课件 键参数-键能 键长与键角

1、第2课时 键参数键能、键长与键角第二章 分子结构与性质 第一节 共价键1知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。2能根据共价键的结构特点说明简单分子的某些性质。学习目标宏观辨识与微观探析：通过键参数对共价键的描述以及对物质化学性质、结构的影响，探析微观结构对宏观性质的影响，从宏观和微观相结合的视角分析解决实际问题。证据推理与模型认知：结合键参数对物质结构与性质的影响，运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。核心素养1键能(1)概念：气态分子中1 mol化学键解离成 所吸收的能量。单位是kJmol1。(2)条件：键能通常是298.15 K，101 kPa条件下的标准

2、值。(3)实例：气态氢原子形成1 mol HH释放的最低能量为436.0 kJ，则HH的键能为 。知识梳理一、共价键的三个键参数 气态原子436.0 kJmol1(4)应用：下表中是HX的键能数据共价键HFHClHBrHI键能/(kJmol1)568431.8366298.7若使2 mol HCl断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收 的能量。表中共价键最难断裂的是 ，最易断裂的是 。由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次 ，说明四种分子的稳定性依次 ，即HF分子很稳定，最 分解，HI分子最不稳定，最 分解。863.6 kJHFHI减小减弱难易2键长

3、(1)概念：构成化学键的两个原子的核间距。如在Cl2分子中，两个氯原子的核间距就是ClCl的键长。(2)应用判断共价键的稳定性键长越短，往往键能 ，表明共价键越 。判断分子的空间结构键长是影响分子空间结构的因素之一。如CH4分子的空间结构是正四面体形，而CH3Cl的空间结构是四面体形，即不是正四面体形，其原因是 。越大稳定CH和CCl的键长不相等3键角(1)概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。(2)意义：键角可反映分子的空间结构，是描述分子空间结构的重要参数，多原子分子的键角一定，表明共价键具有 。(3)实例：下列三种分子：H2、Cl2、Br2，共价键的键长最长的是 ，键长最短的是

4、 ，键能最大的是 。方向性化学式结构式键角图示CO2O=C=O180NH3107H2O105CH410928(3)常见分子的键角1键参数与分子性质的关系分子的键参数与分子的空间结构和分子性质之间的关系可以表示如下：归纳总结2键参数与分子性质的关系(1)一般来讲，形成共价键的共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。(2)形成共价键的原子半径越小，键长越短，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用电子对数相同(1对)，因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，故共价键牢固程度：HFHClHBrHI，因此，稳定性：HFHClHBrHI。(

5、3)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。如NH3分子的HNH键角是107，NH的键长是101 pm，就可以断定NH3分子是三角锥形分子。1下列卤化氢分子中键长最短的是()AHF BHClCHBr DHI巩固练习A【解析】同一主族，从上往下，原子半径在逐渐增大，所以原子半径IBrClF，所以卤化氢的键长按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次增大，所以卤化氢分子中键长最短的是HF。2下列说法正确的是()A分子的结构是由键角决定的B共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定CCF4、CC

6、l4、CBr4、CI4中CX(XF、Cl、Br、I)的键长、键角均相等DH2O分子中两个OH的键角为180B【解析】分子的结构是由键角、键长共同决定的，A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故CX(XF、Cl、Br、I)的键长不相等，C项错误；H2O分子中两个OH的键角为105，D项错误。3NH3分子的空间结构是三角锥形结构而不是平面正三角形结构，最充分的理由是()ANH3分子内3个NH的键长均相等BNH3分子内3个NH的键角和键长均相等CNH3分子内3个NH的键长相等，键角都等于107DNH3分子内3个NH的键长相等，键角都等于120C【解析】NH3分子内的键角和键长都相等，可能有

7、两种情况，一是平面正三角形，二是三角锥形结构。如果键角为120，则为平面正三角形结构。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。情境探究1根据元素周期律可知，NH3的稳定性强于PH3，你能利用键参数加以解释吗？提示：键长：NHPH，因此NH3更稳定。2在不知下列物质键能的前提条件下，你能比较HF、HCl、HBr、HI的稳定性

8、大小吗？你认为键能、键长对分子的化学性质有什么影响？提示：能，因为原子半径：IBrClF，故键长：HIHBrHClHF，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，故稳定性：HFHClHBrHI。分子中共价键的键能越大，键长越短，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定，化学性质越不活泼。思考交流提示：键能数据表明，NN的键能大于NN的键能的三倍，N=N的键能大于NN的键能的两倍；而CC的键能却小于CC的键能的三倍，C=C的键能小于CC的键能的两倍。说明乙烯和乙炔中的键不牢固，故易发生加成反应，而氮分子中NN非常牢固，所以氮气分子不易发生加成反应。3已知NN、N=N和NN键能之比为1.002.174.90

