資源簡介
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
一、鍵能
1.概念
氣態(tài)分子中1 mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。鍵能通常是298.15 K、101 kPa條件下的標準值,單位是kJ·mol-1。
2.應用
(1)判斷共價鍵的穩(wěn)定性
原子間形成共價鍵時,原子軌道重疊程度越大,釋放能量越多,所形成的共價鍵鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定。
(2)判斷分子的穩(wěn)定性
一般來說,結構相似的分子,共價鍵的鍵能越大,分子越穩(wěn)定。
(3)計算反應熱
ΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。
【思考交流1】
1.N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強,從鍵能的角度如何理解這一化學事實(利用課本中鍵能的相應數(shù)據(jù)分析)。
2.已知N—N、N==N和N≡N的鍵能之比為1.00∶2.17∶4.90,而C—C、C==C、C≡C的鍵能之比為1.00∶1.77∶2.34。如何用這些數(shù)據(jù)理解氮分子不容易發(fā)生加成反應而乙烯和乙炔容易發(fā)生加成反應?
【課堂小練1】
1.正誤判斷
(1)N—H的鍵能是很多分子中的N—H的鍵能的平均值( )
(2)O—H的鍵能是指在298.15 K、101 kPa下,1 mol氣態(tài)分子中1 mol O—H解離成氣態(tài)原子所吸收的能量( )
(3)C==C的鍵能等于C—C的鍵能的2倍( )
(4)σ鍵一定比π鍵牢固( )
2.碳和硅的有關化學鍵的鍵能如表所示。
化學鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/(kJ·mol-1) 356 413 336 226 318 452
分析數(shù)據(jù),下列說法不正確的是( )
A.C==O的鍵能為672 kJ·mol-1 B.SiH4的穩(wěn)定性小于CH4
C.一般原子半徑越大,鍵能越小 D.C與C之間比Si與Si之間更易形成π鍵
二、鍵長
1.概念
構成化學鍵的兩個原子的核間距。因此原子半徑?jīng)Q定共價鍵的鍵長,原子半徑越小,共價鍵的鍵長越短。
2.應用
共價鍵的鍵長越短,往往鍵能越大,表明共價鍵越穩(wěn)定,反之亦然。
【思考交流2】
1.數(shù)據(jù)表明:共價鍵的鍵長越短,鍵能越大,該共價鍵越穩(wěn)定,含該鍵的分子越穩(wěn)定,越不容易分解。但為什么F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短,但鍵能卻比Cl—Cl的鍵能小?
【課堂小練2】
1.正誤判斷
(1)雙原子分子中化學鍵鍵長越長,分子越穩(wěn)定( )
(2)鍵長:H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C( )
(3)鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關( )
2.已知某些共價鍵的鍵能、鍵長數(shù)據(jù)如表所示:
共價鍵 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O
鍵能/ (kJ·mol-1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
鍵長/pm 198 228 267 96
共價鍵 C—C C==C C≡C C—H N—H N==O O—O O==O
鍵能/ (kJ·mol-1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
鍵長/pm 154 133 120 109 101
(1)下列推斷正確的是________(填字母)。
A.熱穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI B.氧化性:I2>Br2>Cl2
C.沸點:H2O>NH3 D.還原性:HI>HBr>HCl>HF
(2)在HX(X=F、Cl、Br、I)分子中,鍵長最短的是______,最長的是________;O—O的鍵長______ (填“大于”“小于”或“等于”)O==O的鍵長。
【歸納總結】
定性判斷鍵長的方法
(1)根據(jù)原子半徑進行判斷。在其他條件相同時,成鍵原子的半徑越小,鍵長越短。
(2)根據(jù)共用電子對數(shù)判斷。就相同的兩原子形成的共價鍵而言,當兩個原子形成雙鍵或者三鍵時,由于原子軌道的重疊程度增大,原子之間的核間距減小,鍵長變短,故單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。
三、鍵角
1.概念
在多原子分子中,兩個相鄰共價鍵之間的夾角。
2.應用
在多原子分子中鍵角是一定的,這表明共價鍵具有方向性,因此鍵角影響著共價分子的空間結構。
3.試根據(jù)空間結構填寫下列分子的鍵角
分子的空間結構 鍵角 實例
正四面體形 109°28′ CH4、CCl4
平面形 120° 苯、乙烯、BF3等
三角錐形 107° NH3
V形(角形) 105° H2O
直線形 180° CO2、CS2、CH≡CH
4.部分鍵角圖解
四、鍵參數(shù)與分子性質的關系
