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人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键说课课件ppt
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键说课课件ppt，共57页。PPT课件主要包含了知识点，知识点键参数，mol，气态原子，反应物，生成物，核间距，X射线衍射，两个相邻共价键，空间结构等内容，欢迎下载使用。
[素养发展目标]1．了解键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数说明简单分子的某些性质。2．通过认识共价键的键参数对物质化学性质、结构的影响，能从宏观和微观相结合的视角分析解决实际问题。
1．键能(1)概念：气态分子中___________化学键解离成__________所吸收的能量，通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。键能可通过实验测定，更多的却是通过推算获得的。(2)应用①判断共价键的稳定性：共价键的键能越大，共价键越_____。 ②利用键能计算化学反应的热效应：ΔH＝________的总键能－________的总键能。
2．键长(1)概念：构成化学键的两个原子的________。因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长_____。键长的数值可通过晶体的____________实验获得。(2)应用：共价键的键长越短，往往键能越___，表明共价键越_____。
3．键角(1)概念：在多原子分子中，__________________之间的夹角。键角的数值可通过晶体的____________实验获得。(2)应用：多原子分子的键角一定，表明共价键具有_____性。键角是描述分子__________的重要参数。
(3)根据分子的空间结构判断键角
(4)部分键角图解
1．根据价键理论分析氮气分子中的成键情况，并解释N2通常状况下较稳定的原因。提示：一个氮原子的三个p轨道分别跟另一个氮原子的三个p轨道形成一个σ键和两个π键。N2分子中存在N≡N，键能大，破坏它需要消耗较高的能量，因而通常状况下N2较稳定。
2．根据下表中HCl、HBr和HI的键长、键能的数据和热分解温度，考察它们之间的相关性，并说明分子的结构如何影响分子的化学性质？ 提示：由题表数据可知，共价键的键长越短，键能越大，该共价键越稳定，含该键的分子越稳定，越不容易分解。
3．如图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？提示：不同。白磷分子的键角指P—P之间的夹角，为60°；甲烷分子的键角指C—H之间的夹角，为109°28′。
键能、键长和键角对分子性质的影响
1．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是( )A．键角是描述分子空间结构的重要参数B．键长是构成化学键的两个原子的核间距C．键能：I—I＞Br—Br＞Cl—ClD．键角的大小与键长、键能的大小无关
解析：键角是描述分子空间结构的重要参数，如CO2中的2个C===O的键角为180°，故CO2为直线形分子，A正确；键长是构成化学键的两个原子的核间距，B正确；键角的大小取决于成键原子轨道的夹角，与键长、键能的大小无关，D正确。
2．N—H的键能的含义是( )A．由N和H形成1 ml NH3所放出的能量B．把1 ml NH3中的共价键全部解离所吸收的能量C．解离约6.02×1023个N—H所吸收的能量D．形成1个N—H所放出的能量解析：N—H的键能指1 ml N—H解离成气态N、H原子所吸收的能量。1 ml NH3中含有3 ml N—H，解离1 ml NH3(或形成1 ml NH3)吸收(或放出)的能量应是1 ml N—H的键能的3倍。
3．解释NH3分子的空间结构是三角锥形而不是平面三角形最充分的理由是( )A．NH3分子内3个N—H的键长均相等B．NH3分子内3个N—H的键角和键长均相等C．NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于107°D．NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于120°解析：NH3分子内的键角和键长都相等，可能有两种情况，一是平面三角形结构，二是三角锥形结构。如果键角为120°，则必然为平面三角形结构，故选C。
1．下列叙述正确的是( )A．一般情况下，两个原子间形成的共价键的键长越短，键能越大B．两个原子的半径之和就是所形成的共价键的键长C．一般情况下，两个原子间形成的共价键的键长越长，键越牢固D．共价键的强度与键长无关解析：一般情况下，共价键的键长越短，电子云重叠程度越大，键能越大，键越牢固，A正确，C、D错误；两个成键原子的核间距叫做键长，B错误。
2．(2022·海口高二检测)NH3、NF3、NCl3等分子的中心原子相同，周围原子电负性大者键角小。NH3、NF3、NCl3三种分子中，键角由大到小的顺序是( )A．NH3＞NF3＞NCl3B．NCl3＞NF3＞NH3C．NH3＞NCl3＞NF3D．NF3＞NCl3＞NH3解析：电负性：F＞Cl＞H，故键角由大到小的顺序为NH3＞NCl3＞NF3。
