資源簡介

基礎課時7　鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角
學習目標　1.知道共價鍵的鍵能、鍵長和鍵角可以用來描述鍵的強弱和分子的空間結構。2.利用鍵參數解釋物質的某些性質，發展宏觀辨識和微觀探析化學學科核心素養。
一、鍵能
(一)知識梳理
1.概念
指氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量，鍵能的單位是kJ·mol－1，鍵能通常是298.15 K、101 kPa條件下的標準值。是衡量共價鍵強弱的一個重要參數。
2.應用
應用 解釋
衡量共價鍵的強弱 鍵能越大，斷開化學鍵時需要的能量越多，化學鍵越穩定
判斷分子的穩定性 結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定
判斷化學反應的能量變化 反應焓變與鍵能的關系為ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和；ΔH＜0時，為放熱反應；ΔH＞0時，為吸熱反應
(二)問題探究
問題1　如何從鍵能的角度分析氮氣的化學性質？
提示　N和Cl的電負性相同，但N2與H2在常溫下很難發生化學反應，必須在高溫下才能發生化學反應，而 Cl2與 H2很容易發生化學反應。電負性 N>P，但活潑性為磷單質>N2。化學反應包括舊鍵斷裂和新鍵形成兩個過程，N2中存在氮氮三鍵， N≡N斷裂需要很高的能量，而 Cl2中的 Cl—Cl、磷單質中的 P—P斷裂需要的能量相對較低，故氯氣容易與氫氣發生反應，磷單質的活潑性強于氮氣的活潑性。
問題2　結合教材中某些共價鍵的鍵能數據(部分數據見下表)，思考討論：
鍵 鍵能/(kJ·mol－1) 鍵 鍵能/(kJ·mol－1)
C—C 347.7 C===C 615
C≡C 812 H—F 568
H—Cl 413.8 H—Br 366
H—I 298.7
(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)若形成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C—C、C===C、C≡C鍵能可知，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。
1.下列事實能用鍵能大小解釋的是(　　)
A.常溫常壓下，氟單質呈氣態，碘單質呈固態
B.氮氣的化學性質比氧氣穩定
C.氦氣一般很難發生化學反應
D.鹽酸易揮發，而硫酸難揮發
答案　B
解析　氟單質的相對分子質量比碘單質小，分子間作用力比碘單質小，所以氟單質的沸點比碘單質低，常溫常壓下，氟單質呈氣態，碘單質呈固態，與鍵能無關，故A不能用鍵能大小解釋；氮分子中N≡N的鍵能比氧分子中O===O的鍵能大，化學性質比氧分子穩定，故B能用鍵能大小解釋；氦氣由單原子分子構成，分子中不存在化學鍵，其難發生化學反應與原子結構穩定有關，與鍵能無關，故C不能用鍵能大小解釋；氯化氫的分子間作用力小，沸點低，是揮發性酸，硫酸的分子間作用力大，沸點高，是難揮發性酸，與鍵能無關，故D不能用鍵能大小解釋。
2.已知N2(g)＋O2(g)===2NO(g)為吸熱反應，ΔH＝＋180 kJ·mol－1，其中N≡N、O===O鍵能分別為946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，則NO分子中N、O之間共價鍵的鍵能為(　　)
A.1 264 kJ·mol－1 B.632 kJ·mol－1
C.316 kJ·mol－1 D.1 624 kJ·mol－1
答案　B
解析　設NO分子中N、O之間共價鍵的鍵能為x，則有180 kJ·mol－1＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2x，所以x＝632 kJ·mol－1。
3.已知某些共價鍵的鍵能如下表，試回答下列問題：
共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1) 共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1)
H—H 436.0 O—H 462.8
Cl—Cl 242.7 N≡N 946
C—H 413.4 H—Cl 431.8
(1)H—H的鍵能為什么比Cl—Cl的鍵能大？
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)已知H2O在2 000 ℃時有5%的分子分解，而CH4在1 000 ℃時可能完全分解為C和H2，試解釋其中的原因：___________________________________
____________________________________________________________________。
(3)試解釋氮氣能在空氣中穩定存在的原因：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)H原子的半徑比Cl原子的半徑小，故H—H的鍵能比Cl—Cl的鍵能大
(2)H—O的鍵能比H—C的鍵能大，故H2O比CH4穩定
(3)N2分子中存在氮氮三鍵，鍵能大，結構穩定，故氮氣能在空氣中穩定存在
解析　解答本題可根據鍵參數與分子性質的關系分析：形成共價鍵的分子半徑越小，鍵能越大，共價鍵越穩定。
二、鍵長
(一)知識梳理
1.概念
鍵長是構成化學鍵的兩個原子的核間距。
2.鍵長與原子半徑
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。
3.鍵長與共價鍵的穩定性
共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越大，表明共價鍵越穩定。
4.鍵長的比較方法
(1)根據原子半徑比較，同類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。
(2)根據共用電子對數比較，相同的兩個原子間形成共價鍵時，單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。
(二)問題探究
問題1　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。
問題2　從鍵能和鍵長角度分析為什么乙烯、乙炔比乙烷活潑？
提示　雖然鍵長 C≡CC===C>C—C，但乙烯、乙炔在發生加成反應時，只有π鍵斷裂，π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能。
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。(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√
2.參考下表中化學鍵的鍵能與鍵長數據，判斷下列分子最穩定的是(　　)
化學鍵 H—C H—N H—O H—F
鍵能/(kJ·mol－1) 413.4 390.8 462.8 568
鍵長/pm 109 101 96 92
A.CH4 B.NH3
C.H2O D.HF
答案　D
解析　從鍵能的角度分析，四種氫化物穩定性由強到弱的順序為HF>H2O>CH4>NH3；從鍵長的角度分析，四種氫化物穩定性由強到弱的順序為HF>H2O>NH3>CH4。綜合兩方面因素可以確定最穩定的是HF。
