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

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.了解共价键键参数的含义，能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质(重点)。 2.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响，探析微观结构对宏观性质的影响(难点)。 2 新课导入 内容索引 目标一 键能 目标二 键长 目标三 键角 一、键能 定义： 1．键能 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 测定标准： 通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa条件下的标准值 可通过实验测定，更多的却是推算获得的，键能数据是平均值 一、键能 2．键能的应用 (1)衡量共价键强弱 键能越大，共价键越牢固。 (2)判断分子的稳定性 一般结构相似的分子，键能越大，分子越稳定。 (3)利用键能估算化学反应焓变 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。 某些共价键键能/kJ·mol-1 EH-F>EH-Cl>EH-Br>EH-I 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 思考交流 1.试利用课本表2-1的数据进行计算，1 mol H2分别与1 mol Cl2、1 mol Br2(蒸气)反应，分别形成2 mol HCl和2 mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果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？ 利用ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。生成2 mol HCl和2 mol HBr分别放出184.9 kJ和102.3 kJ热量，显然生成氯化氢放热多，所以HCl比HBr更易生成，更难分解，或者说溴化氢分子更容易发生热分解。 思考交流 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这一化学事实(参考课本表2-1某些共价键的键能)。 由于N≡N、O==O、F—F的键能依次减小，共价键越来越容易断裂，而N—H、O—H、F—H的键能依次增大，生成物分子越来越稳定，所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。 应用体验 碳和硅的有关化学键的键能如表所示。 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 318 452 分析数据，下列说法不正确的是 A.C==O的键能为702 kJ·mol-1 B.SiH4的稳定性小于CH4 C.一般成键原子的半径越大，键能越小 D.C与C之间比Si与Si之间更易形成π键 √ 二、键长 原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。 定义： 1．键长 构成化学键的两个原子的核间距 可以通过晶体的X射线衍射实验获得 二、键长 是衡量共价键强弱的另一重要参数，键长越短，键能越大，共价键越稳定。 某些共价键键能/(kJ·mol－1)、键长/pm (1 pm=10-12 m) 键 键能 键长 键 键能 键长 H—H 436.0 74 C—C 347.7 154 F—F 157 141 C==C 615 133 Cl—Cl 242.7 198 C≡C 812 120 Br—Br 193.7 228 C—H 413.4 109 I—I 152.7 267 O—H 462.8 96 2．键长的应用 (1)键长与键能 二、键长 2．键长的应用 (2)键长与分子结构 键长是影响分子空间结构的因素之一。 如CH4分子的空间结构是正四面体形，而 CH3Cl分子是四面体形，原因是C—H和C—Cl的键长不相等。 CH4 CH3Cl 思考交流 1.根据表中的数据，分析键长、键能、物质热稳定性之间的关系。 键 键长/pm 键能/(kJ·mol-1) HX的热分解温度/℃ H—Cl 127.4 431.8 1 000 H—Br 141.4 366 600 H—I 160.9 298.7 300 数据表明：共价键的键长越短，键能越大，该共价键越稳定，含该键的分子越稳定，越不容易热分解。 思考交流 2.数据表明F—F的键长比Cl—Cl的键长短，但键能却比Cl—Cl的键能小，为什么？ 氟原子的半径很小，因而F—F的键长比Cl—Cl的键长短，但同时由于F—F的键长短，两个氟原子在形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能比Cl—Cl的键能小。 应用体验 1.正误判断 (1)双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定 (2)键长：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C (3)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 (4)键长不仅影响分子的稳定性，还影响分子的空间结构 × √ √ √ 2.已知X—X、Y—Y、Z—Z的键长分别为198 pm、74 pm、154 pm，则它们单质分子的稳定性： 。 Y2>Z2>X2 15 应用体验 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 ，该规律是 。 3.下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据： b>a>y>x O—O O2 键长/(10-12 m) 149 128 121 112 键能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628 键长越短，键能越大 16 归纳总结 定性判断键长的方法 (1)根据原子半径进行判断 在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。 (2)根据共用电子对数判断 相同的两原子形成的共价键，形成双键或者三键时，原子轨道重叠程度 增大，原子核间距减小，键长变短，故单键键长＞双键键长＞三键键长。 三、键角 1．键角 多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。 2．数据 键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。 CO2为直线形分子，H2O为V形(或称角形)分子，NH3为三角锥形分子。 ——描述分子空间结构的重要参数 键角一定，表明共价键具有方向性 思考交流 1.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？ 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之间的夹角，为109°28'。 思考交流 2.分子的稳定性和空间结构分别与哪些键参数有关？ 分子的稳定性主要与键能、键长有关；分子的空间结构主要与键长和键角有关。 应用体验 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：CO2>H2O C.键角是确定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 √ 应用体验 2.下列有关说法不正确的是 A.CH4、NH3、CO2分子中的键角依次增大 B.HCl、HBr、HI分子中的键长依次增大 C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小 D.H2O、PH3、SiH4分子的稳定性依次减弱 √ 自我测试 1.下列能说明BF3分子中四个原子在同一平面的是 A.任意两个键的夹角为120° B.B—F是非极性共价键 C.三个B—F的键能相同 D.三个B—F的键长相等 √ 自我测试 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.PCl3分子中三个共价键的键长、键角都相等 B.PCl3分子中的P—Cl属于σ键 C.PCl3分子中三个共价键的键能相等 D.PCl3分子中三个共价键的夹角均为120° √ 自我测试 3.下列各组比较项目对应的数据关系中，前者比后者大的是 A.CH4分子与P4分子中的键角 B.C2H2与C6H6分子中碳碳键的键长 C.新制的氨水与氯水中的微粒种数 D.H2O2与O2分子中氧氧键的键能 √ 归纳总结 本节内容结束 Lavf59.27.100 $