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第2课时共价键的键参数学习目标1．能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。
2．学键能与反应热相互求算的方法。
分点突破1 键参数基础1．三个重要的键参数(1)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件——气态原子。
(2)同种元素原子形成的化学键的键能相比较，则有E(叁键)＞E(双键)＞E(单键)。
探究1．如何判断键能大小？2．分子的空间构型与哪些键参数有关？归纳1．键参数(1)键能：①键能单位为kJ·mol－1；②形成化学键时通常放出能量，键能通常取正值；③键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易断开。
(2)键长：键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。
(3)键角：键角常用于描述多原子分子的空间构型。
如三原子分子CO2的结构式为O===C===O，键角为180°，为直线形分子；又如，三原子分子H2O中的键角为104.5°，是一种V形(角形)分子；四原子分子NH3中的键角是107.3°，分子呈三角锥形；五原子分子CH4中的键角是109.5°，分子呈正四面体。
2．键参数与分子性质的关系典例1．用“＞”或“＜”填空。
(1)比较键能大小：①C—H____N—H____H—O；②H—F____H—Cl。
(2)比较键长大小：①C—H____N—H____H—O；②H—F____H—Cl。
(3)比较键角大小：①CO2____NH3；②H2O____NH3。
2．N≡N的键能为945 kJ·mol－1，N—N单键的键能为160 kJ·mol－1，计算说明N2中的______键比______键稳定(填“σ”或“π”)。
分点突破2 键能与反应热的关系归纳1．化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学反应的热效应本质上来源于旧化学键的断裂和新化学键的形成时键能的变化。
因此，键能是与化学反应中能量变化有关的物理量。
第2课时共价键的键参数【目标导航】1. 知道键能、键长、键角等键参数的概念。
2. 能用建参数说明简单分子的某些性质。
【知识梳理】1.键能(1)概念：称为A—B键的键能。
(2)表示方式：，单位为。
(3)键能大小决定化学键的强弱程度。
键能越，共价键越，含有该键的分子越。
2.键长(1)概念：叫键长。
(2)原子核间的键长越，化学键越，键越。
3.键角(1)概念：叫键角。
(2)常见物质的键角：CO2：(直线形)；H2O：(V形)；NH3：(三角锥形)，共价键的键能和键长反映了共价键的强弱程度，和常被用来描述分子的空间构型。
【课堂探究】活动与探究分析下表数据，回答下列问题：键能kJ·mol－1键能kJ·mol－1①讨论HX的稳定性与键能的关系。
②讨论C—C、C===C、C≡C的键能大小为什么不是1∶2∶3?③讨论键能与键长的关系是否一定是键长越短键能越大？迁移与应用已知某些共价键的键能如下表，试回答下列问题：(2)已知H2O在2 000 ℃时有5%的分子分解，而CH4在1 000 ℃时可完全分解为C和H2，试解释其中的原因。
(3)试解释氮气为什么能在空气中稳定存在。
归纳：1．一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，其化学性质越稳定。
例如，同主族元素的气态氢化物的稳定性从上到下依次减弱，就是因为共价键的键长逐渐增大、键能逐渐减小的缘故。
2．化学反应中能量变化＝反应物键能总和－生成物键能总和，即ΔH＝E反应物－E生成物。
【当堂检测】1．下列分子中键角最大的是()A．CH4B．NH3C．H2O D．CO22．下列说法正确的是()A．键角决定了分子的空间构型B．共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定C．CH4、CCl4中键长相等，键角不同D．C===C中的键能是C—C中键能的两倍3．下列各过程所用的Q表示键能的是()A．H＋＋OH－===H2O＋Q B．H2(g)＋Q―→2H(g)C．H(g)＋Q―→H＋(g)＋e－D．2H(g)―→H2(g)－Q4．从实验测得不同物质中O—O之间的键长和键能的数据：其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为w＞z＞y＞x。
第2课时共价键的键参数[经典基础题]题组1共价键参数及其应用1．下列分子中键角最大的是() A．CH4B．NH3C．H2O D．CO2[答案] D[解析]CH4分子为正四面体结构，键角为109.5°，NH3分子为三角锥形，键角为107.3°，H2O分子为V形，键角为104.5°，CO2为直线形分子，键角为180°。
2．下列说法中正确的是() A．分子中所含共价键键能越大，键长越短，则分子越稳定B．只有非金属原子之间才能形成共价键C．水分子可表示为H－O－H，分子中键角为180°D．H－O键键能为467 kJ·mol－1，即18 g水分子生成H2和O2时，放出能量为(2×467)kJ[答案] A[解析]分子中所含共价键键能越大，键长越短，原子间结合力就越强，分子越稳定，A正确；有些不活泼金属与非金属形成的化学键是共价键，B不正确；水分子中两个O－H键间的夹角小于180°，其分子结构式虽为H－O－H，但不能表示分子的真正空间构型，C不正确；H－O键的键能是破坏1 mol H －O键所吸收的能量，在H2O分子中有两个H－O键，断开1 mol H2O中化学键应吸收能量(2×467)kJ。
而生成H2和O2，成键时需放出能量，故D不正确。
3．下列分子最难分裂为原子的是() A．HCl B．HI C．H2S D．PH3[答案] A[解析]元素的电负性越大，元素原子吸引共用电子对的能力越强，键能越大，分子越稳定，分子越难分解，Cl元素的电负性最大，所以HCl最难分裂为原子。
