(新课标地区专用)2022年高中化学第2章第一节第2课时共价键的键参数讲义+精练(含解析)新人教版选.pdf
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1、 新课标地区专用 2022 年高中化学第 2 章第一节第 2 课时共价键的键参数讲义+精练含解析新人教版选修 3 -2-第 2 课时 共价键的键参数 学业要求 素养对接 知道键能、键长、键角等键参数的概念,能用键参数说明简单分子的某些性质。微观探析:用键参数说明简单分子的某些性质。知 识 梳 理 1.键参数概念和特点 概 念 特 点 键能 气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量 键能越大,键越稳定 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距 键长越短,键能越大,键越稳定 键角 分子内两个共价键之间的夹角 说明共价键有方向性,决定分子的立体结构 2.键参数对物质性质的影响 -3-【自主思
2、考】1.试从键长和键能的角度分析卤素氢化物稳定性逐渐减弱的原因。提示 卤素原子从 F 到 I 原子半径逐渐增大,分别与 H 原子形成共价键时,按 HF、HCl、HBr、HI,键长逐渐增长,键能逐渐减小,故分子的稳定性逐渐减弱。2.是否原子半径越小、键长越短,键能越大,分子就越稳定?提示 不一定,电负性大的双原子分子,键长较短的键能不一定大。如 F2中氟原子的半径很小,因此键长比拟短,而两个氟原子形成共价键时,核间距离很小,排斥力很大,即其键能不大,因此 F2的稳定性差。自 我 检 测 1.判断正误,正确的打“;错误的打“。(1)键长越短,键能一定越大。()(2)等电子体并不都是电中性的。()(
3、3)双原子分子中化学键键能越大,分子越牢固。()(4)双原子分子中化学键键长越长,分子越牢固。()-4-(5)双原子分子中化学键键角越大,分子越牢固。()(6)同一分子中,键与 键的原子轨道重叠程度一样多,只是重叠的方向不同。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.关于键长、键能和键角,以下说法不正确的选项是()A.键角是描述分子立体结构的重要参数 B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定 D.键角的大小与键能的大小无关 解析 键长越短,键能越大,共价键越稳定。答案 C 3.HBr 气体的热分解温度比 HI 气体的热分解温度高的原因是()A
4、.HBr 分子中的键长比 HI 分子中的键长短,键能大 B.HBr 分子中的键长比 HI 分子中的键长长,键能小 C.HBr 的相对分子质量比 HI 的相对分子质量小 D.HBr 分子间作用力比 HI 分子间作用力大 -5-解析 HBr 和 HI 均是共价化合物,含有共价键。由于 HBr 分子中的键长比 HI 分子中的键长短,键能大,破坏共价键消耗的能量多,所以 HBr 气体的热分解温度比 HI 气体的热分解温度高。答案 A 学习任务 共价键参数与分子的性质【合作交流】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立体构型的参数。一般来说,如果知道分子中的键长和键角,这个分子的几何构
5、型就确定了。如 NH3分子的HNH 键角是107,NH 的键长是 101 pm,就可以断定 NH3分子是三角锥形分子,如图 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:NHPH,键能:NHPH,因此 NH3更稳定。2.N2、O2、F2与 H2的反响能力依次增强,从键能的 -6-角度应如何理解这一化学事实?提示 由教材表 21 中键能的数值可知:HFHOHN,而键长:HFHOHN,说明分子的稳定性:HFH2ONH3,所以 N2、O2、F2跟 H2的反响能力依次增强。3.一般来说,键长越短,键能越大。但为什么 FF键键长短,键能小?提示 氟原子的半径很
6、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响。【点拨提升】1.共价键参数的应用(1)键能的应用 表示共价键的强弱 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。判断化学反响的能量变化 在化学反响中,旧化学键断裂吸收能量,新化学 -7-键的形成释放能量,因此反响焓变与键能的关系为H反响物键能总和生成物键能总和,H0 时,为放热反响;H0 时,为吸热反响。(2)键长的应用 一般键长越短,键能越大,共价键越稳定,分子越稳定。键长的比拟
7、方法 a.根据原子半径比拟,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拟,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 键长和键角决定分子的空间构型 常见分子的键角与分子空间构型 化学式 结构式 键角 空间构型 CO2 180 直线形 NH3 107 三角锥形 -8-H2O 105 V 形 BF3 120 平面三角形 CH4 10928 正四面体形 2.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,那么共价键越牢固,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
