第2章 第1节 第2课时 键参数——键能、键长与键角-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（人教版 单选版）

本讲义聚焦键参数核心知识点，系统梳理键能（衡量共价键强弱与分子稳定性）、键长（影响键能及分子稳定性）、键角（决定分子空间结构）的概念、数据特点与应用，构建完整的键参数知识学习支架。 资料特色在于结合生活实例（如紫外光破坏蛋白质化学键）体现化学观念，通过多维训练（键能计算、键长比较）培养科学思维，实验数据与理论结合促进科学探究。课中辅助教师讲解，课后助学生巩固，提升知识应用能力。

第2课时　键参数——键能、键长与键角 新知探究(一)——键能 1.概念 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量,单位是kJ·mol-1。 2.数据特点 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。 3.应用 应用 解释 衡量共价键的强弱 键能越大,断开化学键时需要的能量越多,化学键越稳定 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 利用键能估算 化学反应的热效应 ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能 应用化学　 1.已知,波长为300 nm的紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol-1,C—C、C—N、C—S的键能分别是347.9 kJ·mol-1、305 kJ·mol-1、272 kJ·mol-1,从键能角度解释紫外光对人体有害的原因。 提示:波长为300 nm的紫外光的光子所具有的能量比蛋白质分子中重要的化学键C—C、C—N、C—S的键能都大,紫外光的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子。 2.防晒霜之所以能有效地减轻紫外光对人体的伤害,其原因之一是它的有效成分的分子中有π 键。这些分子中的 π键的电子在吸收紫外光后被激发,从而能阻挡部分紫外光。由此说明其中键能:π 键　　　　σ键。  提示:< [题点多维训练] 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (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)C==C的键能等于C—C的键能的2倍 (×) (3)σ键一定比π键牢固 (×) 2.下列事实不能用键能的大小来解释的是 (　　) A.N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.O2比N2更容易与H2反应 解析:选B　由于N2分子中存在N≡N,键能很大,破坏共价键需要较多的能量,N2的化学性质很稳定,A正确;稀有气体都为单原子分子,分子内部没有化学键,B错误;卤族元素从F到I原子半径逐渐增大,其氢化物中的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱,C正确;由于N≡N的键能大于OO的键能,D正确。 3.已知各共价键的键能如表所示,下列说法不正确的是 (　　) 共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I 键能/(kJ·mol-1) 436.0 157 568 431.8 298.7 A.键的极性大小顺序:H—I>H—Cl>H—F B.表中最稳定的共价键是H—F C.431.8 kJ·mol-1>E(H—Br)>298.7 kJ·mol-1 D.上述键能可以说明稳定性的顺序是HF>HCl>HI 解析:选A　电负性的差值越大,键的极性越强,F、Cl、I与H的电负性差值逐渐减小,因此键的极性大小顺序:H—I<H—Cl<H—F,故A错误;键能越大,共价键越稳定,因此表中最稳定的共价键是H—F,故B正确;根据表格中数据得到E(H—Br)介于H—I和H—Cl之间,即431.8 kJ·mol-1>E(H—Br)>298.7 kJ·mol-1,故C正确;键能越大,分子越稳定,因此键能可以说明稳定性的顺序是HF>HCl>HI,故D正确。 4.某些化学键的键能(kJ·mol-1)如表所示: 化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I 键能 436.0 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7 (1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧,放出热量　　　kJ。  (2)在一定条件下,1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量由多到少的顺序是　　　　(填字母)。  a.Cl2>Br2>I2　b.I2>Br2>Cl2　c.Br2>I2>Cl2 预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热　　　　(填“多”或“少”)。  解析:(1)根据键能数据可得,H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)　ΔH=436.0 kJ·mol-1+242.7 kJ·mol-1-431.8 kJ·mol-1×2=-184.9 kJ·mol-1,1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2都是1 mol,生成2 mol HCl,故放出的热量为184.9 kJ。(2)由表中数据计算知1 mol H2在Cl2中燃烧放热最多,在I2中燃烧放热最少,由以上结果分析,生成物越稳定,放出热量越多。因稳定性:HF>HCl,故1 mol H2在F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。 答案:(1)184.9　(2)a　多 5.碳和硅的有关化学键键能见下表。 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/ (kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 323 368 (1)硅与碳同族,也有一系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,从键能角度分析其原因 　。  (2)SiH4的稳定性小于CH4的稳定性,更易生成氧化物,其原因为 　。  答案:(1)C—C和C—H的键能较大,所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成　(2)C—H的键能大于C—O,C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O,所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O 新知探究(二)——键长 1.概念 构成化学键的两个原子的核间距。 [微点拨]　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.数据获得 键长的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。 3.