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第2課時　鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角
［核心素養發展目標］　1.了解共價鍵鍵參數的含義，能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質。2.通過認識共價鍵的鍵參數對物質性質的影響，探析微觀結構對宏觀性質的影響。
一、鍵能
1.概念
鍵能是指氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量，單位是kJ·mol-1。鍵能通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa條件下的標準值，可通過實驗測定，更多的卻是推算獲得的，鍵能數據是平均值。
2.應用
(1)定量衡量共價鍵強弱
鍵能越大，氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量越多，共價鍵越牢固。
(2)判斷分子的穩定性
一般來說，結構相似的分子，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。
(3)利用鍵能估算化學反應熱效應
ΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。
1.結合教材中某些共價鍵的鍵能數據，思考討論：
(1)成鍵原子相同而共價鍵數目不同時，鍵能強弱規律：　　　　　　　　　　　　　。
(2)判斷HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性強弱：　　　　　　　　　　　　；其中　　　　更容易發生熱分解生成相應的單質。
(3)氣態H原子與氣態Cl原子形成1 mol H—Cl釋放的能量是　　　　kJ。
答案　(1)單鍵鍵能<雙鍵鍵能<三鍵鍵能
(2)HF>HCl>HBr>HI　HI　(3)431.8
解析　(1)由教材鍵能數據可知，以N—O、N==O，O—O、O==O，C—C、C==C、C≡C等為例，成鍵原子相同而共價鍵數目不同時，鍵能強弱規律：單鍵鍵能<雙鍵鍵能<三鍵鍵能。
(3)氣態原子形成1 mol化學鍵變成氣態分子釋放的能量與氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量相等，故形成1 mol H—Cl釋放的能量是431.8 kJ。
2.已知N—N、N==N和N≡N的鍵能之比為1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C==C、C≡C的鍵能之比為1.00∶1.77∶2.34。如何用這些數據理解氮分子不容易發生加成反應而乙烯和乙炔容易發生加成反應？
提示　鍵能數據表明，N≡N的鍵能大于N—N鍵能的三倍，N==N的鍵能大于N—N鍵能的兩倍；而C≡C的鍵能卻小于C—C鍵能的三倍，C==C的鍵能小于C—C鍵能的兩倍，說明乙烯和乙炔中的π鍵不牢固，易發生加成反應，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易發生加成反應。
3.N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學事實(利用課本中鍵能的相應數據分析)。
提示　從課本中鍵能數據可知，N—H、O—H與H—F的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大，化學鍵越來越穩定。所以N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強。
1.正誤判斷
(1)N—H的鍵能是很多分子中的N—H的鍵能的平均值 (　　)
(2)O—H的鍵能是指在298.15 K、101 kPa下，1 mol氣態分子中1 mol O—H解離成氣態原子所吸收的能量 (　　)
(3)σ鍵一定比π鍵牢固 (　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×
2.碳和硅的有關化學鍵的鍵能如表所示。
化學鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/ (kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 318 452
分析數據，下列說法不正確的是 (　　)
A.C==O的鍵能為702 kJ·mol-1
B.SiH4的穩定性小于CH4
C.一般原子半徑越大，鍵能越小
D.C與C之間比Si與Si之間更易形成π鍵
答案　A
解析　C==O之間存在一個σ鍵和一個π鍵，C==O的鍵能并不是C—O鍵能的兩倍，A項不正確；根據表中數據，Si—H的鍵能小于C—H的鍵能，所以CH4的穩定性強于SiH4的穩定性，B項正確；Si原子半徑大，相鄰Si原子間距離遠，p與p軌道“肩并肩”更難重疊形成π鍵，D項正確。
3.某些化學鍵的鍵能(kJ·mol-1)如表所示：
化學鍵 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
鍵能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，放出熱量　　　kJ。
(2)在一定條件下，1 mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的順序是　　　　　(填字母)。
a.Cl2>Br2>I2 b.I2>Br2>Cl2
c.Br2>I2>Cl2
預測1 mol H2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱　　　　(填“多”或“少”)。
答案　(1)184.9　(2)a　多
解析　(1)根據鍵能數據可得，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中燃燒，參加反應的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl，故放出的熱量為184.9 kJ。(2)由表中數據計算知1 mol H2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少；由以上結果分析，生成物越穩定，放出熱量越多。因穩定性：HF>HCl，故1 mol H2在F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱多。
二、鍵長
1.概念
構成化學鍵的兩個原子的核間距。因此原子半徑決定共價鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。
2.應用
鍵長是衡量共價鍵強弱的另一重要參數，共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越大，表明共價鍵越穩定。
1.根據表中的HCl、HBr和HI的鍵長、鍵能的數據和熱分解溫度，考察它們之間的相關性。通過這個例子說明分子的結構如何影響分子的化學性質？
鍵 鍵長/pm 鍵能/(kJ·mol-1) HX的熱分解溫度/℃
H—Cl 127.4 431.8 1 000
H—Br 141.4 366 600
H—I 160.9 298.7 300
提示　數據表明：共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，該共價鍵越穩定，含該鍵的分子越穩定，越不容易分解。
2.為什么F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短，但鍵能卻比Cl—Cl的鍵能小？
提示　氟原子的半徑很小，因而F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短，但也是由于F—F的鍵長短，兩個氟原子在形成共價鍵時，原子核之間的距離就小，排斥力大，因此鍵能比Cl—Cl的鍵能小。
1.正誤判斷
(1)雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越穩定 (　　)
(2)鍵長：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C (　　)
(3)鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數目有關 (　　)
(4)鍵長是振動著的原子處于平衡位置時的核間距 (　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√
2.已知X—X、Y—Y、Z—Z的鍵長分別為198 pm、74 pm、154 pm，則它們單質分子的穩定性：Y2>Z2>X2。
3.下表是從實驗中測得的不同物質中的鍵長和鍵能數據：
O—O O2
鍵長/(10-12 m) 149 128 121 112
鍵能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628
其中x、y的鍵能數據尚未測定，但可根據規律推導鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規律性是鍵長越短，鍵能越大。
4.已知某些共價鍵的鍵能、鍵長數據如表所示：
共價鍵 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O
鍵能/(kJ·mol-1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
鍵長/pm 198 228 267 96
共價鍵 C—C C==C C≡C C—H N—H N==O O—O O==O