鍵參數(shù)對分子性質的影響:相同類型的共價化合物分子,成鍵原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,分子越穩(wěn)定。
【課堂小練3】
1.下列說法正確的是( )
A.分子中鍵能越大,鍵長越長,則分子越穩(wěn)定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子間不能形成共價鍵
C.水分子可表示為H—O—H,分子中鍵角為180°
D.H—O的鍵能為463 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2時,消耗能量為2×463 kJ
2.SiF4與SiCl4分子都是正四面體結構。下列判斷正確的是( )
A.鍵長:Si—F>Si—Cl B.鍵能:Si—F>Si—Cl
C.沸點:SiF4>SiCl4 D.共用電子對偏移程度:Si—Cl>Si—F
3.下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是( )
A.N元素的電負性較大,但N2的化學性質很穩(wěn)定 B.HCl、HBr、HI的熔沸點逐漸升高
C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱 D.F2比O2更容易與H2反應
4.下列有關說法不正確的是( )
A.CH4、NH3、CO2分子中的鍵角依次增大 B.HCl、HBr、HI分子中的鍵長依次增大
C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小 D.H2O、PH3、SiH4分子的穩(wěn)定性依次減弱
【歸納總結】
共價鍵穩(wěn)定性強弱的判斷方法
(1)根據(jù)原子半徑和共用電子對數(shù)目判斷:成鍵原子的原子半徑越小,共用電子對數(shù)越多,共價鍵越牢固,含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。
(2)根據(jù)鍵能判斷:共價鍵的鍵能越大,共價鍵越牢固,破壞共價鍵消耗的能量越多。
(3)根據(jù)鍵長判斷:共價鍵的鍵長越短,共價鍵越牢固,破壞共價鍵所消耗的能量越多。
【課時對點練習】
1.下列說法錯誤的是( )
A.鍵能是衡量化學鍵穩(wěn)定性的參數(shù)之一,鍵能越大,則化學鍵就越牢固
B.鍵長與共價鍵的穩(wěn)定性沒有關系
C.鍵角是兩個相鄰共價鍵之間的夾角,說明共價鍵有方向性
D.共價鍵是通過原子軌道重疊并共用電子對而形成的,所以共價鍵有飽和性
2.NH3、NF3、NCl3等分子中心原子相同,如果周圍原子電負性大者鍵角小,那么NH3、NF3、NCl3三種分子中,鍵角大小的順序正確的是( )
A.NH3>NF3>NCl3 B. NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3
3.能說明BF3分子中四個原子在同一平面的理由是( )
A.任意兩個鍵的夾角為120° B.B—F是非極性共價鍵
C.三個B—F的鍵能相同 D.三個B—F的鍵長相等
4.(2024·廣東省廣州市高二期末)鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數(shù),下列敘述正確的是( )
A.H—F的鍵長是H—X(X表示鹵族元素)中最長的
B.水分子可表示為H—O—H,分子中鍵角為180°
C.分子中通常鍵能越大,鍵長越短,分子越穩(wěn)定
D.碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是單鍵鍵能的3倍和2倍
5.下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是( )
A.N元素的電負性較大,但N2的化學性質很穩(wěn)定 B.HCl、HBr、HI的熔沸點逐漸升高
C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱 D.F2比O2更容易與H2反應
6..下列說法中正確的是( )
A.分子的結構是由鍵角決定的
B.共價鍵的鍵能越大,共價鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X鍵的鍵長、鍵角均相等
D.H2O分子中兩個O—H鍵的鍵角為180°
7.下列說法正確的是( )
A.C=O鍵的鍵長比C-O鍵短,C=O鍵的鍵能比C-O鍵小
B.鍵角:H2O>NH3
C.H-Cl鍵的鍵能比H-Br鍵大,HCl的熱穩(wěn)定性比HBr高
D.C=C雙鍵的鍵能比C-C單鍵大,碳碳雙鍵的化學性質比碳碳單鍵穩(wěn)定
8.從實驗測得不同物質中氧氧之間的鍵長和鍵能的數(shù)據(jù)如下:
O—O鍵 數(shù)據(jù) O O O2 O
鍵長/10-12 m 149 128 121 112
鍵能/kJ·mol-1 x y z=494 w=628
其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定,但可根據(jù)規(guī)律性推導鍵能的大小順序為w>z>y>x;該規(guī)律性是( )
A.成鍵的電子數(shù)越多,鍵能越大 B.鍵長越長,鍵能越小
C.成鍵所用的電子數(shù)越少,鍵能越大 D.成鍵時電子對越偏移,鍵能越大
9.已知N2+O2=2NO為吸熱反應,ΔH=+180 kJ·mol-1,其中N≡N、O=O鍵的鍵能分別為946kJ·mol-1、498 kJ·mol-1,則N—O鍵的鍵能為( )
