2.1.2 键参数—键能、键长与键角(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程化学选择性必修第二册同步学习指导(人教版2019)

子中可能不含共价键，如稀有气体是单原子分子，不含化 学键，Ｂ错误；离子键就是使阴阳离子结合成化合物的静 电作用力，包含引力和斥力，Ｃ错误；共价化合物中，一定 不存在离子键，一定存在极性键，可能存在非极性键，Ｄ正 确。故选Ｄ。 　 　 二、１．头碰头　 连线　 不变　 轴对称　 较大　 ２．肩并肩　 镜面对称　 镜像　 不能　 牢固　 断裂　 ３． σ　 σ　 π　 σ　 π 正误判断 １． × 　 ２．√　 ３． × 深度思考 １．↑↓ １ｓ 　↑↓ ２ｓ 　 ↑ ↑ ↑ ２ｐ ，在２ｐ能级上有三个未成对电子，分别占 据２ｐｘ、２ｐｙ、２ｐｚ 三个原子轨道，当两个氮原子结合成氮分子 时，两个氮原子的２ｐｘ轨道沿ｘ轴方向以“头碰头”的方式发 生重叠，形成一个σ键；同时２ｐｙ － ２ｐｙ 和２ｐｚ － ２ｐｚ 轨道只能 以相互平行的“肩并肩”的方式发生重叠，形成两个π键。 ２．（１）乙烷：７个σ键；乙烯：５个σ键和１个π键；乙炔：３个σ 键和２个π键。 （２）乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含１个和２个 π键，π键原子轨道重叠程度小，不牢固，容易断裂；而乙烷中 没有π键，σ键牢固，不易断裂。 应用体验 １． Ｃ　 氢气、甲烷、乙醇中只含有单键，即只含σ键；乙烯中含有 碳碳双键，双键中有一个π键，故选Ｃ。 ２． Ｄ　 由有机物的结构可知，该分子中σ键数目为１８个，π键数 目为３个，故选Ｄ。 ３． Ｂ　 基态Ｈ原子的核外电子排布式为１ｓ１，Ｈ２分子中的σ键是 由一个Ｈ原子的ｓ轨道和另一个Ｈ原子的ｓ轨道以“头碰 头”方式重叠而成，Ａ不符合题意；基态Ｈ原子的核外电子排 布式为１ｓ１，基态Ｆ原子的核外电子排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ５，ＨＦ分 子中的σ键是由一个Ｈ原子的ｓ轨道和一个Ｆ原子的ｐ轨道 以“头碰头”方式重叠而成，Ｂ符合题意；基态Ｃｌ原子的核外 电子排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ５，Ｃｌ２分子中的σ键是由一个Ｃｌ 原子的ｐ轨道和另一个Ｃｌ原子的ｐ轨道以“头碰头”方式重 叠而成，Ｃ不符合题意；基态Ｆ原子的核外电子排布式为 １ｓ２２ｓ２２ｐ５，Ｆ２分子中的σ键是由一个Ｆ原子的ｐ轨道和另一 个Ｆ原子的ｐ轨道以“头碰头”方式重叠而成，Ｄ不符合题意。 故选Ｂ。 ４． Ｂ　 ＣＨ４分子中存在ｓ － ｐ σ键，Ｃ２Ｈ２分子中存在σ键和π键， 所以共价键类型不完全相同，故Ａ错误；Ｈ２Ｏ与ＨＣｌ都含有Ｈ 原子，分子中的共价键均是ｓ电子云与ｐ电子云形成的ｓ － ｐ σ键，故Ｂ正确；Ｈ２分子中存在ｓ － ｓ σ键，Ｃｌ２分子中存在ｐ － ｐ σ键，所以共价键类型不完全相同，故Ｃ错误；Ｃｌ２ 分子中只 有单键，全部为σ键，Ｎ２分子中有三键既有σ键又有π键，所 以共价键类型不完全相同，故Ｄ错误。故选Ｂ。 随堂演练·知识落实 １． Ｄ　 水中只含σ键，Ａ错误；乙醇中只含σ键，Ｂ错误；氨气中 只含σ键，Ｃ错误；乙醛中含醛基，存在碳氧双键，既含σ键， 又含π键，Ｄ正确。故选Ｄ。 ２． Ｂ　 氮气中含有氮氮三键，所以含有１个σ键，２个π键，Ａ项 正确；σ键是“头碰头”重叠形成，可沿键轴自由旋转，而π键 由两个Ｐ电子“肩并肩”重叠形成，重叠程度小，为镜像对称， 所以σ键与π键的对称性不相同，Ｂ项错误；共价单键为σ 键，双键和三键中均含１个σ键，则分子中含有共价键，则至 少含有一个σ键，Ｃ项正确；含有π键的化合物，化学键易断 裂，性质较活泼，含σ键的化合物性质稳定，则化学性质不同， Ｄ项正确。故选Ｂ。 ３． Ｂ　 共价键是由原子之间通过共用电子对形成的化学键，既可 存在于离子化合物中如ＮａＯＨ等，也可存在于共价化合物中 如ＨＣｌ等，故Ａ错误；乙醇分子中含有Ｃ—Ｈ键、Ｃ—Ｏ键、 Ｏ—Ｈ键、Ｃ—Ｃ键，单键全为σ键，即只含有σ键，故Ｂ正确； 正四面体结构的分子中的键角不一定是１０９°２８′，如白磷（Ｐ４） 为正四面体结构，键角为６０°，故Ｃ错误；σ键的强度不一定比 π键的大，例如Ｎ２分子中存在的帒Ｎ Ｎ 键能比３个Ｎ—Ｎ键 能大，也比一个Ｎ—Ｎ和一个Ｎ Ｎ键能加起来要大，就说明 帒Ｎ Ｎ 中的π键比σ键强，故Ｄ错误。故选Ｂ。 ４．（１）①②③⑥⑦⑧ 　 ④⑤⑨ 　 （２）⑦ 　 （３）①③⑤⑥⑧⑨ 　 （４）②④⑤⑥⑧⑨ 解析：（１）单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ 键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。 （２）Ｈ原子只有ｓ轨道，题给物质中含有由两个原子的ｓ轨道 重叠形成的σ键的只有Ｈ２。 （３）含有由一个原子的ｓ轨道与另一个原子的ｐ轨道重叠形 成的σ键的有①③⑤⑥⑧⑨。 （４）含有由一个原子的ｐ轨道与另一个原子的ｐ轨道重叠形 成的σ键，说明构成这种σ键的原子中一定没有Ｈ原子，故 正确答案为②④⑤⑥⑧⑨。 第２课时　 键参数——键能、键长与键角 　 　 一、１． １ ｍｏｌ　 吸收　 ｋＪ·ｍｏｌ －１ 　 ２．（１）越大　 越多　 稳定 　 （２）稳定　 （３）反应物　 生成物 正误判断 １．√　 ２．√　 ３．√　 ４． × 深度思考 １．查表可知Ｈ—Ｈ、Ｃｌ—Ｃｌ、Ｂｒ—Ｂｒ、Ｈ—Ｃｌ、Ｈ—Ｂｒ的键能分别为 ４３６． ０ ｋＪ·ｍｏｌ －１、２４２． ７ ｋＪ·ｍｏｌ －１、１９３． ７ ｋＪ·ｍｏｌ －１、 ４３１． ８ ｋＪ·ｍｏｌ －１、３６６ ｋＪ·ｍｏｌ －１。 对于反应Ｈ２（ｇ）＋Ｃｌ２（ｇ ） ２ＨＣｌ（ｇ）　 ΔＨ ＝４３６． ０ ｋＪ·ｍｏｌ －１ ＋ ２４２． ７ ｋＪ·ｍｏｌ －１ －２ ×４３１． ８ ｋＪ·ｍｏｌ －１ ＝ －１８４． ９ ｋＪ·ｍｏｌ －１。对 于反应Ｈ２（ｇ）＋ Ｂｒ２（ｇ ） ２ＨＢｒ（ｇ）　 ΔＨ ＝４３６． ０ ｋＪ·ｍｏｌ －１ ＋ １９３． ７ ｋＪ·ｍｏｌ －１ －２ ×３６６ ｋＪ·ｍｏｌ －１ ＝ －１０２． ３ ｋＪ·ｍｏｌ －１。 由计算结果可知：生成２ ｍｏｌ ＨＣｌ比生成２ ｍｏｌ ＨＢｒ释放的能 量多。生成的ＨＢｒ分子中Ｈ—Ｂｒ的键能比ＨＣｌ分子中Ｈ—Ｃｌ 的键能小，说明Ｈ—Ｂｒ比Ｈ—Ｃｌ容易断裂，所以ＨＢｒ分子更 容易发生热分解生成相应的单质。 ２．