2.1.2键参数——键能、键长与键角 课件 2025-2026学年高二下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、键长与键角三大参数，通过复习乙烯、乙炔中π键与σ键的稳定性差异导入，以“化学键稳定性与分子结构描述”为问题支架，衔接旧知与新知，构建完整知识脉络。 其亮点在于以数据表格和实例分析为核心，通过键能规律（如N≡N与C≡C键能对比）、键长特例（F-F键长与键能反常）培养学生化学观念（结构决定性质）和科学思维（证据推理），结合反应热计算等应用练习，助力学生理解分子稳定性与空间结构，教师可依托此资料提升教学效率。

第一节 共价键 第二章 分子结构与性质 第2课时 键参数—键能、键长与键角 1 复习回顾 思考：化学键的稳定性与什么有关？ 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？ 乙烷 乙烯 乙炔 乙烯的碳碳双键含1个π键，乙炔的碳碳三键中含2个π键，π键不牢固，容易断裂，而乙烷中没有π键，σ键牢固，不易断裂。 共价键的三个键参数——键能、键长与键角 气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 1、定义： 2、单位: 3、条件： 通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。 kJ/mol 衡量共价键的强弱。键能越大，键越牢固，分子越稳定。 4、意义： (键能通常取正值) 键能 C—H键能 413.4 kJ/mol 思考：甲烷中四个碳氢键键能相同吗？ 不同，键能是平均值 提示：断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H键能只是平均值，表2-1中的C—H键能是更多分子中的C—H键能的平均值。 键 键能 (kJ·mol-1) H-H 436.0 F-F 157 Cl-Cl 242.7 Br-Br 193.7 I-I 152.7 C-C 347.7 C=C 615 C≡C 812 C-O 351 C=O 745 N-N 193 N=N 418 N≡N 946 5、键能大小规律： 思考1：对于同种元素形成的单键、双键、三键的 键能有何差异？ 思考2：双键键能不等于单键键能两倍，说明什么？ (不存在倍数关系) 相同原子间的键能： 单键＜双键＜三键 规律一 σ键键能＞ π键键能 （一般情况） 氮氮键反常： σ键键能＜ π键键能 N2不易发生加成反应，乙烯和乙炔易发生加成反应。CO也反常 键能：N≡N＞三倍的N—N， N=N＞两倍的N—N 说明N2 中N≡N非常牢固， N2不易发生加成反应。 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 键能：C≡C＜三倍的C—C，C=C＜两倍的C—C 说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应。 键能 已知N—N、N=N和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C=C和C≡C 键能之比为 1.00∶1.77∶2.34 。下列说法正确的是(　　) 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 C 解题规律： 键能越大，键越牢固，分子越稳定 键能规律：C≡C、C=C的σ键 ＞ π键 特例：N≡N、N=N的σ键＜ π键 大本43页第三题 5、键能大小规律： 键 键能 (kJ·mol-1) 键 键能 (kJ·mol-1) 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 思考3：卤素单质间键能大小有何规律？ 思考4：非金属氢化物之间键能大小关系？ 卤素单质键能： 规律二 Cl2＞Br2＞I2 F2反常 氢化物键能： 规律三 同周期，从左到右递增 同主族，从上到下递减 N-H反常 总结：成键原子半径越大，键能越小 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） 6、键能的应用 ①判断共价键的稳定性 ②判断分子的稳定性 ③估算化学反应的反应热 ΔH = 反应物的总键能 - 生成物的总键能 键能越大，共价键越稳定。 一般结构相似的分子，键能越大，分子越稳定，越不易分解。 ΔH<0时，放热反应；ΔH>0时，吸热反应 键 键能 (kJ·mol-1) H-F 568 H-Cl 431.8 H-Br 366 H-I 298.7 如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI （1）H2 + Cl2 = 2HCl H2 + Br2 = 2HBr ①利用表2-1计算哪一个反应释放的能量更多？ ②说明HCl和HBr哪个容易发生热分解（热稳定性弱）生成相应的单质？ ΔH 1 ΔH 2 ΔH1 = ( 436 + 242.7 - 2×431.8 ) kJ/mol = -184.9 kJ/mol ΔH2 = ( 436 + 193.7 - 2×366 ) kJ/mol = -102.3 kJ/mol 放热多 2HCl = H2 + Cl2 ΔH3 = +184.9 kJ/mol 2HBr = H2 + Br2 ΔH4 = +102.3 kJ/mol 热稳定性：HCl＞HBr 思考与讨论 课本P38 化学键 N≡N O=O F－F 键能(kJ·mol-1) 946 497.3 157 N－H O－H F－H 390.8 462.8 568 （2）N2、O2、F2 与 H2 的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解？ N2、O2、F2的键能越来越小，共价键越容易断裂。 N-H、O-H、F-H的键能越来越大，共价键越容易生成。 ④判断物质的反应能力 6、键能的应用 键能越小， 共价键越容易断裂。 键能越大， 共价键越容易生成。 在无法查阅键能数据的情况下，还有什么角度可以判断N-H、O-H、F-H的共价键强弱？ 键长 1、定义：构成化学键的两个原子的核间距。（平衡位置） 键长 衡量共价键的强弱。 2、意义： 共价半径：相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。 P39资料卡片 Cl2中Cl-Cl键长 共价半径 99pm 198pm 键长越短，键越牢固，分子越稳定。 3、键长大小规律： 化学键 键长/pm 化学键 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 观察下表，找出键能数据中存在规律? (从成键原子的半径，成键个数分析) ①同种类型的共价键： 成键原子的半径越大，键长越大 ②成键原子相同的共价键的键长： 单键 ＞ 双键 ＞ 三键 H-F H-Cl H-Br H-I 键长 (pm) 92 128 141 161 键能 (kJ/mol) 567 431 366 298 4、键能与键长的关系 F-F Cl-Cl Br-Br I-I 141 198 228 267 157 242.7 193,7 152,7 一般情况下，键长越短，键能越大，键越牢固，分子越稳定。 特例： F-F键 不符合“键长越短，键能越大”的规律 原因：原子半径小，F-F的键长短，两原子形成共价键时， 原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小。 物极必反 (3)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。 练习 下列说法正确的是(　　) A、键能越小，表示化学键越牢固，难以断裂 B、两原子核越近，键长越长，化学键越牢固，性质越稳定 C、破坏化学键时消耗能量，而形成新的化学键时则释放能量 D、键能、键长只能定性地分析化学键的特性 C 大本43页第1题 5、键长的应用 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分子的空间结构 键长是影响分子空间结构的因素之一。 为什么CH4的空间结构是正四面体，而CH3Cl只是四面体？ 因为C-H和C-Cl的键长不相等。 键角 1、定义：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。 多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。 通过键角来预测共价分子的空间结构。 2、应用： 3、测定方法：键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得。 CH4 109°28′ H2O 105° CO2 180° 直线形 V形（角形） 正四面体形 练习 键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数。下列有关说法错误的是(　　) A、键长：Si—H>P—H>S—H>Cl—H B、键能：H2O、H2S、H2Se中的键能依次减小 C、键角：CO2>CH4>H2O>NH3 D、乙烯分子中碳碳键的键能：σ键>π键 C 大本43页第2题 练习 下列说法正确的是(　　) A、分子的结构是由键角决定的 B、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 C、CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的键长、键角均相等 D、NH3中两个N—H的键角为120° B 小本140页第7题 小结 成键原子半径 共价键数目 键长 共价键稳定性 相似结构分子稳定性 键能 热分解生成单质的反应 特例：F—F的键长短，键能小 $