2019_2020学年高中化学专题3微粒间作用力与物质性质第3单元共价键原子晶体第2课时共价键的键能与化学反应的反应热原子晶体练习苏教版选修3.doc

第2课时共价键的键能与化学反应的反应热原子晶体时间：45分钟 满分：100分一、选择题(每小题5分，共55分)1关于晶体的下列说法正确的是()A原子晶体中只含有共价键B任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D离子晶体中含有离子键，不可能含有共价键解析：在原子晶体中，原子间以共价键相结合，所以原子晶体中只含有共价键，A正确；金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，所以有阳离子不一定有阴离子，B错误；不同金属晶体的熔点差别很大，有的熔点很高如钨，所以原子晶体的熔点不一定比金属晶体的高，C错误；离子晶体中含有离子键，也可能含有共价键，如氢氧化钠属于离子晶体，既含有离子键又含有共价键，D错误。答案：A2二氧化硅晶体是立体的网状结构，其结构如图所示。关于二氧化硅晶体的下列说法中不正确的是()A晶体中Si、O原子个数比为12B晶体中Si、O原子最外层都满足8电子结构C晶体中一个硅原子含有SiO键数目为4D晶体中最小环上的原子数为6解析：由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子周围连有四个氧原子，每个氧原子周围连有2个硅原子，Si、O原子个数比为12，A正确；因为在晶体中硅原子周围有四对共用电子对，氧原子有两对共用电子对，而氧原子最外层就是六个电子，这样两种原子都满足8电子结构，B正确；依据二氧化硅晶体结构图可知1个硅原子与4个氧原子形成4个SiO，C正确；由二氧化硅晶体结构图可知，晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，所以最小环上的原子数为12，D错误。故选D。答案：D3碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石晶体硅碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是()ABC D解析：题给三种晶体都属于原子晶体，而且结构相似均为正四面体的空间网状结构，晶体的熔点由微粒间的共价键强弱决定，这里的共价键强弱主要由键长决定，键长可以近似地看作是成键原子的半径之和，由于硅原子半径大于碳原子，所以键的强弱为CCCSiSiSi，熔点从高到低的顺序为金刚石碳化硅晶体硅。答案：A4下列有关晶体的说法中正确的是()A分子晶体中均存在共价键B晶体结构相似的原子晶体，共价键越弱，熔点越低C晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂D原子晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力解析：稀有气体形成的分子晶体中无化学键，A错；晶体结构相似的原子晶体，共价键越弱，越容易被破坏，熔点越低，B正确；碘固体熔化时，II共价键没有断裂，C错；原子晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内一定存在范德华力，还可能存在共价键，D错。答案：B5据报道，有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。其原因可能是()A碳、氮原子构成平面结构的晶体B碳氮键比金刚石中的碳碳键更短C氮原子最外层电子数比碳原子最外层电子数多D碳、氮的单质化学性质均不活泼解析：由题意可知此化合物为原子晶体，碳、氮原子构成空间网状结构，由于成键原子半径：NCCC，即此化合物中共价键键长小于金刚石中共价键键长，则共价键键能大，晶体的硬度大。答案：B6下列说法中正确的是()A在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长BHCl键比HI键稳定C水分子可以表示为HOH，分子中键角为180D键能越大，说明该分子越易受热分解解析：形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，A错误； HCl键键长小于HI键，HCl键的键能大于HI键，HCl键比HI键稳定，B正确；水分子为V形结构、键角为104.5，C错误；键能越大，说明这个化学键越稳定，该分子受热越难分解，D错误。答案：B7下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)()A1 mol P4含有PP键的个数为4NAB1 mol SiC中含有CSi键的个数为2NAC含C为1 mol的金刚石中含有CC键的个数为2NAD1 mol SiO2中含SiO键的个数为2NA解析：1 mol P4中含有 PP键为6 mol，A错；1 mol SiC中含有CSi键为1 mol，B错；在金刚石中每个C原子平均形成CC键个数为142，所以含C为1 mol 的金刚石中含CC键的个数为2NA，C正确；在SiO2中每个Si原子形成4个SiO键，即1 mol SiO2中含SiO键的个数为4NA，D错。答案：C8高压下氮气聚合生成高聚氮，其晶体中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构。已知晶体中NN键的键能为160 kJmol1，而NN键的键能为942 kJmol1。则下列说法不正确的是()A键能越大说明化学键越牢固，所构成的物质越稳定B高聚氮晶体属于原子晶体C该晶体中氮原子数与氮氮键数比为23D由高聚氮生成1 mol N2会放出702 kJ能量解析：键能越大说明化学键越牢固，所构成的物质越稳定，故A正确； 高聚氮晶体中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构，属于原子晶体，故B正确；因为晶体中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合，则每个氮原子平均形成1.5 个氮氮键，氮原子数与氮氮键数比为23，故C正确；由高聚氮生成1 mol N2的过程中断开了3 mol NN键，同时生成了1 mol 的NN键，则放出的能量为19423160462 kJ，故D错误。答案：D9已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是()A该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石更牢固B该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子C该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构解析：由题给C3N4晶体的性质推测晶体的类型为原子晶体，N原子半径比C原子半径小，所以CN键键长比CC键键长短，故其化学键比金刚石中CC键更牢固，A正确；根据最外层电子数C为4个N为3个，分别能形成4个和3个共价键，即每个C原子连接4个N原子，每个N原子连接3个C原子，此时，碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构，且形成的共价键均为极性键，故B、C正确，D错。答案：D10从实验测得不同物质中OO键的键长和键能的数据为：OO键数据OOO2O键长/1012 m149128121112键能/kJmol1xyz494w628其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为wzyx。