第二課時(shí)　共價(jià)鍵的鍵參 數(shù)與等電子原理 基礎(chǔ)鞏固 1N—H鍵鍵能的含義是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B.把1 mol NH3中的共價(jià)鍵全部拆開所吸收的熱量 C.拆開約6.021023個(gè)N—H鍵所吸收的熱量 D.形成1個(gè)N—H鍵所放出的熱量 答案：C 解析：N—H鍵的鍵能是指形成1 mol N—H鍵放出的能量或拆開1 mol N—H鍵所吸收的能量,不是指形成1個(gè)N—H鍵釋放的能量。1 mol NH3中含有3 mol N—H鍵,拆開1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量應(yīng)是1 mol N—H鍵鍵能的3倍。 2關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角,下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù) B.鍵長(zhǎng)的大小與成鍵原子的半徑和兩個(gè)原子間的成鍵數(shù)目有關(guān) C.鍵能越大,鍵長(zhǎng)越長(zhǎng),共價(jià)化合物越穩(wěn)定 D.鍵角的大小與鍵長(zhǎng)、鍵能的大小無(wú)關(guān) 答案：C 解析：鍵能越大,鍵長(zhǎng)越短,共價(jià)鍵越強(qiáng),形成的共價(jià)化合物越穩(wěn)定,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 3下列說(shuō)法正確的是(　　) A.鍵能越大,表示該分子越容易受熱分解 B.共價(jià)鍵都具有方向性 C.在分子中,兩個(gè)成鍵的原子間的距離叫鍵長(zhǎng) D.H—Cl鍵的鍵能為431.8 kJmol-1,H—Br鍵的鍵能為 366 kJmol-1,說(shuō)明HCl比HBr穩(wěn)定 答案：D 解析：鍵能越大,分子越穩(wěn)定,A項(xiàng)錯(cuò),D項(xiàng)正確;H—H 鍵沒有方向性,B項(xiàng)錯(cuò);形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距叫做鍵長(zhǎng),C項(xiàng)錯(cuò)。 4下列微粒屬于等電子體的是(　　) A.12CO2和14CO B.H2O和NH3 C.NO+和CN- D.NO和CO 答案：C 解析：根據(jù)等電子體原子總數(shù)相同、最外層電子數(shù)之和相等判斷,NO+和CN-屬于等電子體。 5根據(jù)等電子原理,下列分子或離子與其他選項(xiàng)不屬于同一類的是(　　) A. C. 答案：B 解析：A、C、D三項(xiàng)為等電子體。四個(gè)選項(xiàng)均為由5個(gè)原子構(gòu)成的微粒,其中A、C、D三項(xiàng)的價(jià)電子總數(shù)均為32個(gè),而B項(xiàng)只有8個(gè)。 6下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A.鍵長(zhǎng)和鍵角決定分子的空間結(jié)構(gòu) B.兩個(gè)原子之間形成共價(jià)鍵時(shí),最多有一個(gè)σ鍵 C.氣體單質(zhì)中,一定有σ鍵,可能有π鍵 D.鍵長(zhǎng)和鍵能決定分子的穩(wěn)定性 答案：C 解析：稀有氣體為單原子分子,不存在化學(xué)鍵。 7下列分子中,最難分裂成原子的是(　　) A.HF B.HCl C.HBr D.HI 答案：A 解析：本題考查鍵長(zhǎng)對(duì)鍵能大小的影響。一般來(lái)說(shuō),原子半徑越小,其原子形成的共價(jià)鍵越短,鍵能越大,就越難斷鍵。原子半徑:F<Cl<Br<I,所以鍵長(zhǎng):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。 8從實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同物質(zhì)中氧氧之間的鍵長(zhǎng)和鍵能的數(shù)據(jù): 　　　O—O鍵 數(shù)據(jù)　　　　 O2 鍵長(zhǎng)/10-12 m 149 128 121 112 鍵能/(kJmol-1) x y z=494 w=628 其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測(cè)定,但可根據(jù)規(guī)律性推導(dǎo)鍵能的大小順序?yàn)閣>z>y>x。該規(guī)律性是(　　) A.成鍵的電子數(shù)越多,鍵能越大 B.鍵長(zhǎng)越長(zhǎng),鍵能越小 C.成鍵所用的電子數(shù)越少,鍵能越大 D.成鍵時(shí)電子對(duì)越偏移,鍵能越大 答案：B 解析：研究表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),O2O—O鍵長(zhǎng),所以鍵能小。按鍵長(zhǎng)(O—O)由短到長(zhǎng)的順序w>z>y>x。 