键参数-键能键长与键角【新教材】人教版高中化学选择性必修教学课件

第二课时键参数——键能、键长与键角键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修素养目标1.通过认识共价键的键能、键长和键角,从微观角度模型化解释分子的空间结构。2.结合共价键的键长、键能和键角等数据,理解分子的性质与键参数的关系,培养证据推理与模型认知的核心素养。3.掌握用共价键的强弱解释物质稳定性的方法。知识铺垫必备知识正误判断1.甲烷分子为正四面体结构,键角是109°28'。2.F、Cl、Br、I原子半径逐渐增大,F2、Cl2、Br2、I2与氢气反应越来越难,HF、HI、HBr、HI的稳定性逐渐减弱。知识铺垫必备知识正误判断1.键参数——键能、键长与键角(1)键能。键能是气态分子中断裂1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能可用于估算化学反应的热效应,如H—H键、F—F键、H—F键的键能分别为436kJ·mol-1、157kJ·mol-1、568kJ·mol-1,则H2与F2反应是放热反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)键长。键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距。化学键的键长与键能是相关的。例如,C—C键、C=C键、C≡C键的键长分别为154pm、133pm、120pm,键长越来越小,它们的键能分别为347.7kJ·mol-1、615kJ·mol-1和812kJ·mol-1,越来越大。知识铺垫必备知识正误判断(3)键角。键角是指在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角。如CO2的结构式为

,键角为180°,是一种直线形分子;H2O分子中的H—O—H键角是105°,是一种V形(或称角形)分子。多原子分子中的键角一定,表明共价键具有方向性。键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得。键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修知识铺垫必备知识正误判断2.键参数的应用(1)分子的热稳定性。参照教材37页表2-1中的键能数据。计算1molH2分别与1molCl2、1molBr2(蒸气)反应生成2molHCl和2molHBr时,分别放出(填“放出”或“吸收”)184.9kJ和放出(填“放出”或“吸收”)102.3kJ的热量。则2molHBr分解需要吸收的能量比2molHCl低(填“高”或“低”),故HBr更易分解。(2)反应能力比较。N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,其原因是N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946kJ·mol-1、497.3kJ·mol-1、157kJ·mol-1,键能越来越小,共价键越来越容易断裂。(3)键长越小,键能越大,分子的化学性质越不活泼(填“越活泼”或“越不活泼”)。键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修知识铺垫必备知识正误判断【微思考】根据元素周期律可知,NH3的稳定性强于PH3,你能利用键参数进行解释吗?提示:N原子的半径比P原子的半径小,故键长N—H键比P—H键小,则N—H键的键能比P—H键的键能大,N—H键更难被破坏,NH3更难分解。键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修知识铺垫必备知识正误判断1.键角是描述分子空间结构的重要参数。(

)2.键长是成键两原子半径的和。(

)3.C=C键的键能等于C—C键键能的2倍。(

)4.键长越小,键能一定越大,分子就一定越稳定。(

)5.因为O—H键的键能小于H—F键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力依次减弱。(

)答案:1.√

2.×

3.×

4.×

5.×键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测键参数的应用问题探究根据下图所示回答相关问题。键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测(1)根据上图判断H2与Cl2反应生成HCl是放热反应还是吸热反应?如何利用键能计算反应的反应热ΔH?提示:反应中断裂旧键吸收436.0

