资源简介 (共50张PPT)第2章 微粒间相互作用与物质性质第1节 共价键模型第2课时 键参数[目标导航]1.知道键长、键角、键能等键参数的概念,能用键参数说明简单分子的某 些性质。2. 学会键能与反应热相互求算的方法。第*页研习任务 键参数教材 认知键参数1. 键长原子核 短 2. 键角(3)常见分子的键角及空间结构两个 空间结构 直线 角 三角锥 1 mol 气态 气态 大 [思考1] N—H键能的含义是 。提示:在1×105 Pa,298 K条件下,断开1 mol N—H生成气态N原子和气态H原子所吸 收的热量[思考2] 分子的空间结构是由 和 共同决定的。HF、HCl、HBr、HI的稳定性 逐渐 (填“增强”或“减弱”),理由是 (从键参数角度考虑)。提示:键长 键角 减弱 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××××探究 活动键能与键长是衡量共价键稳定性的参数,键长和键角是描述分子空间结构的参数。一 般来说,如果知道分子中的键长和键角,这个分子的空间结构就确定了。如NH3分子 的H—N—H 键角是107°,N—H的键长是101 pm,就可以断定NH3分子是三角锥形 分子,如图所示。1. 根据元素周期律可知NH3的稳定性强于PH3,你能利用键参数加以解释吗?提示:键长:N—H<P—H,键能:N—H>P—H,因此NH3更稳定。2. 一般来说,键长越短,键能越大,但F—F键长短,键能小,请思考其原因。提示:氟原子的半径很小,因此其键长短,而由于键长短,两个氟原子形成共价键 时,原子核之间的距离很近,排斥力很大,因此键能不大,F2的稳定性差,很容易与 其他物质反应。重点 讲解1. 键参数对物质性质的影响2. 共价键参数的应用(1)键能的应用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,体系能量下 降越多,释放能量越多,形成的共价键的键能越大,共价键越牢固。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。如分子的稳定性:HF>HCl>HBr>HI。③判断物质反应活性的大小。例如,比较N原子和P原子、N2和P4的反应活性。由于 非金属性N>P,即N比P更容易得到电子,因此N原子有更大的反应活性;而P—P键 能为201 kJ/mol,N≡N键能为946 kJ/mol,因此N≡N在化学反应中更难被破坏,亦即N2 比P4的反应活性小。④利用键能计算反应热。键能与反应热的关系为ΔH=反应物总键能-生成物总键 能。若反应物总键能>生成物总键能,即ΔH>0,则反应吸热;若反应物总键能< 生成物总键能,即ΔH<0,则反应放热。(2)键长的应用①一般键长越短,键能越大,共价键越稳定,分子越稳定。②键长的比较方法a.根据原子半径比较,同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越短。b.根据共用电子对数比较,相同的两个原子间形成共价键时,单键键长>双键键长> 三键键长。(3)键角的应用①键长和键角决定分子的空间结构。②常见分子的键角与分子空间结构分子的空间结构 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角形 104.5° H2O直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH3. 共价键强弱的判断(1)由原子半径和共用电子对数判断:成键原子的原子半径越小,共用电子对数越 多,则共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。(2)由键能判断:共价键的键能越大,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越大。(3)由键长判断:共价键的键长越短,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越大。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。如 键长:H—I>H—Cl>H—F;Br—Br>Cl—Cl>F—F;Si—Si>Si—C>C—C。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,单键键长>双键键长 >三键键长。如键长:碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键。(4)由电负性判断:元素的电负性越大,该元素的原子对共用电子对的吸引力越 大,形成的共价键越稳定。研习 经典A. 键长越长,键能越大,共价化合物越稳定B. 通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小C. 键角是确定多分子立体结构的重要参数D. 