高中化學(xué)人教版選修三課時(shí)作業(yè)2-1-2共價(jià)鍵的鍵參數(shù)與等電子原理_第1頁(yè)
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課時(shí)作業(yè)6共價(jià)鍵的鍵參數(shù)與等電子原理[練基礎(chǔ)]1.下列說(shuō)法正確的是()A.鍵角決定了分子的結(jié)構(gòu)B.共價(jià)鍵的鍵能越大,共價(jià)鍵越牢固,含有該鍵的分子越穩(wěn)定C.CH4、CCl4中鍵長(zhǎng)相等,鍵角不同D.C=C鍵的鍵能是C—C鍵的鍵能的兩倍2.下列說(shuō)法中正確的是()A.乙烯中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷中碳碳單鍵的鍵能的2倍B.N—O鍵的極性比C—O鍵的極性大C.氮?dú)夥肿又泻?個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵D.NHeq\o\al(+,4)中4個(gè)N—H鍵的鍵能不同3.已知X—X、Y—Y、Z—Z鍵的鍵長(zhǎng)分別為198pm、74pm、154pm,則它們單質(zhì)分子的穩(wěn)定性是()A.X2>Y2>Z2B.Z2>Y2>X2C.Y2>X2>Z2D.Y2>Z2>X24.等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相似,下列各對(duì)粒子中,空間結(jié)構(gòu)相似的是()A.SO2與O3B.CO2與NO2C.CS2與NO2D.PCl3與BF35.根據(jù)等電子原理,下列各組分子或離子的空間構(gòu)型不相似的是()A.NHeq\o\al(+,4)和CH4B.H3O+和NH3C.NOeq\o\al(-,3)和COeq\o\al(2-,3)D.CO2和H2O6.三氯化磷分子的立體構(gòu)型是三角錐形而不是平面正三角形。下列關(guān)于三氯化磷分子的敘述,不正確的是()A.PCl3分子中三個(gè)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角都相等B.PCl3分子中的P—Cl鍵屬于σ鍵C.PCl3分子中三個(gè)共價(jià)鍵的鍵能、鍵角均相等D.PCl3分子中三個(gè)共價(jià)鍵的鍵角均為120°7.已知H—H鍵能為436kJ·mol-1,H—N鍵能為391kJ·mol-1,1molN2與足量H2反應(yīng)放出的熱量為92.4kJ·mol-1,則N≡N鍵的鍵能是()A.431kJ·mol-1B.945.6kJ·mol-1C.649kJ·mol-1D.896kJ·mol-1[提素養(yǎng)]8.N2的結(jié)構(gòu)可以表示為,CO的結(jié)構(gòu)可以表示為,其中橢圓框表示π鍵,下列說(shuō)法中不正確的是()A.N2分子與CO分子中都含有三鍵B.CO分子與N2分子中的π鍵并不完全相同C.N2與CO互為等電子體D.N2與CO的化學(xué)性質(zhì)相同9.美國(guó)科學(xué)家合成了含有Neq\o\al(+,5)的鹽類,Neq\o\al(+,5)的結(jié)構(gòu)呈V形,如圖所示(圖中箭頭代表單鍵)。下列有關(guān)該離子的說(shuō)法中正確的是()A.每個(gè)Neq\o\al(+,5)中含有35個(gè)質(zhì)子和36個(gè)電子B.該離子中含有σ鍵和π鍵C.該離子中含有2個(gè)π鍵D.Neq\o\al(+,5)與POeq\o\al(3-,4)互為等電子體10.碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí):化學(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—Oeq\f(鍵能,kJ·mol-1)356413336226318452回答下列問(wèn)題:(1)通常條件下,比較CH4和SiH4的穩(wěn)定性強(qiáng)弱:________。(2)硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。11.請(qǐng)回答下列各題:(1)寫出與H2O分子互為等電子體的兩種微粒的化學(xué)式________、________。(2)寫出一種與NOeq\o\al(-,3)互為等電子體的微粒的化學(xué)式________。(3)寫出一種由第二周期元素組成的且與CO互為等電子體的陰離子的電子式________。