第二課時(shí) 鍵參數(shù)-鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 理解鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角等鍵參數(shù)的含義，能利用鍵參數(shù)解釋物質(zhì)的某些性質(zhì)
2. 通過共價(jià)鍵理論模型的發(fā)展過程，初步體會(huì)不同理論模型的價(jià)值和局限
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】用鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角等鍵參數(shù)解釋物質(zhì)的某些性質(zhì)
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角等鍵參數(shù)的應(yīng)用
【課前預(yù)習(xí)】
舊知回顧：
氫氣與氟氣、氯氣、溴蒸氣、碘單質(zhì)反應(yīng)的難易程度：
由易到難依次為：氟氣、氯氣、溴蒸氣、碘單質(zhì)
2、HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性強(qiáng)弱：穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI
3、焓變的計(jì)算方法：
宏觀：ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量
微觀：ΔH=斷鍵吸收的能量-成鍵釋放的能量
ΔH=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和
同周期、同主族元素原子半徑的遞變規(guī)律：
同周期元素原子半徑從左到右依次減小
同主族元素原子半徑從上到下依次增大
5、H2、HCl、CH4、H2O、CO2的分子結(jié)構(gòu)：
H2：直線型 HCl：直線型 CH4：正四面體型 H2O：V型 CO2：直線型
新知預(yù)習(xí)：
1、鍵能的定義、測(cè)定條件、測(cè)定方法？
鍵能的定義：氣態(tài)分子中1ml化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量稱為鍵能
測(cè)定條件：鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值
測(cè)定方法：鍵能可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，更多的卻是推算獲得的平均值
2、鍵長(zhǎng)的定義、測(cè)定方法？
鍵長(zhǎng)的定義：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距叫做該化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)。由于分子中的原子始終處于不斷振動(dòng)之中，鍵長(zhǎng)只是振動(dòng)著的原子處于平衡位置時(shí)的核間距
測(cè)定方法：可通過晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得
3、鍵角的定義、測(cè)定方法？
鍵角的定義：在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角
測(cè)定方法：鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得
【課中探究】
情景探究：播放氫氣與氯氣，氫氣與溴蒸氣反應(yīng)的視頻。1m1H2分別與1mlCl2,、1 ml Br2(蒸氣)反應(yīng)，分別形成2ml HCl和2 ml HBr,哪一個(gè)反應(yīng)釋放的能量更多？如何用計(jì)算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化氫分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合選擇性必修一學(xué)過的熱化學(xué)反應(yīng)的知識(shí)，并利用教材P37表2-1的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。
計(jì)算焓變，利用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行解題。生成2ml HCl和2 ml HBr分別放出184.9kJ和102.3kJ的熱量，生成HCl放熱更多，所以HCl比HBr更易生成，更難分解
一、鍵能
任務(wù)一、探究鍵能的相關(guān)知識(shí)
【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P37第一、二自然段及表2-1，回答下列問題：
鍵能的定義？
氣態(tài)分子中1ml化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量稱為鍵能
鍵能的測(cè)定條件？
鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值
鍵能的單位？
kJ·ml-1
鍵能的測(cè)定方法？
鍵能可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，更多的卻是推算獲得的平均值
同種類型的共價(jià)鍵，鍵能大小關(guān)系，例如：E(C-C) E(C=C) E(C≡C)
同種類型的共價(jià)鍵，鍵能大小為：?jiǎn)捂I三鍵鍵長(zhǎng)
6、鍵長(zhǎng)與分子空間構(gòu)型的關(guān)系？
鍵長(zhǎng)是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】下列說法正確的是（ ）
A.氯化氫的分子式是HCl而不是H2Cl,是由共價(jià)鍵的方向性決定的
B.CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形，是由共價(jià)鍵的飽和性決定的
C.電子云在兩個(gè)原子核間重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率增大
D.分子中共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越大，則分子越穩(wěn)定