同种原子间形成的共价键键长:三键<双键<单键解析:键长越长,键能越小,共价化合物越不稳定,故A错误;反应热=反应物的总 键能-生成物的总键能,则通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热 的大小,故B正确;键长和键角常被用来描述分子的空间结构,键角是描述分子立体 结构的重要参数,故C正确;原子间键能越大,键长越短,键能的一般关系为三键> 双键>单键,则键长:三键<双键<单键,故D正确。AA. 稀有气体一般难发生化学反应B. CH4分子比SiH4稳定C. 常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态D. C—H键能为413.4 kJ·mol-1,解离1 mol CH4分子中C—H,需要放出的能量为 4×413.4 kJ解析:稀有气体为单原子分子,原子最外层为2或8电子稳定结构,一般难发生化学反 应,与键能无关,A错误;碳原子半径小于硅原子半径,碳氢键键长小于硅氢键键 长,碳氢键键能大于硅氢键,故CH4分子比SiH4稳定,B正确;氯气相对分子质量小 于溴单质,分子间作用力小,熔、沸点低,故氯气呈气态而溴单质呈液态,与键能无 关,C错误;断键需要吸收能量,而不是放出能量,D错误。B化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I键能/(kJ/mol) 436 243 193 151 431 356 299A. 1 mol H2分别与Cl2、Br2、I2反应,则在碘中完全反应放出的热量最多B. 1 mol H2与足量的Cl2完全反应,放出的热量是248 kJC. H—F键能大于431 kJ/molD. 稳定性最强的化学键是H—ClC解析:1 mol H2分别与Cl2、Br2、I2反应,生成2 mol HCl、HBr和HI,根据ΔH=反应 物键能总和-生成物键能总和可知,生成2 mol HCl放热183 kJ,生成2 mol HBr放热83 kJ,生成2 mol HI放热11 kJ,则在Cl2中完全反应放出的热量最多,A错误;1 mol H2 与足量的Cl2完全反应,放出热量183 kJ,B错误;原子半径:Cl>F,则键长:H—F <H—Cl,共价键键长越短,键能越大,则H—F键能大于431 kJ/mol,C正确;根据C 中分析可知,H—X中,稳定性最强的化学键是H—F,D错误。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解析:CH4、NH3、CO2分子中的键角分别为109°28'、107.3°、180°,故A错误; 原子半径越大,形成的共价键的键长越长,Cl、Br、I的原子半径依次增大,所以与H 形成的共价健的键长依次增大,故B正确;元素的非金属性越强,形成的共价键越稳 定,共价键的键能越大,则H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小,故C正确;非金 属性:O>P>Si,则简单氢化物的稳定性:H2O>PH3>SiH4,故D正确。A5. 某些化学键的键能(kJ·mol-1)如表所示:化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I键能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7184.9 a.Cl2>Br2>I2 b.I2>Br2>Cl2 c.Br2>I2>Cl2解析:由表中数据计算知1 mol H2在足量Cl2中燃烧放热最多,在足量I2中燃烧放 热最少,则反应产物越稳定,放出热量越多。因稳定性:HF>HCl,故1 mol H2在足 量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热多。a 多 6. 碳和硅的有关化学键的键能如表所示,简要分析和解释下列有关事实。化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O键能/(kJ·mol-1) 347 413 358 226 323 368CH4比SiH4稳定 C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定,而硅烷中Si—Si键和Si—H键较弱,易断裂,导致长链硅烷难以生成Si—H键的键能小于Si—O键,所以Si倾向于形成稳定性更强的氧化物A. 键角是描述分子空间结构的重要参数B. 键长是形成共价键的两原子的核间距C. 键能:H—I>H—Br>H—ClD. 键角的大小与键长、键能的大小无关解析:键长越大,键能越小,因为原子半径大小为I>Br>Cl,所以键长:H—I>H— Br>H—Cl,键能:H—I<H—Br<H—Cl,C错误。C1234567891011121314A. 键能:C—N<C N<C≡NB. 键长:I—I>Br—Br>Cl—ClC. 