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高中化学人教版选修3 第二章 训练2 共价键的键参数与等电子原理


训练 2 共价键的键参数与等电子原理
[基础过关] 一、共价键参数及其应用 1.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是 A.键角是描述分子立体构型的重要参数 B.键长的大小与成键原子的半径 和成键数目有关 C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定 D .键角的大小与键长、键能的大小无关 2.N—H 键键能的含义是 A.由 N 和 H 形成 1 mol NH3 所放出的

能量 B.把 1 mol NH3 中的共价键全部拆开所吸收的能量 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 3.根据 σ 键和 π 键的成键特征,下列关于 C—C 键和 C===C 键的叙述正确的是 A.C===C 键能是 C—C 键能的 2 倍 B.C—C 键长是 C===C 键长的 2 倍 C.C—C 键长小于 C===C 键长的 2 倍,C===C 键能小于 C—C 键能的 2 倍 D.C—C 键和 C===C 键都是由碳原子形成的非极性键,所以二者化学性质相同 4 .已知 N—N 、 N===N 、 N≡N 键能之比为 1.00∶2.17∶4.90 ,而 C—C 、 C===C 、 C≡C 键能之比为 1.00∶1.77∶2.34。下列有关叙述不正确的是 A.乙烯分子中 σ 键、π 键的电子云形状对称性不同 B.乙炔分子中 π 键重叠程度比 σ 键小,易发生加成反应 C.氮分子中的 N≡N 键非常牢固,不易发生加成反应 D.氮气和乙炔都易在空气中点燃燃烧 二、键能与反应热的互求方法 5.化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。化学键的键能是形成化学键时释放的能量。已知白磷 和 P4O6 的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能(kJ· mol 1):P—P:198 P—O:360 O===O:


(

)

(

)

(

)

(

)

498,则反应 P4(白磷)+3O2===P4O6 的反应热 ΔH 为(

)

A.-1 638 kJ· mol C.-126 kJ· mol

-1

B.+1 638 kJ· mol D.+126 kJ· mol


-1

-1

-1

6. 已知 N2+O2===2NO 为吸热反应, ΔH=+180 kJ· mol 1, 其中 N≡N、 O===O 键的键能分别为 946 kJ· mol
-1

、498 kJ· mol 1,则 N—O 键的键能为


(

)

A.1 264 kJ· mol C.316 kJ· mol

-1

B.632 kJ· mol

-1 -1

-1

D.1 624 kJ· mol

高温、高压 - - 7. 已知 H—H 键能为 436 kJ· mol 1, H—N 键能为 391 kJ· mol 1, 根据化学方程式 N2+3H2 ???? 催化剂 2NH3,1 mol N2 与足量 H2 反应放出的热量为 92.4 kJ· mol 1,则 N≡N 键的键能是


( A.431 kJ· mol C.649 kJ· mol
-1 -1

)
-1 -1

B.945.6 kJ· mol D.896 kJ· mol

三、等电子原理及应用 8.与 NO3 互为等电子体的是 A.SO2 B.BF3 C.CH4 D.NO2
- -

(

)

9.已知原子数和价电子数相同的离子或分子结构相似,如 SO3、NO3 都是平面三角形 。那么下列分子 或 离子中与 SO2 4 有相似结构的是


( C.NF3

)


A.PCl5

B.CCl4

D.N3

10.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的立体构型相同, 则下列有关说法中正确的是 A.CH4 和 NH4 是等电子体,键角均为 60° B.NO3 和 CO2 3 是等电子体,均为平面正三角形结构
- - +

(

)

C.H3O 和 PCl3 是等电子体,均为三角锥 形结构 D.B3N3H6 和苯是等电子体,B3N3H6 分子中不存在“肩并肩 ”式重叠的轨道 [能力提升] 11.下列结构 图中“ ”代表原子序数从 1~10 的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部 分),小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子,短线代表价键。(示例: )



根据各图表示的结构特点,写出上述分子的化学式: A:________,B:________,C:________,D:________。 12.已知下表中的数据是破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的最低能量(kJ)。

