第2章 02-第一节 共价键-第2课时 键参数——键能、键长与键角(PPT版)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修二配套课件（人教版）

第一节 共价键 1 第2课时 键参数—— 键能、键长与键角 2 学习任务 键参数—— 键能、键长与 键角 ◆ 新课探究 ◆ 课堂评价 ◆ 课后习题 3 学习任务 键参数—— 键能、键长与键角 【课前自主预习】 1.键能 (1)概念 键能是指__________中 化学键解离成__________所______的能 量；键能通常是、 条件下的标准值。键能可通过实 验测定，更多的却是推算获得的。例如，依次断开中的4个 , 所需能量并不相等，因此，中的 键能只是平均值。 气态分子 气态原子 吸收 新 课 探 究 4 (2)应用 ①表示共价键的强弱:键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化 学键越______。 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______。 牢固 稳定 ③判断化学反应的能量变化:在化学反应中，旧化学键的断裂______ 能量，新化学键的形成______能量，因此反应焓变与键能的关系为 反应物键能总和-生成物键能总和。 ___0时，为放热反应； ___0时，为吸热反应。 吸收 释放 新 课 探 究 5 2.键长 (1)概念 键长是构成化学键的两个原子的________。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。 (皮米) 。 核间距 新 课 探 究 6 (2)应用 ①一般键长越短，键能______，共价键越牢固，分子越______。 越大 稳定 ②键长的比较方法 .根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小， 键长_______。 .根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键 键长_____双键键长___三键键长。 越短 新 课 探 究 7 3.键角 (1)概念:在多原子分子中，两个______共价键之间的夹角称为键角。 相邻 (2)应用 ①键角是描述分子空间结构的重要参数。一般来说，如果知道分子 中的键长和键角，这个分子的空间结构就确定了。常见分子中的键 角与分子的空间结构如下表所示。 新 课 探 究 8 化学式 键角 空间结构 ______ ______形 ___形(或称____形) ________形 __________形 __________形 直线 角 三角锥 正四面体 正四面体 ②多原子分子的键角一定，表明共价键具有________。 方向性 新 课 探 究 9 4.键参数对物质性质的影响 键长和键角的数值可通过晶体的___________实验获得。 稳定性 空间结构 射线衍射 新 课 探 究 10 提示：从原子到原子半径逐渐增大，分别与 原子形成共价键时， 、、、 的键长逐渐增长，键能逐渐减小，故 分子的稳定性逐渐减弱。 ［问题思考］ (1)试从键长和键能的角度分析卤素气态氢化物的稳定 性逐渐减弱的原因。 新 课 探 究 11 (2)是否原子半径越小、键长越短，键能就越大，分子就越稳定？ 提示：不一定，电负性大的双原子分子，键长较短的键能不一定大。 如 中氟原子的半径很小，因此键长比较短，而两个氟原子形成共价 键时，核间距很小，排斥力很大，即其键能不大，因此 的稳定性差。 新 课 探 究 12 (3)白磷和甲烷均为正四面体形结 构，如图所示。 它们的键角是否相同，为什么？ 提示：不同，白磷分子的键角是 指的夹角，为 ；而 甲烷分子的键角是指的夹角，为 。 新 课 探 究 13 【核心知识讲解】 1.共价键参数 (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，其熔点、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。 新 课 探 究 14 (3)并非所有的共价键都满足“键长越小，键能越大”，如卤素单质分 子中的键长：，但键能： 。 (4)用键能计算反应热时，对应的反应物及产物都是以气态的形式存 在。否则，还必须考虑物质状态发生变化时的焓变，如 。 新 课 探 究 15 2.共价键强弱的判断 (1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，两 原子间共用电子对数越多，则一般共价键越牢固，含有该共价键的 分子越稳定。 (2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键所 消耗的能量越多。 新 课 探 究 16 (3)由键长判断:一般情况下,共价键的键长越小,共价键越牢固,破坏共 价键所消耗的能量越多。一般而言，对于同种类型的共价键，成键 原子的原子半径越大，键长越长，键能越小。 (4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对 的吸引力越大，形成的共价键一般越稳定。 (5)键与键牢固性比较：由于形成时是以“肩并肩”的方式重叠， 所以其重叠程度比以“头碰头”方式形成的的重叠程度小得多， 故两原子间形成的比牢固。 