3．下列事实不能用键能的大小来解释的是( )A．氮元素的电负性较大，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的稳定性依次减弱D．HF比H2O稳定解析：由于N2分子中存在N≡N，键能很大，破坏共价键需要很高的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，没有化学键；卤族元素从F到I，原子半径逐渐增大，其氢化物中共价键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；由于H—F的键能大于H—O的键能，所以稳定性：HF＞H2O。
4．对比以下几个反应式：Cl＋Cl―→Cl2 ΔH1＝－242.7 kJ·ml－1；O＋O―→O2 ΔH2＝－497.3 kJ·ml－1；N＋N―→N2 ΔH3＝－946 kJ·ml－1。可以得出的结论是( )A．常温下氯气比氧气和氮气稳定B．氮、氧和氯的单质在常温下均为气体C．O === O的键能为497.3 kJ·ml－1D．氮气、氧气和氯气的密度不同
解析：成键释放的能量越多，表示形成的共价键越牢固，分子越稳定，ΔH3最小，故常温下氮气最稳定，A错误；常温下三种单质均为气体，但与题述反应式无关，B错误；由键能的定义，结合题述反应式知，O===O的键能为497.3 kJ·ml－1，C正确；三种气体的密度不同，但与题述反应式无关，D错误。
5．氮是地球上极为丰富的元素。(1)Li3N固体中氮元素以N3－形式存在，基态N3－的电子排布式为_________。解析：基态N3－的电子排布式为1s22s22p6。(2)N≡N的键能为946 kJ·ml－1，N—N的键能为193 kJ·ml－1，通过计算说明N2中的________键比______键稳定。(填“σ”或“π”)解析：N≡N中有两个π键和一个σ键,而N—N为σ键,键能为193 kJ·ml－1,由N≡N的键能为946 kJ·ml－1可知,π键的键能为 ＝376.5 kJ·ml－1，故N2中的π键比σ键稳定。
[基础检测]1．下列说法正确的是( )A．分子的空间结构是由键能决定的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H—O—H键角为180°
解析：分子的空间结构主要是由键参数中的键角、键长决定的，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H—O—H键角为105°，D项错误。
2．下列有关性质的比较中，正确的是( )A．离子半径：O2－＜F－＜Na＋＜Li＋B．第一电离能：He＜Ne＜ArC．分子中的键角：CH4＞H2O＞CO2D．共价键的键能：C—C＜C===C＜C≡C
解析：Li＋的电子层数最少，所以离子半径最小，其余三种离子的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：O2－＞F－＞Na＋＞Li＋，A错误；同族元素的第一电离能随电子层数的增多而减小，所以第一电离能：He＞Ne＞Ar，B错误；CH4为正四面体形分子，键角是109°28′，H2O为V形分子，键角是105°，CO2为直线形分子，键角是180°，所以键角：CO2＞CH4＞H2O，C错误；键长：C—C＞C===C＞C≡C，所以键能：C—C＜C===C＜C≡C，D正确。
3．下列有关共价键键参数的说法不正确的是( )A．CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大B．HF、HCl、HBr分子中的键长依次增大C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小D．碳碳双键比碳碳单键键能大，故碳碳双键更稳定
解析：三者的键角分别为109°28′、120°、180°，依次增大，A选项正确；因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增大，B选项正确；O、S、Se的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增大，键能依次减小，C选项正确；碳碳双键含有一个σ键和一个π键，碳碳单键只含有一个σ键，而π键易断裂，故碳碳单键更稳定，D选项错误。
4．(2022·清远高二月考)人们常用HX表示卤化氢(X代表F、Cl、Br、I)。下列说法正确的是( )A．键长的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得B．H—F的键长是H—X中最长的C．H—F是p-p σ键D．H—F的键能是H—X中最小的解析：F、Cl、Br、I中，F的原子半径最小，H—F的键长是H—X中最短的，B错误；H—F是H的1s轨道与F的2p轨道“头碰头”成键，是s-p σ键，C错误；一般情况下，键长越短，键能越大，H—F的键长是H—X中最短的，故键能是H—X中最大的，D错误。
5．氰气的分子式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素单质相似。下列有关氰气的叙述正确的是( )A．分子中的原子最外层均满足8电子稳定结构B．分子中N≡C的键长大于C—C的键长C．分子中含有 2个σ键和4个π键D．不能和氢氧化钠溶液发生反应
解析：(CN)2分子中每个C、N原子的最外层均满足8电子稳定结构，故A正确；成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C原子，所以N≡C比C—C的键长短，故B错误；共价单键是σ键，共价双键中有一个σ键、一个π键，共价三键中有一个σ键、两个π键，所以氰气分子中含有3个σ键和4个π键，故C错误；由(CN)2与卤素单质性质相似，由卤素单质能和NaOH溶液发生反应可知，(CN)2也能和NaOH溶液发生反应，故D错误。
