第2课时 键参数——键能、键长与键角
1.（2024·西安高二检测）关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是（ ）
A.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
B.键长越长，键能越小，共价化合物越稳定
C.键角是确定多原子分子空间结构的重要参数
D.同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循：三键＜双键＜单键
2.（2024·武汉高二检测）下列关于共价键的描述错误的是（ ）
A.键长：O—H＜N—H＜C—H
B.C2H4中碳碳键的键能：σ键＞π键
C.分子中的键角：NH3＜CH4
D.气体单质中一定存在σ键
3.根据π键的成键特征判断CC的键能与C—C的键能之间的数量关系（ ）
A.双键的键能等于单键的键能的2倍
B.双键的键能大于单键的键能的2倍
C.双键的键能小于单键的键能的2倍
D.双键的键能等于单键的键能
4.下列有关共价键的键参数的比较中，不正确的是（ ）
A.键能：C—N＜CN＜C≡N
B.键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl
C.分子中的键角：H2O＞NH3
D.乙烯分子中碳碳键的键能：σ键＞π键
5.（2024·郑州高二检测）下列关于共价键的说法正确的是（ ）
A.键能是衡量化学键强度的物理量
B.键长是指形成共价键的两个原子之间的间距
C.两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大
D.单键一般比双键的键能更大
6.（2024·佳木斯高二检测）工业上制备粗硅的反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑，若C过量还会生成SiC。下列叙述错误的是（ ）
A.CO分子内含有1个σ键和2个π键
B.键长：C—C＜Si—Si，因此C的还原性大于Si的还原性
C.键长：C—Si＜Si—Si，因此稳定性：SiC＞Si
D.键能：C—H＞Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定
7.下列说法正确的是（ ）
A.分子的空间结构是由键角决定的
B.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
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X（X＝F、Cl、Br、I）的键长、键角均相等
D.H2O分子中两个O—H的键角为180°
8.已知共价键的键能与热化学方程式信息如表所示：
共价键 H—H H—O
键能/（kJ·mol－1） 436 463
热化学方程式 2H2（g）＋O2（g）2H2O（g） ΔH＝－482 kJ·mol－1
则2O（g）O2（g）的ΔH为（ ）
A.428 kJ·mol－1 B.－428 kJ·mol－1
C.498 kJ·mol－1 D.－498 kJ·mol－1
9.（1）N2分子中σ键与π键的数目比N（σ）∶N（π）＝ 。
（2）已知有关氮、磷的单键和三键的键能（kJ·mol－1）如下表：
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看，氮以N2而白磷以P4（结构式可表示为）形式存在的原因是 。
10.（2024·成都高二期中）从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据如表：
物质 O2
键长/×10－12 m 149 128 121 112
键能/（kJ·mol－1） x y z＝494 w＝628
其中x、y的数值尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为w＞z＞y＞x，该规律是（ ）
A.成键所用的电子数越多，键能越大
B.键长越长，键能越小
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
11.如图所示为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是（ ）
A.W、R元素的单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子，且前者含有σ键和π键
C.键长：W—H＜Y—H，键的极性：Y—H＞W—H
D.键长：X—H＜W—H，键能：X—H＜W—H
12.已知N—N、NN、N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、CC、C≡C键能之比为1.00∶1.17∶2.34。下列有关叙述，不正确的是（ ）
A.乙炔分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同
B.乙烯分子中π键重叠程度比σ键小，易发生加成反应
C.氮分子与乙炔相比，不易断裂
D.氮气和乙烯都易发生加成反应
13.（2024·台州高二检测）某学习小组探究原子半径对同种元素形成化学键键能的影响。下表是某些化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O P—P Cl—Cl
键能/（kJ·mol－1） 346 193 142 201 242
化学键 CC NN OO PP —
键能/（kJ·mol－1） 616 418 495 345 —
下列说法不正确的是（ ）
A.碳碳三键键能小于1 038 kJ·mol－1
B.N、O同种元素之间形成的σ键和π键的键能大小，σ键小于π键
C.P与P形成的σ键的键能大于π键的键能，故白磷以P4形式存在而不以P2形式存在
D.若Cl2（g）相对能量为0，则Cl（g）的相对能量为－121 kJ·mol－1
14.Ⅰ.已知氢分子形成过程中体系能量的变化如图所示，请回答下列问题：
（1）H—H的键长为 ，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是 。
（2）下列说法正确的是 （填字母）。
A.氢分子中含有一个π键
B.由①到④，电子在核间出现的概率增大
C.由④到⑤，需要消耗外界的能量
D.氢分子中含有一个极性共价键
Ⅱ.几种常见化学键的键能如表所示。
化学键 Si—O H—O OO Si—Si Si—C
键能/（kJ·mol－1） 452 462.8 497.3 226 X
请回答下列问题：
（3）试比较Si—Si与Si—C的键能大小：X （填“＞”“＜”或“＝”）226 kJ·mol－1。
（4）H2被认为是21世纪人类最理想的燃料，而又有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。试计算每千克H2燃烧（生成水蒸气）放出的热量约为 ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为 （已知1 mol Si中含2 mol Si—Si，1 mol SiO2中含4 mol Si—O）。
第2课时 键参数——键能、键长与键角
1.B 键长越长，键能越小，共价化合物越不稳定，B错误。
2.D 一般来说，原子半径越小，化学键越短，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，键长：O—H＜N—H＜C—H，A正确；σ键为“头碰头”重叠形成的，强度大，π键为“肩并肩”重叠形成的，强度小，C2H4中碳碳键的键能：σ键＞π键，B正确；NH3为三角锥形分子，键角为107°，CH4为正四面体形分子，键角为109°28'，故键角：NH3＜CH4，C正确；稀有气体单质属于单原子分子，不含σ键，D错误。
3.C 由于π键的键能比σ键的键能小，碳碳双键中有1个σ键和1个π键，故双键的键能小于单键键能的2倍。
4.C A项，成键原子相同时，三键的键能大于双键，双键的键能大于单键，故键能：C—N＜CN＜C≡N，正确；B项，Cl、Br、I属于同主族元素，原子半径逐渐增大，共价键的键长增大，故键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl，正确；C项，H2O分子为V形结构，键角为105°，NH3分子为三角锥形结构，键角为107°，错误；D项，σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的，重叠程度大，而π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的，重叠程度小，故碳原子间形成的共价键的键能：σ键＞π键，正确。
