《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第二册人教版》

运用衍射谱、光谱等物理方法能够测定分子和晶体中原子间的距离、空间结构以及分子中化学键的强度等。一般而言，借助于数学和量子力学方法，可将衍射谱或光谱信息通过简单的计算转换为键参数。键能与键长是衡量共价键稳定性的参数，键长和键角是描述分子空间结构的参数。一般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的空间结构就确定了。

1. 根据元素周期律可知 NH₃的稳定性强于 PH₃的，你能利用键参数加以解释吗？
2. N₂、O₂、F₂与 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？
3. 一般来说，键长越短，键能越大。但为什么 F—F 键长短、键能小？
4. 已知 N—N、N=N 和 N≡N 键能之比约为 1.00:2.17:4.90，而 C—C、C=C 和 C≡C 键能之比约为 1.00:1.77:2.34。如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？

答案： 1. 解：键能越大，共价键越稳定。$N-H$键键能大于$P-H$键键能，所以$NH_{3}$的稳定性强于$PH_{3}$。
2. 解：键能越大，共价键越稳定，分子越不容易发生反应。$N_{2}$中$N\equiv N$键键能最大，$O_{2}$中$O = O$键键能次之，$F_{2}$中$F - F$键键能最小，所以$N_{2}$、$O_{2}$、$F_{2}$与$H_{2}$的反应能力依次增强。
3. 解：$F$原子半径小，$F - F$键长短，但$F$原子有孤电子对，$F - F$键中两个$F$原子的孤电子对之间排斥力较大，导致$F - F$键能小。
4. 解：$N\equiv N$键键能与$N - N$键键能的比值较大，说明$N\equiv N$键非常稳定，不容易断裂发生加成反应；而$C\equiv C$键键能与$C - C$键键能的比值相对较小，$C = C$键和$C\equiv C$键相对较容易断裂发生加成反应，所以氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应。