6．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数。下列叙述正确的是( )A．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性B．因为H—O的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力依次减弱C．已知石墨转化为金刚石要吸热，则等质量的石墨与金刚石相比，金刚石的总键能大D．H—O的键能为462.8 kJ·ml－1，即18 g H2O完全分解成H2和O2时，消耗的能量为2×462.8 kJ
解析：H—O、H—F的键能依次增大，意味着成键时放出的能量依次增大，共价键依次增强，所以O2、F2与H2反应的能力依次增强，B错误；吸热反应是断裂反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键放出的总能量，即反应物的总键能大于生成物的总键能，已知石墨转化为金刚石要吸热，则等质量的石墨与金刚石相比，石墨的总键能大，C错误；H—O的键能为462.8 kJ·ml－1指的是断开1 ml H—O形成气态氢原子和气态氧原子所吸收的能量为462.8 kJ，18 g H2O即1 ml H2O中含2 ml H—O，断开时需吸收2×462.8 kJ的能量，形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还会释放出一部分能量，D错误。
7．(2022·绵阳高二检测)二氯化二硫(S2Cl2)分子为非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点为－80 ℃，沸点为137.1 ℃。下列关于二氯化二硫的叙述正确的是( )A．二氯化二硫的电子式为B．分子中既有极性键又有非极性键C．分子中S—Cl的键长大于S—S的键长D．分子中S—Cl的键能小于S—S的键能
解析：S2Cl2分子中S原子之间形成1个共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1个共用电子对，S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl，电子式为 ，故A错误；S2Cl2中Cl—S属于极性键，S—S属于非极性键，故B正确；同周期主族元素从左往右原子半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，所以二氯化二硫分子中S—Cl的键长小于S—S 的键长，S—Cl的键能大于S—S的键能，故C、D错误。
8．氢气分子形成过程的示意图如下，请据图回答相关问题。 (1)H—H的键长为________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是____________________。解析：从题图中有关数据可知，H—H的键长为0.074 nm；由题图可以看出体系能量由高到低的顺序是①＞⑤＞②＞③＞④。
(2)下列说法正确的是________(填字母)。A．一个氢气分子中含有一个π键B．由①到④，电子在核间出现的概率增大C．由④到⑤，必须消耗外界的能量D．一个氢气分子中含有一个极性共价键解析：一个氢气分子中含有一个σ键，A项错误；共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作用，B项正确；④已经达到稳定状态，由题图可以看出⑤的能量比④高，C项正确；一个氢气分子中含有一个非极性共价键，D项错误。
(3)几种常见化学键的键能如下表所示： ①试比较Si—C与Si—Si的键能大小：x kJ·ml－1________226 kJ·ml－1(填“＞”“＜”或“＝”)。②H2被喻为“21世纪人类最理想的燃料”，而有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。试计算1 kg 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 ml Si中含2 ml Si—Si，1 ml SiO2中含4 ml Si—O)。
9．已知下列化学键的键能(kJ·ml－1)： 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)，利用键能数据计算出该反应的反应热为________________。解析：反应2H2O2(g)===2H2O(g)＋O2(g)的反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝2×(462.8×2＋142) kJ·ml－1－(462.8×2×2＋497.3) kJ·ml－1＝－213.3 kJ·ml－1。
－213.3 kJ·ml－1
(2)O—H、S—H、Se—H的键能依次减小，原因是____________________________________________________________________________________________________，据此可推测P—H的键能范围为___________＜E(P—H)＜_______________。解析：O、S、Se位于同一主族，原子半径依次增大，导致O—H、S—H、Se—H的键长依次增长，键长越长，键能越小，所以O—H、S—H、Se—H的键能依次减小；N、P、As位于同一主族，原子半径依次增大，导致N—H、P—H、As—H的键长依次增长，键能依次减小，所以E(As—H)＜E(P—H)＜E(N—H)，即247 kJ·ml－1＜E(P—H)＜390.8 kJ·ml－1。