5.C 键能和键长是衡量化学键强度的物理量，A错误；键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距，B错误；两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键越稳定，键能越大，C正确；单键一般比双键的键能要小，D错误。
6.B CO结构式为C≡O，则1个CO分子内含有1个σ键和2个π键，A正确；键长：C—C＜Si—Si，共价键的牢固程度：C—C＞Si—Si，键长越短，性质越稳定，因此C的还原性小于Si的还原性，B错误；原子半径：C＜Si，键长：C—Si＜Si—Si，共价键的牢固程度：C—Si＞Si—Si，因此稳定性：SiC＞Si，C正确；原子半径：C＜Si，共价键键长：C—H＜Si—H，键能：C—H＞Si—H，共价键的牢固程度：C—H＞Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定，D正确。
7.B 分子的空间结构是由键角、键长共同决定的，A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X（X＝F、Cl、Br、I）的键长不相等，C项错误；H2O分子中两个O—H的键角为105°，D项错误。
8.D 设O2中化学键的键能为x kJ·mol－1，依题意有（2×436＋x）－4×463＝－482，解得x＝498，2O（g）O2（g）为化学键的形成过程，为放热过程，故ΔH＝－498 kJ·mol－1。
9.（1）1∶2 （2）1个N≡N的键能大于3个N—N的键能之和，而6个P—P的键能之和大于2个P≡P的键能之和
解析：（1）1个N2分子中含有1个σ键和2个π键。（2）根据题给键能数据，1个N≡N的键能大于3个N—N的键能之和，因此氮以N2的形式存在，而6个P—P的键能之和大于2个P≡P的键能之和，因此白磷以P4的形式存在。
10.B O2和成键所用电子数均为4，但键能不同，不能说明键能与成键所用的电子数有关，A、C错误；键长：＞＞O2＞，而键能：w＞z＞y＞x，可知键长越长，键能越小，B正确；题述微粒都由相同的原子组成，无电子对偏移，电子对偏移程度与原子吸引电子能力的相对大小有关，与键能无关，D错误。
11.B 由五种元素在元素周期表中的相对位置可知，X为N，W为P，Y为S，R为Ar，Z为Br。Ar是单原子分子，不存在化学键，A项错误；N2、Br2都是双原子分子，N2中含有σ键和π键，B项正确；P、S同周期，原子半径：P＞S，则键长：P—H＞S—H，电负性：S＞P，则键的极性：S—H＞P—H，C项错误；N、P同主族，原子半径：P＞N，则键长：P—H＞N—H，一般情况下，共价键的键长越短，键能越大，则键能：N—H＞P—H，D项错误。
12.D 键能数据表明，N≡N的键能大于N—N键能的三倍，NN的键能大于N—N键能的两倍；而C≡C的键能却小于C—C键能的三倍，CC的键能小于C—C键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应，D错误。
13.D 碳碳三键键能小于3倍的碳碳单键的键能，故小于1 038 kJ·mol－1，A正确；单键均为σ键，双键中含有1个σ键、1个π键，比较N—N与NN、O—O与OO的键能数据可知，N、O同种元素之间形成的σ键和π键的键能大小，σ键小于π键，B正确；比较P—P与PP的键能数据可知，P与P形成的σ键的键能大于π键的键能，P4间P原子以σ键形成，能量更低，故白磷以P4形式存在而不以P2形式存在，C正确；断键吸收能量，若Cl2（g）相对能量为0，则Cl（g）的相对能量为＋121 kJ·mol－1，D错误。
14.Ⅰ.（1）74 pm ①⑤②③④ （2）BC
Ⅱ.（3）＞ （4）120 475 kJ 858.7 kJ
解析：Ⅰ.（1）由题图可知，横轴表示两原子的核间距，纵轴表示能量，④表示H2，能量最低，分子最稳定，其核间距就是H—H的键长，为74 pm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。（2）H2中含有一个σ键，A项错误；两个氢原子的核间距逐渐减小时，原子轨道相互重叠，导致电子在核间出现的概率增大，B项正确；④表示达到稳定状态，当改变两个氢原子的核间距时，需要消耗外界的能量，C项正确；氢分子中含有一个非极性共价键，D项错误。Ⅱ.（3）C的原子半径小于Si的原子半径，故Si—Si的键长大于Si—C的键长，Si—Si的键能小于Si—C的键能。（4）由题图可知，H—H的键能为436 kJ·mol－1，每千克H2燃烧（生成水蒸气）放出的热量为×（462.8 kJ·mol－1×2－436 kJ·mol－1－497.3 kJ·mol－1×）＝120 475 kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量为1 mol×（452 kJ·mol－1×4－497.3 kJ·mol－1－226 kJ·mol－1×2）＝858.7 kJ。
2 / 3第2课时 键参数——键能、键长与键角
课程标准 知道共价键的键能、键长和键角，并可以用其来描述键的强弱和分子的空间结构
分点突破（一） 键能
1.键能
气态分子中1 mol化学键解离成 所吸收的能量，单位是 。例如：解离1 mol H—H需要吸收436.0 kJ热量，则H—H的键能为 kJ·mol－1。
2.应用
（1）判断共价键的稳定性
原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度 ，体系能量降低越多，释放能量 ，形成的共价键的键能越大，共价键越牢固。
（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 。如H—F键能为568 kJ·mol－1，H—Cl键能为431.8 kJ·mol－1，分子的稳定性：HF＞HCl。
（3）判断某些晶体的熔点高低（后续学习）
以共价键结合形成的晶体，共价键的键能越大，晶体熔点越高。
（4）估算化学反应热效应
ΔH＝ 的键能总和－ 的键能总和。
3.共价键强弱的判断
（1）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，含有该共价键的分子越稳定。
（2）由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。
（3）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。但根据电负性判断共价键强弱具有一定的电负性。
碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实。
化学键 C—C C—H C—O
键能/（kJ·mol－1） 347.7 413.4 351
化学键 Si—Si Si—H Si—O
键能/（kJ·mol－1） 226 318 452
【交流讨论】
1.通常条件下，CH4和SiH4哪一种更稳定？说明判断的理由。
2.硅和碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，从键能角度分析其原因。
3.SiH4比CH4更易生成氧化物，利用上表中的数据解释其原因。
1.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.HF比H2O稳定
2.（2024·邯郸高二检测）已知H—H的键能为436 kJ·mol－1，OO的键能为497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl的键能为242.7 kJ·mol－1，N≡N的键能为946 kJ·mol－1，下列叙述正确的是（ ）
A.N—N的键能为×946 kJ·mol－1≈
315.3 kJ·mol－1
B.断开1 mol H2中的化学键，需要放出436 kJ的能量
C.氧气分子中氧原子是以共价单键结合的
D.氮气分子比氯气分子稳定
