第2章1節(jié)2課時參數鍵能鍵長與鍵角

第2課時

鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角1.了解共價鍵鍵參數的含義，能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的

某些性質。2.通過認識共價鍵的鍵參數對物質性質的影響，探析微觀結構對宏觀

性質的影響。核心素養(yǎng)發(fā)展目標一、鍵能隨堂演練知識落實課時對點練二、鍵長和鍵角內容索引1.概念氣態(tài)分子中

化學鍵解離成氣態(tài)原子所

的能量。它通常是298.15K、100kPa條件下的標準值，單位是

。2.應用(1)判斷共價鍵的穩(wěn)定性原子間形成共價鍵時，原子軌道重疊程度

，釋放能量

，所形成的共價鍵鍵能越大，共價鍵越

。一、鍵能1mol吸收kJ·mol－1越大越多穩(wěn)定(2)判斷分子的穩(wěn)定性一般來說，結構相似的分子，共價鍵的鍵能越大，分子越

。(3)利用鍵能計算反應熱ΔH＝

總鍵能－

總鍵能穩(wěn)定反應物生成物(1)共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定(

)(2)N—H鍵能是很多分子中的N—H鍵能的平均值(

)(3)O—H鍵能是指在298.15K、100kPa下，1mol氣態(tài)分子中1molO—H鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量(

)(4)C==C鍵能等于C—C鍵能的2倍(

)判斷正誤√√√×1.根據價鍵理論分析氮氣分子中的成鍵情況，并解釋N2通常很穩(wěn)定的原因。深度思考提示兩個氮原子各自用三個p軌道分別形成一個σ鍵和兩個π鍵。N2分子中存在N≡N，鍵能大，破壞它需要消耗較高的能量，因而N2通常很穩(wěn)定。2.N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學事實。(利用課本表2－1的相應數據分析)提示從表2－1的數據可知，N—H、O—H與H—F的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大，化學鍵越來越穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強。3.某些化學鍵的鍵能(kJ·mol－1)如下表所示。(1)1molH2在2molCl2中燃燒，放出熱量______kJ。184.9化學鍵H—HCl—ClBr—BrI—IH—ClH—BrH—I鍵能436242.7193151431.8363297解析根據鍵能數據可得，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)

ΔH＝436kJ·mol－1＋242.7kJ·mol－1－431.8kJ·mol－1×2＝－184.9kJ·mol－1，1molH2在2molCl2中燃燒，參加反應的H2和Cl2都是1mol，生成2molHCl，故放出的熱量為184.9kJ。(2)在一定條件下，1molH2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的順序是____(填字母)。a.Cl2＞Br2＞I2 b.I2＞Br2＞Cl2 c.Br2＞I2＞Cl2預測1molH2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱____(填“多”或“少”)。解析由表中數據計算知1molH2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少；由以上結果分析，生成物越穩(wěn)定，放出熱量越多。因穩(wěn)定性：HF＞HCl，故1molH2在F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱多。返回a化學鍵H—HCl—ClBr—BrI—IH—ClH—BrH—I鍵能436242.7193151431.8363297多1.鍵長(1)概念：構成化學鍵的兩個原子的

，因此

決定共價鍵的鍵長，

越小，共價鍵的鍵長越短。(2)應用：共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越

，表明共價鍵越

，反之亦然。2.鍵角(1)概念：在多原子分子中，

之間的夾角。(2)應用：在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價鍵具有

性，因此鍵角影響著共價分子的

。二、鍵長和鍵角核間距原子半徑原子半徑大穩(wěn)定兩個相鄰共價鍵方向空間結構分子的空間結構鍵角實例正四面體形_________CH4、CCl4平面形_____苯、乙烯、BF3等三角錐形107°NH3V形(角形)_____H2O直線形_____CO2、CS2、CH≡CH(3)試根據空間結構填寫下列分子的鍵角109°28′120°105°180°(4)部分鍵角圖解(1)分子中通常鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定(