键角:H2O>CO2D. 乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键C1234567891011121314解析:一般同种原子间形成的共价键,三键的键能大于双键,双键的键能大于单键, 所以键能:C—N<C N<C≡N,A项正确;原子半径:Cl<Br<I,原子半径越 大,原子间形成的共价键的键长越长,故键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B项正确; H2O分子呈角形,两个氢氧键的夹角为104.5°,CO2分子呈直线形,两个碳氧键的夹 角为180°,故键角:H2O<CO2,C项错误;σ键为“头碰头”重叠形成,强度大,π 键为“肩并肩”重叠形成,强度小,故乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键,D项正确。1234567891011121314A. 分子中键能越大,键角越大,则分子越稳定B. 元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子可能形成共价键C. 水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180°D. H—O键能为463 kJ/mol,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗能量为926 kJ解析:元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族都是活泼金属和活泼非金属元素,它 们形成的化学键都是离子键,故B项错误;水分子的空间结构是角形,键角是 104.5°,故C项错误;H—O键能为463 kJ/mol,18 g水即1 mol H2O分解成2 mol H和1 mol O时吸收的能量为926 kJ,但原子在重新形成氢气、氧气时又放出能量,因此消 耗能量小于926 kJ,故D项错误。A1234567891011121314化学键 H—H Cl—Cl H—S H—F键能/(kJ·mol-1) 436 243 339 427A. H2S B. Cl2 C. H2 D. HF解析:共价键的键能越高,共价键越牢固,分子能量越低,分子越稳定,反之,分子 越不稳定。C1234567891011121314A. 键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性B. 成键原子始终处于振动之中,键长是成键原子处于平衡位置时的核间距C. 共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的,所以共价键有饱和性D. C—H键能为413.4 kJ/mol,即解离1 mol CH4分子中的C—H,需要放出能量为 4×467 kJD1234567891011121314解析:电子云的重叠只能按一定的方向进行,共价键有方向性,除去s轨道外其他原 子轨道如p、d等轨道都有一定的伸展方向,沿轨道方向重叠可产生最大重叠,形成的 键最稳定,所以分子内两个共价键之间存在键角,故A正确;键长是两个成键原子的 平均核间距离,是成键原子处于平衡位置时的核间距,故B正确;共价键是通过原子 轨道重叠并共用电子对而形成的,共价键有方向性和饱和性,故C正确;已知C—H键 能为413.4 kJ/mol,断键吸收能量,则解离1 mol CH4分子中C—H,吸收的热量为 4×413.4 kJ,故D错误。12345678910111213146. 已知几种共价键的键能如下表:化学键 C—Cl C—H Cl—Cl H—Cl键能/(kJ·mol-1) 350.5 410.2 242.7 431.8C. 由键能可知,C—Cl比C—H更容易断裂A12345678910111213141234567891011121314化学键 H—H N≡N N—H键能/(kJ·mol-1) 436 945.6 391A. -990.6 kJ·mol-1B. +990.6 kJ·mol-1C. -92.4 kJ·mol-1D. -208.0 kJ·mol-1C1234567891011121314A. 1 mol N4转变成N2将放出882 kJ热量B. N—N键比N≡N键稳定C. 1 mol N4比2 mol N2的总能量低D. N4是由极性键组成的分子A1234567891011121314解析:1 mol N4转变成N2时断裂6 mol N—N键,吸收的热量为6×167 kJ=1 002 kJ, 形成2 mol N≡N键,放出的热量为2×942 kJ=1 884 kJ,故反应过程中放出的热量为1 884 kJ-1 002 kJ=882 kJ,A正确;键能越大,共价键越稳定,B错误;1 mol N4反应 转化为2 mol N2时放出882 kJ的热量,说明1 mol N4比2 mol N2的总能量高,C错误; N4中的N—N键是同一元素的原子形成的共价键,属于非极性键,D错误。1234567891011121314已知:(a、b、c均大于零)A. H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键B. 断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a) kJC. 