2.1.2 键参数-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修2）

该高中化学课件聚焦共价键的键能、键长和键角，通过CH4等分子的“思考与讨论”导入，衔接共价键概念，搭建从微观键参数解释分子空间结构与稳定性的学习支架。 其特色在于结合大量数据表格与思考讨论，通过证据推理和模型建构（科学思维）引导学生总结键参数规律及特例（如F2键能反常），强化“结构决定性质”的化学观念。课堂检测提升知识应用能力，助力学生深化微观认知，教师可借助结构化资源高效教学。

第2课时 键参数 第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 本节重点 通过认识共价键的键能、键长和键角,从微观角度模型化解释分子的 空间结构。 1 CH4 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 共价键的三个键参数——键能、键长、键角 共价键的强弱用什么来衡量？ 我们如何用化学语言来描述不同分子的空间结构和稳定性？ 【思考与讨论】 2 1.键能 （离解能）：气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 单位：kJ·mol-1 主题1:键能与键长 例: 断开1molN≡N键吸收的(等于 形成lmolN≡N键释放的)能量为946kJ 键能可通过实验测定，更多却是推算获得的。 如断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等。因此，CH4中的 C—H 只是平均值 1.键能 条件：298.15K，101kPa（常温常压） 共价键 H—F H—Cl H—Br H—I 键能/(kJ·mol－1) 568 431.8 366 298.7 共价键 键能越大 共价键断裂 吸收能量越多 共价键越牢固 （分子越稳定） 主题1:键能与键长 键能——衡量共价键的强弱 键 键能 键 键能 F－F 157 N－O 176 Cl－Cl 242.7 N＝O 607 Br－Br 193.7 O－O 142 I－I 152.7 O＝O 497.3 C－C 347.7 C－H 413.4 C=C 615 N－H 390.8 C≡C 812 O－H 462.8 C－O 351 H－F 568 C＝O 745 H－Cl 431.8 N－N 193 H－Br 366 N＝N 418 H－I 298.7 N≡N 946 H－H 436.0 ①相同原子间的键能： 思考与讨论： 观察表2-1，你能发现哪些规律？ 成键原子相同的共价键的键能 单键＜ 双键＜ 三键（不存在倍数关系） 拓展：一般情况下， σ键的键能比π键的大，但N2中σ键不如π键牢固。 主题1:键能与键长 不能简单加... text has been truncated due to evaluation version limitation. 键 键能 键 键能 F－F 157 N－O 176 Cl－Cl 242.7 N＝O 607 Br－Br 193.7 O－O 142 I－I 152.7 O＝O 497.3 C－C 347.7 C－H 413.4 C=C 615 N－H 390.8 C≡C 812 O－H 462.8 C－O 351 H－F 568 C＝O 745 H－Cl 431.8 N－N 193 H－Br 366 N＝N 418 H－I 298.7 N≡N 946 H－H 436.0 ②卤素单质键能： Cl2＞Br2＞I2 F2反常 ③氢化物键能： 同周期从左到右递增 N-H反常 同主族从上到下递减 思考与讨论： 观察表2-1，你能发现哪些规律？ 主题1:键能与键长 反常不用在... text has been truncated due to evaluation version limitation. N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？ 化学键 N≡N O=O F－F 键 能 946kJ/mol 497.3kJ/mol 157kJ/mol 化学键 N－H O－H F－H 键 能 390.8kJ/mol 462.8kJ/mol 568kJ/mol N2、O2、F2的键能依次减小，说明了化学键的牢固度依次减弱。 N-H、O-H、F-H的键能依次增大，说明了化学键的牢固度依次增强，所以 N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强 【思考讨论】 主题1:键能与键长 【例1】 键能：H-F H-Cl H-Br H-I 稳定性：HF HCl HBr HI ＞ ＞ ＞ ＞ ＞ ＞ ΔH=反应物的总键能﹣生成物的总键能 / ΔH =（断-成） ①判断共价键的稳定性（键能越大，共价键越稳定） ②判断分子的稳定性（结构相似的分子中，键能越大，分子越稳定） ③估算化学反应的反应热 1.键能 键能的应用 ④通过键能判断物质的反应活性。 如：已知N-N、N=N和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C-C、C=C、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？ 提示： 键能数据表明，N≡N的键能大于N-N键能的三倍，N=N的键能大于N-N键能的两倍；而C≡C的键能却小于C-C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N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。 主题1:键能与键长 课堂检测 1.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、100 kPa下，1 mol气态分子中1 mol O—H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( ) (5)σ键一定比π键牢固( ) 解题规律：键能越大→共价键越牢固→分子越稳定 √ √ √ × × 规律：C≡C、C=C的 σ键键能 ＞ π键键能 特例：N≡N、N=N的σ键键能 ＜ π键键能 课堂检测 2.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（ ） A.常温常压下氯气呈气态，而溴单质呈液态 B.硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸 C.稀有气体一般难发生化学反应 D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定 D 3.有关碳和硅的共价键键能如下表所示: 简要分析和解释下列有关事实。 (1)比较通常条件下，CH4和SiH4的稳定性强弱:　　 　。  (2)SiH4的稳定性小于CH4，硅更易生成氧化物，原因是：  共价键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 348 413 351 226 318 452 CH4比SiH4稳定 C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定，而Si—H的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。 