kJ+242.7

kJ=678.7

kJ热量,形成新键放出431.8

kJ·mol-1×2

mol=863.6

kJ热量,放热值大于吸热值,故该反应是放热反应。ΔH=反应物总键能-生成物总键能(2)根据元素周期律可知,HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强,请利用键参数加以解释。提示:键长H—F<H—Cl<H—Br<H—I;键能H—F>H—Cl>H—Br>H—I,故HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强。键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测(3)一般来说,键长越短,键能越大。但F—F键键长(141pm)比Cl—Cl键键长(198pm)小,而F—F键键能(157kJ·mol-1)却比Cl—Cl键键能(242.7kJ·mol-1)小,为什么?提示:氟原子的半径小导致F—F键键长小,由于键长小,两个氟原子形成共价键时,原子核之间的距离较小,两原子核之间排斥力较大,导致F—F键键能不大,F2的稳定性较差,容易与其他物质发生反应。探究素养脉络随堂检测深化拓展1.共价键键参数的应用(1)键能的应用。①表示共价键的强弱。键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定。②判断分子的稳定性。结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子越稳定。③判断化学反应中的能量变化。在化学反应中,断裂旧化学键吸收能量,形成新化学键释放能量,因此反应焓变与键能的关系为ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和。ΔH<0时,为放热反应;ΔH>0时,为吸热反应。探究素养脉络随堂检测(2)键长的应用。①键长越小,一般键能越大,共价键越稳定,含该共价键的分子越稳定。②键长的比较方法。a.根据成键原子的原子半径比较。同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。b.根据共用电子对数比较,相同的两个原子间形成共价键时,单键键长>双键键长>三键键长。探究素养脉络随堂检测(3)键角的应用。①键长和键角决定分子的空间结构。②常见分子中的键角与分子空间结构。探究素养脉络随堂检测探究素养脉络随堂检测2.共价键强弱的判断(1)由原子半径和共用电子对数判断:成键原子的原子半径越小,两原子间共用电子对数越多,则一般共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。(2)由键能判断:共价键的键能越大,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。(3)由键长判断:共价键的键长越小,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。(4)由电负性判断:元素的电负性越大,该元素的原子对共用电子对的吸引力越大,形成的共价键一般越稳定。特别提醒由分子构成的物质,其熔、沸点与共价键的键能和键长无关,而分子的稳定性由键长和键能大小决定。探究素养脉络随堂检测素能应用典例有关碳和硅的共价键键能如下表所示:简要分析和解释下列有关事实。(1)比较通常条件下,CH4和SiH4的稳定性强弱:

。

(2)硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是

。

(3)SiH4的稳定性小于CH4,硅更易生成氧化物,原因是

。

共价键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O348413351226318452键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测答案:(1)CH4比SiH4稳定(2)C—C键和C—H键键能较大,所形成的烷烃较稳定,而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成(3)C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定,而Si—H的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测解析:(1)因为C—H键的键能大于Si—H键的键能,所以CH4比SiH4稳定。(2)C—C键和C—H键的键能比Si—H键和Si—Si键的键能都大,因此烷烃比较稳定,而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成。(3)C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定,而Si—H的键能却远小于Si—O键的,所以Si倾向于形成稳定性更强的Si—O键。规律总结

(1)键长越小,键能越大,共价键越稳定,共价分子的性质也就越稳定。(2)键长和键角决定分子的空间结构。键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测变式训练1关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是(

)A.键角是描述分子空间结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C.键能越大,键长越大,共价化合物越稳定D.键角的大小与键长、键能的大小无关答案:C解析:键角是描述分子空间结构的重要参数,如CO2分子中的2个C=O键的键角为180°,故分子为直线形分子,A正确。键长的大小与成键原子的半径有关,如Cl的原子半径小于I的原子半径,Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长;键长还和成键数目有关,成键数目越多,键长越小,B正确。键能越大,键长越小,共价键越强,共价化合物越稳定,故C错误。键角的大小取决于成键原子轨道的夹角,D正确。键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测变式训练2下列说法正确的是(

)A.分子中键能越大,表示分子拥有的能量越高,共价键越难断裂B.分子中键长越大,表示成键原子轨道重叠越多,键越牢固C.形成化学键的过程是一个吸收能量的过程D.形成化学键的过程是一个放出能量的过程答案:D解析:键能越大,表示破坏该键需要的能量越多,并不是分子拥有的能量越高;键长越大,表示成键的两原子的核间距越大,分子越不稳定;化学键的形成是原子由高能量状态向稳定状态(低能量状态)转变的过程,所以是一个放热过程。键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测1.可以反映共价键强弱的物理量是(

)A.键能 B.键能、键长C.键能、键长、键角 D.键长、键角答案:B2.从键长的角度判断,下列共价键中最稳定的是(

)A.H—F B.N—HC.C—H D.S—H答案:A键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测3.N—H键键能的含义是(

)A.由N和H形成1molNH3所放出的能量B.把1molNH3中的共价键全部拆开所吸收的热量C.拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的热量D.形成1个N—H键所放出的热量答案:C键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修键参数——键能、键长与键角课件【新教材】人教版高中化学选择性必修探究素养脉络随堂检测4.(双选)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。下列叙述正确的是(

)A.分子中各原子的最外层均满足8电子结构B.分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长C.分子中含有2个σ键和4个π键D.能和氢氧化钠溶液发生反应生成NaCN、NaCNO和H2O答案:AD解析:(CN)2分子中每个C、N原子分别形成4个键、3个键,原子的最外层均满足8电子结构,A项正确;分子中含有3个σ键,4个π键,C项错误;成