A.1264kJ·mol-1 B.632kJ·mol-1 C.316kJ·mol-1 D.1624kJ·mol-1
10.(2022·廣東廣雅中學高二檢測)斷開1 mol化學鍵形成氣態(tài)原子所需要的能量用E表示。結合表中信息判斷下列說法不正確的是( )
共價鍵 H—H F—F H—F H—Cl H—I
E/(kJ·mol-1) 436 157 568 432 298
A.432 kJ·mol-1>E(H—Br)>298 kJ·mol-1 B.表中最穩(wěn)定的共價鍵是H—F
C.鍵的極性:H—F>H—Cl>H—I D.H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=+25 kJ·mol-1
11.已知:P4(g)+6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,
P4(g)+10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1,
P4具有正四面體結構,PCl5中P—Cl鍵的鍵能為c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1.2c kJ·mol-1。下列敘述正確的是( )
A.P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能 B.可求Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(s)的反應熱ΔH
C.Cl—Cl鍵的鍵能為 kJ·mol-1 D.P—P鍵的鍵能為 kJ·mol-1
12.已知P的價層電子排布式為3s23p3,P與Cl形成的化合物有PCl3、PCl5,下列判斷正確的是 ( )
A.磷原子最外層有三個未成對電子,故只能結合三個氯原子形成PCl3
B.PCl3分子中的P—Cl鍵含有π鍵
C.PCl5分子中的P—Cl鍵都是π鍵
D.磷原子最外層有三個未成對電子,但是能形成PCl5,說明傳統(tǒng)的價鍵理論存在缺陷
13.如圖為元素周期表前4周期的一部分,下列有關R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中,正確的是( )
X
W Y R
Z
A.W、R元素單質分子內都存在非極性鍵 B.X、Z元素都能形成雙原子分子
C.鍵長W—HW—H D.鍵長X—H14.碳和硅的有關化學鍵鍵能如下表所示,簡要分析和解釋下列有關事實:
化學鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/(kJ·mol-1) 356 413 336 226 318 452
(1)硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多,原因是______________________________。
(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是_______________________________。
15.已知下列化學鍵的鍵能:
化學鍵 C—C N—N O—O O==O O—H S—H Se—H N—H As—H
鍵能/ (kJ·mol-1) 347.7 193 142 497.3 462.8 363.5 276 390.8 247
回答下列問題:
(1)過氧化氫不穩(wěn)定,易發(fā)生分解反應:2H2O2(g)===2H2O(g)+O2(g),利用鍵能數(shù)據(jù)計算該反應的反應熱為__________。
(2)O—H、S—H、Se—H的鍵能逐漸減小,原因是_________________________________,據(jù)此可推測P—H的鍵能范圍為________<P—H的鍵能<________。
(3)有機物是以碳骨架為基礎的化合物,即碳原子間易形成C—C長鏈,而氮原子與氮原子間,氧原子與氧原子間難形成N—N長鏈和O—O長鏈,原因是____________________________。
16.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常見元素,其原子序數(shù)依次增大。X元素的一種核素的質量數(shù)為12,中子數(shù)為6;Y元素是動植物生長不可缺少的、構成蛋白質的重要元素;Z的基態(tài)原子核外9個原子軌道上填充了電子且有2個未成對電子,與X、Y不同族;W是一種常見元素,可以形成3種氧化物,其中一種氧化物是具有磁性的黑色晶體。
(1)Y2分子中存在的σ鍵和π鍵個數(shù)之比為 。
(2)X元素的一種氧化物XO和XY-與Y2結構相似,X、Y與氫元素形成的一種化合物HXY分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為 。
(3)寫出X的單質與Z的最高價氧化物對應水化物的濃溶液反應的化學方程式: 。
(4)W的基態(tài)原子的價層電子排布式為 。
(5)X元素的一種單質是一種由單層X原子構成的平面結構新型材料,下圖中,1號X與相鄰X形成σ鍵的個數(shù)為 。
已知Y2(g)+O2(g)=2YO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1,其中Y≡Y鍵、O=O鍵的鍵能分別為946 kJ·mol-1、497.3 kJ·mol-1,則YO分子中Y、O之間共價鍵的鍵能為 。
【參考答案】
【思考交流1】
1.
