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

共价键的键能与化学反应的反应热原子晶体

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1.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.形成约1个N—H键所放出的能量

【解析】N—H键的键能是指形成1 mol N—H键放出的能量或拆开1 mol N—H键吸收的能量，不是形成1个N—H键释放的能量。1 mol NH3分子中含有3 mol N—H键，拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3中的共价键吸收或放出的能量应是N—H键键能的3倍。

【答案】 C

2.下列说法中，错误的是( )

A.只有非金属元素也可能形成离子化合物

B.成键原子间原子轨道重叠的越多，共价键越牢固

C.对双原子分子来说，键能越大，含有该键的分子越稳定

D.键长越长，化学键越牢固

【解析】A项，如NH4Cl等铵盐，全部由非金属元素形成，却是离子化合物。B项，如σ键的键能之所以比π键大就是因为其轨道重叠程度比π键大。C项，键能本身就是用来衡量分子稳定性的一个物理量。D项键长越长，键能就越小，破坏化学键所需能量就越低，化学键越不稳定。

【答案】 D

3.据报道：用激光可将置于铁室中的石墨靶上的碳原子“炸松”，再用一个射频电火花喷射出氮气，可使碳、氮原子结合成碳氮化合的薄膜，该碳氮化合物比金刚石更坚硬。则下列分析正确的是( )

A.该碳氮化合物呈片层状结构

B.该碳氮化合物呈立体网状结构

C.该碳氮化合物中C—N键键长比金刚石的C—C键键长长

D.该碳氮化合物中含有分子间作用力

【解析】因碳氮化合物硬度比金刚石还大，说明该碳氮化合物为原子晶体，是立体网状结构。与金刚石相比，C原子半径大于N原子半径，所以C—N键键长小于C—C键键长。

【答案】 B

4.下列说法中正确的是( )

A.金刚石晶体中的最小碳环由6个碳原子构成

B.Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1∶1

C.1 mol SiO2晶体中含2 mol Si—O键

D.根据H＋H―→H2同时放出436 kJ·mol－1的热量，可以说明氢原子比氢分子稳定

【解析】由金刚石晶体结构知，最小碳环是6个碳原子构成的六元环，故A对；B中Na2O2晶体中阴、阳离子数目之比为1∶2，故B错；C中1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O 键，故C错。

【答案】 A

5.下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种原子晶体的是( )

【导学号：61480034】

①Al2O3是两性氧化物②硬度很大③它的熔点为2045 ℃④几乎不溶于水⑤自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石

A.①②③

B.②③④

C.④⑤ .

D.②⑤

【解析】①指的是Al2O3的分类，⑤指的是Al2O3的种类，这两项都无法说明Al2O3是一种原子晶体。

【答案】 B

6.碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是( )

A.熔点从高到低的顺序是金刚石＞碳化硅＞晶体硅

B.熔点从高到低的顺序是金刚石＞晶体硅＞碳化硅

C.三种晶体中的结构单元只有金刚石是正四面体结构

D.三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体

【解析】由已知碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，可知碳化硅也为原子晶体，且应有类似金刚石的正四面体结构单元。又因为影响共价键强弱的因素是原子半径，碳原子半径小于硅原子半径，所以键长长短顺序为C—C＜C—Si＜Si—Si，所以熔点顺序是金刚石＞碳化硅＞晶体硅。晶体硅是半导体，单向导电。

【答案】 A

7.已知C3N4晶体比金刚石的硬度还大，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】由于C3N4晶体和金刚石结构类似，C—N键键长小于C—C键键长，因此A正

确；结合碳和氮原子的成单电子数和成键规律，B 、C 正确；由于C 3N 4晶体中是通过C —N 共价键形成的立体网状结构，晶体中全是极性共价键，D 错误。

【答案】 D

8.已知H —H 键的键能为436 kJ·mol －1

，N —H 键的键能为391 kJ·mol －1

，根据热化学方程式：N 2(g)＋3H 2(g)===2NH 3(g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol －1

，则N≡N 键的键能是( )

A.431 kJ·mol －1

. B.946 kJ·mol －1

C.649 kJ·mol －1 .

D.896 kJ·mol －1

【解析】 断键吸收的能量为E (N≡N)＋3×E (H —H)；成键放出的能量为6E (N —H)，则有E (N ≡N)＝6E (N —H)－3×E (H —H)－92.4 kJ·mol －1

＝946 kJ·mol －1

。

【答案】 B

9.(1)(2013·新课标Ⅰ高考节选)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子。

(2)(2013·新课标高考Ⅰ节选)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：

___________。

②SiH 4的稳定性小于CH 4，更易生成氧化物，原因是_____________。

【解析】 (1)硅和金刚石结构类似，属于原子晶体，硅原子间以共价键结合。在金刚石晶胞中每个面心具有一个碳原子，晶体硅和金刚石类似，则面心位置贡献的原子为6×12＝

3个。

(2)①依据图表中键能数据分析，C —C 键、C —H 键键能大，难断裂；Si —Si 键、Si —H 键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成。

②SiH 4稳定性小于CH 4，更易生成氧化物，是因为C —H 键键能大于C —O 键的键能，C —H 键比C —O 键稳定。Si —H 键键能远小于Si —O 键的键能，不稳定，倾向于形成稳定性更强的Si —O 键。

【答案】 (1)共价键 3

(2)①C—C 键和C —H 键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si —Si 键和Si —H 键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成

②C—H 键的键能大于C —O 键，C —H 键比C —O 键稳定。而Si —H 键的键能却远小于Si —O 键，所以Si —H 键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si —O 键