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第二章 第一节 第2课时
键参数—
键能、键长与键角
人教版 选择性必修2
观察思考
卤化氢 在1000℃分解的百分数/%
HCl 0.0014
HBr 0.5
HI 33
得出：在1000℃时，卤化氢分解率大小比较为HCl＜HBr＜HI
说明：卤化氢的稳定性大小比较为HCl＞HBr ＞ HI
如何解释HCl、HBr 、 HI的稳定性的差异呢？
思考讨论
1
2
3
Cl、Br和I的原子半径依次增大
H2与Cl2、Br2和I2反应放出的热量变化
HCl、HBr、HI
稳定性差异的猜想
H-Cl、H-Br和H-I的强度不同
思考讨论
如何衡量共价键的强度呢？
原子半径是如何影响
共价键的强度呢？
化学反应中热量变化与共价键的强度的关系是什么？
一、键参数之键能
1、定义：气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
2、单位：kJ·mol-1
通常是298.15K，101kPa条件下的标准值
思考讨论
键能的大小与共价键的强弱有什么关系呢？
键能越大
气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量越多
共价键
越牢固
分子
越稳定
键能是共价键强弱的一种标度。
键能：气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
资料卡片
键能通常是一个平均值。
共价键
键能（kJ·mol-1）
H-CH3 → ·CH3 ＋H· 439.3
H-CH2 → CH2 ＋H· 442.0
H-CH → CH ＋H· 442.0
·
H-C → ·C· ＋ H· 338.6
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C-H 键键能平均值：
= 415.5 kJ·mol-1
断开CH4中的4个C-H ，所需能量并不相等，因此，CH4中C-H键的键能是平均值。
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资料卡片
键 键能（kJ·mol-1）
N-O 176.0
N=O 607.0
O-O 142.0
O=O 497.3
C-C 347.7
C=C 615.0
C≡C 812.0
某些共价键的键能
键 卤素原子半径（pm） 键能（kJ·mol-1）
H-F 71 568.0
H-Cl 99 431.8
H-Br 114 366.0
H-I 133 298.7
你能发现哪些规律呢？
共价键键能规律：
（1）成键原子相同时，键能强弱比较：单键键能＜双键键能＜三键键能。
（2）形成共价键的原子的半径越大，键能越小。
二、键参数之键长
1、定义：构成化学键的两个原子的核间距。
2、单位：pm（1 pm = 10-12 m）
由于分子中的原子始终处于不断振动之中，因此，键长只能是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
资料卡片
资料卡片
键 键长（pm）
H-F 92
H-Cl 127
H-Br 142
H-I 161
键 键长（pm）
F-F 141
Cl-Cl 198
Br-Br 228
I-I 267
你能发现哪些规律呢？
键 键长（pm）
C-C 154
C=C 133
C≡C 120
某些共价键的键长
卤素 原子半径（pm）
F 71
Cl 99
Br 114
I 133
共价键键长规律：
（1）对于同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大。
（2）成键原子相同的共价键的键长：单键键长＞双键键长＞三键键长
资料卡片
键 键长（pm） 键能（kJ·mol-1）
H-F 92 568
H-Cl 127 431.8
H-Br 142 366
H-I 161 298.7
键 键长（pm） 键能（kJ·mol-1）
Cl-Cl 198 242.7
Br-Br 228 193.7
I-I 267 152.7
键 键长（pm） 键能（kJ·mol-1）
C-C 154 347.7
C=C 133 615
C≡C 120 812
通过观察共价键的键长和键能的数据，你能发现键长和键能之间的关系吗？
F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
F-F 141
157.0
关系：键长越短，键能越大
特殊性
F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律
为什么？
氟原子的原子半径很小，因此F-F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。
键 键长（pm） 键能（kJ·mol-1）