新 课 探 究 17 3.键能与<m></m>的关系 (1)化学反应中能量变化的原因 化学反应过程是原子重新组合的过程，反应物分子内化学键的断裂 需要吸收能量，生成新物质时形成新的化学键要放出能量。二者的 能量差就决定了反应的能量变化。 新 课 探 究 18 ①当时，反应吸收能量；当 时，反应释放能量。 反应物的键能总和-生成物的键能总和。 新 课 探 究 19 (2)常见物质中所含化学键的数目 物质 化学键 物质中化学键的物质的量/ 4 2 3 6 石墨 1.5 金刚石 2 晶体硅 2 二氧化硅 4 新 课 探 究 20 【知识迁移应用】 例1 下列说法错误的是( ) A.键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越 牢固 B.键长与共价键的稳定性没有关系 C.键角是两个相邻共价键之间的夹角，多原子分子的键角一定，说 明共价键具有方向性 D.共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键 具有饱和性 √ 新 课 探 究 21 [解析] 键能指气态分子中 化学键解离成气态原子所吸收的能量， 键能越大，意味着化学键越稳定，越不容易断裂，A正确； 键长是构成化学键的两个原子的核间距，键长越短，往往键能越大， 共价键越稳定，B错误； 相邻两个共价键之间的夹角称为键角，多原子分子的键角一定，说明 共价键具有方向性，C正确； 新 课 探 究 22 元素的原子形成共价键时，当一个原子的所有未成对电子和另一些原 子中自旋相反的未成对电子配对成键后，就不再跟其他原子的未成对 电子配对成键，如分子中，原子有两个未成对电子，它只能跟 两个 原子的未成对电子配对，因此，共价键具有饱和性，D正确。 新 课 探 究 23 例2 下列有关共价键的键参数的比较中，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： √ 新 课 探 究 24 [解析] 化学键的键长与键能相关，键能： ， 因此键长：，A正确； 原子半径小， 分子内两个氟原子间距近、键长短，同种电荷排斥 力大，因此键能小，所以键能：，B错误； 键角为 ， 键角为，C正确； 为“头碰头”重叠形成的，强度大，为“肩并肩”重叠形成的，强 度小，乙烯分子中碳碳键的键能：，D正确。 新 课 探 究 25 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)共价键的键能越大，键长越短，共价键越牢固( ) √ (2)键能通常是指在、 ，气态分子中 解离成气态原子所吸收的能量( ) √ (3)键能等于 键能的2倍( ) × (4)键角是描述分子空间结构的重要参数( ) √ (5)键长： ( ) √ 课 堂 评 价 26 (6)的键能是很多分子中的 的键能的平均值( ) √ (7)只有非金属元素原子之间才能形成共价键( ) × [解析] 有些金属元素原子和非金属元素原子之间也能形成共价键。 (8)中4个 的键能不同( ) × [解析] 中4个 的键能相同。 课 堂 评 价 27 2.关于键长、键能、键角，下列说法错误的是( ) A.键角和键长共同决定分子的空间结构 B.键长是构成化学键的两个原子的核间距 C.键能： D.键角的大小与键能的大小无关 √ [解析] 键角和键长共同决定分子的空间结构,A正确; 键长是构成化学键的两个原子的核间距,B正确; 课 堂 评 价 28 2.关于键长、键能、键角，下列说法错误的是( ) A.键角和键长共同决定分子的空间结构 B.键长是构成化学键的两个原子的核间距 C.键能： D.键角的大小与键能的大小无关 √ 一般键长越长,键能越小,因为原子半径：,所以键长： ,键能： ,C错误; 键角大小取决于成键原子轨道的夹角,与键能无关,D正确。 课 堂 评 价 29 3.关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是( ) A.键角是确定多原子分子空间结构的重要参数 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的能量变 化情况 C.键能越大，键长越长，共价化合物越稳定 D.同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循:三键 双键 单键 √ 课 堂 评 价 30 [解析] 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，A正确； 化学反应中的能量变化就是断裂反应物化学键吸收的能量与形成生成 物化学键释放的能量的差值，因此通过反应物和生成物分子中键能数 据可以粗略预测反应的能量变化情况，B正确； 键长越短，键能越大，共价化合物越稳定，C错误； 同种原子间形成的共价键数目越多，结合得就越牢固，键长长短总是 遵循：三键 双键 单键，D正确。 课 堂 评 价 31 4.甲醇的分子结构如图所示。 已知某些共价键的键能: 化学键 H—H C—H H—O C—O C O 键能/ (kJ·mol-1) 436 413 463 351 745 甲醇分子中的键长a、b、c从长到短的顺序为　　　　　　。  b>a>c 课 堂 评 价 32 [解析] 甲醇的结构简式为CH3OH,根据分子结构及化学键知识可知: a pm对应C—H,b pm对应C—O,c pm对应O—H,一般来说,共价键的键能 越大,化学键越稳定,键长越短,这是因为键能大意味着原子间结合得更 牢固,原子间的距离(即键长)就更短。 