9在白磷(P4)分子中,4個(gè)磷原子分別處在正四面體的四個(gè)頂點(diǎn),結(jié)合有關(guān)磷原子的成鍵特點(diǎn),下列有關(guān)白磷的說(shuō)法正確的是(　　) A.白磷分子中的鍵角為10928 B.分子中共有4對(duì)共用電子對(duì) C.白磷分子中的鍵角為60 D.分子中有6對(duì)孤電子對(duì) 答案：C 解析：白磷分子中共有6對(duì)共用電子對(duì),鍵角為60,有4對(duì)孤電子對(duì)。 10科學(xué)家常用“等電子原理”來(lái)預(yù)測(cè)不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu),例如CH4與 依此原理填出下表空格中相應(yīng)的微粒:①　　　　　　　　;②　　　　　　　　;③　　　　　　。 CH4 ① ③ N ② N2 答案：①C2H6　② 解析：等電子體要求原子數(shù)目及各原子價(jià)電子數(shù)目之和均相等。 111919年,美國(guó)物理化學(xué)家朗繆爾(Langmuir,1881—1957)提出等電子原理:原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。 (1)根據(jù)上述原理,僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中,互為等電子體的是　　　和　　　;　　　　和　　　　。 (2)此后,等電子原理又有所發(fā)展。例如,由短周期元素組成的粒子,只要其原子總數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,也可互稱等電子體,它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中,與 答案：(1)N2　CO　CO2　N2O (2)SO2　O3 解析：(1)僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子,即C、N、O、F組成的共價(jià)分子中,N2與CO均有10個(gè)價(jià)電子,CO2與N2O均有16個(gè)價(jià)電子。(2)依題意,只要原子總數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和也相同,可互稱等電子體,,各原子最外層電子數(shù)之和為5+62+1=18,SO2、O3也為三原子粒子,各原子最外層電子數(shù)之和為63=18。 12根據(jù)氫氣分子的形成過(guò)程示意圖,回答問(wèn)題。 氫氣分子的形成過(guò)程示意圖 (1)H—H鍵的鍵長(zhǎng)為　　　　　　,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　　　。 A.氫氣分子中含有一個(gè)π鍵 B.由①到④,電子在核間出現(xiàn)的概率增加 C.由④到⑤,必須消耗外界的能量 D.氫氣分子中含有一個(gè)極性共價(jià)鍵 (3)已知幾種常見化學(xué)鍵的鍵能如下表所示: 化學(xué)鍵 Si—O H—O OO Si—Si Si—C 鍵能/(kJmol-1) 460 467 498 176 X 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: ①比較Si—Si鍵與Si—C鍵的鍵長(zhǎng)大小可知:X　　　176 kJmol-1(填“>”“<”或“=”)。 ②H2被喻為21世紀(jì)人類最理想的燃料,而更有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來(lái)的石油”的觀點(diǎn)。試計(jì)算:每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為　　　　　　。 答案：(1)0.074 nm　①⑤②③④ (2)BC (3)①>?、?24 500 kJ 解析：(1)直接從圖上有關(guān)數(shù)據(jù)可以看出,H—H鍵的鍵長(zhǎng)為0.074 nm;體系能量由高到低的順序是①⑤②③④。 (2)氫氣分子中含有一個(gè)σ鍵,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;共價(jià)鍵的本質(zhì)就是高概率地出現(xiàn)在原子間的電子與原子間的電性作用,選項(xiàng)B是正確的;④已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),選項(xiàng)C是正確的;氫氣分子中含有一個(gè)非極性共價(jià)鍵,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 (3)①Si—Si鍵的鍵長(zhǎng)比Si—C鍵的鍵長(zhǎng)大,鍵能小。②從題圖上讀出,H—H鍵的鍵能為436 kJmol-1,每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為1 000 g2 gmol-1(467 kJmol-12-436 kJmol-1-498 kJmol-1500 kJ。 