9、，而CC、C=C、CC键能之比为1.001.772.34，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？键参数对分子性质的影响二、键参数的应用归纳总结1能说明BF3分子中四个原子在同一平面的理由是()A任意两个键的夹角为120BBF是非极性共价键C三个BF的键能相同D三个BF的键长相等巩固练习A【解析】本题考查共价键键参数的运用。当键角为120时，BF3的空间结构为平面三角形，故分子中四个原子共面。2下列事实不能用键能的大小来解释的是()A氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B稀有气体一般难发生反应CHF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱DHF比H2O稳定B

10、【解析】由于N2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，没有化学键；卤族元素从F到I，原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐增长，键能逐渐减小，所以稳定性：HFHClHBrHI；由于HF的键能大于HO的键能，所以稳定性：HFH2O。3已知XX、YY、ZZ的键长分别为198 pm、74 pm、154 pm，则它们单质分子的稳定性是()AX2Y2Z2 BZ2Y2X2CY2X2Z2 DY2Z2X2D【解析】共价键的键长越短，键能越大，共价键越牢固，分子也越稳定，而三种单质的键长由小到大的顺序为YYZZZ2X2。碳和硅的有关化学键键能

11、如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/ (kJmol1)347.7413.4351226323452回答下列问题：(1)通常条件下，比较CH4和SiH4的稳定性谁强谁弱？能力提升提示：因为CH的键能大于SiH的键能，所以CH4比SiH4稳定。提示：CH的键能大于CO，CH比CO稳定，而SiH的键能却小于SiO，所以SiH不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO。(2)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，原因是什么？提示：CC和CH的键能比SiH和SiSi的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷中SiSi和SiH的键能较低，易断裂，

12、导致长链硅烷难以生成。(3)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是什么？1由键能可推断物质的稳定性，键能越大，物质的稳定性越强。2由键能数据可推断反应放热或吸热。因为化学反应过程是断旧键成新键的过程，根据断键过程吸收的总能量和成键过程放出的总能量的差值即可判断。归纳总结1如表所示是部分化学键的键能：化学键SiOSiClHHHClSiSiSiCClCl键能/ (kJmol1)452360436431.8226347242.7则下列说法正确的是()A表中最牢固的共价键是SiSiBCl2(g)2Cl(g)的H242.7 kJmol1C反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的H184.

13、9 kJmol1D根据表中数据能计算出SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(l)的H举一反三C【解析】键能越大，化学键越牢固，表中键能最大的是SiO，所以最稳定的共价键是SiO，A项错误；Cl2(g)转化为2Cl(g)吸收的能量即为ClCl的键能，Cl2(g)2Cl(g)的H242.7 kJmol1，B项错误；H反应物总键能生成物总键能436 kJmol1242.7 kJmol12431.8 kJmol1184.9 kJmol1，C项正确；因HCl(g)=HCl(l)的H未知，因此无法计算SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(l)的H，D项错误。2N2、O2跟H2的反应

14、能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实？【答案】化学反应就是破坏旧键生成新键的过程，由于键能：NNO=O，且生成物的键能：HONH，说明生成物分子的稳定性：H2ONH3，所以N2、O2跟H2反应的能力依次增强。1下列单质分子中，键长最长、键能最小的是()AH2 BCl2CBr2 DI2当堂检测D【解析】比较原子半径可得出键长长短。2NH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热量C拆开约6.021023个NH所吸收的热量D形成1个NH所放出的热量C【解析】NH的键能是指形成1 mol NH放出的能量或拆开1 mol N

15、H所吸收的能量，不是指形成1个NH释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol NH，拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是1 mol NH键能的3倍。3NH3、NF3、NCl3等分子中心原子相同，如果周围原子电负性大者则键角小。NH3、NF3、NCl3三种分子中，键角大小的顺序正确的是()ANH3NF3NCl3 BNCl3NF3NH3CNH3NCl3NF3 DNF3NCl3NH3C【解析】因电负性：FClH，故键角大小为NH3NCl3NF3。A二氯化二硫的电子式为B分子中既有极性键又有非极性键C分子中SCl键长大于SS的键长D分子中SCl键能小于SS的键能4二氯

16、化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点80 ，沸点137.1 ，对于二氯化二硫叙述正确的是()B【解析】S2Cl2分子中S原子之间形成1对共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1对共用电子对，结合分子结构可知S2Cl2的结构式为ClSSCl，电子式为 ，故A错误；S2Cl2中ClS属于极性键，SS键属于非极性键，故B正确；同周期从左往右半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，键长越短键能越大，所以分子中SCl键长小于SS的键长，SCl键能大于SS的键能，故C、D错误。5已知键能、键长部分数据如下表：共价键ClClBrBrIIHFHClHBrHIHO键能/ (kJmol1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长/pm19822826796共价键CCC=CCCCHNHN=OOOO=O键能/ (kJmol1)347.7615812413.4390.8607142497.3键长/pm154133120109101(1)下列推断正确的是_(填字母，下同)。A稳定性：HFHClHBrHI B氧化性：I2Br2Cl2C沸点：H2ONH3 D还原性：HIHBrHClHFACD(2)下列有关推断正确的是_。A同种元素形成的共价键，稳定性：三键双键单键B同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C键长越短，键能一定