2022-2023学年新教材高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质第1节共价键模型第2课时共价键的键参数课件鲁科版选择性必修2

1、第2课时共价键的键参数第2章内容索引0102基础落实必备知识全过关重难探究能力素养全提升03学以致用随堂检测全达标素养目标通过对键能、键长、键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构的了解,认识微观粒子间的相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。基础落实必备知识全过关自主梳理一、三个重要的键参数1.三个重要键参数的定义 键参数定义键长两个成键原子的原子核间的距离键角在多原子分子中,两个化学键的夹角键能在1105 Pa、298 K条件下,断开1 mol AB(g)分子中的化学键,使其分别生成1 mol气态A原子和1 mol气态B原子所吸收的能量,常用EAB表示不等于成键两原

2、子半径之和 2.常见分子的键角及空间结构 分子键角空间结构CO2180直线形H2O104.5角形NH3107.3三角锥形【微思考1】有同学认为C=C键的键能等于CC键键能的2倍,这种说法是否正确?提示 不正确。C=C键中含有1个键,由于键原子轨道重叠程度小,不如键稳定,所以C=C键的键能小于CC键键能的2倍。二、键能、键长和键角的应用1.键能的应用(1)表示共价键的强弱。键能的大小可以定量地表示化学键的强弱。键能愈大,断开时需要的能量就愈多,化学键就愈牢固。(2)判断分子的稳定性。结构相似的分子中,共价键的键能愈大,分子愈稳定。(3)判断物质在化学反应过程中的能量变化。在化学反应中,旧化学键的

3、断裂吸收能量,新化学键的形成放出能量,因此反应焓变与键能的关系为H=E反应物-E生成物。2.键长的应用(1)键长与键的稳定性有关。一般来说,键长愈短,化学键愈强,键愈牢固。(2)键长与分子空间结构有关。(3)键长的比较方法。根据原子半径比较:在其他条件相同时,成键原子的半径愈小,键长愈短。根据共用电子对数比较:相同的两原子形成共价键时,单键键长双键键长三键键长。3.键角的应用键角常用于描述多原子分子的空间结构。【微思考2】比较HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性。提示 原子半径:FClBrI,键长:HF键HCl键HBr键HCl键HBr键HI键。由于一般来说,键长愈短,化学键愈强,键愈牢固;键

4、能愈大,化学键愈牢固,所以稳定性HFHClHBrHI。【微思考3】为什么N2通常情况下很稳定?提示 因为N2分子中存在NN键,该键键能大,破坏该共价键需要很大的能量。自我检测1.正误判断:(1)键长愈短,键能一定愈大。()(2)双原子分子中化学键键能愈大,分子愈牢固。()(3)双原子分子中化学键键长愈长,分子愈牢固。()(4)双原子分子中化学键键角愈大,分子愈牢固。() 2.下列说法正确的是()A.在分子中,两个原子间的距离叫键长B.非极性键的键能大于极性键的键能C.键能愈大,表示该分子愈容易受热分解D.HCl键的键能为431 kJmol-1,HI键的键能为297 kJmol-1,这可说明HC

5、l分子比HI分子稳定答案 D解析 形成共价键的两个原子核间的距离为键长,A项不正确;键能的大小取决于成键原子的半径和共用电子数,与键的极性无必然联系,B项不正确;键能愈大,分子愈稳定,受热时愈不易分解,C项不正确;D项正确。重难探究能力素养全提升探究共价键键参数与分子的性质问题探究1.键长、键能对分子的化学性质有什么影响?提示 一般地,形成的共价键的键能愈大,键长愈短,共价键愈稳定,含有该键的分子愈稳定,化学性质愈稳定。2.如何判断键能大小?提示 一般来说,键长愈短,键能愈大,即成键原子间的核间距愈短,成键原子的原子半径愈小,键能愈大。3.分子的空间结构与哪些键参数有关?提示 键长和键角。归纳

