理2　常见物质的键角及分子构型
分子
键角
空间构型
CO2
180°
直线形
H2O
104.5°
V形
NH3
107.3°
三角锥形
三个键参数中，有哪几种决定化学键稳定性？
【提示】　键能和键长。
核心·突破]
1．键参数
(1)键能：
①键能单位为kJ·mol－1；
②形成化学键时通常放出能量，键能通常取正值；
③键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易断开。
(2)键长：键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。
(3)键角：键角常用于描述多原子分子的空间构型。如三原子分子CO2的结构式为O===C===O，键角为180°，为直线形分子；三原子分子H2O中的键角为104.5°，是一种V形(角形)分子；四原子分子NH3中的键角是107.3°，分子呈三角锥形。
2．键参数与分子性质的关系
题组·冲关]
1．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是(　　)
A．键角是描述分子立体结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定
D．键角的大小与键长、键能的大小无关
【解析】　键长越长，共价化合物越不稳定。
【答案】　C
2．三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是(　　)
A．PCl3分子中P—Cl三个共价键的键长、键角都相等
B．PCl3分子中P—Cl三个共价键键能、键角均相等
C．PCl3分子中的P—Cl键属于极性共价键
D．PCl3分子中P—Cl键的三个键角都是100.1°，键长相等
【解析】　PCl3分子是由P—Cl极性键构成的极性分子，其结构类似于NH3。
【答案】　D
3．碳和硅的有关化学键键能如下表所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·mol－1)
356
413
336
226
318
452
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_______________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是
_____________________________________________________________。
【解析】　(1)C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。
(2)C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。
【答案】　(1)依据图表中键能数据分析，C—C键、C—H键键能大，难断裂；Si—Si键、Si—H键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)SiH4稳定性小于CH4，更易生成氧化物，是因为C—H键键能大于C—O键的，C—H键比C—O键稳定。Si—H键键能远小于Si—O键的，不稳定，倾向于形成稳定性更强的Si—O键
【规律方法】　(1)键能与键长反映键的强弱程度，键长与键角用来描述分子的空间构型，轨道的重叠程度越大，键长越短，键能越大，化学键越稳定。
(2)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件——气态基态原子。
(3)同种元素原子形成的化学键的键能相比较，则有E(叁键)>E(双键)>E(单键)。
4．在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是(　　)
A．白磷分子的键角为109.5°
B．分子中共有4对共用电子对
C．白磷分子的键角为60°
D．分子中有6对孤电子对
【解析】　白磷的正四面体结构不同于甲烷的空间结构；由于白磷分子中无中心原子，根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为60°，总共有6个共价单键，每个磷原子含有一对孤电子对，总计有4对孤电子对。
【答案】　C
5．CO2、C2H2、CH4、H2O、NH3、H2S、CCl4分子空间构型：
(1)直线形的CO2、C2H2；
(2)V形的H2O、H2S；
(3)正四面体形的CH4、CCl4；
(4)三角锥形的NH3。
6．已知H—H键的键能为436
kJ·mol－1，H—N键的键能为391
kJ·mol－1，根据热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92
kJ·mol－1，则N≡N键的键能是(　　)
A．431
kJ·mol－1
B．946
kJ·mol－1
C．649
kJ·mol－1
D．869
kJ·mol－1
【解析】　据ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和可知：E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(H—N)＝ΔH，则，E(N≡N)＋3×436
kJ·mol－1－6×391
kJ·mol－1＝－92
kJ·mol－1，解得：E(N≡N)＝946
kJ·mol－1。
【答案】　B
7．某些化学键的键能如下表(kJ·mol－1)。
键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—Cl
H—Br
H—I
键能
436
247
193
151
431
363
297
(1)1
mol
H2在2
mol
Cl2中燃烧，放出热量________kJ。
(2)在一定条件下，1
mol
