第2章 01 第一节 共价键 02 第2课时 键参数—— 键能、键长与键角(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年化学选择性必修二学生用书（人教版）

第2课时　键参数—— 键能、键长与键角 【新课探究】 学习任务 课前自主预习 1.(1)气态分子　气态原子　吸收 (2)①牢固　②稳定　③吸收　释放　<　> 2.(1)核间距　(2)①越大　稳定　②a.越短　b.>　> 3.(1)相邻 (2)①180°　直线　V　角　三角锥　正四面体　正四面体　 ②方向性 4.稳定性　空间结构　X射线衍射 [问题思考] (1)提示:从F原子到I原子半径逐渐增大,分别与H原子形成共价键时,H—F、H—Cl、H—Br、H—I的键长逐渐增长,键能逐渐减小,故分子的稳定性逐渐减弱。 (2)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F2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F2的稳定性差。 (3)提示:不同,白磷分子的键角是指P—P—P的夹角,为60°;而甲烷分子的键角是指H—C—H的夹角,为109°28'。 知识迁移应用 例1　B　[解析] 键能指气态分子中1 mol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;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H2O分子中,O原子有两个未成对电子,它只能跟两个H原子的未成对电子配对,因此,共价键具有饱和性,D正确。 例2　B　[解析] 化学键的键长与键能相关,键能:C—C<CC<C≡C,因此键长:C—C>CC>C≡C,A正确;F原子半径小,F2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:F—F<Cl—Cl,B错误;CO2键角为180°,CH4键角为109°28',C正确;σ键为“头碰头”重叠形成的,强度大,π键为“肩并肩”重叠形成的,强度小,乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键,D正确。 【课堂评价】 1.(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×　(8)× [解析] (7)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)N中4个N—H的键能相同。 2.C　[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;一般键长越长,键能越小,因为原子半径:I>Br>Cl,所以键长:H—I>H—Br>H—Cl,键能:H—I<H—Br<H—Cl,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。 3.C　[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。 4.b>a>c [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。 5.12　a [解析] 由SO3的三聚体环状结构图可知,该分子中共有12个σ键,SO3的三聚体中a是双键,b是单键,双键的电子云重叠程度大于单键,则a的键长较短。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　键参数—— 键能、键长与键角 ◆ 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1 mol化学键解离成　　　　所　　　　的能量;键能通常是298.15 K、101 kPa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。  (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　　　　。  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ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和。ΔH　　0时,为放热反应;ΔH　　　0时,为吸热反应。  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。pm(皮米):1 pm=10-12 m。  (2)应用 ①一般键长越短,键能　　　　,共价键越牢固,分子越　　　　。  ②键长的比较方法 a.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　　　　。  b.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。  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。  (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。 化学式 键角 空间结构 CO2 (OCO)　　　  　　　　形  H2O (H—O)105° 　　形(或称　　形)  NH3 (N—H)107° 　　　　形  CH4 (C—H)109°28' 　　　　形  P4 (P—P)60° 　　　　形  ②多原子分子的键角一定,表明共价键具有　　　　　。  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。 [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。 (2)是否原子半径越小、键长越短,键能就越大,分子就越稳定? (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? 【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。 (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:F—F<Cl—Cl,但键能:F—F<Cl—Cl。 (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H2O(l) H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1。 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。 (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)σ键与π键牢固性比较:由于形成π键时是以“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σ键的重叠程度小得多,故两原子间形成的σ键比π键牢固。 3.键能与ΔH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。 ①当E1>E2时,反应吸收能量;当E1<E2时,反应释放能量。 ②ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。 (2)常见物质中所含化学键的数目 物质 化学键 1 mol物质中化学键的物质的量/mol CH4 C—H 4 H2O O—H 2 NH3 N—H 3 P4 P—P 6 石墨 C—C 1.5 金刚石 C—C 2 晶体硅 Si—Si 2 二氧化硅 Si—O 4 【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 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:C—C >CC >C≡C B.键能:Br—Br <Cl—Cl <F—F C.分子中的键角:CO2>CH4 D.乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键 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)O—H键能通常是指在298.15 K、101 kPa,气态分子中1 mol O—H解离成气态原子所吸收的能量 (　) (3)CC键能等于C—C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:C—C>CC>C≡C (　) (6)N—H的键能是很多分子中的N—H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 (　) (8)N中4个N—H的键能不同 (　) 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:H—I>H—Br>H—Cl D.键角的大小与键能的大小无关 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 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 CO 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　　　　　　。  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σ键,该结构中S—O键长有两类,一类键长约140 pm,另一类键长约160 pm,较短的键为 　　　　(填图中字母)。  学科网（北京）股份有限公司 $