2.1 第二课时 键参数 课件-2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修2

最适合真实课堂教学的课件！ 简洁、启智！ 1.7.2013 ‹#› 第一节 共价键　 第2课时 键参数——键能、键长与键角 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。 卤化氢 HCl HBr HI 比例 模型 我们发现即使HCl、HBr和HI中的化学键均为共价键，其各自的稳定性仍然存在一定的差异 键参数 键能、键长和键角 结合必修化学知识的学习，你认为HCl、 HBr、 HI三种卤化氢哪种物质最稳定？为什么？ 在1000℃分解的百分数/% 0.0014 0.5 33 键参数——键能 【自主学习】教材P37第1-2段，回答下列问题： 共价键的强弱和键能是什么关系？共价键的强弱与原子轨道重叠程度是什么关系？ 2. 键能的大小与物质的稳定性是什么关系？ 3. 什么是键能？键能的单位是什么？ 4. 获得键能的方法有哪些？测定键能的外界条件是什么？ 键能越大，化学键越稳定，形成的物质越稳定 共价键的强弱可以用键能来衡量。 气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量叫键能 键能的单位为kJ·mol-1。 实验测定法、 利用盖斯定律进行计算 原子轨道重叠程度越大，共价键的强度越大，共价键越稳定。 条件：298.15K(开尔文，即25℃)、101kPa条件下的标准值 键 键能（kJ/mol） H－F 568 H－Cl 431.8 H－Br 366 H－I 298.7 卤化氢 HCl HBr HI 比例 模型 在1000℃分解的百分数/% 0.0014 0.5 33 利用键能解释卤化氢的稳定性：HCl> HBr> HI 键能越大，化学键越牢固，破坏化学键需要的能量越多。所以键能越大，物质越稳定。 键能规律 1. 同种元素的原子形成共价键，单键键能、双键键能和三键键能是什么关系？ 碳碳键：σ键键能 ＞ π键键能 2. 碳碳双键键能小于碳碳单键键能的两倍，碳碳三键键能小于碳碳单键键能的三倍，说明了什么？ 键 键能（kJ/mol） C-C 347.7 C=C 615 C≡C 812 单键键能＜双键键能＜三键键能 成键原子相同 同种元素原子形成的共价键键能： 单键<双键<叁键 键 键能（kJ/mol） N-N 193 N=N 418 N≡N 946 氮氮键：σ键键能 ＜ π键键能 【思考】氮氮双键键能大于氮氮单键键能的两倍，氮氮三键键能大于氮氮单键的三倍，说明了什么？ 键能规律 成键原子相同 同种元素形成共价键键能： 单键<双键<叁键 键能规律 键 键能（kJ/mol） F-F Cl-Cl 242.7 Br-Br 193.7 I-I 152.7 卤素单质键能有什么规律？ Cl-Cl键能 >Br-Br键能>I-I键能 （F-F键能反常） 157 卤素单质键能：Cl2＞Br2＞ I2，但是F2键能反常低，F的原子半径很小，核外电子集中在一个较小区域内，电子间的排斥作用较剧烈，导致FF键容易断裂。导致能量升高。这一因素部分抵消了形成共价键时能量降低的结果。 9 【练习】判断下列说法是否正确 (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、101 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( ) √ √ √ × × 键能越大，共价键越 。 ①判断共价键的稳定性 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，则共价键越稳定。 键参数——键能 稳定 键能的应用： 【思考】：乙烯、乙炔为什么比乙烷活泼？ 虽然键能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(C≡C和C=C中π键的键能小于σ键的键能)，即共价键部分断裂。 键 键能（kJ/mol） C-C 347.7 C=C 615 C≡C 812 键能越大，共价键越 。 ①判断共价键的稳定性 键参数——键能 稳定 ②判断分子的稳定性 结构相似的分子中，键能越大，分子越 。 稳定 键能的应用： ＞ 【例1】 已知键能：H-F ＞ H-Cl ＞ H-Br ＞ H-I 则稳定性：HF HCl HBr HI ＞ ＞ ③计算反应热 ΔH = 反应物的总键能 - 生成物的总键能 利用教材表2-1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？ 键参数——键能 计算反应热：ΔH = 反应物的总键能 - 生成物的总键能。 对于反应H2(g)＋Cl2(g) == 2HCl(g)　 ΔH＝（436.0 ＋242.7 －2×431.8 ）kJ·mol－1＝－184.9 kJ·mol－1。 对于反应H2(g)＋Br2(g) == 2HBr(g)　 ΔH＝（436.0 ＋193.7 －2×366 ）kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1。 