苏教版选修3 共价键原子晶体第2课时 学案.doc

第2课时共价键的键能与化学反应的反应热原子晶体学习要求学习要点1认识影响共价键键能的主要因素，分析化学键的极性强弱，把握键能与化学反应热之间的内在联系。2深化对原子晶体的认识。1认识影响共价键键能的主要因素，把握键能与化学反应热之间的内在联系。2深化对原子晶体的认识。一、共价键的键能与化学反应的反应热1共价键的键能(1)共价键键能的概念：人们把在101 kpa、298 k条件下，_的过程中所_的能量，称为ab间共价键的键能。其单位为_。(2)共价键键能的意义：共价键的键能表示共价键的_程度。(3)共价键键能与反应热的关系：化学反应的实质是反应物分子中旧化学键_和生成物分子中新化学键_的过程。化学反应过程中，旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，反之为放热反应。所以，反应物和生成物中化学键的强弱直接决定着化学反应过程中的_。由于放热反应体系的能量降低，故规定h为“”； 吸热反应体系的能量升高，故规定h为“”。由键能求反应热的公式为h_。(4)共价键的键能的应用：利用键能的数据解释分子的_。2共价键的键长(1)共价键的键长的概念：形成共价键的两原子_(核间距)叫键长。(2)共价键的键长表示的意义：共价键的键长越短，往往键能_，表明共价键_。键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。预习交流1试根据教材p49表35中数据分析卤素单质的稳定性。请你计算1 mol h2和1 mol cl2完全反应生成2 mol hcl放出的热量。二、原子晶体1原子晶体的概念：相邻原子之间以_相结合而形成的具有_结构的晶体，称为原子晶体。原子晶体的构成微粒是_，微粒间的作用力是_。常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼、金刚砂、二氧化硅等。2典型的原子晶体金刚石：在金刚石晶体里，每个碳原子都被相邻的_个碳原子包围，以共价键与_个碳原子结合，形成_，被包围的碳原子处于_。这些正四面体结构向空间发展，构成一个坚实的、彼此连接的空间网状晶体。金刚石晶体中所有cc键键长_，键角_(均为_)；晶体中最小碳环由_个c组成且六者不在同一平面内；晶体中每个碳原子参与了4个键的形成，而在每个键中的贡献只有一半，故碳原子个数与键数之比为_。3原子晶体的物理性质：原子晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化和汽化就要克服共价键作用，需要很多能量。因此，原子晶体一般都具有_的熔点和沸点。硬度_，难溶于水，固体时一般不导电。对结构相似的原子晶体来说，原子半径越_，键长越_，键能越_，晶体的熔点就越高。预习交流2“具有共价键的晶体叫做原子晶体”这种说法对吗？为什么？在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：预习导引一、1(1)1 mol气态ab分子生成气态a原子和b原子吸收kjmol1(2)强弱(3)断裂形成能量变化反应物的键能总和生成物的键能总和(4)稳定性2(1)核间的平均距离(2)越大越牢固预习交流1：答案：卤素单质分子中均为共价单键，按cl2、br2、i2键能逐渐减小，所以cl2、br2、i2的稳定性逐渐减弱。he(h2)e(cl2)2e(hcl)436 kjmol1243 kjmol12431 kjmol1183 kjmol1。二、1共价键空间立体网状原子共价键244正四面体正四面体的中心相等相等109286123很高大小短大预习交流2：答案：不对。如hcl、h2o、co2、ch3ch2oh分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体si、sic、sio2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。1共价键的键能、键长对物质性质的影响已知某些共价键的键能如表，试回答下列问题：共价键键能/(kjmol1)共价键键能/(kjmol1)hh436.0oh462.8clcl242.7nn946.0ch413.4hcl431.8(1)hh键的键能为什么比clcl键的键能大？(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。已知某些共价键的键能(kjmol1)如下表所示：键hhbrbriiclclhclhihbr键能436193151243431298366(1)1 mol h2在2 mol cl2中燃烧，放出热量_ kj。(2)在一定条件下，1 mol h2与足量的cl2、br2、i2(g)分别反应，放出热量由多到少的是_(填序号)。acl2br2i2bi2br2cl2预测1 mol h2在足量f2中燃烧比在cl2中放热_(填“多”或“少”)。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。化学反应中能量变化反应物键能总和生成物键能总和，即he反应物e生成物。