第2章 第1节 第2课时 共价键的键参数-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（鲁科版 山东专用）

本高中化学讲义聚焦共价键的键参数核心知识点，系统梳理键长、键角、键能的概念、影响因素及意义，结合分子光谱知识，构建“结构-性质”认知支架，帮助学生理解键参数对分子稳定性和空间结构的影响。 资料通过表格对比键参数实例、微点拨澄清认知误区，结合碳硅键能分析等应用实例，培养科学思维与化学观念。课中辅助教师高效授课，课后通过多维训练帮助学生巩固知识，查漏补缺，提升解决实际问题的能力。

第二课时　共价键的键参数 新知探究(一)——键参数 1.键长 概念 两个成键原子的原子核间的距离(简称核间距)叫作该化学键的键长。 影响因素 成键原子半径。一般原子半径越小,键长越短 意义 ①一般而言,化学键的键长愈短,化学键就愈强,键就愈牢固。 ②键长是影响分子空间结构的因素之一 2.键角 (1)概念:在多原子分子中,两个化学键的夹角。 (2)意义:常用于描述多原子分子的空间结构。 (3)几种常见分子的空间结构和键角 分子的空间结构 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° NH3 角形 104.5° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH (4)部分键角图解 3.键能 概念 在1×105 Pa、298 K条件下,断开1 mol 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。单位为kJ·mol-1 表示方法 常用EA—B表示 应用 ①定量地表示化学键的强弱。键能愈大,断开时需要的能量就愈多,化学键就愈牢固。 ②判断分子的稳定性 一般而言,组成和结构相似的分子,化学键键能越大,分子稳定性越强。 ③判断物质在化学反应过程中的能量变化 在化学反应中,旧化学键断裂吸收能量,新化学键形成放出能量,因此反应焓变与键能的关系为ΔH=∑E反应物-∑E反应产物 [微点拨]　①并不是所有共价键都存在三个键参数,如双原子分子中不存在键角。 ②由分子构成的物质,其熔、沸点与共价键的键能和键长无关,而分子的稳定性由键长和键能大小决定。 ③并非所有的共价键都满足“键长越短,键能越大”如卤素单质中的键长:F—F<Cl—Cl,但键能F—F<Cl—Cl。 4.分子光谱 概念 分子从一种能级改变到另一种能级时吸收或发射的光谱 影响因素 分子中的键长、键角和电荷分布等 应用 测定和鉴别分子结构 应用化学 　　碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实: 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/(kJ·mol-1) 347 413 358 226 323 368 1.通常条件下,比较CH4和SiH4的稳定性谁强谁弱? 提示:因为C—H键的键能大于Si—H键的键能,所以CH4比SiH4稳定。 2.硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是什么? 提示:C—C键和C—H键的键能比Si—H键和Si—Si键的键能都大,因此烷烃比较稳定,而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成。 3.SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是什么? 提示:C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定,而Si—H的键能却小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。 [题点多维训练] 1.(2025·山东菏泽高二月考)下列比较错误的是 (　　) A.离子半径:Li+>H- B.键能:C—C>C—Si C.键长:N—N>N==N D.H2O与CH4分子中的键角:CH4>H2O 解析:选A　根据电子层结构相同时,核电荷数越多离子半径越小,可知离子半径:H->Li+,故A错误;碳原子半径小于硅原子半径,键长:C—Si>C—C,键能:C—C>C—Si,故B正确;氮氮单键结合的程度比氮氮双键结合的程度小,键长:N—N>N==N,故C正确;H2O是角形结构,键角为104.5°,CH4是正四面体形结构,键角为109°28',因此H2O与CH4分子中的键角:CH4>H2O,故D正确。 2.(2025·佳木斯市三校联考)工业上制备粗硅的反应为2C+SiO2==Si+2CO↑,若C过量还会生成SiC。下列叙述错误的是 (　　) A.CO分子内含有1个σ键和2个π键 B.键长:C—C<Si—Si,因此C的还原性大于Si的还原性 C.键长:C—Si<Si—Si,因此熔点:SiC>Si D.键能:C—H>Si—H,因此甲硅烷没有甲烷稳定 解析:选B　CO的结构式为CO,则1个CO分子内含有1个σ键和2个π键,故A正确;键长:C—C<Si—Si,共价键的牢固程度:C—C>Si—Si,键长越短,物质越稳定,因此C的还原性小于Si的还原性,故B错误;碳化硅和单晶硅均是由原子构成的,原子半径:C<Si,键长:C—Si<Si—Si,共价键的牢固程度:C—Si>Si—Si,因此熔点:SiC>Si,故C正确;原子半径:C<Si,共价键键长:C—H<Si—H,键能:C—H>Si—H,共价键的牢固程度:C—H>Si—H,因此甲硅烷没有甲烷稳定,故D正确。 3.(2025·山东济宁高二检测)从实验测得不同物质中氧氧键的键长和键能的数据: 氧氧键 数据　　 　　　 O2 键长/10-12 m 149 128 121 112 键能/(kJ·mol-1) x y z=494 w=628 其中x、y的数据尚未测定,但可根据规律性推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律性是 (　　) A.