鍵能/(kJ·mol-1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
鍵長/pm 154 133 120 109 101
(1)下列推斷正確的是　　　　(填字母)。
A.熱穩定性：HF>HCl>HBr>HI
B.氧化性：I2>Br2>Cl2
C.沸點：H2O>NH3
D.還原性：HI>HBr>HCl>HF
(2)在HX(X=F、Cl、Br、I)分子中，鍵長最短的是　　　，最長的是　　　　；O—O的鍵長　　　 (填“大于”“小于”或“等于”)O==O的鍵長。
答案　(1)ACD　(2)HF　HI　大于
解析　(1)根據表中數據知，同主族元素從上至下氣態氫化物的鍵能逐漸減小，熱穩定性逐漸減弱，A項正確；從鍵能看，氯氣、溴單質、碘單質的熱穩定性逐漸減弱，由原子結構知，氧化性也逐漸減弱，B項錯誤；H2O在常溫下為液態，NH3在常溫下為氣態，則H2O的沸點比NH3的高，C項正確；還原性與失電子能力有關，還原性：HI>HBr>HCl>HF，D項正確。
定性判斷鍵長的方法
(1)根據原子半徑進行判斷。在其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。
(2)根據共用電子對數判斷。就相同的兩原子形成的共價鍵而言，當兩個原子形成雙鍵或者三鍵時，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。
三、鍵角
1.概念
在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角。
2.數據
鍵角的數值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得，部分鍵角圖解：
CO2為直線形分子，H2O為V形(或稱角形)分子，NH3為三角錐形分子。
3.應用
(1)鍵角是描述分子空間結構的重要參數，鍵長和鍵角決定分子的空間結構。多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。
(2)分子的許多性質都與鍵角有關。
如圖白磷和甲烷均為正四面體結構：
它們的鍵角是否相同，為什么？
提示　不同，白磷分子的鍵角是指P—P之間的夾角，為60°；而甲烷分子的鍵角是指C—H之間的夾角，為109°28'。
1.下列說法正確的是 (　　)
A.分子的結構是由鍵角決定的
B.共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的鍵長、鍵角均相等
D.NH3分子中兩個N—H的鍵角為120°
答案　B
解析　CF4、CCl4、CBr4、CI4中鹵素原子的半徑不同，所以C—X的鍵長不等，但鍵角均相等，故C錯誤；NH3分子中兩個N—H的鍵角為107°，故D錯誤。
2.能說明BF3分子中四個原子在同一平面的理由是 (　　)
A.任意兩個鍵的夾角為120°
B.B—F是非極性共價鍵
C.三個B—F的鍵能相同
D.三個B—F的鍵長相等
答案　A
解析　當鍵角為120°時，BF3的空間結構為平面三角形，故分子中四個原子共面。
3.下列說法正確的是 (　　)
A.分子中鍵能越大，鍵長越長，則分子越穩定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子間不能形成共價鍵
C.水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°
D.H—O的鍵能為463 kJ·mol-1，即18 g H2O分解成H2和O2時，消耗能量為2×463 kJ
答案　B
解析　分子中鍵長越短，鍵能越大，則分子越穩定，A不正確；元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素都是典型的金屬和非金屬元素，所以形成的化學鍵是離子鍵，B正確；水分子的結構是V形，鍵角是105°，C不正確；H—O的鍵能為463 kJ·mol-1，18 g H2O即1 mol氣態H2O分解成2 mol氣態H和1 mol氣態O時消耗的能量為2×463 kJ，故D錯誤。
4.下列有關說法不正確的是 (　　)
A.CH4、NH3、CO2分子中的鍵角依次增大
B.HCl、HBr、HI分子中的鍵長依次增大
C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小
D.H2O、PH3、SiH4分子的穩定性依次減弱
答案　A
解析　CH4、NH3、CO2分子中的鍵角分別為109°28'、107°、180°，故A錯誤；原子半徑越大，形成的共價鍵的鍵長越長，Cl、Br、I的原子半徑依次增大，所以與H形成的共價鍵的鍵長依次增大，故B正確；元素的非金屬性越強，形成的共價鍵越穩定，共價鍵的鍵能越大，則H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小，故C正確；非金屬性：O>P>Si，則簡單氫化物的穩定性：H2O>PH3>SiH4，故D正確。
共價鍵穩定性強弱的判斷方法
(1)根據原子半徑和共用電子對數目判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數越多，共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩定。
(2)根據鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。
(3)根據鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵所消耗的能量越多。
課時對點練　［分值：100分］
(選擇題1~12題，每小題6分，共72分)
題組一　鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角
1.下列說法錯誤的是 (　　)
A.鍵能是衡量化學鍵穩定性的參數之一，鍵能越大，則化學鍵就越牢固
B.鍵長與共價鍵的穩定性沒有關系
C.鍵角是兩個相鄰共價鍵之間的夾角，說明共價鍵有方向性
D.共價鍵是通過原子軌道重疊并共用電子對而形成的，所以共價鍵有飽和性
答案　B
解析　鍵能是指氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量，鍵能越大，意味著化學鍵越穩定，越不容易斷裂，A正確；鍵長是形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，鍵長越短，往往鍵能越大，共價鍵越穩定，B錯誤；相鄰兩個共價鍵之間的夾角稱為鍵角，多原子分子的鍵角一定，說明共價鍵具有方向性，C正確；元素的原子形成共價鍵時，當一個原子的所有未成對電子和另一些原子中的未成對電子配對成鍵后，就不再跟其他原子的未成對電子配對成鍵，因此，共價鍵具有飽和性，D正確。
2.(2023·廣東汕頭期末)下列說法正確的是 ( 　　)
A.p軌道與p軌道不能形成σ鍵
B.分子中若有共價鍵，則一定存在σ鍵
C.H2O分子含有非極性共價鍵，空間結構為平面正三角形
D.非極性鍵的鍵能大于極性鍵的鍵能
答案　B
3.根據π鍵的成鍵特征判斷C==C的鍵能與C—C的鍵能之間的數量關系 (　　)
A.雙鍵的鍵能等于單鍵的鍵能的2倍
B.雙鍵的鍵能大于單鍵的鍵能的2倍
C.雙鍵的鍵能小于單鍵的鍵能的2倍
D.雙鍵的鍵能等于單鍵的鍵能
答案　C
解析　由于π鍵鍵能小于σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，故雙鍵鍵能小于單鍵鍵能的2倍。
4.(2023·清遠高二月考)人們常用HX表示鹵化氫(X代表F、Cl、Br、I)。下列說法正確的是 (　　)
A.鍵長的數值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得
B.HCl中含有離子鍵
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　H—F是H原子的1s軌道與F原子的2p軌道“頭碰頭”重疊形成的，是s p σ鍵，C錯誤；一般情況下，鍵長越短，鍵能越大，H—F的鍵長是H—X中最短的，故其鍵能是H—X中最大的，D錯誤。
題組二　鍵參數的應用
5.關于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法不正確的是 (　　)
A.通過反應物和生成物分子中鍵能數據可以粗略預測反應熱的大小
B.鍵長越長，鍵能越小，共價化合物越穩定
C.鍵角是確定多原子分子空間結構的重要參數
D.同種原子間形成的共價鍵鍵長長短總是遵循：三鍵<雙鍵<單鍵
答案　B
解析　反應熱=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，故A正確；鍵長越長，鍵能越小，共價化合物越不穩定，故B錯誤；鍵長和鍵角常被用來描述分子的空間結構，鍵角是描述多原子分子空間結構的重要參數，故C正確；原子間鍵能越大，核間距越小，鍵長越短，鍵能的一般關系為三鍵>雙鍵>單鍵，則鍵長：三鍵<雙鍵<單鍵，故D正確。
6.(2023·大連高二月考)工業上制備粗硅的反應為2C+SiO2Si+2CO↑，若C過量，還會生成SiC。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.1個CO分子內含有1個σ鍵和2個π鍵
B.鍵能：C—H>Si—H，因此甲硅烷沒有甲烷穩定
C.鍵長：C—SiSi
D.鍵長：C—C答案　D
解析　CO的結構式為C≡O，則1個CO分子內含有1個σ鍵和2個π鍵，故A正確；原子半徑：CSi—H，共價鍵的牢固程度：C—H>Si—H，因此甲硅烷沒有甲烷穩定，故B正確；原子半徑：CSi—Si，因此熔點：SiC>Si，鍵長越短，物質性質越穩定，因此C的還原性小于Si的還原性，故C正確、D錯誤。
