第2课时 键参数——键能、键长和键角
基础过关练
题组一 键能
1.N—H键键能的含义是( )
A.由N和H形成1 mol NH 所放出的能量
3
B.把1 mol NH 中的共价键全部拆开所吸收的能量
3
C.拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量
D.形成1个N—H键所放出的能量
2.根据下表中所列的键能数据,判断下列分子中最不稳定的是( )
化学键 H—H H—Cl H—Br Br—Br
键能/kJ·mol-1 436.0 431.8 366 193.7
A.HCl B.HBr C.H D.Br
2 2
3.下列事实中,能够用键能解释的是( )
A.氮气的化学性质比氧气稳定
B.常温常压下,溴呈液态,碘呈固态
C.稀有气体一般很难发生化学反应
D.硝酸易挥发,硫酸难挥发
4.已知N +O 2NO ΔH=+180 kJ·mol-1,其中 键、 键的键能分别为946 kJ·mol-1、
2 2
498 kJ·mol-1,则N—O键的键能为( )
A.1 264 kJ·mol-1 B.632 kJ·mol-1
C.316 kJ·mol-1 D.1 624 kJ·mol-1
5.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N 的化学性质很稳定
2
B.H O比H S沸点高
2 2
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D.F 比O 更容易与H 反应
2 2 26.已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表:
断裂或形成的化学键 能量数据
断裂1 mol H 分子中的化学键 吸收能量436 kJ
2
断裂1 mol Cl 分子中的化学键 吸收能量243 kJ
2
形成1 mol HCl分子中的化学键 释放能量431 kJ
对于反应:H (g)+Cl (g) 2HCl(g),下列说法正确的是( )
2 2
A.该反应的ΔH>0
B.生成1 mol HCl时反应放热431 kJ
C.氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固
D.相同条件下,氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
题组二 键长
7.下列单质分子中,键长最长、键能最小的是( )
A.H B.Cl C.Br D.I
2 2 2 2
8.下列说法中正确的是( )
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键的键长比C—O键的键长长
C.1个氮气分子中含有1个σ键和2个π键
D.NH+中4个N—H键的键能不同
4
9.键长是描述共价键的物理量之一,下列各项中的距离属于键长的是( )
A.水分子中两个氢原子核之间的距离
B.氯气分子中两个氯原子核之间的距离
C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D.CO 分子中两个氧原子核之间的距离
2
10.(2020上海金山高三一模, )SiF 与SiCl 分子都是正四面体结构。下列判断正确的是( )
4 4
A.键长:Si—F>Si—Cl
B.键能:Si—F>Si—Cl
C.沸点:SiF >SiCl
4 4D.共用电子对偏移程度:Si—Cl>Si—F
题组三 键角
11.下列分子中,键角最大的是( )
A.CH B.NH C.H O D.CO
4 3 2 2
12.NH 、NF 、NCl 三种分子的中心原子相同,若周围原子电负性大,则键角小。NH 、NF 、NCl 三
3 3 3 3 3 3
种分子中,键角大小的顺序正确的是( )
A.NH >NF >NCl B.NCl >NF >NH
3 3 3 3 3 3
C.NH >NCl >NF D.NF >NCl >NH
3 3 3 3 3 3
13.下列说法中正确的是( )
A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定
B.双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定
C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定
D.在双键中,σ键的键能要小于π键的键能
14.在铜的催化作用下,F 能与过量NH 发生反应:3F +4NH 3NH F+NF 。下列说法正确的是( )
2 3 2 3 4 3
A.第一电离能:N>F>H
B.NF 中键角大于NH 中键角
3 3
C.键能:N—H键>O—H键
+