已知C—H键能为413 kJ·mol-1,C—O键能为351 kJ·mol-1,O—H键能为 463 kJ·mol-1,键能大小关系为E(C—O)<E(C—H)<E(O—H); 根据键能与键长的关系,键能越小,键长越长,所以键长关系为b>a>c。 化学键 H—H C—H H—O C—O C O 键能/(kJ·mol-1) 436 413 463 351 745 课 堂 评 价 33 5.固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该 分子中含有____个，该结构中 键长有两 类，一类键长约 ，另一类键长约 ， 较短的键为__(填图中字母)。 12 [解析] 由的三聚体环状结构图可知，该分子中共有12个 键， 的三聚体中是双键， 是单键，双键的电子云重叠程度大于单键，则 的键长较短。 课 堂 评 价 34 课后习题 35 知识点一 键能与键长 1.人们常用表示卤化氢代表、、、 ，下列说法中正确的是 ( ) A.形成共价键的两个原子之间的核间距叫作键长 B.的键长是 中最长的 C.是 D.的键能是 中最小的 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 36 [解析] 形成共价键的两个原子之间的核间距叫作键长,A正确; 、、、中原子半径最小,H—F的键长是H—X中最短的,B错误; H—F是H的1s轨道与F的2p轨道“头碰头”重叠成键,是 σ键,C错误; 键长越短键能越大,H—F的键长是H—X中最短的,键能是H—X中最大 的,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 37 2.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( ) A.常温常压下，氯气呈气态而溴单质呈液态 B.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸 C.稀有气体一般难发生化学反应 D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 38 [解析] 氯气的相对分子质量比溴单质小,所以沸点比溴单质低,在常温 常压下氯气呈气态而溴单质呈液态,与分子内共价键的键能无关,A错误; 物质的挥发性与分子内键能的大小无关,B错误; 稀有气体是单原子分子,无化学键,难发生化学反应的原因是它们的价 层电子已形成稳定结构,C错误; 氮气比氧气稳定是因为N2分子中共价键的键能(946 kJ·mol-1)比O2分子 中共价键的键能(497.3 kJ·mol-1)大,在化学反应中更难断裂,D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 39 3.已知1000 ℃时部分卤化氢的分解率如下表: 下列说法正确的是( ) A.卤素原子的电负性:Cl<Br<I B.键的键长:H—Cl<H—Br<H—I C.键的键能:H—Cl<H—Br<H—I D.卤化氢的热稳定性:HCl<HBr<HI √ 卤化氢 分解率/% HCl 0.001 4 HBr 0.5 HI 33 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 40 [解析] 卤素原子的电负性顺序应为Cl>Br>I (同主族自上而下电负性递减),A错误; σ键的键长由原子半径决定,Cl、Br、I的原子 半径依次增大,故键长顺序为 H—Cl<H—Br<H—I,B正确; σ键的键能与键长成反比,键长越短键能越大,因此键能顺序应为 H—Cl>H—Br>H—I,C错误; 分解率越高,热稳定性越差,表中1000 ℃时分解率:HCl<HBr<HI,故热稳 定性顺序应为HCl>HBr>HI,D错误。 卤化氢 分解率/% HCl 0.001 4 HBr 0.5 HI 33 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 41 4.二氯化二硫 是非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有 刺激性恶臭，熔点：，沸点： 。下列对于二氯化二硫 的叙述正确的是( ) A.二氯化二硫的电子式为 B.分子中既有极性键又有非极性键 C.分子中的键长大于 的键长 D.分子中的键能小于 的键能 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 42 [解析] S2Cl2分子中2个S原子之间形成1个共用电子对,1个Cl原子与1个 S原子之间形成1个共用电子对,可知S2Cl2的电子式为 , 故A错误; S2Cl2中Cl—S属于极性键,S—S属于非极性键,故B正确; 同周期主族元素从左往右原子半径逐渐减小,所以氯原子半径小于硫原 子半径,键长越短键能越大,所以分子中S—Cl的键长小于S—S的键长, S—Cl的键能大于S—S的键能,故C、D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 43 5.从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据如表所示。 