3.某些化学键的键能（kJ·mol－1）如表所示：
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
键能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
（1）1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出 kJ热量。
（2）在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是 （填字母）。
a.Cl2＞Br2＞I2 b.I2＞Br2＞Cl2
c.Br2＞I2＞Cl2
预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热 （填“多”或“少”）。
分点突破（二） 键长与键角
1.键长
（1）含义
键长是构成化学键的两个原子的 ；因此， 决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越 。
（2）键长与共价键键能间的关系
①关系：共价键的键长越短，往往键能越 ，共价分子越 。
②实例：①H2 ②Cl2 ③Br2三种分子中，共价键的键长最长的是 ，键能最大的是 。
（3）键长的应用与比较
①一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。
②键长的比较方法
a.根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。
b.根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。
2.键角
（1）含义
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。多原子分子的键角一定，表明共价键具有 ，键角是描述分子 的重要参数。
（2）实例
①H2O分子中H—O—H的键角是 ，是 形分子。
②CO2分子的结构式为OCO，键角为 ，是一种 形分子。
③CH4分子中H—C—H的键角是 ，是 形分子。
（3）键角的应用
①键长和键角决定分子的空间结构。
②常见分子的键角与分子的空间结构
化学式 结构式 键角 空间结构
CO2 OCO 180° 直线形
NH3 107° 三角锥形
H2O 105° V形
BF3 120° 平面三角形
CH4 109°28' 正四面体形
1.CH4分子的空间结构是正四面体，其键角是多少？CH3Cl分子的空间结构也是正四面体吗？
2.在不知下列物质键能的前提条件下，你能比较HF、HCl、HBr、HI的稳定性大小吗？你认为键能、键长对分子的化学性质有什么影响？
3.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？
1.（2024·淮安高二检测）下列说法错误的是（ ）
A.键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越牢固
B.键长与共价键的稳定性没有关系
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性
D.共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键有饱和性
2.（2024·信阳高二检测）下列说法正确的是（ ）
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.H—Cl的键能为431 kJ·mol－1，H—I的键能为297 kJ·mol－1，这可说明HCl分子比HI分子稳定
3.SiF4与SiCl4分子都是正四面体形结构，下列判断正确的是（ ）
A.键长：Si—F＞Si—Cl
B.键能：Si—F＞Si—Cl
C.键角：SiF4＞SiCl4
D.共用电子对偏移程度：Si—Cl＞Si—F
4.由键能数据大小，不能解释下列事实的是（ ）
化学键 C—H Si—H CO C—O
键能/（kJ·mol－1） 411 318 799 358
化学键 Si—O C—C Si—Si —
键能/（kJ·mol－1） 452 346 222 —
A.稳定性：CH4＞SiH4
B.键长：CO＜C—O
C.键角：CO2＞CH4
D.熔点：金刚石（C—C）＞晶体硅（Si—Si）
1.下列说法中正确的是（ ）
A.键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂
B.两个成键原子的原子核越近，键长越长，化学键越牢固，性质越稳定
C.破坏化学键时， 吸收能量，而形成新的化学键时，释放能量
D.键能、键长只能定性地分析化学键的特性
2.（2024·长沙高二检测）下列关于键参数的说法错误的是（ ）
A.双键的键能比单键的键能大
B.一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短
C.H—F的键长是H—X（X表示卤素原子）中最短的
D.水分子的结构可表示为H—O—H，但不能说明分子中的键角为180°
3.（2024·海口高二检测）NH3分子的空间结构是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是（ ）
A.NH3分子中的共价键为极性键
B.分子内3个N—H的键长相等，键角相等
C.NH3分子内3个N—H的键长相等，3个键角都等于107°
D.NH3分子内3个N—H的键长相等，3个键角都等于120°
4.下列有关乙烷、乙烯、乙炔、苯分子结构的比较错误的是（ ）
A.乙烷、乙烯、乙炔、苯中各原子均处于同一平面上
B.碳碳键键长：乙烷＞苯＞乙烯＞乙炔
C.碳碳键键能：乙炔＞乙烯＞苯＞乙烷
D.键角：乙炔＞乙烯＝苯＞乙烷
5.用“＞”或“＜”填空。
（1）比较键长大小：
①C—H N—H H—O；
②N2H4分子中的N—N N2分子中的N≡N。
（2）比较键能大小：
C—H N—H H—O。
（3）比较键角大小：
①CO2 NH3；
②H2O NH3。
6.已知表中化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O OO O—H
键能/（kJ·mol－1） 347.7 193 142 497.3 462.8
化学键 S—H Se—N N—H As—H —
键能/（kJ·mol－1） 363.5 276 390.8 247 —
回答下列问题：
（1）过氧化氢不稳定，易发生分解反应：2H2O2（g）2H2O（g）＋O2（g），利用表中键能数据计算该反应的反应热为 。
（2）O—H、S—H、Se—H键能逐渐减小，原因是 ，
据此可推测P—H键能范围为 ＜E（P—H）＜ 。
（3）有机物是以碳骨架为基础的化合物，即碳原子间易形成C—C的长链，而氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形成N—N的长链和O—O的长链，原因是 。
第2课时 键参数——键能、键长与键角
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.气态原子 kJ·mol－1 436.0
2.（1）越大 越多 （2）稳定 （4）反应物 生成物
探究活动
交流讨论
1.提示：因为C—H键能大于Si—H的键能，所以CH4比SiH4稳定。
2.提示：C—C和C—H的键能比Si—Si和Si—H的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷中Si—Si和Si—H的键能都低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。
3.提示：C—H的键能大于C—O的键能，C—H比C—O更稳定，Si—H的键能却小于Si—O的键能，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O。
自主练习
1.B 由于N2分子中存在氮氮三键，键能很大，破坏共价键需要吸收很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子中无化学键；键能：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，故HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱；H—F的键能大于H—O的键能，故HF比H2O稳定。
