2.1.2 键参数——键能、键长与键角课件2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

第2课时 键参数——键能、键长与键角 第一节 共价键 第二章 教学目标 1. 认识共价键的键能、键长和键角。 2. 掌握用共价键的强弱解释物质稳定性的方法。 3. 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。 分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态、颜色、磁性和生物活性等 分子结构重要吗？ 01 该怎样描述形态各异的分子结构呢？ 不同分子空间构型不相同 01 02 键能——衡量共价键的强弱 定义：气态分子中 1 mol 化学键解离成气态原子所吸收的能量 对多原子分子，键能为1 mol气态分子完全离解成气态原子各个共价键所吸收能量的平均值。 例如： NH3(g)=== NH2(g)+ H(g)，D1 = 435 kJ·mol-1 NH2(g)===NH(g)+ H(g) ，D2= 397 kJ·mol-1 NH(g)===N(g)+ H(g) ， D3= 339 kJ·mol-1 NH3分子中虽然有三个等价的N—H键，但先后拆开它们所需的能量是不同的。 N—H= ==391 kJ·mol-1 键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值，单位是kJ/mol 键能通常通过热化学方法或光谱化学实验测定离解能得到 1 2 3 02 某些共价键的键能(kJ·mol-1 ) 键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定 键 键能 键 键能 键 键能 键 键能 键 键能 F－F 157 H－F 568 C－C 347.7 N－N 193 H－H 436.0 Cl－Cl 242.7 H－Cl 431.8 C=C 615 N＝N 418 O＝O 497.3 Br－Br 193.7 H－Br 366 C≡C 812 N≡N 946 C－O 351 I－I 152.7 H－I 298.7 N－H 390.8 O－H 462.8 C＝O 745 键能——衡量共价键的强弱 键能的应用 03 从键能的定义可知，破坏 1 mol化学键所需能量越多，即共价键的键能越大，则共价键越牢固。 1．判断共价键的稳定性 单键 ＜ 双键 ＜ 三键 键 键能（kJ·mol-1） 键 键能（kJ·mol-1） C－C 347.7 N－N 193 C=C 615 N＝N 418 C≡C 812 N≡N 946 已知键能C－C 347.7 kJ·mol-1、C=C 615 kJ·mol-1、C≡C812 kJ·mol-1、N－N193 kJ·mol-1、N＝N 418 kJ·mol-1、N≡N 946 kJ·mol-1，如何利用这些数据说明氮气不易加成，乙炔容易加成？ 科学探究 C≡C与C=C键能差值197kJ·mol-1，小于N≡N与N＝N键能差值528kJ·mol-1。说明C≡C中的σ键比N≡N中的σ键键能小，更易断裂，乙炔等含C≡C的物质更易发生加成反应。 键能的应用 03 一般来说，结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 2． 判断分子的稳定性 如，由于键能 H－F＞H－Cl＞H－Br＞H－I 所以，分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI 键 键能(kJ·mol-1) H－F 568 H－Cl 431.8 H－Br 366 H－I 298.7 N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？ 解释 N—H、O—H、H—F的键能依次为390.8 kJ•mol-1、462.8 kJ•mol-1、568 kJ•mol-1，键能依次增加，分子的稳定性增强，故N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强。 1 N≡N、O＝O、F—F的键能依次为946 kJ•mol-1、497.3 kJ•mol-1、157 kJ•mol-1，键能依次减小、共价键越来越容易断裂，分子的稳定性减弱，故N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强。 2 科学探究 键能的应用 03 ΔH = 反应物中化学键键能之和﹣生成物中化学键键能之和 3．估算化学反应的反应热 同一化学键解离成气态原子所吸收的能量与气态原子结合形成化学键所释放的能量在数值上是相等的 根据表中键能的数据，计算 1 mol H2分别跟 1 mol Cl2、1 mol Br2（蒸气）反应，分别生成 2 mol HCl和 2 mol HBr分子，哪个反应放出的能量多？如何用计算的结构说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？ 科学探究 某些共价键的键能(kJ·mol-1 ) 键 键能 键 键能 键 键能 键 键能 键 键能 F－F 157 H－F 568 C－C 347.7 N－N 193 H－H 436.0 Cl－Cl 242.7 H－Cl 431.8 C=C 61