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微题型5化学键与物质化学性质的关系
(一)选择题
1.(2023·山东,5)石墨与F2在450℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是()
A.与石墨相比,(CF)x导电性增强
B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
C.(CF)x中C—C的键长比C—F短
D.1mol(CF)x中含有2xmol共价单键
答案B
解析石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动,故石墨晶体能导电,而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子,故与石墨相比,(CF)x导电性减弱,A错误;石墨层间插入F后形成的C—F键长短,键能极大,分子结构稳定性增强,抗氧化性增强,B正确;已知C的原子半径比F的大,故可知(CF)x中C—C的键长比C—F的长,C错误;由题干结构示意图可知,在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键,每个C—C被2个碳原子共用,即1mol(CF)x中含有2.5xmol共价单键,D错误。
2.(2022·海南,10改编)已知CH3COOH+Cl2eq\o(――→,\s\up7(I2))ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是()
A.HCl的电子式为
B.Cl—Cl键的键长比I—I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH弱
答案B
解析HCl为共价化合物,H和Cl间形成共用电子对,其电子式为,A错误;原子半径:Cl<I,故键长:Cl—Cl<I—I,B正确;CH3COOH分子中,羧基的碳氧双键中含有π键,C错误;电负性:Cl>I,使ClH2C—的极性大于IH2C—的极性,导致ClH2CCOOH的羧基中的羟基极性更大,更易电离出H+,因此ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强,D错误。
3.(2022·北京,9)由键能数据大小,不能解释下列事实的是()
化学键
C—H
Si—H
C==O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/(kJ·mol-1)
411
318
799
358
452
346
222
A.稳定性:CH4SiH4
B.键长:C==OC—O
C.熔点:CO2SiO2
D.硬度:金刚石晶体硅
答案C
解析键能越大化学键越稳定,C—H的键能大于Si—H,所以稳定性:CH4SiH4,故不选A;键能越大,键长越短,C==O的键能大于C—O,所以键长:C==OC—O,故不选B;CO2是分子晶体,熔点由分子间作用力决定,SiO2是共价晶体,所以熔点:CO2SiO2,故选C;金刚石、晶体硅都是共价晶体,共价晶体中键能越大,晶体的硬度越大,C—C的键能大于Si—Si,所以硬度:金刚石晶体硅,故不选D。
4.(2023·浙江1月选考,12)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3===2Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是()
A.Al2Cl6的结构式为
B.Al2Cl6为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
答案D
解析由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,为结构对称的非极性分子,故A、B正确;由反应方程式可知,氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键,配位能力大于氯原子,故C正确;溴元素的电负性小于氯元素,原子的原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与氨气反应,故D错误。
(二)简答题
5.[2023·浙江1月选考,17(1)]Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为________,分子中氮原子的杂化轨道类型是______________。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3,其受热不稳定的原因是___________________________________________________________________。
答案正四面体sp3Si周围的NH2基团体积较大,受热时斥力较强[或Si(NH2)4中Si—N键能相对较小];产物中气态分子数显著增多(熵增)
6.[2021·河北,17(3)(4)](3)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol-1)如表:
N—N
N≡N
P—P
P≡P
193
946
197
489
从能量角度看,氮以N2而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是________
_____________________________________________________
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