2.D N—N的键能不是N≡N键能的，A错误；断开化学键，需要吸收能量，B错误；氧气分子中氧原子是以共价双键结合的，C错误；键能越大，越稳定，所以氮气分子比氯气分子稳定，D正确。
3.（1）184.9 （2）a 多
解析：（1）根据键能数据可得，H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g） ΔH＝436 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－431.8 kJ·mol－1×2＝－184.9 kJ·mol－1，1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl，故放出的热量为184.9 kJ。（2）由表中数据计算知1 mol H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物越稳定，放出热量越多。因稳定性：HF＞HCl，故1 mol H2在F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。
分点突破（二）
师生互动
1.（1）核间距 原子半径 短 （2）①大 稳定 ②③ ① 2.（1）方向性 空间结构 （2）①105° V ②180° 直线 ③109°28' 正四面体
探究活动
1.提示：CH4分子中H—C—H的键角是109°28'。CH3Cl分子的空间结构是四面体形而不是正四面体形，原因是C—H和C—Cl的键长不相等。
2.提示：能，因为原子半径：I＞Br＞Cl＞F，故键长：H—I＞H—Br＞H—Cl＞H—F，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，故稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。分子中共价键的键能越大，键长越短，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定，化学性质越不活泼。
3.提示：氟原子半径小，因而F—F的键长比Cl—Cl的键长短，由于F—F的键长短，两个氟原子在形成共价键时，原子核之间的距离就小，排斥力大，因此键能比Cl—Cl的键能小。
自主练习
1.B 键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，往往键能越大，共价键越稳定，B错误。
2.D 形成共价键的两个原子的核间距为键长，A项不正确；键能的大小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。
3.B 原子半径：Cl＞F，原子半径越大其形成的共价键键长越长，故键长：Si—Cl＞Si—F，A项错误；一般键长越短键能越大，故键能：Si—F＞Si—Cl，B项正确；SiF4和SiCl4均为正四面体形结构，键角均为109°28'，C项错误；元素的非金属性越强，对共用电子对的吸引力越大，共用电子对偏移程度越大，故共用电子对偏移程度：Si—F＞Si—Cl，D项错误。
4.C 键能越大越稳定，C—H键能大于Si—H，所以稳定性：CH4＞SiH4，不选A；键能越大，键长越短，CO键能大于C—O，所以键长：CO＜C—O，不选B；CO2的空间结构为直线形，键角为180°， CH4是正四面体形结构，键角为109°28'，与键能数据大小无关，选C；C—C的键能大于Si—Si，所以熔点：金刚石＞晶体硅，不选D。
【教学效果·勤检测】
1.C 键能越大，表示化学键越牢固，越难以断裂，A错误；两个成键原子的原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定，B错误；破坏化学键时，吸收能量，而形成新的化学键时，释放能量，C正确；键能、键长能定量分析化学键的特性，D错误。
2.A 题干未告知成键元素的种类，无法比较双键和单键的键能相对大小，但成键原子相同的双键的键能比单键的键能要大，A错误。
3.C A项，NH3分子中的共价键为极性键不能说明NH3一定为三角锥形，错误；B项，3个N—H的键长相等，键角相等仍有可能为正三角形，错误；D项，与事实不符，错误。
4.A 乙炔是直线形结构，乙烯和苯都是平面形结构，乙烯、乙炔、苯中各原子均处于同一平面上，而乙烷分子为空间立体结构，A错误；苯中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的键，碳碳键键长：乙烷＞苯＞乙烯＞乙炔，B正确；键能越大键长越短，碳碳键键能：乙炔＞乙烯＞苯＞乙烷，C正确；乙炔中键角为180°，乙烯为平面形结构，苯为平面六边形结构，乙烯、苯中键角约为120°，乙烷中碳原子与其成键的原子形成类似甲烷的四面体结构，乙烷中键角约为109°28'，D正确。
5.（1）①＞ ＞ ②＞ （2）＜ ＜ （3）①＞ ②＜
解析：（1）①由于C、N、O的原子半径依次减小，所以C—H、N—H、H—O的键长依次减小；②N2H4分子中的N—N的键长大于N2分子中的N≡N的键长。（2）由于C—H、N—H、H—O的键长依次减小，因此键能依次增大。（3）①CO2为直线形分子，NH3为三角锥形分子，故CO2的键角大于NH3；②H2O 为V形分子，H2O分子键角是105°，NH3分子键角是107°，H2O分子中键角小于NH3分子。
6.（1）－213.3 kJ·mol－1
（2）键长越短，键能越大，O—H、S—H、Se—H键长依次增大，因而键能依次减小 247 kJ·mol－1 390.8 kJ·mol－1
（3）C—C键能较大，较稳定，因而易形成C—C的长链，而N—N、O—O键能小，不稳定易断裂，因此难以形成N—N的长链和O—O的长链
解析：（1）ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，故ΔH＝（462.8 kJ·mol－1×2＋142 kJ·mol－1）×2－（497.3 kJ·mol－1＋462.8 kJ·mol－1×4）＝－213.3 kJ·mol－1。（2）键长越短，键能越大，O—H、S—H、Se—H键的键长依次增大，因而键能依次减小；N—H、P—H、As—H键长依次增大，因而键能依次减小。P—H键能介于N—H和As—H键能之间，即247 kJ·mol－1＜E（P—H）＜390.8 kJ·mol－1。
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第2课时 键参数——键能、键长与键角
课程
标准 知道共价键的键能、键长和键角，并可以用其来描述键的强
弱和分子的空间结构
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 键能
1. 键能
气态分子中1 mol化学键解离成 所吸收的能量，单位
是 。例如：解离1 mol H—H需要吸收436.0 kJ热量，
则H—H的键能为 kJ·mol－1。
气态原子
kJ·mol－1
436.0
2. 应用
（1）判断共价键的稳定性
原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度 ，体系能
量降低越多，释放能量 ，形成的共价键的键能越
大，共价键越牢固。
（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 。如H—F键能为568 kJ·mol－1，H—Cl键能为
431.8 kJ·mol－1，分子的稳定性：HF＞HCl。
越大
越多
稳定
（3）判断某些晶体的熔点高低（后续学习）
以共价键结合形成的晶体，共价键的键能越大，晶体熔点
越高。
（4）估算化学反应热效应
Δ H ＝ 的键能总和－ 的键能总和。
反应物
生成物
3. 共价键强弱的判断
（1）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，含有该共价键的
分子越稳定。
（2）由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价
键消耗的能量越多。
（3）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。但根据电负性判
