专题3 第三单元 第2课时 共价键键能与化学反应的反应热　共价晶体（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2（苏教版2019）

第2课时　共价键键能与化学反应的反应热　共价晶体 课程标准要求 学业质量水平 1．能分析共价键的键能与化学反应中能量变化的关系。 2．能根据共价晶体的微观结构预测其性质。 1．能采用模型、符号等多种方式对物质的结构进行综合表征。(水平3) 2．能说明物质间的组成和微粒间作用力的差异对物质性质的影响。(水平3) [对应学生用书P59] 一、共价键的键能与化学反应的反应热 1．共价键的键能 (1)定义：在101 kPa、298 K条件下，1 mol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)。 (2)应用：几种氢化物的共价键能如下表。 共价键 H—F H—Cl H—Br H—I 键能/ kJ·mol－1 567 431 366 298 ①若使2 mol H—Cl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收862_kJ的能量。 ②表列共价键最难断裂的是H—F键，最易断裂的是H—I键。 ③表列键能大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次减小，说明四种分子的稳定性依次减弱，即最稳定的是HF，最不稳定的是HI。 2．共价键的键长 (1)键长：形成共价键的2个原子核间的平均间距。原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。 (2)应用：共价键的键长越短，键能往往越大，共价键越稳定，反之亦然。 3．共价键的键能与化学反应的反应热 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，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能量变化。 二、共价晶体 1．定义及组成 (1)定义：相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体，称为共价晶体。 (2)构成微粒：共价晶体中的微粒是原子，原子与原子之间的作用力是共价键。 2．金刚石的晶体结构 (1)在金刚石晶体中，每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。 (2)在金刚石晶体中，相邻碳碳键的夹角为109°28′。 (3)在金刚石晶体中，最小环上有6个碳原子，C原子个数与C—C键数之比为1∶2。 (4)每个金刚石晶胞中含有8个碳原子。 3．特性 由于共价晶体中原子间以较强的共价键相结合，因此共价晶体具有以下共性：①熔点、沸点很高；②硬度大；③一般不导电；④难溶于溶剂。 4．常见的共价晶体 常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等；某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。 1．巧判断(对的画“√”，错的画“×”) (1)键长是成键原子半径之和。(　×　) (2)C===C键的键能等于C—C键的键能的2倍。(　×　) (3)SiO2是二氧化硅的分子式。(　×　) (4)由原子构成的晶体一定是共价晶体。(　×　) (5)下列物质的熔点由高到低为金刚石、金刚砂(SiC)、晶体硅。(　√　) (6)12 g金刚石中含有2NA个C—C键。(　√　) 2．N—H键键能的含义是(　　) A．由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B．把1 mol NH3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键形成1 mol气态氮原子和1 mol气态氢原子所吸收的热量 D．形成1个N—H键所放出的热量 C　[N—H键的键能是指形成1 mol N—H键放出的能量或拆开1 mol N—H键所吸收的能量，不是指形成1个N—H 键释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol N—H键，拆开1 mol NH3中的N—H键或形成1 mol NH3中的N—H键吸收或放出的能量应是N—H键键能的3倍。] 3．金刚石和金刚砂(SiC)具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以单键相结合。试回答下列问题： (1)金刚砂属于________晶体。金刚砂的熔点比金刚石的熔点________。 (2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合________个碳原子，键角是________。 (3)金刚砂的结构中含有由共价键形成的原子环，其中最小的环上有______个硅原子。 解析　根据题意可知金刚砂属于共价晶体。由于Si—C键的键长大于C—C键的键长，因此Si—C键的键能较小，金刚砂的熔点比金刚石的熔点低。硅原子与碳原子交替以共价单键相结合，且Si、C原子都形成四个单键，故1个碳原子周围结合4个硅原子，同样1个硅原子周围结合4个碳原子。由于硅原子周围的4个碳原子在空间呈正四面体排列，因此其键角为109°28′。对比金刚石晶体中最小的原子环中有6个碳原子，金刚砂晶体结构的最小环上应有3个硅原子和3个碳原子。 答案　(