2.1.2键参数键能键长与键角学案高二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2.1.2键参数—键能、键长与键角【课程目标】课程目标学科素养1..理解键能、键长、键角等键参数的概念。2.能应用键参数一键能、键长、键角说明简单分子的结构和性质。a.微观探析：共价键的键参数对物质性质的影响【教学重难点】重点：通过键参数解释物质的结构与性质难点：通过键参数解释物质的结构与性质一、新课导入—思考与讨论从电负性角度如何解释HCl、HBr和HI的稳定性的差异？[思考交流]共价键的强弱用什么来衡量？我们如何用化学语言来描述不同分子的空间结构和稳定性？二、学生讨论（对照学案分组讨论、同步板书）三、聚焦展示学习目标一、键能1.概念：2.单位：3.条件：键能可以通过测定，但更多的是获得的，通常是K、kPa条件下的标准值，获取值。例如，断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表21中的C—H键能是更多分子中的C—H键能的平均值。【活动一】请找出键能数据中的规律。规律：成键原子相同的共价键的键能大小关系：的键能＜的键能＜的键能形成共价键的原子的越大，键能越。[思考交流]N2、O2、F2分别与H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？提示：N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946kJ·mol1、497.3kJ·mol1、157kJ·mol14.应用①判断的稳定性破坏1mol化学键所需能量越多，即共价键的键能越大，则共价键越。②判断分子的稳定性一般来说，结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越。如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。③估算化学反应的同一化学键解离成气态原子所吸收的能量与气态原子结合形成化学键所释放的能量在数值上是相等的，故根据化学键的键能数据可计算化学反应的反应热，即ΔH=﹣。【针对训练1】（2021·新疆·乌鲁木齐市第四中学高二期中）能够用键能的大小解释的是（）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，硫酸是难挥发性的酸C．稀有气体一般难发生化学反应D．氮气在常温下很稳定，化学性质不活泼学习目标二、键长1.概念：构成化学键的两个的核间距。2.单位：（1pm＝1012m）【活动二】请找出键长数据中的规律和键长与键能之间的关系，完成第4点。3.判断键长的方法①根据原子半径：原子半径决定化学键的键长，成键原子的半径越小，键长越。如键长：H－I>H－Cl>H－F；Br－Br>Cl－Cl>F－F；Si－Si>Si－C>C－C。②根据共用电子对数目：对于相同的两原子形成的共价键而言，当两个原子间形成双键、键时，由于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，故键长>键长>键长。如键长：C－C>C=C>C≡C。[思考交流]FF不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？【针对训练2】（2021·全国·高二课时练习）反映共价键强弱的物理量是（）A．键能 B．键能、键长C．键能、键长、键角 D．键长、键角学习目标三、键角1.概念：在多原子分子中，两个相邻之间的夹角称为键角。[思考交流]同为三原子分子，为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是V形（角形）？2.常见分子的键角：CO2、H2O、NH3二氧化碳分子键角呈180°，分子呈现直线形；水分子键角呈105°，分子呈现形，氨分子键角是107°，分子呈现形。键角可反映分子的，是描述分子结构的重要参数，多原子分子的键角一定，表明共价键具有性。3.应用①键长和键角决定分子的空间结构。②常见分子中的键角与分子空间结构。【针对训练3】键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是（）A．在分子中，两个成键原子间的距离叫做键长B．型分子的键角均为180°C．C—C键的键能为347.7，但C=C键的键能小于D．H—Cl键的键能为431.8，故HCl分解成1mol和1mol时，消耗的能量为863.6kJ四、课堂小结自我检测1.（2021·全国·高二课时练习）下列说法中，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，说明共价键有方向性D．共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键有饱和性2．（2021·全国·高二）关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是（）A．键角是描述分子立体结构的重要参数B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键长越长，键能越大，共价键越稳定D．键角的大小与键能的大小无关3．（2021·吉林·蒙古族中学高二期中）关于键长、键能和键角，下列说法中错误的是（）A．C=C键等于CC键键能的2倍B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键角是描述分子立体结构的重要参数D．因为OH键的键能小于HF键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强4．（2021·辽宁·辽河油田第二高级中学高二期中）下列有关卤化氢的说法正确的是（）A．键长：H—F>H—Cl>H—Br>H—IB．键能：H—F<H—Cl<H—Br<H—IC．形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长D．