能力提升 1已知?dú)浞肿又泄矁r(jià)鍵的鍵能為436 kJmol-1,氧分子中共價(jià)鍵的鍵能為497.3 kJmol-1,氯分子中共價(jià)鍵的鍵能為242.7 kJmol-1,氮分子中共價(jià)鍵的鍵能為946 kJmol-1,則下列敘述正確的是(　　) A.N—N鍵的鍵能mol-1= 315.3 kJmol-1 B.氮分子中的共價(jià)鍵比氫分子中共價(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 答案：D 解析：N≡N鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵構(gòu)成,N—N 鍵為σ鍵,比π鍵牢固,鍵能大于π鍵,所以A項(xiàng)不正確;N≡N鍵的鍵能比H—H鍵的鍵能大,但由于氫原子的原子半徑小,所以N≡N鍵的鍵長(zhǎng)大于H—H鍵的鍵長(zhǎng),B項(xiàng)不正確;O2分子中氧原子間以雙鍵結(jié)合,C項(xiàng)不正確;鍵能越大,分子越穩(wěn)定,D項(xiàng)正確。 2N2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 答案：D 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分子中的兩個(gè)π鍵是由每個(gè)氮原子各提供兩個(gè)p軌道以“肩并肩”的方式形成的,而CO分子中的一個(gè)π鍵是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,為等電子體,性質(zhì)相似,但并不完全相同,C正確,D錯(cuò)誤。 3意大利羅馬大學(xué)的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的氣態(tài)N4分子,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。已知斷裂1 mol N—N鍵吸收167 kJ熱量,生成1 molN≡N鍵放出942 kJ熱量,根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù),判斷下列說(shuō)法正確的是(　　) A.N4屬于一種新型的化合物 B.N4分子中存在非極性共價(jià)鍵 C.N4分子中N—N鍵角為10928 D.1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2將吸收882 kJ熱量 答案：B 解析：N4是由氮元素形成的一種單質(zhì),A選項(xiàng)錯(cuò)誤;氮元素為活潑非金屬元素,氮原子之間形成的是非極性共價(jià)鍵,B選項(xiàng)正確;N4是正四面體結(jié)構(gòu),鍵角為60,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;已知斷裂1 mol N—N鍵吸收167 kJ熱量,生成1 mol N≡N鍵放出942 kJ熱量,則1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2將放出882 kJ熱量,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 ★4O3能吸收大氣中紫外線,保護(hù)人類賴以生存的空間。O3的分子結(jié)構(gòu)如圖,呈V形,兩個(gè)O—O鍵的夾角為116.5。三個(gè)原子以一個(gè)O原子為中心,與另外兩個(gè)O原子分別構(gòu)成非極性共價(jià)鍵;中間O原子提供兩個(gè)電子,旁邊兩個(gè)O原子各提供一個(gè)電子,構(gòu)成一個(gè)特殊的化學(xué)鍵(虛線內(nèi)部)——三個(gè)O原子均等地享有這四個(gè)電子。請(qǐng)回答: (1)題中非極性共價(jià)鍵是　　　　　　鍵,特殊的化學(xué)鍵是　　　鍵。 (2)臭氧與氧氣的關(guān)系是　。 (3)下列分子中與O3分子的結(jié)構(gòu)最相似的是　　　　(填序號(hào))。 A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2 (4)分子中某原子有一對(duì)或幾對(duì)沒有與其他原子共用的價(jià)電子叫孤電子對(duì),那么O3有　　　對(duì)孤電子對(duì)。 答案：(1)σ　大π　(2)同素異形體　(3)C　(4)五 解析：同種原子之間形成的共價(jià)鍵是非極性鍵,特殊共價(jià)鍵是中間O原子提供兩個(gè)電子和旁邊兩個(gè)O原子各提供一個(gè)電子形成的三原子四電子大π鍵;O2與O3是同素異形體;等電子體的分子結(jié)構(gòu)相似,O3與SO2是等電子體;由題給結(jié)構(gòu)式可知O3的兩端的原子各有兩對(duì)孤電子對(duì),中間的原子有一對(duì)孤電子對(duì),分子中共有五對(duì)孤電子對(duì)。