化学人教版（2019）选择性必修2 2.1.2键参数——键能、键长与键角 课件（共24张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 2.1.2键参数——键能、键长与键角 课件（共24张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 10.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-03 09:20:41 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第一节 共价键
2.1.2 键参数——键能、键长与键角
人教版高中化学选必二
课程导入
我们如何用化学语言来描述不同分子的空间结构和稳定性？
目录
键角
03
04
键能
01
键长
02
PART 01
·键能·
SAFE USE EDUCATION
键能
概念：气态分子中 化学键解离成气态原子所 的能量。
单位：
注意：
1 mol
吸收
kJ·mol－1
通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值；
可以通过实验测定，但更多是推算获得的。例如，断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值 。
碳碳双键键能不等于碳碳单键键能的两倍。
键能——应用
(1)判断共价键强弱（稳定性）
原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度 ，释放能量 ，所形成的共价键键能越大，共价键越 。
(2)判断分子的稳定性
一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越 。
(3)利用键能计算反应热
ΔH＝ 的总键能－ 的总键能。
越大
越多
稳定
稳定
反应物
生成物
键能——思考与讨论
1. 1mol H2分别与1mol Cl2、1mol Br2(蒸气)反应，分别形成2mol HCl 和2mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋
242.7 kJ·mol－1－2×431.8 kJ·mol－1＝－184.9 kJ·mol－1
H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋
193.7 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1
由计算结果可知：生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能量多。
HBr分子中H—Br的键能比HCl分子中H—Cl的键能小，说明H—Br比H—Cl容易断裂，所以HBr分子更容易发生热分解生成相应的单质。
2. N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实。
键能——思考与讨论
从表中数据可知，N—H、O—H与H—F的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。
键能——正误判断
(1)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( )
(2)N—H的键能是很多分子中的N—H的键能的平均值( )
(3)O—H的键能是指在298.15 K、101 kPa下，1 mol气态分子中
1 mol O—H解离成气态原子所吸收的能量( )
(4)C==C的键能等于C—C的键能的2倍( )
(5)σ键一定比π键牢固( )
√
×
√
√
×
PART 02
·键长·
SAFE USE EDUCATION
键长
概念：
判断：
应用：
原子半径决定键长，原子半径越小，键长越短。
构成化学键的两个原子的核间距。
振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定，反之亦然。
两原子间：单键键长>双键键长>三键键长，如键长：C－C > C=C > C≡C
1.特例：为什么F—F的键长比Cl—Cl的键长短，但键能却比Cl—Cl的键能小？
键长——思考与讨论
氟原子的半径很小，因而F—F的键长比Cl—Cl的键长短；但也由于F—F的键长短，两个氟原子之间的距离很小，排斥力较大，因此键能比Cl—Cl的键能小。
2.为什么CH4分子的空间结构是正四面体，而CH3Cl只是四面体而不是正四面体？
C—H和C—Cl的键长不相等。
键 键长（pm） 键能（kJ·mol-1）
F-F 141 157.0
Cl-Cl 198 242.7
Br-Br 228 193.7
I-I 267 152.7
键长——正误判断
(1)在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长( )
(2)双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定( )
(3)键长：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C( )
(4)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关( )
×
×
√
√
PART 03
·键角·
SAFE USE EDUCATION
键角
概念：在多原子分子中， 之间的夹角。
应用：
方向
两个相邻共价键
空间结构
多原子分子中键角是一定的，表明共价键具有 性；
CO2键角为180°，是一种直线形分子；H2O分子中的H—O—H键角是105°，是一种V形(或称角形)分子。
因此键角影响着共价分子的 。
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
键角——思考与讨论
1.白磷和甲烷均为正四面体结构，它们的键角是否相同，为什么？