成键的电子数越多,键能越大 B.键长越长,键能越小 C.成键所用的电子数越少,键能越大 D.成键时电子对越偏移,键能越大 解析:选B　观察表中数据发现,O2与的键能大者键长短,中O—O键键长比中的长,所以键能要小。按键长(O—O)由短而长的顺序为<O2<<,键能则应为w>z>y>x。 4.请回答下列问题。 (1)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图片段如图),可由石墨剥离而成,具有很好的应用前景。 ①石墨烯中的化学键是　　　　(填“极性”或“非极性”)键。   ②石墨烯中的键角为　　　　。   (2)已知几种常见化学键的键能如下表: 化学键 Si—O H—O O==O Si—Si Si—C 键能/(kJ·mol-1) 368 467 498 226 x ①比较Si—C键与Si—Si键的键能数值大小:x　　　　(填“>”“<”或“=”)226。   ②已知1 mol 单质硅中含有2 mol Si—Si键,1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键,试计算:1 mol Si完全燃烧放出的热量为　　　　。   解析:(1)由题意知石墨烯是石墨中的一层,石墨是碳元素的一种单质,分子中只存在C—C键,属于非极性键。根据石墨烯的结构,可知石墨烯中键角为120°。(2)①Si—Si键的键长比Si—C键的键长长,键能小。②硅燃烧的化学方程式为Si+O2 SiO2,1 mol Si完全燃烧放出的热量为368 kJ·mol-1×4 mol-498 kJ·mol-1×1 mol-226 kJ·mol-1×2 mol=522 kJ。 答案:(1)①非极性　②120°　(2)①>　②522 kJ 新知探究(二)——键参数对物质性质的影响 　　[典例]　(2025·西安高二期末)关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是 (　　) A.键长越长,键能越大,共价化合物越稳定 B.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小 C.键角是确定多原子分子空间结构的重要参数 D.同种原子间形成的共价键键长:三键<双键<单键 [解析]　键长越长,键能越小,共价化合物越不稳定,键能越大,键长越短,共价化合物越稳定,故A错误;反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,则通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小,故B正确;键长和键角常被用来描述分子的空间结构,键角是描述分子空间结构的重要参数,故C正确;原子间键能越大,核间距越小,键长越短,键能的一般关系为三键>双键>单键,则键长:三键<双键<单键,故D正确。 [答案]　A |归纳拓展|键参数对分子性质的影响 [题点多维训练] 1.共价键参数:键能,键长,键角。其中,决定共价键强弱的重要参数是 (　　) A.键长和键角 B.键能和键角 C.键能和键长 D.键能、键长和键角 解析:选C　键能指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量,键能越大,意味着化学键越稳定,越不容易被破坏。键长是形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短,往往键能越大,共价键越稳定。键能和键长是决定共价键强弱的重要参数。当物质分子内有多个化学键时,化学键之间的夹角叫键角,它反映了分子内原子的空间分布情况,因此键角是描述分子空间结构的重要参数,故答案为C。 2.(2025·天津宝坻高二检测)NH3分子的空间结构是三角锥形,而不是正三角形的平面结构,其充分的理由是 (　　) A.NH3分子中3个N—H键的键能相等 B.NH3分子内3个N—H键的键长相等、键角相等 C.NH3分子内3个N—H键的键长相等,3个N—H键的键角都等于107.3° D.NH3分子内3个N—H键的键长相等,3个N—H键的键角都等于120° 解析:选C　A项,键能的大小与分子的空间结构无关;B项,三个N—H键的键长、键角分别相等,仍有可能为正三角形;D项,与事实不符。 3. [双选]断开1 mol化学键形成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是 (　　) 共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I E/(kJ·mol-1) 436 157 568 432 298 A.432 kJ·mol-1>E(H—Br)>298 kJ·mol-1 B.表中最稳定的共价键是H—F键 C.键的极性:H—I>H—Cl>H—F D.H2(g)+F2(g)==2HF(g) ΔH=543 kJ·mol-1 解析:选CD　键长越短,键能越大,共价键越稳定,键长可以通过原子半径进行比较,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则H—Br键的键能在H—Cl键和H—I键之间,A正确;键能越大,共价键越稳定,表中H—F键的键能最大,因此H—F键最稳定,B正确;元素非金属性越强,得电子能力越强,电子对越偏向此元素,形成共价键的极性越强,即极性:H—F>H—Cl>H—I,C不正确;根据反应热和键能的关系,ΔH=(436+157-2×568)kJ·mol-1=-543 kJ·mol-1,D不正确。 学科网（北京）股份有限公司 $