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？ 生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能量多，说明HCl比HBr更容易生成，则其逆反应——更难分解，故HCl更稳定，HBr更易分解。 同类型反应，放出的热量越多，越易反应，生成物越稳定，逆反应越难发生。 键参数——键能 键 键能（kJ/mol） N≡N 946 O=O 497.3 F-F 157 N-H 390.8 O-H 462.8 H-F 568 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？ 由于N≡N、O=O、F-F的键能越来越小，共价键越来越容易断裂，生成的N-H、O-H、F-H键的键能越来越大，共价键越来越容易生成，新键形成后很稳定，所以N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强。 键 键能（kJ/mol） H－F 568 H－Cl 431.8 H－Br 366 H－I 298.7 卤化氢 HCl HBr HI 比例 模型 在1000℃分解的百分数/% 0.0014 0.5 33 为什么卤化氢的键能由H-F至H-I 会越来越小？ 构成化学键的两个原子的核间距。 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。 单位: 皮米pm（1pm=10-12m） 键长 键参数——键长 【思考】 F-F键、 Cl-Cl键、 Br-Br键、 I-I键键长之间的关系。 键 键长/pm F-F 141 Cl-Cl 198 Br-Br 228 I-I 267 F-F键< Cl-Cl键< Br-Br键< I-I键 规律： 同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。 决定因素： 一般情况下，成键原子的原子半径越小，共价键的键长越短，原子半径越大，共价键的键长越长。 键参数——键长 【思考】 F-F键、 Cl-Cl键、 Br-Br键、I-I键，共价键稳定程度由大 到小顺序 。 F-F键> Cl-Cl键> Br-Br键>I-I键 【思考】 认真观察下表，说出键长与键能之间的关系。 键 键长/pm 键能/kJ·mol-1 F-F 141 Cl-Cl 198 242.7 Br-Br 228 193.7 I-I 267 152.7 157 规律： 一般情况下，键长越短， 键能越大，共价键越稳定，形成的分子越稳定。 F-F键的键长小于Cl-Cl键的键长，但F-F键的键能却小于Cl-Cl键的键能，为什么？ 由于F原子半径太小，因此F-F的键长太短，由于键长太短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离太小，原子核之间的电子排斥力更大，因此键能比Cl-Cl键小。 键 键长/pm 键能/kJ·mol-1 F-F 141 Cl-Cl 198 242.7 Br-Br 228 193.7 I-I 267 152.7 157 规律： 一般情况下，键长越短， 键能越大，共价键越稳定，形成的分子越稳定。 键 键长/pm 键能（kJ·mol-1） C-C 154 347.7 C=C 133 615 C≡C 120 812 【思考】 认真观察下表，你能得出什么规律？ 规律： 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 键长的应用 ①判断共价键的稳定性 键长越短，键能 ，共价键越 ，形成的分子越 。 键参数——键长 越大 稳定 稳定 ②影响分子的空间结构 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，为什么？ 原因是C-H和C-Cl 的键长不相等。 观察上述分子空间结构模型并思考：同样都是三原子分子，为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是V形？ CO2 H2O 直线形 V形 键参数——键角 定义： 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。 键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得 数据： CH4 正四面体 109°28′ CO2 直线型 180° H2O V形（角形） 105° 107.3° NH3三角锥形 键角的存在说明共价键有一定的方向性。 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 CH4 NH3 H2O CO2 苯 键角的应用 键能 键长 键角 分子的稳定性 决定 决定 分子的 空间结构 决定 分子的 性质 键参数总结 $