H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是________(填序号)。
a．Cl2＞Br2＞I2　　b．I2＞Br2＞Cl2　　c．Br2＞I2＞Cl2
预测1
mol
H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热________。
【解析】　(1)1
mol
H2在2
mol
Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1
mol，生成2
mol
HCl，故放出的热量为431
kJ·mol－1×2
mol－436
kJ·mol－1×1
mol－247
kJ·mol－1×1
mol＝179
kJ。
(2)由表中数据计算知H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物越稳定，放出热量越多。因稳定性HF＞HCl，故知H2在F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。
【答案】　(1)179　(2)a　多
【规律总结】　(1)化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学反应的热效应本质上来源于旧化学键的断裂和新化学键的形成时键能的变化。因此，键能是与化学反应中能量变化有关的物理量。
(2)当旧化学键断裂所吸收的能量大于新化学键形成所放出的能量时，该反应为吸热反应，反之则为放热反应。
(3)ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。ΔH＜0为放热反应，ΔH＞0为吸热反应。
学业分层测评(六)　共价键模型
(建议用时：45分钟)
学业达标]
1．下列说法正确的是(　　)
A．键角越大，该分子越稳定
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中键长相等，键角不同
D．C===C键的键能是C—C键的2倍
【解析】　A项，键角是决定分子空间构型的参数，与分子的稳定性无关；C项，CH4、CCl4中C—H键键长小于C—Cl键键长，键角均为109.5°；D项，C===C键由σ键和π键组成，C—C键为σ键，故C===C键的键能小于C—C键键能的2倍。
【答案】　B
2．下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是(　　)
A．H2　　　B．CCl4　　　C．Cl2　　　D．F2
【解析】　各分子中的σ键轨道重叠为最外层未成对电子所在轨道进行重叠，情况如下：H2：1s1—1s1，CCl4：2p1—3p1，Cl2：3p1—3p1，F2：2p1—2p1。
【答案】　A
3．下列有关σ键的说法错误的是(　　)
A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，那么形成s—s
σ键
B．s电子与p电子形成s—p
σ键
C．p电子和p电子不能形成σ键
D．HCl分子里含有一个s—p
σ键
【解析】　p电子和p电子头碰头时也能形成σ键。
【答案】　C
4．(2016·泰安高二检测)下列说法中正确的是(　　)
A．p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键
B．p轨道之间以“头碰头”重叠可形成π键
C．s和p轨道以“头碰头”重叠可形成σ键
D．共价键是两个原子轨道以“头碰头”重叠形成的
【解析】　轨道之间以“肩并肩”重叠形成π键，“头碰头”重叠形成σ键，共价键可分为σ键和π键。
【答案】　C
5．(2016·唐山高二检测)以下说法正确的是(　　)
A．共价化合物内部可能有极性键和非极性键
B．原子或离子间相互的吸引力叫化学键
C．非金属元素间只能形成共价键
D．金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键
【解析】　全部由共价键形成的化合物是共价化合物，则共价化合物内部可能有极性键和非极性键，如乙酸、乙醇中，A正确；相邻原子之间强烈的相互作用是化学键，包括引力和斥力，B不正确；非金属元素间既能形成共价键，也能形成离子键，如氯化铵中含有离子键，C不正确；金属元素与非金属元素的原子间大部分形成离子键，但也可以形成共价键，如氯化铝中含有共价键，D不正确。
【答案】　A
6．(双选)下列说法中正确的是(　　)
A．键能越小，表示化学键越牢固，难以断裂
B．两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定
C．破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量
D．键能、键长只能定性地分析化学键的特性
【解析】　键能越大，键长越短，化学键越牢固。
【答案】　BC
7．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
【解析】　由于N2分子中存在N≡N，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的键能大于H—O，所以更容易生成HF。
【答案】　B
8．下列有关化学键类型的叙述正确的是(　　)
【导学号：66240013】
A．全部由非金属构成的化合物中肯定不存在离子键
B．所有物质中都存在化学键
C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
【解析】　铵盐是离子化合物，含有离子键，但其全部由非金属构成，A项错；稀有气体的原子本身就达到稳定结构，不存在化学键，B项错；乙炔中存在3个σ键和2个π键，2个C—H键和碳碳叁键中的1个键是σ键，而碳碳叁键中的另外2个键是π键，C项错。
【答案】　D
9．意大利罗马大学的Fulvio
Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。已知断裂1
mol
N—N吸收167
kJ热量，生成1
mol
N≡N放出942
kJ热量，根据以上信息和数据，判断下列说法正确的是(　　)
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键角为109.5°
D．1
mol
N4转变成N2将吸收882
kJ热量
【解析】　N4是由氮元素形成的一种单质，不是新型的化合物，A错；氮元素是活泼的非金属元素，氮元素与氮元素之间形成的是非极性键，B正确；N4分子是正四面体结构，键角是60°，C错；已知断裂1
mol
N—N吸收167
kJ热量，生成1
mol
N≡N放出942
kJ热量，则1
mol
N4转变成N2时的反应热ΔH＝6×167
kJ·mol－1－2×942
kJ·mol－1＝－882
kJ·mol－1，即该反应是放热反应，因此1
mol
N4转变成N2将放出882
kJ热量，D错误。
【答案】　B
10．分析下列化学式中加点的元素，选出符合题目要求的选项填在横线上。
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是________；
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是________；
(3)最外层含有一对未成键电子的是________；
(4)既含有极性键又含有非极性键的是________；
(5)既含有σ键又含有π键的是________。
【解析】　六种物质的加点元素均为短周期元素，价电子即最外层电子。电子式分别为
由电子式可推得成键情况。
【答案】　(1)D、E　(2)C　(3)A、F　(4)E　(5)E、F
11．(2016·青岛高二检测)回答下列问题：
(1)1
mol
CO2中含有的σ键数目为________。
(2)已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的—个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1
038.7
kJ·mol－1
若该反应中有4
mol
N—H键断裂，则形成的π键有________mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为________。
(5)1
mol乙醛分子中含σ键的数目为________个，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是________________________________________________________________。
【解析】　(1)CO2分子内含有碳氧双键，双键中一个是σ键，另一个是π键，则1
mol
CO2中含有的σ键个数为2NA。
(2)N2的结构式为N≡N，推知CO结构式为C≡O，含有1个σ键、2个π键；CN－结构式为C≡N]－，HCN分子结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键均为2个。
(3)反应中有4
mol
N—H键断裂，即有1
mol
N2H4参加反应，生成1.5
mol
N2，则形成的π键有3
mol。
(4)设分子式为CmHn，则6m＋n＝16，解之得m＝2，n＝4，即C2H4，结构式为。单键为σ键，双键有1个σ键和1个π键，所以一个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键。
(5)乙醛与CO(NH2)2的结构简式分别为，故1
mol乙醛中含有σ键6NA个，1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。
(6)两个成键原子的电负性差别越大，它们形成共价键的极性就越大(或从非金属性强弱上来判断)。由于电负性：F＞O＞N＞C，因此四种元素与H形成的共价键的极性：F—H＞O—H＞N—H＞C—H。
【答案】　(1)2NA或1.204×1024　(2)1∶2　1∶1　(3)3　(4)5∶1　(5)6NA或3.612×1024　7　(6)HF＞H2O＞NH3＞CH4
12．A、B、C、D、E五种元素原子序数依次增大，A元素原子的价电子排布为ns2np2，B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，E元素原子的价电子排布为3d64s2。C、D的电离能数据如下(kJ·mol－1)：
I1
I2
I3
I4
C
738
1
451
7
733
10
540
D
577
1
817
2
745
11
578
(1)化合价是元素的一种性质。由C、D的电离能数据判断，C通常显________价，D显________价。
(2)某气态单质甲与化合物AB分子中电子总数相等，则甲分子中包含1个________键，2个________键。
(3)AB的总键能大于甲的总键能，但AB比甲容易参加化学反应。根据下表数据，说明AB比甲活泼的原因是_______________________________。
单键
双键
叁键
AB　键能/kJ·mol－1
357.7
798.9
1
071.9
甲　键能/kJ·mol－1
154.8
418.4
941.7
【解析】　(1)由“B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍”可推知B为氧；因原子序数B>A，可知A的价电子排布为2s22p2，A为碳；C元素的I3 I2，故C最外层有2个电子；D元素的I4 I3，故D元素的最外层有3个电子，由于原子序数依次增大，且E的价电子排布为3d64s2，为铁元素，故C、D分别为镁和铝元素。(2)AB分子为CO，共14个电子，与之电子数相等的气态单质应为N2，含1个σ键和2个π键。(3)CO与N2相对比，CO性质活泼，容易参加化学反应，应是其化学键易断裂的原因。