【答案】C
【解析】氯化氫的分子式是HCl而不是H2Cl,與共價(jià)鍵的飽和性有關(guān)，故A錯(cuò)誤；CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形，與共價(jià)鍵的方向性有關(guān)，而與飽和性無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；電子云在兩個(gè)原子核間重疊后，電子出現(xiàn)概率增大，體系能量降低，形成穩(wěn)定物質(zhì)，所以C選項(xiàng)是正確的；分子中共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小，分子越不穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】氰氣的化學(xué)式為(CN)2,結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N,性質(zhì)與鹵素相似。下列敘述正確的是（ ）
分子中既有極性鍵，又有非極性鍵
分子中N≡C鍵的鍵長(zhǎng)大于C-C鍵的鍵長(zhǎng)
分子中含有2個(gè)σ鍵和4個(gè)π鍵
D.不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)
【答案】A
【解析】分子中N≡C鍵是極性鍵，C—C鍵是非極性鍵，A項(xiàng)正確；成鍵原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，N原子半徑小于C原子半徑，故N≡C鍵比C—C鍵的鍵長(zhǎng)短，B項(xiàng)錯(cuò)誤；(CN)2分子中含有3個(gè)σ鍵和4個(gè)π鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于(CN)2與鹵素性質(zhì)相似，故其可以和氫氧化鈉溶液反應(yīng)。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練3】下列說法中正確的是（ ）
A.鍵能越小，表示化學(xué)鍵越牢固，越難以斷裂
B.兩個(gè)成鍵原子的原子核越近，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，化學(xué)鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定
C.破壞化學(xué)鍵時(shí)，消耗能量，而形成新的化學(xué)鍵時(shí)，則釋放能量
D.鍵能、鍵長(zhǎng)只能定性地分析化學(xué)鍵的特性
【答案】C
【解析】鍵能越大，表示化學(xué)鍵越牢固，越難以斷裂，A錯(cuò)誤；兩個(gè)成鍵原子的原子核越近，鍵長(zhǎng)越短，化學(xué)鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；破壞化學(xué)鍵時(shí)，消耗能量，而形成新的化學(xué)鍵時(shí)，則釋放能量，C正確；鍵能、鍵長(zhǎng)能定量分析化學(xué)鍵的特性，D錯(cuò)誤。
三、鍵角
任務(wù)三、探究鍵角的相關(guān)知識(shí)
【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P38第二自然段，回答以下問題：
1、鍵角的概念？
在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角
2、鍵角的意義?
鍵角可反映分子的空間結(jié)構(gòu)，是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性
3、常見分子的鍵角及分子的空間結(jié)構(gòu)填表？
4、鍵角的測(cè)定方法？
鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】在下列比較中錯(cuò)誤的是（ ）
A.強(qiáng)度：σ鍵>π鍵 B.鍵角：H2OF-F D.鍵能：C-C>C-Si
【答案】C
【解析】π鍵比σ鍵重疊程度小，形成的共價(jià)鍵不穩(wěn)定，故強(qiáng)度：σ鍵>π鍵，選項(xiàng)A正確；H2O為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)，則分子中的鍵角：H2Oπ鍵
【答案】C
【解析】鍵能：?jiǎn)捂ICl-Cl,B正確；H2O分子中鍵角為105°,NH3分子中鍵角為107°,故分子中的鍵角：H2Oπ鍵，D正確。
【學(xué)生活動(dòng)】探討教材P38，【思考與討論】，回答相關(guān)問題：
(2)N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)？
由于N≡N,O=O、F-F的鍵能依次減小，而N-H、O-H、F-H的鍵能依次增大，所以，N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。
(3)通過上述例子，你認(rèn)為鍵長(zhǎng)、鍵能對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？
一般來(lái)說，分子中共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越小，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。
【課后鞏固】
1.（易）人們常用HX表示鹵化氫(X代表F、C1、Br、I),下列說法中，正確的是（ ）
A.形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距叫做鍵長(zhǎng)
B.H-F的鍵長(zhǎng)是H-X中最長(zhǎng)的
C.H-F是p-p σ鍵
D.H-F的鍵能是H-X中最小的
【答案】A
【解析】X原子半徑越大，H-X鍵的鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，則H-I鍵的鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)， B錯(cuò)誤；H-F鍵是H原子的1s軌道和F原子的2p軌道重疊形成的，應(yīng)是s-pσ鍵，C錯(cuò)誤；一般情況下鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，H-F的鍵長(zhǎng)是H-X中最短的，故H-F的鍵能是H-X中最大的，D錯(cuò)誤。