)(2)鍵角是描述分子空間結構的重要參數(

)(3)鍵長H—I＞H—Br＞H—Cl；C—C＞C==C＞C≡C(

)判斷正誤√√√1.為什么F—F鍵長比Cl—Cl鍵長短，但鍵能卻比Cl—Cl鍵能小？深度思考提示氟原子的半徑很小，因而F—F鍵長比Cl—Cl鍵長短，但也是由于F—F鍵長短，兩個氟原子在形成共價鍵時，原子核之間的距離就小，排斥力大，因此鍵能比Cl—Cl鍵能小。2.(2019·山西省實驗中學高二月考)下表是從實驗中測得的不同物質中的鍵長和鍵能數據：其中x、y的鍵能數據尚未測定，但可根據規(guī)律推導鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律性是A.成鍵時，電子數越多，

鍵能越大B.鍵長越短，鍵能越大C.成鍵所用的電子數越少，鍵能越小D.成鍵時電子對越偏移，鍵能越大O—O鍵O2鍵長/(10－12m)149128121112鍵能/(kJ·mol－1)xya＝494b＝628√O—O鍵O2鍵長/(10－12m)149128121112鍵能/(kJ·mol－1)xya＝494b＝6283.如圖白磷和甲烷均為正四面體結構它們的鍵角是否相同，為什么？提示不同，白磷分子的鍵角是指P—P之間的夾角，為60°；而甲烷分子的鍵角是指C—H的夾角，為109°28′。歸納總結(1)鍵長與分子空間結構的關系：鍵長是影響分子空間結構的因素之一。如CH4分子的空間結構是正四面體，而CH3Cl只是四面體而不是正四面體，原因是C—H和C—Cl的鍵長不相等。(2)定性判斷鍵長的方法①根據原子半徑進行判斷。在其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。②根據共用電子對數判斷。就相同的兩原子形成的共價鍵而言，當兩個原子形成雙鍵或者三鍵時，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。返回1.(2020·云南省祿豐縣第一中學高二月考)下列各說法中正確的是A.分子中鍵能越高，鍵長越長，則分子越穩(wěn)定B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子間不能形成共價鍵C.水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°D.H—O的鍵能為463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量

為2×463kJ√123隨堂演練知識落實45解析分子中鍵長越短，鍵能越高，則分子越穩(wěn)定，鍵長越長，鍵能越低，則分子越不穩(wěn)定，A不正確；元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素都是典型的金屬和非金屬元素，所以形成的化學鍵是離子鍵，B正確；水分子的結構是V形，鍵角是105°，C不正確；H—O的鍵能為463kJ·mol－1，18gH2O即1molH2O分解成2molH和

1molO時消耗的能量為2×463kJ，故D錯誤。123452.(2019·四川雅安中學高二月考)鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數，下列敘述正確的是A.鍵角是描述分子空間結構的重要參數B.因為H—O的鍵能小于H—F的鍵能，所以O2、F2與H2反應的能力逐漸

減弱C.H—F的鍵長是H—X中最長的D.碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是單鍵鍵能的3倍和2倍√12345解析當物質分子內有多個化學鍵時，化學鍵之間的夾角叫鍵角，它反映了分子內原子的空間分布情況，因此鍵角是描述分子空間結構的重要參數，A正確；O2分子內兩個O原子形成2對共用電子對，結合力強，斷裂吸收的能量高，而F2內的2個F原子形成1對共用電子對，結合力相對O2來說弱，斷裂吸收的能量低，因此與H2反應F2更容易發(fā)生反應，而O2相對來說弱，即F2比O2與H2反應的能力強，B錯誤。123453.已知H—H的鍵能為436kJ·mol－1，O==O的鍵能為497.3kJ·mol－1，Cl—Cl的鍵能為242.7kJ·mol－1，N≡N的鍵能為946kJ·mol－1，則下列敘述中正確的是A.N—N的鍵能為