4．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是() A．键角是描述分子空间构型的重要参数B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关[答案] C[解析]键能越大，键长越短，共价化合物越稳定。
第二章《原子结构与性质》导学案第一节共价键（第二课时共价键的键参数等电子原理）【学习目标】1.通过阅读思考、数据分析，认识键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。
2通过讨论交流、问题探究等活动，知道等电子原理，会判断简单的等电子体，能结合实例说明“等电子原理的应用。
【学习重点】键参数的概念、“等电子原理”及应用【学习难点】用键参数说明简单分子的结构和某些性质【自主学习】旧知回顾：1.化学反应的实质是反应物分子内旧键的断裂和生成物分子内新键的形成。
当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要_吸收_(放出或吸收)能量；而形成生成物的化学键要__放出__(放出或吸收)能量。
2.s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。
因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。
两个s 轨道只能形成σ键，不能形成π键。
两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。
新知预习：1.键能、键长和键角是共价键的三个键参数。
键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。
键能的单位是 kJ·mol－1 。
键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。
键角是指在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。
在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性。
键角是描述分子立体结构的重要参数。
2.等电子原理是原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。
如 CO和N2 等。
【同步学习】情景导入：N2与H2在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而F2与H2在冷暗处就能发生化学反应，为什么？要解决这个问题就要了解这些分子中共价键的构成和共价键的键参数。
活动一、共价键的价参数1.阅读思考：（1）阅读教材P30页内容，结合表2-1，思考键能的概念是什么？键能与分子的稳定性有何关系？【温馨提示】①键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。
第一节 共价键[目标导航] 1.了解共价键的主要类型σ键和π键，说出σ键和π键的明显差别和一般规律。
2.能应用键参数——键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。
3.理解键能、键长、键角等键参数的概念。
4.了解等电子原理、结合实例说明等电子原理的应用。
一、共价键 1．概念和特征原子间通过共用电子对形成的化学键为共价键。
特征－⎪⎪⎪→饱和性→决定分子的组成→方向性→决定分子的立体构型2．类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类) (1)σ键形成成键原子的s 轨道或p 轨道“头碰头”重叠而形成类型s －s 型H —H 的s －s σ键的形成s －p 型H —Cl 的s －p σ键的形成p －p 型Cl —Cl 的p －p σ键的形成特征以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称；σ键的强度较大(2)π键形成由两个原子的p 轨道“肩并肩”重叠形成p－p π键p－p π键的形成特征π键的电子云具有镜像对称性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂。
(3)σ键、π键的存在规律共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键，由一个σ键和两个π键组成。
【议一议】1．观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答：乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？答案乙烷分子中由7个σ键组成；乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成。
二、键参数——键能、键长与键角1．概念和特点概念特点键能气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量键能越大，键越稳定键长形成共价键的两个原子之间的核间距键长越短，键能越大，键越稳定键角分子内两个共价键之间的夹角表明共价键有方向性，决定分子的立体结构2.对物质性质的影响【议一议】2．N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？答案由教材表21中键能的数值可知：H—F>H—O>H—N，而键长：H—F<H—O<H—N，说明分子的稳定性：HF>H2O>NH3，所以N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强。
第2课时共价键的键参数[基础过关]一、共价键参数及其应用1．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是()A．键角是描述分子空间构型的重要参数B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关[答案] C[解析]键能越大，键长越短，共价化合物越稳定。
