課時精講08-共價鍵參數(shù)(教師版)

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵課時精講08共價鍵參數(shù)【目標導(dǎo)航】1．理解鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數(shù)的概念。2．能應(yīng)用鍵參數(shù)——鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)?！局R導(dǎo)圖】一、三個重要的鍵參數(shù)1．鍵能(1)概念：在101.3kPa，298K的條件下，斷開1_molAB(g)分子中的化學鍵，使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量，叫A—B鍵的鍵能。(2)表示方式和單位表示方式：EA－B，單位：kJ·mol－1。(3)意義表示共價鍵的強弱，鍵能越大，鍵越牢固。2．鍵長(1)概念：兩個成鍵原子的原子核間的距離叫做該化學鍵的鍵長。(2)意義：鍵長越短，化學鍵越強，鍵越牢固。3．鍵角(1)概念：在多原子分子中，兩個化學鍵的夾角叫鍵角；(2)意義：可以判斷多原子分子的空間構(gòu)型。二、鍵參數(shù)與分子性質(zhì)的關(guān)系三、常見物質(zhì)的鍵角及分子構(gòu)型分子鍵角空間構(gòu)型CO2180°直線形H2O104.5°V形NH3107.3°三角錐形四、CO2、C2H2、CH4、H2O、NH3、H2S、CCl4分子空間構(gòu)型：1．直線形的CO2、C2H2；2．V形的H2O、H2S；3．正四面體形的CH4、CCl4；4．三角錐形的NH3?！拘≡嚺５丁颗袛嗾`(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。1．只有非金屬元素原子之間才能形成共價鍵()【答案】×【解析】有些金屬元素原子和非金屬元素原子之間也能形成共價鍵。2．共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，含有該鍵的分子越穩(wěn)定()【答案】√【解析】共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，含有該鍵的分子越穩(wěn)定。3．在分子中，兩個成鍵原子間的距離叫做鍵長()【答案】×【解析】鍵長是指兩個成鍵原子的核間距。4．AB2型分子的鍵角均為180°()【答案】×【解析】AB2型分子可能是直線形分子如二氧化碳，鍵角為180°，也可能是V形分子，如SO2，鍵角不為180°。5．N—O鍵的鍵長比C—O鍵的鍵長長()【答案】×【解析】N—O鍵的鍵長比C—O鍵的鍵長短。6．1個氮氣分子中含有1個σ鍵和2個π鍵()【答案】√【解析】氮氣分子中含有三鍵，則1個分子中有1個σ鍵和2個π鍵。7．NH4+中4個N—H【答案】×【解析】NH4+中4個N—H8．雙原子分子中化學鍵鍵角越大，分子越穩(wěn)定()【答案】×【解析】雙原子分子中沒有鍵角。9．在雙鍵中，σ鍵的鍵能要小于π鍵的鍵能()【答案】×【解析】σ鍵的重疊程度大于π鍵，故σ鍵的鍵能大于π鍵。10．鍵能：C—N<C=N<C≡N()【答案】√【解析】C、N原子間形成的化學鍵，三鍵鍵能最大，單鍵鍵能最小。11．鍵長：I—I>Br—Br>Cl—Cl()【答案】√【解析】原子半徑：I>Br>Cl，則鍵長：I—I>Br—Br>Cl—Cl。12．分子中的鍵角：H2O>CO2()【答案】×【解析】H2O分子中鍵角是105°，CO2分子中鍵角是180°。13．一般，相同元素原子間形成的共價鍵鍵能：σ鍵>π鍵()【答案】√【解析】一般，相同元素原子之間形成的σ鍵的鍵能比π鍵的大。14．乙烯中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷中碳碳單鍵的鍵能的2倍()【答案】×【解析】在乙烯分子中，碳碳雙鍵鍵能不是碳碳單鍵鍵能的2倍，而是介于單鍵鍵能和2倍單鍵鍵能之間。15．H—O鍵鍵能為463kJ/mol，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量為(2×463)kJ()【答案】×【解析】H—O鍵鍵能為463kJ/mol指的是拆開1molH—O鍵形成氣態(tài)氫原子和氧原子所吸收的能量為463kJ，18g水的物質(zhì)的量為1mol，1molH2O中含2molH—O鍵，需吸收(2×463)kJ的能量形成氣態(tài)氫原子和氧原子，但氫原子、氧原子進一步形成H2和O2時釋放能量，不知道H—H鍵和O=O鍵的鍵能，所以無法計算反應(yīng)熱。16．C—C鍵的鍵能為347.7kJ·mol-1，但C=C鍵的鍵能小于347.7×2kJ·mol-1()【答案】√【解析】C—C鍵為σ鍵，1個C=C鍵中有1個σ鍵、1個π鍵，π鍵鍵能小于σ鍵鍵能，故C=C鍵的鍵能小于347.7×2kJ·mol-1。17．