键长/ 149 128 121 112 键能/ 其中、 的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序 为 ，该规律是( ) 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，键能越小 D.成键时电子对越偏移，键能越大 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 44 [解析] 键长，而键能 ，可知键长 越长，键能越小，B正确。 键长/ 149 128 121 112 键能/ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 45 知识点二 键角 6.下列说法中正确的是( ) A.分子的结构仅由键角决定 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.、、、中 的键长、键角均相等 D.O分子中两个的夹角为 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 46 [解析] 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、键角等,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; 、、、中键角均相等,但卤素原子的半径不同,所以 的键长不相等,故C错误; H2O分子中两个H—O的夹角为105°,故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 47 7. 分子的空间结构是三角锥形而不是平面正三角形，最充分的理 由是( ) A.分子内3个 键长均相等 B. 分子内3个价键的键角和键长均相等 C.分子内3个的键长相等，键角都等于 D.分子内3个的键长相等，键角都等于 [解析] 分子内的键角和键长都相等，可能有两种情况，一是平 面正三角形，二是三角锥形。如果键角为 ，则必然为平面正三 角形，故选C项。 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 48 8.如图所示六氟化硫分子呈正八面体结构,在高电压下仍有良好的绝 缘性,性质稳定,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸到空气中会引起 温室效应。下列有关六氟化硫的说法正确的是( ) A.六氟化硫分子中各原子最外层均为8电子稳定结构 B.六氟化硫易燃烧生成二氧化硫 C.六氟化硫分子中含极性键、非极性键 D.是,且中6个 键长、键能都相等 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 49 [解析] 根据题图知,每个F原子和1个S原子形成1对共 用电子对,每个S原子和6个F原子形成6对共用电子对, 所以F原子最外层达到8电子稳定结构,但S原子最外层 不是8电子结构,A项错误; 六氟化硫中S元素为+6价,F元素无正价,六氟化硫不易燃烧,B项错误; 六氟化硫分子中的S—F均为极性键,不含非极性键,C项错误; 六氟化硫分子中S—F是σ键,SF6为正八面体结构,所以分子中S—F键长、 键能都相等,D项正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 50 9.科学家获得了极具理论研究意义的气态 分子，其分子结构如图 所示。已知断裂吸收热量，形成 放出 热量，根据以上信息和数据，判断下列说法中正确的是( ) A. 属于一种新型的化合物 B. 分子中存在极性键 C.分子中键角为 D.转变成将放出 热量 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 51 [解析] N4分子是一种单质,与氮气互为同素异形体, 故A错误; N4分子中的共价键为氮氮键,由同种元素原子形成, 属于非极性键,故B错误; 由分子结构可知N—N—N键角为60°,故C错误; 1 mol N4分子中含有6 mol N—N,可生成2 mol N2,形成2 mol N≡N,则 1 mol N4(g)转变为N2(g),化学键断裂吸收的热量为6×167 kJ=1002 kJ, 化学键形成放出的热量为2×942 kJ=1884 kJ,所以反应放热,放出的热 量为1884 kJ 1002 kJ=882 kJ,故D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 52 10.据预测,到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。 H2S在催化活性炭(AC)表面的迁移,对煤的清洁和综合应用起了很大的 促进作用,其机理如图所示,其中ad表示物质的吸附状态。下列有关叙 述错误的是( ) A.图中阴影部分表示H2S分子的吸附与 解离,解离过程消耗能量 B.H2S中H—S的键能小于H2O中H—O的 键能 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 53 C.H2S和H2O具有相同的分子结构,则H2S中H—S—H的键角小于H2O 中H—O—H的键角 D.