7.已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如表所示：
共價鍵 H—H H—O
鍵能/(kJ·mol-1) 436 463
熱化學方程式 2H2(g)+O2(g) ===2H2O(g)　ΔH=-482 kJ·mol-1
則2O(g) ===O2(g)的ΔH為 (　　)
A.+428 kJ·mol-1 B.-428 kJ·mol-1
C.+498 kJ·mol-1 D.-498 kJ·mol-1
答案　D
解析　設O2中化學鍵的鍵能為x kJ·mol-1，依題意有(2×436+x)-4×463=-482，解得x=498，2O(g) ===O2(g)為化學鍵的形成過程，為放熱過程，故ΔH=-498 kJ·mol-1。
8.已知H—H的鍵能為436 kJ·mol-1，O==O的鍵能為497.3 kJ·mol-1，Cl—Cl的鍵能為242.7 kJ·mol-1，N≡N的鍵能為946 kJ·mol-1，下列敘述正確的是 (　　)
A.N—N的鍵能為×946 kJ·mol-1≈315.3 kJ·mol-1
B.氮氣分子中的共價鍵的鍵長比氫氣分子中的短
C.氧氣分子中氧原子是以共價單鍵結合的
D.氮氣分子比氯氣分子穩定
答案　D
解析　N—N的鍵能不是N≡N鍵能的，故A錯誤；氫原子半徑在所有原子中是最小的，所以氮氣分子中的共價鍵的鍵長比氫氣分子中的長，故B錯誤；氧氣分子中氧原子是以共價雙鍵結合的，故C錯誤；鍵能越大，越穩定，所以氮氣分子比氯氣分子穩定，故D正確。
9.NH3、NF3、NCl3等分子中心原子相同，如果周圍原子電負性大則鍵角小。NH3、NF3、NCl3三種分子中，鍵角大小的順序是 (　　)
A.NH3>NF3>NCl3 B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3
答案　C
解析　因電負性：F>Cl>H，故鍵角大小為NH3>NCl3>NF3。
10.意大利羅馬大學的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的氣態N4分子，其分子結構如圖所示。已知斷裂1 mol N—N吸收167 kJ熱量，生成1 mol N≡N放出942 kJ熱量，根據以上信息和數據，判斷下列說法正確的是 (　　)
A.N4屬于一種新型的化合物
B.N4分子中存在非極性鍵
C.N4分子中N—N的鍵角為109°28'
D.1 mol N4轉變成N2將吸收882 kJ熱量
答案　B
解析　N4是由氮元素組成的一種單質，不是新型的化合物，A錯誤；N4分子中氮原子與氮原子之間形成的是非極性鍵，B正確；N4分子是正四面體結構，鍵角是60°，C錯誤；已知斷裂1 mol N—N吸收167 kJ熱量，生成1 mol N≡N放出942 kJ熱量，則N4(g)2N2(g)　ΔH=6×167 kJ·mol-1-2×942 kJ·mol-1=-882 kJ·mol-1，即該反應是放熱反應，因此1 mol N4轉變成N2將放出882 kJ熱量，D錯誤。
11.(2024·武漢高二月考)如圖為元素周期表前四周期的一部分，下列有關R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中，正確的是 (　　)
A.W、R元素單質分子內都存在非極性鍵
B.X、Z元素都能形成雙原子分子
C.第一電離能：X>Y>W
D.鍵長：X—H答案　B
解析　由元素在周期表中的位置可知，X為N、W為P、Y為S、R為Ar、Z為Br。白磷單質中存在非極性鍵，但稀有氣體分子為單原子分子，分子中沒有化學鍵，A錯誤；氮氣、溴單質都是雙原子分子，B正確；第一電離能應是N>P>S，C錯誤；原子半徑：W>X，故鍵長：W—H>X—H，鍵長越短，鍵能越大，故鍵能：W—H12.斷開1 mol化學鍵形成氣態原子所需要的能量用E表示。結合表中信息判斷下列說法不正確的是 (　　)
共價鍵 H—H F—F H—F H—Cl H—I
E/(kJ·mol-1) 436 157 568 432 298
A.432 kJ·mol-1>E(H—Br)>298 kJ·mol-1
B.表中最穩定的共價鍵是H—F
C.鍵的極性：H—F>H—Cl>H—I
D.H2(g)+F2(g)===2HF(g)　ΔH=+25 kJ·mol-1
答案　D
解析　A項，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定，鍵長可以通過原子半徑進行比較，同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，則H—Br的鍵能在H—Cl和H—I之間，正確；B項，鍵能越大，共價鍵越穩定，表中H—F的鍵能最大，因此H—F最穩定，正確；C項，元素非金屬性越強，得電子能力越強，電子對越偏向此元素原子，形成共價鍵的極性越強，即極性：H—F>H—Cl>H—I，正確；D項，根據反應熱和鍵能的關系，ΔH=(436+157-2×568)kJ·mol-1=-543 kJ·mol-1，錯誤。
13.(6分)硅是重要的半導體材料，構成了現代電子工業的基礎。碳和硅的有關化學鍵鍵能如表所示，簡要分析和解釋下列有關事實：
化學鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/ (kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 318 452
(1)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多，原因是　　　
　　　　。
(2)SiH4的穩定性小于CH4，硅更易生成氧化物，原因是　　　　。
答案　(1)C—C和C—H的鍵能較大，所形成的烷烴穩定。而硅烷中Si—Si和Si—H的鍵能較小，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成
(2)Si—H鍵能小于C—H鍵能，故SiH4的穩定性小于CH4。C—H的鍵能大于C—O，C—H比C—O穩定；而Si—H的鍵能卻小于Si—O，所以Si—H不穩定而傾向于形成穩定性更強的Si—O
14.(10分)已知下列化學鍵的鍵能：
化學鍵 C—C N—N O—O OO O—H S—H Se—H N—H As—H
鍵能/ (kJ·mol-1) 347.7 193 142 497.3 462.8 363.5 276 390.8 247
回答下列問題：
(1)過氧化氫不穩定，易發生分解反應：2H2O2(g)===2H2O(g)+O2(g)，利用鍵能數據計算該反應的反應熱為　　　　　。
(2)O—H、S—H、Se—H的鍵能逐漸減小，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，據此可推測P—H的鍵能范圍為　　　　(3)有機物是以碳骨架為基礎的化合物，即碳原子間易形成C—C長鏈，而氮原子與氮原子間，氧原子與氧原子間難形成N—N長鏈和O—O長鏈，原因是　　　 　　　　。
答案　(1)-213.3 kJ·mol-1　(2)O、S、Se位于同一主族，原子半徑逐漸增大，O—H、S—H、Se—H的鍵長逐漸變長，因而鍵能依次減小　247 kJ·mol-1　390.8 kJ·mol-1　(3)C—C的鍵能較大，較穩定，因而易形成C—C長鏈，而N—N、O—O的鍵能小，不穩定易斷裂，因此難以形成N—N、O—O長鏈
解析　(1)反應2H2O2(g)===2H2O(g)+O2(g)的反應熱ΔH=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(462.8×4+142×2)kJ·mol-1-(462.8×4+497.3)kJ·mol-1=-213.3 kJ·mol-1。(2)N、P、As位于同一主族，原子半徑逐漸增大，導致N—H、P—H、As—H的鍵長逐漸變長，N—H、P—H、As—H的鍵能依次減小，所以247 kJ·mol-115.(12分)根據氫氣分子的形成過程示意圖(如圖)回答問題：
(1)H—H的鍵長為　　　　，①~⑤中，體系能量由高到低的順序是　　　　。
(2)下列說法正確的是　　　　(填字母)。
A.氫氣分子中含有一個π鍵
B.由①到④，電子在核間出現的概率增大
C.由④到⑤，必須消耗外界的能量
D.氫氣分子中含有一個極性共價鍵
(3)幾種常見化學鍵的鍵能如下表：
化學鍵 Si—O H—O O==O Si—Si Si—C
鍵能/(kJ·mol-1) 460 464 498 176 x
①比較Si—Si與Si—C的鍵能大小：x　　　　(填“>”“<”或“=”)176。
②H2被稱為21世紀人類最理想的燃料。試計算：每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為　　　　　　　　。
答案　(1)74 pm　①⑤②③④　(2)BC　(3)①>
②121 500 kJ
解析　(1)可以直接從題圖上有關數據得出，H—H的鍵長為74 pm；體系能量由高到低的順序是①⑤②③④。(2)氫氣分子中含有一個σ鍵，A錯；共價鍵的本質就是高概率地出現在原子間的電子與原子間的電性作用，B正確；④已經達到穩定狀態，C正確；氫氣分子中含有一個非極性共價鍵，D錯。(3)①Si—Si的鍵長比Si—C的鍵長長，則Si—Si的鍵能比Si—C的鍵能小。②由題圖可知H—H的鍵能為436 kJ·mol-1，每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為× (464 kJ·mol-1×2-436 kJ·mol-1-498 kJ·mol-1×)=121 500 kJ。第2課時　鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角
［核心素養發展目標］　1.了解共價鍵鍵參數的含義，能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質。2.通過認識共價鍵的鍵參數對物質性質的影響，探析微觀結構對宏觀性質的影響。
