化学人教版（2019）选择性必修2 2.1.2键参数（共22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22张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-16 20:55:07 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第二章
分子结构与性质
第一节 共价键
课时2
一、键能
一、键能
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
意义：
键能越大，化学键越牢固，物质越稳定。
获得数据:
H
H
H-H(g)
H
H
H(g)
H(g)
+
H=+436.0 kJ mol-1
298.15 K、101 kPa条件下的标准值。
①实验测定，②盖斯定律计算。
【思考】甲烷分子中C-H键的键能一样大吗？
共价键
键能（kJ/mol）
CH4 → ·CH3 ＋H· 439.3
·CH3 → ·CH2＋H· 442
·CH2 → ·CH ＋H· 442
·CH → ·C· ＋H· 338.6
·
·
·
·
·
·
·
·
415
键能通常是一个平均值
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。
一、键能
键 键能 （kJ·mol－1） 键 键能
（kJ·mol－1）
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】你能发现什么规律呢？
键能规律：成键原子相同，
单键键能＜双键键能＜三键键能
碳碳键：σ键键能 ＞ π键键能
氮氮键：σ键键能 ＜ π键键能（特例：氮气中π键比σ键稳定）
【思考】碳碳双键键能不等于单键键能的两倍，碳碳叁键不等于碳碳单键的三倍，说明了什么？
【思考】氮氮双键键能不等于单键键能的两倍，氮氮叁键不等于氮氮单键的三倍，说明了什么？
一、键能
应用
①判断共价键的稳定性（键能越大，共价键越稳定）
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。
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）
【例1】 键能：H-F H-Cl H-Br H-I 稳定性：HF HCl HBr HI
＞
＞
＞
＞
＞
＞
③估算化学反应的反应热
ΔH=反应物的总键能﹣生成物的总键能
/ ΔH =（断-成）
同一化学键解离成气态原子所吸收的能量与气态原子结合形成化学键所释放的能量在数值上是相等的，故根据化学键的键能数据可计算化学反应的反应热 。
一、键能
④通过键能判断物质的反应活性。
如：已知N-N、N=N和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C-C、C=C、C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？
提示： 键能数据表明，N≡N的键能大于N-N键能的三倍，N=N的键能大于N-N键能的两倍；而C≡C的键能却小于C-C键能的三倍，C=C的键能小于C-C的键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。
应用
一、键能
二、键长
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=10-10cm）
键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
原子半径决定化学键的键长，一般原子半径越小，共价键的键长越短，键能越大，共价键越稳定
二、键长
键长
某些共价键的键能和键长 键 键能（kJ·mol-1） 键长pm 键 键能（kJ·mol-1） 键长pm
F-F 157 141 H-F 568 92
Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 431.8 127
Br-Br 193.7 228 H-Br 366 142
I-I 152.7 267 H-I 298.7 161
C-C 347.7 154 C≡C 812 120
C=C 615 133
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。
键长与键能的关系
键长越短，键能越大。
二、键长
某些共价键的键能和键长 键 键能（kJ·mol-1） 键长pm 键 键能（kJ·mol-1） 键长pm
F-F 157 141 H-F 568 92
Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 431.8 127
Br-Br 193.7 228 H-Br 366 142
I-I 152.7 267 H-I 298.7 161
C-C 347.7 154 C≡C 812 120
C=C 615 133
F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
原因：由于F原子半径太小，因此F-F的键长太短，而由于键长太短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离太小，排斥力大，因此键能比Cl-Cl键小。（物极必反）
二、键长
键长的应用
①判断共价键的稳定性
键长越短，键能越大，共价键越稳定。
②影响分子的空间结构
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。
二、键长
由计算结果可知：生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能量多。生成的HBr分子中H-Br的键能比HCl分子中H-Cl的键能小，说明H-Br比H-Cl容易断裂，所以HBr分子更容易发生热分解生成相应的单质。
(1)试利用表2-1数据进行计算，1molH2分别跟1molCl2、1molBr2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个反应放出的能量更多？如何用计算结果说明氯化氢和溴化氢哪个更容易发生热分解生成相应的单质？
二、键长
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
（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)
提示：从表2-1的数据可知，N-H、O-H与H-F的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。
N2、O2、F2的键能依次减小，说明了化学键的牢固度依次减弱。
C-H＜O-H ＜ F-H N-H反常
二、键长
(3)通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？
键长越短、键能越大，则化学键越稳定，分子的化学性质越不活泼。
反之键长越长、键能越小，则化学键越不稳定，分子的化学性质越活泼。
二、键长
观察上述分子构型并思考：为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是V形(角形)？
CO2
H2O
直线形
V形(角形)
三、键角