该规律性是()A成键所用的电子数越多，键能越大B键长越长，键能越小C成键所用的电子数越少，键能越大D成键时电子对越偏移，键能越大解析：观察表中数据发现，O2与O的键能大者键长短，按此O中OO键长比O中OO键长要长，所以键能要小，按键长由短到长的顺序OO2OO，键能则应为wzyx，故B符合题意。答案：B11化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷(P4)和P4O6的分子结构如图所示；现提供以下化学键的键能：PP 198 kJmol1、PO 360 kJmol1、O=O 498 kJmol1。则关于1 mol P4和3 mol O2完全反应(P43O2=P4O6)的热效应说法正确的是()A吸热1 638 kJ B放热1 638 kJC放热126 kJ D吸热126 kJ解析：1 mol P4(白磷)中含有6 mol PP键，1 mol P4O6中含有12 mol PO键，所以反应P4(白磷)3O2=P4O6的反应热H6198 kJmol13498 kJmol112360 kJmol11 638 kJmol1，即放出1 638 kJ热量。答案：B二、非选择题(共45分)12(9分)氮是地球上极为丰富的元素。(1)Li3N晶体中氮以N3存在，基态N3的核外电子的轨道表示式为_。(2)NN的键能为942 kJ/mol，NN单键的键能为247 kJ/mol，计算说明N2中的_键比_(填“”或“”)键稳定。(3)根据下表数据，写出氮气与氢气反应生成氨气的热化学方程式_。化学键NNN=NNNNHHH键能/kJmol1159418946391436解析：(1)N3的核外电子排布式为1s22s22p6，其核外电子的轨道式为。(2)NN中含有1个键和2个键，键能为942 kJmol1大于NN单键的键能的3倍(3247 kJmol1)，故键的键能比键的键能大，所以键比键稳定。(3)氮气与氢气反应生成氨气的反应方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)，则1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3时放出热量为：6 mol391 kJmol11 mol946 kJmol13 mol436 kJmol192 kJ，所以氮气与氢气反应生成氨气的热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1。答案：(1) (2)(3)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol113(19分).下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)。物质F2Cl2Br2I2H2HFHClHBrHI能量(kJ)157243194153436568432366299根据上述数据回答(1)(5)题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是()AH2 BCl2CBr2 DI2(2)下列氢化物中，最稳定的是()AHF BHClCHBr DHI(3)X2H2=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(X代表F、Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？_。你的根据是_。.下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。(1)B元素位于_区，F元素位于_区。(2)A、B二种元素的原子按42形成的分子中含_个键，_个键。解析：.键能越大，键越稳定，对应物质也就越稳定，其本身所具有的能量也就越低。(1)H2的键能最大，本身具有能量最低。(2)HF的键能最大，最稳定。(3)通过计算可知，断开1 mol XX键和1 mol HH键所吸收的总能量小于形成2 mol HX键所释放的能量，故X2H2=2HX的反应为放热反应。(4)由于键能EHFEHClEHBrEHI，EClClEBrBrEFFEII，且EFF与EII键能很接近，所以与等物质的量的氢气反应时，F2放出热量最多。(5)根据物质越稳定，能量越低，物质越活泼，能量越高，在X2中F2最活泼能量最高，而在HX中HF最稳定，能量最低，所以反应过程F2释放的热量最多。.(1)B为碳元素，其原子核外电子排布为1s22s22p2，属于p区；F元素为镍元素，其原子核外电子排布为Ar3d84s2，属于d区。(2)A为H与C原子按42形成的分子为C2H4，含有5个键和1个键。答案：.(1)A(2)A(3)放热反应(4)F2(5)能生成物越稳定，其能量越低，反应放热就越多，在HX中，HF最稳定.(1)pd(2)5114(10分)金刚石与金刚砂(SiC)具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答：(1)金刚砂属于_晶体。金刚砂的熔点比金刚石熔点_。(2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合_个碳原子，其中的键角是_。(3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有_个硅原子。解析：(1)金刚石与金刚砂具有相似的晶体结构，故金刚砂属于原子晶体，而CC键的键长比CSi键的键长短，CC键的键能比CSi键的键能要大，所以金刚砂的熔点比金刚石的低。(2)金刚石是正四面体为结构单元的立体网状结构，所以在金刚砂中，一个硅原子周围结合4个碳原子，键角为109.5。(3)金刚石的结构中最小环上有6个碳原子，所以金刚砂的结构中最小环上有3个硅原子。答案：(1)原子低(2)4109.5(3)315(7分)(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_；电子数为_。(2)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/kJmol1356413336226318452硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_。SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_。解析：(1)Si原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层为M，该能层具有的轨道数为1359，电子数为224。(2)根据表中数据可知，CC键和CH键较强，所以形成烷烃稳定，而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。由表中数据可知，CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定，而SiH键的键能小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键。答案：(1)M94(2)CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定。而SiH键的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键8