3.實驗測得不同物質中氧原子之間的鍵長和鍵能的數據如下：
粒子 O O O2 O
鍵長/(10－12m) 149 128 121 112
鍵能/(kJ·mol－1) x y z＝494 w＝628
其中x、y的鍵能數據尚未測定，但可根據規律性推導鍵能的大小順序為w>z>y>x，該規律是(　　)
A.粒子所含的價層電子數越多，鍵能越大
B.鍵長越長，鍵能越大
C.粒子所含的價層電子數越少，鍵能越大
D.成鍵時電子對越偏移，鍵能越大
答案　C
解析　表中四種粒子所含價層電子數從左到右依次減少，而其鍵能依次增大，故A項錯誤，C項正確；對比給出的粒子中鍵長和鍵能大小可知B項錯誤；四種粒子中的共用電子對不發生偏移，D項錯誤。
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；還原性與得失電子能力有關，還原性：HI>HBr>HCl>HF，D項正確。
【題后歸納】　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
(一)知識梳理
1.概念
在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角。
2.鍵角與分子空間結構
在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子空間結構的重要參數。
3.鍵長和鍵角的數值可以通過晶體的X射線衍射實驗獲得。
4.常見分子的鍵角與分子空間結構
化學式 結構式 鍵角 空間結構
CO2 O===C===O 180° 直線形
NH3 107° 三角錐形
H2O 105° V形(或角形)
BF3 120° 平面三角形
CH4 109°28′ 正四面體形
(二)問題探究
問題1　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′。
問題2　實驗測得H2S為共價化合物，H—S—H的夾角為92.3°，鍵長相同，則H2S的空間結構是什么？
提示　H2S分子是V形結構。
1.關于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法錯誤的是(　　)
A.鍵角是描述分子立體結構的重要參數
B.鍵長是形成共價鍵的兩原子間的核間距
C.鍵能越大，鍵長越短，共價化合物越穩定
D.鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小有關
答案　D
解析　鍵角是描述分子立體結構的重要參數，與鍵長、鍵能的大小沒有關系，D錯誤。
2.下列有關共價鍵的鍵參數的說法不正確的是(　　)
A.CH4、C2H4、CO2分子中的鍵角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的鍵長依次增長
C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小
D.分子中共價鍵的鍵能越大，分子的熔、沸點越高
答案　D
解析　三者的鍵角分別為109°28′、120°、180°，依次增大，A項正確。因為F、Cl、Br的原子半徑依次增大，故三者與H形成共價鍵的鍵長依次增長，B項正確。O、S、Se的原子半徑依次增大，故三者與H形成共價鍵的鍵長依次增長，鍵能依次減小，C項正確。分子的熔、沸點與分子間作用力有關，與共價鍵的鍵能無關，D項錯誤。
3.用“>”或“<”填空：
(1)鍵長：N—N____________N===N。
(2)鍵能：2E(C—C)____________E(C===C)。
(3)鍵角：CO2____________SO2。
(4)鍵的極性：C—H____________N—H。
答案　(1)>　(2)>　(3)>　(4)<
解析　(1)鍵長越短，鍵能越大，雙鍵的鍵能大于單鍵，則雙鍵的鍵長小于單鍵，即鍵長：N—N>N===N；(2)鍵長越短，鍵能越大，雙鍵的鍵能大于單鍵，但小于單鍵鍵能的2倍，即2E(C—C)>E(C===C)；(3)CO2空間構型為直線型，鍵角為180°，SO2為V形結構，因此鍵角：CO2>SO2；(4)非金屬性N>C，則鍵的極性：C—HA級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)鍵能
1.下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是(　　)
A.N元素的電負性較大，但N2的化學性質很穩定
B.稀有氣體一般難發生化學反應
C.HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性逐漸減弱
D.F2比O2更容易與H2反應
答案　B
解析　由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價鍵需要很大的能量，所以N2的化學性質很穩定；稀有氣體都為單原子分子，分子內部沒有化學鍵；鹵族元素原子從F到I半徑逐漸增大，其氫化物中的化學鍵鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以熱穩定性逐漸減弱；由于H—F的鍵能大于H—O，所以二者相比較，更容易生成HF。
2.根據π鍵的成鍵特征判斷C===C的鍵能是C—C的鍵能的(　　)
A.2倍 B.大于2倍
C.小于2倍 D.無法確定
答案　C
解析　由于π鍵的鍵能比σ鍵鍵能小，雙鍵中有一個π鍵和一個σ鍵，所以雙鍵的鍵能小于單鍵的鍵能的2倍。
3.H2和I2在一定條件下能發生反應：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，下列說法正確的是(　　)
已知：(a、b、c均大于零)
A.H2、I2和HI分子中的化學鍵都是非極性共價鍵
B.斷開2 mol HI分子中的化學鍵所需能量約為(c＋b＋a) kJ
C.相同條件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g)總能量小于2 mol HI (g)的總能量
D.向密閉容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反應后放出的熱量為2a kJ
答案　B
解析　HI分子中共價鍵是由不同種非金屬元素原子形成的，屬于極性共價鍵，A錯誤；反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學鍵放出的能量的差值，則－a＝b＋c－2E(H—I)，解得E(H—I)＝，所以斷開2 mol HI分子中的化學鍵所需能量約為(c＋b＋a) kJ，B正確；該反應是放熱反應，則相同條件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g)總能量大于2 mol HI (g)的總能量，C錯誤；該反應是可逆反應，則向密閉容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反應后放出的熱量小于2a kJ，D錯誤。
(二)鍵長
4.下列單質分子中，鍵長最長，鍵能最小的是(　　)
A.H2 B.Cl2
C.Br2 D.I2
答案　D
解析　鍵長與原子的半徑有關，原子半徑越大，形成的分子的鍵長越長；鍵能與得失電子的難易有關，得電子越容易，鍵能越大。四種原子中，I的原子半徑最大，且得電子最難，故D項正確。
