2023-2024學(xué)年蘇教版新教材選擇性必修二 專題4第三單元 共價(jià)鍵 共價(jià)晶體（第2課時(shí)） 學(xué)案

第2課時(shí)共價(jià)鍵鍵能共價(jià)晶體[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.知道共價(jià)鍵鍵能、鍵長的概念，掌握共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化之間的關(guān)系，促進(jìn)宏觀辨識與微觀探析學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。2.能辨識常見的共價(jià)晶體，理解晶體中微粒間相互作用對共價(jià)晶體性質(zhì)的影響，了解常見共價(jià)晶體的晶體結(jié)構(gòu)。一、共價(jià)鍵鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱1．共價(jià)鍵的鍵能(1)概念：在101kPa、298K條件下，1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過程中所吸收的能量，稱為AB間共價(jià)鍵的鍵能。其單位為kJ·mol－1。(2)應(yīng)用①判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊程度越大，釋放能量越多，所形成的共價(jià)鍵鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。②判斷分子的穩(wěn)定性一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。③利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能。2．共價(jià)鍵的鍵長(1)概念：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核間的平均間距，因此原子半徑?jīng)Q定化學(xué)鍵的鍵長，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長越短。(2)應(yīng)用：共價(jià)鍵的鍵長越短，往往鍵能越大，這表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定，反之亦然。1．根據(jù)下列鹵化氫的鍵能回答問題。共價(jià)鍵H—FH—ClH—BrH—I鍵能/(kJ·mol－1)567431366298(1)鹵化氫的穩(wěn)定性順序?yàn)開_____________________________________________________。(2)已知H—H鍵：436kJ·mol－1、Cl—Cl鍵：243kJ·mol－1，試計(jì)算H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝________。答案(1)HF＞HCl＞HBr＞HI(2)－183kJ·mol－1解析(2)ΔH＝E反－E生＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×431kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1。2．已知N—N鍵、N=N鍵和N≡N鍵的鍵能之比為1.00∶2.17∶4.90，而C—C鍵、C=C鍵、C≡C鍵的鍵能之比為1.00∶1.77∶2.34。如何用這些數(shù)據(jù)理解氮分子不容易發(fā)生加成反應(yīng)而乙烯和乙炔容易發(fā)生加成反應(yīng)？提示鍵能數(shù)據(jù)表明，N≡N鍵鍵能大于N—N鍵鍵能的三倍，N=N鍵鍵能大于N—N鍵鍵能的兩倍；而C≡C鍵鍵能卻小于C—C鍵鍵能的三倍，C=C鍵鍵能小于C—C鍵鍵能的兩倍，說明乙烯和乙炔中的π鍵不牢固，易發(fā)生加成反應(yīng)，而N2分子中N≡N鍵非常牢固，所以氮分子不易發(fā)生加成反應(yīng)。3．N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實(shí)。(利用課本P71表3－4的相應(yīng)數(shù)據(jù)分析)提示從表3－4的數(shù)據(jù)可知，H—N鍵、H—O鍵與H—F鍵的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大，化學(xué)鍵越來越穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。4．為什么F—F鍵的鍵長比Cl—Cl鍵的鍵長短，但鍵能卻比Cl—Cl鍵的鍵能小？提示氟原子的半徑很小，因而F—F鍵的鍵長比Cl—Cl鍵的鍵長短，但也是由于F—F鍵的鍵長短，兩個(gè)氟原子在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子核之間的距離就小，排斥力大，因此鍵能比Cl—Cl鍵的鍵能小。1．下列分子中，最難分裂成原子的是()A．HFB．HClC．HBrD．HI答案A解析一般來說，原子半徑越小，其原子形成的共價(jià)鍵鍵長越短，鍵能越大，就越難斷鍵。原子半徑：F<Cl<Br<I，所以鍵長：HF<HCl<HBr<HI，鍵能：E(H—F)>E(H—Cl)>E(H—Br)>E(H—I)，即HF最難分裂成氟原子和氫原子。2．