2．下列说法中正确的是()A．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长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键的键长、键角均相等D．H2O分子中两个O—H键的键角为180°[答案] B[解析]形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，故A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X键的键长不相等，C项错误；H2O分子中的键角为104.5°，故D项也错。
3．下列事实不能用键能的大小来解释的是()A．N元素的电负性较大，但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．F2比O2更容易与H2反应[答案] B[解析]本题主要考查键参数的应用。
由于N2分子中存在叁键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF。
4．从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：其中x、y y>x；该规律性是()A．成键的电子数越多，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[答案] B[解析]研究表中数据发现，O2与O＋2的键能大者键长短。
按此规律，O2－2中O—O键长比O－2中的长，所以键能要小。
按键长由短而长的顺序为O＋2<O2<O－2<O2－2，键能为w>z>y>x。
第2课时共价键的键参数[基础过关]一、共价键参数及其应用1．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是()A．键角是描述分子空间构型的重要参数B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关[答案] C[解析]键能越大，键长越短，共价化合物越稳定。
2．下列说法中正确的是()A．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长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键的键长、键角均相等D．H2O分子中两个O—H键的键角为180°[答案] B[解析]形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，故A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X键的键长不相等，C项错误；H2O分子中的键角为104.5°，故D项也错。
3．下列事实不能用键能的大小来解释的是()A．N元素的电负性较大，但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．F2比O2更容易与H2反应[答案] B[解析]本题主要考查键参数的应用。
由于N2分子中存在叁键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF。
4．从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：其中x、y y>x；该规律性是()A．成键的电子数越多，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[答案] B[解析]研究表中数据发现，O2与O＋2的键能大者键长短。
按此规律，O2－2中O—O键长比O－2中的长，所以键能要小。
按键长由短而长的顺序为O＋2<O2<O－2<O2－2，键能为w>z>y>x。
故B正确，A不正确。
这些微粒都是由相同的原子组成，电子对无偏移，D项错误；对于这些微粒，在成键时所用电子情况，题中无信息，已有的知识中也没有，说明这不是本题考查的知识点，故不选C项。
二、键能与反应热的互求方法5．化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。
化学键的键能是形成化学键时释放的能量。
已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P：198 P—O：360O===O：498，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应热ΔH为()A ．－1 638 kJ·mol －1 B ．1 638 kJ·mol －1 C ．－126 kJ·mol －1 D ．126 kJ·mol －1 [答案] A[解析] 反应中的键能包括：断裂1 mol P 4和3 mol O 2分子中共价键吸收的能量和形成1 mol P 4O 6分子中共价键放出的能量。
由各物质的分子结构知1 mol P 4含6 mol P —P 键，3 mol O 2含3 mol O===O 键，化学反应的反应热ΔH ＝反应物的总键能—生成物的总键能。
故ΔH ＝(198 kJ·mol －1×6＋498 kJ·mol －1×3)－360 kJ·mol －1×12＝－1 638 kJ·mol －1。
6．已知N 2＋O 2===2NO 为吸热反应，ΔH ＝180 kJ·mol －1，其中N ≡N 、O===O 键的键能分别为946 kJ·mol －1、498 kJ·mol －1，则N —O 键的键能为( ) 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] 180 kJ·mol －1＝946 kJ·mol －1＋498 kJ·mol －1－2E N －O ，所以E N －O ＝632 kJ·mol －1。