2.（易）下列說法中，錯(cuò)誤的是（ ）
A.鍵能是衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性的參數(shù)之一，鍵能越大，則化學(xué)鍵就越牢固
B.鍵長(zhǎng)與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性沒有關(guān)系
C.鍵角是兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角，說明共價(jià)鍵有方向性
D.共價(jià)鍵是通過原子軌道重疊并共用電子對(duì)而形成的，所以共價(jià)鍵有飽和性
【答案】B
【解析】一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，B錯(cuò)誤。
3.（易）NH3的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形，而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，解釋該事實(shí)的充分理由是（ ）
A.NH3內(nèi)N-H鍵是極性鍵
B.分子內(nèi)3個(gè)N-H鍵的鍵長(zhǎng)相等，鍵角相等
C.NH3內(nèi)3個(gè)N-H鍵的鍵長(zhǎng)相等，3個(gè)鍵角都等于107°
D.NH3內(nèi)3個(gè)N-H鍵的鍵長(zhǎng)相等，3個(gè)鍵角都等于120°
【答案】C
【解析】N—H鍵為極性鍵不能說明NH3為三角錐形，A項(xiàng)錯(cuò)誤；三個(gè)N—H鍵鍵能與鍵長(zhǎng)分別相同，鍵角相等仍有可能為正三角形，B項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)事實(shí)說明NH3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形。
4.（易）關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角，下列說法中錯(cuò)誤的是（ ）
A.鍵角是描述分子空間結(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.C=C鍵的鍵能等于C—C鍵鍵能的2倍
D.因?yàn)镺—H鍵的鍵能小于H-F鍵的鍵能，所以F2比O2更容易與H2反應(yīng)
【答案】C
【解析】鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，如H2O中兩個(gè)H—O鍵的鍵角為105°,故H2O為V形分子，A正確；鍵長(zhǎng)的大小與成鍵原子的半徑有關(guān)，如Cl的原子半徑小于I的原子半徑，Cl-Cl鍵的鍵長(zhǎng)小于I-I鍵的鍵長(zhǎng)，此外，鍵長(zhǎng)還和成鍵數(shù)目有關(guān)，如乙烯分子中C=C鍵的鍵長(zhǎng)比乙炔分子中C≡C鍵的鍵長(zhǎng)要大，B正確；C=C鍵的鍵能為615kJ·ml-1,C-C鍵的鍵能為347.7kJ·ml-1,二者不是2倍的關(guān)系，C錯(cuò)誤；O—H鍵的鍵能為462.8kJ·ml-1,H—F鍵的鍵能為568kJ·ml-1,O—H鍵與H—F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，故F2比O2更容易與H2反應(yīng)，D正確。
5.（中）從實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同物質(zhì)中O—O鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能的數(shù)據(jù)如下表：
其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測(cè)定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能的大小順序?yàn)閦>y>x。該規(guī)律是（ ）
A.成鍵時(shí)電子數(shù)越多，鍵能越大 B.鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大
C.成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越小 D.成鍵時(shí)電子對(duì)越偏移，鍵能越大
【答案】B
【解析】由題表中數(shù)據(jù)可知，成鍵時(shí)電子數(shù)越多，鍵能越小，A不符合題意；由題表中數(shù)據(jù)可知，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，B符合題意；由題表中數(shù)據(jù)無(wú)法判斷成鍵所用的電子數(shù)與鍵能的關(guān)系，C不符合題意；電子對(duì)偏移程度與鍵能無(wú)關(guān)，D不符合題意。
6.（中）下表為元素周期表前4周期的一部分，下列有關(guān)R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中，正確的是（ ）
A.W、R元素單質(zhì)分子內(nèi)都存在非極性鍵
B.X、Z元素都能形成雙原子分子
C.鍵長(zhǎng)W-HW-H
D.鍵長(zhǎng)X-HY-H,電負(fù)性WW-H,C錯(cuò)誤；原子半徑W>X,故鍵長(zhǎng)W-H>X-H,鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，故鍵能W-H

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高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2電子課本

第一節(jié) 共價(jià)鍵

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修2

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