2.1.2 键参数键能、键长与键角-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修2（人教版2019）

化学选择性必修2课堂学案 B.两个成键原子之间最多有一个σ键 中X、Y同周期，Y、Z同主族，Y原子最外层p C.HCI分子中存在s-pg键，电子云图像呈轴 轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，X 对称 原子最外层的p能级中只有一个轨道填充了2 D.N2分子中有两个π键，且相互垂直 个电子，而且这三种元素可以形成化合物 5(综合应用)按要求完成下列填空： YX2、ZX。根据上述信息回答下列问题： (1)有以下8种分子：①HF,②C2,③H(O,④N, ①写出元素符号：X _,Y ⑤C2H,⑥CH,⑦HO,⑧HCN(H-C=N), Z ②YX分子中含 个。键 个 其中只含有。键的是 (填序号，下 同)：既含有σ键，又含有π键的是 π键。 (2)X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素，其 友情提示完成P课时作业（五） 第2课时 键参数 键能、键长与键角 答案解析Pm 目标导航 知识导图 [课程标准] L.知道键能、键长、键角等键参数的概念。 湛能 分子的稳定件 2.能用键参数说明简单分子的某些性质。 提参蚊 健长 决分了的 决是 性质 分子的立体构型 课前·教材预案川 川知识点1键参数 键能、键长与键角 键长和键角的数值可以通过晶体的回 实验获得。 概念 影响 应用及特点 川川知识点21键参数的应用 指回 分子 L.分子的热稳定性 中回 化 衡量共 键 估算化学反应的 学键解离成气态原 价键的 参照教材中的键能数据。计算1molH分别 能 国 子所图 的 强弱 与1 mol Cl、1 mol Bra(蒸气)反应，分别形成 能量 2 mol HCI和2 mol HBr,分别回 (填 “放出”或“吸收”)回 kJ、图 指构成化学键的两 衡量共 键 键长越圆 (填“放出”或“吸收”)网 kJ的热量。 个原子的固 价键的 键能越☑ 则2 mol HBr分解需要吸收的能量比2mol 强弱 HCI分解吸收的能量固 (填“高”或 在多原子分子中， 描述分 多原子分子的键角 “低”)，故国 更易分解。 键 两个相邻图 子空间 一定，表明共价键 2.反应能力比较 角 之间的夹角 结构 具有回 性 N、O2、F跟H的反应能力依次增强，其原因 是N=N、O=O、F一F键的键能依次为 ·32· 第二章分子结构与性质 946k·mol-1,497.3kJ·mol、157k·mml, (6)分子的键能越大，由该分子构成物质的熔、 键能越来回 ,共价键越来越图 沸点越高。 断裂。 1自主测评I 名师提醒 判断正误，正确的打“√”，错误的打“X”。 (1)键长是成键两原子的原子核之间的距离。 (1)键角是描述分子立体结构的重要参数。 (2)由于π键的键能比σ键键能小，双键中有 一个。键和一个π键，所以双键的键能小于 (2)键长是成键两原子半径的和。 ( 单键键能的2倍。 (3)C一C键的键能等于CC键的键能的 (3)键能小的物质一般比较活泼，比较容易反 应，但具体还要看电负性的差别。如氟的电 2倍。 ( 负性比氧大，生成的产物也比氧稳定，所以氟 (4)双原子分子中，键长越短，分子越牢固。 比氧更容易和氢气反应。 (4)由分子构成的物质，其熔、沸点与共价键 (5)因为O一H键的键能小于H一F键的键 的键能和键长无关。而分子的稳定性，由键 能，所以O,、F2与H2反应的能力依次减弱。 长和键能共同决定。 ( 课堂· 深度拓展Ⅱ 川探究点键参数及其应用 (2)判断分子的稳定性 一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越 互动探究 大，分子越稳定。 L.根据元素周期律可知HF,HCI、HBr、HI的稳 (3)判断物质反应活性的大小 定性依次诚弱，你能利用键参数加以解释吗？ H一F键、O一H键、N一H键的键能依次是 568kJ/mol、462.8kJ/mol、390.8kJ/mol,N-H 键、O一H键、H一F键键能依次增大，形成这 些键时放出的能量依次增多，化学键稳定性依 次增强，所以N、O、F2与H的反应的难易 2.一般来说，键长越短，键能越大。但F一F键键 程度为由难到易。 长(141pm)比C一C1键长(198pm)短，而 (4)利用键能计算反应热 F一F键键能却较小，为什么？ 键能与反应热的关系为△H=E(反应物总键 能)一E(生成物总键能)。若反应物总键能> 生成物总键能，即△H>0,则反应吸热；若反应 物总键能<生成物总键能，即△H<0,则反应 深度拓展 放热。 1.键参数的应用 2.共价键强弱的判断 (1)判断共价键的稳定性 (1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原 共价键的键能越大，共价键越牢固。 