H—Cl鍵的鍵能為431.8kJ·mol-1，故HCl分解成1molH2和1molCl2時，消耗的能量為863.6kJ()【答案】×【解析】H—Cl鍵的鍵能為431.8kJ·mol-1，2molHCl分解成2molH和2molCl時，消耗的能量為863.6kJ，2molH和2molCl結(jié)合成1molH2和1molCl2時，還要釋放能量?？键c一鍵參數(shù)【例1】鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數(shù)，下列敘述正確的是()A．鍵角是描述分子空間構(gòu)型的重要參數(shù)B．因為H—O鍵的鍵能小于H—F鍵的鍵能，所以O(shè)2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸減弱C．水分子可表示為H—O—H，分子中的鍵角為180°D．H—O鍵的鍵能為463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量為2×463kJ【答案】A【解析】H—O鍵、H—F鍵的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大，化學鍵越來越穩(wěn)定，O2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸增強，B項錯誤；水分子呈V形，鍵角為104.5°，C項錯誤；D項中H—O鍵的鍵能為463kJ·mol－1，指的是斷開1molH—O鍵形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子所需吸收的能量為463kJ，18gH2O即1molH2O中含2molH—O鍵，斷開時需吸收2×463kJ的能量形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子，再進一步形成H2和O2時，還需釋放出一部分能量，故D項錯誤?！纠?】SiF4與SiCl4分子都是正四面體結(jié)構(gòu)。下列判斷正確的是 ()A．鍵長：Si—F>Si—ClB．鍵能：Si—F>Si—ClC．沸點：SiF4>SiCl4D．共用電子對偏移程度：Si—Cl>Si—F12.B原子半徑：Cl>F，原子半徑越大，其形成的化學鍵的鍵長就越長，所以鍵長：Si—F<Si—Cl，A錯誤；形成共價鍵的原子半徑越小，共價鍵鍵能就越大，由于原子半徑：Cl>F，所以鍵能：Si—F>Si—Cl，B正確；SiF4、SiCl4都是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)相似，物質(zhì)的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力就越大，物質(zhì)的沸點越高，所以沸點：SiF4<SiCl4，C錯誤；元素的非金屬性越強，與同種元素的原子形成的共價鍵的極性就越強，共用電子對偏移程度就越大，元素的非金屬性：F>Cl，所以共用電子對偏移程度：Si—Cl<Si—F，D錯誤?！窘忸}技法】【對點訓(xùn)練1】1．關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法不正確的是()A．鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B．鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C．鍵能越大，鍵長越長，共價化合物越穩(wěn)定D．鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān)【答案】C【解析】鍵長越長，共價化合物越不穩(wěn)定。2．已知氫分子鍵能436kJ·mol－1，氧分子鍵能498kJ·mol－1，氯分子鍵能243kJ·mol－1，氮分子鍵能946kJ·mol－1。參考以上數(shù)據(jù)判斷以下說法中正確的是()A．N—N鍵鍵能為eq\f(1,3)×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－1B．氮分子中的共價鍵比氫分子中共價鍵鍵長短C．氧分子中氧原子間是以共價單鍵結(jié)合的D．氮分子比氯分子穩(wěn)定【答案】D【解析】氮分子的N≡N中的三個鍵不是等同的，A錯；雖然氮分子中N≡N鍵鍵能>H—H鍵鍵能，但氫的原子半徑遠小于氮原子，鍵長是成鍵兩原子的核間距，H—H鍵的鍵長<N≡N鍵的鍵長，B錯；氧氣中氧原子間以共價雙鍵結(jié)合，C錯；氮分子鍵能比氯分子的大，D正確。考點二常見物質(zhì)的鍵角及分子構(gòu)型【例3】下列有關(guān)鍵角與分子空間構(gòu)型的說法不正確的是()A．鍵角為180°的分子，空間構(gòu)型是直線形B．鍵角為120°的分子，空間構(gòu)型是平面三角形C．鍵角為60°的分子，空間構(gòu)型可能是正四面體形D．鍵角為90°～109°28'之間的分子，空間構(gòu)型可能是V形【答案】B【解析】A項，鍵角為180°的分子，空間構(gòu)型是直線形，例如CO2分子是直線型分子，A項正確；B項，苯分子的空間構(gòu)型是平面正六邊形分子，鍵角為120゜，B項錯誤；C項，白磷分子的鍵角為60°，空間構(gòu)型為正四面體形，C項正確；D項，水分子的鍵角為104.5°，空間構(gòu)型為V形，D項正確。