断共价键强弱具有一定的电负性。
碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关
事实。
化学键 C—C C—H C—O
键能/（kJ·mol－1） 347.7 413.4 351
化学键 Si—Si Si—H Si—O
键能/（kJ·mol－1） 226 318 452
【交流讨论】
1. 通常条件下，CH4和SiH4哪一种更稳定？说明判断的理由。
提示：因为C—H键能大于Si—H的键能，所以CH4比SiH4稳定。
2. 硅和碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷
烃多，从键能角度分析其原因。
提示：C—C和C—H的键能比Si—Si和Si—H的键能都大，因此烷烃
比较稳定，而硅烷中Si—Si和Si—H的键能都低，易断裂，导致长
链硅烷难以生成。
3. SiH4比CH4更易生成氧化物，利用上表中的数据解释其原因。
提示：C—H的键能大于C—O的键能，C—H比C—O更稳定，Si—
H的键能却小于Si—O的键能，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定
性更强的Si—O。
1. 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. HF比H2O稳定
解析： 由于N2分子中存在氮氮三键，键能很大，破坏共价键需
要吸收很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单
原子分子，分子中无化学键；键能：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—
I，故HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱；H—F的键能大于H—
O的键能，故HF比H2O稳定。
2. （2024·邯郸高二检测）已知H—H的键能为436 kJ·mol－1，O O
的键能为497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl的键能为242.7 kJ·mol－1，N≡N的
键能为946 kJ·mol－1，下列叙述正确的是（ ）
A. N—N的键能为 ×946 kJ·mol－1≈315.3 kJ·mol－1
B. 断开1 mol H2中的化学键，需要放出436 kJ的能量
C. 氧气分子中氧原子是以共价单键结合的
D. 氮气分子比氯气分子稳定
解析：D N—N的键能不是N≡N键能的 ，A错误；断开化学
键，需要吸收能量，B错误；氧气分子中氧原子是以共价双键结
合的，C错误；键能越大，越稳定，所以氮气分子比氯气分子稳
定，D正确。
3. 某些化学键的键能（kJ·mol－1）如表所示：
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
键能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
（1）1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出 kJ热量。
解析：根据键能数据可得，H2（g）＋Cl2（g） 2HCl（g） Δ H ＝436 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－431.8 kJ·mol－1×2＝－184.9 kJ·mol－1，1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl，故放出的热量为184.9 kJ。
184.9
（2）在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放
出热量由多到少的顺序是 （填字母）。
a.Cl2＞Br2＞I2 b.I2＞Br2＞Cl2 c .Br2＞I2＞Cl2
预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热 （填
“多”或“少”）。
解析：由表中数据计算知1 mol H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物越稳定，放出热量越多。因稳定性：HF＞HCl，故1 mol H2在F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。
a
多
分点突破（二） 键长与键角
1. 键长
（1）含义
键长是构成化学键的两个原子的 ；因此，
决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长
越 。
核间距
原子
半径
短
①关系：共价键的键长越短，往往键能越 ，共价分子
越 。
②实例：①H2 ②Cl2 ③Br2三种分子中，共价键的键长最
长的是 ，键能最大的是 。
大
稳定
③
①
（2）键长与共价键键能间的关系
（3）键长的应用与比较
①一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。
②键长的比较方法
a.根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半
径越小，键长越短。
b.根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键
时，单键键长＞双键键长＞三键键长。
2. 键角
（1）含义
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。多
原子分子的键角一定，表明共价键具有 ，键角是
描述分子 的重要参数。
方向性
空间结构
②CO2分子的结构式为O C O，键角为 ，
是一种 形分子。
（2）实例
①H2O分子中H—O—H的键角是 ，是 形
分子。
105°
V
③CH4分子中H—C—H的键角是 ，是
形分子。
180°
直线
109°28'
正四面
体
（3）键角的应用
①键长和键角决定分子的空间结构。
②常见分子的键角与分子的空间结构
化学式 结构式 键角 空间结构
CO2 O C O 180° 直线形
NH3 107° 三角锥形
化学式 结构式 键角 空间结构
H2O 105° V形
BF3 120° 平面三角形
CH4 109°28' 正四面体形
1. CH4分子的空间结构是正四面体，其键角是多少？CH3Cl分子的空
间结构也是正四面体吗？
提示：CH4分子中H—C—H的键角是109°28'。CH3Cl分子的空间
结构是四面体形而不是正四面体形，原因是C—H和C—Cl的键长不
相等。
2. 在不知下列物质键能的前提条件下，你能比较HF、HCl、
HBr、HI的稳定性大小吗？你认为键能、键长对分子的化学性
质有什么影响？
提示：能，因为原子半径：I＞Br＞Cl＞F，故键长：H—I＞H—Br
＞H—Cl＞H—F，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，故稳
定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。分子中共价键的键能越大，键长越
短，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定，化学性质越不活泼。
3. 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？
提示：氟原子半径小，因而F—F的键长比Cl—Cl的键长短，由于
F—F的键长短，两个氟原子在形成共价键时，原子核之间的距离
就小，排斥力大，因此键能比Cl—Cl的键能小。
1. （2024·淮安高二检测）下列说法错误的是（ ）
A. 键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越
牢固
B. 键长与共价键的稳定性没有关系
C. 键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性
D. 共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键
有饱和性
解析： 键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越
