化学人教版（2019）选择性必修2 2.1.2键参数（共16张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 2.1.2键参数（共16张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-23 16:48:16 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
第二章 分子的结构与性质
第一节 共价键
第2课时 键参数
1.理解键能、键长、键角等键参数的概念，能应用键参数一键能、键长、键角说明简单分子的结构和性质。
2.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。
3.了解等电子原理，能够判断简单的等电子体。
共价键的强弱用什么来衡量？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？
CH4
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
【思考交流】
1.键能
概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
单位：kJ mol-1
键能——衡量共价键的强弱
条件：通常是298.15K，100kPa条件下的标准值，可以通过实验测定。更多是推算的。
一、键参数——键能、键长、键角
平均值
一、键参数——键能、键长、键角
某些共价键的键能（kJ/mol）
键 键能 键 键能
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
思考与讨论：
碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系？
碳碳单键 ＜碳碳 双键 ＜ 碳碳三键（不存在倍数关系）
氮氮单键 ＜氮氮 双键 ＜ 氮氮三键（不存在倍数关系）
键能的判断：
键能的应用：
a.衡量共价键的强弱
b.估算化学反应的反应热
键能越大，共价键越稳定。
相同原子间的键能：
H=反应物键能总和―生成物键能总和
ΔH<0时,为放热反应;ΔH>0时,为吸热反应
拓展：一般情况下， σ键的键能比π键的大，但N2中σ键不如π键牢固。
N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？
化学键 N≡N O=O F－F
键 能
946kJ/mol
497.3kJ/mol
157kJ/mol
化学键 N－H O－H F－H
键 能
390.8kJ/mol
462.8kJ/mol
568kJ/mol
N2、O2、F2的键能依次减小，说明了化学键的牢固度依次减弱。
N-H、O-H、F-H的键能依次增大，说明了化学键的牢固度依次增强，所以 N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强
【思考讨论】
2.键长
一、键参数——键能、键长、键角
（1）定义：
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。
Cl2中Cl-Cl键长
（2）影响因素：
原子半径决定化学键的键长，一般而言，原子半径越小，共价键的键长越短。
一般而言：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定。（但F2例外 ）。
H－H Cl－Cl Br－Br
键长 74 198 228
键能 436.0 242.7 193.7
（3）共价键键长规律：
②成键原子相同时，键长：
单键键长＞双键键长＞三键键长
①同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大。
（4）键长的应用：
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分子的空间结构
键长是影响分子空间结构的因素之一。
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。
但是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键的键长短，但也是由于F—F的键长短，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,化学性质很活泼。
3.键角
一、键参数——键能、键长、键角
（1）概念：
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
CO2键角为180°是，一种直线形分子；H2O分子中的H—O—H键角是105°，是一种V形(或称角形)分子。多原子分子中的键角一定，表明共价键具有方向性。
注意：键长、键角的测定：通过晶体的x射线衍射实验获得
分子的空间结构 键角 实例
正四面体形 _________
平面形 _____
三角锥形
V形(角形) _____
直线形 _____
109°28′
120°
105°
180°
一些典型分子的键角
107°
CH4、CCl4
苯、乙烯、BF3等
NH3
PH3
PCl3
H2O
H2S
SO2
CO2、CS2、CH≡CH
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,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。
特别提醒：由分子构成的物质,其熔、沸点与共价键的键能和键长无关,而分子的稳定性由键长和键能大小决定。
1.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( )
√
√
√
×
×
2.
193 946 197 489
从能量角度看，氮以 、而白磷以 （结构式可表示为 ）形式存在的原因是：______________
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 形式存在，而白磷以P4形式存在。
解析：对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－2×431.8 kJ·mol－1＝－184.9 kJ·mol－1。
对于反应H2(g)＋Br2(g) ===2HBr(g)
ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋193.7 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1。
3.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？
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。
第二章 分子的结构与性质
第一节 共价键
第2课时 键参数
1.理解键能、键长、键角等键参数的概念，能应用键参数一键能、键长、键角说明简单分子的结构和性质。
2.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。
3.了解等电子原理，能够判断简单的等电子体。
共价键的强弱用什么来衡量？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？
CH4
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
【思考交流】
1.键能
概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
单位：kJ mol-1
键能——衡量共价键的强弱
条件：通常是298.15K，100kPa条件下的标准值，可以通过实验测定。更多是推算的。
一、键参数——键能、键长、键角
平均值
一、键参数——键能、键长、键角
某些共价键的键能（kJ/mol）
键 键能 键 键能
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
思考与讨论：
碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系？
碳碳单键 ＜碳碳 双键 ＜ 碳碳三键（不存在倍数关系）
氮氮单键 ＜氮氮 双键 ＜ 氮氮三键（不存在倍数关系）
键能的判断：
键能的应用：
a.衡量共价键的强弱
b.估算化学反应的反应热
键能越大，共价键越稳定。
相同原子间的键能：
H=反应物键能总和―生成物键能总和
ΔH<0时,为放热反应;ΔH>0时,为吸热反应
拓展：一般情况下， σ键的键能比π键的大，但N2中σ键不如π键牢固。
N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？
化学键 N≡N O=O F－F
键 能
946kJ/mol
497.3kJ/mol
157kJ/mol
化学键 N－H O－H F－H
键 能
390.8kJ/mol
462.8kJ/mol
568kJ/mol
N2、O2、F2的键能依次减小，说明了化学键的牢固度依次减弱。
N-H、O-H、F-H的键能依次增大，说明了化学键的牢固度依次增强，所以 N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强
【思考讨论】
2.键长
一、键参数——键能、键长、键角
（1）定义：
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。
Cl2中Cl-Cl键长
（2）影响因素：
原子半径决定化学键的键长，一般而言，原子半径越小，共价键的键长越短。
一般而言：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定。（但F2例外 ）。
H－H Cl－Cl Br－Br
键长 74 198 228
键能 436.0 242.7 193.7
（3）共价键键长规律：
②成键原子相同时，键长：
单键键长＞双键键长＞三键键长
①同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大。
（4）键长的应用：
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分子的空间结构
键长是影响分子空间结构的因素之一。
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。
但是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键的键长短，但也是由于F—F的键长短，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,化学性质很活泼。
3.键角
一、键参数——键能、键长、键角
（1）概念：
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
CO2键角为180°是，一种直线形分子；H2O分子中的H—O—H键角是105°，是一种V形(或称角形)分子。多原子分子中的键角一定，表明共价键具有方向性。
注意：键长、键角的测定：通过晶体的x射线衍射实验获得
分子的空间结构 键角 实例
正四面体形 _________
平面形 _____
三角锥形
V形(角形) _____
直线形 _____
109°28′
120°
105°
180°
一些典型分子的键角
107°
CH4、CCl4
苯、乙烯、BF3等
NH3
PH3
PCl3
H2O
H2S
SO2
CO2、CS2、CH≡CH
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,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。
特别提醒：由分子构成的物质,其熔、沸点与共价键的键能和键长无关,而分子的稳定性由键长和键能大小决定。
1.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( )
√
√
√
×
×
2.
193 946 197 489
从能量角度看，氮以 、而白磷以 （结构式可表示为 ）形式存在的原因是：______________
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 形式存在，而白磷以P4形式存在。
解析：对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－2×431.8 kJ·mol－1＝－184.9 kJ·mol－1。
对于反应H2(g)＋Br2(g) ===2HBr(g)
ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋193.7 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1。
3.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？
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。