一、鍵能
1.概念
鍵能是指氣態分子中　　化學鍵解離成氣態原子所　　　的能量，單位是　　　　。鍵能通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa條件下的標準值，可通過實驗測定，更多的卻是推算獲得的，鍵能數據是平均值。
2.應用
(1)定量衡量共價鍵強弱
鍵能越大，氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量越多，共價鍵越 　。
(2)判斷分子的穩定性
一般來說，結構相似的分子，共價鍵的鍵能越大，分子越　　　。
(3)利用鍵能估算化學反應熱效應
ΔH=　　　　的總鍵能-　　　　的總鍵能。
1.結合教材中某些共價鍵的鍵能數據，思考討論：
(1)成鍵原子相同而共價鍵數目不同時，鍵能強弱規律：____________________________。
(2)判斷HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性強弱：　　　　　　　　　　　　　　；其中　　　　　　　　更容易發生熱分解生成相應的單質。
(3)氣態H原子與氣態Cl原子形成1 mol H—Cl釋放的能量是　　　　kJ。
2.已知N—N、和的鍵能之比為1.00∶2.17∶4.90，而C—C、、的鍵能之比為1.00∶1.77∶2.34。如何用這些數據理解氮分子不容易發生加成反應而乙烯和乙炔容易發生加成反應？
3.N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學事實(利用課本中鍵能的相應數據分析)。
1.正誤判斷
(1)N—H的鍵能是很多分子中的N—H的鍵能的平均值 (　　)
(2)O—H的鍵能是指在298.15 K、101 kPa下，1 mol氣態分子中1 mol O—H解離成氣態原子所吸收的能量 (　　)
(3)σ鍵一定比π鍵牢固 (　　)
2.碳和硅的有關化學鍵的鍵能如表所示。
化學鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 318 452
分析數據，下列說法不正確的是 (　　)
A.CO的鍵能為702 kJ·mol-1
B.SiH4的穩定性小于CH4
C.一般原子半徑越大，鍵能越小
D.C與C之間比Si與Si之間更易形成π鍵
3.某些化學鍵的鍵能(kJ·mol-1)如表所示：
化學鍵 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
鍵能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，放出熱量　　　kJ。
(2)在一定條件下，1 mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的順序是　　　　　(填字母)。
a.Cl2>Br2>I2 b.I2>Br2>Cl2
c.Br2>I2>Cl2
預測1 mol H2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱　　　　(填“多”或“少”)。
二、鍵長
1.概念
構成化學鍵的兩個原子的　　　　。因此原子半徑決定共價鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越　　。
2.應用
鍵長是衡量共價鍵強弱的另一重要參數，共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越　　，表明共價鍵越　　　。
1.根據表中的HCl、HBr和HI的鍵長、鍵能的數據和熱分解溫度，考察它們之間的相關性。通過這個例子說明分子的結構如何影響分子的化學性質？
鍵 鍵長/pm 鍵能/(kJ·mol-1) HX的熱分解溫度/℃
H—Cl 127.4 431.8 1 000
H—Br 141.4 366 600
H—I 160.9 298.7 300
2.為什么F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短，但鍵能卻比Cl—Cl的鍵能小？
1.正誤判斷
(1)雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越穩定 (　　)
(2)鍵長：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>CC>C≡C (　　)
(3)鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數目有關 (　　)
(4)鍵長是振動著的原子處于平衡位置時的核間距 (　　)
2.已知X—X、Y—Y、Z—Z的鍵長分別為198 pm、74 pm、154 pm，則它們單質分子的穩定性：____________________________。
3.下表是從實驗中測得的不同物質中的鍵長和鍵能數據：
O—O O2
鍵長/(10-12 m) 149 128 121 112
鍵能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628
其中x、y的鍵能數據尚未測定，但可根據規律推導鍵能大小的順序是_________________________，
該規律性是____________________________。
4.已知某些共價鍵的鍵能、鍵長數據如表所示：
共價鍵 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O
鍵能/(kJ·mol-1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
鍵長/pm 198 228 267 96
共價鍵 C—C CC C≡C C—H N—H NO O—O OO
鍵能/(kJ·mol-1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
鍵長/pm 154 133 120 109 101
(1)下列推斷正確的是　　　　(填字母)。
A.熱穩定性：HF>HCl>HBr>HI
B.氧化性：I2>Br2>Cl2
C.沸點：H2O>NH3
D.還原性：HI>HBr>HCl>HF
(2)在HX(X=F、Cl、Br、I)分子中，鍵長最短的是　　　，最長的是　　　　；O—O的鍵長　　　　 (填“大于”“小于”或“等于”)OO的鍵長。
定性判斷鍵長的方法
(1)根據原子半徑進行判斷。在其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。
(2)根據共用電子對數判斷。就相同的兩原子形成的共價鍵而言，當兩個原子形成雙鍵或者三鍵時，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。
三、鍵角
1.概念
在多原子分子中，兩個　　　　　　之間的夾角。
2.數據
鍵角的數值可通過晶體的 　
獲得，部分鍵角圖解：
CO2為　　　形分子，H2O為　　形(或稱　　形)分子，NH3為三角錐形分子。
3.應用
(1)鍵角是描述　　　　　　　　的重要參數，　　　和　　　決定分子的空間結構。多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有　　　性。
(2)分子的許多性質都與鍵角有關。
如圖白磷和甲烷均為正四面體結構：
它們的鍵角是否相同，為什么？
1.下列說法正確的是 (　　)
A.分子的結構是由鍵角決定的
B.共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的鍵長、鍵角均相等
D.NH3分子中兩個N—H的鍵角為120°
2.能說明BF3分子中四個原子在同一平面的理由是 (　　)
A.任意兩個鍵的夾角為120°
B.B—F是非極性共價鍵
C.三個B—F的鍵能相同
D.三個B—F的鍵長相等
3.下列說法正確的是 (　　)
A.分子中鍵能越大，鍵長越長，則分子越穩定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子間不能形成共價鍵
C.水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°
D.H—O的鍵能為463 kJ·mol-1，即18 g H2O分解成H2和O2時，消耗能量為2×463 kJ
4.下列有關說法不正確的是 (　　)
A.CH4、NH3、CO2分子中的鍵角依次增大
B.HCl、HBr、HI分子中的鍵長依次增大
C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小
D.H2O、PH3、SiH4分子的穩定性依次減弱
共價鍵穩定性強弱的判斷方法
(1)根據原子半徑和共用電子對數目判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數越多，共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩定。
(2)根據鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。
(3)根據鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵所消耗的能量越多。
答案精析
一、
1.1 mol　吸收　kJ·mol-1
2.(1)牢固　(2)穩定　(3)反應物　生成物
深度思考
1.(1)單鍵鍵能<雙鍵鍵能<三鍵鍵能
(2)HF>HCl>HBr>HI　HI　(3)431.8
解析　(1)由教材鍵能數據可知，以N—O、NO，O—O、OO，C—C、CC、C≡C等為例，成鍵原子相同而共價鍵數目不同時，鍵能強弱規律：單鍵鍵能<雙鍵鍵能<三鍵鍵能。