F-F 141 157.0
Cl-Cl 198 242.7
Br-Br 228 193.7
I-I 267 152.7
F-F 141
157.0
思考讨论
1
HCl、HBr、HI
稳定性差异的分析
H-Cl、H-Br和H-I的强度不同
键能
键 键能（kJ·mol-1）
H-Cl 431.8
H-Br 366.0
H-I 298.7
键能越大，共价键越牢固，由此构成的分子越稳定。
思考讨论
1
2
Cl、Br和I的原子半径依次增大
HCl、HBr、HI
稳定性差异的猜想
H-Cl、H-Br和H-I的强度不同
键能
键长
卤素 原子半径（pm）
Cl 99
Br 114
I 133
一般地，原子半径越大，形成的共价键键长越长，键能越小，共价键越不牢固，形成的分子越不稳定。
键 键长（pm） 键能（kJ·mol-1）
H-Cl 127 431.8
H-Br 142 366
H-I 161 298.7
思考讨论
1
2
Cl、Br和I的原子半径依次增大
HCl、HBr、HI
稳定性差异的分析
H-Cl、H-Br和H-I的强度不同
键能
键长
3
H2与Cl2、Br2和I2反应放出的热量变化
化学反应
的热量变化
思考讨论
新化学键的形成
化学反应实质
旧化学键的断裂
化学键断裂吸收能量
化学键形成释放能量
键能与化学反应的能量变化存在一定的关系
如何用键能计算H2与Cl2、Br2和I2反应放出的热量呢？
动手计算
H
H
Cl
Cl
键断裂
键断裂
H
H
Cl
Cl
＋
＋
键形成
键形成
H
Cl
H
Cl
键 键能（kJ·mol-1）
H-H 436.0
Cl-Cl 242.7
H-Cl 431.8
吸收436.0 kJ·mol-1能量
吸收242.7 kJ·mol-1能量
各释放431.8 kJ·mol-1能量
依据键能的数据，计算1 mol H2和1mol Cl2反应生成2 mol HCl释放的能量。
动手计算
H
H
Cl
Cl
键断裂
键断裂
H
H
Cl
Cl
＋
＋
键形成
键形成
H
Cl
H
Cl
吸收436.0 kJ·mol-1能量
吸收242.7 kJ·mol-1能量
各释放431.8 kJ·mol-1能量
436.0＋242.7－431.8×2=-184.9 kJ
放出184.9 kJ的热量
动手计算
键 键能（kJ·mol-1）
H-H 436.0
Br-Br 193.7
H-Br 366.0
I-I 152.7
H-I 298.7
计算1 mol H2分别与1mol Br2（蒸气）和1mol I2（蒸气）反应，生成2 mol HBr和2 mol HI,反应的热量变化。
H2+Br2
2HBr
放出热量102.3 kJ
H2+I2
2HI
放出热量8.7 kJ
得出结论
生成1 molHX放出的热量：HCl＞HBr＞HI
同类型的化学反应，相同物质的量的反应物放出的热量越多，产物越稳定，故HCl最稳定，分解的百分数最小，HI最不稳定，更易发生热分解反应。
卤化氢 在1000℃分解的百分数/%
HCl 0.0014
HBr 0.5
HI 33
生成物 放出的热量（kJ）
HCl 184.9
HBr 102.3
HI 8.7
键能的应用：计算化学反应的反应热。
H＝反应物键能总和 － 生成物键能总和
小 结
键能和键长是衡量共价键强弱和分子稳定性的重要参数。
一般来说，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，分子性质越稳定。
以上两个参数定量地对分子进行了分析，而要更好的描述分子的空间构型，还必须引入共价键的第三个键参数——键角。
三、键参数之键角
1、定义：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。
键角是描述分子空间结构的重要参数。
180°
CO2
直线形
104.5°
H2O
V形（角形）
107.3°
NH3
三角锥形
小结
衡量共价键的稳定性,判断分子稳定性；计算反应热
键能
衡量共价键的稳定性,判断分子稳定性
键长
描述分子空间结构的重要参数
键角
键
参
数
课堂练习
1．下列说法正确的是 ( A )
A.键角是描述分子立体结构的重要参数。
B.键长是成键两原子半径的和。
C.碳碳双键的键能等于碳碳单键的键能的2倍。
D.键长短，键能就一定大，分子就一定稳定。
课堂练习
2．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．键长和键角可以用来衡量共价键的稳定性
B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°
D．H—O键的键能为463 kJ·mol-1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ
参考答案：1.A; 2.A

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