物质 Cl2 Br2 I2 H2 HF

能量(kJ) 243 193 151 436 565

HCl HBr HI 根据表中数据回答问题: (1)下列物质本身具有的能量最低的是________。 A.H2 B.Cl2 C.Br2

431 363 297

D.I2

(2)下列氢化物中,最稳定的是________。 A.HF B.HCl C. HBr D.HI

(3)X 2+H2===2HX(X 代表 F、Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应?________。 (4) 相同条件下, X2 分别与 H2 反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是 ____________。2 mol Cl2 在一定条件下与等物质的量的 H2 反应,放出或吸收的热量是________kJ。 (5) 若 无 上 表 中 的 数 据 , 你 能 正 确 回 答 出 问 题 (4) 的 第 一 问 吗 ? ________ ; 你 的 理 由 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
2 13.氮可以形成多种离子,如 N3 、NH2 、N3 、NH4 、N2H5 、N2H2 6 等,已知 N2H5 与 N2H6 是由中性分子
- - - + + + + +

结合质子形成的,类似于 NH4 ,因此有类似于 NH4 的性质。 (1) 写 出 N2H
2+ 6





























________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)NH2 的电子式为________________。 (3)N3 有________个电子。 (4)写出与 N3 互为等电子体的物质的化学式________(两种)。 (5)等电子体的微粒往往具有相似的结构,试预测 N3 的构型:________。 (6)据报道,美国科学家卡尔· 克里斯特于 1998 年 11 月合成了一种名为“N5”的物质,由于其具有极 强的爆炸性,又称为“盐粒炸弹”。迄今为止,人们对它的结构尚不清楚,只知道“N5”实际上是带 正电荷的分子碎片,其结构是对称的,5 个 N 排成 V 形。如果 5 个 N 结 合后都达到 8 电子结构,且 含有 2 个 N≡N,则“N5”分子碎片所带电荷是____________________。 14.a、b、c、d 为四种由短周期元素构成的中性粒子,它们都有 14 个电子,且都是共价形分子。回答下 列问题: (1)a 是单核分子,a 单质可用作半导体材料,a 原子核外电子排布式为______________。 (2)b 是双核化合物,常温下 为无色无味气体。b 的化学式为________。人一旦吸入 b 气体后,就易引 起中毒,是因为_________________ ___ ______________而中毒。 (3)c 是双核单质, 写出其电子式________________。 c 分子中所含共价键的类型为____________(填“极 性 键 ” 或 “ 非 极 性 键 ”) 。 c 单 质 常 温 下 性 质 稳 定 , 不 易 起 反 应 , 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
- - - -

(4)d 是四核化合物,其结构式为______________;d 分子内所含共价键有________个 σ 键,________ 个 π 键 ; σ 键 与 π 键 的 强 度 大 小 关 系 为 σ______π( 填 “>” 、 “<” 或 “ = ”) , 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [拓展探究] 15.等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理。如 N2 和 CO 为等电子体。下表为部分等电子 体分类、立体构型表。 等电子体类型 四原子 24 电子等电子体 四原子 26 电子等电子体 五原子 32 电子等电子体 六原子 40 电子等电子体 七原子 48 电子等电子体 试回答下列问题: (1)判断下面物质分子或离子的立体构型: BrO3 __________,CO2 3 ________,ClO4 ________。
- - -

代表物质 SO3 SO2 3


立体构型 平面三角形 三角锥形 四面体形 三角双锥形 八面体形

CCl4 PCl5 SF6

(2)由第二周期元素组成,与 F2 互为等电子体的离子有__________。 (3)SF6 的立体构型如图 1 所示,请再按照图 1 的表示方法在图 2 中表示 OSF4 分子中 O、S、F 原子的 空间位置。已知 OSF4 分子中 O、S 间为共价双键,S、F 间为共价单键。

答案 1.C 2.C 3.C 4.D 5.A 6.B 11.NH3 HCN CO(NH2)2 BF3 366 (5)能 生成物越稳定,放出的热量就越多,在 HX 中,HF 最稳定 7.B 8.B 9.B 10.B

12.(1)A (2)A (3)放热 (4)F2
+ -

13.(1)N2H2 6 +2OH ===N2H4+2H2O
· · (2)[H· N· H] ? ?


(3)22 (4)N2O、CO2(其他合理答案也可) (5)直线形 (6)一个单位的正电荷 14.(1)1s22s22p63s23p2 送氧气的能力 (2)CO CO 一旦被吸入肺里后,会与血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白丧失输
· (3) · N??N · ·

非极性键

N2 分 子 中 的 共 价 三 键 键 能 很 大 , 共 价 键 很 牢 固

(4)H—C≡C—H 3 2 > 形成 σ 键的原子轨道的重叠程度比 π 键的重叠程度大,形成的共价键强 15.(1)三角锥形 平面三角形 四面体形 (2)O2 2 (3)



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