2018版高考化学一轮总复习 第12章 物质结构与性质(选考)第2节 化学键与分子间作用力检测 鲁科

第2节化学键与分子间作用力

[基础知识自查]

1．共价键

(1)共价键的本质与特征

①本质：在原子间通过共用电子形成的化学键。

②特征：具有方向性和饱和性。如O与H形成2个O—H 共价键且共价键夹角约为105°。

(2)共价键类型

2．键参数

(1)定义

①键能：在101.3 kPa、298 K条件下，断开1 mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。

②键长：两个成键原子的原子核间的距离。

③键角：两个化学键的夹角。

(2)键参数对分子性质的影响

键能越大，键长越短，分子越稳定。 [应用体验]

1．有以下物质：①HF ，②Cl 2，③NH 3，④N 2，⑤N 2H 4，⑥C 2H 6，⑦H 2，⑧C 2H 5OH ，⑨HCN(

)，只含有极性键的是________；只含有非极性键的是________；既有极

性键，又有非极性键的是________；只有σ键的是________；既有σ键又有π键的是________；含有由两个原子的s 轨道重叠形成的σ键的是________。

[提示] ①③⑨ ②④⑦ ⑤⑥⑧ ①②③⑤⑥⑦⑧ ④⑨ ⑦

2．已知H —H 、H —O 、O===O 的键能分别为a kJ/mol 、b kJ/mol 、c kJ/mol ，则H 2(g)＋1

2

O 2(g)===H 2O(g)的ΔH ＝________。 [提示] (a ＋1

2

c －2b )kJ/mol

[考点多维探究]

角度1 共价键及其类型判断 1．下列说法中不正确的是( )

A ．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强

B ．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键

C ．气体单质中，一定有σ键，可能有π键

D ．N 2分子中有一个σ键，两个π键

C [单原子分子(如稀有气体分子)无共价键，也无σ键。]

2．(1)(2016·全国乙卷节选)Ge 与C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、叁键，但Ge 原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是______________________________________________________________ ______________________________________________________________。

(2)分子中含有π键________个，σ键________个。

[解析] (1)锗虽然与碳为同族元素，但比碳多了两个电子层，因此锗的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p －p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。

(2)双键中含一个σ键和π键。

[答案] (1)Ge 原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p －p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键

(2)2 8

3．N≡N 键的键能为946 kJ·mol －1

，N —N 键的键能为193 kJ·mol －1

，则一个π键的平均键能为________，说明N 2中________键比________键稳定(填“σ”或“π”)，故N≡N________加成(填“难”或“易”)。

[解析] 一个π键的平均键能为946－193

2 kJ/mol ＝376.5 kJ/mol>19

3 kJ/mol 。

[答案] 376.5 kJ/mol π σ 难

共价键的理解应注意的5点

(1)碳碳叁键和碳碳双键的键能不是碳碳单键的键能的3倍和2倍，原因是这些键的类型不完全相同。

(2)键长约等于成键两原子的半径之和，实际上，由于轨道的重叠，前者比后者略小一些。

(3)σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同，一般σ键比π键稳定。

(4)并不是所有的共价键都有方向性，如s －s σ键无论s 轨道从哪个方向重叠都相同，因此这种共价键没有方向性。

(5)两原子形成σ键后能否形成π键与两原子间的键长有关。 角度2 键参数的应用

4．(2017·安顺模拟)NH 3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是( )

A ．NH 3分子是极性分子

B ．分子内3个N —H 键的键长相等，键角相等

C ．NH 3分子内3个N —H 键的键长相等，3个键角都等于107°

D ．NH 3分子内3个N —H 键的键长相等，3个键角都等于120° C [A 、B 项事实不充分；D 项事实说明的NH 3为平面三角形。]

5．(1)(2015·山东高考节选)F 2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF 3、BrF 3等。已知反应Cl 2(g)＋3F 2(g)===2ClF 3(g) ΔH ＝－313 kJ·mol －1

，F —F 键的键能为159 kJ·mol －1

，Cl —Cl 键的键能为242 kJ·mol －1

，则ClF 3中Cl —F 键的平均键能为________kJ ·mol －1

。

(2)(2015·浙江高考节选)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

已知：

[解析](1)设Cl—F键的平均键能为x。根据反应的焓变＝反应物的键能总和－反应产物的键能总和可知，Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)的ΔH＝242 kJ·mol－1＋159 kJ·mol－1×3－6x＝－313 kJ·mol－1，则x＝172 kJ·mol－1。

(2) 制备苯乙烯需断开2 mol C—H键，生成1 mol H—H键，同

时在C—C键的基础上生成C===C 键，因此生成1 mol苯乙烯吸收的热量为2×412 kJ＝824 kJ，放出的热量为436 kJ＋(612－348) kJ＝700 kJ，根据反应热的定义可知，ΔH＝824 kJ·mol－1－700 kJ·mol－1＝124 kJ·mol－1。

[答案](1)172 (2)124

化学反应中ΔH的计算公式

ΔH＝反应物的总键能之和－反应产物的总键能之和

考点2| 分子的空间构型

[基础知识自查]

1．用价层电子对互斥理论推测分子的空间构型

(1)用价层电子对互斥理论推测分子的空间构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。

a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。但对于离子的a为中心原子的价电子数加或减电荷数，如CO2－3的a＝4＋2，NH＋4的a＝5－1。