不同，白磷分子的键角是指P—P之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H之间的夹角，为109°28′。
2.实验测得H2S为共价化合物，H—S—H的夹角为92.3°，键长相同，则H2S的空间结构是什么？
H2S分子是V形结构。
键角——正误判断
(1)水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°( )
(2)多原子分子的键角是一定的，表明共价键具有方向性( )
(3)CH4和CH3Cl分子的空间结构都是正四面体( )
√
×
×
课堂小结
课堂练习
√
1.表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量：
物质 Cl2 Br2 I2 H2
能量/(kJ·mol－1) 242.7 193.7 152.7 436
下列物质本身具有的能量最低的是
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
课堂练习
√
2.已知X—X、Y—Y、Z—Z的键长分别为198 pm、74 pm、154 pm，则它们单质分子的稳定性是
A.X2>Y2>Z2 B.Z2>Y2>X2
C.Y2>X2>Z2 D.Y2>Z2>X2
课堂练习
√
3.下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据：
O—O O2
键长/(10－12 m) 149 128 121 112
键能/(kJ·mol－1) x y a＝494 b＝628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律性是
A.成键时，电子数越多，键能越大
B.键长越短，键能越大
C.成键所用的电子数越少，键能越小
D.成键时电子对越偏移，键能越大
课堂练习
√
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.B—F是非极性共价键
C.三个B—F的键能相同
D.三个B—F的键长相等
课堂练习
5.已知下列化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O O==O O—H S—H Se—H N—H As—H
键能/ (kJ·mol－1) 347.7 193 142 497.3 462.8 363.5 276 390.8 247
(1)过氧化氢不稳定，易发生分解反应：2H2O2(g)===2H2O(g)＋O2(g)，利用键能数据计算该反应的反应热为_________________。
－213.3 kJ·mol－1
(2)O—H、S—H、Se—H的键能逐渐减小，原因是___________________
____________________________________________________________________________，据此可推测P—H的键能范围为____________＜P—H的键能＜______________。
O、S、Se位于同一主族，原子半径逐渐增大，O—H、S—H、Se—H的键长逐渐变长，因而键能依次减小
390.8 kJ·mol－1
247 kJ·mol－1
课 程 结 束
人教版高中化学选必二
第一节 共价键
2.1.2 键参数——键能、键长与键角
人教版高中化学选必二
课程导入
我们如何用化学语言来描述不同分子的空间结构和稳定性？
目录
键角
03
04
键能
01
键长
02
PART 01
·键能·
SAFE USE EDUCATION
键能
概念：气态分子中 化学键解离成气态原子所 的能量。
单位：
注意：
1 mol
吸收
kJ·mol－1
通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值；
可以通过实验测定，但更多是推算获得的。例如，断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值 。
碳碳双键键能不等于碳碳单键键能的两倍。
键能——应用
(1)判断共价键强弱（稳定性）
原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度 ，释放能量 ，所形成的共价键键能越大，共价键越 。
(2)判断分子的稳定性
一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越 。
(3)利用键能计算反应热
ΔH＝ 的总键能－ 的总键能。
越大
越多
稳定
稳定
反应物
生成物
键能——思考与讨论
1. 1mol H2分别与1mol Cl2、1mol Br2(蒸气)反应，分别形成2mol HCl 和2mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋
242.7 kJ·mol－1－2×431.8 kJ·mol－1＝－184.9 kJ·mol－1
H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋
193.7 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1
由计算结果可知：生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能量多。
HBr分子中H—Br的键能比HCl分子中H—Cl的键能小，说明H—Br比H—Cl容易断裂，所以HBr分子更容易发生热分解生成相应的单质。
2. N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实。
键能——思考与讨论
从表中数据可知，N—H、O—H与H—F的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。
键能——正误判断
(1)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( )
(2)N—H的键能是很多分子中的N—H的键能的平均值( )