子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共 原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度越 价键越牢固。 大，体系能量降低越多，释放能量越多。 (2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越 ·33· 化学选择性必修2课堂学案 牢固，破坏共价键消耗的能量越多。 A.Cl>Bra>I (3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越 B.Br2>Cl>I 牢固，破坏共价键消耗的能量越多。 C.Br2>I>Cl (4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素 (4)1molH2在足量的F:中燃烧比在CL中 的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共 燃烧放热 价键越稳定。 思维导引：按照单质和氢化物的键能大小分 3.键长的比较方法 别排序，然后结合键能判断分子的稳定性并 (1)根据原子半径比较，同类型的共价键，成键 计算相关给变。 原子的原子半径越小，键长越短。 【变式1】碳和硅的有关化学键键能如表所示，简 (2)根据共用电子对数比较，相同的两个原子 要分析和解释下列有关事实： 间形成共价键时，单键键长>双键键长>三键 化学键 C-CC-H C-O Si-SiSi-H Si-0 键长。 键能 356 413 336 226 318 452 【例题1】某些化学键的键能如表所示（单 kJ·mol 位：k·mol): 回答下列问题： 键H一HBr-BrI一1CCH一CH-1H-B (1)通常条件下，比较CH和SH的稳定性 键能436,0193.7152.7242.7431.8298.7366 强弱： 0 (1)以上化学键中最稳定的是 (2)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在 (2)1molH2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量 种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 为 kJ. (3)在一定条件下，1molH与足量的Cl、 (3)SiH的稳定性小于CH,更易生成氧化 B,I分别反应，放出的热量由多到少的顺 物，原因是 序是 微专题突破38电了子稳定结构的判断 >>> 答案解析P1m 【例题】下列分子中所有原子的价电子层都满足：2.某元素化合价绝对值与其原子最外层电子数 最外层8电子稳定结构的是 之和等于8，则该元素的原子最外层满足8电 A.六氟化氙(XeF) 子稳定结构。如： B.次氯酸(HCIO) (1)C原子最外层电子数为4，C),中C为十4 C.二氯化二硫(SC) 价，二者之和为8：O原子最外层电子数为6， D.三氟化硼(BFa) CO中O为一2价（绝对值是2），二者之和为 核心突破 8,则CO,分子中所有原子都满足最外层8电 判断分子结构中各原子最外层电子是否满足8 子稳定结构。 电子稳定结构的方法 (2)N原子最外层5个电子，NO2中，N为+4 1.某分子中若含有氢元素，则其中氢原子不能满 价，二者之和为9，故N原子不满足最外层8 足8电子稳定结构。 电子稳定结构。 ·34·课末·随堂演练 (3)H(g)+Bm(g)一2HBr(g)△H=436.0kJ·ol1+ 1,D解析共价键的成因和本质是当成键原子相互靠近时，原 193.7kJ·mo1-2×366kJ·mo广1=-102.3k·mo1. 子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子 H(g)+L4(g)—2HI(g)△H=436.0kJ·mol-1+ 对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。故选 152.7kJ·mo1-2×298.7kJ·mo1=-8.7kJ·ol。 D项 (4)报据F、C2、B、L2的活泼性也可判断与H2反应放热 2.A解析共价键的本质是电性作用而非相互吸引，①错误： 的相对多少。 有离子键的化合物为离子化合物，②正确：水的非直线结构 答案(1)H—H(2)184.9(3)A(4)多 是由共价键的方向性决定的，③错误：氯化铵中只有非金属 【变式1】解析(1)因为C一H键的键能大于Si一H健的键能， 元素，但它是离子化合物，①错误：稀有气体分子中没有共价 所以CH比SH稳定。(2)C一C键和C一H键的键能比 键，⑤正确：烯烃比烷烃活泼是因为烯烃中的π键比较活泼， S一H键和S一S键的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷 ⑥错误。 中S一Si键和S一H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷 3.D解析共价单键为。