专题3 第3单元 第2课时 共价键的键能 共价晶体（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版）江苏专版

第2课时　共价键的键能　共价晶体

[素养目标]　1.知道共价键键能、键长的概念，掌握共价键的键能与化学反应过程中能量变化之间的关系。2.能辨识常见的共价晶体，理解晶体中微粒间相互作用对共价晶体性质的影响，了解常见共价晶体的晶体结构。

知识点一　共价键键能与化学反应的反应热

1．共价键的键能和键长

(1)键能的定义

共价键的键能是在101 kPa、298 K条件下，1 mol气态AB分子生成1 mol气态A原子和1 mol气态B原子的过程中所吸收的能量，称为AB间共价键的键能。其单位为kJ·mol－1。

如：断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，即H—H键的键能为436_kJ·mol－1。

(2)键长的定义

两原子间形成共价键时，两原子核间的平均间距。

(3)键能与键长的关系

当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠，重叠程度越大，键长越短，键能越大。

2．键能与反应热的关系

(1)反应物和生成物中化学键的强弱直接决定着化学反应过程中的能量变化。

(2)若化学反应中旧化学键断裂所吸收的总能量大于新化学键形成所放出的总能量，该反应通常为吸热反应。反之，该反应为放热反应。

(3)由键能计算化学反应的反应热

ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。

1．双原子分子中化学键键角越大，键长越长，分子越稳定吗？

提示　双原子分子中没有键角，决定分子稳定性的是键能和键长，键能越大，键长越短，分子越稳定。

2．实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，键长相同，据此能否判断BeCl2的几何构型？

提示　确定了分子中的键长和键角，分子的几何构型即可确定BeCl2的键长相同，Cl—Be—Cl键角为180°，故BeCl2分子为直线形分子。

共价键强弱的判断

1．由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，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．由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。

3．由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。

4．由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。

1．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

C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱

D．HF比H2O稳定

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变长，键能逐渐变小，所以稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI；由于H—F键的键能大于H—O键，所以稳定性HF＞H2O。

答案　B

2．下表列出部分化学键的键能：

据此判断下列说法正确的是(　　)

A．表中最稳定的共价键是Si—Si键

B．Cl2(g)―→2Cl(g)　ΔH＝－243 kJ·mol－1

C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－183 kJ·mol－1

D．根据表中数据能计算出SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH

解析　键能越大形成的化学键越稳定，表中键能最大的是Si—O键，则最稳定的共价键是Si—O键，A错误；氯气变为氯原子吸收的能量等于氯气中断裂化学键需要的能量，Cl2(g)―→2Cl(g)　ΔH＝243 kJ·mol－1，B错误；依据键能计算反应焓变＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1，C正确；HCl(g)===HCl(l)的ΔH未告知，故无法计算SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH，D错误。

答案　C

知识点二　共价晶体

1．共价晶体

(1)概念：晶体中所有原子通过共价键结合，形成空间网状结构，这样的晶体叫做共价晶体。

(2)共价晶体中只存在共价键，原子间全部通过共价键相结合。

(3)共价晶体中不存在单个分子。如SiO2代表硅原子和氧原子的原子个数比为1∶2，并不代表分子。

2．常见的共价晶体

(1)某些单质，如：金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体Ge等。

(2)某些化合物，如：金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等。

3．共价晶体的物理性质

(1)共价晶体一般有很高的熔、沸点和很大的硬度。

(2)结构相似的共价晶体，共价键的键长越长，键能越小，晶体的熔、沸点