第二章 第一节 第2课时 共价键的键参数与等电子体
基 础 巩 固
一、选择题
1．下列说法中正确的是( C )
A．乙烯中碳碳双键的键能是乙烷中碳碳单键的键能的2倍 B．N—O键的极性比C—O键的极性大 C．氮气分子中含有1个σ键和2个π键 D．NH4中4个N—H键的键能不同
解析：在共价键的键能中，双键键能不是单键键能的2倍，而是介于单键键能和2倍单键键能之间，A错误；氮和碳元素，氮元素非金属性更强，B错误；NH4中4个N—H键的键能相同，D错误；氮气分子中含有三键，则必有1个σ键和2个π键，C正确。
2．下列单质分子中，键长最长，键能最小的是( D ) A．H2 C．Br2
3．下列说法中正确的是( D )
A．难失去电子的原子，获得电子的能力一定强
B．易得到电子的原子所形成的简单阴离子，其还原性一定强 C．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
D．电子层结构相同的简单离子，核电荷数越多，离子半径越小
解析：难失去电子的原子，获得电子的能力不一定强，如C、Si等；原子得到电子形成阴离子的过程容易，说明其逆向过程困难，阴离子的还原性越弱；分子中键能越大，键长越短，共价键越牢固，分子越稳定。
4．下列事实不能用键能的大小来解释的是( B ) 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：本题主要考查键参数的应用。由于N2分子中存在三键，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，其氢化物中的化学键键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱。由于H－F键的键能大于H—O键，所以二者相比较，更容易生成HF。
5．已知通常分子中所含的键能越大，分子越稳定。参考下表中化学键的键能数据，判断下列分子中，受热时最不稳定的是( D )
B．Cl2 D．I2
＋
＋
化学键 －1H—H H—Cl 431.8 H—Br 366 H—I 298.7 键能kJ·mol 436.0 A．氢气 C．溴化氢
B．氯化氢 D．碘化氢
6．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( C )
A．白磷分子的键角为109°28′ 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：白磷的空间结构为孤电子对。
，键角为60°，分子中共有6对共用电子对，有4对
7．NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是( C )
A．NH3分子是极性分子
B．分子内3个N—H键的键长相等，键角相等
C．NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于107° D．NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于120° 解析：A、B项事实不充分；D项事实说明的NH3为平面三角形。
8．(2018·高考训练)N2的结构可以表示为
其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是( D )
A．N2分子与CO分子中都含有三键 B．CO分子中有一个π键是配位键 C．N2与CO互为等电子体 D．N2与CO的化学性质相同
，CO的结构可以表示为，
解析：A．根据图象知，氮气和CO都含有两个π键和一个σ键，N2分子与CO分子中都含有三键，故A正确；B．氮气中π键由每个N原子各提供一个电子形成，而CO分子中其中一个π键由O原子提供1对电子形成属于配位键，故B正确；C．N2分子与CO分子中原子总数相同、价电子总数也相同，二者互为等电子体，故C正确；D．N2分子与CO分子的化学性质不相同，故D错误。故选D。
9．下表为元素周期表前4周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是( B )
A．W、R元素单质分子内都存在非极性键 B．X、Z元素都能形成双原子分子 C．键长W—H 解析：由元素在周期表中的位置可知，X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。A．白磷单质中存在非极性键，但稀有气体分子为单原子分子，分子中没有化学键，A错误；B．氮气、溴单质都是双原子分子，B正确；C．原子半径W>Y，故键长W—H>Y—H，电负性W 10．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝a kJ·mol， P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝bkJ·mol， P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol。 下列叙述正确的是( C ) 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ΔH C．Cl—Cl键的键能为D．P—P键的键能为 －1 －1 －1 －1 b－a＋5.6c4 kJ·mol kJ·mol －1 －1 a－3b＋12c8 解析：由已知两个反应可得： Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g) ΔH＝b－a4 kJ·mol，无法求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热； －1 设Cl—Cl键的键能为x，则： b－ax＋3×1.2c－5c＝， 4 b－a＋5.6c－1x＝kJ·mol， 4 C正确；设P—P键的键能为y，P4为正四面体形结构，共有6个P—P键，由第1个反应得 6y＋b－a＋5.6c4 ×6－4×3×1.2c＝a， y＝键。 