三、键角
— 键角决定分子的空间构型
概念：
在多原子分子中，两个相邻化学键之间的夹角。
180°
CO2 直线形
104.5°
H2O V形
107.3°
NH3三角锥形
109°28′
CH4正四面体
109°28′
意义：
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。
键角是描述分子结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关 。
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
三、键角
【思考】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？
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′。
三、键角
防晒霜的防晒原理
波长为 300 nm 的紫外光的光子所具有的能量约为 399 kJ mol-1，这一能量比蛋白质分子中重要的化学键C一C键、C-N 键和C—S 键的键能都大。因此，紫外光的能量足以使这些化学键断裂，从而破坏蛋白质分子。
防晒霜之所以能有效地减轻紫外光对人体的伤害，其原因之一是它的有效成分的分子中含有π键。这些分子中的π键的电子在吸收紫外光后被激发，从而能阻挡部分紫外光。
化学与生活
共价键稳定性强弱的判断方法
(1)根据原子半径和共用电子对数目判断：
成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。
(2)根据键能判断：
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)根据键长判断：
共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键所消耗的能量越多。
键能
键长
共价键的稳定性
一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。
键角
分子的空间结构
决定分子的性质
键参数
决定
决定
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
B
A
巩固练习
3.二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点：－80 ℃，沸点：137.1 ℃。下列对于二氯化二硫叙述正确的是（ ）
A.二氯化二硫的电子式为
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中S—Cl的键长大于S—S的键长
D.分子中S—Cl的键能小于S—S的键能
B
巩固练习
6、有关碳和硅的共价键键能如下表所示:
简要分析和解释下列有关事实。
(1)比较通常条件下，CH4和SiH4的稳定性强弱:__________________。
(2)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_________________________________________________________________。
(3)SiH4的稳定性小于CH4，硅更易生成氧化物，原因是 。
共价键 C-C C-H C-O Si-Si Si-H Si-O
348 413 351 226 318 452
CH4比SiH4稳定
C-C键和C-H键键能较大，所形成的烷烃较稳定，而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
C-H键的键能大于C-O键,C-H键比C-O键稳定,而Si—H的键能却远小于Si-O键,所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键
巩固练习
第二章
分子结构与性质
第一节 共价键
课时2
一、键能
一、键能
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
意义：
键能越大，化学键越牢固，物质越稳定。
获得数据:
H
H
H-H(g)
H
H
H(g)
H(g)
+
H=+436.0 kJ mol-1
298.15 K、101 kPa条件下的标准值。
①实验测定，②盖斯定律计算。
【思考】甲烷分子中C-H键的键能一样大吗？
共价键
键能（kJ/mol）
CH4 → ·CH3 ＋H· 439.3
·CH3 → ·CH2＋H· 442
·CH2 → ·CH ＋H· 442
·CH → ·C· ＋H· 338.6
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415
键能通常是一个平均值
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。
一、键能
键 键能 （kJ·mol－1） 键 键能
（kJ·mol－1）
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】你能发现什么规律呢？
键能规律：成键原子相同，
单键键能＜双键键能＜三键键能
碳碳键：σ键键能 ＞ π键键能
氮氮键：σ键键能 ＜ π键键能（特例：氮气中π键比σ键稳定）
【思考】碳碳双键键能不等于单键键能的两倍，碳碳叁键不等于碳碳单键的三倍，说明了什么？
【思考】氮氮双键键能不等于单键键能的两倍，氮氮叁键不等于氮氮单键的三倍，说明了什么？
一、键能
应用
①判断共价键的稳定性（键能越大，共价键越稳定）
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。
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）
【例1】 键能：H-F H-Cl H-Br H-I 稳定性：HF HCl HBr HI
＞
＞
＞
＞
＞
＞
③估算化学反应的反应热
ΔH=反应物的总键能﹣生成物的总键能
/ ΔH =（断-成）
同一化学键解离成气态原子所吸收的能量与气态原子结合形成化学键所释放的能量在数值上是相等的，故根据化学键的键能数据可计算化学反应的反应热 。
一、键能
④通过键能判断物质的反应活性。
如：已知N-N、N=N和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C-C、C=C、C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？
提示： 键能数据表明，N≡N的键能大于N-N键能的三倍，N=N的键能大于N-N键能的两倍；而C≡C的键能却小于C-C键能的三倍，C=C的键能小于C-C的键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。
应用
一、键能
二、键长
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=10-10cm）
键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
原子半径决定化学键的键长，一般原子半径越小，共价键的键长越短，键能越大，共价键越稳定
二、键长
键长
某些共价键的键能和键长 键 键能（kJ·mol-1） 键长pm 键 键能（kJ·mol-1） 键长pm