下表是從實(shí)驗(yàn)中測得的不同物質(zhì)中的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)：O—OOOO2O鍵長/(10－12m)149128121112鍵能/(kJ·mol－1)xya＝494b＝628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律性是()A．成鍵時(shí)，電子數(shù)越多，鍵能越大B．鍵長越短，鍵能越大C．成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越小D．成鍵時(shí)電子對越偏移，鍵能越大答案B解析觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，測定的化學(xué)鍵都是O—O鍵，因此不存在成鍵時(shí)電子數(shù)多少的問題，也不存在電子對偏移的問題，但是O2與O比較，鍵能大的對應(yīng)的鍵長短，據(jù)此分析O的鍵長比O的鍵長長，所以O(shè)中O—O鍵的鍵能比O的小。若按照此規(guī)律，鍵長由短到長的順序?yàn)镺＜O2＜O＜O，鍵能大小的順序應(yīng)為b＞a＞y＞x，所以B項(xiàng)正確。3．某些化學(xué)鍵的鍵能(單位：kJ·mol－1)如表所示：化學(xué)鍵H—HCl—ClBr—BrI—IH—ClH—BrH—I鍵能436242.7193.7152.7431.8366298.7(1)1molH2在2molCl2中燃燒，放出熱量________kJ。(2)在一定條件下，1molH2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應(yīng)，放出熱量由多到少的順序是________(填字母)。a．Cl2＞Br2＞I2b．I2＞Br2＞Cl2c．Br2＞I2＞Cl2預(yù)測1molH2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱________(填“多”或“少”)。答案(1)184.9(2)a多解析(1)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)可得，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝436kJ·mol－1＋242.7kJ·mol－1－431.8kJ·mol－1×2＝－184.9kJ·mol－1，1molH2在2molCl2中燃燒，參加反應(yīng)的H2和Cl2都是1mol，生成2molHCl，故放出的熱量為184.9kJ。(2)由表中數(shù)據(jù)計(jì)算知1molH2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少；由以上結(jié)果分析，生成物越穩(wěn)定，放出熱量越多。因穩(wěn)定性：HF＞HCl，故1molH2在F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱多。定性判斷鍵長的方法(1)根據(jù)原子半徑進(jìn)行判斷。在其他條件相同時(shí)，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。(2)根據(jù)共用電子對數(shù)判斷。就相同的兩原子形成的共價(jià)鍵而言，當(dāng)兩個(gè)原子形成雙鍵或者三鍵時(shí)，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。二、共價(jià)晶體1．概念及組成(1)概念：晶體中所有原子通過共價(jià)鍵結(jié)合，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，像這樣的晶體叫做共價(jià)晶體。(2)構(gòu)成微粒：共價(jià)晶體中的微粒是原子，原子與原子之間的作用力是共價(jià)鍵。2．金剛石晶體和二氧化硅晶體(1)金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。回答下列問題：①在晶體中每個(gè)碳原子以4個(gè)共價(jià)單鍵對稱地與相鄰的4個(gè)碳原子相結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)，這些正四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。②晶體中相鄰碳碳鍵的夾角為109°28′。③最小環(huán)上有6個(gè)碳原子，晶體中C原子個(gè)數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2。④每個(gè)金剛石晶胞中含有8個(gè)碳原子。(2)二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①每個(gè)硅原子都以4個(gè)共價(jià)單鍵與4個(gè)氧原子結(jié)合，每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子結(jié)合，向空間擴(kuò)展，構(gòu)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。②晶體中最小的環(huán)為6個(gè)硅原子、6個(gè)氧原子組成的12元環(huán)，硅、氧原子個(gè)數(shù)比為1∶2。