(3)氣態原子形成1 mol化學鍵變成氣態分子釋放的能量與氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量相等，故形成1 mol H—Cl釋放的能量是431.8 kJ。
2.鍵能數據表明，的鍵能大于N—N鍵能的三倍，的鍵能大于N—N鍵能的兩倍；而的鍵能卻小于C—C鍵能的三倍，的鍵能小于C—C鍵能的兩倍，說明乙烯和乙炔中的π鍵不牢固，易發生加成反應，而N2分子中非常牢固，所以氮分子不易發生加成反應。
3.從課本中鍵能數據可知，N—H、O—H與H—F的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大，化學鍵越來越穩定。所以N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強。
應用體驗
1.(1)√　(2)√　(3)×
2.A　［CO之間存在一個σ鍵和一個π鍵，CO的鍵能并不是C—O鍵能的兩倍，A項不正確；根據表中數據，Si—H的鍵能小于C—H的鍵能，所以CH4的穩定性強于SiH4的穩定性，B項正確；Si原子半徑大，相鄰Si原子間距離遠，p與p軌道“肩并肩”更難重疊形成π鍵，D項正確。］
3.(1)184.9　(2)a　多
解析　(1)根據鍵能數據可得，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中燃燒，參加反應的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl，故放出的熱量為184.9 kJ。(2)由表中數據計算知1 mol H2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少；由以上結果分析，生成物越穩定，放出熱量越多。因穩定性：HF>HCl，故1 mol H2在F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱多。
二、
1.核間距　短
2.大　穩定
深度思考
1.數據表明：共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，該共價鍵越穩定，含該鍵的分子越穩定，越不容易分解。
2.氟原子的半徑很小，因而F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短，但也是由于F—F的鍵長短，兩個氟原子在形成共價鍵時，原子核之間的距離就小，排斥力大，因此鍵能比Cl—Cl的鍵能小。
應用體驗
1.(1)×　(2)√　(3)√　(4)√
2.Y2>Z2>X2
3.b>a>y>x　鍵長越短，鍵能越大
4.(1)ACD　(2)HF　HI　大于
解析　(1)根據表中數據知，同主族元素從上至下氣態氫化物的鍵能逐漸減小，熱穩定性逐漸減弱，A項正確；從鍵能看，氯氣、溴單質、碘單質的熱穩定性逐漸減弱，由原子結構知，氧化性也逐漸減弱，B項錯誤；H2O在常溫下為液態，NH3在常溫下為氣態，則H2O的沸點比NH3的高，C項正確；還原性與失電子能力有關，還原性：HI>HBr>HCl>HF，D項正確。
三、
1.相鄰共價鍵
2.X射線衍射實驗　直線　V　角
3.(1)分子空間結構　鍵長　鍵角　方向
深度思考
不同，白磷分子的鍵角是指P—P之間的夾角，為60°；而甲烷分子的鍵角是指C—H之間的夾角，為109°28'。
應用體驗
1.B　［CF4、CCl4、CBr4、CI4中鹵素原子的半徑不同，所以C—X的鍵長不等，但鍵角均相等，故C錯誤；NH3分子中兩個N—H的鍵角為107°，故D錯誤。］
2.A　［當鍵角為120°時，BF3的空間結構為平面三角形，故分子中四個原子共面。］
3.B　［分子中鍵長越短，鍵能越大，則分子越穩定，A不正確；元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素都是典型的金屬和非金屬元素，所以形成的化學鍵是離子鍵，B正確；水分子的結構是V形，鍵角是105°，C不正確；H—O的鍵能為463 kJ·mol-1，18 g H2O即1 mol氣態H2O分解成2 mol氣態H和1 mol氣態O時消耗的能量為2×463 kJ，故D錯誤。］
4.A　［CH4、NH3、CO2分子中的鍵角分別為109°28'、107°、180°，故A錯誤；原子半徑越大，形成的共價鍵的鍵長越長，Cl、Br、I的原子半徑依次增大，所以與H形成的共價鍵的鍵長依次增大，故B正確；元素的非金屬性越強，形成的共價鍵越穩定，共價鍵的鍵能越大，則H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小，故C正確；非金屬性：O>P>Si，則簡單氫化物的穩定性：H2O>PH3>SiH4，故D正確。］(共81張PPT)
鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角
第2課時
第二章　第一節
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核心素養
發展目標
1.了解共價鍵鍵參數的含義，能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質。
2.通過認識共價鍵的鍵參數對物質性質的影響，探析微觀結構對宏觀性質的影響。
內容索引
一、鍵能
二、鍵長
課時對點練
三、鍵角
鍵能
>
<
一
1.概念
鍵能是指氣態分子中 化學鍵解離成氣態原子所 的能量，單位是 。鍵能通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa條件下的標準值，可通過實驗測定，更多的卻是推算獲得的，鍵能數據是平均值。
一、鍵能
1 mol
吸收
kJ·mol-1
2.應用
(1)定量衡量共價鍵強弱
鍵能越大，氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量越多，共價鍵越 。
(2)判斷分子的穩定性
一般來說，結構相似的分子，共價鍵的鍵能越大，分子越 。
(3)利用鍵能估算化學反應熱效應
ΔH= 的總鍵能- 的總鍵能。
牢固
穩定
反應物
生成物
1.結合教材中某些共價鍵的鍵能數據，思考討論：
(1)成鍵原子相同而共價鍵數目不同時，鍵能強弱規律：____________
_________________。
深度思考
單鍵鍵能<雙
鍵鍵能<三鍵鍵能
由教材鍵能數據可知，以N—O、N==O，O—O、O==O，C—C、C==C、C≡C等為例，成鍵原子相同而共價鍵數目不同時，鍵能強弱規律：單鍵鍵能<雙鍵鍵能<三鍵鍵能。
(2)判斷HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性強弱：　　　　　　　　；其中　　更容易發生熱分解生成相應的單質。
(3)氣態H原子與氣態Cl原子形成1 mol H—Cl釋放的能量是　　　kJ。
深度思考
HF>HCl>HBr>HI
HI
氣態原子形成1 mol化學鍵變成氣態分子釋放的能量與氣態分子中
1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量相等，故形成1 mol H—Cl釋放的能量是431.8 kJ。
431.8
2.已知N—N、N==N和N≡N的鍵能之比為1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C==C、C≡C的鍵能之比為1.00∶1.77∶2.34。如何用這些數據理解氮分子不容易發生加成反應而乙烯和乙炔容易發生加成反應？
深度思考
提示　鍵能數據表明，N≡N的鍵能大于N—N鍵能的三倍，N==N的鍵能大于N—N鍵能的兩倍；而C≡C的鍵能卻小于C—C鍵能的三倍，C==C的鍵能小于C—C鍵能的兩倍，說明乙烯和乙炔中的π鍵不牢固，易發生加成反應，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易發生加成反應。
3.N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學事實(利用課本中鍵能的相應數據分析)。
深度思考
提示　從課本中鍵能數據可知，N—H、O—H與H—F的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大，化學鍵越來越穩定。所以N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強。
應用體驗
1.正誤判斷
(1)N—H的鍵能是很多分子中的N—H的鍵能的平均值
(2)O—H的鍵能是指在298.15 K、101 kPa下，1 mol氣態分子中1 mol O—H解離成氣態原子所吸收的能量
(3)σ鍵一定比π鍵牢固
√
√
×
應用體驗
2.碳和硅的有關化學鍵的鍵能如表所示。
分析數據，下列說法不正確的是
A.C==O的鍵能為702 kJ·mol-1
B.SiH4的穩定性小于CH4
C.一般原子半徑越大，鍵能越小
D.C與C之間比Si與Si之間更易形成π鍵
化學鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 318 452
√
應用體驗
C==O之間存在一個σ鍵和一個π鍵，C==O的鍵能并不是C—O鍵能的兩倍，A項不正確；
根據表中數據，Si—H的鍵能小于C—H的鍵能，所以CH4的穩定性強于SiH4的穩定性，B項正確；
Si原子半徑大，相鄰Si原子間距離遠，p與p軌道“肩并肩”更難重疊形成π鍵，D項正確。
應用體驗
3.某些化學鍵的鍵能(kJ·mol-1)如表所示：
化學鍵 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
鍵能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，放出熱量　　 　kJ。