5.氰氣的化學式為(CN)2，結構式為N≡C—C≡N，其性質與鹵素氣體單質相似，氰氣可用于有機合成、制農藥，也可用作消毒、殺蟲的熏蒸劑等。下列敘述正確的是(　　)
A.在所有氣體單質分子中，一定有σ鍵，可能有π鍵
B.氰氣分子中N≡C的鍵長大于C—C的鍵長
C.1個氰氣分子中含有3個σ鍵和4個π鍵
D.(CN)2不能與氫氧化鈉溶液發生反應
答案　C
解析　稀有氣體為單原子分子，不存在化學鍵，A錯誤；成鍵原子半徑越小，鍵長越短，氮原子半徑小于碳原子半徑，故N≡C比C—C的鍵長短，B錯誤；單鍵為σ鍵、三鍵為1個σ鍵和2個π鍵，氰氣的結構式為N≡C—C≡N，1個氰氣分子中含有3個σ鍵和4個π鍵，C正確；鹵素單質能與氫氧化鈉溶液反應，氰氣性質與鹵素氣體單質相似，則氰氣能與氫氧化鈉溶液反應，D錯誤。
(三)鍵角
6.氨分子、水分子、甲烷分子中共價鍵的鍵角分別為a、b、c，則a、b、c的大小關系為(　　)
A.aC.b答案　D
解析　甲烷是正四面體形分子，鍵角為109°28′，氨分子是三角錐形分子，鍵角為107°，水分子是V形分子，鍵角為105°，若氨分子、水分子、甲烷分子中共價鍵的鍵角分別為a、b、c，則b7.三氯化磷分子的空間結構不是平面正三角形，其理由敘述中正確的是(　　)
A.PCl3分子中3個共價鍵的鍵角均相等
B.PCl3分子中P—Cl屬于極性共價鍵
C.PCl3分子中3個共價鍵的鍵長均相等
D.PCl3分子中P—Cl的3個鍵角都是100°
答案　D
解析　PCl3分子若是平面正三角形，鍵角應為120°。
(四)鍵參數的應用
8.下列說法中正確的是(　　)
A.雙原子分子中化學鍵的鍵能越大，分子越穩定
B.雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越穩定
C.雙原子分子中化學鍵鍵角越大，分子越穩定
D.在共價雙鍵中，σ鍵的鍵能要小于π鍵的鍵能
答案　A
解析　在雙原子分子中沒有鍵角，C項不符合題意；當其鍵長越短時，鍵能越大，分子越穩定，A項符合題意，B項不符合題意；σ鍵的重疊程度要大于π鍵的重疊程度，故σ鍵的鍵能要大于π鍵的鍵能，D項不符合題意。
9.(2023·湖北新洲一中月考)下列各組比較項目包含的關系中，前者比后者大的是(　　)
A.HCl與HF的穩定性
B.C6H6與C2H6分子中碳碳鍵的鍵長
C.NH與P4中的鍵角
D.H2O2與O2分子中氧氧鍵的鍵能
答案　C
解析　H—F的鍵能大，鍵長短，穩定性強，A項不符合題意；C2H6中含有碳碳單鍵，C6H6分子中的碳碳鍵是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊鍵，其鍵長小于碳碳單鍵，B項不符合題意；NH、P4都是正四面體結構，但P4的鍵角是60°，NH的鍵角是109°28′，C項符合題意；H2O2中氧氧鍵是單鍵，O2分子中氧氧鍵是雙鍵，由相同的原子形成的雙鍵鍵能高于單鍵鍵能，D項不符合題意。
10.已知表中化學鍵的鍵能：
化學鍵 C—C N—N O—O O===O O—H
鍵能/(kJ·mol－1) 347.7 193 142 497.3 462.8
化學鍵 S—H Se—H N—H As—H —
鍵能/(kJ·mol－1) 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)，利用表中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的長鏈，而氮原子與氮原子間、氧原子與氧原子間難形成N—N的長鏈和O—O的長鏈，原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)－213.3 kJ·mol－1　(2)鍵長越短，鍵能越大，O—H、S—H、Se—H的鍵長依次增大，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的長鏈，而N—N、O—O的鍵能小，不穩定易斷裂，因此難以形成N—N的長鏈和O—O的長鏈
解析　(1)(1)ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能，故ΔH＝(462.8 kJ·mol－1×2＋142 kJ·mo－1)×2－(497.3 kJ·mol－1＋462.8 kJ·mol－1×4)＝－213.3 kJ·mol－1。(2)鍵長越短，鍵能越大，O—H、S—H、Se—H的鍵長依次增大，因而鍵能依次減小；N—H、P—H、As—H的鍵長依次增大，因而鍵能依次減小，P—H的鍵能介于N—H和As—H的鍵能之間，即247 kJ·mol－1B級　素養培優練
11.已知各共價鍵的鍵能如表所示，下列說法不正確的是(　　)
化學鍵 H—H F—F H—F H—Cl H—I
鍵能/(kJ·mol－1) 436.0 157 568 431.8 298.7
A.穩定性：H—IB.H2、F2、HF中，F2的能量最高
C.298.7 kJ·mol－1D.H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝＋25 kJ·mol－1
答案　D
解析　鍵能越大，共價鍵越穩定，由表中數據可知，穩定性：H—I12.NH3、NF3、NCl3三種分子的中心原子相同，若周圍原子電負性大，則鍵角小。NH3、NF3、NCl3三種分子中，鍵角大小的順序正確的是(　　)
A.NH3>NF3>NCl3 B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3
答案　C
解析　由于電負性：F>Cl>H，故鍵角大小順序為NH3>NCl3>NF3。
13.據李時珍《本草綱目》記載：“柳葉煎之，可療心腹內血、止痛，治疥瘡”。利用現代有機提純技術，人們從自然界的柳葉中提純出了一種重要的化學物質水楊酸(結構如圖)，并用它來合成止痛藥阿司匹林。下列對水楊酸的結構分析不正確的是(　　)
A.水楊酸分子中的碳氧鍵有兩種不同的鍵長
B.水楊酸分子中苯環上碳碳鍵的鍵能是環外碳碳鍵鍵能的兩倍
C.水楊酸分子中的C原子一定位于同一個平面上
D.水楊酸分子中的∠CCC比∠COH鍵角大
答案　B
解析　水楊酸分子中的碳氧鍵有單鍵和雙鍵兩種，鍵長不同，A項正確；水楊酸分子中苯環上的碳碳鍵介于單鍵和雙鍵之間，鍵能比碳碳單鍵的兩倍小，B項錯誤；根據水楊酸的結構可知水楊酸分子中的C原子均在同一平面上，C項正確；水楊酸分子中的∠CCC約為120°，∠COH與水分子中∠HOH類似，接近105°，D項正確。
14.有A、B、C、D、E、F六種元素，已知：
①它們位于三個不同的短周期，核電荷數依次增大。
②E元素的電離能數據見下表(kJ·mol－1)：
I1 I2 I3 I4 ……
496 4 562 6 912 9 540 ……
③B與F同主族。
④A、E分別都能與D按原子個數比為1∶1或2∶1形成化合物。
⑤B、C分別都能與D按原子個數比為1∶1或1∶2形成化合物。
請回答下列問題：
(1)寫出只含有A、B、D、E四種元素的兩種無機鹽的化學式：____________、____________。
(2)B2A2分子中存在____________個σ鍵，____________個π鍵。
(3)人們通常把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能，鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可以用于計算化學反應的反應熱ΔH，化學反應的反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差，下表列出了上述部分元素形成的化學鍵的鍵能：
