2.1.2 键参数 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修2

该高中化学课件聚焦键参数（键长、键角、键能）核心知识点，通过卤化氢稳定性对比实验数据导入，以“共价键稳定性差异”问题为支架，衔接共价键概念与键参数定量描述需求，构建知识脉络。 其亮点在于数据驱动与问题链设计，融合化学观念（结构决定性质）和科学思维（证据推理），如用键能数据解析分子稳定性、F-F键能异常现象培养批判思维。小结归纳规律助学生构建体系，教师可高效教学，学生深化理解并提升探究能力。

第二章 微粒间相互作用与物质性质 2. 1.2 键参数 卤化氢 HCl HBr HI 比例 模型 在1000 ℃分解的百分数/% 0.001 4 0.5 33 HCl 、 HBr和HI中的化学键均为共价键， 其稳定性存在一定的差异， 那么， 如何进行比较呢? 课程导入 l常见卤化氢的稳定性 一、 键长 1. 概念 两个成键原子的原子核间的距离 （核间距） 叫做该化学键的键长。 键 键长／ pm F-F 141 Cl-Cl 198 Br-Br 228 I-I 267 一般来说， 原子半径越大， 键长越长。 2. 影响因素 （1） 成键原子的半径 3. 意义 （1） 一般而言， 化学键键长↓, 化学键越强， 化学键越牢固。 （2） 键长是影响分子空间结构的因素之一。 一、 键长 2. 影响因素 （2） 成键类型 成键原子相同的共价键的键长： 单键键长 ＞ 双键键长 ＞ 三键键长 成键原子相同的共价键的稳定性： 单键< 双键< 三键 卤化氢 HCl HBr HI 比例 模型 在1000 ℃分解的百分数/% 0.001 4 0.5 33 HCl 、 HBr和HI中的化学键均为共价键， 其稳定性存在一定的差异， 那么， 如何进行比较呢? 课程导入 l常见卤化氢的稳定性 在多原子分子中， 仅靠键长一个参数是很难准确描述各原子 的空间位置和分子结构的， 如： 已知CH4 中的四个C-H键的键长均为109pm 缺少关键信息： 四个H在空间中是如何分布的? 仅靠键长无法准确描述CH4 的空间结构 需要新的参数标定四个C-H键在空间中的延展方向 测定C-H键间的夹角， 结合键长即可绘出CH4 准确的空间立体结构 二、 键角 分子的空间结构 二、 键角 表明共价键具有方向性 1. 概念： 在多原子分子中， 两个相邻共价键之间的夹角称为键角。 2. 意义： 常用于描述多原子分子的空间结构。 3. 常见分子的空间结构和键角 分子空间结构 键角 实例 正四面体形 109。28 ′ CH4 、 CCl4 60。 白磷(P4) 平面形 120。 苯、 乙烯、 BF3 三角锥形 107.3。 角形/V形 104.5。 H2O 直线形 180。 CO2 、 CS2 、 CH≡CH 苯 H2O NH3 CO2 二、 键角 4. 键长与键角的关系 一般来说， 知道分子的键长和键角就可以确定分子的空间结构。因此键长和键角确定分子的空间结构。 5. 测定方式 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。 不同， 白磷分子的键角是指P—P键之间的夹角， 为60 °； 而 甲 烷分子的键角是指C—H键之间的夹角， 为 109 °28′ 。 如图白磷和甲烷均为正四面体形结构， 它们的键角是否相同，为什么？ 二、 键角 二、 键角 甲烷为正四面体形结构,那么一氯甲烷是什么结构？ 为什么？ 不是， 分子结构是由键长和键角共同决定的 。 甲烷中的氢原子被取 代后相应键的键长发生变化， 结构不再是正四面体， 而是四面体。 • 化 学 键 的强 度 是 一定的， 是一个 固定的参数 • 可以用键离解所 需的能量来定量的描述键的强度 有了键长这一参数， 我们找到了影响化学键 “ 牢固程度 ”的重 要因素， 但是化学键的 “ 牢固程度 ”能否用量化方式表示呢？ H-Cl(g)→ H(g)+ Cl(g) ΔH= + 431kJ·mol-1 H-I(g) → H(g)+ I(g) ΔH= + 297kJ·mol-1 三、 键能 共价键的键能 三、 键能 1. 概念： 在 101.3 kPa 、 298 K 条件下， 断开1mol AB （g） 分子中的 化学键， 使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为 A—B键的键能。键能可以实验测定， 更多是推算获得， 是平均值 2. 表达方式： EA—B 单位： kJ·mol-1 3. 应用 （1） 判断共价键的稳定性 键能越大， 共价键越牢固 （2） 判断分子的稳定性 一般来说， 结构相似的分子中， 共价键的键能越大， 分子越稳定。 （3） 判断物质在化学反应过程中的能量变化 ΔH=反应物中化学键键能之和－生成物中化学键键能之和 根据热效应判断： 同类型反应， 反应放出的热量越多， 产物越稳定。 根据能量判断： 能量越低越稳定 三、 键能 键 键能 键 键能 H－H 436.0 N≡N 946 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 σ键 和 π键 键能不相等： C与C之间： σ键＞ π键 N与N之间： σ键< π键 σ键键能不一定大于π键 2. 双键键能不等于单键键能的两 倍， 说明了什么？ 1. 对于同种元素形成的单键、 双键、 三键的键能有何差异？ 同种元素形成的化学键: 单键键能<双键键能<三键键能 三、 键能 键 键能 键 键能 H－H 436.0 N≡N 946 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 3. 对比卤素单质的键能， 与 卤素氢化物的键能， 你能发现什么规律？ 一般的， 键长越短, 键能越大， 共价 键越牢固, 由此形成的分子越稳定。 