键，双键中含1个。键和1个π键，三 难以生成。(3)C一H键的键能大于CO键，C一H键比 键中含1个g键和2个r键，故CH=C(CH)一C=CH分 C(O键稳定，而S一H的键能却远小于SiO键，所以 子中含10个g键和3个r键。 S一H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的S:()键。 4.A解析不是所有。健都有方向性，如s-s。键没有方向性， 答系(1)CH比SiH,稳定(2)CC键和C一H键较强， A项错误：两个成键原子之间形成的第一条键为G键，从第 所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si一Si键和Si一H键的键能 二条开始为π键，图此两个成键原子之间最多有一个。键，B 较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成(3)C一H键的键 项正确：HC】中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s 能大于C一O键，C一H键比CO键稳定，而Si-H的键 原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3印原子轨道重叠形 能却远小于S:一O键，所以S一H键不稳定而倾向于形成 成的s-PG健，G键的特征是以形成化学键的两原子核的连 稳定性更强的S一O键 线为轴做旋转操作，因此电子云图像呈轴对称，C项正确：N 分子中含有一个p-pG键和两个p-Pπ键，且两个π键相互 微专题突破38电子稳定结构的判断 垂直，D项正确。 【例题】C解析8电子（氧是2电子）是稳定结构，但并不是所 5.解析(1)只含有：键的是①②③⑥⑦：乙烯分子中有碳碳双 有分子中的所有原子的价电子层都会达到8电子结构。 键，氮气分子和HCN中都有三键，既含有。键又含有π键的 XeF,中必然有6对共用电子，Xe不会是8电子结构，A项 是④⑤⑧。(2)由题可推知X,Y、Z元素分别是O、C,Si。 CO分子的结构式为O一C一O,其中含2个。键、2个 不符合题意：HCIO的电子式为H:O:C:,其中CI,O达 π键。 到8电子结构，而H只有2个电子，B项不符合题意：SCl的 答率(1)①②③0⑦④⑤⑧(2)①0CSi②22 电子式为：：S:S::,可见S,C都达到8电子结构， 第2课时 键参数 键能、键长与键角 C项特合题意：BF的电子式为：F:B:F:,B不满足8 课前·教材预案 :F: 知识点一 电子结构，D项不符合题意」 □气态②1ol囹吸收国热效应固核间距回小 【即时训练】 ⑦大图共价键回方向回X射线衍射 1.A解扬HO中.H原子的最外层电子数为1十1=2，不满 知识点二 足8电子稳定结构，A项符合题意；PC1:中，P原子的最外层 1.回放出☑184.9☒放出国102.3图低回HBr 电子数为5十3=8，C1原子的最外层电子数为7+|一1|=8， 2.团越小国容易 为8电子稳定结构，B项不符合题意：N中，N原子的最外层 【自主测评】 电子数为5十3一8，为8电子稳定结构，C项不符合题意：C)为 (1)/(2)× (3)×(4)/(5)×(6)× 中，C原子的最外层电子数为4十4=8，O原子的最外层电子 课堂·深度拓展 数为6十|一2=8，为8电子稳定结构，D项不符合题意。 探究点 2.C解析B原子最外层为6电子结构，而不是8电子结构， 【互动探究】 A项错误：氢原子最外层为2电子结构，而不是8电子结构， L.键长：H一F<H一CI<H一Br<H一I,键能：HF> B项错误：氮原子和氯原子的最外层电子数十化合价绝对值 HCDH一Br>H一I,故HF、HCI,HBr、HI的稳定性依次 为8，则原子的最外层均为8电子结构，C项正确：硫原子的 减弱。 最外层电子数十化合价绝对值为12，不是8电子结构，D项 2.氟原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短，两个氟原 错误。 子形成共价键时，原子核之间的距离很近，排斥力很大，因此 课末·随堂演练 键能不大，F:的稳定性差，很容易与其他物质反应。 1,A解析键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢 【深度拓展】 固，性质越稳定，A项错误。 【例题1】解扬(1)键能越高，共价键越稳定，由表可知H一H 2.B解析由于N分子中存在N=N键，健能较大，故N的 健最稳定。(2)由题中数据和键能与反应热的关系可知： 化学性质很稳定，A不符合题意；HO分子间存在氢键，导 H(g)+Cl(g)2HC1(g)△H=436.0kJ·mol-1+ 致HO比HS沸，点高，与健能无关，B符合题意：卤族元素 242.7kJ·mol--2×431.8k·mol1=-184.9kJ·mol-。 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 ·137