184.9
應用體驗
根據鍵能數據可得，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中燃燒，參加反應的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl，故放出的熱量為184.9 kJ。
應用體驗
化學鍵 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
鍵能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
(2)在一定條件下，1 mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的順序是　　(填字母)。
a.Cl2>Br2>I2 b.I2>Br2>Cl2 c.Br2>I2>Cl2
預測1 mol H2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱　 (填“多”或“少”)。
多
a
應用體驗
由表中數據計算知1 mol H2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少；由以上結果分析，生成物越穩定，放出熱量越多。因穩定性：HF>HCl，故1 mol H2在F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱多。
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鍵長
>
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二
二、鍵長
1.概念
構成化學鍵的兩個原子的 。因此原子半徑決定共價鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越 。
核間距
短
2.應用
鍵長是衡量共價鍵強弱的另一重要參數，共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越 ，表明共價鍵越 。
大
穩定
1.根據表中的HCl、HBr和HI的鍵長、鍵能的數據和熱分解溫度，考察它們之間的相關性。通過這個例子說明分子的結構如何影響分子的化學性質？
深度思考
鍵 鍵長/pm 鍵能/(kJ·mol-1) HX的熱分解溫度/℃
H—Cl 127.4 431.8 1 000
H—Br 141.4 366 600
H—I 160.9 298.7 300
深度思考
提示　數據表明：共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，該共價鍵越穩定，含該鍵的分子越穩定，越不容易分解。
2.為什么F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短，但鍵能卻比Cl—Cl的鍵能小？
深度思考
提示　氟原子的半徑很小，因而F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短，但也是由于F—F的鍵長短，兩個氟原子在形成共價鍵時，原子核之間的距離就小，排斥力大，因此鍵能比Cl—Cl的鍵能小。
應用體驗
1.正誤判斷
(1)雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越穩定
(2)鍵長：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C
(3)鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數目有關
(4)鍵長是振動著的原子處于平衡位置時的核間距
√
√
×
√
應用體驗
2.已知X—X、Y—Y、Z—Z的鍵長分別為198 pm、74 pm、154 pm，則它們單質分子的穩定性： 。
Y2>Z2>X2
應用體驗
3.下表是從實驗中測得的不同物質中的鍵長和鍵能數據：
O—O O2
鍵長/(10-12 m) 149 128 121 112
鍵能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628
其中x、y的鍵能數據尚未測定，但可根據規律推導鍵能大小的順序是_________，該規律性是 。
b>a>y>x
鍵長越短，鍵能越大
應用體驗
4.已知某些共價鍵的鍵能、鍵長數據如表所示：
共價鍵 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O
鍵能/(kJ·mol-1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
鍵長/pm 198 228 267 96

共價鍵 C—C C==C C≡C C—H N—H N==O O—O O==O
鍵能/(kJ·mol-1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
鍵長/pm 154 133 120 109 101
應用體驗
(1)下列推斷正確的是　　　(填字母)。
A.熱穩定性：HF>HCl>HBr>HI
B.氧化性：I2>Br2>Cl2
C.沸點：H2O>NH3
D.還原性：HI>HBr>HCl>HF
ACD
應用體驗
根據表中數據知，同主族元素從上至下氣態氫化物的鍵能逐漸減小，熱穩定性逐漸減弱，A項正確；
從鍵能看，氯氣、溴單質、碘單質的熱穩定性逐漸減弱，由原子結構知，氧化性也逐漸減弱，B項錯誤；
H2O在常溫下為液態，NH3在常溫下為氣態，則H2O的沸點比NH3的高，C項正確；
還原性與失電子能力有關，還原性：HI>HBr>HCl>HF，D項正確。
應用體驗
(2)在HX(X=F、Cl、Br、I)分子中，鍵長最短的是　　　，最長的是　　；O—O的鍵長　　 (填“大于”“小于”或“等于”)O==O的鍵長。
HF
HI
大于
歸納總結
返回
定性判斷鍵長的方法
(1)根據原子半徑進行判斷。在其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。
(2)根據共用電子對數判斷。就相同的兩原子形成的共價鍵而言，當兩個原子形成雙鍵或者三鍵時，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。
鍵角
>
<
三
三、鍵角
1.概念
在多原子分子中，兩個 之間的夾角。
2.數據
鍵角的數值可通過晶體的 獲得，部分鍵角圖解：
相鄰共價鍵
X射線衍射實驗
CO2為 形分子，H2O為 形(或稱 形)分子，NH3為三角錐形分子。
直線
V
角
3.應用
(1)鍵角是描述 的重要參數， 和 決定分子的空間結構。多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有 性。
(2)分子的許多性質都與鍵角有關。
分子空間結構
鍵長
鍵角
方向
如圖白磷和甲烷均為正四面體結構：
深度思考
提示　不同，白磷分子的鍵角是指P—P之間的夾角，為60°；而甲烷分子的鍵角是指C—H之間的夾角，為109°28'。
它們的鍵角是否相同，為什么？
應用體驗
1.下列說法正確的是
A.分子的結構是由鍵角決定的
B.共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的鍵長、鍵角均相等
D.NH3分子中兩個N—H的鍵角為120°
√
應用體驗
CF4、CCl4、CBr4、CI4中鹵素原子的半徑不同，所以C—X的鍵長不等，但鍵角均相等，故C錯誤；
NH3分子中兩個N—H的鍵角為107°，故D錯誤。
應用體驗
2.能說明BF3分子中四個原子在同一平面的理由是
A.任意兩個鍵的夾角為120°
B.B—F是非極性共價鍵
C.三個B—F的鍵能相同
D.三個B—F的鍵長相等
√
應用體驗
當鍵角為120°時，BF3的空間結構為平面三角形，故分子中四個原子共面。
應用體驗
3.下列說法正確的是
A.分子中鍵能越大，鍵長越長，則分子越穩定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子間不能形成
共價鍵
C.水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°
D.H—O的鍵能為463 kJ·mol-1，即18 g H2O分解成H2和O2時，消耗能
量為2×463 kJ
√
應用體驗
分子中鍵長越短，鍵能越大，則分子越穩定，A不正確；
元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素都是典型的金屬和非金屬元素，所以形成的化學鍵是離子鍵，B正確；
水分子的結構是V形，鍵角是105°，C不正確；
H—O的鍵能為463 kJ·mol-1，18 g H2O即1 mol氣態H2O分解成2 mol氣態H和1 mol氣態O時消耗的能量為2×463 kJ，故D錯誤。
應用體驗
4.下列有關說法不正確的是
A.CH4、NH3、CO2分子中的鍵角依次增大
B.HCl、HBr、HI分子中的鍵長依次增大
C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小
D.H2O、PH3、SiH4分子的穩定性依次減弱
√
應用體驗
CH4、NH3、CO2分子中的鍵角分別為109°28'、107°、180°，故A錯誤；
原子半徑越大，形成的共價鍵的鍵長越長，Cl、Br、I的原子半徑依次增大，所以與H形成的共價鍵的鍵長依次增大，故B正確；
元素的非金屬性越強，形成的共價鍵越穩定，共價鍵的鍵能越大，則H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小，故C正確；
非金屬性：O>P>Si，則簡單氫化物的穩定性：H2O>PH3>SiH4，故D正確。