O、S、Se位于同一主族，原子半径依次增大，导致O—H、S—H、Se—H的键长依次增长，因而键能依次减小
247 kJ·ml－1
390.8 kJ·ml－1
(3)有机化合物是以碳骨架为基础的化合物，即碳原子间易形成C—C长链，而氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形成N—N长链和O—O长链，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。解析：键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，分子越稳定，由表中数据可知，C—C的键能较大，易形成C—C长链，而N—N、O—O的键能较小，化学键不稳定，容易断裂，所以氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形成N—N长链和O—O长链。
C—C的键能较大，较稳定，因而易形成C—C长链，而N—N、O—O的键能较小，不稳定，易断裂，因此难形成N—N、O—O长链
[素养提升]10．科学研究人员获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。已知断裂1 ml N—N吸收193 kJ热量，生成1 ml N≡N放出946 kJ热量，根据以上信息和数据，下列说法正确的是( )A．N4属于一种新型化合物B．N4分子中存在非极性键C．N4分子中N—N的键角为109°28′D．1 ml N4转变成N2将吸收734 kJ热量
解析：N4是由N原子形成的单质，A项不正确；N4分子中N与N形成非极性键，B项正确；N4是正四面体结构，键角为60°，C项不正确；1 ml N4转变为N2放出的热量为2×946 kJ－6×193 kJ＝734 kJ，D项不正确。
11．某些化学键的键能(kJ·ml－1)如表所示： 下列有关说法正确的是( )A．1 ml H2(g)分别与Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应，则与I2(g)完全反应放出的热量最多B．H—F的键能小于431.8 kJ·ml－1C．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－248 kJ·ml－1D．稳定性最强的化学键是H—H
解析：反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，通过计算易判断A、C错误；由表中三种卤化氢的键能数据可知，同一主族元素对应氢化物的键能从上到下逐渐减小，B错误；键能越大，化学键越稳定，D正确。
12．(2022·永州高二检测)已知N—N、N===N和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C===C和C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列说法正确的是( )A．σ键一定比π键稳定B．N2较易发生加成反应C．乙烯、乙炔较易发生加成反应D．乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定
解析：根据N—N、N===N和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90可知，N≡N、N===N中的π键比σ键稳定，N2难发生加成反应，故A、B错误；根据C—C、C===C和C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34可知，C===C、C≡C中的π键比σ键弱，π键没有σ键稳定，乙烯、乙炔较易发生加成反应，故C正确、D错误。
13．实验测得不同粒子中氧原子之间的键长和键能的数据如下： 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导出键能的大小顺序为w＞z＞y＞x，该规律可能是( )A．粒子所含的价层电子数越多，键能越大B．键长越长，键能越小C．粒子成键所用的电子数越少，键能越大D．成键时电子对越偏移，键能越大
解析：表中四种粒子所含的价层电子数从左到右依次减少，其键能依次增大，A项错误；对比给出的粒子中键长和键能的大小可知，B项正确；由数据可知，O 和O2成键所用电子数分别为2、4，但键能x
全部为N—N单键，由90个N—N构成一个N60分子
(2)1 ml N60分解成N2时________(填“吸收”或“放出”)的热量是________kJ。(已知N≡N的键能为946 kJ·ml－1)解析：ΔH＝90×193 kJ·ml－1－30×946 kJ·ml－1＝－11 010 kJ·ml－1。(3)由(2)列举N60的一种用途：_______________________。解析：由于N60分解成N2时放出大量的热，故可制作高能炸药。
制作高能炸药(合理即可)
