1、第2章 第1节 共价键模型 1.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。2.学会键能与反应热相互求算的方法。学习目标定位 达标检测检测评价 达标过关新知导学启迪思维 探究规律内容索引NEIRONGSUOYIN新知导学XIN ZHI DAO XUE01 1.键能(1)键能是在101.3 kPa、298 K条件下，断开1 mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成所吸收的能量。常用EAB表示。键能的单位是。如：断裂1 mol HH键吸收的最低能量为436 kJ，即HH键的键能为436 kJmol1。kJmol1一、共价键参数气态A原子和气态B原子若使2 mol H
2、Cl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是。表中共价键最难断裂的是键，最易断裂的是键。由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次，说明四种分子的稳定性依次。吸收862 kJ的能量HFHI(2)根据下表中的HX键的键能回答下列问题：共价键 HF HCl HBr HI 键能/kJmol1 565 431 363 297 减小减弱2.键长(1)两个成键原子的间的距离叫做该化学键的键长。(2)键长与共价键的稳定性之间的关系：一般来说，共价键的键长越短，往往键能，这表明共价键，反之亦然。(3)下列三种分子中：H2、Cl2、Br2，共价键的键长最长的是 ，键能最大的是
3、 。原子核越大越稳定3.键角(1)键角是指。在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角决定着共价分子的。(2)根据空间构型分析下列分子的键角 在多原子分子中，两个化学键的夹角空间构型分子空间构型 键角 实例 正四面体形 CH4、CCl4 白磷(P4)平面形 苯、乙烯、BF3等 三角锥形 NH3 V形 H2O 直线形 CO2、CS2、CHCH 109.560120 107.3 104.5 180 归纳总结(1)共价键参数与分子性质的关系 键能越大，键长越短，分子越稳定。(2)共价键强弱的判断 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
4、，含有该共价键的分子越稳定。由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固。由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固。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。关键提醒 分子的稳定性与键能和键长有关，而由分子构成的物质的熔、沸点高低与键能和键长无关。(3)键长的判断方法 根据原子半径判断：在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。根据共用电子对数判断：相同的两原子形成共价键时，单键键长双键键长叁键键长。例1 下列分子中的键角最大的是 A.CO2B.NH3 C.H2OD.CH2=CH2 解析 CO2为直线形分子，键角为180；NH3为三角锥形结
5、构，键角为107.3；H2O分子空间构型为V形，键角为104.5；CH2=CH2为平面结构，键角为120，故键角最大的是CO2，A正确。例2(2018成都期中)下列有关共价键的键参数的说法不正确的是 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109.5、120、180，依次增大，A选项正确；因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增长，B选项正确；O、S、Se的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键
6、长依次增长，键能依次减小，C选项正确；分子的熔、沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，D选项错误。根据已学知识回答下列问题：(1)化学反应的实质是。(2)化学反应过程中，旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应为反应，反之则为反应。(3)已知HH、ClCl、HCl键的键能分别为436 kJmol1、243 kJmol1、431 kJmol1。试通过键能数据估算H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)反应的反应热是。反应物分子中旧化学键的断裂和生成物分子中新化学键的形成183 kJmol1二、键能与反应焓变的关系吸热放热归纳总结(1)化学反应中的能量变化是H反应物键能总和生成物
7、键能总和。(2)反应热H0时，为吸热反应。例3 已知1 g H2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且O2(g)中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，H2O(g)中1 molHO键形成时放出热量463 kJ，则H2(g)中1 mol HH键断裂时吸收热量为 A.920 kJB.557 kJC.436 kJD.188 kJ 解析 因为 1 g H2(g)完全燃烧生成 H2O(g)时放出热量 121 kJ，所以 1 mol H2(g)与12 molO2(g)完全燃烧生成 1 mol H2O(g)时放出热量 242 kJ，即 H2(g)12O2(g)=H2O(g)H242