③每個(gè)二氧化硅晶胞中含有8個(gè)硅原子和16個(gè)氧原子。3．特性由于共價(jià)晶體中原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，故共價(jià)晶體：①熔、沸點(diǎn)很高，②硬度大，③一般不導(dǎo)電，④難溶于溶劑。4．影響共價(jià)晶體熔、沸點(diǎn)和硬度的因素對于結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體而言，共價(jià)鍵的鍵長越長，鍵能就越小，晶體的熔、沸點(diǎn)越低，硬度越小。1.氮化硼(BN)是一種新型無機(jī)非金屬材料，具有多種結(jié)構(gòu)，其中一種氮化硼的硬度僅次于金剛石，它是一種共價(jià)晶體，其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)每個(gè)B周圍有____個(gè)N，每個(gè)N周圍有____個(gè)B原子，每個(gè)N周圍有____個(gè)N。(2)在BN中有配位鍵，其中配位鍵________→________(填“B”或“N”)。提示(1)4412(2)NB2．碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和Si原子的位置是交替的。金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)硅原子周圍結(jié)合______個(gè)碳原子，含有共價(jià)鍵形成的原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有________個(gè)硅原子。提示433．金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，回答下列問題。(1)已知晶胞參數(shù)為apm，則金剛石的密度為________g·cm－3。(2)晶體中兩個(gè)最近的碳原子之間的距離為______pm。(3)碳原子的半徑為r，則a、r有什么關(guān)系？提示(1)(2)a(3)2r＝apm，即r＝apm。1．下表是某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度，分析表中的數(shù)據(jù)，判斷下列敘述正確的是()共價(jià)晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/℃390030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①構(gòu)成共價(jià)晶體的原子種類越多，晶體的熔點(diǎn)越高②構(gòu)成共價(jià)晶體的原子間的共價(jià)鍵的鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高③構(gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越大，晶體的硬度越大④構(gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越大A．①②B．③④C．①③D．②④答案D解析共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度等物理性質(zhì)取決于晶體內(nèi)的共價(jià)鍵，構(gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，對應(yīng)共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。2.單質(zhì)硅的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于單質(zhì)硅晶體的說法不正確的是()A．是一種立體三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體B．晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)硅原子相連C．晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為8D．晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為6答案C解析單質(zhì)硅是一種立體三維骨架結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體，A正確；晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)硅原子相連，B正確；根據(jù)單質(zhì)硅的晶體結(jié)構(gòu)可判斷晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為6，C錯(cuò)誤、D正確。3.2017年中外科學(xué)家團(tuán)隊(duì)共同合成了T-碳。T-碳的結(jié)構(gòu)是將立方金剛石中的每個(gè)碳原子用一個(gè)由4個(gè)碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代，形成碳的一種新型三維立方晶體結(jié)構(gòu)，如圖所示(圖中的表示碳形成的正四面體結(jié)構(gòu))。已知T-碳晶胞參數(shù)為apm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．