化學鍵 F—D F—F B—B B===D D===D
鍵能/(kJ·mol－1) 452 226 347.7 745 497.3
①1 mol下列三種物質所具有的化學鍵全部斷裂所需要的能量由高到低的順序為____________(用a、b、c表示)。
a.B與D形成的穩定化合物
b.F的單質
c.F與D形成的化合物
②試計算1 mol F單質燃燒時的反應熱ΔH＝____________(已知1 mol F原子可以形成2 mol F—F)。
答案　(1)NaHCO3　CH3COONa(或其他合理答案)　(2)3　2　(3)①c>a>b　②－858.7 kJ·mol－1
解析　由題意可知，E為堿金屬，A、E均能與D形成原子個數比為1∶1或2∶1的化合物，說明D 為O，E為Na，A為H。B、C都能與O形成原子個數比為1∶1或1∶2的化合物，則B為C，C為N。B與F同主族，則F為Si。(1)H、C、O、Na四種元素可形成NaHCO3或CH3COONa等鹽。(2)1個C2H2分子中含有1個三鍵和2個單鍵，有3個σ鍵和2個π鍵。(3)②反應熱等于反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和：ΔH＝2ESi—Si＋EO===O－4ESi—O＝2×226 kJ·mol－1＋497.3 kJ·mol－1－4×452 kJ·mol－1＝－858.7 kJ·mol－1。
15.下表是一些鍵能數據(單位：kJ·mol－1)：
鍵 H—H S===S C—Cl Cl—Cl H—S C—I
鍵能 436.0 255 330 242.7 339 218
鍵 H—Cl C—F H—F H—O C—O
鍵能 431.8 427 568 462.8 351
回答下列問題：
(1)由表中數據能否得出這樣的結論：
①半徑越小的原子形成的共價鍵越牢固(即鍵能越大)，____________(填“能”或“不能”，下同)；②非金屬性越強的原子形成的共價鍵越牢固，____________。
(2)從數據中找出一些規律，請寫出一條：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
試預測C—Br的鍵能范圍：______________(3)由熱化學方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ·mol－1并結合上表數據可推知一個化學反應的反應熱(設反應物和生成物均為氣態)與反應物和生成物的鍵能之間的關系是____________________________________________________；
由熱化學方程式2H2(g)＋S2(s)===2H2S(g)　ΔH＝－224.5 kJ·mol－1和表中數據可計算出1 mol S2(s)變為1 mol S2(g)時將____________(填“吸收”或“放出”)____________kJ的熱量。
答案　(1)①不能　②不能
(2)同主族元素原子與相同原子結合形成共價鍵時，該主族元素原子半徑越小，共價鍵越牢固　218 kJ·mol－1　330 kJ·mol－1
(3)化學反應的反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差　吸收　4.5
解析　(1)共價鍵的鍵能與原子的半徑和原子對共用電子對的吸引力(非金屬性)有關，同類型的共價鍵的鍵能可以進行比較，不同類型的不能進行比較。(2)由于C—F、C—Cl、C—Br和C—I的類型相似，可以通過原子半徑和非金屬性進行比較，F、Cl、Br、I的半徑依次增大，非金屬性逐漸減弱，所以它們對共用電子對的引力作用依次減小，鍵能依次減小。(3)根據鍵能可以計算S2(g)＋2H2(g)===2H2S(g)的反應熱：ΔH＝2×436.0 kJ·mol－1＋255 kJ·mol－1－4×339 kJ·mol－1＝－229 kJ·mol－1。結合已知熱化學方程式知，1 mol S2(s)轉化為1 mol S2(g)需要吸收4.5 kJ熱量。基礎課時7　鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角
學習目標　1.知道共價鍵的鍵能、鍵長和鍵角可以用來描述鍵的強弱和分子的空間結構。2.利用鍵參數解釋物質的某些性質,發展宏觀辨識和微觀探析化學學科核心素養。
一、鍵能
(一)知識梳理
1.概念
指氣態分子中1 mol化學鍵解離成　　　　　　　　　 所吸收的能量,鍵能的單位是　　　　　　,鍵能通常是298.15 K、101 kPa條件下的標準值。是衡量共價鍵強弱的一個重要參數。
2.應用
應用 解釋
衡量共價鍵的強弱 鍵能越大,斷開化學鍵時需要的能量越多,化學鍵越穩定
判斷分子的穩定性 結構相似的分子中,共價鍵的鍵能越大,分子越穩定
判斷化學反應的能量變化 反應焓變與鍵能的關系為ΔH=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和;ΔH<0時,為放熱反應;ΔH>0時,為吸熱反應
(二)問題探究
問題1　如何從鍵能的角度分析氮氣的化學性質
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　結合教材中某些共價鍵的鍵能數據(部分數據見下表),思考討論:
鍵 鍵能/(kJ·mol-1) 鍵 鍵能/(kJ·mol-1)
C—C 347.7 C==C 615
C≡C 812 H—F 568
H—Cl 413.8 H—Br 366
H—I 298.7
(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)若形成1 mol H—Cl釋放的能量是　　　　　　　　　　kJ。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列事實能用鍵能大小解釋的是 (　　)
A.常溫常壓下,氟單質呈氣態,碘單質呈固態
B.氮氣的化學性質比氧氣穩定
C.氦氣一般很難發生化學反應
D.鹽酸易揮發,而硫酸難揮發
2.已知N2(g)+O2(g)===2NO(g)為吸熱反應,ΔH=+180 kJ·mol-1,其中N≡N、O==O鍵能分別為946 kJ·mol-1、498 kJ·mol-1,則NO分子中N、O之間共價鍵的鍵能為 (　　)
A.1 264 kJ·mol-1 B.632 kJ·mol-1
C.316 kJ·mol-1 D.1 624 kJ·mol-1
3.已知某些共價鍵的鍵能如下表,試回答下列問題:
共價鍵 鍵能/(kJ·mol-1) 共價鍵 鍵能/(kJ·mol-1)
H—H 436.0 O—H 462.8
Cl—Cl 242.7 N≡N 946
C—H 413.4 H—Cl 431.8
(1)H—H的鍵能為什么比Cl—Cl的鍵能大 　　　　　　　　　　。
(2)已知H2O在2 000 ℃時有5%的分子分解,而CH4在1 000 ℃時可能完全分解為C和H2,試解釋其中的原因:　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。
(3)試解釋氮氣能在空氣中穩定存在的原因:　　　　　　　　　　。
二、鍵長
(一)知識梳理
1.概念
鍵長是構成化學鍵的兩個原子的　　　　　　　　　　。
