第2課時鍵參數(shù)等電子體[目標要求]1.掌握鍵能、鍵長、鍵角的概念。2.會用鍵參數(shù)說明簡單分子的某些性質(zhì)。3.知道等電子體、等電子原理的含義。一、鍵參數(shù)1．鍵能(1)定義：鍵能是指____________形成________mol化學(xué)鍵釋放的________能量。(2)鍵能與共價鍵的穩(wěn)定性之間的關(guān)系：化學(xué)鍵的鍵能越大，化學(xué)鍵________，越不容易______________。2．鍵長(1)定義：鍵長是指形成共價鍵的兩個原子之間的________，因此____________決定化學(xué)鍵的鍵長，____________越小，共價鍵的鍵長越短。(2)鍵長與共價鍵的穩(wěn)定性之間的關(guān)系：共價鍵的鍵長越短，往往鍵能________，這表明共價鍵____________，反之亦然。3．鍵角定義：是指________________________。在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價鍵具有________性，因此鍵角決定著共價分子的__________。二、等電子原理1．等電子原理是指__________相同、________________相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)(主要是物理性質(zhì))是________的。2．僅第二周期元素組成的共價分子中，為等電子體的是：____________、________________。1．下列說法中正確的是()A．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定B．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵長越長，分子越穩(wěn)定C．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵角越大，分子越穩(wěn)定D．在雙鍵中，σ鍵的鍵能要小于π鍵的鍵能2．根據(jù)π鍵的成鍵特征判斷CC的鍵能與鍵能的關(guān)系是()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．無法確定3．下列說法正確的是()A．鍵能越大，表示該分子越容易受熱分解B．共價鍵都具有方向性C．在分子中，兩個成鍵的原子間的距離叫鍵長D．H—Cl的鍵能為431.8kJ·mol－1，H—Br的鍵能為366kJ·mol－1，這可以說明HCl比HBr分子穩(wěn)定4．已知H—H鍵能為436kJ·mol－1，H—N鍵能為391kJ·mol－1，根據(jù)化學(xué)方程式N2＋3H22NH3,1molN2與足量H2反應(yīng)放出的熱量為92.4kJ·mol－1，則N≡N鍵的鍵能是()A．431kJ·mol－1B．945.6kJ·mol－1C．649kJ·mol－1D．896kJ·mol－15．依據(jù)等電子體原理在下表中填出相應(yīng)的化學(xué)式。CH4COeq\o\al(2－,3)C2Oeq\o\al(2－,4)NHeq\o\al(＋,4)N2Heq\o\al(2＋,6)NOeq\o\al(＋,2)N2練基礎(chǔ)落實知識點1鍵參數(shù)及其應(yīng)用1．下列敘述中的距離屬于鍵長的是()A．氨分子中兩個氫原子間的距離B．氯分子中兩個氯原子間的距離C．金剛石晶體中任意兩個相鄰的碳原子核間的距離D．氯化鈉晶體中相鄰的氯離子和鈉離子的核間距離2．關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法不正確的是()A．鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B．鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C．鍵能越大，鍵長越長，共價化合物越穩(wěn)定D．鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān)3．已知通常分子中所含的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。參考下表中化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，判斷下列分子中，受熱時最不穩(wěn)定的是()化學(xué)鍵H—HH—ClH—BrH—I鍵能kJ·mol－1436.0431.8366298.7A.氫氣B．氯化氫C．溴化氫D．碘化氫4．能夠用鍵能的大小作為主要依據(jù)來解釋的是()A．常溫常壓下氯氣呈氣態(tài)，而溴單質(zhì)呈液態(tài)B．硝酸是揮發(fā)性酸，而硫酸、磷酸是不揮發(fā)性酸C．稀有氣體一般難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D．空氣中氮氣的化學(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定知識點2等電子原理及應(yīng)用5．根據(jù)等電子原理，下列各對粒子中，空間結(jié)構(gòu)相似的是()A．SO2與O3B．CO2與NO2C．CS2與NO2D．PCl3與BF36．通常把原子總數(shù)和價電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間結(jié)構(gòu)相同，則下列有關(guān)說法中正確的是()A．CH4和NHeq\o\al(＋,4)是等電子體，鍵角均為60°B．NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2－,3)是等電子體，均為平面正三角形結(jié)構(gòu)C．H3O＋和PCl3是等電子體，均為三角錐形結(jié)構(gòu)D．B3N3H6和苯是等電子體，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道練方法技巧鍵能與反應(yīng)熱的互求方法7．化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵的斷裂和新鍵的形成過程?；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成化學(xué)鍵時釋放的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol－1)：P—P：198P—O：360O=O：498，則反應(yīng)P4(白磷)＋3O2=P4O6的反應(yīng)熱ΔH為()A．－1638kJ·mol－1B．＋1638kJ·mol－1C．－126kJ·mol－1D．＋126kJ·mol－18．已知N2＋O2=2NO為吸熱反應(yīng)，ΔH＝＋180kJ·mol－1，其中N≡N、O=O鍵的鍵能分別為946kJ·mol－1、498kJ·mol－1，則N—O鍵的鍵能為()A．1264kJ·mol－1B．632kJ·mol－1C．316kJ·mol－1D．1624kJ·mol－1運用鍵能比較分子性質(zhì)的技巧9．從實驗測得不同物質(zhì)中氧氧之間的鍵長和鍵能的數(shù)據(jù)：O—O鍵數(shù)據(jù)Oeq\o\al(2－,2)Oeq\o\al(－,2)O2Oeq\o\al(＋,2)鍵長(10－12m149128121112鍵能(kJ·mol－1)xyz＝494w＝628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律性推導(dǎo)鍵能的大小順序為w>z>y>x；該規(guī)律性是()A．成鍵的電子數(shù)越多，鍵能越大B．鍵長越長，鍵能越小C．成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越大D．成鍵時電子對越偏移，鍵能越大練綜合拓展10．下列說法中正確的是()A．分子的結(jié)構(gòu)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(wěn)定C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X鍵的鍵長、鍵角均相等D．H2O分子中兩個O—H鍵的鍵角為180°11．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(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定B．稀有氣體一般難發(fā)生反應(yīng)C．HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱D．F2比O2更容易與H2反應(yīng)12.某些化學(xué)鍵的鍵能如下表所示。(單位kJ·mol－1)鍵H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br鍵能436.0193.7152.7242.7431.8298.7366(1)1molH2在2molCl2中燃燒，放出的熱量為______kJ。(2)在一定條件下，1molH2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應(yīng)，放出熱量由多到少的是________。A．Cl2>Br2>I2B．I2>Br2>Cl2預(yù)測1molH2在足量F2中燃燒比在足量Cl2中燃燒放熱________。13．1919年，Langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是：________和________；________和__________。(2)此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NOeq\o\al(－,2)互為等電子體的分子有：________、________。14.1994年度諾貝爾化學(xué)獎授予為研究臭氧做出貢獻的化學(xué)家。臭氧能吸收有害紫外線，保護人類賴以生存的空間。O3分子的結(jié)構(gòu)如圖：呈V形，兩個O—O鍵的夾角為116.5°。三個原子以一個O原子為中心，與另外兩個O原子分別構(gòu)成非極性共價鍵；中間O原子提供2個電子，旁邊兩個O原子各提供1個電子，構(gòu)成一個特殊的化學(xué)鍵(虛線內(nèi)部)——三個O原子均等地享有這4個電子。請回答：(1)題中非極性共價鍵是________鍵，特殊的化學(xué)鍵是________鍵。(2)臭氧與氧氣的關(guān)系是____________________。(3)下列分子中與O3分子的結(jié)構(gòu)最相似的是()A．H2OB．CO2C．SO2(4)分子中某原子有一對或幾對沒有跟其他原子共用的價電子叫孤對電子，那么O3分子有______對孤對電子。(5)O3具有強氧化性，它能把PbS氧化為PbSO4而O2不能，試配平：________PbS＋________O3=________PbSO4＋________O2，生成1molO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。第2課時鍵參數(shù)等電子體基礎(chǔ)落實一、1．(1)氣態(tài)基態(tài)原子1最低(2)越穩(wěn)定被打斷或斷裂2．