(4)若N60分子中只含x个五边形和y个六边形，则x＝________，y＝________。(已知：多面体中，棱边数＝顶点数＋面数－2)解析：N60的多面体分子中共有90条棱边(N—N)，则可得方程式：＝90，根据已知信息可得方程式：60＋(x＋y)－2＝90，解得x＝12，y＝20。(5)∠NNN＝___________。解析：∠NNN有两种，一种为正五边形的内角，另一种为正六边形的内角。
[素养发展目标]1．了解键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数说明简单分子的某些性质。2．通过认识共价键的键参数对物质化学性质、结构的影响，能从宏观和微观相结合的视角分析解决实际问题。
1．键能(1)概念：气态分子中___________化学键解离成__________所吸收的能量，通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。键能可通过实验测定，更多的却是通过推算获得的。(2)应用①判断共价键的稳定性：共价键的键能越大，共价键越_____。 ②利用键能计算化学反应的热效应：ΔH＝________的总键能－________的总键能。
2．键长(1)概念：构成化学键的两个原子的________。因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长_____。键长的数值可通过晶体的____________实验获得。(2)应用：共价键的键长越短，往往键能越___，表明共价键越_____。
3．键角(1)概念：在多原子分子中，__________________之间的夹角。键角的数值可通过晶体的____________实验获得。(2)应用：多原子分子的键角一定，表明共价键具有_____性。键角是描述分子__________的重要参数。
(3)根据分子的空间结构判断键角
(4)部分键角图解
1．根据价键理论分析氮气分子中的成键情况，并解释N2通常状况下较稳定的原因。提示：一个氮原子的三个p轨道分别跟另一个氮原子的三个p轨道形成一个σ键和两个π键。N2分子中存在N≡N，键能大，破坏它需要消耗较高的能量，因而通常状况下N2较稳定。
2．根据下表中HCl、HBr和HI的键长、键能的数据和热分解温度，考察它们之间的相关性，并说明分子的结构如何影响分子的化学性质？ 提示：由题表数据可知，共价键的键长越短，键能越大，该共价键越稳定，含该键的分子越稳定，越不容易分解。
3．如图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？提示：不同。白磷分子的键角指P—P之间的夹角，为60°；甲烷分子的键角指C—H之间的夹角，为109°28′。
键能、键长和键角对分子性质的影响
1．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是( )A．键角是描述分子空间结构的重要参数B．键长是构成化学键的两个原子的核间距C．键能：I—I＞Br—Br＞Cl—ClD．键角的大小与键长、键能的大小无关
解析：键角是描述分子空间结构的重要参数，如CO2中的2个C===O的键角为180°，故CO2为直线形分子，A正确；键长是构成化学键的两个原子的核间距，B正确；键角的大小取决于成键原子轨道的夹角，与键长、键能的大小无关，D正确。
2．N—H的键能的含义是( )A．由N和H形成1 ml NH3所放出的能量B．把1 ml NH3中的共价键全部解离所吸收的能量C．解离约6.02×1023个N—H所吸收的能量D．形成1个N—H所放出的能量解析：N—H的键能指1 ml N—H解离成气态N、H原子所吸收的能量。1 ml NH3中含有3 ml N—H，解离1 ml NH3(或形成1 ml NH3)吸收(或放出)的能量应是1 ml N—H的键能的3倍。
3．解释NH3分子的空间结构是三角锥形而不是平面三角形最充分的理由是( )A．NH3分子内3个N—H的键长均相等B．NH3分子内3个N—H的键角和键长均相等C．NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于107°D．NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于120°解析：NH3分子内的键角和键长都相等，可能有两种情况，一是平面三角形结构，二是三角锥形结构。如果键角为120°，则必然为平面三角形结构，故选C。
1．下列叙述正确的是( )A．一般情况下，两个原子间形成的共价键的键长越短，键能越大B．两个原子的半径之和就是所形成的共价键的键长C．一般情况下，两个原子间形成的共价键的键长越长，键越牢固D．共价键的强度与键长无关解析：一般情况下，共价键的键长越短，电子云重叠程度越大，键能越大，键越牢固，A正确，C、D错误；两个成键原子的核间距叫做键长，B错误。
2．(2022·海口高二检测)NH3、NF3、NCl3等分子的中心原子相同，周围原子电负性大者键角小。NH3、NF3、NCl3三种分子中，键角由大到小的顺序是( )A．NH3＞NF3＞NCl3B．NCl3＞NF3＞NH3C．NH3＞NCl3＞NF3D．NF3＞NCl3＞NH3解析：电负性：F＞Cl＞H，故键角由大到小的顺序为NH3＞NCl3＞NF3。
3．下列事实不能用键能的大小来解释的是( )A．氮元素的电负性较大，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的稳定性依次减弱D．HF比H2O稳定解析：由于N2分子中存在N≡N，键能很大，破坏共价键需要很高的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，没有化学键；卤族元素从F到I，原子半径逐渐增大，其氢化物中共价键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；由于H—F的键能大于H—O的键能，所以稳定性：HF＞H2O。
