2.1.2键参数-键能、键长与键角 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修

e7d195523061f1c0a26d87d40de6192bcf1909654b74c9ebB6384654682C8890CF1990A60E48C4F486EE2FC74407B5F34886ECF26B0E0B70C575B52C2C3768611B18C1FE4FD5AFF574681F5040C496491238CBED6F3AF3D0EF20855CE70527E4444DB44B99E578D76C9F012DCAFDC1AD12EC1B61CB2D6B74278ECB4120402FFCA0839106BA8C82E2B0B172DDEE3B7445 第二章 分子结构与性质 2.1.2 键参数-键能、键长与键角 1 阅读教材P37-38，思考我们如何用化学语言来描述不同分子的空间结构和稳定性？ 共价键的强弱用什么来衡量？ 【思考与讨论】 CH4 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 2 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： 提示：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2-1中的C—H键能是更多分子中的C—H键能的平均值。 键能可以通过实验测定，更多却是推算获得的。 键能越大，化学键越稳定； P37 表2-1 某些共价键的键能 讨论1：碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系？ σ键键能 ＞ π键键能 键能：碳碳三键 ＞碳碳双键 ＞ 碳碳单键 (且不存在倍数关系) 讨论2：氮氮单键、氮氮双键和氮氮三键之间键能关系？ 氮氮三键 ＞氮氮双键 ＞ 氮氮单键 (且不存在倍数关系) σ键键能 ＜ π键键能 特殊(N2) 分析数据，有何结论？ 5.键能的应用 （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：结构相似的分子,共价键的键能越大,分子越稳定：例稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI（键能越大，分子越稳定） （3）计算反应热 ΔH =反应物键能总和-生成物键能总和 正误判断 (1)共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定( ) (2)N—H的键能是很多分子中的N—H的键能的平均值( ) (3)O—H的键能是指在298.15 K、100 kPa下，1 mol气态分子中1 mol O—H解离成气态原子所吸收的能量( ) (4)C=C的键能等于C—C的键能的2倍( ) (5)σ键一定比π键牢固( ) √ √ √ × × 大本P29 (1)试利用P37表2-1中的数据进行计算，1 mol H2分别跟1 mol Cl2、1 mol Br2(蒸气)反应，分别形成2 mol HCl和2 mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果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？ 【思考与讨论】 P38 H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH＝436.0kJ/mol＋242.7kJ/mol－2×431.8kJ/mol＝-184.9kJ/mol H2(g)＋Br2(g) =2HBr(g) ΔH＝436.0 kJ/mol＋193.7 kJ/mol－2×366 kJ/mol＝－102.3 kJ/mol →由计算结果可知：生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能量多。 →说明2 mol HBr分解需要吸收的能量比2 mol HCl低,故HBr更易分解。 同种类型的化学反应，相同物质的量的反应物放出的热量越多，产物越稳定 7 (2)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化学事实。(利用课本P37表2-1的相应数据分析) 由于N≡N、O=O、F-F的键能依次减小，共价键越来越容易断裂。 同时N-H、O-H、F-H键键能依次增大，新键形成后很稳定。故N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强。 键 N≡N O=O F-F N-H O-H F-H 键能（kJ/mol） 946 497.3 157 390.8 462.8 568 【思考与讨论】 P38 二、键长 1、概念： 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。 形成共价键的两个原子之间的核间距。 键长是衡量共价稳定性的另一个参数（键能）。 从以下数据中可以得到什么结论： ① 通常,键长越短，键能越大（F2不适合）,共价键越稳定。 ② 相同的成键原子：单键键长 > 双键键长 >叁键键长 H-F H-Cl H-Br H-I 键长（pm） 92 128 141 161 键能（kJ/mol） 567 431 366 298 C-C C=C C≡ C Cl-Cl F-F 154 134 120 198 141 347 598 820 242.7 157 F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？ 想一想 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm F-F 157 141 Cl-Cl 242.7 198 Br-Br 193.7 228 I-I 152.7 267 F原子半径很小，因此F-F键的键长短，所以两个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,化学性质很活泼。 (1)在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长(　　) (2)双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定(　　) (3)键长：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C(　　) (4)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关(　　) × × √ 正误判断 √ 大本P29 由于C-H和C-Cl 的键长不相等，可见键长可以判断分子的空间结构 1.乙烯、乙炔为什么比乙烷活泼？ 虽然键长C≡C＜C=C＜C－C，键能C≡C＞C=C＞C－C，但乙烯、乙炔在发生加成反应时，只有π键断裂(π键的键能一般小于σ键的键能)，即共价键部分断裂。 思考与讨论 2.解释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。 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 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得. 多原子分子中的键角一定,表明共价键具有方向性 键角、键长决定分子的空间构型。 (1)水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°(　　) (2)多原子分子的键角是一定的，表明共价键具有方向性(　　) (3)CH4和CH3Cl分子的空间结构都是正四面体(　　) √ × 正误判断大本P31 × 问题：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？ 提示　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′。 键能 键长 共价键的稳定性 键角 分子的空间结构 决定分子的性质 键参数 决定 决定 总结 1.可以反映共价键强弱的物理量是(　 　) A.键能 B.键能、键长 C.键能、键长、键角 D.键长、键角 2.从键长的角度判断,下列共价键中最稳定的是(　　) A.H—F B.N—H C.C—H D.S—H 【课堂练习】 B A 3.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是(　　) A.键角是描述分子空间结构的重要参数 B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C.键能越大,键长越大,共价化合物越稳定 D.键角的大小与键长、键能的大小无关 C $$