2.1.2 键参数——键能、键长与键角-【精讲课】2024-2025学年高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修2）

第2课时 键参数——键能、键长与键角 第二章　分子结构与性质 第一节　共价键 四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组 1.通过阅读教材，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。 核心素养学习目标 共价键有哪些键参数？这些参数与分子的稳定性是否有关？分子空间结构是否有关？ 创设情境 1919年，欧文·朗缪尔首次使用“共价”来描述原子间的成键过程。 美国的 Lewis，1916年提出共价键理论。 德国化学家海特勒和伦敦等提出后由鲍林等人发展的现代价键理论。 首先在补铁剂的大情境下，引出检验补铁剂中铁元素价态存在形式的任务 3 任务一 键能 【概念学习】阅读教材P37，并回答下列问题。 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，单位是kJ·mol－1。 【问题2】键能是什么？ 【问题1】如何定量衡量共价键强弱？ 键能、键长均是定量衡量共价键强弱的参数 键能越大 吸收的能量越多 共价键越牢固 任务一 键能 【易错提醒】 通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa条件下的标准值，可通过实验测定，更多的 却是推算获得的，键能数据是平均值。 共价键 键能（kJ·mol-1） H-CH3 → · CH3 ＋H· 439.3 H-CH2 → CH2 ＋H· 442.0 H-CH → CH ＋H· 442.0 H-C → C· ＋ H· 338.6 · · · · · · · · · · · · · · 断开CH4中的4个C-H ，所需能量并不相等，因此，CH4中C-H键的键能是平均值。 【数据分析】结合上表，试计算C-H 键键能平均值。 = 415.5 kJ·mol-1 任务一 键能 【交流探讨】试探讨键能在化学学习中的运用有哪些？ 定量衡量共价键强弱 判断分子的稳定性 利用键能估算化学反应热效应 键能越大，气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量越多，共价键越牢固。 一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越稳定。 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 键能 【典例剖析】结合某些共价键的键能数据，并填空： (1)成键原子相同而共价键数目不同时，键能强弱规律：________________________________。 (2)判断HF、HCl、HBr、HI的热稳定性强弱：______________________________； 其中______________更容易发生热分解生成相应的单质。 (3)若形成1 mol H—Cl释放的能量是______________kJ。 教材P37表2-1某些共价键的键能 键 键能（kJ·mol-1） N-O 176.0 N=O 607.0 O-O 142.0 O=O 497.3 C-C 347.7 C=C 615.0 C≡C 812.0 键 键能（kJ·mol-1） H-F 568.0 H-Cl 431.8 H-Br 366.0 H-I 298.7 单键键能＜双键键能＜三键键能。 HF>HCl>HBr>HI HI 431.8 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 键能 【评价训练1】正误判断 (1)N—H的键能是很多分子中的N—H的键能的平均值( ) (2)O—H的键能是指在298.15 K、101 kPa下，气态分子中1 mol O—H解离成气态原子所吸收的能量( ) (3)C==C的键能等于C—C的键能的2倍( ) (4)σ键一定比π键牢固( ) √ √ × × 小于 不一定 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 键能 【评价训练2】某些化学键的键能(kJ·mol－1)如表所示： 化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I 键能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7 (1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量_________kJ。 184.9 (2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是___(填字母)。 a.Cl2＞Br2＞I2 b.I2＞Br2＞Cl2 c.Br2＞I2＞Cl2 预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热____(填“多”或“少”)。 a 多 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 键长 【思考交流】什么是键长？ 构成化学键的两个原子的核间距。 单位：pm (1 pm = 10-12 m) 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。 【后续追问】原子存在振动现象，测量键长过程中需要注意什么？ 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 键长 【资料卡片】键长数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得。 键长越短 键能越大 共价键越稳定 键长是定量衡量共价键强弱的另一个参数 键长越短 键能越大 共价键越稳定 【归纳总结】 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 键长 【典例剖析1】为什么CH4分子的空间结构是正四面体形，而CH3Cl只是四面体形而不是正四面体形？ C—H和C—Cl的键长不相等。 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 键长 卤素 原子半径/pm 键 键长/pm 键 键长/pm 键 键长/pm F 71 F—F 141 H—F 92 C—C 154 Cl 99 Cl—Cl 198 H—Cl 127 C==C 133 Br 114 Br—Br 228 H—Br 142 C≡C 120 I 133 I—I 267 H—I 161     【典例剖析2】下表为卤素原子半径及某些共价键的键长数据。 (1)根据数据讨论对于同种类型的共价键，成键原子的半径与键长的关系。 (2)根据数据讨论成键原子相同的共价键的键长与共价键数目的关系。 成键原子半径越小，键长越短 单键键长＞ 双键键长＞ 三键键长 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 键长 【评价训练1】 下列说法正确的是（ ） A.在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长 B.键长：N—H>P—H C.H—Cl的键能为431.8 kJ·mol－1，H—Br的键能为366 kJ·mol－1，这可以说明 HCl比HBr分子稳定 D.键能越大，表示该分子越容易受热分解 C 键能越大，越不易分解 键能越大，含有该键的物质越稳定 半径越大，键长越长，原子半径：P>N 核间距 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 知识图谱 共价键稳定性强弱的判断方法 根据原子半径和共用电子对数目判断 根据键长判断 根据键能判断 原子半径越小 共用电子对数越多 共价键越牢固 分子越稳定 键能越大 共价键越牢固 共价键越牢固 键长越短 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务三 键角 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。 105° H2O V形（角形） 107° NH3 三角锥形 180° CO2 直线形 【拓展延伸】键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得 【概念学习】阅读教材p38，回答什么是键角？ 【探讨交流】观察下列模型，试分析不同分子的键角。 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务三 键角 【温故知新】在多原子分子中，键角是一定的，键角与形成分子的共价键有何联系？ (2)分子的许多性质都与键角有关。 (1)描述分子空间结构，键长和键角决定分子的空间结构。 【思考交流】键角有何应用？ 共价键具有方向性 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务三 键角 分子的空间结构 键角 实例 正四面体形 CH4、CCl4 平面形 苯、乙烯、BF3等 三角锥形 NH3 V形(角形) H2O 直线形 CO2、CS2、CH≡CH 【典例剖析】试根据空间结构填写下列分子的键角。 180° 105° 107° 120° 109°28′ 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务三 键角 下列说法正确的是（ ） A.分子的结构是由键角决定的 B.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 C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的键长、键角均相等 D.NH3分子中两个N—H之间的键角为120° B 分子结构与化学键键参数有关，包括键长、键角等 半径不同，键长不等 107° 【评价训练】 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 知识图谱 共价键的键参数 键能 键长 键角 决定 决定 分子的稳定性 分子空间结构 决定 分子的性质 证据推理与模型认知 证据推理与模型认知 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 本课结束 今日作业 第2章 第一节 第2课时 课后作业训练 $$