2.1.2键参数-键能、键长与键角（课件）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 第2课时 键参数——键能、键长与键角 1 学习目标 1.了解共价键键参数的含义，能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。 2.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响，探析微观结构对宏观性质的影响。 2 新课导入 知识回顾 共价键 类型 特征 σ键 “头碰头” π键 “肩并肩” 方向性 饱和性 思考 根据1000℃时卤化氢分解率，你能得出什么结论？说明什么问题？ 卤化氢 分解的百分数/% HCl 0.0014 HBr 0.5 HI 33 HCl、HBr、 HI越来越易分解 ①卤化氢的热稳定性大小为：HCl＞HBr ＞ HI ②H-Cl、H-Br、H-I中的 σ键牢固。 新课探究 任务1 共价键的键参数——键能 问题1：如何衡量共价键的强度呢？ 一、键能 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 1.概念： 2.单位: 3.条件： 键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。 kJ/mol。键能通常取正值。 4.数据： 键能可以通过实验测定，更多却是推算获得的。 结论1：键能越大,共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定 新课探究 任务1 共价键的键参数——键能 问题2：根据下表，总结键能数据中的规律。 规律1： 相同原子间的键能： 单键＜双键＜三键 新课探究 任务1 共价键的键参数——键能 问题2：根据下表，总结键能数据中的规律。 规律2： 碳碳双键键能小于碳碳单键键能的两倍，碳碳叁键小于碳碳单键的三倍：碳碳键：σ键键能 ＞ π键键能 氮氮双键键能大于氮氮单键键能的两倍，氮氮叁键大于氮氮单键的三倍：氮氮键：σ键键能 ＜ π键键能 新课探究 任务1 共价键的键参数——键能 问题2：根据下表，总结键能数据中的规律。 规律3： 形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小 新课探究 任务1 共价键的键参数——键能 问题2：根据下表，总结键能数据中的规律。 注意： 断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等。因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表中的C—H键能是更多分子中的C—H键能的平均值。 新课探究 任务1 共价键的键参数——键能 问题3：已知N—N、N==N和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C==C、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34。 如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？ 键能数据表明，N≡N的键能大于N—N的键能的三倍，N=N的键能大于N—N的键能的两倍；而C≡C的键能却小于C—C的键能的三倍，C=C的键能小于C—C的键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。 新课探究 任务1 共价键的键参数——键能 问题4：键能在化学学习中有哪些应用？ ①判断共价键的稳定性（键能越大，共价键越稳定） ②判断分子的稳定性（一般键能越大，分子越稳定） ③估算化学反应的反应热 ΔH=反应物的总键能 - 生成物的总键能 课堂训练 1.（2021·河北卷节选） <m></m> 晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大 <m></m> 晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。已知有关氮、磷的单键和三键的键能 <m></m> 如表： 从能量角度看，氮以 、而白磷以 形式存在的原因是：______________ 193 946 197 489 1molN≡N 键能大于3molN-N键能之和，而1molP≡P键能小于3molP-P键能之和，键能越大物质越稳定，故氮以N2</m> 形式存在，而白磷以P4形式存在 新课探究 任务2 共价键的键参数——键长 二、键长 1、概念： 构成化学键的两个原子的核间距。不过，分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。 原子半径决定共价键的键长。原子半径越小，共价键的键长越短。 3、键长大小： pm（1 pm＝10-12 m） 2、单位： 新课探究 任务2 共价键的键参数——键长 问题5：根据下表，总结数据中的键长规律。 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm F-F 157 141 H-F 568 92 Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 431.8 127 Br-Br 193.7 228 H-Br 366 142 I-I 152.7 267 H-I 298.7 161 C-C 347.7 154 C≡C 812 120 C=C 615 133 规律1： 同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越小。 新课探究 任务2 共价键的键参数——键长 问题5：根据下表，总结数据中的键长规律。 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm F-F 157 141 H-F 568 92 Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 431.8 127 Br-Br 193.7 228 H-Br 366 142 I-I 152.7 267 H-I 298.7 161 C-C 347.7 154 C≡C 812 120 C=C 615 133 规律2： 成键原子相同的共价键的键长: 单键键长 ＞ 双键键长 ＞ 三键键长 一般地，键长越短, 键能越大，共价键越牢固,由此形成的分子越稳定。 新课探究 任务2 共价键的键参数——键长 问题6：F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？ F原子半径很小，因此F-F的键长短，而由于键长短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小。 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm 原子半径 pm F-F 157 141 64 Cl-Cl 242.7 198 99 Br-Br 193.7 228 114 新课探究 任务2 共价键的键参数——键长 问题7：如何从键能和键长角度解释HCl、HBr和HI的稳定性的差异 原子半径： Cl ＜ Br ＜ I 键长：H-Cl ＜ H-Br ＜ H-I 键能：H-Cl ＞ H-Br＞ H-I 在相同的温度下，HCl最稳定，分解的百分数最小，HI最不稳定，分解的百分数最大。 卤化氢 HCl HBr HI 在1 000 ℃分解的百分数/% 0.001 4 0.5 33% 氢卤键的键能（kJ·mol-1） 431.8 366 298.7 氢卤键的键长pm 127 142 161 新课探究 任务2 共价键的键参数——键长 问题8：键长在化学学习中有哪些应用？ ①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） ②判断分子的空间结构 如：CH4分子的空间结构为正四面体形，而CH3Cl分子的空间结构是四面体形而不是正四面体形，原因是C-H和C-Cl 的键长不相等。 课堂训练 2.氰气的化学式为(CN)2，结构式为NCCN，性质与Cl2相似，下列叙述正确的是( 　 　) A．在一定条件下可发生加成反应 B．分子中NC键的键长大于C—C键的键长 C．分子只含有2个σ键和4个π键 D．不和NaOH溶液反应 A 新课探究 任务3 共价键的键参数——键角 问题9：同为三原子分子，为什么CO2的空间结构是直线形， 而H2O的空间结构是V形（角形）？ H2O CO2 直线形 V形（角形） 三、键角 1、概念 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角 2、意义 多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。 键角是描述分子结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关 新课探究 任务3 共价键的键参数——键角 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。 分子立体构型 键角 实例 正四面体 109°28′ 甲烷、四氯化碳 平面型 120° 苯、乙烯 三角锥型 107° 氨气 V型（或角型） 105° 水分子 直线型 180° 二氧化碳、乙炔 3、键角的应用 CH4 NH3 H2O CO2 苯 新课探究 任务3 共价键的键参数——键角 问题10：如图白磷和甲烷均为正四面体结构：它们的键角是否相同，为什么？ 不同，白磷分子的键角是指P—P之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H的夹角，为109°28′。 课堂训练 3.下列能说明BF3 分子中4个原子在同一平面的理由是( @54@ )。 A.任意两个键的夹角为120° B.B-F 是非极性共价键 C.3个B-F的键能相等 D.3个 B-F的键长相等 A 4.下列叙述正确的是( ) A.键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得 B.因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2的反应能力逐渐减弱 C.水分子的结构可表示为H—O—H，分子中的键角为180° D.H—O键的键能为463kJ/mol，即18g H2O分解成H2和 O2时，消耗的能量为2×463kJ A 新课探究 根据所学内容，总结共价键强弱判断依据。 (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。 课堂总结 键能 键长 共价键的稳定性 一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。 键角 分子的空间结构 决定分子的性质 键参数 决定 决定 THANKS 演示完毕 感谢聆听 25 $$