2.鍵長與原子半徑
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　　　　。
3.鍵長與共價鍵的穩定性
共價鍵的鍵長越短,往往鍵能越　　　　,表明共價鍵越　　　　。
4.鍵長的比較方法
(1)根據原子半徑比較,同類型的共價鍵,成鍵原子的原子半徑越小,鍵長越短。
(2)根據共用電子對數比較,相同的兩個原子間形成共價鍵時,單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。
(二)問題探究
問題1　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
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　從鍵能和鍵長角度分析為什么乙烯、乙炔比乙烷活潑
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
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。 (　　)
2.參考下表中化學鍵的鍵能與鍵長數據,判斷下列分子最穩定的是 (　　)
化學鍵 H—C H—N H—O H—F
鍵能/(kJ·mol-1) 413.4 390.8 462.8 568
鍵長/pm 109 101 96 92
A.CH4 B.NH3
C.H2O D.HF
3.實驗測得不同物質中氧原子之間的鍵長和鍵能的數據如下:
粒子 O2
鍵長/(10-12m) 149 128 121 112
鍵能/(kJ·mol-1) x y z=494 w=628
其中x、y的鍵能數據尚未測定,但可根據規律性推導鍵能的大小順序為w>z>y>x,該規律是 (　　)
A.粒子所含的價層電子數越多,鍵能越大
B.鍵長越長,鍵能越大
C.粒子所含的價層電子數越少,鍵能越大
D.成鍵時電子對越偏移,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。
【題后歸納】　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
(一)知識梳理
1.概念
在多原子分子中,兩個相鄰　　　　　　之間的夾角。
2.鍵角與分子空間結構
在多原子分子中鍵角是一定的,這表明共價鍵具有　　　　性。鍵角是描述分子　　　　　　的重要參數。
3.鍵長和鍵角的數值可以通過晶體的　　　　　　　　　　　　獲得。
4.常見分子的鍵角與分子空間結構
化學式 結構式 鍵角 空間結構
CO2 O==C==O 180° 直線形
NH3 107° 三角錐形
H2O 105° V形(或角形)
BF3 120° 平面三角形
CH4 109°28' 正四面體形
(二)問題探究
問題1　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
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　實驗測得H2S為共價化合物,H—S—H的夾角為92.3°,鍵長相同,則H2S的空間結構是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.關于鍵長、鍵能和鍵角,下列說法錯誤的是 (　　)
A.鍵角是描述分子立體結構的重要參數
B.鍵長是形成共價鍵的兩原子間的核間距
C.鍵能越大,鍵長越短,共價化合物越穩定
D.鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小有關
2.下列有關共價鍵的鍵參數的說法不正確的是 (　　)
A.CH4、C2H4、CO2分子中的鍵角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的鍵長依次增長
C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小
D.分子中共價鍵的鍵能越大,分子的熔、沸點越高
3.用“>”或“<”填空:
(1)鍵長:N—N　　　　　　N==N。
(2)鍵能:2E(C—C)　　　　　　E(C==C)。
(3)鍵角:CO2　　　　　　SO2。
(4)鍵的極性:C—H　　　　　　N—H。
:課后完成　第二章　基礎課時7(共67張PPT)
第一節　共價鍵
基礎課時 　鍵參數——
鍵能、鍵長與鍵角
7
第二章
分子結構與性質
1.知道共價鍵的鍵能、鍵長和鍵角可以用來描述鍵的強弱和分子的空間結構。2.利用鍵參數解釋物質的某些性質，發展宏觀辨識和微觀探析化學學科核心素養。
學習目標
一、鍵能
二、鍵長
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
三、鍵角
一、鍵能
對點訓練
(一)知識梳理
1.概念
指氣態分子中1 mol化學鍵解離成__________所吸收的能量，鍵能的單位是____________，鍵能通常是298.15 K、101 kPa條件下的標準值。是衡量共價鍵強弱的一個重要參數。
氣態原子
kJ·mol－1
2.應用
應用 解釋
衡量共價鍵的強弱 鍵能越大，斷開化學鍵時需要的能量越多，化學鍵越穩定
判斷分子的穩定性 結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定
判斷化學反應的能量變化 反應焓變與鍵能的關系為ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和；ΔH＜0時，為放熱反應；ΔH＞0時，為吸熱反應
(二)問題探究
問題1　如何從鍵能的角度分析氮氣的化學性質？
提示　N和Cl的電負性相同，但N2與H2在常溫下很難發生化學反應，必須在高溫下才能發生化學反應，而 Cl2與 H2很容易發生化學反應。電負性 N>P，但活潑性為磷單質>N2。化學反應包括舊鍵斷裂和新鍵形成兩個過程，N2中存在氮氮三鍵， N≡N斷裂需要很高的能量，而 Cl2中的 Cl—Cl、磷單質中的 P—P斷裂需要的能量相對較低，故氯氣容易與氫氣發生反應，磷單質的活潑性強于氮氣的活潑性。
問題2　結合教材中某些共價鍵的鍵能數據(部分數據見下表)，思考討論：
鍵 鍵能/(kJ·mol－1) 鍵 鍵能/(kJ·mol－1)
C—C 347.7 C===C 615
C≡C 812 H—F 568
H—Cl 413.8 H—Br 366
H—I 298.7
(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)若形成1 mol H—Cl釋放的能量是____________kJ。
單鍵鍵能<雙鍵鍵能<三鍵鍵能
HF>HCl>HBr>HI
HI
431.8
解析　(1)由C—C、C===C、C≡C鍵能可知，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。
1.下列事實能用鍵能大小解釋的是(　　)
A.常溫常壓下，氟單質呈氣態，碘單質呈固態
B.氮氣的化學性質比氧氣穩定
C.氦氣一般很難發生化學反應
D.鹽酸易揮發，而硫酸難揮發
B
解析　氟單質的相對分子質量比碘單質小，分子間作用力比碘單質小，所以氟單質的沸點比碘單質低，常溫常壓下，氟單質呈氣態，碘單質呈固態，與鍵能無關，故A不能用鍵能大小解釋；氮分子中N≡N的鍵能比氧分子中O===O的鍵能大，化學性質比氧分子穩定，故B能用鍵能大小解釋；氦氣由單原子分子構成，分子中不存在化學鍵，其難發生化學反應與原子結構穩定有關，與鍵能無關，故C不能用鍵能大小解釋；氯化氫的分子間作用力小，沸點低，是揮發性酸，硫酸的分子間作用力大，沸點高，是難揮發性酸，與鍵能無關，故D不能用鍵能大小解釋。