4．对比以下几个反应式：Cl＋Cl―→Cl2 ΔH1＝－242.7 kJ·ml－1；O＋O―→O2 ΔH2＝－497.3 kJ·ml－1；N＋N―→N2 ΔH3＝－946 kJ·ml－1。可以得出的结论是( )A．常温下氯气比氧气和氮气稳定B．氮、氧和氯的单质在常温下均为气体C．O === O的键能为497.3 kJ·ml－1D．氮气、氧气和氯气的密度不同
解析：成键释放的能量越多，表示形成的共价键越牢固，分子越稳定，ΔH3最小，故常温下氮气最稳定，A错误；常温下三种单质均为气体，但与题述反应式无关，B错误；由键能的定义，结合题述反应式知，O===O的键能为497.3 kJ·ml－1，C正确；三种气体的密度不同，但与题述反应式无关，D错误。
5．氮是地球上极为丰富的元素。(1)Li3N固体中氮元素以N3－形式存在，基态N3－的电子排布式为_________。解析：基态N3－的电子排布式为1s22s22p6。(2)N≡N的键能为946 kJ·ml－1，N—N的键能为193 kJ·ml－1，通过计算说明N2中的________键比______键稳定。(填“σ”或“π”)解析：N≡N中有两个π键和一个σ键,而N—N为σ键,键能为193 kJ·ml－1,由N≡N的键能为946 kJ·ml－1可知,π键的键能为 ＝376.5 kJ·ml－1，故N2中的π键比σ键稳定。
[基础检测]1．下列说法正确的是( )A．分子的空间结构是由键能决定的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H—O—H键角为180°
解析：分子的空间结构主要是由键参数中的键角、键长决定的，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H—O—H键角为105°，D项错误。
2．下列有关性质的比较中，正确的是( )A．离子半径：O2－＜F－＜Na＋＜Li＋B．第一电离能：He＜Ne＜ArC．分子中的键角：CH4＞H2O＞CO2D．共价键的键能：C—C＜C===C＜C≡C
解析：Li＋的电子层数最少，所以离子半径最小，其余三种离子的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：O2－＞F－＞Na＋＞Li＋，A错误；同族元素的第一电离能随电子层数的增多而减小，所以第一电离能：He＞Ne＞Ar，B错误；CH4为正四面体形分子，键角是109°28′，H2O为V形分子，键角是105°，CO2为直线形分子，键角是180°，所以键角：CO2＞CH4＞H2O，C错误；键长：C—C＞C===C＞C≡C，所以键能：C—C＜C===C＜C≡C，D正确。
3．下列有关共价键键参数的说法不正确的是( )A．CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大B．HF、HCl、HBr分子中的键长依次增大C．H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小D．碳碳双键比碳碳单键键能大，故碳碳双键更稳定
解析：三者的键角分别为109°28′、120°、180°，依次增大，A选项正确；因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增大，B选项正确；O、S、Se的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增大，键能依次减小，C选项正确；碳碳双键含有一个σ键和一个π键，碳碳单键只含有一个σ键，而π键易断裂，故碳碳单键更稳定，D选项错误。
4．(2022·清远高二月考)人们常用HX表示卤化氢(X代表F、Cl、Br、I)。下列说法正确的是( )A．键长的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得B．H—F的键长是H—X中最长的C．H—F是p-p σ键D．H—F的键能是H—X中最小的解析：F、Cl、Br、I中，F的原子半径最小，H—F的键长是H—X中最短的，B错误；H—F是H的1s轨道与F的2p轨道“头碰头”成键，是s-p σ键，C错误；一般情况下，键长越短，键能越大，H—F的键长是H—X中最短的，故键能是H—X中最大的，D错误。
5．氰气的分子式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素单质相似。下列有关氰气的叙述正确的是( )A．分子中的原子最外层均满足8电子稳定结构B．分子中N≡C的键长大于C—C的键长C．分子中含有 2个σ键和4个π键D．不能和氢氧化钠溶液发生反应
解析：(CN)2分子中每个C、N原子的最外层均满足8电子稳定结构，故A正确；成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C原子，所以N≡C比C—C的键长短，故B错误；共价单键是σ键，共价双键中有一个σ键、一个π键，共价三键中有一个σ键、两个π键，所以氰气分子中含有3个σ键和4个π键，故C错误；由(CN)2与卤素单质性质相似，由卤素单质能和NaOH溶液发生反应可知，(CN)2也能和NaOH溶液发生反应，故D错误。