從課本中鍵能數(shù)據(jù)可知,N—H、O—H與H—F的鍵能依次增大,意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大,化學鍵越來越穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強。
2.
鍵能數(shù)據(jù)表明,N≡N的鍵能大于N—N鍵能的三倍,N==N的鍵能大于N—N鍵能的兩倍;而C≡C的鍵能卻小于C—C鍵能的三倍,C==C的鍵能小于C—C鍵能的兩倍,說明乙烯和乙炔中的π鍵不牢固,易發(fā)生加成反應,而N2分子中N≡N非常牢固,所以氮分子不易發(fā)生加成反應。
【課堂小練1】
1.答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
2.答案 A
解析 C==O之間存在一個σ鍵和一個π鍵,C==O的鍵能并不是C—O鍵能的兩倍,A項不正確;根據(jù)表中數(shù)據(jù),Si—H的鍵能小于C—H的鍵能,所以CH4的穩(wěn)定性強于SiH4的穩(wěn)定性,B項正確;Si原子半徑大,相鄰Si原子間距離遠,p與p軌道“肩并肩”更難重疊形成π鍵,D項正確。
【思考交流2】
1.
氟原子的半徑很小,因而F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短,但也是由于F—F的鍵長短,兩個氟原子在形成共價鍵時,原子核之間的距離就小,排斥力大,因此鍵能比Cl—Cl的鍵能小。
【課堂小練2】
1.答案 (1)× (2)√ (3)√
2.答案 (1)ACD (2)HF HI 大于
解析 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,同主族元素從上至下氣態(tài)氫化物的鍵能逐漸減小,熱穩(wěn)定性逐漸減弱,A項正確;從鍵能看,氯氣、溴單質、碘單質的熱穩(wěn)定性逐漸減弱,由原子結構知,氧化性也逐漸減弱,B項錯誤;H2O在常溫下為液態(tài),NH3在常溫下為氣態(tài),則H2O的沸點比NH3的高,C項正確;還原性與得失電子能力有關,還原性:HI>HBr>HCl>HF,D項正確。
【課堂小練3】
1.答案 B
解析 分子中鍵長越短,鍵能越大,則分子越穩(wěn)定,A不正確;元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素都是典型的金屬和非金屬元素,所以形成的化學鍵是離子鍵,B正確;水分子的結構是V形,鍵角是105°,C不正確;H—O的鍵能為463 kJ·mol-1,18 g H2O即1 mol H2O分解成2 mol H和1 mol O時消耗的能量為2×463 kJ,故D錯誤。
2.【答案】B
【解析】原子半徑:Cl>F,原子半徑越大,其形成的化學鍵的鍵長就越長,所以鍵長:Si—FF,所以鍵能:Si—F>Si—Cl,B項正確;SiF4、SiCl4都是由分子構成的物質,結構相似,物質的相對分子質量越大,分子間作用力就越大,物質的沸點越高,所以沸點:SiF4Cl,所以共用電子對偏移程度:Si—Cl3.【答案】B
【解析】N2分子中兩個N原子之間形成氮氮三鍵,鍵能很大,因此N2化學性質穩(wěn)定,A項錯誤;HCl、HBr、HI的熔沸點逐漸升高是因為范德華力依次增大,不能用鍵能的大小來解釋,B項正確;HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱是因為它們分子內共價鍵的鍵能逐漸減小,C項錯誤;F2中的F-F鍵比O2中的O=O鍵鍵能小,更容易斷裂,所以F2比O2更容易與H2反應,D項錯誤。
4.答案 A
解析 CH4、NH3、CO2分子中的鍵角分別為109°28′、107°、180°,故A錯誤;原子半徑越大,形成的共價鍵的鍵長越長,Cl、Br、I的原子半徑依次增大,所以與H形成的共價鍵的鍵長依次增大,故B正確;元素的非金屬性越強,形成的共價鍵越穩(wěn)定,共價鍵的鍵能越大,則H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小,故C正確;非金屬性:O>P>Si,則簡單氫化物的穩(wěn)定性:H2O>PH3>SiH4,故D正確。
【課時對點練習】
1.答案 B