2.已知N2(g)＋O2(g)===2NO(g)為吸熱反應，ΔH＝＋180 kJ·mol－1，其中N≡N、O===O鍵能分別為946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，則NO分子中N、O之間共價鍵的鍵能為(　　)
A.1 264 kJ·mol－1 B.632 kJ·mol－1
C.316 kJ·mol－1 D.1 624 kJ·mol－1
解析　設NO分子中N、O之間共價鍵的鍵能為x，則有180 kJ·mol－1＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2x，所以x＝632 kJ·mol－1。
B
3.已知某些共價鍵的鍵能如下表，試回答下列問題：
共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1) 共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1)
H—H 436.0 O—H 462.8
Cl—Cl 242.7 N≡N 946
C—H 413.4 H—Cl 431.8
(1)H—H的鍵能為什么比Cl—Cl的鍵能大？
______________________________________________________________。
(2)已知H2O在2 000 ℃時有5%的分子分解，而CH4在1 000 ℃時可能完全分解為C和H2,試解釋其中的原因：___________________________________________。
(3)試解釋氮氣能在空氣中穩定存在的原因：____________________________________________________________________。
H原子的半徑比Cl原子的半徑小，故H—H的鍵能比Cl—Cl的鍵能大
H—O的鍵能比H—C的鍵能大，故H2O比CH4穩定
N2分子中存在氮氮三鍵，鍵能大，結構穩定，故氮氣能在空氣中穩定存在
解析　解答本題可根據鍵參數與分子性質的關系分析：形成共價鍵的分子半徑越小，鍵能越大，共價鍵越穩定。
二、鍵長
對點訓練
(一)知識梳理
1.概念
鍵長是構成化學鍵的兩個原子的________。
2.鍵長與原子半徑
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____。
3.鍵長與共價鍵的穩定性
共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越____，表明共價鍵越______。
核間距
短
大
穩定
4.鍵長的比較方法
(1)根據原子半徑比較，同類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。
(2)根據共用電子對數比較，相同的兩個原子間形成共價鍵時，單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。
(二)問題探究
問題1　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。
問題2　從鍵能和鍵長角度分析為什么乙烯、乙炔比乙烷活潑？
提示　雖然鍵長 C≡CC===C>C—C，但乙烯、乙炔在發生加成反應時，只有π鍵斷裂，π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能。
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。(　　)
×
√
√
2.參考下表中化學鍵的鍵能與鍵長數據，判斷下列分子最穩定的是(　　)
A.CH4 B.NH3 C.H2O D.HF
解析　從鍵能的角度分析，四種氫化物穩定性由強到弱的順序為HF>H2O>CH4>NH3；從鍵長的角度分析，四種氫化物穩定性由強到弱的順序為HF>H2O>NH3>CH4。綜合兩方面因素可以確定最穩定的是HF。
D
化學鍵 H—C H—N H—O H—F
鍵能/(kJ·mol－1) 413.4 390.8 462.8 568
鍵長/pm 109 101 96 92
3.實驗測得不同物質中氧原子之間的鍵長和鍵能的數據如下：
其中x、y的鍵能數據尚未測定，但可根據規律性推導鍵能的大小順序為w>z>y>x，該規律是(　　)
A.粒子所含的價層電子數越多，鍵能越大
B.鍵長越長，鍵能越大
C.粒子所含的價層電子數越少，鍵能越大
D.成鍵時電子對越偏移，鍵能越大
C
解析　表中四種粒子所含價層電子數從左到右依次減少，而其鍵能依次增大，故A項錯誤，C項正確；對比給出的粒子中鍵長和鍵能大小可知B項錯誤；四種粒子中的共用電子對不發生偏移，D項錯誤。
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。
ACD
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；還原性與得失電子能力有關，還原性：HI>HBr>HCl>HF，D項正確。
【題后歸納】　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
對點訓練
(一)知識梳理
1.概念
在多原子分子中，兩個相鄰________之間的夾角。
2.鍵角與分子空間結構
在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價鍵具有______性。鍵角是描述分子__________的重要參數。
3.鍵長和鍵角的數值可以通過晶體的________________獲得。
共價鍵
方向
空間結構
X射線衍射實驗
4.常見分子的鍵角與分子空間結構
化學式 結構式 鍵角 空間結構
CO2 O===C===O 180° 直線形
NH3 107° 三角錐形
H2O 105° V形(或角形)
化學式 結構式 鍵角 空間結構
BF3 120° 平面三角形
CH4 109°28′ 正四面體形
(二)問題探究
問題1　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′。
問題2　實驗測得H2S為共價化合物，H—S—H的夾角為92.3°，鍵長相同，則H2S的空間結構是什么？
提示　H2S分子是V形結構。
1.關于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法錯誤的是(　　)
A.鍵角是描述分子立體結構的重要參數
B.鍵長是形成共價鍵的兩原子間的核間距
C.鍵能越大，鍵長越短，共價化合物越穩定
D.鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小有關
解析　鍵角是描述分子立體結構的重要參數，與鍵長、鍵能的大小沒有關系，D錯誤。
D
2.下列有關共價鍵的鍵參數的說法不正確的是(　　)
A.CH4、C2H4、CO2分子中的鍵角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的鍵長依次增長
C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小
