2.1.2键参数—键能、键长、键角 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦共价键的键能、键长与键角，通过展示CH₄、CH₃CH₂OH等分子模型并设问，衔接共价键知识，以键参数为支架帮助学生理解分子结构与性质的关系。 其亮点在于结合键能表格、问题探究培养科学思维，通过对比碳碳键与氮氮键键能规律等实例落实证据推理，课堂小结系统整合知识体现结构决定性质的化学观念，助力学生构建知识网络，为教师提供丰富教学素材提升效率。

第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 第2课时 键参数—键能、键长与键角 学习目标 1.知道共价键的键能、键长和键角等键参数的概念。 2.能利用键能、键长和键角等说明分子的某些性质。 CH4 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 C8H8 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？ 键参数—键能、键长与键角 【新课导入】 3 平均值 一、键能 1、概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 2、单位:是kJ/mol。 键能通常取正值 3、条件：键能可以通过实验测定，键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。 4、意义——衡量共价键的强弱 键能越大，键越牢固 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 某些共价键的键能（kJ·mol－1） 碳碳单键 ＜碳碳双键＜ 碳碳三键 （且不存在倍数关系） σ键键能 ＞ π键键能 氮氮单键 ＜氮氮 双键 ＜ 氮氮三键 σ键键能 ＜ π键键能(反常) (1)判断共价键的稳定性 键能越大，断开化学键需要吸收的能量越多，化学键越稳定。 (2)判断分子的稳定性 结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子越稳定。 (3)判断化学反应中的能量变化 4、键能的应用 如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。 ∆H＝∑E(反应物键能)－∑E (生成物键能) ΔH<0时，放热反应；ΔH>0时，吸热反应 【思考与讨论】 1、1mol H2分别与1mol Cl2、1mol Br2(蒸气)反应， 分别形成2mol HCl 和2mol HBr， 哪一个反应释放的能量更多？ 如何用计算的结构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？ 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 解析：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。 2、N2 、O2 、F2分别与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？ 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。 任务二 键参数——键长 1. 定义 键长是构成化学键的两个原子的核间距。 分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子 处于平衡位置时的核间距。 2. 单位 pm（1 pm＝10-12 m=10-10cm） 键长 141pm 键长 198pm 键长 228pm 键长 267pm 衡量共价键稳定性的另一个参数。 3.键长大小：原子半径决定化学键的键长，一般原子半径越小，共价键的键长越短，键能越大，共价键越稳定 任务二 键参数——键长 4. 规律 键 键长 键能 键 键长 键能 H-H 74 436 C≡C 120 812 F-F 141 157 C-H 109 413.4 Cl-Cl 198 242.7 O-H 96 462.8 Br-Br 228 193.7 N-H 101 390.8 I-I 267 152.7 N≡N 110 946 C-C 154 347.7 Si-Si 235 C=C 133 615 Si-O 162 规律1：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2： 单键键长 ＞ 双键键长 ＞ 三键键长 规律3：一般地，键长越短, 键能越大， 共价键越稳定, 形成的分子越稳定。 问题：观察下表，并找出键能数据中存在的规律? 1、F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？ 某些共价键的键能和键长 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm 原子半径 pm F-F 157 141 64 Cl-Cl 242.7 198 99 Br-Br 193.7 228 114 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。 【思考交流】 11 虽然键能C≡C＞C=C＞C－C，但乙烯、乙炔在发生加成反应时，只有π键断裂(π键的键能一般小于σ键的键能)，即共价键部分断裂。 2、键能C≡C＞C=C＞C－C，为什么乙烯、乙炔为什么比乙烷活泼？ 3、解释CH4分子的空间结构为正四面体形，而CH3Cl分子的空间结构是四面体形而不是正四面体形。 由于C-H和C-Cl 的键长不相等，CH4分子的空间结构为正四面体形，而CH3Cl分子的空间结构是四面体形而不是正四面体形。可见键长可以判断分子的空间结构 共价键稳定性强弱判断方法 1.根据原子半径和共用电子对数目判断： 原子半径越小，共用电子对数越多，共价键越牢固 2.根据键能判断： 键能越大，共价键越牢固 3.根据键长判断： 键长越短，共价键越牢固 归纳总结 键能和键长是定量衡量共价键强弱的重要参数 三、键角 1. 定义 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。 