3.3 第2课时 共价键键能与化学反应的热效应 共价晶体 学案 2023-2024学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

3.3 第2课时　共价键键能与化学反应的热效应　共价晶体 【学习目标】 1.知道共价键键能、键长的概念,认识影响共价键键能的主要因素,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能量变化之间的关系。 2.能辨识常见的共价晶体,了解常见共价晶体的晶体结构,能根据共价晶体的微观结构预测其性质。 【合作探究】 任务1　共价键键能与化学反应的反应热 【新知生成】 1.共价键的键能 (1)概念: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　　　　的能量,称为AB间共价键的键能。其单位为　　　　　。 (2)键能越大,形成化学键时放出的能量　　　　,意味着化学键越　　　　,越不容易被破坏。 2.键长 (1)概念:两个成键原子的原子核间的　　　　　叫作该共价键的键长。 (2)当两个原子形成共价键时,原子轨道发生重叠,原子轨道重叠的程度越大,共价键的键长越　　,键能越　　　,化学键越强,键越　　　　。 3.键能与化学反应过程中的能量关系 反应热(ΔH)=　　　　的总键能-　　　　的总键能。 【答案】1.(1)吸收　kJ·mol-1　(2)越多　稳定 2.(1)平均间距　(2)短　大　牢固　3.反应物　生成物 【核心突破】 　　典例1　已知X—X、Y—Y、Z—Z键的键长分别为198 pm、74 pm、154 pm,则它们单质X2、Y2、Z2分子的稳定性是(　　) A.X2>Y2>Z2 B.Z2>Y2>X2 C.Y2>X2>Z2 D.Y2>Z2>X2 【答案】D 【解析】共价键的键长越短,键能越大,共价键越稳定,分子也越稳定,而三种单质的键长由小到大的顺序为Y—Y<Z—Z<X—X,故三种单质分子的稳定性为Y2>Z2>X2。 　　典例2　下表列出部分化学键的键能: 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C Cl—Cl 键能/(kJ·mol-1) 460 360 436 431 176 347 243 　　据此判断下列说法正确的是 (　　) A.表中最稳定的共价键是Si—Si键 B.Cl2(g)2Cl(g)　ΔH=-243 kJ·mol-1 C.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=-183 kJ·mol-1 D.根据表中数据能计算出SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(l)的ΔH 【答案】C 【解析】键能越大,形成的化学键越稳定,表中键能最大的是Si—O键,则最稳定的共价键是Si—O键,A项错误;氯气变为氯原子吸收的能量等于氯气中断裂化学键需要的能量,Cl2(g)2Cl(g)　ΔH=243 kJ·mol-1,B项错误;依据键能计算反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和,ΔH=436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=-183 kJ·mol-1,C项正确;HCl(g)HCl(l)的ΔH未知,故无法计算SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(l)的ΔH,D项错误。 归纳总结　1.键能的应用 (1)表示共价键的强弱:键能越大,断开化学键时需要的能量越多,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)判断化学反应的能量变化: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。计算反应热时,要准确计算出每摩尔物质所含有的各共价键的数目。 2.键长的应用 (1)一般键长越短,键能越大,共价键越稳定,分子越稳定。 (2)键长的比较方法:根据原子半径比较,同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越短。 　　训练1　根据下表中的H—X键的键能,回答问题: 共价键 H—F H—Cl H—Br H—I 键能/(kJ·mol-1) 567 431 366 298 　　(1)若使H—Cl键断裂为气态原子,则断键过程中　　　　(填“吸收”或“放出”)能量。 (2)若使2 mol H—Cl键断裂为气态原子,则断键能量变化是　。 (3)表中共价键最难断裂的是　　　　键,最易断裂的是　　　　键。 (4)由表中键能数据的大小说明键能与分子稳定性的关系:　 。 【答案】(1)吸收　(2)吸收862 kJ的能量　(3)H—F H—I　(4)HF、H