第二章 第一节 第2课时 键参数——键能、键长与键角

第2课时键参数——键能、键长与键角

[核心素养发展目标] 1.了解共价键键参数的含义，能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。2.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响，探析微观结构对宏观性质的影响。

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。它通常是298.15 K、100 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)利用键能计算反应热

ΔH＝反应物总键能－生成物总键能

(1)共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定()

(2)N—H键能是很多分子中的N—H键能的平均值()

(3)O—H键能是指在298.15 K、100 kPa下，1 mol气态分子中1 mol O—H键解离成气态原子所吸收的能量()

(4)C==C键能等于C—C键能的2倍()

答案(1)√(2)√(3)√(4)×

1．根据价键理论分析氮气分子中的成键情况，并解释N2通常很稳定的原因。

提示两个氮原子各自用三个p轨道分别形成一个σ键和两个π键。N2分子中存在N≡N，键能大，破坏它需要消耗较高的能量，因而N2通常很稳定。

2．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。(利用课本表2－1的相应数据分析)

提示从表2－1的数据可知，N—H、O—H与H—F的键能依次增大，意味着形成这些键时

放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。3．某些化学键的键能(kJ·mol－1)如下表所示。

(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量________ kJ。

(2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是________(填字母)。

a．Cl2＞Br2＞I2b．I2＞Br2＞Cl2

c．Br2＞I2＞Cl2

预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热________(填“多”或“少”)。

答案(1)184.9(2)a多

解析(1)根据键能数据可得，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝436 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－431.8 kJ·mol－1×2＝－184.9 kJ·mol－1，1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl，故放出的热量为184.9 kJ。

(2)由表中数据计算知1 mol H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物越稳定，放出热量越多。因稳定性：HF＞HCl，故1 mol H2在F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。

二、键长和键角

1．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。

2．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