歸納總結
返回
共價鍵穩定性強弱的判斷方法
(1)根據原子半徑和共用電子對數目判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數越多，共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩定。
(2)根據鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。
(3)根據鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵所消耗的能量越多。
課時對點練
題組一　鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角
1.下列說法錯誤的是
A.鍵能是衡量化學鍵穩定性的參數之一，鍵能越大，則化學鍵就越牢固
B.鍵長與共價鍵的穩定性沒有關系
C.鍵角是兩個相鄰共價鍵之間的夾角，說明共價鍵有方向性
D.共價鍵是通過原子軌道重疊并共用電子對而形成的，所以共價鍵有飽
和性
√
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鍵能是指氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量，鍵能越大，意味著化學鍵越穩定，越不容易斷裂，A正確；
鍵長是形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，鍵長越短，往往鍵能越大，共價鍵越穩定，B錯誤；
相鄰兩個共價鍵之間的夾角稱為鍵角，多原子分子的鍵角一定，說明共價鍵具有方向性，C正確；
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元素的原子形成共價鍵時，當一個原子的所有未成對電子和另一些原子中的未成對電子配對成鍵后，就不再跟其他原子的未成對電子配對成鍵，因此，共價鍵具有飽和性，D正確。
2.(2023·廣東汕頭期末)下列說法正確的是
A.p軌道與p軌道不能形成σ鍵
B.分子中若有共價鍵，則一定存在σ鍵
C.H2O分子含有非極性共價鍵，空間結構為平面正三角形
D.非極性鍵的鍵能大于極性鍵的鍵能
√
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3.根據π鍵的成鍵特征判斷C==C的鍵能與C—C的鍵能之間的數量關系
A.雙鍵的鍵能等于單鍵的鍵能的2倍
B.雙鍵的鍵能大于單鍵的鍵能的2倍
C.雙鍵的鍵能小于單鍵的鍵能的2倍
D.雙鍵的鍵能等于單鍵的鍵能
√
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由于π鍵鍵能小于σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，故雙鍵鍵能小于單鍵鍵能的2倍。
4.(2023·清遠高二月考)人們常用HX表示鹵化氫(X代表F、Cl、Br、I)。下列說法正確的是
A.鍵長的數值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得
B.HCl中含有離子鍵
C.H—F是p p σ鍵
D.H—F的鍵能是H—X中最小的
√
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H—F是H原子的1s軌道與F原子的2p軌道“頭碰頭”重疊形成的，是s p σ鍵，C錯誤；
一般情況下，鍵長越短，鍵能越大，H—F的鍵長是H—X中最短的，故其鍵能是H—X中最大的，D錯誤。
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題組二　鍵參數的應用
5.關于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法不正確的是
A.通過反應物和生成物分子中鍵能數據可以粗略預測反應熱的大小
B.鍵長越長，鍵能越小，共價化合物越穩定
C.鍵角是確定多原子分子空間結構的重要參數
D.同種原子間形成的共價鍵鍵長長短總是遵循：三鍵<雙鍵<單鍵
√
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反應熱=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，故A正確；
鍵長越長，鍵能越小，共價化合物越不穩定，故B錯誤；
鍵長和鍵角常被用來描述分子的空間結構，鍵角是描述多原子分子空間結構的重要參數，故C正確；
原子間鍵能越大，核間距越小，鍵長越短，鍵能的一般關系為三鍵>雙鍵>單鍵，則鍵長：三鍵<雙鍵<單鍵，故D正確。
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6.(2023·大連高二月考)工業上制備粗硅的反應為2C+SiO2 Si+2CO↑，若C過量，還會生成SiC。下列敘述錯誤的是
A.1個CO分子內含有1個σ鍵和2個π鍵
B.鍵能：C—H>Si—H，因此甲硅烷沒有甲烷穩定
C.鍵長：C—SiSi
D.鍵長：C—C√
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CO的結構式為C≡O，則1個CO分子內含有1個σ鍵和2個π鍵，故A正確；
原子半徑：CSi—H，共價鍵的牢固程度：C—H>Si—H，因此甲硅烷沒有甲烷穩定，故B正確；
原子半徑：C Si—Si，因此熔點：SiC>Si，鍵長越短，物質性質越穩定，因此C的還原性小于Si的還原性，故C正確、D錯誤。
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7.已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如表所示：
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15
共價鍵 H—H H—O
鍵能/(kJ·mol-1) 436 463
熱化學方程式 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)　ΔH=-482 kJ·mol-1
則2O(g)===O2(g)的ΔH為
A.+428 kJ·mol-1 B.-428 kJ·mol-1
C.+498 kJ·mol-1 D.-498 kJ·mol-1
√
設O2中化學鍵的鍵能為x kJ·mol-1，依題意有(2×436+x)-4×463=-482，解得x=498，2O(g)===O2(g)為化學鍵的形成過程，為放熱過程，故ΔH=-498 kJ·mol-1。
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8.已知H—H的鍵能為436 kJ·mol-1，O==O的鍵能為497.3 kJ·mol-1，Cl—Cl的鍵能為242.7 kJ·mol-1，N≡N的鍵能為946 kJ·mol-1，下列敘述正確的是
A.N—N的鍵能為×946 kJ·mol-1≈315.3 kJ·mol-1
B.氮氣分子中的共價鍵的鍵長比氫氣分子中的短
C.氧氣分子中氧原子是以共價單鍵結合的
D.氮氣分子比氯氣分子穩定
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√
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N—N的鍵能不是N≡N鍵能的，故A錯誤；
氫原子半徑在所有原子中是最小的，所以氮氣分子中的共價鍵的鍵長比氫氣分子中的長，故B錯誤；
氧氣分子中氧原子是以共價雙鍵結合的，故C錯誤；
鍵能越大，越穩定，所以氮氣分子比氯氣分子穩定，故D正確。
9.NH3、NF3、NCl3等分子中心原子相同，如果周圍原子電負性大則鍵角小。NH3、NF3、NCl3三種分子中，鍵角大小的順序是
A.NH3>NF3>NCl3 B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3
√
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因電負性：F>Cl>H，故鍵角大小為NH3>NCl3>NF3。
10.意大利羅馬大學的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的氣態N4分子，其分子結構如圖所示。已知斷裂1 mol N—N吸收167 kJ熱量，生成1 mol N≡N放出942 kJ熱量，根據以上信息和數據，判斷下列說法正確的是
A.N4屬于一種新型的化合物
B.N4分子中存在非極性鍵
C.N4分子中N—N的鍵角為109°28'
D.1 mol N4轉變成N2將吸收882 kJ熱量
√
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N4是由氮元素組成的一種單質，不是新型的化合物，
A錯誤；
N4分子中氮原子與氮原子之間形成的是非極性鍵，
B正確；
N4分子是正四面體結構，鍵角是60°，C錯誤；
已知斷裂1 mol N—N吸收167 kJ熱量，生成1 mol N≡N放出942 kJ熱量，則N4(g) 2N2(g)　ΔH=6×167 kJ·mol-1-2×942 kJ·mol-1=-882 kJ·mol-1，即該反應是放熱反應，因此1 mol N4轉變成N2將放出882 kJ熱量，D錯誤。
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11.(2024·武漢高二月考)如圖為元素周期表前四周期的一部分，下列有關R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中，正確的是
A.W、R元素單質分子內都存在非極性鍵
