为什么CO键能大于N2，活泼性却更强？

        本题来自寒假作业。

        （2021河北衡水高二月考）下面两表分别列出了CO和N2的某些性质及相关键能，有关说法不正确的是（        ）

表1

表2

            A.CO与N2的价电子总数相等

            B.由表2可知，CO的活泼性不及N2

            C.由表1可知，CO的熔沸点高于N2，这是因为CO分子间作用力小于N2

            D.由表1可知，室温时，CO在水中的溶解性大于N2，是因为CO分子有弱极性

        本题选择BC。

        A显然正确，C应该是大于，D是正确的。

        关于C，也可以提一下。分子结构相似、相对分子质量相同，则分子极性越大，范德华力越大，熔沸点越高。

        这主要是因为范德华力分为三种不同来源的力：色散力，取向力，诱导力。

            色散力：分子瞬时偶极之间的电性引力，普遍存在于分子间，且一般是范德华力的主要构成。分子极化率越大，色散力越大。

            取向力：极性分子与极性分子之间的固有偶极与固有偶极之间的静电引力。除了少数强极性分子外，一般比较小。

            诱导力：分子间的诱导偶极与固有偶极之间的电性引力。分子偶极矩与极化率越大，诱导力越大，一般很小。

        下表来自《无机化学》。

表3 某些分子的范德华力对比

        那么，CO分子的极性很弱，但也强于N2，理论上分子偶极矩与极化率都略比N2大，取向力和诱导力均略大于N2，因此熔沸点略高一些。

        这与化学选择性必修2课本的说法是一致的。

    ## 很遗憾，笔者未找到N2的相关数据，只能定性看看了。

        我们主要来看B选项，为什么出现了CO键能明明大于N2，活泼性却强于N2的现象？

        下面是《无机化学》的解释。

        CO与N2是等电子体，结构相似，分子中也有三重键即一个σ键和两个π键。但其中一个π键是配键，其电子来自氧原子。其结构式为：

        这个π配键在一定程度上抵消了因碳和氧间电负性差所造成的极性，故CO的偶极矩很小，且碳原子略带负电荷，比较容易向其他有空轨道的原子提供电子对。所以，CO分子的键能虽比N2分子的大，但它却比N2活泼。

        参考以上资料，提出下面猜想：

        ①π配键在一定程度上抵消了因碳和氧间电负性差所造成的极性，这导致碳原子比较容易向其他有空轨道的原子提供电子对，易形成配位键。

        ②碳电负性较小，但是其却略带负电荷，按照常规低价态更容易被氧化的观点，活性较强。

        ③CO参与反应一般并不打断全部键，而只是打断其中一根，剩余部分以羰基形式保留，而氮气一般同时打断三根键。因此，我们不妨观察打断第一根键所需的能量。根据计算可得，1mol CO打断第一根键需要吸收273kJ能量，1mol N2打断第一根键需要吸收528kJ能量，这表明CO更容易启动反应进程。

        我们不禁反思：键能和活泼性之间是否有必然联系？

表4

        表4列举了卤素氢化物的键能，自上而下键能减小，稳定性减弱，活泼性增强。

        我们仍应该认为，一般而言，键能越小，物质越活泼。毕竟，键能小意味着物质的能量较高，则物质的化学性质相对活泼。