解析 鍵能是指氣態(tài)分子中1 mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量,鍵能越大,意味著化學鍵越穩(wěn)定,越不容易斷裂,A正確;鍵長是形成共價鍵的兩個原子之間的核間距,鍵長越短,往往鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定,B錯誤;相鄰兩個共價鍵之間的夾角稱為鍵角,多原子分子的鍵角一定,說明共價鍵具有方向性,C正確;元素的原子形成共價鍵時,當一個原子的所有未成對電子和另一些原子中的未成對電子配對成鍵后,就不再跟其他原子的未成對電子配對成鍵,因此,共價鍵具有飽和性,D正確。
2.【答案】C
【解析】已知電負性F>Cl>H,且NH3、NF3、NCl3等這些分子中心原子相同,如果周圍原子電負性大者則鍵角小??芍I角NH3>NCl3>NF3,故選C。
3.答案 A
解析 當鍵角為120°時,BF3的空間結構為平面三角形,故分子中四個原子共面。
4.【答案】C
【解析】A項,鹵族元素中F的原子半徑最小,則H—F的鍵長是H—X中最短的,A項錯誤;B項,水分子的結構式為H—O—H,H2O中中心原子O上的孤電子對數(shù)為×(6-2×1)=2、σ鍵電子對數(shù)為2、價層電子對數(shù)為4,H2O分子的空間結構為V形,分子中鍵角為105°,B項錯誤;C項,分子中通常鍵長越短、鍵能越大,分子越穩(wěn)定,C項正確;D項,碳碳三鍵中含2個π鍵和1個σ鍵,碳碳雙鍵中含1個π鍵和1個σ鍵,其中π鍵弱于σ鍵,故碳碳三鍵的鍵能比單鍵鍵能的3倍小,碳碳雙鍵的鍵能比單鍵鍵能的2倍小,D項錯誤;故選C。
5.【答案】B
【解析】A項,N2分子中兩個N原子之間形成氮氮三鍵,鍵能很大,因此N2化學性質穩(wěn)定,A不符合題意;B項,HCl、HBr、HI的熔沸點逐漸升高是因為范德華力依次增大,不能用鍵能的大小來解釋,B符合題意;C項,HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱是因為它們分子內共價鍵的鍵能逐漸減小,C不符合題意;D項,F(xiàn)2中的F-F鍵比O2中的O=O鍵鍵能小,更容易斷裂,所以F2比O2更容易與H2反應,D不符合題意;故選B。
6.【答案】B
【解析】A項,分子的結構是由鍵角和鍵長決定的,A錯誤;B項,共價鍵的鍵能越大,斷裂時需要的能量越大,共價鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定,B正確;C項,四種化合物中C-X鍵的鍵長依次增大,鍵角相等,C錯誤 ;D、項,H2O分子中兩個O—H鍵的鍵角為105°,D錯誤;故選B。
7.【答案】C
【解析】A項,共用電子對拉近核間距離,C=O鍵中共用電子對數(shù)目多,鍵長比C-O鍵短,C=O鍵的鍵能比C-O鍵大,A錯誤;B項,H2O中的O有2對孤對電子,NH3中的N有1對孤對電子,孤電子對越多,斥力越大,故鍵角:H2O8.【答案】B
【解析】共用一對共用電子對形成一個共價鍵,所以成鍵電子數(shù)越多,共價鍵數(shù)越多,但鍵能不一定大,A項錯誤;鍵能越長,說明軌道的重合程度越小,越容易斷裂,鍵能越小,B項正確;成鍵電子數(shù)越多,鍵能越大,C項錯誤;電子對越偏移說明極性越大,和鍵能沒有必然關系,D項錯誤。
9.【答案】B
【解析】180kJ·mol-1=946kJ·mol-1+498kJ·mol-1-2E(N-O),所以E(N-O)=632kJ·mol-1。
10.答案 D
解析 A項,鍵長越短,鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定,鍵長可以通過原子半徑進行比較,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,則H—Br的鍵能在H—Cl和H—I之間,正確;B項,鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定,表中H—F的鍵能最大,因此H—F最穩(wěn)定,正確;C項,元素非金屬性越強,得電子能力越強,電子對越偏向此元素,形成共價鍵的極性越強,即極性:H—F>H—Cl>H—I,正確;D項,根據(jù)反應熱和鍵能的關系,ΔH=(436+157-2×568)kJ·mol-1=-543 kJ·mol-1,錯誤。
11.【答案】C