6．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数。下列叙述正确的是( )A．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性B．因为H—O的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力依次减弱C．已知石墨转化为金刚石要吸热，则等质量的石墨与金刚石相比，金刚石的总键能大D．H—O的键能为462.8 kJ·ml－1，即18 g H2O完全分解成H2和O2时，消耗的能量为2×462.8 kJ
解析：H—O、H—F的键能依次增大，意味着成键时放出的能量依次增大，共价键依次增强，所以O2、F2与H2反应的能力依次增强，B错误；吸热反应是断裂反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键放出的总能量，即反应物的总键能大于生成物的总键能，已知石墨转化为金刚石要吸热，则等质量的石墨与金刚石相比，石墨的总键能大，C错误；H—O的键能为462.8 kJ·ml－1指的是断开1 ml H—O形成气态氢原子和气态氧原子所吸收的能量为462.8 kJ，18 g H2O即1 ml H2O中含2 ml H—O，断开时需吸收2×462.8 kJ的能量，形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还会释放出一部分能量，D错误。
7．(2022·绵阳高二检测)二氯化二硫(S2Cl2)分子为非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点为－80 ℃，沸点为137.1 ℃。下列关于二氯化二硫的叙述正确的是( )A．二氯化二硫的电子式为B．分子中既有极性键又有非极性键C．分子中S—Cl的键长大于S—S的键长D．分子中S—Cl的键能小于S—S的键能
解析：S2Cl2分子中S原子之间形成1个共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1个共用电子对，S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl，电子式为 ，故A错误；S2Cl2中Cl—S属于极性键，S—S属于非极性键，故B正确；同周期主族元素从左往右原子半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，所以二氯化二硫分子中S—Cl的键长小于S—S 的键长，S—Cl的键能大于S—S的键能，故C、D错误。
8．氢气分子形成过程的示意图如下，请据图回答相关问题。 (1)H—H的键长为________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是____________________。解析：从题图中有关数据可知，H—H的键长为0.074 nm；由题图可以看出体系能量由高到低的顺序是①＞⑤＞②＞③＞④。
(2)下列说法正确的是________(填字母)。A．一个氢气分子中含有一个π键B．由①到④，电子在核间出现的概率增大C．由④到⑤，必须消耗外界的能量D．一个氢气分子中含有一个极性共价键解析：一个氢气分子中含有一个σ键，A项错误；共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作用，B项正确；④已经达到稳定状态，由题图可以看出⑤的能量比④高，C项正确；一个氢气分子中含有一个非极性共价键，D项错误。
(3)几种常见化学键的键能如下表所示： ①试比较Si—C与Si—Si的键能大小：x kJ·ml－1________226 kJ·ml－1(填“＞”“＜”或“＝”)。②H2被喻为“21世纪人类最理想的燃料”，而有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。试计算1 kg 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 ml Si中含2 ml Si—Si，1 ml SiO2中含4 ml Si—O)。
9．已知下列化学键的键能(kJ·ml－1)： 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)，利用键能数据计算出该反应的反应热为________________。解析：反应2H2O2(g)===2H2O(g)＋O2(g)的反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝2×(462.8×2＋142) kJ·ml－1－(462.8×2×2＋497.3) kJ·ml－1＝－213.3 kJ·ml－1。
－213.3 kJ·ml－1
(2)O—H、S—H、Se—H的键能依次减小，原因是____________________________________________________________________________________________________，据此可推测P—H的键能范围为___________＜E(P—H)＜_______________。解析：O、S、Se位于同一主族，原子半径依次增大，导致O—H、S—H、Se—H的键长依次增长，键长越长，键能越小，所以O—H、S—H、Se—H的键能依次减小；N、P、As位于同一主族，原子半径依次增大，导致N—H、P—H、As—H的键长依次增长，键能依次减小，所以E(As—H)＜E(P—H)＜E(N—H)，即247 kJ·ml－1＜E(P—H)＜390.8 kJ·ml－1。
