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（091）§2．1．2 共价键一．选择题（每题6分，共60分）1．根据等电子体原理，下列分子是CO 2的等电子体的是A ．C 3H 4B ．N 2OC ．H 2SD ．C 2H 42．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结构的重要参数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3．下列分子中键角最大的是A ．CH 4B ．NH 3C ．H 2OD ．CO 24．在下列的比较中错误的是A ．强度：σ键>π键B ．键角：H 2O<CO 2C ．键长：H-F>F-FD ．键能C-C>C-Si5．下列各说法中正确的是A ．分子中键能越大，键长越大，则分子越稳定B ．元素周期表中的ⅠA 族（除H 外）和ⅦA 族元素的原子间可能形成共价键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463KJ/mol ，即18gH 2O 分解成H 2和O 2时，消耗能量为2×463KJ 6．下列说法正确的是A ．含有共价键的化合物一定是共价化合物B ．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C ．由共价键形成的分子一定是共价化合物D ．只有非金属原子间才能形成共价键7．在下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是A ．2Na 2O 2＋2H 2O ＝4NaOH ＋O 2↑B ．Mg 3N 2＋6H 2O ＝3Mg(OH)2↓＋2NH 3↑C ．Cl 2＋H 2O ＝HClO ＋HClD ．NH 4Cl ＋NaOH ══ΔNaCl ＋NH 3↑＋H 2O8．a 、b 、c 、d 是四种短周期元素,a 、b 、d 同周期，c 、d 同主族。
a 的原子结构示意图为，b 与c 形成化合物的电子式为。
一、选择题1．以下单质分子中，键长最长，键能最小的是( )A．H2 B．Cl 2C．Br 2 D．I 2答案： D2．以下变化中开释能量的是( )A ． 1s22s22p63s1→ 1s22s22p6B．N ≡N(g) → N(g) ＋N(g)2 1 1 1 1 2C．2p x2p y 2p z→ 2p x 2p y2p zD． 2H(g) →H — H(g)答案： D点拨： A 项失掉3s 电子，要汲取能量； B 项共价键断裂，汲取能量； C 项 2p x、2p y、2p z 的能量相等，无能量变化； D 项，形成共价键，开释能量。
3．以下各微粒属于等电子体的是()A．N2O4和 NO2 B．CH4和 NH 3＋2C．C2H6和 N 2H6D．CO2和 NO 2答案： C点拨： A 、B 两项原子总数不相等； C 项原子总数均为8，电子总数均为 18(价电子总数均为 14)； D 项电子总数、价电子总数均不相等。
4．以下说法中正确的选项是( )A ．难失掉电子的原子，获取电子的能力必定强B．易获取电子的原子所形成的简单阴离子，其复原性必定强C．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳固D．电子层构造同样的简单离子，核电荷数越多，离子半径越小答案： D点拨：难失掉电子的原子，获取电子的能力不必定强，如C、Si 等；原子获取电子形成阴离子的过程简单，说明其逆向过程困难，阴离子的复原性越弱；分子中键能越大，键长越短，共价键越坚固，分子越稳固。
5．在白磷 (P )分子中， 4 个 P 原子分别处在正四周体的四个极点，联合相关 P 原子的成4键特色，以下相关白磷的说法正确的选项是 ( )B．分子中共有 4 对共用电子对C．白磷分子的键角为60°D．分子中有 6 对孤电子对答案： C点拨：依据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以 3 个共价键与其余 3 个磷原子结合形成共价键，进而形成正四周体构造，因此键角为60 °。
第2课时键参数等电子体[目标要求] 1.掌握键能、键长、键角的概念。
2.会用键参数说明简单分子的某些性质。
3.知道等电子体、等电子原理的含义。
一、键参数1．键能(1)定义：键能是指____________形成________ mol化学键释放的________能量。
(2)键能与共价键的稳定性之间的关系：化学键的键能越大，化学键________，越不容易______________。
2．键长(1)定义：键长是指形成共价键的两个原子之间的________，因此____________决定化学键的键长，____________越小，共价键的键长越短。
(2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能________，这表明共价键____________，反之亦然。
3．键角定义：是指________________________。
在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有________性，因此键角决定着共价分子的__________。
二、等电子原理1．等电子原理是指__________相同、________________相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质(主要是物理性质)是________的。
2．仅第二周期元素组成的共价分子中，为等电子体的是：____________、________________。
1．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2．根据π键的成键特征判断CC的键能与键能的关系是( )A．双键的键能等于单键的键能的2倍B．双键的键能大于单键的键能的2倍C．双键的键能小于单键的键能的2倍D．无法确定3．下列说法正确的是( )A．键能越大，表示该分子越容易受热分解B．共价键都具有方向性C．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长D．H—Cl的键能为431.8 kJ·mol－1，H—Br的键能为366 kJ·mol－1，这可以说明HCl 比HBr分子稳定4．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＋3H22NH3,1 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－1 B．945.6 kJ·mol－1C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－15．依据等电子体原理在下表中填出相应的化学式。
