高二化学（人教版）学案选择性必修二第二章第一节第2课时键参数键能键长与键角

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1mol化学键解离成气态原子所的能量,单位是kJ·mol1。

2.数据特点通常是298.15K(25℃)、101kPa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=的总键能的总键能

应用化学1.已知,波长为300nm的紫外光的光子所具有的能量约为399kJ·mol1,C—C、C—N、C—S的键能分别是347.9kJ·mol1、305kJ·mol1、272kJ·mol1,从键能角度解释紫外光对人体有害的原因。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。

[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)CC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—HF—FH—FH—ClH—I键能/(kJ·mol1)436.0157568431.8298.7A.键的极性大小顺序:H—I>H—Cl>H—FB.表中最稳定的共价键是H—FC.431.8kJ·mol1>E(H—Br)>298.7kJ·mol1D.上述键能可以说明稳定性的顺序是HF>HCl>HI4.某些化学键的键能(kJ·mol1)如表所示:化学键H—HCl—ClBr—BrI—IH—ClH—BrH—I键能436.0242.7193.7152.7431.8366298.7(1)1molH2在2molCl2中燃烧,放出热量kJ。

(2)在一定条件下,1molH2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>I2b.I2>Br2>Cl2c.Br2>I2>Cl2预测1molH2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热(填“多”或“少”)。

5.碳和硅的有关化学键键能见下表。化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能/(kJ·mol1)347.7413.4351226323368(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。

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—HC.H—Cl键的键能为431.8kJ·mol1,H—Br键的键能为366kJ·mol1,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—HN—HO—HH—F键能/(kJ·mol1)413.4390.8462.8568键长/pm1091019692A.CH4B.NH3C.H2OD.HF3.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0.074nm的过程是成键过程,对外释放能量4.已知某些共价键的键能、键长数据如表所示:共价键Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IO—H键能/(kJ·mol1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长/pm19822826796共价键C—CCCC≡CC—HN—HNOO—OOO键能/(kJ·mol1)347.7615812413.4390.8607142497.3键长/pm154133120109101(1)下列推断正确的是(填字母)。

A.热稳定性:HF>HCl>HBr>HIB.氧化性:I2>Br2>Cl2C.沸点:H2O>NH3D.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”)OO的键长。

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?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?[题点多维训练]1.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°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°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课下请完成课时跟踪检测(七)第2课时键参数——键能、键长与键角新知探究(一)1.吸收3.反应物生成物[应用化学]1.提示:波长为300nm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.提示:<[题点多维训练]1.(1)√(2)×(3)×2.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.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431.8kJ·mol1>E(H—Br)>298.7kJ·mol1,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.解析:(1)根据键能数据可得,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=436.0kJ·mol1+242.7kJ·mol1431.8kJ·mol1×2=184.9kJ·mol1,1molH2在2molCl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2都是1mol,生成2molHCl,故放出的热量为184.9kJ。(2)由表中数据计算知1molH2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1molH2在F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。答案:(1)184.9(2)a多5.(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)1.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.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.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0.074nm,则两个氢原子的核间距从无穷远到0.074nm的过程是成键过程,形成新键释放能量,故D正确。4.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)HFHI大于新知探究(三)[应用化学]1.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.提示:H2S分子是V形结构。[题点多维训练]1.选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,故反映共价键强弱的物理量是键能和键长。2.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