CH4 109°28′ NH3 107°18′ H2O 105° CO2 180° 直线形 V形（角形） 正四面体形 三角锥形 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 。 描述分子空间结构的重要参数。 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得 任务三 键参数——键角 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′。 【思考】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？ 3.根据分子的空间结构判断键角 分子的空间结构 实例 键角 正四面体形 、 ⑤_________ 平面形 苯、乙烯、 等 ⑥______ 三角锥形 形（角形） ⑦______ 直线形 、、 ⑧______ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 16 （1）分子的空间结构是由键角决定的( ) × 答案： 键长和键角共同决定分子的空间结构 （2）和的键角都为 ( ) × 答案： 是直线形分子，的键角为 ；是 形分 子，的键角为 （3）分子中两个的夹角为 ( ) × 答案： 分子中两个的夹角为 （4）和 分子的空间结构都是正四面体形( ) × 答案： 分子的空间结构是四面体形 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 17 键能 键长 共价键的稳定性 一般地，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。 键角 分子的空间结构 决定分子的性质 键参数 决定 决定 课堂小结 课堂小结 原子间 相互作用 共价键 键参数 定量 键角 键长 键能 键的 强弱 分子的 稳定性 特征 方向性 饱和性 测定 晶体 X 射线衍射实验 分子空间结构 原子 轨道重叠 σ 键：轴对称 分 类 π 键：镜面对称 应用体验 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( ) √ √ √ × × 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 解题规律： 键能越大→共价键越牢固→分子越稳定 （2）白磷和甲烷均为正四面体结构，结构如下图所示： 它们的键角是否相同，为什么？ 答案：不同，白磷分子的键角是指相邻之间的夹角，为 ；而甲 烷分子的键角是指的夹角，为 。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 21 1、从键长的角度判断,下列共价键中最稳定的是(　　) A.H—F B.N—H C.C—H D.S—H A 2、关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是(　　) A.键角是描述分子空间结构的重要参数 B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C.键能越大,键长越大,共价化合物越稳定 D.键角的大小与键长、键能的大小无关 C 1.关于键角，下列说法不正确的是( ) A.键角的大小与键长、键能的大小有关 B.分子中的键角： C.键角是描述分子空间结构的重要参数 D.多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性 √ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 23 2.能说明 分子中的4个原子在同一平面的理由是( ) A.之间的夹角为 B.为 键 C.3个的键能相同 D.3个 的键长相等 解析：选A。A项，之间的夹角为 ，3个的夹角和为 ， 能证明是平面结构，说明 分子中的4个原子在同一平面；B项， 为 键即为共价单键，不能证明为平面结构，即不能证明 分 子中的4个原子在同一平面；C项，3个的键能相同，不能证明 为 平面结构，即不能证明分子中的4个原子在同一平面；D项，3个 的键长相等，不能证明为平面结构，即不能证明 分子中的4个原子 在同一平面。 √ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 24 3.分子的中心原子相同时，周围原子电负性大者键角小。、、 三种分子中，键角由大到小的顺序是( ) A. B. C. D. 解析：选C。电负性： ，结合题给信息可知，键角由大到小的 顺序为 。 √ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 25 PART 04 课堂检测 巩固落实 26 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 的化学性质很稳定 B.稀有气体一般难发生反应 C.、、、 的稳定性依次减弱 D.比 稳定 解析：选B。A项，由于分子中存在 ，键能很大，破坏共价键需要 很高的能量，因此 的化学性质很稳定；B项，稀有气体都为单原子分子， 没有化学键；C项，卤族元素从到 ，原子半径逐渐增大，其氢化物中共 价键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，稳定性逐渐减弱；D项，由于 的键能大于的键能，因此比 稳定。 √ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 27 2.三氯化磷分子的空间结构是三角锥形。下列关于三氯化磷分子的叙述不 正确的是( ) A. 分子中三个共价键的键长相等 B.分子中的属于 键 C. 分子中三个共价键的键能相等 D.分子中三个共价键的夹角均为 解析：选D。三氯化磷分子的空间结构是三角锥形,说明 分子中三个共 价键的夹角均不是 。 √ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 28 4．(2025·潮州高二月考)下列有关共价键的键参数的比较不正确的是(　　) A.键长: B.键能: C.分子中的键角: D.乙烯分子中碳碳键的键能: 键 键 √ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 29 $