从上到下， 卤素原子半径越大， 键能越小 （F除外） 三、 键能 键 键能 键 键能 H－H 436.0 N≡N 946 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 F原子半径很小， 因此F-F的键 长短， 而由于键长短， 两个F原子形成共价键时， 原子核之间的距离小， 排斥力大， 因此键能小。 4. F-F不符合 “键长越短， 键 能越大 ”的规律， 为什么？ N2 、 O2 、 F2 与H2 的反应能力依次增强,其原因是N≡N键、 O=O键、 F—F键的键能依次为946 kJ·mol-1 、 497.3 kJ·mol-1 、 157 kJ·mol-1,键能越来越小,共价键越来越容易断裂。 N-H、 O-H、 F-H键的键能依次为390.8kJ·mol-1 、 462.8kJ·mol-1、 568kJ·mol-1键能越来越大， 共价键越来越容易生成。 键 键能 键 键能 H－H 436.0 O＝O 497.3 F－F 157 N≡N 946 键能越小， 共价键越容易断裂。 键能越大， 共价键越容易生成。 5. N2 、 O2 、 F2 与H2 的反应能力依次增强,从键能的角度应如何理解 这一化学事实? 三、 键能 键能数据表明， 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N≡N非常牢固， 所以氮分子不易发生 加成反应。 三、 键能 6. 根据表中数据， 试着从键能角度解释常温下N2化学性质稳定， 而乙炔和乙烯化学性质活泼？ 键 键能 键 键能 C－C 347.7 N－N 193 C=C 615 N＝N 418 C≡C 812 N≡N 946 键参数间的关系 键参数 键长 描述分子的空间 结构的重要参数 衡量共价键的稳定性 键长越小， 键能越大， 分子 越稳定， 化学性质越不活泼。 决定 分子的性质 键能 键角 NH3 P4 P4O6 SF6 拓展延伸 l一些分子的空间结构模型 肉眼不能看到分子， 那么， 科学 家是怎样知道分子的结构的呢？ 拓展延伸p46 通过红外光谱图， 发现未知物中 含有O-H 、 C-H和C-O的振动吸收， 可初步推测该未知物中含有羟基 红外光谱可确定物质所含有的化学键或官能团 l分子结构的测定 红外光谱在测定分子结构中的应用 某未知物的红外光谱 拓展延伸 防晒霜的防晒原理 波长为 300 nm 的紫外光的光子所具有的能量约为 399 kJ •mol-1， 这一能量比蛋白质分子中重要的化学键C-C键 、 C-N 键和C-S 键的键能都大 。 因此， 紫外光的能量足以使这些化学键断裂， 从而破坏蛋白质分子。 防晒霜之所以能有效地减轻紫外光对人体的伤害， 其原因之一是它的有效成分的分子中含有π键 。 这些分子中的π键的电子在吸收紫外光后被激发， 从而能阻挡部分紫外光。 下列物质本身具有的能量最低的是 H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2 化学键能越大， 物质越稳定， 物质能量越低， 破坏 化学键所需要的能量越高。 物质 I2 H2 能量/ (kJ·mol－1) 243 193 151 436 课堂练习 2.表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量： 解析： 对于反应H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g) ΔH＝ （436.0＋242.7－2 ×431.8） kJ·mol－ 1＝ －184.9 kJ·mol－1。 对于反应H2(g)＋Br2(g) ===2HBr(g) ΔH＝ （436.0 ＋ 193.7－2 ×366 ） kJ·mol－ 1＝ －102.3 kJ·mol－ 1。 课堂练习 反应生成2 mol HCl和2 mol HBr 时， 哪一个释放出的能量更多？ 化学键 Cl—Cl Br—Br H—Br H—I 键能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7 3. 参照键能数据。 计算1 mol H2 分别与1 mol Cl2 、 1 mol Br2(蒸气) (1)通常条件下， 比较CH4和SiH4 的稳定性强弱： CH4 比SiH4 稳 定__。 (2)硅与碳同族， 硅也有一系列氢化物， 但硅的氢化物在种类和数量上都远不如烷烃多， 原 因是C—C键和C_—H键较 强_，__所形成 的烷烃稳 定_，而硅烷 中Si—Si键和Si_—H键_较_弱_，__易_断_裂，__导致_长_链硅_烷_难_以_生成__。 (3)Si更易生成氧化物， 原 因是 Si_—H键 的键 能 小 于Si—O键_，__所 以_Si _倾 向于形成稳 定性更 强 的氧化物 。 化学键 C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/(kJ·mol－1) 347 413 358 226 323 368 课堂练习 大本p27 记背论述题 4 .碳和硅的有关化学键的键能如表所示， 简要分析和解释下列有关事实： 概念 应用 规律二： 成键原子相同， 单键的键能 双键的键能 三键的键能 判断共价键的稳定性 判断分子的稳定性 利用键能计算反应热 规律一： 同种类型的共价键， 成键原子的原子半径越小， 键长越小 规律二： 成键原子相同的共价键的键长： 单键键长＞双键键长＞三键键长 规律三： 一般地， 键长越短, 键能越大， 共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定 课堂小结 概念 第一节 共价键 第2课时 键长和 键角 规律一： 形成共价键的原子的原子半径越大， 键能越小 规律 应用 键能 规律 C 课本p36 课本p36 课本p36 $