×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－1B.氮氣分子中的共價鍵的鍵長比氫氣分子中的短C.氧氣分子中氧原子是以共價單鍵結合的D.氮氣分子比氯氣分子穩(wěn)定√12345解析在N2分子中，N原子間以N≡N結合，其中有一個σ鍵和兩個π鍵，但σ鍵的鍵能大于π鍵的鍵能，故A項錯誤；共價鍵的鍵長和成鍵原子的半徑有關，由于原子半徑r(H)<r(N)，所以H—H的鍵長小于N≡N，故B項錯誤；氧氣分子中的化學鍵由一個σ鍵和一個π鍵組成，故C項錯誤；由于N≡N的鍵能很大，所以N2比Cl2穩(wěn)定。123454.能說明BF3分子中四個原子在同一平面的理由是A.任意兩個鍵的夾角為120° B.B—F是非極性共價鍵C.三個B—F的鍵能相同

D.三個B—F的鍵長相等12345解析當鍵角為120°時，BF3的空間結構為平面三角形，故分子中四個原子共面?！?.已知某些共價鍵的鍵能、鍵長數據如表所示：共價鍵Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O鍵能/(kJ·mol－1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8鍵長/pm198228267

96共價鍵C—CC==CC≡CC—HN—HN==OO—OO==O鍵能/(kJ·mol－1)347.7615812413.4390.8607142497.3鍵長/pm154133120109101

12345(1)下列推斷正確的是______(填字母，下同)。A.熱穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI B.氧化性：I2>Br2>Cl2C.沸點：H2O>NH3 D.還原性：HI>HBr>HCl>HFACD解析根據表中數據知，同主族元素從上至下氣態(tài)氫化物的鍵能逐漸減小，熱穩(wěn)定性逐漸減弱，A項正確；從鍵能看，氯氣、溴單質、碘單質的熱穩(wěn)定性逐漸減弱，由原子結構知，氧化性也逐漸減弱，B項錯誤；H2O在常溫下為液態(tài)，NH3在常溫下為氣態(tài)，則H2O的沸點比NH3的高，C項正確；還原性與得失電子能力有關，還原性：HI>HBr>HCl>HF，D項正確。12345(2)在HX(X＝F、Cl、Br、I)分子中，鍵長最短的是____，最長的是____；O—O的鍵長_____(填“大于”“小于”或“等于”)O==O的鍵長。12345返回HFHI大于12345678910111213課時對點練對點訓練題組一鍵參數的理解1.下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是A.N元素的電負性較大，但N2的化學性質很穩(wěn)定B.稀有氣體一般難發(fā)生化學反應C.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性逐漸減弱D.F2比O2更容易與H2反應√12345678910111213解析由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價鍵需要很大的能量，所以N2的化學性質很穩(wěn)定；稀有氣體都為單原子分子，分子內部沒有化學鍵；鹵族元素從F到I原子半徑逐漸增大，其氫化物中的化學鍵鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以熱穩(wěn)定性逐漸減弱；由于H—F的鍵能大于H—O，所以二者相比較，更容易生成HF。2.根據π鍵的成鍵特征判斷C==C的鍵能是C—C的鍵能的A.2倍 B.大于2倍C.小于2倍 D.無法確定12345678910111213解析由于π鍵的鍵能比σ鍵鍵能小，雙鍵中有一個π鍵和一個σ鍵，所以雙鍵的鍵能小于單鍵的鍵能的2倍?！?.下列單質分子中，鍵長最長，鍵能最小的是A.H2 B.Cl2

C.Br2 D.I212345678910111213解析鍵長與原子的半徑有關，原子半徑越大，形成的分子的鍵長越長；鍵能與得失電子的難易有關，得電子越容易，鍵能越大。四種原子中，I的原子半徑最大，且得電子最難，故D項正確。√4.關于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法錯誤的是A.鍵角是描述分子空間結構的重要參數B.鍵長是形成共價鍵的兩原子間的核間距C.鍵能越大，鍵長越長，共價化合物越穩(wěn)定D.鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關12345678910111213√解析鍵角是描述分子空間結構的重要參數，如CO2中的2個C==O的鍵角為180°，故分子為直線形分子，A正確；鍵長是形成共價鍵的兩個原子間的核間距，B正確；鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越強，共價化合物越穩(wěn)定，故C錯誤；鍵角的大小取決于成鍵原子軌道的夾角，D正確。12345678910111213題組二鍵參數的應用5.H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應：H2(g)＋I2(g)