第2课时共价键的键参数与等电子原理课程目标核心素养建构1.知道键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数说明简单分子的某些性质。
2.知道等电子原理的含义，学会等电子体的判断和应用。
[知识梳理]一、键参数——键能、键长与键角1.概念和特点概念特点键能气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量键能越大，键越稳定键长形成共价键的两个原子之间的核间距键长越短，键能越大，键越稳定键角分子内两个共价键之间的夹角表明共价键有方向性，决定分子的立体结构2.对物质性质的影响【自主思考】1.N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？答案由教材表21中键能的数值可知：H—F＞H—O＞H—N，而键长：H—F＜H—O＜H—N，说明分子的稳定性：HF＞H2O＞NH3，所以N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强。
2.有同学认为键的键能等于键的键能的2倍，这种说法是否正确？答案不正确，根据碳碳双键中含有1个π键，由于π键原子轨道重叠程度小，不如σ键稳定，所以键键能小于键键能的2倍。
3.比较HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性强弱，并说明理由。
答案稳定性依次减弱，从键长和键能角度解释为原子半径：F＜Cl＜Br＜I，键长：，键能：，稳定性：HF ＞HCl＞HBr＞HI。
4.试解释氮气为什么能在空气中稳定存在？答案因为N2分子中存在键，键能大，破坏共价键需要很大的能量。
二、等电子体的判断和应用1.等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。
2.等电子体满足等电子原理的分子称为等电子体。
如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质相似。
3.应用举例等电子体具有相似的化学键特征和空间构型，它们的许多性质是相似的，利用等电子原理可以判断某些分子或离子的空间构型。
（1）CO、CN－等与N2互为等电子体，则CO和CN－的结构式分别为、。
一、选择题1．下列单质分子中，键长最长，键能最小的是()A．H2B．Cl2C．Br2D．I2答案：D2．下列变化中释放能量的是()A．1s22s22p63s1→1s22s22p6B．N≡N(g)→N(g)＋N(g)C．2p2x2p1y2p1z→2p1x2p1y2p2zD．2H(g)→H—H(g)答案：D点拨：A项失去3s电子，要吸收能量；B项共价键断裂，吸收能量；C项2p x、2p y、2p z的能量相等，无能量变化；D项，形成共价键，释放能量。
3．下列各微粒属于等电子体的是()A．N2O4和NO2B．CH4和NH3C．C2H6和N2H2＋6D．CO2和NO2答案：C点拨：A、B两项原子总数不相等；C项原子总数均为8，电子总数均为18(价电子总数均为14)；D项电子总数、价电子总数均不相等。
4．下列说法中正确的是()A．难失去电子的原子，获得电子的能力一定强B．易得到电子的原子所形成的简单阴离子，其还原性一定强C．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定D．电子层结构相同的简单离子，核电荷数越多，离子半径越小答案：D点拨：难失去电子的原子，获得电子的能力不一定强，如C、Si等；原子得到电子形成阴离子的过程容易，说明其逆向过程困难，阴离子的还原性越弱；分子中键能越大，键长越短，共价键越牢固，分子越稳定。
5．在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是() A．白磷分子的键角为109°28′B．分子中共有4对共用电子对C．白磷分子的键角为60°D．分子中有6对孤电子对答案：C点拨：根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为60°。
分子中有6个共价单键，4对孤电子对。
6．氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c，则a、b、c的大小关系为()A．a<b<c B．c<b<aC．b<c<a D．b<a<c答案：D点拨：键角分别为107°、105°、109°28′。
7．(双选)氰气的分子式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述中正确的是()A．在一定条件下可发生加成反应B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长C．分子中含有2个σ键和4个π键D．能与NaOH溶液发生化学反应答案：AD点拨：成键原子半径越大，键长越长，N的原子半径小于C，故N≡C 键的键长小于C—C键的键长。
(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键。
8．下列分子中所有原子的价电子层都满足最外层8电子结构的是()A．六氟化氙(XeF6)B．次氯酸(HClO)C．二氯化硫(S2Cl2) D．氟化硼(BF3)答案：C9．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N2的化学性质很稳定B．稀有气体一般难发生反应C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D．F2比O2更容易与H2反应答案：B点拨：本题主要考查键参数的应用。
由于N2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的化学键键长逐渐变长，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，所以二者相比较，更容易生成HF。
10．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：198P—O：360O===O：498，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应热ΔH为()A．－1638 kJ·mol－1B．＋1638 kJ·mol－1C．－126 kJ·mol－1D．＋126 kJ·mol－1答案：A点拨：本题通过计算，使学生从定量的角度加深对化学反应的实质及能量变化的本质认识，并能更加深刻地体会分子结构与其性质的关系。