键长影响因素 (1)同种类型的共价键,成键原子的半径越小,键长越短。 (2)成键原子相同的共价键的键长与共价键数目有关系,当两个原子形成双键或者三键时,原子轨道的重叠程度增大,原子之间的核间距减小,键长变短,即单键键长>双键键长>三键键长。 4.应用 定量衡量共价键的强弱或分子的稳定性。共价键的键长越小,往往键能越大,相应分子越稳定。 [微点拨]　一般来说,键长越短,键能越大。但F—F键长短,键能小,是因为两个氟原子形成共价键时,原子核之间的距离很近,电子间排斥力很大,因此键能不大。 [题点多维训练] 1.下列说法正确的是 (　　) A.在分子中,两个成键的原子间的距离叫键长 B.键长:N—H>P—H C.H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol-1,H—Br键的键能为366 kJ·mol-1,这可以说明HCl比HBr分子稳定 D.键能越大,表示该分子越容易受热分解 解析:选C　形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长,A错误;成键原子的半径越大,键长越长,原子半径:P>N,键长:P—H>N—H,B错误;键能越大,含有该键的物质越稳定,越不易分解,C正确,D错误。 2.参考下表中化学键的键能与键长数据,判断下列分子最稳定的是 (　　) 化学键 C—H N—H O—H H—F 键能/(kJ·mol-1) 413.4 390.8 462.8 568 键长/pm 109 101 96 92 A.CH4 B.NH3 C.H2O D.HF 解析:选D　物质中的化学键键能越大,断裂时吸收的能量越多,则化学键越稳定,分子也越稳定,从题表中可知,H—F的键能最大,最难断裂,因此最稳定的分子为HF。 3.氢分子形成过程中,体系能量变化如图,下列说法中,不正确的是 (　　) A.由①到④,电子在核间区域出现的概率增大 B.由④到⑤,需要由外界提供能量 C.有催化剂存在时,若键的键长增大,则键能也增大 D.两个氢原子的核间距从无穷远到0.074 nm的过程是成键过程,对外释放能量 解析:选C　共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作用,所以由①到④,电子在核间出现的概率增加,故A正确;由④稳定状态,通过吸收能量变为⑤,因此需要由外界提供能量,故B正确;催化剂不能改变键长和键能,故C错误;根据能量越低越稳定,氢气是稳定的状态,因此H—H的键长为0.074 nm,则两个氢原子的核间距从无穷远到0.074 nm的过程是成键过程,形成新键释放能量,故D正确。 4.已知某些共价键的键能、键长数据如表所示: 共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I O—H 键能/(kJ·mol-1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8 键长/pm 198 228 267 96 共价键 C—C C==C C≡C C—H N—H N==O O—O O==O 键能/(kJ·mol-1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3 键长/pm 154 133 120 109 101 (1)下列推断正确的是　　　　(填字母)。  A.热稳定性:HF>HCl>HBr>HI B.氧化性:I2>Br2>Cl2 C.沸点:H2O>NH3 D.还原性:HI>HBr>HCl>HF (2)在HX(X=F、Cl、Br、I)分子中,键长最短的是　　　　,最长的是　　　　;O—O的键长　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)O==O的键长。  解析:(1)根据表中数据知,同主族元素从上至下气态氢化物的键能逐渐减小,热稳定性逐渐减弱,A项正确;从键能看,氯气、溴单质、碘单质的热稳定性逐渐减弱,由原子结构知,氧化性也逐渐减弱,B项错误;H2O在常温下为液态,NH3在常温下为气态,则H2O的沸点比NH3的高,C项正确;还原性与得失电子能力有关,还原性:HI>HBr>HCl>HF,D项正确。 答案:(1)ACD　(2)HF　HI　大于 新知探究(三)——键角 1.概念 在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角。 2.数据获得 键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。CO2的键角为180°,是直线形分子;H2O的键角为105°,是V形(或称角形)分子。 3.应用 (1)键角是描述分子空间结构的重要参数,键角和键长决定分子的空间结构。 (2)多原子分子的键角一定,表明共价键具有方向性。 (3)分子的许多性质都与键角有关。 应用化学　 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? 提示: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'。 2.实验测得H2S为共价化合物,H—S—H的夹角为92.3°,键长相同,则H2S的空间结构是什么? 提示:H2S分子是V形结构。 [题点多维训练] 1.能说明BF3分子中的4个原子在同一平面的理由是 (　　) A.两个键之间夹角为120° B.B—F键为非极性共价键 C.3个B—F键的键能相同 D.3个B—F键的键长相等 解析:选A　当F—B—F键角为120°时,BF3分子中的4个原子共面且分子构型为平面三角形。分子的空间构型由分子化学键的键长和键角决定。 2.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分子中两个N—H的键角为120° 解析:选B　分子结构涉及原子在空间中的位置,与化学键种类有关,包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角,故A错误;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,故B正确;CF4、CCl4、CBr4、CI4中卤素原子的半径不同,所以C—X的键长不等,但键角均相等,故C错误;NH3分子中两个N—H的键角为107°,故D错误。 3.NH3分子的空间结构是三角锥形而不是平面三角形,最充分的理由是 (　　) A.NH3分子内3个N—H的键长均相等 B.NH3分子内3个N—H的键角和键长均相等 C.NH3分子内3个N—H的键长相等,键角都等于107° D.NH3分子内3个N—H的键长相等,键角都等于120° 解析:选C　NH3分子内的键角和键长都相等,可能有两种情况,一是平面三角形,二是三角锥形。如果键角为107°,则为三角锥形。 4.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 解析:选A　CH4、NH3、CO2分子中的键角分别为109°28'、107°、180°,故A错误;原子半径越大,形成的共价键的键长越长,Cl、Br、I的原子半径依次增大,所以与H形成的共价键的键长依次增大,故B正确;元素的非金属性越强,形成的共价键越稳定,共价键的键能越大,则H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小,故C正确;非金属性:O>P>Si,则简单氢化物的稳定性:H2O>PH3>SiH4,故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $