第2章-第1節(jié)-第2課時(shí)-鍵參數(shù)-鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角(講義)

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價(jià)鍵第2課時(shí)鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.了解共價(jià)鍵鍵參數(shù)的含義，能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。2.通過(guò)認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的鍵參數(shù)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，探析微觀結(jié)構(gòu)對(duì)宏觀性質(zhì)的影響。教學(xué)過(guò)程一、鍵能1．概念氣態(tài)分子中1_mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。它通常是298.15K、100kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值，單位是kJ·mol－1。2．應(yīng)用(1)判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊程度越大，釋放能量越多，所形成的共價(jià)鍵鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。(2)判斷分子的穩(wěn)定性一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)相似的分子，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(3)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能二、鍵長(zhǎng)和鍵角1．鍵長(zhǎng)(1)概念：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距，因此原子半徑?jīng)Q定共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短。(2)應(yīng)用：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越大，表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定，反之亦然。2．鍵角(1)概念：在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角。(2)應(yīng)用：在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價(jià)鍵具有方向性，因此鍵角影響著共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu)。(3)試根據(jù)空間結(jié)構(gòu)填寫(xiě)下列分子的鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角實(shí)例正四面體形109°28′CH4、CCl4平面形120°苯、乙烯、BF3等三角錐形107°NH3V形(角形)105°H2O直線形180°CO2、CS2、CH≡CH(4)部分鍵角圖解【歸納總結(jié)】(1)鍵長(zhǎng)與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系：鍵長(zhǎng)是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。如CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體，而CH3Cl只是四面體而不是正四面體，原因是C—H和C—Cl的鍵長(zhǎng)不相等。(2)定性判斷鍵長(zhǎng)的方法①根據(jù)原子半徑進(jìn)行判斷。在其他條件相同時(shí)，成鍵原子的半徑越小，鍵長(zhǎng)越短。②根據(jù)共用電子對(duì)數(shù)判斷。就相同的兩原子形成的共價(jià)鍵而言，當(dāng)兩個(gè)原子形成雙鍵或者三鍵時(shí)，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長(zhǎng)變短，故單鍵鍵長(zhǎng)＞雙鍵鍵長(zhǎng)＞三鍵鍵長(zhǎng)。課時(shí)訓(xùn)練1．關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù) B．鍵長(zhǎng)是形成共價(jià)鍵的兩原子間的核間距C．鍵能越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，共價(jià)化合物越穩(wěn)定 D．鍵角的大小與鍵長(zhǎng)、鍵能的大小無(wú)關(guān)2．下列有關(guān)共價(jià)鍵的鍵參數(shù)的說(shuō)法不正確的是A．、、分子中的鍵角依次增大B．HF、、分子中的鍵長(zhǎng)依次增長(zhǎng)C．、、分子中的鍵能依次減小D．分子中共價(jià)鍵的鍵能越大，分子的熔、沸點(diǎn)越高3．關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角，下列說(shuō)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(zhǎng)的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C．鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定D．鍵角的大小與鍵能的大小無(wú)關(guān)4．鍵長(zhǎng)、鍵角和鍵能是描述共價(jià)鍵的三個(gè)重要參數(shù)，下列敘述正確的是A．鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B．因?yàn)殒I的鍵能小于鍵的鍵能，所以、與反應(yīng)的能力逐漸減弱C．水分子可表示為，分子中的鍵角為180°D．鍵的鍵能為，即完全分解成和時(shí)，消耗的能量為5．鍵長(zhǎng)、鍵角和鍵能是描述共價(jià)鍵的三個(gè)重要參數(shù)，下列敘述正確的是A．在分子中，兩個(gè)成鍵原子間的距離叫做鍵長(zhǎng)B．型分子的鍵角均為180°C．C—C鍵的鍵能為347.7，但C=C鍵的鍵能小于D．H—Cl鍵的鍵能為431.8，故HCl分解成1mol和1mol時(shí)，消耗的能量為863.6kJ6．關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角，下列說(shuō)法不正確的是A．鍵角是確定分子立體結(jié)構(gòu)(分子形狀)的重要參數(shù)B．通過(guò)反應(yīng)物和生成物分子中鍵能數(shù)據(jù)可以粗略預(yù)測(cè)反應(yīng)熱的大小C．鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能必越小，共價(jià)化合物必越穩(wěn)定D．同種原子間形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)長(zhǎng)短總是遵循：叁鍵＜雙鍵＜單鍵7．下列有關(guān)共價(jià)鍵鍵參數(shù)的的比較中，不正確的是A．鍵能：C—N<C=N<C≡NB．鍵長(zhǎng)：I—I>Br—Br>Cl—ClC．分子中的鍵角：H2O>NH3D．乙烯分子中碳碳鍵的鍵能：σ鍵>π鍵8．下列有關(guān)共價(jià)鍵和鍵參數(shù)的說(shuō)法不正確的是A．1個(gè)乙烯()分子中含有5個(gè)鍵和1個(gè)鍵B．C—H鍵比Si—H鍵的鍵長(zhǎng)更短，故比更穩(wěn)定C．、、三種分子的鍵角依次增大D．碳碳雙鍵比碳碳單鍵的鍵能更大，故碳碳雙鍵更穩(wěn)定9．用“>”或“<”填空：（1）鍵長(zhǎng)：N-N_____N=N（2）鍵能：2E(C-C)_____E(C=C)（3）鍵角：CO2_____SO2;（4）鍵的極性：C-H_____N-H。10．I．用“>”或“<”填空：（1）鍵長(zhǎng)：N-N_____N=N（2）鍵能：2E(C-C)_____E(C=C)（3）鍵角：CO2_____SO2;（4）鍵的極性：C-H_____N-H。II．指出下列原子的雜化軌道類型及分子的空間構(gòu)型。(1)CO2中的C________雜化，空間構(gòu)型________；(2)SiF4中的Si________雜化，空間構(gòu)型________；(3)PH3中的P________雜化，空間構(gòu)型________；(4)NO2ˉ中的N________雜化，空間構(gòu)型________。答案解析1．C【詳解】C、鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，作用力越松，鍵能越小，化合物越不穩(wěn)定，故錯(cuò)。故選C。2．D【詳解】A．三者的鍵角分別為、120°、180°，依次增大，A項(xiàng)正確。B．因?yàn)镕、Cl、Br的原子半徑依次增大，故三者與H形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)依次增長(zhǎng)，B項(xiàng)正確。C．O、S、Se的原子半徑依次增大，故三者與H形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)依次增長(zhǎng)，鍵能依次減小，C項(xiàng)正確。D．分子的熔、沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，與共價(jià)鍵的鍵能無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選：D。3．C【詳解】A．鍵長(zhǎng)和鍵角常被用來(lái)描述分子的空間構(gòu)型，鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，故A正確；B．形成共價(jià)鍵的兩原子半徑之和越小共用電子對(duì)數(shù)越多則共價(jià)鍵越牢固，鍵長(zhǎng)越短，故B正確；C．鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)化合物越穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；D．鍵角是分子內(nèi)同一原子形成的兩個(gè)化學(xué)鍵之間的夾角，與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，與鍵長(zhǎng)鍵能無(wú)關(guān)，故D正確。答案選C。4．A【詳解】A．鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，A正確；B．鍵、鍵的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大，化學(xué)鍵越來(lái)越穩(wěn)定，、與反應(yīng)的能力逐漸增強(qiáng)，B錯(cuò)誤；C．