6、拓展1.共价键键参数与分子性质的关系 键能愈大,键长愈短,分子愈稳定。 【微点拨】分子的稳定性与键能和键长有关,而由分子构成的物质的熔、沸点高低与键能和键长无关。2.共价键强弱的判断(1)由原子半径和共用电子数判断:成键原子的原子半径愈小,共用电子数愈多,则共价键愈牢固,含有该共价键的分子愈稳定。(2)由键能判断:共价键的键能愈大,共价键愈牢固。(3)由键长判断:共价键的键长愈短,共价键愈牢固。(4)由电负性判断:元素的电负性愈大,该元素的原子对共用电子的吸引力愈大,形成的共价键愈稳定。应用体验【典例】碳和硅的有关化学键的键能如下表所示,简要分析和解释下列有关事实: 化学键CCCHCOSiSi

7、SiHSiO347413358226323368(1)通常条件下,比较CH4和SiH4的稳定性强弱:。(2)硅与碳同族,硅也有一系列氢化物,但硅的氢化物在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是。(3)Si更易生成氧化物,原因是。答案 (1)CH4比SiH4稳定(2)CC键和CH键较强,所形成的烷烃稳定,而硅烷中SiSi键和SiH键较弱,易断裂,导致长链硅烷难以生成(3)CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定,而SiH的键能却小于SiO键,所以Si倾向于形成稳定性更强的SiO键解析 (1)因为CH键的键能大于SiH键的键能,所以CH4比SiH4稳定。(2)CC键和CH键的键能比SiSi键和SiH

8、键的键能都大,因此烷烃比较稳定,而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成。规律技巧许多物质的化学性质不活泼,都与键能有关,如N2和SiO2。 变式训练1下列说法不正确的是()A.键能愈大,表示化学键愈牢固,愈难断裂B.一般地,成键的两原子核愈近,键长愈短,化学键愈牢固,形成的物质的性质愈稳定C.破坏化学键时吸收能量,形成化学键时释放能量D.碘易升华,这与分子中II的键能大小有关答案 D解析 键能愈大,断裂该键所需的能量愈多,化学键愈牢固,愈难断裂,A项正确;一般情况下,成键的两原子核愈近,键长愈短,断开该键愈难,化学键愈牢固,形成的物质的性质愈稳定,B项正确;破坏化

9、学键时需要吸收能量,形成化学键时释放能量,C项正确;物质的升华属于物理变化,与化学键的键能大小无关,D项错误。变式训练2NN键的键能为945 kJmol-1,NN键的键能为160 kJmol-1,计算说明N2中的(填“”或“”,下同)键比键稳定。答案 解析 NN键中有一个键和两个键,其中键的键能约是160 kJmol-1,则键键能= kJmol-1=392.5 kJmol-1,键能愈大,共价键愈稳定,故NN键中键比键稳定。学以致用随堂检测全达标1.(2021山东济宁嘉祥第一中学高二检测)下列分子最难断裂为原子的是()A.HClB.HIC.H2SD.PH3答案 A解析 元素的电负性愈大,元素原子

10、吸引共用电子对的能力愈强,键能愈大,分子愈稳定,分子越难分解。Cl元素的电负性最大,所以HCl最难断裂为原子。2.下列说法正确的是()A.键角决定了分子的结构B.共价键的键能愈大,共价键愈牢固,含有该键的分子愈稳定C.CCl4中键长相等,键角不同D.C=C键的键能是CC键键能的两倍答案 B解析 分子结构是由键角和键长共同决定的,A项错;CCl4分子结构与CH4相似,为正四面体形,CCl4分子中的键角相同,键长相等,C错;C=C键中有一个键和一个键,键能不等于CC键键能的两倍,D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 由于N2分子中存在NN键,键能很大,破坏该共价键需要很多的能量,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,其对应氢化物化学键的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱;由于HF键的键能大于HO键,所以更容易生成HF。4.用“”或“(2)(3)解析 (1)由于C、N、O原子的半径