4. <m></m> 晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大 <m></m> 晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。已知有关氮、磷的单键和三键的键能 <m></m>如表： 193 946 197 489 从能量角度看，氮以 、而白磷以 （结构式可表示为 ）形式存在的原因是：______________ 1molN≡N 键能大于3molN-N键能之和，而1molP≡P键能小于3molP-P键能之和， 键能越大物质越稳定，故氮以N2</m> 形式存在，而白磷以P4形式存在。 2.键长 构成化学键的两个原子的核间距 （可通过晶体X射线衍射实验获得） 单位：pm（1 pm = 10-12 m） 条件：分子中的原子始终处于不断振动之中，因此，键长只能是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。 主题1:键能与键长 键长是衡量共价键稳定性的另一个参数. 表2-2 某些共价键的键长 键 键长/ pm 键 键长 / pm F-F 141 H-F 92 Cl-Cl 198 H-Cl 127 Br-Br 228 H-Br 142 I-I 267 H-I 161 C-C 154 C≡C 120 C=C 133 同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大 观察键长数据，找出其中的规律 成键原子相同的共价键的键长: 单键 ＞ 双键 ＞ 三键 解释：对于相同的两原子形成的共价键而言，当两个原子间形成双键、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。如键长：C－C > C=C > C≡C。 观察键长与键能的数据，找出其中的规律 键 键能 / kJ·mol-1 键长/ pm 键 键能 / kJ·mol-1 键长 / pm F-F 157 141 H-F 568 92 Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 431.8 127 Br-Br 193.7 228 H-Br 366 142 I-I 152.7 267 H-I 298.7 161 C-C 347.7 154 C≡C 812 120 C=C 615 133 一般地，键长越短，键能越大，共价键越牢固，分子越稳定 键长与键能的关系 主题1:键能与键长 F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？ 　　 键 键能 / kJ·mol-1 键长/ pm F-F 157 141 Cl-Cl 242.7 198 Br-Br 193.7 228 I-I 152.7 267 主题1:键能与键长 【思考与讨论】 原因：由于F原子半径太小，因此F-F的键长太短，而由于键长太短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离太小，排斥力大，因此键能比Cl-Cl键小。（物极必反） ①判断共价键的稳定性 键长越短，键能越大，共价键越稳定。 ②影响分子的空间结构 键长的应用 1、已知CH4是正四面体结构，CH3Cl是不是也是四面体结构？为什么？ CH3Cl分子不是正四面体形，C-H 、C-Cl键的键长不相等 2、C和Ge是同族元素，为什么C原子间可形成双键、三键，但Ge原子间难形成双键或三键 . Ge原子半径大，原子间形成的σ键键长较长，p轨道“肩并肩”重叠程 度很小或几乎不能重叠，难以形成π键. 【思考与讨论】 主题1:键能与键长 课堂检测 2.下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据： 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律性是(　　) A．成键时，电子数越多，键能越大 B．键长越短，键能越大 C．成键所用的电子数越少，键能越小 D．成键时电子对越偏移，键能越大 B (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>C≡C(　　) (4)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关(　　) × × √ √ 3.二氯化二硫(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 ℃。下列对于二氯化二硫叙述正确的是( ) A.二氯化二硫的电子式为 B.分子中只有σ键 C.分子中S—Cl的键长大于S—S的键长 D.分子中S—Cl的键能小于S—S的键能 B 课堂检测 键角是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关 观察 CO2 与 H2O 的空间结构，同为三原子分子，为什么结构不同？ 180° CO2——直线形 105° H2O——V形（角形） 多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角 共价键的方向性 1、概念： 主题2:键角 2、意义： 多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关 。 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。 19 键长和键角决定分子的空间结构。 常见分子中的键角与分子空间结构。 化学式 结构式 键角 空间结构 CO2 180° 直线形 H2O 105° V形 NH3 107° 三角锥形 BF3 120° 平面三角形 CH4 109°28′ 正四面体形 3、键角的应用： 主题2:键角 课堂检测 1.(1)水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°(　　) (2)多原子分子的键角是一定的，表明共价键具有方向性(　　) (3)CH4和CH3Cl分子的空间结构都是正四面体(　　) × √ × 2.下列能说明BF3 分子中4个原子在同一平面的理由是( @54@ )。 A.任意两个键的夹角为120° B.B-F 是非极性共价键 C.3个B-F的键能相等 D.3个 B-F的键长相等 A 课堂检测 3.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？ 提示　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的夹角，为109°28′。 键参数 键能 键长 键角 决定 共价键的稳定性 形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。 决定 分子的空间结构 决定分子的性质 课堂小结 Thank you for watching $