(4)雙原子14電子的等電子體的共同特點(diǎn)是物質(zhì)中都具有共價(jià)三鍵,請(qǐng)舉出相應(yīng)的3個(gè)例子________、________、________(分子或離子),每分子或離子中含________個(gè)σ鍵,________個(gè)π鍵。12.已知H2、O2、Cl2、N2分子中共價(jià)鍵的鍵能依次為436kJ/mol、497kJ/mol、243kJ/mol、946kJ/mol。(1)下列敘述正確的是________。A.N—N鍵鍵能為eq\f(1,3)×946kJ/mol=315.3kJ/molB.氮分子中共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)比氫分子中共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)短C.氧分子中氧原子是以共價(jià)單鍵結(jié)合的D.氮分子比氯分子穩(wěn)定(2)計(jì)算反應(yīng)3Cl2+2NH3=N2+6HCl(EN—H=391kJ/mol,EH—Cl=432kJ/mol)的反應(yīng)熱。13.氮是地球上極為豐富的元素。(1)Li3N中氮以N3-存在,基態(tài)N3-的電子排布式為_(kāi)_______。(2)N≡N鍵的鍵能為946kJ·mol-1,N—N鍵的鍵能為193kJ·mol-1,計(jì)算說(shuō)明N2中的________鍵比____________鍵穩(wěn)定(填“σ”或“π”)。(3)(CH3)3NH+和AlCleq\o\al(-,4)可形成離子液體。離子液體由陰、陽(yáng)離子組成,熔點(diǎn)低于100℃,其揮發(fā)性一般比有機(jī)溶劑大,兩種離子中均存在________鍵。(4)CO和N2互為等電子體結(jié)構(gòu)。CO和N2分子中根據(jù)電子云重疊的方式不同,都包含的共價(jià)鍵類型有________,CO、N2的結(jié)構(gòu)可表示為C≡O(shè)、N≡N,兩者的鍵能數(shù)據(jù)如下表:(單位kJ·mol-1)A—BA=BA≡BCO357.7798.91071.9N2154.8418.4941.7結(jié)合數(shù)據(jù)說(shuō)明CO比N2活潑的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)水分子和硫化氫分子的鍵角和鍵長(zhǎng)如下表:分子H2OH2S鍵角104.5°92.1°鍵長(zhǎng)95.7pm133.6pm根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)判斷O—H鍵鍵能________(填“>”“=”或“<”)S—H鍵鍵能。用電負(fù)性知識(shí)解釋H2O的鍵角大于H2S的鍵角的原因:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。14.Ⅰ.已知?dú)浞肿拥男纬蛇^(guò)程示意圖如圖所示,請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。氫分子的形成過(guò)程示意圖(1)H—H鍵的鍵長(zhǎng)為_(kāi)_______,①~⑤中,體系能量由高到低的順序是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)下列說(shuō)法中正確的是________(填字母)。A.氫分子中含有一個(gè)π鍵B.由①到④,電子在核間出現(xiàn)的概率增大C.由④到⑤,必須消耗外界的能量D.氫分子中含有一個(gè)極性共價(jià)鍵Ⅱ.幾種常見(jiàn)化學(xué)鍵的鍵能如下表所示?;瘜W(xué)鍵Si—OH—OO=OSi—SiSi—C鍵能/(kJ·mol-1)452462.8497.3226X請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)試比較Si—Si鍵與Si—C鍵的鍵能大小:X________(填“>”“<”或“=”)226kJ·mol-1。(2)H2被認(rèn)為是21世紀(jì)人類最理想的燃料,而又有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來(lái)的石油”等觀點(diǎn)。試計(jì)算每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為_(kāi)_______;每摩爾硅完全燃燒放出的熱量約為_(kāi)_______(已知1molSi中含2molSi—Si鍵,1molSiO2中含4molSi—O鍵)。課時(shí)作業(yè)6共價(jià)鍵的鍵參數(shù)與等電子原理1.