短，往往键能越大，共价键越稳定，B错误。
2. （2024·信阳高二检测）下列说法正确的是（ ）
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. H—Cl的键能为431 kJ·mol－1，H—I的键能为297 kJ·mol－1，这可说
明HCl分子比HI分子稳定
解析： 形成共价键的两个原子的核间距为键长，A项不正确；
键能的大小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。
3. SiF4与SiCl4分子都是正四面体形结构，下列判断正确的是（ ）
A. 键长：Si—F＞Si—Cl
B. 键能：Si—F＞Si—Cl
C. 键角：SiF4＞SiCl4
D. 共用电子对偏移程度：Si—Cl＞Si—F
解析： 原子半径：Cl＞F，原子半径越大其形成的共价键键长
越长，故键长：Si—Cl＞Si—F，A项错误；一般键长越短键能越
大，故键能：Si—F＞Si—Cl，B项正确；SiF4和SiCl4均为正四面体
形结构，键角均为109°28'，C项错误；元素的非金属性越强，对
共用电子对的吸引力越大，共用电子对偏移程度越大，故共用电子
对偏移程度：Si—F＞Si—Cl，D项错误。
4. 由键能数据大小，不能解释下列事实的是（ ）
化学键 C—H Si—H C O C—O
键能/（kJ·mol－1） 411 318 799 358
化学键 Si—O C—C Si—Si —
键能/（kJ·mol－1） 452 346 222 —
A. 稳定性：CH4＞SiH4
B. 键长：C O＜C—O
C. 键角：CO2＞CH4
D. 熔点：金刚石（C—C）＞晶体硅（Si—Si）
解析： 键能越大越稳定，C—H键能大于Si—H，所以稳定性：
CH4＞SiH4，不选A；键能越大，键长越短，C O键能大于C—
O，所以键长：C O＜C—O，不选B；CO2的空间结构为直线
形，键角为180°， CH4是正四面体形结构，键角为109°28'，与
键能数据大小无关，选C；C—C的键能大于Si—Si，所以熔点：金
刚石＞晶体硅，不选D。
2
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂
B. 两个成键原子的原子核越近，键长越长，化学键越牢固，性质越
稳定
C. 破坏化学键时， 吸收能量，而形成新的化学键时，释放能量
D. 键能、键长只能定性地分析化学键的特性
解析： 键能越大，表示化学键越牢固，越难以断裂，A错误；
两个成键原子的原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳
定，B错误；破坏化学键时，吸收能量，而形成新的化学键时，释
放能量，C正确；键能、键长能定量分析化学键的特性，D错误。
2. （2024·长沙高二检测）下列关于键参数的说法错误的是（ ）
A. 双键的键能比单键的键能大
B. 一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短
C. H—F的键长是H—X（X表示卤素原子）中最短的
D. 水分子的结构可表示为H—O—H，但不能说明分子中的键角为
180°
解析： 题干未告知成键元素的种类，无法比较双键和单键的键
能相对大小，但成键原子相同的双键的键能比单键的键能要大，A
错误。
3. （2024·海口高二检测）NH3分子的空间结构是三角锥形，而不是
正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是（ ）
A. NH3分子中的共价键为极性键
B. 分子内3个N—H的键长相等，键角相等
C. NH3分子内3个N—H的键长相等，3个键角都等于107°
D. NH3分子内3个N—H的键长相等，3个键角都等于120°
解析： A项，NH3分子中的共价键为极性键不能说明NH3一定为
三角锥形，错误；B项，3个N—H的键长相等，键角相等仍有可能
为正三角形，错误；D项，与事实不符，错误。
4. 下列有关乙烷、乙烯、乙炔、苯分子结构的比较错误的是（ ）
A. 乙烷、乙烯、乙炔、苯中各原子均处于同一平面上
B. 碳碳键键长：乙烷＞苯＞乙烯＞乙炔
C. 碳碳键键能：乙炔＞乙烯＞苯＞乙烷
D. 键角：乙炔＞乙烯＝苯＞乙烷
解析： 乙炔是直线形结构，乙烯和苯都是平面形结构，乙烯、
乙炔、苯中各原子均处于同一平面上，而乙烷分子为空间立体结
构，A错误；苯中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的键，碳
碳键键长：乙烷＞苯＞乙烯＞乙炔，B正确；键能越大键长越短，
碳碳键键能：乙炔＞乙烯＞苯＞乙烷，C正确；乙炔中键角为
180°，乙烯为平面形结构，苯为平面六边形结构，乙烯、苯中键
角约为120°，乙烷中碳原子与其成键的原子形成类似甲烷的四面
体结构，乙烷中键角约为109°28'，D正确。
5. 用“＞”或“＜”填空。
（1）比较键长大小：
①C—H N—H H—O；
②N2H4分子中的N—N N2分子中的N≡N。
＞
＞
＞
解析：①由于C、N、O的原子半径依次减小，所以C—H、N—H、H—O的键长依次减小；②N2H4分子中的N—N的
键长大于N2分子中的N≡N的键长。
（2）比较键能大小：
C—H N—H H—O。
解析：由于C—H、N—H、H—O的键长依次减小，因
此键能依次增大。
＜
＜
①CO2 NH3；
②H2O NH3。
解析：①CO2为直线形分子，NH3为三角锥形分子，故CO2的键角大于NH3；②H2O 为V形分子，H2O分子键角是105°，NH3分子键角是107°，H2O分子中键角小于H3分子。
＞
＜
（3）比较键角大小：
6. 已知表中化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O O O O—H
键能/（kJ·mol－1） 347.7 193 142 497.3 462.8
化学键 S—H Se—N N—H As—H —
键能/（kJ·mol－1） 363.5 276 390.8 247 —
回答下列问题：
（1）过氧化氢不稳定，易发生分解反应：2H2O2（g） 2H2O
（g）＋O2（g），利用表中键能数据计算该反应的反应热
为 。
－213.3 kJ·mol－1
解析：Δ H ＝反应物总键能－生成物总键能，故Δ H ＝
（462.8 kJ·mol－1×2＋142 kJ·mol－1）×2－（497.3 kJ·mol－1
＋462.8 kJ·mol－1×4）＝－213.3 kJ·mol－1。
（2）O—H、S—H、Se—H键能逐渐减小，原因是
，
键长越短，键
据此可推测P—H键能范围为 ＜ E （P—H）
＜ 。
能越大，O—H、S—H、Se—H键长依次增大，因而键能依次
减小
247 kJ·mol－1
390.8 kJ·mol－1
解析：键长越短，键能越大，O—H、S—H、Se—H键的键长依次增大，因而键能依次减小；N—H、P—H、As—H键长依次增大，因而键能依次减小。P—H键能介于N—H和As—H键能之间，即247 kJ·mol－1＜ E （P—H）＜390.8 kJ·mol－1。
（3）有机物是以碳骨架为基础的化合物，即碳原子间易形成C—C
的长链，而氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形成
N—N的长链和O—O的长链，原因是
。
C—C键能较大，较稳
定，因而易形成C—C的长链，而N—N、O—O键能小，不稳
定易断裂，因此难以形成N—N的长链和O—O的长链
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. （2024·西安高二检测）关于键长、键能和键角，下列说法不正确
的是（ ）
A. 通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
B. 键长越长，键能越小，共价化合物越稳定
C. 键角是确定多原子分子空间结构的重要参数
D. 同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循：三键＜双键＜单键
解析： 键长越长，键能越小，共价化合物越不稳定，B错误。
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2. （2024·武汉高二检测）下列关于共价键的描述错误的是（ ）