(3)O—H的键能是指在298.15 K、101 kPa下，1 mol气态分子中
1 mol O—H解离成气态原子所吸收的能量( )
(4)C==C的键能等于C—C的键能的2倍( )
(5)σ键一定比π键牢固( )
√
×
√
√
×
PART 02
·键长·
SAFE USE EDUCATION
键长
概念：
判断：
应用：
原子半径决定键长，原子半径越小，键长越短。
构成化学键的两个原子的核间距。
振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定，反之亦然。
两原子间：单键键长>双键键长>三键键长，如键长：C－C > C=C > C≡C
1.特例：为什么F—F的键长比Cl—Cl的键长短，但键能却比Cl—Cl的键能小？
键长——思考与讨论
氟原子的半径很小，因而F—F的键长比Cl—Cl的键长短；但也由于F—F的键长短，两个氟原子之间的距离很小，排斥力较大，因此键能比Cl—Cl的键能小。
2.为什么CH4分子的空间结构是正四面体，而CH3Cl只是四面体而不是正四面体？
C—H和C—Cl的键长不相等。
键 键长（pm） 键能（kJ·mol-1）
F-F 141 157.0
Cl-Cl 198 242.7
Br-Br 228 193.7
I-I 267 152.7
键长——正误判断
(1)在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长( )
(2)双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定( )
(3)键长：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C( )
(4)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关( )
×
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√
PART 03
·键角·
SAFE USE EDUCATION
键角
概念：在多原子分子中， 之间的夹角。
应用：
方向
两个相邻共价键
空间结构
多原子分子中键角是一定的，表明共价键具有 性；
CO2键角为180°，是一种直线形分子；H2O分子中的H—O—H键角是105°，是一种V形(或称角形)分子。
因此键角影响着共价分子的 。
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
键角——思考与讨论
1.白磷和甲烷均为正四面体结构，它们的键角是否相同，为什么？
不同，白磷分子的键角是指P—P之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H之间的夹角，为109°28′。
2.实验测得H2S为共价化合物，H—S—H的夹角为92.3°，键长相同，则H2S的空间结构是什么？
H2S分子是V形结构。
键角——正误判断
(1)水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°( )
(2)多原子分子的键角是一定的，表明共价键具有方向性( )
(3)CH4和CH3Cl分子的空间结构都是正四面体( )
√
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课堂小结
课堂练习
√
1.表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量：
物质 Cl2 Br2 I2 H2
能量/(kJ·mol－1) 242.7 193.7 152.7 436
下列物质本身具有的能量最低的是
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
课堂练习
√
2.已知X—X、Y—Y、Z—Z的键长分别为198 pm、74 pm、154 pm，则它们单质分子的稳定性是
A.X2>Y2>Z2 B.Z2>Y2>X2
C.Y2>X2>Z2 D.Y2>Z2>X2
课堂练习
√
3.下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据：
O—O O2
键长/(10－12 m) 149 128 121 112
键能/(kJ·mol－1) x y a＝494 b＝628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律性是
A.成键时，电子数越多，键能越大
B.键长越短，键能越大
C.成键所用的电子数越少，键能越小
D.成键时电子对越偏移，键能越大
课堂练习
√
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.B—F是非极性共价键
C.三个B—F的键能相同
D.三个B—F的键长相等
课堂练习
5.已知下列化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O O==O O—H S—H Se—H N—H As—H
键能/ (kJ·mol－1) 347.7 193 142 497.3 462.8 363.5 276 390.8 247
(1)过氧化氢不稳定，易发生分解反应：2H2O2(g)===2H2O(g)＋O2(g)，利用键能数据计算该反应的反应热为_________________。
－213.3 kJ·mol－1
(2)O—H、S—H、Se—H的键能逐渐减小，原因是___________________
____________________________________________________________________________，据此可推测P—H的键能范围为____________＜P—H的键能＜______________。
O、S、Se位于同一主族，原子半径逐渐增大，O—H、S—H、Se—H的键长逐渐变长，因而键能依次减小
390.8 kJ·mol－1
247 kJ·mol－1
课 程 结 束
人教版高中化学选必二