解析:分子結(jié)構(gòu)是由鍵角和鍵長(zhǎng)共同決定的,A錯(cuò)誤;CH4、CCl4分子均為正四面體形,它們的鍵角相同,鍵長(zhǎng)不等,C錯(cuò)誤;C=C中的雙鍵含一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵,通常而言σ鍵鍵能大于π鍵鍵能,故C=C鍵的鍵能應(yīng)小于C—C鍵鍵能的兩倍,D錯(cuò)誤。答案:B2.解析:在共價(jià)鍵的鍵能中,雙鍵鍵能不是單鍵鍵能的2倍,而是介于單鍵鍵能和2倍單鍵鍵能之間,A錯(cuò)誤;氮和碳元素,氮元素非金屬性更強(qiáng),B錯(cuò)誤;NHeq\o\al(+,4)中4個(gè)N—H鍵的鍵能相同,D錯(cuò)誤;氮?dú)夥肿又泻腥I,則必有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,C正確。答案:C3.解析:共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定,分子也越穩(wěn)定,而三種單質(zhì)的鍵長(zhǎng)由小到大的順序?yàn)椋篩—Y<Z—Z<X—X,故三種單質(zhì)分子的穩(wěn)定性為Y2>Z2>X2。答案:D4.解析:由題中信息可知,只要算出分子中各原子最外層電子數(shù)之和即可判斷。B的最外層電子數(shù)為3,C的最外層電子數(shù)為4;N、P的最外層電子數(shù)為5,O、S的最外層電子數(shù)為6。答案:A5.解析:根據(jù)等電子原理,CO2和H2O二者原子數(shù)相等,但價(jià)電子總數(shù)不等,不是等電子體,則它們的空間構(gòu)型不相似。答案:D6.解析:三氯化磷分子的立體構(gòu)型是三角錐形而不是平面正三角形,說(shuō)明三氯化磷分子的三個(gè)共價(jià)鍵的夾角均不是120°。答案:D7.解析:N≡N、H—H的斷裂需要吸收能量,而N—H的形成要放出能量,根據(jù)能量守恒可得如下關(guān)系式:Q+436kJ·mol-1×3-391kJ·mol-1×6=-92.4kJ·mol-1,解得Q=945.6kJ·mol-1,B正確。答案:B8.解析:從題圖可以看出,N2分子與CO分子中均含有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵,所以二者都含有三鍵,A正確;N2分子中的π鍵是由每個(gè)氮原子各提供兩個(gè)p電子以“肩并肩”方式形成的,而CO分子中的一個(gè)π鍵是由氧原子單方面提供電子對(duì)形成的,B正確;N2與CO的原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)均相同,互為等電子體,二者化學(xué)性質(zhì)相似,但并不完全相同,C正確,D錯(cuò)誤。答案:D9.解析:每個(gè)Neq\o\al(+,5)中含有35個(gè)質(zhì)子和34個(gè)電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)Neq\o\al(+,5)的結(jié)構(gòu)式可知,該離子中含有σ鍵和π鍵,B項(xiàng)正確;1個(gè)氮氮三鍵中有2個(gè)π鍵,所以該離子中含有4個(gè)π鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)等電子體的定義,Neq\o\al(+,5)的價(jià)電子總數(shù)為24,而POeq\o\al(3-,4)的價(jià)電子總數(shù)為32,二者不互為等電子體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B10.解析:(1)因?yàn)镃—H鍵的鍵能大于Si—H鍵的鍵能,所以CH4比SiH4穩(wěn)定。(2)C—C鍵和C—H鍵的鍵能比Si—H鍵和Si—Si鍵的鍵能都大,因此烷烴比較穩(wěn)定,而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成。(3)C—H鍵的鍵能大于C—O鍵的,C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定,而Si—H的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵的,所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵。答案:(1)CH4比SiH4穩(wěn)定(2)C—C鍵和C—H鍵較強(qiáng),所形成的烷烴穩(wěn)定,而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成(3)C—H鍵的鍵能大于C—O鍵,C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定,而Si—H的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵,所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵11.解析:(1)用S原子替換H2O中的O原子得等電子體H2S;用N原子替換H2O中的O原子且增加1個(gè)負(fù)電荷得等電子體NHeq\o\al(-,2)。(2)用C原子或Si原子替換NOeq\o\al(-,3)中的N原子,同時(shí)需增加1個(gè)負(fù)電荷得等電子體COeq\o\al(2-,3)、SiOeq\o\al(2-,3);用S原子替換NOeq\o\al(-,3)中的N原子,同時(shí)需減掉1個(gè)負(fù)電荷得等電子體SO3;同理推出BF3與SO3為等電子體。(3)用N原子替換CO中的O原子,需增加1個(gè)負(fù)電荷得等電子體CN-;用C原子替換CO中的O原子,需增加2個(gè)負(fù)電荷得等電子體Ceq\o\al(2-,2),CO、N2、CN-、Ceq\o\al(2-,2)互為等電子體,故Ceq\o\al(2-,2)、CN-的電子式與N2相似,分別為[∶C??C∶]2-、[∶C??N∶]-。(4)雙原子14電子的等電子體有N2、CO、CN-、Ceq\o\al(2-,2)等,N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N,分子中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,其他分子或離子與N2相同。答案:(1)H2SNHeq\o\al(-,2)(2)COeq\o\al(2-,3)、BF3、SiOeq\o\al(2-,3)、SO3等(答案合理即可)(3)[∶C??N∶]-或[∶C??C∶]2-(4)N2COCN-1212.解析:(1)N≡N鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵構(gòu)成,N—N鍵為σ鍵,σ鍵與π鍵的鍵能不相等,在N2分子中,π鍵的鍵能大于σ鍵的鍵能,所以A不正確。N≡N鍵鍵能比H—H鍵鍵能大,但由于H原子的原子半徑小,所以N≡N鍵的鍵長(zhǎng)大于H—H鍵的鍵長(zhǎng)。O2中氧原子間是以雙鍵結(jié)合的,C不正確。鍵能越大,分子越穩(wěn)定,故D正確。答案:(1)D(2)ΔH=3ECl—Cl+6EN—H-EN≡N-6EH—Cl=3×243kJ/mol+6×391kJ/mol-946kJ/mol-6×432kJ/mol=-463kJ/mol13.解析:(1)基態(tài)N3-核外電子數(shù)目是10,根據(jù)核外電子排布規(guī)律推斷,電子排布式為1s22s22p6。(2)根據(jù)題給數(shù)據(jù)可知,N—N鍵即σ鍵的鍵能為193kJ·mol-1,N≡N鍵的鍵能為946kJ·mol-1,其中包含一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵,則π鍵的鍵能是(946-193)/2=376.5(kJ·mol-1),鍵能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定,由數(shù)據(jù)可以判斷N2分子中π鍵比σ鍵穩(wěn)定。(3)題中陰、陽(yáng)離子均為原子團(tuán),是由原子通過(guò)共價(jià)鍵形成的。(4)CO與N2是等電子體,結(jié)構(gòu)相似,所以N2與CO的分子中都包含的共價(jià)鍵有σ鍵和π鍵(在N≡N和C≡O(shè)中都包含了一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵)。CO中斷裂第一個(gè)π鍵消耗的能量為1071.9kJ·mol-1-798.9kJ·mol-1=273kJ·mol-1;而N2中斷裂第一個(gè)π鍵消耗的能量為941.7kJ·mol-1-418.4kJ·mol-1=523.3kJ·mol-1,可見(jiàn)CO的第一個(gè)π鍵容易斷裂,因此CO比N2活潑。(5)氧的電負(fù)性大于硫的電負(fù)性,氧與氫之間的兩對(duì)成鍵電子比硫與氫之間的兩對(duì)成鍵電子更靠近中心原子,因此氧與氫之間的兩對(duì)成鍵電子距離近,排斥力大,鍵角大。答案

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