2原子晶体晶体硅(si)和金刚砂(sic)都是与金刚石相似的原子晶体，请根据下表中的数据，分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。晶体键能/(kjmol1)键长/ pm熔点/ 摩氏硬度金刚石(cc)3481543 55010碳化硅(csi)3011842 6009晶体硅(sisi)2262341 4158怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次下降？原子晶体物理性质的差异主要是由共价键键能的不同造成的，键能越大，熔、沸点越高，硬度越大。而键能又与键长有关，键长可由成键原子半径的相对大小得出。一般来说，成键原子的半径之和越大，键长越长，键能越小。1下列说法中正确的是()。a分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定b元素周期表中的第a族和第a族元素的原子间可能形成共价键c水分子可表示为hoh，分子中键角为180dho键键能为463 kjmol1，即18 g h2o分解成h2和o2时，消耗能量为2463 kj2在30 g sio2晶体中，含有sio键的物质的量为()。a1 mol b1.5 molc2 mol d2.5 mol3固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是()。a冰 b晶体硅c溴 d二氧化硅4碳化硅(sic)晶体有类似金刚石的结构。其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是()。a熔点从高到低的顺序是：金刚石碳化硅晶体硅b熔点从高到低的顺序是：金刚石晶体硅碳化硅c三种晶体中的基本单元都是正四面体结构d三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体5二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体结构模型如图。请认真观察该模型后回答下列问题：二氧化硅的晶体结构模型(1)二氧化硅晶体中最小环上有_个原子，晶体结构中存在以_原子为中心、_原子为顶点的正四面体结构。(2)二氧化硅晶体中存在的作用有_。a共价键b离子键c配位键d范德华力e氢键(3)美国lawreceliremore国家实验室的v.lota.c.s.yoo和cynn成功地在高压下将co2转化为具有类似sio2结构的原子晶体，下列关于co2的原子晶体说法正确的是()。aco2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体b在一定条件下，co2原子晶体转化为分子晶体是物理变化cco2的原子晶体和co2的分子晶体具有相同的物理性质d在co2的原子晶体中，每个c原子结合4个o原子，每个o原子结合两个c原子提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。知识精华技能要领答案：活动与探究1：答案：(1)氢原子的半径比氯原子的半径小，故hh键的键长比clcl键的键长短，hh键的键能比clcl键的键能大。(2)oh键比ch键键能大，故h2o比ch4稳定。(3)n2分子中存在氮氮叁键，键能大，故结构稳定。解析：本题可以从键能、键长与分子稳定性关系分析解决。共价键的键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。(1)因为原子半径r(h)sisi键gege键，所以，金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次下降。当堂检测1b解析：键能越大，键长越短，分子越稳定，a项错误。两元素电负性差小于1.7时可形成共价键，b项正确。水分子的键角是10528，c项错误。d项中ho键键能为463 kjmol1，指的是气态基态氢原子和氧原子形成1 mol ho键时释放的最低能量，则拆开1 mol ho键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为463 kj,18 g h2o即1 mol h2o中含2 mol ho键，断开时需吸收2463 kj的能量形成气态氢原子和氧原子，再进一步形成h2和o2时，还需释放出一部分能量，故d项错误。2c解析：1 mol sio2中含4 mol sio键，30 g sio2是0.5 mol，含有sio键的物质的量为2 mol。3b解析：冰克服的是分子间作用力，晶体硅克服的是非极性共价键，溴克服的是分子间作用力，二氧化硅克服的是极性共价键。选项b符合题意。4ac解析：依题意，金刚石、碳化硅和晶体硅都是原子晶体，且都应有类似金刚石的正四面体结构单元。因键长由长到短的顺序是sisisiccc(这可由原子半径来推断)，则键能为ccsicsisi，所以破坏这些键时所需能量依次降低，从而熔点依次降低。上述三种原子晶体中晶体硅是半导体，具有一定的导电性。5答案：(1)12sio(或si)(2)a(3)d解析：(1)二氧化硅晶