8、,破坏共价键消耗的能量越多。(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多。(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。特别提醒 由分子构成的物质,其熔、沸点与共价键的键能和键长无关。而分子的稳定性,由键 -9-长和键能共同决定。【例 1】以下说法不正确的选项是()A.键能越小,表示化学键越牢固,越难以断裂 B.成键的两原子核越近,键长越短,化学键越牢固,性质越稳定 C.破坏化学键时消耗能量,而形成化学键时释放能量 D.键能、键长只能定性地分析化学键的强弱 解析 键能越大,断开该键所需的能量越多,化学键越牢固,性质
9、越稳定,故 A 错误;B、C、D均正确。答案 A(1)通过键长、键角可以判断分子的几何构型及多原子分子的极性,一般呈中心对称的分子为非极性分子。(2)键长不是成键两原子半径的和,而是小于其半径和。【变式训练】1.三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形,以下关于三氯化磷分子空间构型理由的表达,正确的选项是()A.PCl3分子中 PCl 三个共价键的键长、键角都 -10-相等 B.PCl3分子中 PCl 三个共价键键能、键角均相等 C.PCl3分子中的 PCl 键属于极性共价键 D.PCl3分子中PCl键的三个键角都是100.1,键长相等 解析 PCl3分子是由 PCl 极性键构成的极
10、性分子,其结构类似于 NH3。答案 D 2.以下有关化学键知识的比拟肯定错误的选项是()A.键能:CNC=NCN B.键长:IIBrBrClCl C.分子中的键角:H2OCO2 D.相同元素原子间形成的共价键键能:键键 解析 C、N 原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A 正确;原子半径:IBrCl,那么键长:IIBrBrClCl,B 正确;H2O分子中键角是 105,CO2分子中键角是 180,C错误;相同元素原子之间形成的 键的键能比 键的大,D 正确。-11-答案 C 3.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是()A.常温常压下氯气呈气态,而溴单质呈液态 B.硝酸是挥发性酸,
11、而硫酸、磷酸是不挥发性酸 C.稀有气体一般难发生化学反响 D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定 解析 共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小,与分子内共价键的键能无关;物质的挥发性与分子内键能的大小无关;稀有气体是单原子分子,无化学键,难发生化学反响的原因是它们的价电子已形成稳定结构;氮气比氧气稳定,是由于 N2分子中共价键的键能(946 kJmol1)比 O2分子中共价键的键能(497.3 kJmol1)大,在化学反响中更难断裂。答案 D 4.能说明 BF3分子中四个原子在同一平面的理由是()A.任意两个键的夹角为 120 B.BF 键是非极性共价键 C.三个 BF 键的键能相同 D.
12、三个 BF 键的键长相等 -12-解析 此题考查共价键键参数的运用。当键角为120时,BF3的空间构型为平面三角形,故分子中四个原子共面。答案 A 分层训练 根底练 1.以下说法正确的选项是()A.分子的结构是由键角决定的 B.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 C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中 CX(X=F、Cl、Br、I)键的键长、键角均相等 D.H2O 分子中两个 OH 键的键角为 180 解析 分子的结构是由键参数键角、键长决定的,A 项错误;由于 F、Cl、Br、I 的原子半径不同,故 CX(X=F、Cl、Br、I)键的键长不相等,C 项错误;H2O 分子
13、中两个 OH 键的键角为105,D 项错误。答案 B 2.根据键的成键特征判断C=C的键能与 CC键能的数量关系()A.双键的键能等于单键的键能的 2 倍 -13-B.双键的键能大于单键的键能的 2 倍 C.双键的键能小于单键的键能的 2 倍 D.无法确定 解析 由于 键的键能比 键键能小,双键中有一个 键和一个 键,所以双键的键能小于单键的键能的 2 倍。答案 C 3.以下事实不能用键能的大小来解释的是()A.氮元素的电负性较大,但 N2的化学性质很稳定 B.稀有气体一般难发生反响 C.HF、HCl、HBr、HI 的稳定性逐渐减弱 D.HF 比 H2O 稳定 解析 由于 N2分子中存在三键,
14、键能很大,破坏共价键需要很大的能量,所以 N2的化学性质很稳定;稀有气体都为单原子分子,没有化学键;卤族元素从 F 到 I,原子半径逐渐增大,其氢化物中化学键的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性 HFHClHBrHI;由于 HF 键的键能大于 HO 键,所以稳定性 HFH2O。答案 B 4.以下有关共价键的键参数的说法不正确的选项是()-14-A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大 B.HF、HCl、HBr 分子中的键长依次增长 C.H2O、H2S、H2Se 分子中的键能依次减小 D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高 解析 三者的键角分别为 10928、120、180,
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