每個(gè)T-碳晶胞中含32個(gè)碳原子B．T-碳中C—C鍵的最小夾角約為109°28′C．T-碳屬于共價(jià)晶體D．T-碳的密度為g·cm－3答案B解析1個(gè)金剛石晶胞中，含有碳原子的數(shù)目為8×＋6×＋4＝8，將每個(gè)C原子換成一個(gè)由4個(gè)碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元，則1個(gè)T-碳晶胞中含有的碳原子數(shù)目為8×4＝32，故A正確；T-碳中C—C鍵的最小夾角為60°，故B錯(cuò)誤；T-碳中碳原子間以共價(jià)鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于共價(jià)晶體，故C正確；1個(gè)T-碳晶胞中含有碳原子的數(shù)目為32，則該晶體的密度為g·cm－3，D正確。1．N—H鍵鍵能的含義是()A．由N和H形成1molNH3所放出的能量B．把1molNH3中的共價(jià)鍵全部拆開所吸收的能量C．拆開約6.02×1023個(gè)N—H鍵所吸收的能量D．形成1個(gè)N—H鍵所放出的能量答案C解析N—H鍵的鍵能是指形成1molN—H鍵放出的能量或拆開1molN—H鍵所吸收的能量，不是指形成1個(gè)N—H鍵釋放的能量。1molNH3中含有3molN—H鍵，拆開1molNH3中的N—H鍵或形成1molNH3中的N—H鍵吸收或放出的能量應(yīng)是N—H鍵鍵能的3倍。2．碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子與硅原子的位置是交替的，在下列三種晶體中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是()①金剛石②晶體硅③碳化硅A．①③②B．②③①C．③①②D．②①③答案A解析這三種晶體屬于同種類型，熔化時(shí)需破壞共價(jià)鍵，①金剛石中為C—C鍵，②晶體硅中為Si—Si鍵，③SiC中為Si—C鍵，由原子半徑可知Si—Si鍵的鍵長最長，C—C鍵的鍵長最短，鍵長越短共價(jià)鍵越穩(wěn)定，破壞時(shí)需要的熱量越多，故熔點(diǎn)從高到低的順序?yàn)棰佗邰凇?．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是()A．28g晶體硅中含有Si—Si鍵的個(gè)數(shù)為2NAB．124g白磷(P4)晶體中含有P—P鍵的個(gè)數(shù)為4NAC．12g金剛石中含有C—C鍵的個(gè)數(shù)為4NAD．SiO2晶體中1mol硅原子可與氧原子形成2NA個(gè)共價(jià)鍵(Si—O鍵)答案A解析晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，每個(gè)硅原子與周圍4個(gè)原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，依據(jù)“均攤法”，1個(gè)硅(或碳)原子分得的共價(jià)鍵數(shù)為4×＝2，A正確、C錯(cuò)誤；白磷為正四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)P4分子中含有6個(gè)P—P鍵，B錯(cuò)誤；SiO2晶體中每個(gè)硅原子與周圍4個(gè)氧原子形成4個(gè)Si—O鍵，D錯(cuò)誤。4．碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí)：化學(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能/(kJ·mol－1)356413336226318452回答下列問題：(1)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____________________________________________________________________________。(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_____________________________。答案(1)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)致長鏈硅烷難以生成(2)C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定，而Si—H鍵的鍵能卻遠(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5．單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)回答問題：金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)/℃＞355014102573沸點(diǎn)/℃510023552823硬度107.09.5(1)晶體硼屬于________晶體，理由是___________________________________________。(2)金剛石具有硬度大、熔點(diǎn)高等特點(diǎn)，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具等。