【答案】　(1)＋2　＋3　(2)σ　π
(3)CO打开第一个键需要1
071.9
kJ·mol－1－798.9
kJ·mol－1＝273
kJ·mol－1能量，而N2打开第一个键需要941.7
kJ·mol－1－418.4
kJ·mol－1＝523.3
kJ·mol－1
能量
能力提升]
13．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是(　　)
【导学号：66240014】
A．键角是描述分子空间构型的重要参数
B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°
D．H—O键的键能为463
kJ·mol－1，即18
g
H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463
kJ
【解析】　H—O键、H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B项错误；水分子呈V形，键角为104.5°，C项错误；D项中H—O键的键能为463
kJ·mol－1，指的是断开1
mol
H—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463
kJ，18
g
H2O即1
mol
H2O中含2
mol
H—O键，断开时需吸收2×463
kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量，故D项错误。
【答案】　A
14．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是(　　)
A．分子中既有极性键，又有非极性键
B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C．分子中含有2个σ键和4个π键
D．不和氢氧化钠溶液发生反应
【解析】　分子中N≡C键是极性键，C—C键是非极性键；成键原子半径越小，键长越短，N原子半径小于C原子半径，故N≡C键比C—C键的键长短；(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键；由于与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应。
【答案】　A
15．下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据：
O—O键数据
O
O
O2
O
键长/10－12
m
149
128
121
112
键能/(kJ·mol－1)
x
y
a＝494
b＝628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律是(　　)
A．成键时，电子数越多，键能越大
B．键长越短，键能越大
C．成键所用电子数越少，键能越大
D．成键时电子对越偏移，键能越大
【解析】　观察表中数据发现，这几种不同物质中的化学键都是氧氧键，因此不存在成键时电子的多少问题，也不存在电子对偏移的问题，但是O2与O比较，键能大的对应的键长短，按此分析O的键长比O中的键长长，所以键能应该小。若按照此规律，键长由短到长的顺序为Oa>y>x，与题意吻合，所以B项正确。
【答案】　B
16．下表为前20号元素中的某些元素性质的一些数据：
元素性质　　
A
B
C
D
E
F
G
M
I
J
K
原子半径(10－10m)
1.02
1.86
0.74
1.43
0.77
1.10
0.99
1.54
0.75
1.17
1.34
最高价态
＋6
＋1
＋3
＋4
＋5
＋7
＋1
＋5
＋4
＋1
最低价态
－2
－2
－4
－3
－1
－3
－4
试回答下列问题：
(1)以上11种元素中第一电离能最小的是________(填编号)。
(2)写出下列反应的化学方程式：
M2C2与EC2反应
______________________________________________。
(3)上述E、F、G三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定结构的是______(写分子式)。比元素B原子序数大5的元素基态原子电子排布式是____________________。
(4)元素E与氢元素可形成分子式为E2H4的分子，分子中共形成________个σ键，________个π键。
(5)C和I相比较，非金属性较弱的是________(填元素名称)，可以验证你的结论的是下列中的________(填编号)。
a．气态氢化物的稳定性和挥发性
b．单质分子中的键能
c．两元素的电负性
d．含氧酸的酸性
【解析】　(1)同一周期元素从左→右第一电离能有增大的趋势，故第一电离能最小的元素在第ⅠA族，第ⅠA族有B、M、K三种元素，且从上到下第一电离能减小，故第一电离能最小的为B。(2)由化合价和原子半径可判断A为S，B为K，C为O，D为Al，E为C，F为P，G为Cl，M为Na，I为N，J为Si，K为Li，故M2C2与EC2的反应为Na2O2与CO2的反应。(3)比B原子序数大5的元素为24号元素Cr，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或Ar]3d54s1。(4)E2H4为C2H4，故有5个σ键，1个π键。(5)本题为判断非金属性强弱的方法，其中a项中气态氢化物的挥发性不能判断非金属性强弱，d项应为最高价氧化物对应水化物的酸性。
【答案】　(1)B
(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(3)CCl4、PCl3　1s22s22p63s23p63d54s1或Ar]3d54s1
(4)5　1　(5)氮　c