基础课时7 键参数———键能、键长与键角 学习目标 1.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。2.利用键参数解释物质的某些性质，发展宏观辨识和微观探析化学学科核心素养。 一、键能 (一)知识梳理 1.概念 指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，键能的单位是kJ·mol－1，键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。是衡量共价键强弱的一个重要参数。 2.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 判断化学反应的能量变化 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 (二)问题探究 问题1 如何从键能的角度分析氮气的化学性质？ 提示 N和Cl的电负性相同，但N2与H2在常温下很难发生化学反应，必须在高温下才能发生化学反应，而 Cl2与 H2很容易发生化学反应。电负性 N>P，但活泼性为磷单质>N2。化学反应包括旧键断裂和新键形成两个过程，N2中存在氮氮三键， N≡N断裂需要很高的能量，而 Cl2中的 Cl—Cl、磷单质中的 P—P断裂需要的能量相对较低，故氯气容易与氢气发生反应，磷单质的活泼性强于氮气的活泼性。 问题2 结合教材中某些共价键的键能数据(部分数据见下表)，思考讨论： 键 键能/(kJ·mol－1) 键 键能/(kJ·mol－1) C—C 347.7 C===C 615 C≡C 812 H—F 568 H—Cl 413.8 H—Br 366 H—I 298.7 (1)成键原子相同而共价键数目不同时，键能强弱规律：_____。 (2)判断HF、HCl、HBr、HI的热稳定性强弱：_____；其中_____更容易发生热分解生成相应的单质。 (3)若形成1 mol H—Cl释放的能量是_____kJ。 答案 (1)单键键能<双键键能<三键键能 (2)HF>HCl>HBr>HI HI (3)431.8 解析 (1)由C—C、C===C、C≡C键能可知，成键原子相同而共价键数目不同时，键能强弱规律：单键键能＜双键键能＜三键键能。 (3)气态原子形成1 mol化学键变成气态分子释放的能量与气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量相等，故形成1 mol H—Cl释放的能量是431.8 kJ。 1.下列事实能用键能大小解释的是( ) A.常温常压下，氟单质呈气态，碘单质呈固态 B.氮气的化学性质比氧气稳定 C.氦气一般很难发生化学反应 D.盐酸易挥发，而硫酸难挥发 答案 B 解析 氟单质的相对分子质量比碘单质小，分子间作用力比碘单质小，所以氟单质的沸点比碘单质低，常温常压下，氟单质呈气态，碘单质呈固态，与键能无关，故A不能用键能大小解释；氮分子中N≡N的键能比氧分子中O===O的键能大，化学性质比氧分子稳定，故B能用键能大小解释；氦气由单原子分子构成，分子中不存在化学键，其难发生化学反应与原子结构稳定有关，与键能无关，故C不能用键能大小解释；氯化氢的分子间作用力小，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，与键能无关，故D不能用键能大小解释。 2.已知N2(g)＋O2(g)===2NO(g)为吸热反应，ΔH＝＋180 kJ·mol－1，其中N≡N、O===O键能分别为946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，则NO分子中N、O之间共价键的键能为( ) A.1 264 kJ·mol－1 B.632 kJ·mol－1 C.316 kJ·mol－1 D.1 624 kJ·mol－1 答案 B 解析 设NO分子中N、O之间共价键的键能为x，则有180 kJ·mol－1＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2x，所以x＝632 kJ·mol－1。 3.已知某些共价键的键能如下表，试回答下列问题： 共价键 键能/(kJ·mol－1) 共价键 键能/(kJ·mol－1) H—H 436.0 O—H 462.8 Cl—Cl 242.7 N≡N 946 C—H 413.4 H—Cl 431.8 (1)H—H的键能为什么比Cl—Cl的键能大？ _____ _____。 (2)已知H2O在2 000 ℃时 ... ...
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