反应中的键能包括：断裂1 mol P4和3 mol O2分子中共价键吸收的能量和形成1 mol P4O6中共价键放出的能量。
由各物质的分子结构知1 mol P4含6 mol P—P键，3 mol O2含3 mol O===O键，化学反应的反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
故ΔH＝(198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×3)－360 kJ·mol－1×12＝－1638 kJ·mol－1。
11．下列叙述错误的是()A．π键不能单独存在，一定要和σ键共存B．化学键包含σ键、π键两种类型C．两个非金属元素原子之间形成的化学键都是共价键D．成键的原子间已知轨道重叠越多，共价键越牢固答案：B点拨：化学键包括离子键，共价键和金属键，共价键包括σ键和π键。
12．能说明BF3分子中的4个原子处于同一平面的理由是()A．3个B—F的键能相同B．3个B—F的键长相同C．3个B—F的键角均为120°D．3个B—F的键均为σ键答案：C点拨：键能和键长是共价键稳定性的重要参数，键角是分子在空间立体结构的重要参数，要学会根据这些参数分析判断分子的结构。
当3个B—F 的键角均为120°，BF3分子的4个原子处于同一个平面内，且构成平面三角形。
其他几个选项虽然能正确描述BF3分子的结构，但无法说明其分子在空间的结构。
二、非选择题13．A、B、C三种短周期元素，原子序数依次增大，三种元素原子序数之和为35，A、C同主族，B＋核外有10个电子，回答下列问题：(1)A、B、C三种元素分别是__________、__________、______________。
(2)A、B、C之间形成多种化合物，其中属于离子化合物的化学式分别为________、________、________。
(3)分别写出A、B、C的电子排布式：A__________；B__________；C__________。
(4)A与C形成的分子中共价键类型是________。
答案：(1)O Na S(2)Na2O2Na2O Na2S(3)1s22s22p41s22s22p63s11s22s22p63s23p4(4)σ键和π键点拨：B＋核外有10个电子，B是钠元素，A、C同主族，且原子序数之和是35－11＝24，则是氧和硫元素。
SO2、SO3分子中应有σ键和π键。
14．下表为某些化学键的键能(单位：kJ·mol－1)。
A．HCl B．HBrC．HI D．HF(2)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，生成2 mol HCl气体，放出能量__________kJ。
(3)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出热量最多的是__________。
推测1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热__________(填“多”或“少”)。
答案：(1)D(2)183(3)Cl2多点拨：理解键能的含义，根据键能越大，分子越稳定，判断物质的稳定性，由键能与化学反应热的关系进行解答。
稳定性是化学性质，与键能的大小有关，由于键能H—Cl键＞H—Br键＞H—I键，故推测键能H—F键＞H—Cl键，键能越大，分子越稳定，所以HF最稳定。
H2＋Cl2===2HCl，生成2 mol HCl时，断键时吸收能量：436 kJ ＋243 kJ＝679 kJ，成键时放出能量：2×431＝862 kJ，反应共放出183 kJ 能量。
由此可算出1 mol H2与1 mol Br2、1 mol I2反应分别放出的能量为103 kJ、9 kJ，判断出三者放出热量关系为Cl2＞Br2＞I2。
15．(1)CH＋3、CH3、CH－3都是重要的有机反应中间体，它们的电子式分别是__________、__________、__________；其中CH＋3中四个原子是共平面的，三个键角相等，则键角应是__________。
(2)叠氮化合物在化学工业上有重要应用。
N－3叫做叠氮离子，请写出3种由三个原子构成的含有与N－3的电子数相同的粒子的化学式__________、__________、__________。
(3)N≡N键的键能为946 kJ/mol，N—N键的键能为193 kJ/mol，说明N2中的__________键比__________键稳定(填“σ”或“π”)(4)CaC2中C2－2与O2＋2互为等电子体，O2＋2的电子式可表示为__________；1 mol O2＋2中含有的π键数目为__________。
(5)PH3在常温下是一种无色、剧毒、易自燃的气体，分子结构和NH3相似。
在常温下1体积的水能溶解0.26体积的PH3，PH3和卤化氢(HX)作用生成相应的化合物PH4X，PH4X在水溶液中完全水解(PH＋4结构类似于CH4)。
PH3的分子结构的形状是__________；在PH＋4中P—H键之间的夹角是__________。
答案：16．根据氢气分子的形成过程示意图(如下图)回答问题：(1)H—H键的键长为________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是________。
(2)下列说法中正确的是()A．氢气分子中含有一个π键B．由①到④，电子在核间出现的几率增大C．由④到⑤，必须消耗外界的能量D．氢气分子中含有一个极性共价键(3)几种常见化学键的键能如下表：化学键Si—O H—O O===O Si—Si Si—C 键能/kJ·mol－1460 464 498 176 x①比较Si—Si键与Si—C键的键能大小：x________(填“>”、“<”或“＝”)176。
②H2被称为21世纪人类最理想的燃料，而还有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。
试计算：每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为________；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为________。
答案：(1)74 pm①⑤②③④(2)BC(3)①>②121500 kJ990 kJ点拨：(1)可以直接从题图上有关数据得出，H —H 键的键长为74 pm ；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。
(2)氢气分子中含有1个σ键，A 错；共价键的本质就是高概率地出现在原子间的电子与原子间的电性作用，B 正确；④已经达到稳定状态，C 正确；氢气分子中含有一个非极性键，D 错。