D.分子中共價鍵的鍵能越大，分子的熔、沸點越高
解析　三者的鍵角分別為109°28′、120°、180°，依次增大，A項正確。因為F、Cl、Br的原子半徑依次增大，故三者與H形成共價鍵的鍵長依次增長，B項正確。O、S、Se的原子半徑依次增大，故三者與H形成共價鍵的鍵長依次增長，鍵能依次減小，C項正確。分子的熔、沸點與分子間作用力有關，與共價鍵的鍵能無關，D項錯誤。
D
3.用“>”或“<”填空：
(1)鍵長：N—N____________N===N。
(2)鍵能：2E(C—C)____________E(C===C)。
(3)鍵角：CO2____________SO2。
(4)鍵的極性：C—H____________N—H。
解析　(1)鍵長越短，鍵能越大，雙鍵的鍵能大于單鍵，則雙鍵的鍵長小于單鍵，即鍵長：N—N>N===N；(2)鍵長越短，鍵能越大，雙鍵的鍵能大于單鍵，但小于單鍵鍵能的2倍，即2E(C—C)>E(C===C)；(3)CO2空間構型為直線型，鍵角為180°，SO2為V形結構，因此鍵角：CO2>SO2；(4)非金屬性N>C，則鍵的極性：C—H>
>
>
<
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)鍵能
1.下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是(　　)
A.N元素的電負性較大，但N2的化學性質很穩定
B.稀有氣體一般難發生化學反應
C.HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性逐漸減弱
D.F2比O2更容易與H2反應
B
解析　由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價鍵需要很大的能量，所以N2的化學性質很穩定；稀有氣體都為單原子分子，分子內部沒有化學鍵；鹵族元素原子從F到I半徑逐漸增大，其氫化物中的化學鍵鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以熱穩定性逐漸減弱；由于H—F的鍵能大于H—O，所以二者相比較，更容易生成HF。
2.根據π鍵的成鍵特征判斷C===C的鍵能是C—C的鍵能的(　　)
A.2倍 B.大于2倍
C.小于2倍 D.無法確定
解析　由于π鍵的鍵能比σ鍵鍵能小，雙鍵中有一個π鍵和一個σ鍵，所以雙鍵的鍵能小于單鍵的鍵能的2倍。
C
A.H2、I2和HI分子中的化學鍵都是非極性共價鍵
B.斷開2 mol HI分子中的化學鍵所需能量約為(c＋b＋a) kJ
C.相同條件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g)總能量小于2 mol HI (g)的總能量
D.向密閉容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反應后放出的熱量為2a kJ
B
(二)鍵長
4.下列單質分子中，鍵長最長，鍵能最小的是(　　)
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
解析　鍵長與原子的半徑有關，原子半徑越大，形成的分子的鍵長越長；鍵能與得失電子的難易有關，得電子越容易，鍵能越大。四種原子中，I的原子半徑最大，且得電子最難，故D項正確。
D
5.氰氣的化學式為(CN)2，結構式為N≡C—C≡N，其性質與鹵素氣體單質相似，氰氣可用于有機合成、制農藥，也可用作消毒、殺蟲的熏蒸劑等。下列敘述正確的是(　　)
A.在所有氣體單質分子中，一定有σ鍵，可能有π鍵
B.氰氣分子中N≡C的鍵長大于C—C的鍵長
C.1個氰氣分子中含有3個σ鍵和4個π鍵
D.(CN)2不能與氫氧化鈉溶液發生反應
C
解析　稀有氣體為單原子分子，不存在化學鍵，A錯誤；成鍵原子半徑越小，鍵長越短，氮原子半徑小于碳原子半徑，故N≡C比C—C的鍵長短，B錯誤；單鍵為σ鍵、三鍵為1個σ鍵和2個π鍵，氰氣的結構式為N≡C—C≡N，1個氰氣分子中含有3個σ鍵和4個π鍵，C正確；鹵素單質能與氫氧化鈉溶液反應，氰氣性質與鹵素氣體單質相似，則氰氣能與氫氧化鈉溶液反應，D錯誤。
(三)鍵角
6.氨分子、水分子、甲烷分子中共價鍵的鍵角分別為a、b、c，則a、b、c的大小關系為(　　)
A.aC.b解析　甲烷是正四面體形分子，鍵角為109°28′，氨分子是三角錐形分子，鍵角為107°，水分子是V形分子，鍵角為105°，若氨分子、水分子、甲烷分子中共價鍵的鍵角分別為a、b、c，則bD
7.三氯化磷分子的空間結構不是平面正三角形，其理由敘述中正確的是(　　)
A.PCl3分子中3個共價鍵的鍵角均相等
B.PCl3分子中P—Cl屬于極性共價鍵
C.PCl3分子中3個共價鍵的鍵長均相等
D.PCl3分子中P—Cl的3個鍵角都是100°
解析　PCl3分子若是平面正三角形，鍵角應為120°。
D
(四)鍵參數的應用
8.下列說法中正確的是(　　)
A.雙原子分子中化學鍵的鍵能越大，分子越穩定
B.雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越穩定
C.雙原子分子中化學鍵鍵角越大，分子越穩定
D.在共價雙鍵中，σ鍵的鍵能要小于π鍵的鍵能
A
解析　在雙原子分子中沒有鍵角，C項不符合題意；當其鍵長越短時，鍵能越大，分子越穩定，A項符合題意，B項不符合題意；σ鍵的重疊程度要大于π鍵的重疊程度，故σ鍵的鍵能要大于π鍵的鍵能，D項不符合題意。
9.(2023·湖北新洲一中月考)下列各組比較項目包含的關系中，前者比后者大的是(　　)
C
10.已知表中化學鍵的鍵能：
化學鍵 C—C N—N O—O O===O O—H
鍵能/(kJ·mol－1) 347.7 193 142 497.3 462.8

化學鍵 S—H Se—H N—H As—H —
鍵能/(kJ·mol－1) 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)，利用表中鍵能數據計算該反應的反應熱為___________________。
－213.3 kJ·mol－1
解析　(1)ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能，故ΔH＝(462.8 kJ·mol－1×2＋142 kJ·mo－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的鍵能逐漸減小，原因是____________________________________________________________________
_____，據此可推測P—H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的長鏈，而氮原子與氮原子間、氧原子與氧原子間難形成N—N的長鏈和O—O的長鏈，原因是____________________________________________________________________
__________________________________________________________。
鍵長越短，鍵能越大，O—H、S—H、Se—H的鍵長依次增大，因而鍵能依次減小
247 kJ·mol－1
390.8 kJ·mol－1
C—C的鍵能較大，較穩定，因而易形成C—C的長鏈，而N—N、O—O的鍵能小，不穩定易斷裂，因此難以形成N—N的長鏈和O—O的長鏈
