2.1.2 键参数--键能、键长与键角 教学设计 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二章 第一节《键参数——键能、键长与键角》教学设计 课题 2.1.2键参数（第1课时） 课 型 新课 学情分析 通过必修课程的学习，学生已经学习过原子半径的大小规律、共价键的定义，并且通过上节课的学习知道了共价键具有方向性和饱和性，但是对于共价键的强弱以及如何从共价键的角度分析分子的稳定性这方面的内容还不是很了解。 教材分析 本节课是是《普通高中化学课程标准》选择性必修2《物质结构与性质》第二章“分子结构与性质”中第一节“共价键”中第二课时，是对共价键的更深入学习，通过本节课学生可以将共价键的强弱和分子的稳定性联系起来，从而用以解决实际的化学问题，例如如何解释HCl、HBr、HI的稳定性的差异等？ 设计理念 教学目标 【教学目标】 1. 理解键能、键长与键角等概念的含义，能够用键长和键角描述键的强弱和分子的空间结构，形成结构决定性质的观念，促进学生证据推理与模型认知的化学核心素养。 2. 学会用键能的数据计算化学反应的热量变化。 【评价目标】 1．通过对表格数据的观察分析，诊断并发展学生运用类比、归纳、判断、推理的能力。 2．通过一定的有效练习，诊断并发展学生运用键参数描述键强弱和分子空间结构的能力。 教学重点 1. 认识键能、键长与键角的概念 2. 能用键参数—键能、键长与键角说明简单分子的某些性质。 3. 学会用键能计算化学反应中的热量变化。 教学难点 能用键参数—键能、键长与键角说明简单分子的某些性质 教学方法 1.归纳法 2.判断法 3.推理法 课前准备 实验视频、PPT、相关习题等。 教 学 过 程 教师主导活动 学生主体活动 设计意图 【新课导入】 N、O、F非金属性依次增强，N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，氢化物的稳定性依次减弱，其原因是什么？不同分子空间构型不尽相同，其原因是什么？ 今天我们来学习共价键的参数——键能、键长、键角 聆听，思考 引入新课 1.键能 概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 单位：kJ•mol-1 了解键能的概念 阅读教材： 分析表格，总结规律 条件：键能可以通过实验测定，但更多的是推算获得的，通常是298.15K、100kPa条件下的标准值，获取平均值。 观察表格数据，归纳总结规律。 1.N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？ 2.1mol H2分别与1mol Cl2、1mol Br2(蒸气)反应，分别形成2mol HCl 和2mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？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？ 3.总结键能的应用。 【思考、讨论】 1.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。 2.通过计算，1mol H2分别与1mol Cl2、1mol Br2(蒸气)反应，分别形成2mol HCl 和2mol HBr，放出能量依次为184.9 kJ、102.3 kJ，1mol H2与1mol Cl2反应形成2mol HCl放出的能量多，氯化氢分子更稳定，溴化氢分子更容易发生热分解生成相应的单质。 分组讨论，得出结论 键能的应用 ①判断共价键的稳定性 ②判断分子的稳定性 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，故根据化学键的键能数据可计算化学反应的反应热，即 1. 从键能的定义可知，破坏1mol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。 2.一般来说，结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。 3.ΔH=反应物中化学键键能之和﹣生成物中化学键键能之和。 总结键能的应用 2.键长 概念：构成化学键的两个原子的核间距。 对比F—F、Cl—Cl、Br—Br的键能和键长，总结键能和键长的关系，键长和键能对分子的性质有什么影响？ 利用键长可以判断共价键的稳定性，键长越短，键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定。比如键长：F-F＜Cl-Cl＜Br-Br，则分子的稳定性F2＞Cl2＞Br2。 了解键长与键能的关系 根据表数据，如何简单判断键长？ 键长判断方法 ①根据原子半径判断 其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。 如键长：H－I > H－Cl>H－F；Br－Br>Cl－Cl>F－F；Si－Si>Si－C>C－C。 ②根据共用电子对数目判断 对于相同的两原子形成的共价键而言，当两个原子间形成双键、键时，由于原子轨道的重叠程度增大，原子之间的核间距减小，键长变短，故单键键长>双键键长>三键键长。如键长：C－C > C=C > C≡C。 观察表格数据，归纳总结规律。 3.键角 概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。 【展示】CO2、H2O、NH3分子的键角。 键角可反映分子的空间构型，是描述分子结构的重要参数，多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。 引出键角的定义，引导学生学会用键角来描述分子的空间结构。 小结本节课的主要学习内容： 梳理本节课的重要知识点。 教学评价 知道键参数—键能、键长与键角的定义，掌握键能、键长与共价键强弱的规律关系，能用键参数—键能、键长与键角来描述键的强弱和分子的空间结构，学会用键能计算化学反应的热量变化。能够运用键能、键长的规律，判断共价键的强弱，从而判断由此构成的分子的稳定性，学会用键能计算化学反应的热量变化，能用键角描述分子的空间结构。 作业设计 1、请利用下表数据说明乙烷、乙烯和乙炔的反应活性 2．下列说法正确的是 ( ) A.键角是描述分子立体结构的重要参数。 B.键长是成键两原子半径的和。 C.碳碳双键的键能等于碳碳单键的键能的2倍。 D.键长短，键能就一定大，分子就一定稳定。 3．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是(　) A．键长和键角可以用来衡量共价键的稳定性 B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180° D．H—O键的键能为463 kJ·mol-1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ 板书设计 教学反思 本节课学生能够理解键能、键长、键角等键参数的概念，能应用键参数一键能、键长、键角解释简单分子的结构和性质，培养学生宏观辨识与微观探析能力。 学科网（北京）股份有限公司 $$