共价键的键能与化学反应的反应热 原子晶体
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[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6.02×10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
1
23
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 C.④⑤ .
B.②③④ D.②⑤
－1
【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
2
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C3N4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，N—H键的键能为391 kJ·mol，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol，则N≡N键的键能是( )
A.431 kJ·mol . C.649 kJ·mol .
－1－1
－1
－1
－1
B.946 kJ·mol D.896 kJ·mol
－1
－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＝946 kJ·mol。
【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：
化学键 键能/(kJ·mol－1－1
－1
C—C 356 C—H 413 C—O 336 Si—Si 226 Si—H 318 Si—O 452 ) ①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 ___________。
②SiH4的稳定性小于CH4，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1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×＝23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。
②SiH4稳定性小于CH4，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
3
10.二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体结构模型如图所示，请认真观察该模型后回答下列问题：
【导学号：61480035】
(1)二氧化硅晶体中最小环上有 ________个原子，晶体结构中存在以________原子为中心、________原子为顶点的正四面体结构。
(2)晶体中每个最小环上有______个硅原子，______个氧原子。 (3)晶体中存在的作用力有________。 A.共价键 C.配位键 E.氢键
【解析】 二氧化硅晶体中，最小环上有6个硅原子和6个氧原子，并形成以硅原子为中心、氧原子(或硅原子)为顶点的正四面体结构。原子晶体中只存在共价键，且Si—O键为极性键，不是配位键。
【答案】 (1)12 Si O(或Si) (2)6 6 (3)A 11.下表为某些化学键的键能(kJ·mol)：
键 键能 Cl—Cl 243 Br—Br 193 I—I 151 H—Cl 431 H—Br 366 H—I 298 H—H 436 －1
B.离子键 D.范德华力
(1)下列氢化物中，最稳定的是________。 A.HCl C.HI .
B.HBr D.HF
(2)1 mol H2在1 mol Cl2中燃烧，生成2 mol HCl气体，放出热量______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，放出或吸收热量最多的是________。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”)。
【解析】 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，断键吸收436 kJ＋243 kJ＝679 kJ的能量，成键放出2×431＝862 kJ的能量，反应共放出183 kJ的能量。由此可分别算出H2和Br2、I2反应放出的能量为103 kJ和9 kJ，可判断出三者放出热量关系为Cl2＞Br2＞I2。
【答案】 (1)D (2)183 (3)Cl2 多
4
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