解析　(2)鍵長越短，鍵能越大，O—H、S—H、Se—H的鍵長依次增大，因而鍵能依次減小；N—H、P—H、As—H的鍵長依次增大，因而鍵能依次減小，P—H的鍵能介于N—H和As—H的鍵能之間，即247 kJ·mol－1B級　素養培優練
11.已知各共價鍵的鍵能如表所示，下列說法不正確的是(　　)
A.穩定性：H—IB.H2、F2、HF中，F2的能量最高
C.298.7 kJ·mol－1D.H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝＋25 kJ·mol－1
D
化學鍵 H—H F—F H—F H—Cl H—I
鍵能/(kJ·mol－1) 436.0 157 568 431.8 298.7
解析　鍵能越大，共價鍵越穩定，由表中數據可知，穩定性：H—I12.NH3、NF3、NCl3三種分子的中心原子相同，若周圍原子電負性大，則鍵角小。NH3、NF3、NCl3三種分子中，鍵角大小的順序正確的是(　　)
A.NH3>NF3>NCl3 B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3
解析　由于電負性：F>Cl>H，故鍵角大小順序為NH3>NCl3>NF3。
C
13.據李時珍《本草綱目》記載：“柳葉煎之，可療心腹內血、止痛，治疥瘡”。利用現代有機提純技術，人們從自然界的柳葉中提純出了一種重要的化學物質水楊酸(結構如圖)，并用它來合成止痛藥阿司匹林。下列對水楊酸的結構分析不正確的是(　　)
A.水楊酸分子中的碳氧鍵有兩種不同的鍵長
B.水楊酸分子中苯環上碳碳鍵的鍵能是環外碳碳鍵鍵能的兩倍
C.水楊酸分子中的C原子一定位于同一個平面上
D.水楊酸分子中的∠CCC比∠COH鍵角大
B
解析　水楊酸分子中的碳氧鍵有單鍵和雙鍵兩種，鍵長不同，A項正確；水楊酸分子中苯環上的碳碳鍵介于單鍵和雙鍵之間，鍵能比碳碳單鍵的兩倍小，B項錯誤；根據水楊酸的結構可知水楊酸分子中的C原子均在同一平面上，C項正確；水楊酸分子中的∠CCC約為120°，∠COH與水分子中∠HOH類似，接近105°，D項正確。
14.有A、B、C、D、E、F六種元素，已知：
①它們位于三個不同的短周期，核電荷數依次增大。
②E元素的電離能數據見下表(kJ·mol－1)：
I1 I2 I3 I4 ……
496 4 562 6 912 9 540 ……
③B與F同主族。
④A、E分別都能與D按原子個數比為1∶1或2∶1形成化合物。
⑤B、C分別都能與D按原子個數比為1∶1或1∶2形成化合物。
請回答下列問題：
(1)寫出只含有A、B、D、E四種元素的兩種無機鹽的化學式：____________、____________________________。
(2)B2A2分子中存在_______個σ鍵，_______個π鍵。
NaHCO3
CH3COONa(或其他合理答案)
3
2
解析　由題意可知，E為堿金屬，A、E均能與D形成原子個數比為1∶1或2∶1的化合物，說明D 為O，E為Na，A為H。B、C都能與O形成原子個數比為1∶1或1∶2的化合物，則B為C，C為N。B與F同主族，則F為Si。(1)H、C、O、Na四種元素可形成NaHCO3或CH3COONa等鹽。(2)1個C2H2分子中含有1個三鍵和2個單鍵，有3個σ鍵和2個π鍵。
(3)人們通常把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能，鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可以用于計算化學反應的反應熱ΔH，化學反應的反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差，下表列出了上述部分元素形成的化學鍵的鍵能：
化學鍵 F—D F—F B—B B===D D===D
鍵能/(kJ·mol－1) 452 226 347.7 745 497.3
①1 mol下列三種物質所具有的化學鍵全部斷裂所需要的能量由高到低的順序為____________(用a、b、c表示)。
a.B與D形成的穩定化合物 b.F的單質 c.F與D形成的化合物
②試計算1 mol F單質燃燒時的反應熱ΔH＝_______________(已知1 mol F原子可以形成2 mol F—F)。
c>a>b
－858.7 kJ·mol－1
解析 (3)②反應熱等于反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和：ΔH＝2ESi—Si＋EO===O－4ESi—O＝2×226 kJ·mol－1＋497.3 kJ·mol－1－4×452 kJ·mol－1＝－858.7 kJ·mol－1。
15.下表是一些鍵能數據(單位：kJ·mol－1)：
回答下列問題：
(1)由表中數據能否得出這樣的結論：
①半徑越小的原子形成的共價鍵越牢固(即鍵能越大)，_______(填“能”或“不能”，下同)；②非金屬性越強的原子形成的共價鍵越牢固，_________。
不能
鍵 H—H S===S C—Cl Cl—Cl H—S C—I
鍵能 436.0 255 330 242.7 339 218
鍵 H—Cl C—F H—F H—O C—O
鍵能 431.8 427 568 462.8 351
不能
解析　(1)共價鍵的鍵能與原子的半徑和原子對共用電子對的吸引力(非金屬性)有關，同類型的共價鍵的鍵能可以進行比較，不同類型的不能進行比較。
(2)從數據中找出一些規律，請寫出一條：_______________________________
____________________________________________________。試預測C—Br的鍵能范圍：______________(3)由熱化學方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ·mol－1并結合上表數據可推知一個化學反應的反應熱(設反應物和生成物均為氣態)與反應物和生成物的鍵能之間的關系是______________________________________________
________________；由熱化學方程式2H2(g)＋S2(s)===2H2S(g)　ΔH＝－224.5 kJ·mol－1和表中數據可計算出1 mol S2(s)變為1 mol S2(g)時將____________(填“吸收”或“放出”)____________kJ的熱量。
同主族元素原子與相同原子結合形成共價鍵時，該主族元素原子半徑越小，共價鍵越牢固
218 kJ·mol－1
330 kJ·mol－1
化學反應的反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差
吸收
4.5
解析　(2)由于C—F、C—Cl、C—Br和C—I的類型相似，可以通過原子半徑和非金屬性進行比較，F、Cl、Br、I的半徑依次增大，非金屬性逐漸減弱，所以它們對共用電子對的引力作用依次減小，鍵能依次減小。(3)根據鍵能可以計算S2(g)＋2H2(g)===2H2S(g)的反應熱：ΔH＝2×436.0 kJ·mol－1＋255 kJ·mol－1－4×339 kJ·mol－1＝－229 kJ·mol－1。結合已知熱化學方程式知，1 mol S2(s)轉化為1 mol S2(g)需要吸收4.5 kJ熱量。

展開更多......

收起↑