2HI(g)

ΔH＝－akJ·mol－1，下列說法正確的是已知：

(a、b、c均大于零)A.H2、I2和HI分子中的化學鍵都是非極性共價鍵B.斷開2molHI分子中的化學鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJC.相同條件下，1molH2(g)和1molI2(g)總能量小于2molHI(g)的總能量D.向密閉容器中加入2molH2(g)和2molI2(g)，充分反應后放出的熱量為2akJ12345678910111213√解析HI分子中共價鍵是由不同種非金屬形成的，屬于極性共價鍵，A錯誤；反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學鍵放出的能量的差值，則－a＝b＋c－2x，解得x＝

，所以斷開2molHI分子中的化學鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJ，B正確；該反應是放熱反應，則相同條件下，1molH2(g)和1molI2(g)總能量大于2molHI(g)的總能量，C錯誤；該反應是可逆反應，則向密閉容器中加入2molH2(g)和2molI2(g)，充分反應后放出的熱量小于2akJ，D錯誤。123456789101112136.已知N2＋O2===2NO為吸熱反應，ΔH＝＋180kJ·mol－1，其中N≡N、O==O的鍵能分別為946kJ·mol－1、498kJ·mol－1，則N—O的鍵能為A.1264kJ·mol－1 B.632kJ·mol－1C.316kJ·mol－1 D.1624kJ·mol－1解析反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，即946kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2x＝180kJ·mol－1，解得x＝632kJ·mol－1。√123456789101112137.三氯化磷分子的空間結構不是平面正三角形，其理由敘述中正確的是A.PCl3分子中3個共價鍵的鍵角均相等B.PCl3分子中P—Cl屬于極性共價鍵C.PCl3分子中3個共價鍵的鍵長均相等D.PCl3分子中P—Cl的3個鍵角都是100.1°解析PCl3分子若是平面正三角形，鍵角應為120°。12345678910111213√8.氨分子、水分子、甲烷分子中共價鍵的鍵角分別為a、b、c，則a、b、c的大小關系為A.a<b<c B.c<b<aC.b<c<a D.b<a<c√12345678910111213解析甲烷是正四面體形分子，鍵角為109°28′，氨分子是三角錐形分子，鍵角為107°，水分子是V形分子，鍵角為105°，若氨分子、水分子、甲烷分子中共價鍵的鍵角分別為a、b、c，則b<a<c。9.對比以下幾個反應式：Cl＋Cl―→Cl2

ΔH1＝－247kJ·mol－1；O＋O―→O2

ΔH2＝－493kJ·mol－1；N＋N―→N2

ΔH3＝－946kJ·mol－1?？梢缘贸龅慕Y論是A.在常溫下氮氣比氧氣和氯氣穩(wěn)定B.氮、氧和氯的單質常溫下為氣體C.氮、氧和氯都是雙原子分子D.氮氣、氧氣和氯氣的密度不同√12345678910111213解析成鍵釋放出能量時，ΔH3最小，常溫下氮氣最穩(wěn)定，A正確；常溫下三種物質均為氣體，與上述反應式無關，B錯誤；氣體的密度與上述反應式無關，D錯誤。1234567891011121310.如圖為元素周期表前4周期的一部分，下列有關R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中，正確的是