相同条件下,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量小于2 mol HI(g)的总能量D. 向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),充分反应后放出的热量为2a kJB12345678910111213141234567891011121314A. 乙烯中碳碳双键的键能是乙烷中碳碳单键的键能的2倍B. N—O键的极性比C—O键的极性弱C. 氮气分子中含有2个σ键和1个π键B1234567891011121314A. σ键和 π键之比为7∶1B. 某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ/mol)分别为738、1 451、7 733、10 540、 13 630、17 995、21 703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+C. 共价键的键长越短,形成的共价键键能就一定越大D. 1个S原子最多只能与2个H原子结合形成H2S分子,是由共价键的饱和性决定的D1234567891011121314解析:单键为σ键,双键为1个σ键、1个π键,题给结构中共有16个单键、2个双键,即 18个σ键、2个π键,σ键和π键之比为9∶1,A错误;该元素第三电离能剧增,最外层应 有2个电子,表现为+2价,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2+,B错误;原 子间共用电子对数目相同的共价键,键长越短,键能越大,如氮氮三键的键长小于碳 碳三键的键长,氮氮三键的键能大于碳碳三键的键能,氮氮三键的键长大于O—H键 长,但氮氮三键的键能大于O—H键能,C错误;1个S原子含有2个未成对电子,故最 多只能与2个H原子结合形成H2S分子,是由共价键的饱和性决定的,D正确。1234567891011121314O—O键数据 O2键长/10-12m 149 128 121 112键能/(kJ·mol-1) X Y Z=494 W=628A. 电子数越多,键能越大B. 键长越长,键能越小C. 成键所用的电子数越少,键能越大D. 成键时电子对越偏移,键能越大B1234567891011121314123456789101112131413. 已知下列化学键的键能:化学键 C—C N—N O—O O—H键能/(kJ/mol) 347.7 193 142 497.3 462.8化学键 S—H Se—H N—H As—H —键能/(kJ/mol) 347 276 390.8 247 —回答下列问题:1234567891011121314解析:ΔH=反应物总键能-生成物总键能=(462.8 kJ/mol×4+142 kJ/mol×2)-(497.3 kJ/mol+462.8 kJ/mol×4)=-213.3 kJ/mol。解析:键长越小,键能越大,O—H、S—H、Se—H键长依次增大,因而键能依 次减小;N—H、P—H、As—H键长依次增大,因而键能依次减小,P—H键能介于 N—H和As—H键能之间,即247 kJ/mol<P—H键能<390.8 kJ/mol。-213.3 kJ/mol O—H、S—H、Se—H键的键长依次增大,因而键能依次减小247 kJ/mol 390.8 kJ/mol 1234567891011121314解析:C—C键能较大,较稳定,因而易形成C—C长链,而N—N、O—O键能 小,不稳定,易断裂,因此难以形成N—N、O—O长链。C—C键能较大,较稳定,因而易形成C—C长链,而N—N、O—O键能小,不稳定,易断裂,因此难以形成N—N、O—O长链1234567891011121314解析:CO2分子内含有2个碳氧双键,双键中一个是σ键,另一个是π键,则1 mol CO2中含有的σ键个数为2NA(或1.204×1024)。2NA(或1.204×1024) 1∶2 1∶1 1234567891011121314解析:反应中有4 mol N—H断裂,即有1 mol N2H4参加反应,生成1.5 mol N2和 2 mol H2O,则形成的σ键有(1.5×1+2×2)mol=5.5 mol。5.5 1234567891011121314解析:设分子式为CmHn,则6m+n=16,当m=2,n=4时,符合题意,即 分子式为C2H4,结构式为 ,所以1个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键, 即该分子中σ键与π键的个数之比为5∶1。5∶1 1234567891011121314解析:1个乙醛分子中存在1个碳氧双键,5个单键,故1 mol乙醛中含有σ键的个 数为6NA(或3.612×1024),1个CO(NH2)2分子中存在1个碳氧双键,6个单键,1 个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。6NA(或3.612×1024) 7 1234567891011121314 展开更多...... 收起↑ 资源预览