故選B?！纠?】PCl3分子的空間構(gòu)型是()A．平面三角形，鍵角小于120°B．平面三角形，鍵角為120°C．三角錐形，鍵角小于109.5°D．三角錐形，鍵角為109.5°【答案】B【解析】PCl3分子中P原子價層電子對數(shù)為4，采用sp3雜化，含有1個孤電子對，分子的空間構(gòu)型是三角錐形，三角錐形分子的鍵角小于平面正三角形的鍵角，平面正三角形，則其鍵角應(yīng)該為120°，孤電子對對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，PCl3分子中Cl-P-Cl鍵的三個鍵角小于正四面體中109.5°，故選C?！窘忸}技法】鍵長和鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的參數(shù)。一般來說，如果知道分子中的鍵長和鍵角，這個分子的空間結(jié)構(gòu)就確定了。如NH3分子的H—N—H鍵角是107°，N—H鍵的鍵長是101pm，就可以確定NH3分子是三角錐形分子。如圖：?！緦c訓(xùn)練2】3．NH3、NF3、NCl3等分子中心原子相同，如果周圍原子電負性大者鍵角小，那么NH3、NF3、NCl3三種分子中，鍵角大小的順序正確的是()A．NH3＞NF3＞NCl3 B．NCl3＞NF3＞NH3C．NH3＞NCl3＞NF3 D．NF3＞NCl3＞NH3【答案】C【解析】已知電負性F＞Cl＞H，且NH3、NF3、NCl3等這些分子中心原子相同，如果周圍原子電負性大者則鍵角小?？芍I角NH3＞NCl3＞NF3，故選C。4．在白磷(P4)分子中，4個P原子分別處在正四面體的四個頂點，結(jié)合有關(guān)P原子的成鍵特點，下列有關(guān)白磷的說法正確的是()A．白磷分子的鍵角為109.5°B．分子中共有4對共用電子對C．白磷分子的鍵角為60°D．分子中有6對孤電子對【答案】C【解析】白磷的正四面體結(jié)構(gòu)不同于甲烷的空間結(jié)構(gòu)；由于白磷分子中無中心原子，根據(jù)共價鍵的方向性和飽和性，每個磷原子都以3個共價鍵與其他3個磷原子結(jié)合形成共價鍵，從而形成正四面體結(jié)構(gòu)，所以鍵角為60°，總共有6個共價單鍵，每個磷原子含有一對孤電子對，總計有4對孤電子對。1．鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數(shù)，下列敘述錯誤的是()A．鍵能是衡量化學鍵穩(wěn)定性的參數(shù)之一，鍵能越大，則化學鍵就越牢固B．鍵長與共價鍵的穩(wěn)定性沒有關(guān)系C．鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)D．一般來說，原子半徑越小的原子形成的共價鍵鍵長越短【答案】B【解析】A項，鍵能指氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量，鍵能越大，意味著化學鍵越穩(wěn)定，越不容易被打斷，A正確；B項，鍵長是形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，鍵長越短，往往鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，B錯誤；C項，當物質(zhì)分子內(nèi)有多個化學鍵時，化學鍵之間的夾角叫鍵角，它反映了分子內(nèi)原子的空間分布情況，因此鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，C正確；D項，共價鍵的鍵長是指成鍵原子之間的核間距，一般來說，原子半徑越小的原子形成的共價鍵鍵長越短，D正確；故選B。2．下列比較正確的是()A．鍵長：C—O＞Si—O B．鍵長：C—C＞C=CC．鍵能：C—O＜Si—O D．鍵能：C—C＞C=C【答案】B【解析】A項，由于原子半徑：Si＞C，故鍵長：Si—O＞C—O；B項，由于鍵長：單鍵＞雙鍵＞叁鍵，故鍵長：C—C＞C=C；C、D兩項，一般說鍵長越短，鍵能越大，故鍵能：C—O＞Si—O、C=C＞C—C。3．下列說法正確的是()A．鍵角越大，該分子越穩(wěn)定B．共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，含有該鍵的分子越穩(wěn)定C．CH4、CCl4中鍵長相等，鍵角不同D．CC鍵的鍵能是C—C鍵的2倍【答案】B【解析】A項，鍵角是決定分子空間構(gòu)型的參數(shù)，與分子的穩(wěn)定性無關(guān)；C項，CH4、CCl4中C—H鍵長小于C—Cl鍵長，鍵角均為109.5°；D項，C=C鍵由σ鍵和π鍵組成，C—C鍵為σ鍵，故C=C鍵的鍵能小于C—C鍵的2倍。4．N—H鍵鍵能的含義是()A．由N和H形成1molNH3所放出的能量B．把1molNH3中的共價鍵全部拆開所吸收的熱量C．