键能数据表明， 帒Ｎ Ｎ 的键能大于Ｎ—Ｎ的键能的三倍， Ｎ Ｎ的键能大于Ｎ—Ｎ的键能的两倍；而帒Ｃ Ｃ 的键能却小于 Ｃ—Ｃ的键能的三倍， Ｃ Ｃ的键能小于Ｃ—Ｃ的键能的两倍， 说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而Ｎ２ 分 子中帒Ｎ Ｎ 非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应                                                                       。 —１６０— 应用体验 １． Ｄ　 分子中，键能越大，分子越稳定，从表中读出键能最大的是 Ｈ—Ｈ键，Ｄ满足；故选Ｄ。 ２． Ｃ　 σ键不一定比π键强度大，如氮气中σ键的强度比π键 强度小，即σ键不一定比π键稳定，故Ａ错误； 帒Ｎ Ｎ 键能大 不易发生加成反应，故Ｂ错误；乙烯和乙炔中π键的键能小易 断裂，所以乙烯、乙炔较易发生加成反应，故Ｃ正确；乙烯、乙 炔中的σ键比π键稳定，故Ｄ错误。故选Ｃ。 ３．（１）小于　 ２１８ ｋＪ ／ ｍｏｌ　 ３３０ ｋＪ ／ ｍｏｌ　 （２）１８５　 （３）①不能　 ②不能　 与相同原子结合时，同主族元素形成的共价键，原子 半径越小，共价键越牢固 解析：（１）键能越大，分子越稳定。Ｃ—Ｃｌ键键能为３３０ ｋＪ ／ ｍｏｌ，Ｃ—Ｆ键键能为４２７ ｋＪ ／ ｍｏｌ，所以ＣＦ４更稳定；Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、 Ｉ是同主族元素，原子半径越来越大，与Ｃ形成的共价键的键 长越来越长，键能越来越小，所以Ｃ—Ｂｒ键的键能大小介于 Ｃ—Ｉ键键能和Ｃ—Ｃｌ键键能之间，故答案为：小于；２１８ ｋＪ ／ ｍｏｌ； ３３０ ｋＪ ／ ｍｏｌ。 （２）ΔＨ ＝反应物键能之和－生成物键能之和＝ ４３６ ｋＪ ／ ｍｏｌ ＋ ２４３ ｋＪ ／ ｍｏｌ －２ ×４３２ ｋＪ ／ ｍｏｌ ＝ －１８５ ｋＪ ／ ｍｏｌ，所以Ｑ ＝ １８５。 （３）①Ｈ的原子半径小于Ｆ的原子半径，但是Ｈ—Ｈ键键能小 于Ｈ—Ｆ键键能，所以①结论不正确，故答案为：不能； ②Ｃｌ的非金属性强于Ｓ，但是Ｓ—Ｓ键键能大于Ｃｌ—Ｃｌ键键能， 所以②结论不正确；从Ｈ—Ｆ、Ｈ—Ｃｌ；Ｃ—Ｆ、Ｃ—Ｃｌ；Ｈ—Ｏ、Ｈ—Ｓ 几组键的键能中可得出：与相同原子结合时，同主族元素形成 的共价键，原子半径越小，共价键越牢固。 　 　 二、１．（１）核间距　 原子半径　 原子半径　 （２）大　 稳定　 ２．（１）两个相邻共价键　 （２）方向　 空间结构　 （３）１０９°２８′　 １２０°　 １０５°　 １８０° 正误判断 １． × 　 ２． × 　 ３．√　 ４．√　 ５．√　 ６． × 深度思考 １．数据表明：共价键的键长越短，键能越大，该共价键越稳定，含 该键的分子越稳定，越不容易分解。 ２．氟原子的半径很小，因而Ｆ—Ｆ的键长比Ｃｌ—Ｃｌ的键长短，但 也是由于Ｆ—Ｆ的键长短，两个氟原子在形成共价键时，原子 核之间的距离就小，排斥力大，因此键能比Ｃｌ—Ｃｌ的键能小。 ３． Ｃ—Ｈ和Ｃ—Ｃｌ的键长不相等。 ４．不同，白磷分子的键角是指Ｐ—Ｐ之间的夹角，为６０°；而甲烷 分子的键角是指Ｃ—Ｈ之间的夹角，为１０９°２８′。 ５． Ｈ２Ｓ分子的空间结构是Ｖ形结构。 应用体验 １． Ｃ　 ＮＨ３分子内的键角和键长都相等，可能有两种情况，一是 平面正三角形，二是三角锥形结构。如果键角为１２０°，则必然 为平面正三角形，故选Ｃ。 ２． Ｃ　 形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长，近似等于 两原子半径之和，由于原子半径Ｆ ＜ Ｃｌ ＜ Ｂｒ ＜ Ｉ，则键长：Ｈ—Ｆ ＜ Ｈ—Ｃｌ ＜ Ｈ—Ｂｒ ＜ Ｈ—Ｉ，Ａ错误；一般共价键键长越短，键能 越大，则键能：Ｈ—Ｆ ＞ Ｈ—Ｃｌ ＞ Ｈ—Ｂｒ ＞ Ｈ—Ｉ，Ｂ错误；形成共 价键的两个原子之间的核间距叫做键长，Ｃ正确；Ｈ原子只有 ｓ电子云，则Ｈ—Ｆ键是ｓ － ｐ σ键，Ｄ错误。故选Ｃ。 ３． Ｂ　 键长是成键原子间的核间距，水分子中两个氢原子不成 键，Ａ错误；氯气分子中两个氯原子间形成共价键，两个氯原 子核之间的距离属于键长，Ｂ正确；氩气中两个相邻氩原子不成 键，Ｃ错误；ＣＯ２分子中两个氧原子不成键，Ｄ错误；故答案选Ｂ。 随堂演练·知识落实 １． Ｂ　 键能可看作是断开共价键所需的能量，键能越大，则断开 共价键时所需的能量就越大，含该键的分子就越稳定；键长越 长键能反而越小，故反映键的强弱的物理量是键能和键长，故 选Ｂ。 ２． Ｃ　 由于原子轨道先按重叠程度大的“头碰头”方向进行重 叠，故先形成σ键。后才能形成π键，Ａ正确；σ键为单键，可 以绕键轴旋转，π键在双键、三键中存在，不能绕键轴旋转，Ｂ 正确；键能大小顺序为帒 Ｃ Ｃ ＞ Ｃ Ｃ ＞ Ｃ—Ｃ，Ｃ错误；单键均 为σ键，双键含１个σ键和１个π键，三键含１个σ键和２个 π键，Ｄ正确。故选Ｃ。 ３． Ａ　 当物质分子内有多个化学键时，化学键之间的夹角叫键 角，它反映了分子内原子的空间分布情况，因此键角是描述分 子空间结构的重要参数，Ａ正确；Ｏ２分子内两个Ｏ原子形成２ 对共用电子对，结合力强，断裂吸收的能量高，而Ｆ２ 内的２个 Ｆ原子形成１对共用电子对，结合力相对Ｏ２ 来说弱，断裂吸 收的能量低，因此与Ｈ２ 反应Ｆ２ 更容易发生反应，而Ｏ２ 相对 来说弱，即Ｆ２比Ｏ２与Ｈ２反应的能力强，Ｂ错误；Ｆ的原子半 径是Ｘ中最小的，Ｈ—Ｆ键的键长是Ｈ—Ｘ中最短的，Ｃ错误； 碳碳三键中有一个σ键两个π键，碳碳双键中有一个σ键一 个π键，π键键能小于σ键键能，则碳碳三键和碳碳双键键能 小于单键键能的３倍和２倍，Ｄ错误。 ４．（１）Ｎ２ 　 Ｉ２ 　 （２）吸收　 １５１ 　 ２９９ 　 （３）－ １８３ ｋＪ·ｍｏｌ － １ 　 （４）π 解析：（１）比较这些共价键键能的数值可知， 帒Ｎ Ｎ键的键能最 大，Ｉ—Ｉ键的键能最小，所以Ｎ２分子最稳定，Ｉ２分子最不稳定。 （２）根据键能的定义可知把１ ｍｏｌ Ｉ２（ｇ）分解为Ｉ（ｇ）原子需吸 收１５１ ｋＪ能量，根据ΔＨ ＝反应物总键能－生成物总键能知： ２ＥＨ—Ｉ － ４３６ ｋＪ·ｍｏｌ －１ － １５１ ｋＪ·ｍｏｌ －１ ＝ １１ ｋＪ·ｍｏｌ －１，ＥＨ—Ｉ ＝ ２９９ ｋＪ·ｍｏｌ －１。 （３）在反应Ｈ２（ｇ）＋ Ｃｌ２（ｇ ） ２ＨＣｌ（ｇ）中，有１ ｍｏｌ Ｈ—Ｈ键 和１ ｍｏｌ Ｃｌ—Ｃｌ键断裂，共吸收能量４３６ ｋＪ ＋ ２４３ ｋＪ ＝ ６７９ ｋＪ， 形成２ ｍｏｌ Ｈ—Ｃｌ键共放出能量４３１ ｋＪ × ２ ＝ ８６２ ｋＪ。放出的 能量大于吸收的能量，所以该反应为放热反应，ΔＨ ＝ ６７９ ｋＪ·ｍｏｌ －１ － ８６２ ｋＪ·ｍｏｌ －１ ＝ － １８３ ｋＪ·ｍｏｌ －１。 （４）根据题给数据可知，Ｎ—Ｎ单键即σ键，其键能为１９３ ｋＪ·ｍｏｌ －１， 帒Ｎ Ｎ键的键能为９４６ ｋＪ·ｍｏｌ －１，其中包含一个σ 键和两个π键，则π键的键能是（９４６ － １９３）ｋＪ·ｍｏｌ －１ ÷ ２ ＝ ３７６． ５ ｋＪ·ｍｏｌ －１，键能越大，化学键越稳定，故Ｎ２ 中π键比σ 键稳定。 