H—F键是p—pσ键5、（2021·全国·高二课时练习）某些化学键的键能如下表：键HHHIHFHClHBrIIClClBrBr键能436299568432366153243194根据表中数据回答问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是___________(填字母，下同)。A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2(2)下列氢化物中，最稳定的是___________A．HF B．HCl C．HBr D．HI(3)X2+H2=2HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)的反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。(4)1molCl2在一定条件下与等物质的量的H2反应，放出的热量是___________kJ。相同条件下，X2分别与H2反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是___________。2.1.2键参数—键能、键长与键角一、知识填空学习目标一：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量、kJ•mol1；实验、推算、298.15K、100kPa、平均；单键、双键、三键、原子半径、小；共价键、牢固、稳定、反应热、ΔH=反应物中化学键键能之和﹣生成物中化学键键能之和。[思考交流]N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，其原因是其键能越来越小，共价键越来越容易断裂。学习目标二：原子、pm、短；单键键长>双键键长>三键键长；[思考交流]F原子半径很小，因此FF的键长短，而由于键长短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小。学习目标三：共价键；直线形、V形、三角锥形、空间构型、方向性[思考交流]化学键的键角不同二、针对训练1、DA．氯气的相对分子质量比溴单质小，所以氯气的沸点比溴单质低，在常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态，与键能无关，故A不符合题意；B．硝酸的分子间作用力小，沸点低，是挥发性酸，硫酸的分子间作用力大，沸点高，是难挥发性酸，挥发性属于物理性质，与键能的大小无关，故B不符合题意；C．稀有气体为单原子分子，原子都形成稳定结构，稀有气体一般难于发生化学反应，与键能无关，故C不符合题意；D．氮气分子中N≡N的键能高，故在常温下很稳定，化学性质不活泼，故D符合题意；2、B键能可看作是断开共价键所需的能量，键能越大，则断开共价键时所需的能量就越大，含该键的分子就越稳定；键长越长键能反而越小，故反映键的强弱的物理量是键能和键长。3、CA．键长是指两个原子核间的平均间距，故A错误；B．型分子可能是直线型如二氧化碳，键角为，也可能使V型，如OF2，键角约为104°，故B错误；C．C—C键为键，C=C中有一个是键、一个π键，π键键能小于键能，故C=C键的键能小于，故C正确；D．H—Cl键的键能为431.8，2molHCl分解成2mol和2mol时，消耗的能量为863.6kJ，故D错误；故选：C。三、自我检测1、BA．键能指气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量，键能越大，意味着化学键越稳定，越不容易被打断，A正确；B．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，B错误；C．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；D．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方向相反的未成对电子配对成键后，就不再跟其它原子的未成对电子配对成键，例如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；故答案选B。2、CA．键长和键角常被用来描述分子的空间构型，键角是描述分子立体结构的重要参数，故A正确；B．形成共价键的两原子半径之和越小共用电子对数越多则共价键越牢固，键长越短，故B正确；C．键能越大，键长越短，共价化合物越稳定，故C错误；D．键角是分子内同一原子形成的两个化学键之间的夹角，与其分子结构有关，与键长键能无关，故D正确。答案选C。3、【答案】A【解析】A．碳碳双键中一个是π键，一个是σ键，碳碳单键是σ键，π键的强度一般小于σ键，所以C=C键小于CC键键能的2倍，A错误；B．影响键长的因素有：参与成键的原子半径、成键原子的周围环境，即与成键原子的半径和成键数目有关，B正确；C．键角是描述分子立体结构的重要参数，是描述分子立体结构的重要参数，C正确；D．HO键的键能小于HF键的键能，则稳定性：HF＞H2O，则F2与H2更容易反应，即O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，D正确；综上所述答案为A。4、【答案】C【解析】A．形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长，近似等于两原子半径之和，由于原子半径F＜Cl＜Br＜I，则键长：H—F＜H—Cl＜H—Br＜H—I，A错误；B．一般共价键键长越短，键能越大，则键能：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，B错误；C．形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长，C正确；D．H原子只有s电子云，则H—F键是s—pσ键，D错误；故答案为：C。5、(1)A(2)A(3)放热(4)185F2【解析】(1)键能越大能量越低，HH的键能最大，则能量最低的是H2，故选：A；(2)键能越大能量越低物质越稳定，HF的键能最大，