5a－3b＋12c－1 kJ·mol；P—P键的键长大于P—Cl键，故P—P键的键能小于P—Cl 12 二、非选择题 11．O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如下图所示，呈V形，键角116.5°。以一个氧原子为中心，与另外两个氧原子分别构成一个非极性共价键；中间氧原子提供2个电子，旁边两个氧原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键——3个氧原子均等地享有这4个电子。请回答： (1)题中非极性共价键是__σ____键，特殊的化学键是__π____键。(填“σ”或“π”) (2)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是__C____。 A．H2O C．SO2 B．CO2 D．BeCl2 (3)原子中没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对，那么O3分子有__5____对孤电子对。 (4)下列有关说法中正确的是__B、D____。 A．臭氧和氧气互为同素异形体，它们在水中的溶解度相近 B．臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定 C．臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均需吸收能量 D．向大气中排放氟氯代烃能加快臭氧的分解 解析：同种原子之间形成的共价键是非极性共价键，特殊共价键是中间氧原子提供两个电子分别和两个氧原子各提供的一个电子形成一个三原子四电子的大π键。等电子体的分子结构相似，SO2与O3互为等电子体，所以分子结构相似；O3分子的两端原子各有两对孤电子对，中间原子有一对孤电子对，共5对孤电子对；O2与O3互为同素异形体。 能 力 提 升 一、选择题 1．氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c，则a、b、c的大小关系为( D ) A．a B．c 解析：NH3、H2O、CH4分子中键角分别为107°、105°、109°28′。 2．由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各粒子的电子总数相同，则互称为等电子体。以下各组粒子不是等电子体的是( C ) A．He和Li C．N2H4和C2H4 ＋ B．O3和NO2 D．Na和Mg ＋ 2＋ － 解析：题给各组粒子中两种粒子的原子数均相同，因此，只要判断它们的电子总数是否相同即可。A、B、D三项中两种粒子的电子总数分别都为2、24、10，符合概念内容，可互称为等电子体；C项中两种粒子的电子总数分别为18、16，不符合等电子体概念。 3．氰气的分子式为(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 ) A．分子中四原子共直线，是非极性分子 B．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．氰气不和氢氧化钠溶液发生反应 解析：A．直接连接三键两端原子的原子与三键两端的原子共线，正负电荷重心重合的分子为非极性分子，该反应中所有原子共线，且该分子的正负电荷重心重合，为非极性分子，故A正确； B．同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中C≡N键长小于C≡C键长，故B错误； C．共价单键是σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，共价三键中一个是σ键两个是π键，所以氰气分子中含有3个σ键和4个π键，故C错误； D．根据卤素性质知，卤素单质能和氢氧化钠发生反应，则氰分子也能与氢氧化钠发生反应，故D错误。 4．以下比较中，正确的是( B ) A．微粒半径：F＞O＞Na＞Li B．电负性：Cl＞C，酸性：HClO4＞H2CO3 C．分子中的键角：CH4＞H2O＞CO2 D．稳定性：LiCl＜NaCl＜KCl＜RbCl 解析：A．F、O、Na电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径O － － ＋ ＋ 2－ － ＋ ＋ － 2－ ＋ 2 － 2－ ＋ ＋ ＞F＞Na，Li电子层最少，故离子半径最小，则微粒半径：O＞F＞Na＞Li，故A 错误； B．非金属性C＜Cl，非金属性越强电负性越强，最高价含氧酸的酸性越强，故电负性Cl＞C，酸性：HClO4＞H2CO3，故B正确； C．甲烷为正四面体，二氧化碳为直线型，水为V形，氧原子有2对孤电子对，孤电子对之间排斥大于成键电子对，故其键角小于甲烷，即分子中的键角：CO2＞CH4＞H2O，故C错误； D．离子电荷相同，自上而下碱金属离子半径减小，故离子键强度LiCl＞NaCl＞KCl＞RbCl，故稳定性LiCl＞NaCl＞KCl＞RbCl，故D错误，故选B。 5．从实验测得不同物质中氧—氧之间的键长和键能的数据如下表： O—O键 数据 O2 2－O2 －O2 O2 ＋
高中化学第二章分子结构与性质第1节共价键第2课时共价键的键参数与等电子体课时作业新人教版选修3