【解析】由已知兩個反應可得: Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(g) ΔH=kJ·mol-1,無法求Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(s)的反應熱;設Cl—Cl鍵的鍵能為x,則: x+3×1.2c-5c=, x=kJ·mol-1, C正確;設P—P鍵的鍵能為y,P4為正四面體形結構,共有6個P—P鍵,由第1個反應得6y+×6-4×3×1.2c=a, y=kJ·mol-1;P—P鍵的鍵長大于P—Cl鍵,故P—P鍵的鍵能小于P—Cl鍵。
12.【答案】D
【解析】PCl3的電子式為,P—Cl鍵都是σ鍵。一個PCl5分子中有5個P—Cl σ鍵,這違背了傳統(tǒng)價鍵理論飽和性原則,說明傳統(tǒng)價鍵理論不能解釋PCl5的結構,即傳統(tǒng)價鍵理論存在缺陷,D項符合題意。
13.【答案】B
【解析】由元素在周期表中的位置可知,X為N、W為P、Y為S、R為Ar、Z為Br。白磷分子中存在非極性鍵,但稀有氣體分子為單原子分子,分子中沒有化學鍵,A錯誤;氮氣、溴單質都是雙原子分子,B正確;原子半徑W>Y,故鍵長W—H>Y—H,電負性WW—H,C錯誤;原子半徑W>X,故鍵長W—H>X—H,一般鍵長越短,鍵能越大,故鍵能W—H14.【答案】(1)依據(jù)圖表中鍵能數(shù)據(jù)分析,C—C鍵、C—H鍵鍵能大,難斷裂;Si—Si鍵、Si—H鍵鍵能較小,易斷裂,導致長鏈硅烷難以生成
(2)SiH4穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,是因為C—H鍵鍵能大于C—O鍵的,C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。Si—H鍵鍵能遠小于Si—O鍵的,不穩(wěn)定,傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O鍵
【解析】(1)C—C鍵和C—H鍵較強,所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低,易斷裂,導致長鏈硅烷難以生成;(2)C—H鍵的鍵能大于C—O鍵,C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能卻遠小于Si—O鍵,所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O鍵。
15.答案 (1)-213.3 kJ·mol-1 (2)O、S、Se位于同一主族,原子半徑逐漸增大,O—H、S—H、Se—H的鍵長逐漸變長,因而鍵能依次減小 247 kJ·mol-1 390.8 kJ·mol-1 (3)C—C的鍵能較大,較穩(wěn)定,因而易形成C—C長鏈,而N—N、O—O的鍵能小,不穩(wěn)定易斷裂,因此難以形成N—N、O—O長鏈
解析 (1)反應2H2O2(g)===2H2O(g)+O2(g)的反應熱ΔH=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(462.8×4+142×2)kJ·mol-1-(462.8×4+497.3)kJ·mol-1=-213.3 kJ·mol-1。(2)N、P、As位于同一主族,原子半徑逐漸增大,導致N—H、P—H、As—H的鍵長逐漸變長,N—H、P—H、As—H的鍵能依次減小,所以As—H的鍵能<P—H的鍵能<N—H的鍵能,即247 kJ·mol-1<P—H的鍵能<390.8 kJ·mol-1。
16.【答案】(1)1∶2 (2)1∶1 (3)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(4)3d64s2 (5)3 (6)631.65 kJ·mol-1
【解析】由題給信息可知X為C,Y為N,Z為S,W為Fe。(1)N2分子中有N≡N鍵,1個N2分子中有1個σ鍵、2個π鍵。(2)X元素的氧化物CO和CN-與N2結構相似,推知CN-的結構式為[C≡N]-,HCN的結構式為H-C≡N,1個HCN分子中σ鍵與π鍵個數(shù)均為2。(3)C與濃硫酸在加熱條件下反應生成CO2、SO2和H2O。(4)鐵的原子序數(shù)為26,其基態(tài)原子的價層電子排布式為3d64s2。(5)由題圖可看出每個碳原子能與三個碳原子形成單鍵,故能形成3個σ鍵。(6)設NO分子中N、O之間共價鍵的鍵能為x,由題給信息可得180 kJ·mol-1=946 kJ·mol-1+497.3 kJ·mol-1-2x,解得x=631.65 kJ·mol-1。
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