O、S、Se位于同一主族，原子半径依次增大，导致O—H、S—H、Se—H的键长依次增长，因而键能依次减小
247 kJ·ml－1
390.8 kJ·ml－1
(3)有机化合物是以碳骨架为基础的化合物，即碳原子间易形成C—C长链，而氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形成N—N长链和O—O长链，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。解析：键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，分子越稳定，由表中数据可知，C—C的键能较大，易形成C—C长链，而N—N、O—O的键能较小，化学键不稳定，容易断裂，所以氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形成N—N长链和O—O长链。
C—C的键能较大，较稳定，因而易形成C—C长链，而N—N、O—O的键能较小，不稳定，易断裂，因此难形成N—N、O—O长链
[素养提升]10．科学研究人员获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。已知断裂1 ml N—N吸收193 kJ热量，生成1 ml N≡N放出946 kJ热量，根据以上信息和数据，下列说法正确的是( )A．N4属于一种新型化合物B．N4分子中存在非极性键C．N4分子中N—N的键角为109°28′D．1 ml N4转变成N2将吸收734 kJ热量
解析：N4是由N原子形成的单质，A项不正确；N4分子中N与N形成非极性键，B项正确；N4是正四面体结构，键角为60°，C项不正确；1 ml N4转变为N2放出的热量为2×946 kJ－6×193 kJ＝734 kJ，D项不正确。
11．某些化学键的键能(kJ·ml－1)如表所示： 下列有关说法正确的是( )A．1 ml H2(g)分别与Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应，则与I2(g)完全反应放出的热量最多B．H—F的键能小于431.8 kJ·ml－1C．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－248 kJ·ml－1D．稳定性最强的化学键是H—H
解析：反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，通过计算易判断A、C错误；由表中三种卤化氢的键能数据可知，同一主族元素对应氢化物的键能从上到下逐渐减小，B错误；键能越大，化学键越稳定，D正确。
12．(2022·永州高二检测)已知N—N、N===N和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C===C和C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列说法正确的是( )A．σ键一定比π键稳定B．N2较易发生加成反应C．乙烯、乙炔较易发生加成反应D．乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定
解析：根据N—N、N===N和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90可知，N≡N、N===N中的π键比σ键稳定，N2难发生加成反应，故A、B错误；根据C—C、C===C和C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34可知，C===C、C≡C中的π键比σ键弱，π键没有σ键稳定，乙烯、乙炔较易发生加成反应，故C正确、D错误。
13．实验测得不同粒子中氧原子之间的键长和键能的数据如下： 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导出键能的大小顺序为w＞z＞y＞x，该规律可能是( )A．粒子所含的价层电子数越多，键能越大B．键长越长，键能越小C．粒子成键所用的电子数越少，键能越大D．成键时电子对越偏移，键能越大
解析：表中四种粒子所含的价层电子数从左到右依次减少，其键能依次增大，A项错误；对比给出的粒子中键长和键能的大小可知，B项正确；由数据可知，O 和O2成键所用电子数分别为2、4，但键能x
全部为N—N单键，由90个N—N构成一个N60分子
(2)1 ml N60分解成N2时________(填“吸收”或“放出”)的热量是________kJ。(已知N≡N的键能为946 kJ·ml－1)解析：ΔH＝90×193 kJ·ml－1－30×946 kJ·ml－1＝－11 010 kJ·ml－1。(3)由(2)列举N60的一种用途：_______________________。解析：由于N60分解成N2时放出大量的热，故可制作高能炸药。
制作高能炸药(合理即可)
(4)若N60分子中只含x个五边形和y个六边形，则x＝________，y＝________。(已知：多面体中，棱边数＝顶点数＋面数－2)解析：N60的多面体分子中共有90条棱边(N—N)，则可得方程式：＝90，根据已知信息可得方程式：60＋(x＋y)－2＝90，解得x＝12，y＝20。(5)∠NNN＝___________。解析：∠NNN有两种，一种为正五边形的内角，另一种为正六边形的内角。
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