高中化学 3.3.2 共价键的键能与化学反应的反应热、原子晶体同步课件 苏教版选修3.ppt

第2课时共价键的键能与化学反应的反应热 原子晶体 共价键的特征 实质是什么 共价健是如何分类的 提示共价键的特征 既有饱和性又有方向性 共价键的实质 成键原子的原子轨道发生重叠 自旋方向相反的未成对电子在原子间形成共用电子对 共价键的分类 按原子轨道的重叠方式分为 键 键 按共用电子对是否发生偏移分为极性键 非极性键 试分析乙烯分子中共价键的类型 提示乙烯分子中碳碳双键中有一个 键 一个 键 c h键为 键 碳碳键为非极性键 c h键为极性键 1 2 掌握共价键的键能与键长的概念以及它们之间的关系 能用键能 键长等说明简单分子的某些性质 掌握共价键的键能与化学反应过程中的能量变化之间的关系 掌握原子晶体的概念及原子晶体的结构与物理性质特点 1 2 3 键能 原子之间形成的共价键的强度可以用键能来描述 键能是指 在298k 101 3kpa条件下 1mol气态ab分子生成气态a原子和b原子的过程中所吸收的能量 称为ab间共价键的键能 单位为kj mol 1 例如 在298k 101 3kpa条件下 1molh2分子离解生成气态氢原子需要吸收436kj的能量 所以 h h键的键能为436kj mol 1 键能越大 形成化学键时放出的能量 意味着化学键越 越不容易被 笃学一共价键的键能与化学反应的反应热 1 越多 稳定 破坏 答案根据教材49页表3 5部分共价键的键能数据 可以看出h x键的键能按f cl br i的顺序逐渐减小 所以 卤素氢化物的稳定性随核电荷数的增大而逐渐减弱 键长 一般而言 化学键的键长越 键能越 化学键越 键越 当两个原子形成共价键时 原子轨道发生重叠 重叠程度越大 键长越短 键能越大 2 hf hcl hbr hi的稳定性为什么依次减弱 3 键长 短 大 强 牢固 两个成键原子的原子核间的距离叫做该共价键的 1 化学反应的实质是 断裂和 形成的过程 2 旧化学键断裂吸收能量 新化学键形成放出能量 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 反应 否则 反应为 反应 反应热 h 反应物总键能 生成物总键能 3 反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程中的 变化 4 键能与化学反应过程中的能量关系 旧化学键 新化学键 吸热 放热 能量 原子晶体的概念 相邻原子间以 相互结合形成的具有空间 结构的晶体 叫原子晶体 又称共价晶体 原子晶体中存在的微粒 微粒间的相互作用 典型的原子晶体 金刚石在金刚石晶体中 每个碳原子被周围 个碳原子包围 以共价键跟 个碳原子结合形成 其c c c夹角为 笃学二原子晶体 1 2 3 共价键 网状 原子 共价键 4 4 4个共价单键 109 28 1 2 熔点 硬度 导电 溶于一般溶剂 1 某些非金属单质 如晶体硼 b 晶体 和 2 某些非金属化合物 如 氮化硼 bn 氮化硅 si3n4 等 4 原子晶体的物理性质 5 常见的原子晶体 高 大 不 难 硅 si 金刚石 金刚砂 sic 水晶 sio2 白磷与氧可发生如下反应 p4 5o2 p4o10 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 p pakj mol 1 p obkj mol 1 p ockj mol 1 o odkj mol 1 慎思1 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 h 其中正确的是 a 6a 5d 4c 12b kj mol 1b 4c 12b 6a 5d kj mol 1c 4c 12b 4a 5d kj mol 1d 4a 5d 4c 12b kj mol 1答案a 有关晶体的叙述中正确的是 a 在sio2晶体中 由si o构成的最小单元环中共有8个质子b 在12g金刚石中 含c c共价键键数为4nac 干冰晶体熔化只需克服分子间作用力d 金属晶体是由金属原子直接构成的解析金刚石中每个c原子平均拥有2个c c共价键 12g金刚石中 c c键数应为2na 金属晶体是由金属离子和自由电子形成的 答案c 慎思2 氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料 该晶体类型应该是晶体 试根据物质结构知识推测氮化碳晶体与金刚石比较 硬度更大的应该是晶体 熔点较低的应是晶体 解析根据氮化碳为高硬度材料且都由非金属元素组成 推断该晶体应为原子晶体 又因为n原子半径小于c原子半径 所以c n键比c c键更强 硬度更大的应该是氮化碳 熔点较低的是金刚石 答案原子氮化碳金刚石 慎思3 共价键的键能和键长反映了共价键的强弱程度 键长和键角常被用来描述分子的空间构型 一般来讲 形成共价键的两原子半径之和越小 共用电子对数越多 则共价键越牢固 含有该共价键的分子越稳定 对于一个化学反应 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能量变化 h e 反应物键能总和 e 生成物键能总和 要点一 键能 键长与物质性质的关系 1 2 3 解析 h 946kj mol 1 3 436kj mol 1 6 393kj mol 1 104kj mol 1答案 104kj mol 1 例1 h e 反应物键能总和 e 生成物键能总和 已知h h o o h o键能分别为436kj mol 1 498kj mol 1 463kj mol 1 计算2h2 g o2 g 2h2o g 反应中的能量变化 解析 h 2 436kj mol 1 498kj mol 1 4 463kj mol 1 482kj mol 1答案 h 482kj mol 1 体验1 原子晶体的熔 沸点取决于共价键的键长和键能 键能越大 键长越短 共价键越强 熔 沸点越高 如金刚石 金刚砂 晶体硅 有时键能的大小 键长的长短是可直接通过形成共价键的非金属原子所属元素的电负性来判断的 要点二 原子晶体熔 沸点高低比较与化学键 1 原子晶体熔沸点高低 2 几种化学键的比较 现有原子序数之和为51的5种短周期元素a b c d e 已知a的单质在常温下为无色气体 b原子的最外层电子数比次外层电子数多3个 c和b属于同一主族 d的最高正价与负价的代数和为4 其最高价氧化物对应的水化物的酸性在同主族元素中最强 e元素最外层电子数与其k层电子数相同 1 试写出它们的元素符号 2 写出b的氢化物的电子式 3 由a d两种元素形成的化合物是化合物 填 离子 或 共价 化合物内存在键 填 离子 或 共价 例2 4 由d e两种元素形成的化合物的电子式为 它属于化合物 化合物内存在键 5 下列关于a b c d e5种元素形成的物质的有关叙述正确的是 多选 a a b c d都能通过共价键形成单质 其中b形成的单质性质最稳定 是因为其原子半径最小b a b d3种元素为非金属元素 它们共同组成的化合物一定是共价化合物c b e形成的化合物e3b2应为离子化合物d 5种元素两两组合形成的化合物中既有共价化合物 又有离子化合物e 5种元素形成简单离子的离子半径大小为c d b e a 解析b原子的次外层只能为k层 所以b为氮 c为磷 最高正价和负价的代数和为4时 只有最高正价为 6价 负价为 2价 即 a族元素符合 因其最高价含氧酸的酸性在本主族元素的含氧酸中最强 所以d元素为硫 e为镁 再由原子序数之和为51 而b c d e原子序数均已知 则a肯定为氢元素 答案 1 h n p s mg 2 3 共价共价 4 离子离子 5 cde 从成键元素种类及电负性大小上判断形成化学键的类型 碳化硅 sic 的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 碳化硅 金刚石 晶体硅b 熔点从高