图中反应过程中只有H—S的断裂,没有H—S的形成 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 54 [解析] 图中阴影部分H2S(g)→H2S(ad)为H2S在催化剂表面的吸附, H2S(ad)→2H(ad)+S(ad)表示H2S的解离,解离过程是断键过程,消耗能 量,A正确; O原子半径小于S,H—O比H—S的键长短,所以H2S中H—S的键能小于 H2O中H—O的键能,B正确; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 55 H2S和H2O具有相同的分子结构,由于O的电负性大于S,H2O中O对成键 电子对的吸引更强,成键电子对间斥力更大,所以H2S中H—S—H的键角 小于H2O中H—O—H的键角,C正确; 从图中可以看到,阴影部分出现H(ad)和S(ad),说明有H—S的断裂,同时 存在S(g)和H2(g)生成H2S(g), 有H—S的形成,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 56 11.已知下列化学键的键能单位： 。 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 347.7 497.3 276 193 462.8 390.8 142 339 247 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 57 回答下列问题： (1)过氧化氢不稳定，易发生分解反应 ， 利用键能数据计算该反应的反应热为_________________ 。 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 347.7 497.3 276 193 462.8 390.8 142 339 247 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 58 [解析] 反应的反应热 反应物的 键能之和 生成物的键能之和 。 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 347.7 497.3 276 193 462.8 390.8 142 339 247 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 59 (2)、、 的键能逐渐减小，原因是_______________ ___________________________________________________________ _____________________________，据此可推测 的键能范围为 ______________的键能 _______________。 、、 位于 同一主族，原子半径逐渐增大，、、的键长 逐渐变长，因而键能依次减小 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 347.7 497.3 276 193 462.8 390.8 142 339 247 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 60 [解析] 键长越长，键能越小，、、 位于同一主族，原子半径逐 渐增大，导致、、 的键长逐渐变长，键能逐渐减 小；、、位于同一主族，原子半径逐渐增大，导致 、 、的键长逐渐变长，键能依次减小，所以 的键能 的键能的键能，即 的键能 。 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 347.7 497.3 276 193 462.8 390.8 142 339 247 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 61 (3)有机物是以碳骨架为基础的化合物，即碳原子间易形成 长链， 而氮原子与氮原子间，氧原子与氧原子间难形成 长链和 长链，原因是_______________________________________________ ___________________________________________________________ _____________。 的键能较大，较稳定，因而易形成长链，而、的键能小，不稳定、易断裂，因此难以形成、长链 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 347.7 497.3 276 193 462.8 390.8 142 339 247 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 62 [解析] 键能越大，化学键越牢固，越不容易断裂，分子越稳定，由 表中数据可知，的键能较大，易形成 长 链，而、的键能较小键能分别为 、 ，化学键不牢固，容易断裂，所以氮原子与氮原子间、 氧原子与氧原子间难形成长链和 长链。 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 347.7 497.3 276 193 462.8 390.8 142 339 247 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 63 $