其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列判斷正確的是________(填字母)。A．金剛石的熔點(diǎn)高與C—C鍵的鍵能無關(guān)B．金剛石中碳原子個(gè)數(shù)與C—C鍵鍵數(shù)之比為1∶2C．金剛石的熔點(diǎn)高，所以在打孔過程中不需要進(jìn)行澆水冷卻(3)已知晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖所示)，該結(jié)構(gòu)單元中有20個(gè)正三角形的面和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上各有一個(gè)硼原子。通過觀察圖形及推算，得出此結(jié)構(gòu)單元是由________個(gè)硼原子構(gòu)成的，該結(jié)構(gòu)單元共含有________個(gè)B—B鍵。答案(1)共價(jià)晶體硼的熔、沸點(diǎn)高，硬度大(2)B(3)1230解析(1)從題表可知，晶體硼的熔、沸點(diǎn)以及硬度都介于晶體硅和金剛石之間。而金剛石和晶體硅均為共價(jià)晶體，在元素周期表中B與C相鄰，與Si處于對角線位置，則晶體硼也屬于共價(jià)晶體。(2)選項(xiàng)A，金剛石熔化過程中C—C鍵斷裂，因C—C鍵的鍵能大，斷裂時(shí)需要的能量多，故金剛石的熔點(diǎn)很高；選項(xiàng)B，金剛石中每個(gè)C都參與了4個(gè)C—C鍵的形成，而每個(gè)C對每條鍵的貢獻(xiàn)只有一半，故碳原子個(gè)數(shù)與C—C鍵鍵數(shù)之比為(4×)∶4＝1∶2；選項(xiàng)C，金剛石的熔點(diǎn)高，但在打孔過程中會產(chǎn)生很高的溫度，如不澆水冷卻鉆頭，會導(dǎo)致鉆頭熔化。(3)從題圖可得出，每個(gè)頂角上的硼原子均被5個(gè)正三角形所共有，故分?jǐn)偟矫總€(gè)正三角形的硼原子為個(gè)，每個(gè)正三角形含有×3個(gè)硼原子，每個(gè)結(jié)構(gòu)單元含硼原子數(shù)為20××3＝12，而每個(gè)B—B鍵被2個(gè)正三角形所共有，故每個(gè)結(jié)構(gòu)單元含B—B鍵的個(gè)數(shù)為20××3＝30。題組一鍵能、鍵長與物質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)系1．下列事實(shí)不能用鍵能的大小來解釋的是()A．N元素的電負(fù)性較大，但N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定B．稀有氣體一般難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性逐漸減弱D．F2比O2更容易與H2反應(yīng)答案B解析由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價(jià)鍵需要很大的能量，所以N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定；稀有氣體都為單原子分子，分子內(nèi)部沒有化學(xué)鍵；鹵族元素從F到I原子半徑逐漸增大，其氫化物中的化學(xué)鍵鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以熱穩(wěn)定性逐漸減弱；由于H—F鍵的鍵能大于H—O鍵的鍵能，所以二者相比較，更容易生成HF。2．根據(jù)π鍵的成鍵特征判斷C=C鍵的鍵能是C—C鍵的鍵能的()A．2倍 B．大于2倍C．小于2倍 D．無法確定答案C解析由于π鍵的鍵能比σ鍵的鍵能小，雙鍵中有一個(gè)π鍵和一個(gè)σ鍵，所以雙鍵的鍵能小于單鍵的鍵能的2倍。3．對比以下幾個(gè)反應(yīng)式：Cl＋Cl→Cl2ΔH1＝－247kJ·mol－1；O＋O→O2ΔH2＝－493kJ·mol－1；N＋N→N2ΔH3＝－946kJ·mol－1?？梢缘贸龅慕Y(jié)論是()A．在常溫下氮?dú)獗妊鯕夂吐葰夥€(wěn)定B．氮、氧和氯的單質(zhì)常溫下為氣體C．氮、氧和氯都是雙原子分子D．氮?dú)?、氧氣和氯氣的密度不同答案A解析成鍵釋放出能量時(shí)，ΔH3最小，常溫下氮?dú)庾罘€(wěn)定，A正確；常溫下三種物質(zhì)均為氣體，與上述反應(yīng)式無關(guān)，B錯(cuò)誤；氣體的密度與上述反應(yīng)式無關(guān)，D錯(cuò)誤。4．(2020·德州高二檢測)二氯化二硫(S2Cl2)，非平面結(jié)構(gòu)，常溫下是一種黃紅色液體，有刺激性惡臭，熔點(diǎn)：－80℃，沸點(diǎn)：137.1℃。下列對于二氯化二硫敘述正確的是()A．二氯化二硫的電子式為B．分子中既有極性鍵又有非極性鍵C．分子中S—Cl的鍵長大于S—S的鍵長D．分子中S—Cl的鍵能小于S—S的鍵能答案B解析S2Cl2分子中S原子之間形成1對共用電子對，Cl原子與S原子之間形成1對共用電子對，結(jié)合分子結(jié)構(gòu)可知S2Cl2的結(jié)構(gòu)式為Cl—S—S—Cl，電子式為，故A錯(cuò)誤；S2Cl2中Cl—S鍵屬于極性鍵，S—S鍵屬于非極性鍵，故B正確；同周期主族元素從左往右原子半徑逐漸減小，所以氯原子半徑小于硫原子半徑，鍵長越短鍵能越大，所以分子中S—Cl鍵的鍵長小于S—S鍵的鍵長，S—Cl鍵的鍵能大于S—S鍵的鍵能，故C、D錯(cuò)誤。題組二鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系5．H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH＝－akJ·mol－1，下列說法正確的是()已知：(a、b、c均大于零)A．H2、I2和HI分子中的化學(xué)鍵都是非極性共價(jià)鍵B．?dāng)嚅_2molHI分子中的化學(xué)鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJC．相同條件下，1molH2(g)和1molI2(g)總能量小于2molHI(g)的總能量D．向密閉容器中加入2molH2(g)和2molI2(g)，充分反應(yīng)后放出的熱量為2akJ答案B解析HI分子中共價(jià)鍵是由不同種非金屬元素形成的，屬于極性共價(jià)鍵，A錯(cuò)誤；反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與成鍵放出的能量的差值，則－a＝b＋c－2x，解得x＝，所以斷開2molHI分子中的化學(xué)鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJ，B正確；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則相同條件下，1molH2(g)和1molI2(g)總能量大于2molHI(g)的總能量，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，則向密閉容器中加入2molH2(g)和2molI2(g)，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2akJ，D錯(cuò)誤。6．已知1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出熱量143kJ，18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量。其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：化學(xué)鍵O=O(g)H—H(g)H—O(g)鍵能/(kJ·mol－1)496436x則表中x為()A．920B．557C．463D．188答案C解析根據(jù)題意，可得熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1；而=2H2O(g)ΔH＝－484kJ·mol－1，即－484kJ＝2×436kJ＋496kJ－4xkJ，解得x＝463。7．根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于共價(jià)晶體的物質(zhì)是()A．熔點(diǎn)為2700℃，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)B．無色晶體，熔點(diǎn)為3500℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑C．無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電D．熔點(diǎn)為－56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電答案B解析共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高，但不導(dǎo)電，因此熔點(diǎn)為2700℃，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)的應(yīng)該是金屬，A不正確；無色晶體，熔點(diǎn)為3500℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑，符合共價(jià)晶體的性質(zhì)特點(diǎn)，B正確；無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電，不符合共價(jià)晶體的性質(zhì)，C不正確；熔點(diǎn)為－56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，不符合共價(jià)晶體的性質(zhì)，D不正確。8．我國的激光技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位，據(jù)報(bào)道，有科學(xué)家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松，與此同時(shí)再用射頻電火花噴射氮?dú)猓藭r(shí)碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜。據(jù)稱，這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬。其原因可能是()A．碳、氮原子構(gòu)成平面結(jié)構(gòu)的晶體B．碳氮鍵比金剛石中的碳碳鍵鍵長更短C．氮原子電子數(shù)比碳原子電子數(shù)多D．碳、氮的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)均不活潑答案B解析碳、氮原子結(jié)合成的碳氮化合物比金剛石更堅(jiān)硬，說明該化合物為共價(jià)晶體，為立體三維骨架結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；由于原子半徑：N<C，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長越短，則鍵能越大，所以碳氮化合物比金剛石更堅(jiān)硬，B正確；共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度，與共價(jià)鍵有關(guān)，與電子數(shù)的多少無關(guān)，C錯(cuò)誤；碳、氮的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)均不活潑，與兩種元素形成的化合物的性質(zhì)無關(guān)，D錯(cuò)誤。題組三共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)9．已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說法不正確的是()A．該晶體屬于共價(jià)晶體，其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固B．該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子，每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子C．該晶體與金剛石相似，碳原子個(gè)數(shù)與碳氮鍵個(gè)數(shù)之比為1∶2D．該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)答案C解析C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，則該晶體屬于共價(jià)晶體，其化學(xué)鍵比金剛石更牢固，A正確；C的最外層有4個(gè)電子，因此一個(gè)碳原子連接4個(gè)N原子，N的最外層有5個(gè)電子，因此一個(gè)N原子連接3個(gè)C原子，B正確；根據(jù)以上分析可知該晶體中碳原子個(gè)數(shù)與碳氮鍵個(gè)數(shù)之比為1∶4，C錯(cuò)誤；構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合，每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子，每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子，則晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，D正確。10．下列說法正確的是()A．在含4molSi—O鍵的二氧化硅晶體中，氧原子的數(shù)目為4NAB．金剛石晶體中，碳原子數(shù)與C—C鍵鍵數(shù)之比為1∶2C．30g二氧化硅晶體中含有0.5NA個(gè)二氧化硅分子D．晶體硅、晶體氖均是由相應(yīng)原子直接構(gòu)成的共價(jià)晶體答案B解析在二氧化硅晶體中，每個(gè)硅原子形成4個(gè)Si—O鍵，故含有4molSi—O鍵的二氧化硅晶體的物質(zhì)的量為1mol，即含有2NA個(gè)氧原子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；金剛石中每個(gè)碳原子均與另外4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，且每兩個(gè)碳原子形成一個(gè)C—C鍵，故1mol碳原子構(gòu)成的金剛石中共有2molC—C鍵，因此碳原子數(shù)與C—C鍵鍵數(shù)之比為1∶2，B項(xiàng)正確；二氧化硅晶體中不存在分子，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氖晶體是由單原子分子靠分子間作用力結(jié)合在一起形成的，不屬于共價(jià)晶體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料。如圖為其晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元，其中每個(gè)原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)說法正確的是()A．磷化硼的化學(xué)式為BP，其晶體屬于共價(jià)晶體B．磷化硼晶體的熔點(diǎn)高，且熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電C．磷化硼晶體中每個(gè)原子均參與形成3個(gè)共價(jià)鍵D．磷化硼晶體在熔化時(shí)需克服分子間作用力答案A解析由磷化硼的晶胞結(jié)構(gòu)可知，P位于頂點(diǎn)和面心，數(shù)目為×8＋6×＝4，B位于晶胞內(nèi)，數(shù)目為4，故磷化硼的化學(xué)式為BP，磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料，所以磷化硼晶體屬于共價(jià)晶體，A項(xiàng)正確；磷化硼屬于共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)可知，磷化硼晶體中每個(gè)原子均參與形成4個(gè)共價(jià)鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；磷化硼晶體為共價(jià)晶體，熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．