A.W、R元素單質分子內都存在非極性鍵B.X、Z元素都能形成雙原子分子C.第一電離能：X>Y>WD.鍵長：X—H<W—H，鍵能：X—H<W—H12345678910111213√解析由元素在周期表中的位置可知，X為N、W為P、Y為S、R為Ar、Z為Br。白磷單質中存在非極性鍵，但稀有氣體分子為單原子分子，分子中沒有化學鍵，A錯誤；氮氣、溴單質都是雙原子分子，B正確；第一電離能應是N>P>S，C錯誤；原子半徑：W>X，故鍵長：W—H>X—H，鍵長越短，鍵能越大，故鍵能：W—H<X—H，D錯誤。1234567891011121311.有A、B、C、D、E、F六種元素，已知：①它們位于三個不同的短周期，核電荷數依次增大。②E元素的電離能數據見下表(kJ·mol－1)：③B與F同主族。④A、E分別都能與D按原子個數比為1∶1或2∶1形成化合物。⑤B、C分別都能與D按原子個數比為1∶1或1∶2形成化合物。12345678910111213綜合強化I1I2I3I4……496456269129540……請回答下列問題：(1)寫出只含有A、B、D、E四種元素的兩種無機鹽的化學式：________、___________________________。I1I2I3I4……496456269129540……NaHCO3CH3COONa(或其他合理答案)解析由題意可知，E為堿金屬，A、E均能與D形成原子個數比為1∶1或2∶1的化合物，說明D為O，E為Na，A為H。B、C都能與O形成原子個數比為1∶1或1∶2的化合物，則B為C，C為N。B與F同主族，則F為Si。H、C、O、Na四種元素可形成NaHCO3或CH3COONa等鹽。12345678910111213(2)B2A2分子中存在____個σ鍵，____個π鍵。I1I2I3I4……496456269129540……3

2解析1個C2H2分子中含有1個三鍵和2個單鍵，有3個σ鍵和2個π鍵。12345678910111213(3)人們通常把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能，鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可以用于計算化學反應的反應熱ΔH，化學反應的反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差，下表列出了上述部分元素形成的化學鍵的鍵能：①1mol下列三種物質所具有的化學鍵全部斷裂所需要的能量由高到低的順序為________(用a、b、c表示)。a.B與D形成的穩(wěn)定化合物b.F的單質c.F與D形成的化合物c>a>b12345678910111213化學鍵F—DF—FB—BB==DD==D鍵能/(kJ·mol－1)452226347.7745497.3解析反應熱等于反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和：ΔH＝2ESi—Si＋EO==O－4ESi—O＝2×226kJ·mol－1＋497.3kJ·mol－1－4×452kJ·mol－1＝－858.7kJ·mol－1。12345678910111213②試計算1molF單質燃燒時的反應熱ΔH＝_______________(已知1molF原子可以形成2molF—F)。－858.7kJ·mol－112.下表是一些鍵能數據(單位：kJ·mol－1)：12345678910111213化學鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能H—H436Cl—Cl243H—Cl432H—O467S==S255H—S339C—F427C—O347C—Cl330C—I218H—F565

回答下列問題：(1)①由表中數據能否得出下列結論：半徑越小的原子形成的共價鍵越牢固(即鍵能越大)______(填“能”或“不能”，下同)；非金屬性越強的原子形成的共價鍵越牢固______。不能不能②能否從數據中找出一些規(guī)律，請寫出一條：______________________________________________________________________________________；試預測C—Br的鍵能范圍：_____kJ·mol－1＜C—Br鍵能＜_____kJ·mol－1。12345678910111213與相同原子結合時同主族元素形成的共價鍵，原子半徑越小，共價鍵越牢固(其他合理答案也可)218330化學鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能H—H436Cl—Cl243H—Cl432H—O467S==S255H—S339C—F427C—O347C—Cl330C—I218H—F565

(2)由熱化學方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)

ΔH＝－185kJ·mol－1并結合上表數據可推知一個化學反應的反應熱(設反應物和生成物均為氣態(tài))與反應物和生成物的鍵能之間的關系是____________________________________________________________，由熱化學方程式2H2(g)＋S2(s)===2H2S(g)

ΔH＝－224.5kJ·mol－1和表中數值可計算出1molS2(s)氣化時將_____(填“吸收”或“放出”)_____kJ的熱量。化學鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能H—H436Cl—Cl243H—Cl432H—O467S==S255H—S339C—F427C—O347C—Cl330C—I218H—F565

化學反應的反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差吸收4.512345678910111213(3)鹵代烴RX在同樣條件下發(fā)生堿性水解反應時，RF、RCl、RBr、RI(R相同)的反應活性由大到小的順序是__________________。12345678910111213RI＞RBr＞RCl＞RF化學鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能化學鍵鍵能H—H