D.NH F的电子式:[ · · H · · ] [· ···] -
4 H N H F
· · · ·
·· ··
H
能力提升练
题组 键参数的应用
1.(2020福建厦门外国语学校高二测试, )下列分子中键角按由大到小顺序排列的是( )
①BCl ②NH ③H O ④CH ⑤BeCl
3 3 2 4 2
A.⑤④①②③ B.⑤①④②③
C.④①②⑤③ D.③②④①⑤
2.(2020山西省实验中学高二月考, )下列说法正确的是( )A.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
B.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C.C—C键、 键、 键的键能之比为1.00∶1.77∶2.34,根据以上数据,可知乙烯和乙炔不
容易发生反应
D.共价键的键能越大,共价键越不容易断裂,由该键形成的分子越稳定
3.( )下列有关键参数的比较肯定错误的是( )
深度解析
A.键能:C—N< <
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H O>CO
2 2
D.一般,相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
4.( )下列说法中正确的是( )
深度解析
A.分子中键能越大,键长越短,则分子越稳定
B.只有非金属元素原子之间才能形成共价键
C.水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180°
D.H—O键键能为463 kJ/mol,即18 g H O分解成H 和O 时,消耗能量为(2×463) kJ
2 2 2
5.( )已知氢气分子中化学键的键能为436 kJ·mol-1,氧气分子中化学键的键能为497.3 kJ·mol-1,氯气分
子中化学键的键能为242.7 kJ·mol-1,氮气分子中化学键的键能为946 kJ·mol-1,则下列叙述正确的是(
)
A.N—N键的键能为1×946 kJ·mol-1≈315.3 kJ·mol-1
3
B.氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的共价键短
C.氧气分子中氧原子间是以共价单键结合的
D.氮气分子比氯气分子稳定
6.( )如图为元素周期表前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(
)
X
W Y RZ
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<Y—H,键的极性Y—H>W—H
D.键长X—H<W—H,键能X—H<W—H
7.( )六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,性质稳定,在电器工业
方面有着广泛的用途,但逸到空气中会引起温室效应。下列有关六氟化硫的说法正确的是( )
A.六氟化硫分子中各原子最外层均为8电子稳定结构
B.六氟化硫易燃烧生成二氧化硫
C.六氟化硫分子中含极性键、非极性键
D.S—F键是σ键,且SF 中6个S—F键键长、键能都相等
6
8.( )已知:P (g)+6Cl (g) 4PCl (g) ΔH=a kJ·mol-1,P (g)+10Cl (g) 4PCl (g) ΔH=b kJ·mol-1,P 具
4 2 3 4 2 5 4
有正四面体结构,PCl 中P—Cl键的键能为c kJ·mol-1,PCl 中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol-1。
5 3
下列叙述正确的是( )
A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B.可求Cl (g)+PCl (g) PCl (s)的反应热
2 3 5
C.Cl—Cl键的键能为b-a+5.6c kJ·mol-1
4
D.P—P键的键能为5a-3b+12c kJ·mol-1
8
9.( )已知键能、键长部分数据如下表:
共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O
键能(kJ·mol-1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8键长(pm) 198 228 267 96
共价键 C—C C—H N—H N O O—O O O
键能(kJ·mol-1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
键长(pm) 154 133 120 109 101