B.X、Z元素都能形成雙原子分子
C.第一電離能：X>Y>W
D.鍵長：X—H√
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由元素在周期表中的位置可知，X為N、W為P、Y為S、
R為Ar、Z為Br。白磷單質中存在非極性鍵，但稀有氣
體分子為單原子分子，分子中沒有化學鍵，A錯誤；
氮氣、溴單質都是雙原子分子，B正確；
第一電離能應是N>P>S，C錯誤；
原子半徑：W>X，故鍵長：W—H>X—H，鍵長越短，鍵能越大，故鍵能：W—H1
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12.斷開1 mol化學鍵形成氣態原子所需要的能量用E表示。結合表中信息判斷下列說法不正確的是
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A.432 kJ·mol-1>E(H—Br)>298 kJ·mol-1
B.表中最穩定的共價鍵是H—F
C.鍵的極性：H—F>H—Cl>H—I
D.H2(g)+F2(g)===2HF(g)　ΔH=+25 kJ·mol-1
共價鍵 H—H F—F H—F H—Cl H—I
E/(kJ·mol-1) 436 157 568 432 298
√
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A項，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定，鍵長可以通過原子半徑進行比較，同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，則H—Br的鍵能在H—Cl和H—I之間，正確；
B項，鍵能越大，共價鍵越穩定，表中H—F的鍵能最大，因此H—F最穩定，正確；
C項，元素非金屬性越強，得電子能力越強，電子對越偏向此元素原子，形成共價鍵的極性越強，即極性：H—F>H—Cl>H—I，正確；
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D項，根據反應熱和鍵能的關系，ΔH=(436+157-2×568)kJ·mol-1=
-543 kJ·mol-1，錯誤。
13.硅是重要的半導體材料，構成了現代電子工業的基礎。碳和硅的有關化學鍵鍵能如表所示，簡要分析和解釋下列有關事實：
1
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化學鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 318 452
(1)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多，原因是____________________________________________________
_______________________________________________________。
C—C和C—H的鍵能較大，所形成的烷烴穩定。而硅烷中Si—Si和Si—H的鍵能較小，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成
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化學鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 318 452
(2)SiH4的穩定性小于CH4，硅更易生成氧化物，原因是______________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
C—H鍵能，故SiH4的穩定性小于CH4。C—H的鍵能大于C—O，C—H比C—O穩定；而Si—H的鍵能卻小于Si—O，所以Si—H不穩定而傾向于形成穩定性更強的Si—O
Si—H鍵能小于
14.已知下列化學鍵的鍵能：
1
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化學鍵 C—C N—N O—O O==O O—H S—H Se—H N—H As—H
鍵能/ (kJ·mol-1) 347.7 193 142 497.3 462.8 363.5 276 390.8 247
回答下列問題：
(1)過氧化氫不穩定，易發生分解反應：2H2O2(g)===2H2O(g)+O2(g)，利用鍵能數據計算該反應的反應熱為　　　 　　。
-213.3 kJ·mol-1
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反應2H2O2(g)===2H2O(g)+O2(g)的反應熱ΔH=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(462.8×4+142×2)kJ·mol-1-(462.8×4+497.3)kJ·mol-1=
-213.3 kJ·mol-1。
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化學鍵 C—C N—N O—O O==O O—H S—H Se—H N—H As—H
鍵能/ (kJ·mol-1) 347.7 193 142 497.3 462.8 363.5 276 390.8 247
(2)O—H、S—H、Se—H的鍵能逐漸減小，原因是___________________
_______________________________________________________________________________，據此可推測P—H的鍵能范圍為　　 　　的鍵能<　　　　 。
主族，原子半徑逐漸增大，O—H、S—H、Se—H的鍵長逐漸變長，因而鍵能依次減小
O、S、Se位于同一
390.8 kJ·mol-1
247 kJ·mol-1
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15
N、P、As位于同一主族，原子半徑逐漸增大，導致N—H、P—H、As—H的鍵長逐漸變長，N—H、P—H、As—H的鍵能依次減小，所以247 kJ·mol-11
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化學鍵 C—C N—N O—O O==O O—H S—H Se—H N—H As—H
鍵能/ (kJ·mol-1) 347.7 193 142 497.3 462.8 363.5 276 390.8 247
(3)有機物是以碳骨架為基礎的化合物，即碳原子間易形成C—C長鏈，而氮原子與氮原子間，氧原子與氧原子間難形成N—N長鏈和O—O長鏈，原因是________________________________________________________
___________________________________________________________。
C—C的鍵能較大，較穩定，因而易形成C—C長鏈，而N—N、O—O的鍵能小，不穩定易斷裂，因此難以形成N—N、O—O長鏈
15.根據氫氣分子的形成過程示意圖(如圖)回答問題：
(1)H—H的鍵長為　　　，①~⑤中，體系能量由高到低的順序是　 　　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
14
15
74 pm
①⑤②③④
可以直接從題圖上有關數據得出，H—H的鍵長為74 pm；體系能量由高到低的順序是①⑤②③④。
(2)下列說法正確的是　　　(填字母)。
A.氫氣分子中含有一個π鍵
B.由①到④，電子在核間出現的概率增大
C.由④到⑤，必須消耗外界的能量
D.氫氣分子中含有一個極性共價鍵
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
BC
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氫氣分子中含有一個σ鍵，A錯；
共價鍵的本質就是高概率地出現在原子間
的電子與原子間的電性作用，B正確；
④已經達到穩定狀態，C正確；
氫氣分子中含有一個非極性共價鍵，D錯。
(3)幾種常見化學鍵的鍵能如下表：
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化學鍵 Si—O H—O O==O Si—Si Si—C
鍵能/(kJ·mol-1) 460 464 498 176 x
①比較Si—Si與Si—C的鍵能大小：x　　(填“>”“<”或“=”)176。
Si—Si的鍵長比Si—C的鍵長長，則Si—Si的鍵能比Si—C的鍵能小。
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化學鍵 Si—O H—O O==O Si—Si Si—C
鍵能/(kJ·mol-1) 460 464 498 176 x
②H2被稱為21世紀人類最理想的燃料。試計算：每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為　　　　 　。
121 500 kJ
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由題圖可知H—H的鍵能為436 kJ·mol-1，每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為× (464 kJ·mol-1×2-436 kJ·
mol-1-498 kJ·mol-1 ×)=121 500 kJ。
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