A. 键长：O—H＜N—H＜C—H
B. C2H4中碳碳键的键能：σ键＞π键
C. 分子中的键角：NH3＜CH4
D. 气体单质中一定存在σ键
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解析： 一般来说，原子半径越小，化学键越短，同周期元素从
左到右原子半径逐渐减小，键长：O—H＜N—H＜C—H，A正确；
σ键为“头碰头”重叠形成的，强度大，π键为“肩并肩”重叠形成
的，强度小，C2H4中碳碳键的键能：σ键＞π键，B正确；NH3为三
角锥形分子，键角为107°，CH4为正四面体形分子，键角为
109°28'，故键角：NH3＜CH4，C正确；稀有气体单质属于单原子
分子，不含σ键，D错误。
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3. 根据π键的成键特征判断C C的键能与C—C的键能之间的数量
关系（ ）
A. 双键的键能等于单键的键能的2倍
B. 双键的键能大于单键的键能的2倍
C. 双键的键能小于单键的键能的2倍
D. 双键的键能等于单键的键能
解析： 由于π键的键能比σ键的键能小，碳碳双键中有1个σ键和
1个π键，故双键的键能小于单键键能的2倍。
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4. 下列有关共价键的键参数的比较中，不正确的是（ ）
A. 键能：C—N＜C N＜C≡N
B. 键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl
C. 分子中的键角：H2O＞NH3
D. 乙烯分子中碳碳键的键能：σ键＞π键
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解析： A项，成键原子相同时，三键的键能大于双键，双键的
键能大于单键，故键能：C—N＜C N＜C≡N，正确；B项，
Cl、Br、I属于同主族元素，原子半径逐渐增大，共价键的键长增
大，故键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl，正确；C项，H2O分子为V形
结构，键角为105°，NH3分子为三角锥形结构，键角为107°，错
误；D项，σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的，重叠程度大，
而π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的，重叠程度小，故碳原子
间形成的共价键的键能：σ键＞π键，正确。
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5. （2024·郑州高二检测）下列关于共价键的说法正确的是（ ）
A. 键能是衡量化学键强度的物理量
B. 键长是指形成共价键的两个原子之间的间距
C. 两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大
D. 单键一般比双键的键能更大
解析： 键能和键长是衡量化学键强度的物理量，A错误；键长
是指形成共价键的两个原子之间的核间距，B错误；两个原子形成
共价键时，原子轨道重叠程度越大，键越稳定，键能越大，C正
确；单键一般比双键的键能要小，D错误。
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6. （2024·佳木斯高二检测）工业上制备粗硅的反应为2C＋SiO2
Si＋2CO↑，若C过量还会生成SiC。下列叙述错误的是（ ）
A. CO分子内含有1个σ键和2个π键
B. 键长：C—C＜Si—Si，因此C的还原性大于Si的还原性
C. 键长：C—Si＜Si—Si，因此稳定性：SiC＞Si
D. 键能：C—H＞Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定
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解析： CO结构式为C≡O，则1个CO分子内含有1个σ键和2个π
键，A正确；键长：C—C＜Si—Si，共价键的牢固程度：C—C＞
Si—Si，键长越短，性质越稳定，因此C的还原性小于Si的还原
性，B错误；原子半径：C＜Si，键长：C—Si＜Si—Si，共价键的
牢固程度：C—Si＞Si—Si，因此稳定性：SiC＞Si，C正确；原子
半径：C＜Si，共价键键长：C—H＜Si—H，键能：C—H＞Si—
H，共价键的牢固程度：C—H＞Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳
定，D正确。
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7. 下列说法正确的是（ ）
A. 分子的空间结构是由键角决定的
B. 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
C. CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X（X＝F、Cl、Br、I）的键长、键角
均相等
D. H2O分子中两个O—H的键角为180°
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解析： 分子的空间结构是由键角、键长共同决定的，A项错
误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X（X＝F、Cl、
Br、I）的键长不相等，C项错误；H2O分子中两个O—H的键角为
105°，D项错误。
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8. 已知共价键的键能与热化学方程式信息如表所示：
共价键 H—H H—O
键能/（kJ·mol－1） 436 463
热化学方程式 2H2（g）＋O2（g） 2H2O（g） Δ H ＝－482 kJ·mol－1
则2O（g） O2（g）的Δ H 为（ ）
A. 428 kJ·mol－1 B. －428 kJ·mol－1
C. 498 kJ·mol－1 D. －498 kJ·mol－1
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解析： 设O2中化学键的键能为 x kJ·mol－1，依题意有（2×436
＋ x ）－4×463＝－482，解得 x ＝498，2O（g） O2（g）为化
学键的形成过程，为放热过程，故Δ H ＝－498 kJ·mol－1。
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9. （1）N2分子中σ键与π键的数目比 N （σ）∶ N （π）＝ 。
解析：1个N2分子中含有1个σ键和2个π键。
1∶2
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（2）已知有关氮、磷的单键和三键的键能（kJ·mol－1）如下表：
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看，氮以N2而白磷以P4（结构式可表示
为 ）形式存在的原因是
。
1个N≡N的键能大于3个
N—N的键能之和，而6个P—P的键能之和大于2个P≡P的键能
之和
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解析：根据题给键能数据，1个N≡N的键能大于3个N—
N的键能之和，因此氮以N2的形式存在，而6个P—P的键能之
和大于2个P≡P的键能之和，因此白磷以P4的形式存在。
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10. （2024·成都高二期中）从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和
键能的数据如表：
物质 O2
键长/×10－12 m 149 128 121 112
键能/（kJ·mol－1） x y z ＝494 w ＝628