(1)下列推断正确的是 (填字母,下同)。
A.稳定性:HF>HCl>HBr>HI
B.氧化性:I >Br >Cl
2 2 2
C.沸点:H O>NH
2 3
D.还原性:HI>HBr>HCl>HF
(2)下列有关推断正确的是 。
A.同种元素形成的共价键,稳定性:三键>双键>单键
B.同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍
C.键长越短,键能一定越大
(3)在表中所给HX分子中,键长最短的是 ,最长的是 ;O—O键的键长 (填
“大于”“小于”或“等于”)O O键的键长。
答案全解全析
基础过关练
1.C 2.D 3.A 4.B 5.B 6.C 7.D 8.C
9.B 10.B 11.D 12.C 13.A 14.D
1.C 键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。N—H键的键能是指拆开1
mol N—H键所吸收的能量,不是指形成1个N—H键所释放的能量。1 mol NH 中含有3 mol N—H键,
3
拆开1 mol NH 吸收的能量是N—H键键能的三倍。
3
2.D 一般,键长越长,键能越小,共价键越不牢固,形成的分子越不稳定。
3.A 键比 键的键能大而难以断裂,所以氮气化学性质比氧气稳定,A符合题意;常温常压
下,溴呈液态,碘呈固态,与分子间作用力有关,与分子内的共价键的键能无关,B不符合题意;稀有气体一般很难发生化学反应的原因是其原子的最外层已达稳定状态,稀有气体不含化学键,C不符合题意;溶
质的挥发性与分子内的共价键的键能无关,D不符合题意。
4.B 由题意可知+180 kJ·mol-1=946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2E(N—O),解得
E(N—O)=632 kJ·mol-1。
5.B 由于N 分子中存在三键,键能较大,故N 的化学性质很稳定;H O比H S沸点高与键能无关;卤族
2 2 2 2
元素从F到I,原子半径逐渐增大,其氢化物中化学键的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐
减弱;由于H—F键的键能大于H—O键,所以F 更容易与H 反应生成HF。
2 2
6.C 由题表中数据可知,H—H键键能>Cl—Cl键键能,键能越大,键越牢固,分子具有的能量越低,C正
确、D错误。
7.D 比较原子半径可得出键长长短。
8.C 在乙烯分子中,碳碳双键键能不是碳碳单键键能的2倍,而是介于单键键能和2倍单键键能之
间,A错误;N—O键的键长比C—O键的键长短,B错误;氮气分子中含有三键,则1个分子中有1个σ键
和2个π键,C正确;NH+中4个N—H键的键能相同,D错误。
4
9.B 键长是成键原子间的核间距,水分子中两个氢原子、氩气中两个相邻氩原子、CO 分子中两个
2
氧原子不成键。
10.B 原子半径:Cl>F,原子半径越大,其形成的化学键的键长就越长,所以键长:
Si—F<Si—Cl,A错误;形成共价键的原子半径越小,共价键键能就越大,由于原子半径:Cl>F,所以键能:Si
—F>Si—Cl,B正确;SiF 、SiCl 都是由分子构成的物质,结构相似,物质的相对分子质量越大,分子间作
4 4
用力就越大,物质的沸点越高,所以沸点:SiF <SiCl ,C错误;元素的非金属性越强,与同种元素的原子形
4 4
成的共价键的极性就越强,共用电子对偏移程度就越大,元素的非金属性:F>Cl,所以共用电子对偏移程
度:Si—Cl<Si—F,D错误。
11.D CH 键角为109°28',NH 键角为107°;H O为V形分子,两个H—O键的键角为105°;CO 为直线
4 3 2 2
形分子,键角为180°。
12.C 由于电负性:F>Cl>H,故键角大小顺序为NH >NCl >NF 。
3 3 3
13.A 双原子分子中没有键角,故C错误;一般,键能越大,键长越短,分子越稳定,故A正确,B错误;σ键
的重叠程度大于π键,故σ键的键能大于π键,D错误。
14.D 第一电离能:F>N>H,A项错误;NF 的键角比NH 小,B项错误;一般,键长越短,键能越大,N—H键
3 3
键长大于O—H键,故O—H键键能大,C项错误。能力提升练
1.B 2.D 3.C 4.A 5.D 6.B 7.D 8.C
1.B ①BCl 为平面三角形,键角为120°;②NH 为三角锥形,键角为107°;③H O为V形,键角为105°;
3 3 2
④CH 为正四面体形,键角为109°28';⑤BeCl 为直线形,键角为180°;所以键角按由大到小顺序排列是
4 2
⑤①④②③。