金剛石是由碳原子所形成的正四面體結(jié)構(gòu)向空間無限延伸而得到的具有三維骨架結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體。在立方體中，若一碳原子位于立方體體心，則與它直接相鄰的四個(gè)碳原子位于該立方體互不相鄰的四個(gè)頂角上(如圖中的小立方體)。請問，圖中與小立方體頂角的四個(gè)碳原子直接相鄰的碳原子數(shù)為多少，它們分別位于大立方體的什么位置()A．12，大立方體的12條棱的中點(diǎn)B．8，大立方體的8個(gè)頂角C．6，大立方體的6個(gè)面的中心D．14，大立方體的8個(gè)頂角和6個(gè)面的中心答案A解析與小立方體頂角的四個(gè)碳原子直接相鄰的碳原子分別位于大立方體的12條棱的中點(diǎn)，共12個(gè)。如圖所示：13．氮氧化鋁(AlON)屬于共價(jià)晶體，是一種超強(qiáng)透明材料。下列描述錯(cuò)誤的是()A．AlON和石英的化學(xué)鍵類型相同B．電解熔融AlON可得到AlC．AlON的N元素化合價(jià)為－1價(jià)D．AlON和石英晶體類型相同答案B解析A項(xiàng)，AlON和石英均屬于共價(jià)晶體，均只含有共價(jià)鍵，正確；B項(xiàng)，AlON屬于共價(jià)晶體，只含有共價(jià)鍵，熔融時(shí)不導(dǎo)電，而Al2O3屬于離子晶體，熔融時(shí)能導(dǎo)電，所以電解熔融Al2O3能得到Al，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，AlON中O為－2價(jià)，Al為＋3價(jià)，所以N元素的化合價(jià)為－1價(jià)，正確；D項(xiàng)，AlON和石英均屬于共價(jià)晶體，正確。14．已知下列化學(xué)鍵的鍵能：化學(xué)鍵C—CN—NO—OO=OO—HS—HSe—HN—HAs—H鍵能/(kJ·mol－1)347.7193142497.3462.8363.5276390.8247回答下列問題：(1)過氧化氫不穩(wěn)定，易發(fā)生分解反應(yīng)2H2O2(g)=2H2O(g)＋O2(g)，利用鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱為__________。(2)O—H鍵、S—H鍵、Se—H鍵的鍵能逐漸減小，原因是_______________________，據(jù)此可推測P—H鍵的鍵能范圍為________＜P—H鍵鍵的鍵能＜________。(3)有機(jī)物是以碳骨架為基礎(chǔ)的化合物，即碳原子間易形成C—C長鏈，而氮原子與氮原子間，氧原子與氧原子間難形成N—N長鏈和O—O長鏈，原因是_______________________________________________________________________________________________________。答案(1)－213.3kJ·mol－1(2)O、S、Se位于同一主族，原子半徑逐漸增大，O—H鍵、S—H鍵、Se—H鍵的鍵長逐漸變長，因而鍵能依次減小247kJ·mol－1390.8kJ·mol－1(3)C—C鍵的鍵能較大，較穩(wěn)定，因而易形成C—C長鏈，而N—N鍵、O—O鍵的鍵能小，不穩(wěn)定易斷裂，因此難以形成N—N、O—O長鏈解析(1)反應(yīng)2H2O2(g)=2H2O(g)＋O2(g)的反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝(462.8×4＋142×2)kJ·mol－1－(462.8×4＋497.3)kJ·mol－1＝－213.3kJ·mol－1。(2)O、S、Se位于同一主族，原子半徑逐漸增大，導(dǎo)致O—H鍵、S—H鍵、Se—H鍵的鍵長逐漸變長，鍵長越長，鍵能越小，所以O(shè)—H鍵、S—H鍵、Se—H鍵的鍵能逐漸減??；N、P、As位于同一主族，原子半徑逐漸增大，導(dǎo)致N—H鍵、P—H鍵、As—H鍵的鍵長逐漸變長，N—H鍵、P—H鍵、As—H鍵的鍵能依次減小，所以As—H鍵的鍵能＜P—H鍵的鍵能＜N—H鍵的鍵能，即247kJ·mol－1＜P—H鍵的鍵能＜390.8kJ·mol－1。(3)鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定，越不容易斷裂，分子越穩(wěn)定，由表中數(shù)據(jù)可知，C—C鍵的鍵能較大(347.7kJ·mol－1)，易形成C—C長鏈，而N—N鍵、O—O鍵的鍵能較小(鍵能分別為193kJ·mol－1、142kJ·mol－1)，化學(xué)鍵不穩(wěn)定，容易斷裂，所以氮原子與氮原子間，氧原子與氧原子間難形成N—N長鏈和O—O長鏈。15．Ⅰ.已知?dú)浞肿拥男纬蛇^程示意圖如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。(1)H—H鍵的鍵長為________，①～⑤中，體系能量由高到低的順序是________。(2)下列說法正確的是________(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請回答下列問題：(1)試比較Si—C鍵與Si—Si鍵的鍵能大?。篨________(填“>”“<”或“＝”)226kJ·mol－1。