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A. 成键所用的电子数越多，键能越大
B. 键长越长，键能越小
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
其中 x 、 y 的数值尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为
w ＞ z ＞ y ＞ x ，该规律是（ ）
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解析： O2和 成键所用电子数均为4，但键能不同，不能说
明键能与成键所用的电子数有关，A、C错误；键长： ＞
＞O2＞ ，而键能： w ＞ z ＞y＞x，可知键长越长，键能越
小，B正确；题述微粒都由相同的原子组成，无电子对偏移，电
子对偏移程度与原子吸引电子能力的相对大小有关，与键能无
关，D错误。
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11. 如图所示为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是（ ）
A. W、R元素的单质分子内都存在非极性键
B. X、Z元素都能形成双原子分子，且前者含有σ键和π键
C. 键长：W—H＜Y—H，键的极性：Y—H＞W—H
D. 键长：X—H＜W—H，键能：X—H＜W—H
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解析： 由五种元素在元素周期表中的相对位置可知，X为N，
W为P，Y为S，R为Ar，Z为Br。Ar是单原子分子，不存在化学
键，A项错误；N2、Br2都是双原子分子，N2中含有σ键和π键，B
项正确；P、S同周期，原子半径：P＞S，则键长：P—H＞S—
H，电负性：S＞P，则键的极性：S—H＞P—H，C项错误；N、P
同主族，原子半径：P＞N，则键长：P—H＞N—H，一般情况
下，共价键的键长越短，键能越大，则键能：N—H＞P—H，D项
错误。
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12. 已知N—N、N N、N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而
C—C、C C、C≡C键能之比为1.00∶1.17∶2.34。下列有关
叙述，不正确的是（ ）
A. 乙炔分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同
B. 乙烯分子中π键重叠程度比σ键小，易发生加成反应
C. 氮分子与乙炔相比，不易断裂
D. 氮气和乙烯都易发生加成反应
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解析： 键能数据表明，N≡N的键能大于N—N键能的三倍，N
N的键能大于N—N键能的两倍；而C≡C的键能却小于C—C键
能的三倍，C C的键能小于C—C键能的两倍，说明乙烯和乙
炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢
固，所以氮分子不易发生加成反应，D错误。
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13. （2024·台州高二检测）某学习小组探究原子半径对同种元素形成
化学键键能的影响。下表是某些化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O P—P Cl—Cl
键能/（kJ·mol－1） 346 193 142 201 242
化学键 C C N N O O P P —
键能/（kJ·mol－1） 616 418 495 345 —
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下列说法不正确的是（ ）
A. 碳碳三键键能小于1 038 kJ·mol－1
B. N、O同种元素之间形成的σ键和π键的键能大小，σ键小于π键
C. P与P形成的σ键的键能大于π键的键能，故白磷以P4形式存在而不
以P2形式存在
D. 若Cl2（g）相对能量为0，则Cl（g）的相对能量为－121 kJ·mol－1
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解析： 碳碳三键键能小于3倍的碳碳单键的键能，故小于1 038
kJ·mol－1，A正确；单键均为σ键，双键中含有1个σ键、1个π键，
比较N—N与N N、O—O与O O的键能数据可知，N、O
同种元素之间形成的σ键和π键的键能大小，σ键小于π键，B正
确；比较P—P与P P的键能数据可知，P与P形成的σ键的键能
大于π键的键能，P4间P原子以σ键形成，能量更低，故白磷以P4形
式存在而不以P2形式存在，C正确；断键吸收能量，若Cl2（g）相
对能量为0，则Cl（g）的相对能量为＋121 kJ·mol－1，D错误。
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14. Ⅰ.已知氢分子形成过程中体系能量的变化如图所示，请回答下列
问题：
（1）H—H的键长为 ，①～⑤中，体系能量由高到低的顺
序是 。
74 pm
①⑤②③④
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解析：由题图可知，横轴表示两原子的核间距，纵轴表示能量，④表示H2，能量最低，分子最稳定，其核间距就是H—H的键长，为74 pm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。
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（2）下列说法正确的是 （填字母）。
A. 氢分子中含有一个π键
B. 由①到④，电子在核间出现的概率增大
C. 由④到⑤，需要消耗外界的能量
D. 氢分子中含有一个极性共价键
BC
解析：H2中含有一个σ键，A项错误；两个氢原子的核间距逐渐
减小时，原子轨道相互重叠，导致电子在核间出现的概率增
大，B项正确；④表示达到稳定状态，当改变两个氢原子的核间
距时，需要消耗外界的能量，C项正确；氢分子中含有一个非极
性共价键，D项错误。
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Ⅱ.几种常见化学键的键能如表所示。
化学键 Si—O H—O O O Si—Si Si—C
键能/（kJ·mol－1） 452 462.8 497.3 226 X
请回答下列问题：
（3）试比较Si—Si与Si—C的键能大小： X （填“＞”“＜”或
“＝”）226 kJ·mol－1。
＞
解析： C的原子半径小于Si的原子半径，故Si—Si的键长大于Si—C的键长，Si—Si的键能小于Si—C的键能。
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（4）H2被认为是21世纪人类最理想的燃料，而又有科学家提出硅是
“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。试计算每千克H2燃
烧（生成水蒸气）放出的热量约为 ；每摩尔硅完全
燃烧放出的热量约为 （已知1 mol Si中含2 mol Si—
Si，1 mol SiO2中含4 mol Si—O）。
120 475 kJ
858.7 kJ
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解析： 由题图可知，H—H的键能为436 kJ·mol－1，每千克H2燃烧（生成水蒸气）放出的热量为 ×（462.8 kJ·mol－1×2－436 kJ·mol－1－497.3 kJ·mol－1× ）＝120 475 kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量为1 mol×（452 kJ·mol－1×4－497.3 kJ·mol－1－226 kJ·mol－1×2）＝858.7 kJ。
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