第二节　 分子的空间结构 第１课时　 分子结构的测定和多样性　 价层电子对互斥模型 　 　 一、化学性质　 红外光谱　 晶体Ｘ射线衍射　 １．（１）振动 频率　 吸收峰　 化学键 应用体验 １． Ａ　 现代化学常用质谱法测定分子的相对分子质量，故选Ａ。 ２． Ｂ　 Ａ中不存在Ｏ—Ｈ键，Ｃ                                                                       中有机物的相对分子质量不是 —１６１— # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : Ｄ．所有的σ键的强度都比π键的大 ４．有以下物质：①ＨＦ，②Ｃｌ２，③Ｈ２Ｏ，④Ｎ２，⑤Ｃ２Ｈ４， ⑥Ｃ２Ｈ６，⑦Ｈ２，⑧Ｈ２Ｏ２，⑨ＨＣＮ（ 帒Ｃ ＮＨ ）。 （１）只有σ键的是　 ①②③⑥⑦⑧　 （填序号， 下同）；既有σ键又有π键的是　 ④⑤⑨　 。 （２）含有由两个原子的ｓ轨道重叠形成的σ 键的是　 ⑦　 。 （３）含有由一个原子的ｓ轨道与另一个原子的ｐ 轨道重叠形成的σ键的是①③⑤⑥⑧⑨　 。 （４）含有由一个原子的ｐ轨道与另一个原子的 ｐ轨道重叠形成的σ键的是②④⑤⑥⑧⑨　 。 请同学们认真完成练案［６            ］ 第２课时　 键参数——键能、键长与键角 核心素养发展目标 １．了解共价键键参数的含义，能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。 ２．通过认识共价键的键参数对物质性质的影响，探析微观结构对宏观性质的影响。 一、键能 　 　 １．概念 气态分子中　 １ ｍｏｌ　 化学键解离成气态 原子所　 吸收　 的能量。它通常是２９８． １５ Ｋ、 １００ ｋＰａ条件下的标准值，单位是　 ｋＪ·ｍｏｌ －１　 。 ２．应用 （１）判断共价键的稳定性 原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度 　 越大　 ，释放能量　 越多　 ，所形成的共价键 键能越大，共价键越　 稳定　 。 （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 越大，分子越　 稳定　 。 （３）利用键能计算反应热 ΔＨ ＝ 　 反应物　 总键能－ 　 生成物　 总 键能 正误判断 １．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。 （√ ） ２． Ｎ—Ｈ的键能是很多分子中的Ｎ—Ｈ的键能 的平均值。 （√ ） ３． Ｏ—Ｈ的键能是指在２９８． １５ Ｋ、１０１ ｋＰａ下， １ ｍｏｌ气态分子中１ ｍｏｌ Ｏ—Ｈ键解离成气态 原子所吸收的能量。 （√ ） ４． Ｃ Ｃ的键能等于Ｃ—Ｃ的键能的２倍。 （ × ） 深度思考 　 　 １．试利用课本Ｐ３７表２ － １中的数据进行计 算，１ ｍｏｌ Ｈ２分别跟１ ｍｏｌ Ｃｌ２、１ ｍｏｌ Ｂｒ２（蒸气） 反应，分别形成２ ｍｏｌ ＨＣｌ和２ ｍｏｌ ＨＢｒ，哪一个 反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明 氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分 解生成相应的单质？ ２．