7．已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ ，且氧气中1 mol O===O 键完全断裂时吸收热量496 kJ ，水蒸气中1 mol H —O 键形成时放出热量463 kJ ，则氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收热量为( )A ．920 kJB ．557 kJC ．436 kJD ．188 kJ [答案] C[解析] 本题考查化学反应的能量变化与化学键的能量变化。
因为1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，所以1 mol H 2与12 mol O 2完全燃烧生成1 mol 水蒸气时放出热量242kJ 。
而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。
发生上述反应H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－242 kJ·mol －1时所发生键的变化为断裂1 mol H —H 键和12 mol OO键、形成2 mol O —H 键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为12×496 kJ ＋E H —H ，形成新键释放的能量为2×463 kJ ＝926 kJ ，因为该反应为放热反应，所以有926 kJ －(12×496kJ ＋E H —H )＝242 kJ ，解得E H —H ＝436 kJ 。
三、共价键的表示方法8．下列各项中表述正确的是()A．F－的结构示意图：B．CO2的分子模型示意图：C．CO2的电子式：D．N2的结构式：··N≡N··[答案] A[解析]CO2应为直线形分子，三个原子在一条直线上，故B错；C中碳原子与每个氧原子形成两对共用电子对，正确的表示应为，故C错；D中每个氮原子有两个电子未成键，在书写结构式时不用画出，即正确的书写方法应为N≡N，故D错。
9．下列化学式及结构式中成键情况，不合理的是()[答案] D[解析]由共价键的饱和性可知：C、Si可以形成4个共价键；H形成1个共价键；N形成3个共价键；O、S、Se都形成2个共价键。
10．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法不正确的是()A．N2分子与CO分子中都含有叁键B．N2分子与CO分子中的π键并不完全相同C．N2分子与CO分子中的价电子总数相等D．N2分子与CO分子的化学性质相同[答案] D[解析]从图示可以看出，N2分子和CO分子中均含有一个σ键和两个π键，所以二者都含有叁键，A项正确；N2分子中的π键是由每个N原子各提供两个p电子以“肩并肩”的方式重叠形成，而CO分子中的一个π键是O原子单方面提供电子形成的，B项正确；N2与CO 的原子总数和价电子总数均相同，但性质并不完全相同，C项正确，D项错误。
[能力提升]11．有A、B、C、D、E、F六种元素，已知：①它们位于三个不同的短周期，核电荷数依次增大。
②E元素的电离能数据见下表(kJ·mol－1)：③B与F同主族。
④A、E分别都能与D按原子个数比1∶1或2∶1形成化合物。
⑤B、C分别都能与D按原子个数比1∶1或1∶2形成化合物。
(1)写出只含有A、B、D、E四种元素的两种无水盐的化学式：________、________。
(2)B2A2分子中存在________个σ键，________个π键。
(3)人们通常把断开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的反应热等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
下表列出了上述部分元素形成的化学键的键能：a．F与B形成的化合物b．B与D形成的稳定化合物c．F的单质d．E与D形成的化合物②试计算1 mol F单质燃烧时的反应热ΔH＝________(已知1 mol F原子可以形成2 mol F—F 键)。
[答案](1)NaHCO3CH3COONa(2)3 2(3)①a>c>d>b②－990.7 kJ·mol－1[解析]由题意可知，E为碱金属，能与D形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物，说明D为O，E为Na，A为H。
B、C都能与O形成原子个数比为1∶1或1∶2的化合物，则B 为C，C为N。
B与F同主族，则F为Si。
(1)H、C、O、Na四种元素可形成NaHCO3或CH3COONa 等盐。
(2)一个C2H2分子中含有一个叁键和两个单键，有3个σ键和2个π键。
(3)①键能越大，形成的物质熔点越高。
②反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和：ΔH＝2E Si—Si＋E O===O－4E Si－O＝2×176 kJ·mol－1＋497.3 kJ·mol－1－4×460 kJ·mol－1＝－990.7 kJ·mol－1。
12．已知键能、键长部分数据如下表：A．稳定性：HF>HCl>HBr>HIB．氧化性：I2>Br2>Cl2C．沸点：H2O>NH3D．还原性：HI>HBr>HCl>HF(2)下列有关推断正确的是________。
A．同种元素形成的共价键，稳定性：叁键>双键>单键B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强(3)在相同条件下，将乙烯、乙炔以同速率通入等体积同浓度的溴的四氯化碳溶液中，下列观察到的现象正确的是________。
A．前者和后者同时褪色B．前者后褪色，后者先褪色C．前者先褪色，后者后褪色D．无法判断(4)在HX分子中，键长最短的是__________，最长的是________；O—O键的键长________(填“大于”、“小于”或“等于”)O===O键的键长。
[答案](1)ACD(2)A(3)C(4)HF HI大于[解析](1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；由表格数据知，E H—O>E N—H，又因为r O<r N，则H2O的沸点比NH3高；还原性与失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D项正确。