拆開約6.02×1023個N—H鍵所吸收的熱量D．形成1個N—H鍵所放出的熱量【答案】C【解析】N—H鍵的鍵能是指形成1molN—H鍵放出的能量或拆開1molN—H鍵所吸收的能量，不是指形成1個N—H鍵釋放的能量。1molNH3中含有3molN—H鍵，拆開1molNH3或形成1molNH3吸收或放出的能量應(yīng)是1molN—H鍵鍵能的3倍。5．下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是()A．N元素的電負性較大，但N2的化學性質(zhì)很穩(wěn)定B．HCl、HBr、HI的熔沸點逐漸升高C．HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱D．F2比O2更容易與H2反應(yīng)【答案】B【解析】A項，N2分子中兩個N原子之間形成氮氮三鍵，鍵能很大，因此N2化學性質(zhì)穩(wěn)定，A不符合題意；B項，HCl、HBr、HI的熔沸點逐漸升高是因為范德華力依次增大，不能用鍵能的大小來解釋，B符合題意；C項，HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱是因為它們分子內(nèi)共價鍵的鍵能逐漸減小，C不符合題意；D項，F(xiàn)2中的F－F鍵比O2中的O=O鍵鍵能小，更容易斷裂，所以F2比O2更容易與H2反應(yīng)，D不符合題意；故選B。6．下列說法中正確的是()A．雙原子分子中化學鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定B．雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越穩(wěn)定C．雙原子分子中化學鍵鍵角越大，分子越穩(wěn)定D．在雙鍵中，σ鍵的鍵能小于π鍵的鍵能【答案】A【解析】在雙原子分子中沒有鍵角，故C項錯誤；當其鍵能越大，鍵長越短時，分子越穩(wěn)定，故A項正確，B項錯誤；D項中σ鍵的重疊程度大于π鍵，故σ鍵的鍵能大于π鍵的鍵能。7．下列有關(guān)共價鍵的鍵參數(shù)的說法不正確的是()A．CH4、C2H4、CO2分子中的鍵角依次增大B．HF、HCl、HBr分子中的鍵長依次增長C．H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小D．分子中共價鍵的鍵能越大，分子的熔、沸點越高【答案】D【解析】A項，三者的鍵角分別為109.5°、120°、180°，依次增大，A項正確。B項，因為F、Cl、Br的原子半徑依次增大，故三者與H形成共價鍵的鍵長依次增長，B項正確。C項，O、S、Se的原子半徑依次增大，故三者與H形成共價鍵的鍵長依次增長，鍵能依次減小，C項正確。D項，分子的熔、沸點與分子間作用力有關(guān)，與共價鍵的鍵能無關(guān)，D項錯誤。故選D。8．下列說法中正確的是()A．分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的B．共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X鍵的鍵長、鍵角均相等D．H2O分子中兩個O—H鍵的鍵角為180°【答案】B【解析】A項，分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角和鍵長決定的，A錯誤；B項，共價鍵的鍵能越大，斷裂時需要的能量越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定，B正確；C項，四種化合物中C-X鍵的鍵長依次增大，鍵角相等，C錯誤；D、項，H2O分子中兩個O—H鍵的鍵角為105°，D錯誤；故選B。9．下列說法正確的是()A．C=O鍵的鍵長比C-O鍵短，C=O鍵的鍵能比C-O鍵小B．鍵角：H2O>NH3C．H-Cl鍵的鍵能比H-Br鍵大，HCl的熱穩(wěn)定性比HBr高D．C=C雙鍵的鍵能比C-C單鍵大，碳碳雙鍵的化學性質(zhì)比碳碳單鍵穩(wěn)定【答案】C【解析】A項，共用電子對拉近核間距離，C=O鍵中共用電子對數(shù)目多，鍵長比C-O鍵短，C=O鍵的鍵能比C-O鍵大，A錯誤；B項，H2O中的O有2對孤對電子，NH3中的N有1對孤對電子，孤電子對越多，斥力越大，故鍵角：H2O<NH3，B錯誤；C項，Cl原子半徑小于Br原子，H-Cl鍵的鍵長比H-Br鍵長短，H-Cl鍵的鍵能比H-Br鍵大，HCl的熱穩(wěn)定性比HBr高，C正確；D項，C=C雙鍵的鍵能比C-C單鍵大，但比兩倍C-C單鍵的鍵能小，C=C的其中一條鍵比C-C鍵能小不牢固，使得碳碳雙鍵的化學性質(zhì)比碳碳單鍵不穩(wěn)定，D錯誤；故選C。10．下列有關(guān)共價鍵和鍵參數(shù)的說法正確的是()A．H2O、CH4、CO2三種分子的鍵角依次減小B．C-H鍵比Si-H鍵的鍵長短，故CH4分子比SiH4分子穩(wěn)定C．1個乙烯分子中含有1個p-pπ鍵、1個p-pσ鍵和4個鍵D．碳碳雙鍵比碳碳單鍵的鍵能更大，故碳碳雙鍵更穩(wěn)定【答