水分子呈V形，鍵角為104.5°，C錯(cuò)誤；D．鍵的鍵能為，指的是斷開(kāi)鍵形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子所需吸收的能量為，即中含鍵，斷開(kāi)時(shí)需吸收的能量形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子，再進(jìn)一步形成和時(shí)，還會(huì)釋放出一部分能量，D錯(cuò)誤；故選A。5．C【詳解】A．鍵長(zhǎng)是指兩個(gè)原子核間的平均間距，故A錯(cuò)誤；B．型分子可能是直線型如二氧化碳，鍵角為，也可能使V型，如OF2，鍵角約為104°，故B錯(cuò)誤；C．C—C鍵為鍵，C=C中有一個(gè)是鍵、一個(gè)π鍵，π鍵鍵能小于鍵能，故C=C鍵的鍵能小于，故C正確；D．H—Cl鍵的鍵能為431.8，2molHCl分解成2mol和2mol時(shí)，消耗的能量為863.6kJ，故D錯(cuò)誤；故選：C。6．C【詳解】試題分析：A．鍵角和鍵長(zhǎng)都是確定多分子立體結(jié)構(gòu)(分子形狀)的重要參數(shù)，正確；B．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化就是斷裂反應(yīng)物的化學(xué)鍵與形成生成物的化學(xué)鍵釋放的鍵能的差值，因此通過(guò)反應(yīng)物和生成物分子中鍵能數(shù)據(jù)可以粗略預(yù)測(cè)反應(yīng)熱的大小，正確；C．鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)化合物越穩(wěn)定，錯(cuò)誤；D．同種原子間形成的共價(jià)鍵數(shù)目越多，結(jié)合的就越牢固，鍵長(zhǎng)長(zhǎng)短總是遵循：叁鍵＜雙鍵＜單鍵，正確?？键c(diǎn)：考查鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系的知識(shí)。7．C【詳解】A．鍵能：?jiǎn)捂I雙鍵三鍵，鍵能：C—NC=NCN，A項(xiàng)正確；B．同一主族元素，從上到下，原子半徑增大，原子半徑：IBrCl，鍵長(zhǎng)：I—IBr—BrCl—Cl，B項(xiàng)正確；C．H2O分子中O和NH3中N都采取不等性sp3雜化，H2O分子中O上有兩對(duì)孤電子對(duì)，NH3分子中N上只有一對(duì)孤電子對(duì)，且電子對(duì)之間斥力大小順序如下：孤電子對(duì)－孤電子對(duì)>孤電子對(duì)－成鍵電子對(duì)>成鍵電子對(duì)－成鍵電子對(duì)，分子中的鍵角：H2ONH3，H2O分子中鍵角為105o，NH3分子中鍵角為107o，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．σ鍵為“頭碰頭”重疊形成，強(qiáng)度大，π鍵為“肩并肩”重疊形成，強(qiáng)度小，乙烯分子中碳碳鍵的鍵能：σ鍵π鍵，D項(xiàng)正確；答案選C。8．D【詳解】A．1個(gè)乙烯分子中含有4個(gè)C—H鍵和1個(gè)碳碳雙鍵，單鍵是鍵，雙鍵中有1個(gè)鍵和1個(gè)鍵，則分子中含有5個(gè)鍵和1個(gè)鍵，故A正確；B．非金屬原子間形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越強(qiáng)，分子越穩(wěn)定，C—H鍵比Si—H鍵的鍵長(zhǎng)短，則C—H鍵比Si—H鍵的鍵能大，故比更穩(wěn)定，故B正確；C．是V形結(jié)構(gòu)，鍵角為105°，是正四面體形結(jié)構(gòu)，鍵角為，是直線形結(jié)構(gòu)，鍵角為180°，三種分子的鍵角依次增大，故C正確；D．碳碳雙鍵比碳碳單鍵的鍵能大，但碳碳雙鍵中含有1個(gè)鍵和1個(gè)鍵，碳碳單鍵只含有1個(gè)鍵，碳碳雙鍵中的鍵易斷裂，所以碳碳單鍵更穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤；故選D。9．>>><【解析】(1)鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，雙鍵的鍵能大于單鍵，則雙鍵的鍵長(zhǎng)小于單鍵，即N-N＞N=N，故答案為：＞；(2)鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，雙鍵的鍵能大于單鍵但小于單鍵鍵能的2倍，即2E(C-C)＞E(C=C)，故答案為：＞；(3)二氧化碳為直線結(jié)構(gòu)，鍵角為180°，二氧化硫?yàn)閂形結(jié)構(gòu)，鍵角：CO2＞SO2，故答案為：＞；(4)非金屬性N＞C，則鍵的極性：C-H＜N-H，故答案為：＜。點(diǎn)睛：本題考查了共價(jià)鍵的鍵參數(shù)，要注意鍵參數(shù)與鍵的極性和分子的穩(wěn)定性的關(guān)系，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大；非金屬性越強(qiáng)，鍵的極性越強(qiáng)。10．>>><sp直線形sp3正四面體形sp3三角錐形sp2V形【詳解】I.（1）鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，雙鍵的鍵能大于單鍵，則雙鍵的鍵長(zhǎng)小于單鍵，即N－N>N=N；（2）鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，雙鍵的鍵能大于單鍵，但小于單鍵鍵能的2倍，即2E(C－C)>E(C=C)；（3）CO2空間構(gòu)型為直線型，鍵角為180°，SO2為V形結(jié)構(gòu)，因此鍵角：CO2>SO2；（4）非金屬性N>C，則鍵的極性：C－