8、 kJmol1。所发生键的变化为断裂 1 mol HH 键和12 mol O=O 键、形成 2 molHO 键，反应过程中断裂旧键需要吸收的热量为12496 kJQHH，形成新键释放的能量为 2463 kJ926 kJ，所以 926kJ(12496kJQHH)242 kJ，解得 QHH436 kJ。例4 氟在自然界中常以CaF2的形式存在。F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)3F2(g)=2ClF3(g)H313 kJmol1，FF键的键能为159 kJmol1，ClCl键的键能为242 kJmol1，则ClF3中ClF键的平均键能为kJmo
9、l1。解析 根据H与键能的关系可得：242 kJmol1159 kJmol13EClF6313 kJmol1，解得ClF键的平均键能EClF172 kJmol1。172易错提醒 利用键能计算化学反应的H时，要准确计算每摩尔各物质中含有的共价键的数目。学习小结 返回达标检测DA BIAO JIAN CE02 1.下列说法正确的是 A.键角决定了分子的结构 B.CH4、CCl4中键长相等，键角不同 C.C=C键的键能是CC键的键能的两倍 D.共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定 解析 分子结构是由键角和键长共同决定的，A项错；CH4、CCl4分子均为正四面体形，它们的键角相同，键长
10、不等，B项错；C=C双键由一个键和一个键构成，通常而言键键能大于键键能，故C=C键键能应小于CC键键能的两倍，C项错。1234562.下列分子最难分裂为原子的是 A.HClB.HIC.H2SD.PH3 解析 元素的电负性越大，元素原子吸引共用电子对的能力越强，键能越大，分子越稳定，分子越难分解，Cl元素的电负性最大，所以HCl最难分裂为原子。1234563.下列说法中正确的是 A.在分子中，两个原子间的距离叫键长 B.非极性键的键能大于极性键的键能 C.键能越大，表示该分子越容易受热分解 D.HCl键的键能为431 kJmol1，HI键的键能为297 kJmol1，这可说明HCl分子比HI分子
11、稳定 解析 形成共价键的两个原子核间的距离为键长，A项不正确；键能的大小取决于成键原子的电负性，与键的极性无必然联系，B项不正确；键能越大，分子越稳定，C项不正确，D项正确。1234564.下列事实不能用键能的大小来解释的是 A.N2的化学性质很稳定 B.稀有气体一般难发生反应 C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D.F2比O2更容易与H2反应 解析 由于N2分子中存在NN键，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，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于HF
12、键的键能大于HO键的键能，所以更容易生成HF。1234565.能说明BF3分子的4个原子在同一平面的理由是 A.任意两个BF键之间的夹角为120 B.BF键为极性共价键 C.3个BF键的键能相同 D.3个BF键的键长相等 解析 BF3分子中键能、键长与分子的空间构型无关，只有键间夹角是120 决定了BF3分子中的4个原子在同一平面内，A项符合题意。123456(1)由表中所列化学键所形成的分子中，最稳定的是，最不稳定的是(写化学式)。共价键 HH ClCl BrBr HCl 键能 436 243 193 431 共价键 II NN HO HN 键能 151 945 463 391 6.某些共价
13、键的键能数据如下表所示(单位：kJmol1)：123456解析 比较这些共价键键能的数值可知，NN键的键能最大，II键的键能最小，所以N2分子最稳定，I2分子最不稳定。N2I2(2)将1 mol I2(g)分子中化学键断裂为气态原子时，需要(填“吸收”或“放出”)kJ能量。已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H为11 kJmol1，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。123456解析 根据键能的定义可知将1 mol I2(g)分解为I(g)原子需吸收151 kJ能量，根据H反应物总键能生成物总键能知：2EHI436 kJmol1151 kJmol111 kJmol1，EHI299 kJmol1。吸收151299(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H。123456解析 在反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)中，有1 mol HH键和1 mol ClCl键断裂，共吸收能量436 kJ243 kJ679 kJ，形成2 mol HCl键共放出能量431 kJ2862 kJ。放出的能量大于吸收的能量，所以该反应为放热反应，H679 kJmol1862 kJmol1183 kJmol1。返回183 kJmol1本课结束