F-F 157 141 H-F 568 92
Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 431.8 127
Br-Br 193.7 228 H-Br 366 142
I-I 152.7 267 H-I 298.7 161
C-C 347.7 154 C≡C 812 120
C=C 615 133
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。
键长与键能的关系
键长越短，键能越大。
二、键长
某些共价键的键能和键长 键 键能（kJ·mol-1） 键长pm 键 键能（kJ·mol-1） 键长pm
F-F 157 141 H-F 568 92
Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 431.8 127
Br-Br 193.7 228 H-Br 366 142
I-I 152.7 267 H-I 298.7 161
C-C 347.7 154 C≡C 812 120
C=C 615 133
F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
原因：由于F原子半径太小，因此F-F的键长太短，而由于键长太短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离太小，排斥力大，因此键能比Cl-Cl键小。（物极必反）
二、键长
键长的应用
①判断共价键的稳定性
键长越短，键能越大，共价键越稳定。
②影响分子的空间结构
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。
二、键长
由计算结果可知：生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能量多。生成的HBr分子中H-Br的键能比HCl分子中H-Cl的键能小，说明H-Br比H-Cl容易断裂，所以HBr分子更容易发生热分解生成相应的单质。
(1)试利用表2-1数据进行计算，1molH2分别跟1molCl2、1molBr2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个反应放出的能量更多？如何用计算结果说明氯化氢和溴化氢哪个更容易发生热分解生成相应的单质？
二、键长
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
（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)
提示：从表2-1的数据可知，N-H、O-H与H-F的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。
N2、O2、F2的键能依次减小，说明了化学键的牢固度依次减弱。
C-H＜O-H ＜ F-H N-H反常
二、键长
(3)通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？
键长越短、键能越大，则化学键越稳定，分子的化学性质越不活泼。
反之键长越长、键能越小，则化学键越不稳定，分子的化学性质越活泼。
二、键长
观察上述分子构型并思考：为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是V形(角形)？
CO2
H2O
直线形
V形(角形)
三、键角
三、键角
— 键角决定分子的空间构型
概念：
在多原子分子中，两个相邻化学键之间的夹角。
180°
CO2 直线形
104.5°
H2O V形
107.3°
NH3三角锥形
109°28′
CH4正四面体
109°28′
意义：
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。
键角是描述分子结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关 。
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
三、键角
【思考】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？
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′。
三、键角
防晒霜的防晒原理
波长为 300 nm 的紫外光的光子所具有的能量约为 399 kJ mol-1，这一能量比蛋白质分子中重要的化学键C一C键、C-N 键和C—S 键的键能都大。因此，紫外光的能量足以使这些化学键断裂，从而破坏蛋白质分子。
防晒霜之所以能有效地减轻紫外光对人体的伤害，其原因之一是它的有效成分的分子中含有π键。这些分子中的π键的电子在吸收紫外光后被激发，从而能阻挡部分紫外光。
化学与生活
共价键稳定性强弱的判断方法
(1)根据原子半径和共用电子对数目判断：
成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。
(2)根据键能判断：
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)根据键长判断：
共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键所消耗的能量越多。
键能
键长
共价键的稳定性
一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。
键角
分子的空间结构
决定分子的性质
键参数
决定
决定
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
B
A
巩固练习
3.二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点：－80 ℃，沸点：137.1 ℃。下列对于二氯化二硫叙述正确的是（ ）
A.二氯化二硫的电子式为
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中S—Cl的键长大于S—S的键长
D.分子中S—Cl的键能小于S—S的键能
B
巩固练习
6、有关碳和硅的共价键键能如下表所示:
简要分析和解释下列有关事实。
(1)比较通常条件下，CH4和SiH4的稳定性强弱:__________________。
(2)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_________________________________________________________________。
(3)SiH4的稳定性小于CH4，硅更易生成氧化物，原因是 。
共价键 C-C C-H C-O Si-Si Si-H Si-O
348 413 351 226 318 452
CH4比SiH4稳定
C-C键和C-H键键能较大，所形成的烷烃较稳定，而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
C-H键的键能大于C-O键,C-H键比C-O键稳定,而Si—H的键能却远小于Si-O键,所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键
巩固练习