已知Ｎ—Ｎ、 Ｎ Ｎ和帒Ｎ Ｎ 的键能之比 为１． ００２． １７４． ９０，而Ｃ—Ｃ、 Ｃ Ｃ、 帒Ｃ Ｃ 的键能之比为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                                             ？ !$' ! " # $ % & ' ( ２ ) * + , - . & + # # # # # # # 应用体验 １．根据表列出的各化学键的键能数据，判断如 下分子中最稳定的是 （Ｄ ） 化学键Ｈ—Ｈ Ｈ—Ｃｌ Ｈ—Ｉ Ｃｌ—Ｃｌ Ｂｒ—Ｂｒ 键能 （ｋＪ ／ ｍｏｌ） ４３６ ４３１ ２９９ ２４７ １９３ Ａ． Ｃｌ２ Ｂ． ＨＣｌ Ｃ． Ｂｒ２ Ｄ． Ｈ２ ２．已知Ｎ—Ｎ、 Ｎ Ｎ和 帒Ｎ Ｎ 键能之比为 １． ００ ２． １７  ４． ９０，而Ｃ—Ｃ、 Ｃ Ｃ 和 帒Ｃ Ｃ 键能之比为１． ００１． ７７２． ３４，下列 说法正确的是 （Ｃ ） Ａ． σ键一定比π键稳定 Ｂ． Ｎ２较易发生加成反应 Ｃ．乙烯、乙炔较易发生加成反应 Ｄ．乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定 ３．化学键的键能是指气态基态原子间形成１ ｍｏｌ 化学键时释放的最低能量。如：Ｈ（ｇ）＋ Ｉ（ｇ → ） Ｈ—Ｉ（ｇ）＋ ２９７ ｋＪ，即Ｈ—Ｉ键的键能为 ２９７ ｋＪ ／ ｍｏｌ，也可以理解为破坏１ ｍｏｌ Ｈ—Ｉ键需 要吸收２９７ ｋＪ的热量。化学反应的发生可以 看成旧化学键的破坏和新化学键的形成。下 表是一些键能数据（单位：ｋＪ ／ ｍｏｌ）： 键能 Ｈ—Ｈ ４３６ Ｓ—Ｓ ２５５ Ｃ—Ｃｌ ３３０ Ｃ—Ｏ ３５１ 键能 Ｃｌ—Ｃｌ ２４３ Ｈ—Ｓ ３３９ Ｃ—Ｉ ２１８ Ｈ—Ｏ ４６３ 键能 Ｈ—Ｃｌ ４３２ Ｃ—Ｆ ４２７ Ｈ—Ｆ ５６８ 阅读上述信息，回答下列问题： （１）根据表中数据判断ＣＣｌ４的稳定性　 小于　 （填“大于”或“小于”）ＣＦ４的稳定性。试预测 Ｃ—Ｂｒ键的键能范围：　 ２１８ ｋＪ ／ ｍｏｌ　 ＜ Ｃ—Ｂｒ 键键能＜ 　 ３３０ ｋＪ ／ ｍｏｌ　 。 （２）结合表中数据和热化学方程式Ｈ２（ｇ）＋ Ｃｌ２（ｇ ） ２ＨＣｌ（ｇ）　 ΔＨ ＝ － Ｑ ｋＪ ／ ｍｏｌ，则 热化学方程式中Ｑ的值为　 １８５　 。 （３）由表中数据能否得出这样的结论： ①半径越小的原子形成的共价键越牢固（即 键能越大）。 　 不能　 （填“能”或“不能”）。 ②非金属性越强的原子形成的共价键越牢 固。 　 不能　 （填“能”或“不能”）。从数据 中找出一些规律，请写出一条：　 与相同原 子结合时，同主族元素形成的共价键，原子半 径越小，共价键越牢固　                                          。 二、键长和键角 　 　 １．键长 （１）概念：构成化学键的两个原子的　 核 间距　 ，因此　 原子半径　 决定共价键的键长， 　 原子半径　 越小，共价键的键长越短。 （２）应用：共价键的键长越短，往往键能越 　 大　 ，表明共价键越　 稳定　 ，反之亦然。 ２．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）应用：在多原子分子中键角是一定的， 这表明共价键具有　 方向　 性，因此键角影响 着共价分子的　 空间结构　 。 （３）试根据空间结构填写下列分子的键角 分子的空间结构 键角 实例 正四面体形 　 １０９°２８′　 ＣＨ４、ＣＣｌ４ 平面形 　 １２０°　 苯、乙烯、ＢＦ３等 三角锥形 １０７° ＮＨ３ Ｖ形（角形） 　 １０５°　 Ｈ２Ｏ 直线形 　 １８０°　 ＣＯ２、ＣＳ２、 帒ＣＨ ＣＨ 　 　 （４）部分键角图解                         !$( # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : 正误判断 １．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长。 （ × ） ２．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定。 （ × ） ３．键长：Ｈ—Ｉ ＞ Ｈ—Ｂｒ ＞ Ｈ—Ｃｌ、Ｃ— Ｃ ＞ Ｃ Ｃ ＞ 帒Ｃ Ｃ 。 （√ ） ４．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有 关。 （√ ） ５．多原子分子的键角是一定的，表明共价键具 有方向性。 （√ ） ６． ＣＨ４和ＣＨ３Ｃｌ分子的空间结构都是正四面体。 （ × ） 深度思考 　 　 １．根据下表中的ＨＣｌ、ＨＢｒ和ＨＩ的键长、键 能的数据和热分解温度，考察它们之间的相关 性。通过这个例子说明分子的结构如何影响分 子的化学性质？ 键键长／ ｐｍ 键能 ／（ｋＪ·ｍｏｌ －１） ＨＸ的热分解 温度／ ℃ Ｈ—Ｃｌ １２７． ４ ４３１． ８ １ ０００ Ｈ—Ｂｒ １４１． ４ ３６６ ６００ Ｈ—Ｉ １６０． ９ ２９８． ７ ３００ 　 　 ２．为什么Ｆ—Ｆ的键长比Ｃｌ—Ｃｌ的键长短， 但键能却比Ｃｌ—Ｃｌ的键能小？ ３．为什么ＣＨ４ 分子的空间结构是正四面 体，而ＣＨ３Ｃｌ只是四面体而不是正四面体？ ４．如图白磷和甲烷均为正四面体结构： 　 　 它们的键角是否相同，为什么？ ５．实验测得Ｈ２Ｓ为共价化合物，Ｈ—Ｓ—Ｈ 的夹角为９２． ３°，键长相同，则Ｈ２Ｓ的空间结构 是什么？ 应用体验 １． ＮＨ３分子的空间结构是三角锥形结构而不是 平面正三角形结构，最充分的理由是（Ｃ ） Ａ． ＮＨ３分子内３个Ｎ—Ｈ的键长均相等 Ｂ． ＮＨ３分子内３个价键的键角和键长均相等 Ｃ． ＮＨ３分子内３个Ｎ—Ｈ的键长相等，键角 都等于１０７° Ｄ． ＮＨ３分子内３个Ｎ—Ｈ的键长相等，键角 都等于１２０° ２．下列有关卤化氢的说法正确的是 （Ｃ ） Ａ．键长：Ｈ—Ｆ ＞ Ｈ—Ｃｌ ＞ Ｈ—Ｂｒ ＞ Ｈ—Ｉ Ｂ．键能：Ｈ—Ｆ ＜ Ｈ—Ｃｌ ＜ Ｈ—Ｂｒ ＜ Ｈ—Ｉ Ｃ．形成共价键的两个原子之间的核间距叫做 键长 Ｄ． Ｈ—Ｆ键是ｐ － ｐ σ键 ３．键长是描述共价键的物理量之一，下列各项 中的距离属于键长的是 （Ｂ ） Ａ．水分子中两个氢原子核之间的距离 Ｂ．氯气分子中两个氯原子核之间的距离 Ｃ．氩气中两个相邻氩原子核间的距离 Ｄ． ＣＯ２分子中两个氧原子核之间的距离 定性判断键长的方法 （１）根据原子半径进行判断。在其他条件 相同时，成键原子的半径越小，键长越短。 （２）根据共用电子对数判断。就相同的两 原子形成的共价键而言，当两个原子形成双键 或者三键时，由于原子轨道的重叠程度增大，原 子之间的核间距减小，键长变短，故单键键长＞ 双键键长＞三键键长。                                                                        !$) ! " # $ % & ' ( ２ ) * + , - . & + # # # # # # # !"#$%&'() 对应学生用书学案Ｐ １．反映共价键强弱的物理量是 （Ｂ ） Ａ．键能 Ｂ．键能、键长 Ｃ．键能、键长、键角 Ｄ．键长、键角 ２．下列关于σ键和π键的理解不正确的是（Ｃ ） Ａ． σ键一般能单独形成，而π键一般不能单 独形成 Ｂ． σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键 轴旋转 Ｃ． ＣＨ３—ＣＨ３、ＣＨ ２ ＣＨ２、 帒ＣＨ ＣＨ 中碳碳 键的键能都相同 Ｄ．碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳 三键中有一个σ键，两个π键 ３．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要 参数，下列叙述正确的是 （Ａ ） Ａ．键角是描述分子空间结构的重要参数 Ｂ．因为Ｈ—Ｏ的键能小于Ｈ—Ｆ的键能，所以 Ｏ２、Ｆ２与Ｈ２反应的能力逐渐减弱 Ｃ． Ｈ—Ｆ的键长是Ｈ—Ｘ中最长的 Ｄ．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键 能的３倍和２倍 ４．某些共价键的键能数据如下表（单位：ｋＪ· ｍｏｌ －１）： 共价键 Ｈ—Ｈ Ｃｌ—Ｃｌ Ｂｒ—Ｂｒ Ｈ—Ｃｌ 键能 ４３６ ２４３ １９３ ４３１ 共价键 Ｉ—Ｉ 帒Ｎ Ｎ Ｈ—Ｏ Ｈ—Ｎ 键能 １５１ ９４６ ４６３ ３９１ （１）由表中所列化学键所形成的分子中，最稳 定的是　 Ｎ２ 　 　 ，最不稳定的是　 　 　 Ｉ２　 （写化学式）。 （２）把１ ｍｏｌ Ｉ２（ｇ）分子中化学键断裂为气态 原子时，需要　 吸收　 （填“吸收”或“放出”） 　 １５１　 ｋＪ能量。已知反应２ＨＩ（ｇ ） Ｈ２（ｇ）＋ Ｉ２（ｇ）的ΔＨ为１１ ｋＪ·ｍｏｌ －１，则 １ ｍｏｌ ＨＩ（ｇ）分子中化学键断裂时需吸收的 能量为　 ２９９　 ｋＪ。 （３）试通过键能数据估算下列反应的反应热 Ｈ２（ｇ）＋ Ｃｌ２（ｇ ） ２ＨＣｌ（ｇ）　 ΔＨ ＝ 　 － １８３ ｋＪ·ｍｏｌ － １　 。 （４）已知Ｎ—Ｎ单键的键能为１９３ ｋＪ·ｍｏｌ －１， 通过计算说明Ｎ２ 中的　 π　 键更稳定（填 “σ”或“π”）。 请同学们认真完成练案［７                                       ］ 第二节　 分子的空间结构 第１课时　 分子结构的测定和多样性　 价层电子对互斥模型 核心素养发展目标 １．了解分子结构的测定方法。 ２．通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结 构的多样性和复杂性。 ３．通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。 一、分子结构的测定 　 　 早年科学家主要靠对物质的　 化学性质　 进行系统总结得出规律后进行推测，现代科学 家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方 法，如　 红外光谱　 、　 晶体Ｘ射线衍射　 等。 １．红外光谱工作原理 （１）原理：红外线透过分子时，      分子会吸收 !$*