2.D 同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐增大,A错误;同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数相
等,都是3个,B错误; 键键能小于C—C键键能的三倍, 键键能小于C—C键键能的二倍,说
明乙烯和乙炔中的π键不牢固,易发生反应,C错误;共价键的键能越大,共价键越牢固,由该键形成的分
子越稳定,D正确。
3.C C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A正确;原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—
I>Br—Br>Cl—Cl,B正确;H O分子中键角是105°,CO 分子中键角是180°,C错误;一般,相同元素原子
2 2
之间形成的σ键的键能比π键的大,D正确。
知识拓展 键参数的测定
运用衍射谱、光谱等近代物理方法能够测定分子中原子间的距离、空间结构以及分子中化学键的强
度等。一般而言,借助数学和量子力学方法,可将衍射谱或光谱信息通过简单的计算转换为键参数。
例如,利用转动光谱,可以测定异核双原子分子的键长;从双原子分子的振动光谱中,能够分析化学键的
相对强度(键能)。
4.A 一般,分子中键能越大,键长越短,分子越稳定,A正确;有些金属元素原子和非金属元素原子之间
也能形成共价键,B错误;水分子中两个H—O键的键角为105°,C错误;H—O键键能为463 kJ/mol指的
是拆开1 mol H—O键形成气态氢原子和氧原子所吸收的能量为463 kJ,18 g水的物质的量为1 mol,1
mol H O中含2 mol H—O键,需吸收(2×463) kJ的能量形成气态氢原子和氧原子,但氢原子、氧原子进
2
一步形成H 和O 时释放能量,不知道H—H键和O O键的键能,所以无法计算反应热,D错误。
2 2归纳总结 键长和键角是描述分子空间结构的参数。一般来说,如果知道分子中的键长和键角,这个
分子的空间结构就确定了。如NH 分子的H—N—H键角是107°,N—H键的键长是101 pm,就可以确
3
定NH 分子是三角锥形分子。如图: 。
3
5.D 键由一个σ键和两个π键组成,N—N键为σ键, 键的键能不是
N—N键键能的3倍,A项不正确; 键的键能比H—H键的键能大,但由于氢原子的半径小,
键的键长大于H—H键的键长,B项不正确;O 分子中氧原子间以共价双键结合,C项不正确;键能越大,
2
分子越稳定,D项正确。
6.B 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。白磷分子中存在非
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;氮气、溴单质都是双原子分子,B正
确;原子半径W>Y,故键长W—H>Y—H,电负性W<Y,元素电负性越大,对键合电子吸引力越大,与H元
素形成的化学键极性越大,故键的极性Y—H>W—H,C错误;原子半径W>X,故键长W—H>X—H,键长
越短,键能越大,故键能W—H<X—H,D错误。
7.D 根据题图知,每个F原子和1个S原子形成1对共用电子对,每个S原子和6个F原子形成6对共
用电子对,所以F原子最外层达到8电子稳定结构,但S原子最外层不是8电子结构,A项错误;六氟化
硫中S为+6价,F无正价,六氟化硫不易燃烧,B项错误;六氟化硫分子中的S—F键均为极性键,不含非
极性键,C项错误;六氟化硫分子中S—F键是σ键,SF 为正八面体结构,所以分子中S—F键键长、键能
6
都相等,D项正确。
8.C 由已知两个反应可得:Cl (g)+PCl (g) PCl (g) ΔH=b-a kJ·mol-1,无法求Cl (g)+PCl (g)
2 3 5 2 3
4
PCl (s)的反应热;设Cl—Cl键的键能为x kJ·mol-1,则x+3×1.2c-5c=b-a,x=b-a+5.6c;设P—P键的键能
5
4 4
为y kJ·mol-1,P 为正四面体结构,1个分子中有6个P—P键,由题给第1个反应得6y+b-a+5.6c×6-
4
4
4×3×1.2c=a,解得y=5a-3b+12c;P—P键的键长大于P—Cl键,故P—P键的键能小于P—Cl键。
129.答案 (1)ACD (2)A (3)HF HI 大于
解析 (1)根据表中数据,同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小,稳定性逐渐减弱,A正确;氯
气、溴单质、碘单质的氧化性逐渐减弱,B错误;还原性与失电子能力有关,还原性:HI>HBr>HCl>HF,D
正确。(2)由碳碳键的数据知,A正确;由O—O键、O O键的键能知,B错误;C—H键的键长大于N—
H键的键长,但是N—H键的键能反而较小,C错误。