(1)核間距原子半徑原子半徑(2)越大越穩(wěn)定3．兩個共價鍵之間的夾角方向空間構(gòu)型二、1．原子總數(shù)價電子總數(shù)相近2．N2和COCO2和N2O課堂練習(xí)1．A[在雙原子分子中沒有鍵角，故C項錯；當(dāng)其鍵能越大，鍵長越短時，分子越穩(wěn)定，故A項對，B項錯；D項中σ鍵的重疊程度要大于π鍵的，故σ鍵的鍵能要大于π鍵的鍵能。]2．C[由于π鍵的鍵能比σ鍵鍵能小，因此雙鍵中有一個π鍵和一個σ鍵，所以雙鍵的鍵能小于單鍵鍵能的2倍。]3．D[鍵能越大，分子越穩(wěn)定，A項錯，D項正確；H—H鍵沒有方向性，B項錯；形成共價鍵的兩個原子之間的核間距叫鍵長，C項錯。]4．B[本題與熱化學(xué)反應(yīng)方程式有關(guān)，N≡N、H—H的斷裂需要吸收能量，而N—H的形成需要放出能量，根據(jù)能量守恒可得如下關(guān)系式：Q＋436kJ·mol－1×3－391kJ·mol－1×6＝－92.4kJ·mol－1，解得Q＝945.6kJ·mol－1。]5．(從左到右)C2H6NOeq\o\al(－,3)CO2N2O4CO解析通過對CH4和NHeq\o\al(＋,4)的比較可知，由于C的原子序數(shù)比N的原子序數(shù)小1，所以C原子的電子數(shù)與N＋的電子數(shù)相等，因此只要C、N原子數(shù)相等且其他元素種類和原子總數(shù)相同即符合題意，不要忘了所帶的電荷數(shù)。如N2Heq\o\al(2＋,6)和C2H6。課時作業(yè)1．C2．C[鍵長越短，鍵能越大，共價化合物越穩(wěn)定，C項不正確。]3．D4．D[共價分子構(gòu)成物質(zhì)的狀態(tài)取決于分子間作用力的大小，與分子內(nèi)共價鍵的鍵能無關(guān)；物質(zhì)的揮發(fā)性與分子內(nèi)鍵能的大小無關(guān)；稀有氣體是單原子分子，無化學(xué)鍵，難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原因是它們的價電子已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；氮氣比氧氣穩(wěn)定，是由于N2分子中共價鍵的鍵能(946kJ·mol－1)比O2分子中共價鍵的鍵能(497.3kJ·mol－1)大，在化學(xué)反應(yīng)中更難斷裂。]5．A[由題中信息可知，只要算出分子中各原子的最外層電子數(shù)之和即可判斷。B的最外層電子數(shù)為3；C的最外層電子數(shù)為4；N、P的最外層電子數(shù)為5；O、S的最外層電子數(shù)為6。]6．B[CH4和NHeq\o\al(＋,4)都是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角均為109°28′，A項不正確；NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2－,3)是等電子體，均為平面正三角形結(jié)構(gòu)，B項正確；H3O＋和PCl3價電子總數(shù)不相等，不是等電子體，C項不正確；B3N3H6結(jié)構(gòu)與苯相似，也存在“肩并肩”式重疊的軌道，D項不正確。故答案為B項。]7．A[反應(yīng)中的鍵能包括：斷裂1molP4和3molO2分子中共價鍵吸收的能量和形成1molP4O6中共價鍵放出的能量。由各物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)知1molP4含6molP—P鍵，3molO2含3molO=O鍵，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能—生成物的總鍵能。故ΔH＝(198kJ·mol－1×6＋498kJ·mol－1×3)－360kJ·mol－1×12＝－1638kJ·mol－1。]8．B[180kJ·mol－1＝946kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2EN－O，所以EN－O＝632kJ·mol－1。]9．B[研究表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，O2與Oeq\o\al(＋,2)的鍵能大者鍵長短。按此規(guī)律，Oeq\o\al(2－,2)中O—O鍵長比Oeq\o\al(－,2)中的長，所以鍵能要小。按鍵長由短而長的順序為(O—O)Oeq\o\al(＋,2)<O2<Oeq\o\al(－,2)<Oeq\o\al(2－,2)，鍵能為w>z>y>x。故B正確，A不正確。這些微粒都是由相同的原子組成，電子對無偏移，D項錯誤；對于這些微粒，在成鍵時所用電子情況，題中無信息，已有的知識中也沒有，說明這不是本題考查的知識點，故不選C項。]10．B[分子的結(jié)構(gòu)是由鍵參數(shù)——鍵角、鍵長決定的，故A項錯誤；由于F、Cl、Br、I的原子半徑不同，故C—X鍵的鍵長不相等，C項錯誤；H2O分子中的鍵角為105°，故D項也錯。]11．B[本題主要考查鍵參數(shù)的應(yīng)用。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(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，稀有氣體都為單原子分子，分子內(nèi)部沒有化學(xué)鍵，鹵族元素從F到I原子半徑逐漸增大，其氫化物中的鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以穩(wěn)定性逐漸減弱。由于H—F鍵的鍵能大于H—O鍵的鍵能，所以二者更容易生成HF。]12．(1