2.1.2键参数——键能、键长与键角 讲义（含解析） 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

键参数———键能、键长与键角 一、键能 1．概念 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1。 2．应用 (1)判断共价键的稳定性 原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，释放能量越多，所形成的共价键键能越大，共价键越稳定。 (2)判断分子的稳定性 一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越稳定。 (3)计算反应热 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。 【思考交流1】 1．N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实(利用课本中键能的相应数据分析)。 2．已知N—N、N==N和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C==C、C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？ 【课堂小练1】 1．正误判断 (1)N—H的键能是很多分子中的N—H的键能的平均值(　　) (2)O—H的键能是指在298.15 K、101 kPa下，1 mol气态分子中1 mol O—H解离成气态原子所吸收的能量(　　) (3)C==C的键能等于C—C的键能的2倍(　　) (4)σ键一定比π键牢固(　　) 2．碳和硅的有关化学键的键能如表所示。 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/(kJ·mol－1) 356 413 336 226 318 452 分析数据，下列说法不正确的是(　　) A．C==O的键能为672 kJ·mol－1 B．SiH4的稳定性小于CH4 C．一般原子半径越大，键能越小 D．C与C之间比Si与Si之间更易形成π键 二、键长 1．概念 构成化学键的两个原子的核间距。因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。 2．应用 共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，反之亦然。 【思考交流2】 1.数据表明：共价键的键长越短，键能越大，该共价键越稳定，含该键的分子越稳定，越不容易分解。但为什么F—F的键长比Cl—Cl的键长短，但键能却比Cl—Cl的键能小？ 【课堂小练2】 1．正误判断 (1)双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定(　　) (2)键长：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C(　　) (3)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关(　　) 2．已知某些共价键的键能、键长数据如表所示： 共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O 键能/ (kJ·mol－1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8 键长/pm 198 228 267 96 共价键 C—C C==C C≡C C—H N—H N==O O—O O==O 键能/ (kJ·mol－1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3 键长/pm 154 133 120 109 101 (1)下列推断正确的是_____(填字母)。 A．热稳定性：HF>HCl>HBr>HI B．氧化性：I2>Br2>Cl2 C．沸点：H2O>NH3 D．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”)O==O的键长。 【归纳总结】 定性判断键长的方法 (1)根据原子半径进行判断。在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。 (2)根据共用电子对数判断。就相同的两原子形成的共价键而言，当两个原子形成双键或者三键时，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，故单键键长＞双键键长＞三键键长。 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．应用 在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角影响着共价分子的空间结构。 3．试根据空间结构填写下列分子的键角 分子的空间结构 键角 实例 正四面体形 109°28′ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3等 三角锥形 107° NH3 V形(角形) 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH 4.部分键角图解 四、键参数与分子性质的关系 键参数对分子性质的影响 ... ...