2.1.2 键参数—键能、键长与键角 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一节 共价键　 第2课时 键参数——键能、键长与键角 人教版选择性必修2 榆次一中 李金虎 情境引入 1. HCl、HBr和HI中的化学键均为共价键，其稳定性存在一定的差异，那么，如何进行比较呢? 2. CO2和H2O都是三原子分子，CO2分子是直线形结构，而H2O分子是V形结构，这是什么原因呢？ 思考： 键参数——键能、键能、键角 学习目标 1.通过认识共价键的键能、键长和键角,从微观角度模型化解释分子的空间结构。 2.掌握用共价键的强弱解释物质稳定性的方法。 结合共价键的键长、键能和键角等数据,理解分子的性质与键参数的关系,培养证据推理与模型认知的核心素养。 重难点 阅读课本37-38页，回答一下问题 1，什么是键能？有哪些用途？其大小如何判断？ 2，什么是键长？其大小规律是？与键能有何关系？ 3，什么是键角？CH4、NH3、H2O、CO2键角各是多少？ 一、键能 1.概念：气态分子中 1 mol 化学键解离成气态原子所吸收的能量 单位：kJ•mol-1 测定条件：298.15K、100kPa 2.应用：①判断共价键的强弱 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2-1中的C—H键能是更多分子中的C—H键能的平均值。 ② 键能可以用于计算反应的热效应 键能越大，共价键越牢固，由此形成的分子越稳定 ΔH = 反应物的总键能 —— 生成物的总键能 （1）对于反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－184.9 kJ·mol－1 对于反应H2(g)＋Br2(g) =2HBr(g)　 ΔH＝－102.3 kJ·mol－1 通过计算 1 mol H2与 1 mol Cl2反应生成 2 mol HCl时，放出184.9 kJ 的热量；1 mol H2与 1 mol Br2(蒸气)反应生成 2 mol HBr时，放出 102.3 kJ 的热量。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。 N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，其原因是N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946 kJ·mol-1、497.3 kJ·mol-1、157 kJ·mol-1，键能越来越小，共价键越来越容易断裂。而N-H、O-H、F-H键的键能依次为390.8kJ·mol-1、462.8kJ·mol-1、568kJ·mol-1，键能越来越大，共价键越来越容易生成。 思考与讨论： 键 键能 键 键能 H－H 436.0 F－F 157 N－O 176 Cl－Cl 242.7 N＝O 607 Br－Br 193.7 O－O 142 I－I 152.7 O＝O 497.3 C－C 347.7 C－H 413.4 C=C 615 N－H 390.8 C≡C 812 O－H 462.8 C－O 351 H－F 568 C＝O 745 H－Cl 431.8 N－N 193 H－Br 366 N＝N 418 H－I 298.7 N≡N 946 思考：1、对比卤素单质的键能，与卤素氢化物的键能，你能发现什么规律？ 2、对于同种元素形成的单键、双键、三键的键能有何差异？ 3、双键键能不等于单键键能的两倍，说明了什么？ 从上到下，卤素原子半径越大，X-X键能越小（F除外); H-X键能越小 3.键能大小规律 同种元素:单键<双键<三键(键能) σ键 和 π键 键能不相等： C与C之间：σ键＞ π键 N与N之间：σ键< π键 二、键长 1.概念：键长是衡量共价键强弱的另一重要参数。 简单地说，键长是构成化学键的两个原子的核间距。 2.单位：pm（1 pm＝10-12 m） 思考： 请同学们观察下表，并找出键能数据中存在的规律?(从成键个数，成键原子的半径分析) 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 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 规律3：一般地，键长越短, 键能越大，共价键越牢固,由此形成的分子越稳定。 教学过程 思考：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。 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称为键角。 2.意义：键角可反映分子的立体构型，是描述分子立体结构的重要参数。多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。分子的许多性质都与键角有关。 3.常见分子的键角 CO2分子呈直线形 H2O分子呈V形 NH3分子呈三角锥形 注：键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。 4. 键能、键长、键角的关系 四、共价键强弱的判断 (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，共用电子对数越多，则共价键越牢固，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大。 (3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越大。 (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，形成的共价键越稳定。 下列叙述中正确的是(　　) A．两个原子间形成的共价键键能越大，键长越短，键越牢固 B．两个原子半径之和就是所形成的共价键键长 C．两个原子间键长越长，键越牢固 D．键的强度与键长无关 典例1． 【答案】A　 课堂练习 典例2． 【答案】C　 课堂练习 下列说法中正确的是(　　) A．分子的结构仅由键角决定 B．H2O分子可以表示为H—O—H，其键角为180° C．键角可以描述多原子分子的结构 D．CO2和SO2中的键角是相同的 典例3． 【答案】B　 课堂练习 下列说法正确的是(　　) A．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 B．元素周期表中第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素间不能形成共价键 C．NH3、H2O、CCl4和C2H2四种分子中共价键的键角最小的为NH3 D．H—O键的键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为926 kJ 课堂小结 $$