苏教版高中化学选择性必修2专题3微粒间作用力与物质性质3.3.2共价键键能与化学反应的反应热共价晶体课件（17张）
文档属性
| 名称 | 苏教版高中化学选择性必修2专题3微粒间作用力与物质性质3.3.2共价键键能与化学反应的反应热共价晶体课件（17张） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 480.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-08-09 08:17:20 | ||
图片预览
文档简介
(共17张PPT)
专题3 微粒间作用力与物质性质
第三单元 共价键 共价晶体
共价键的键能 共价晶体
1．认识键能、键长等参数的概念。
2．能分析共价键的键能与化学反应中能量变化的关系。
3．借助金刚石、二氧化硅等模型认识共价晶体的结构特点及物理性质。
4．能根据共价晶体的微观结构预测其性质。
学习目标
复习回顾
1.气态原子形成1molH2要释放出436 kJ的能量；如果要使1 mol H2分解为2 mol 气态H原子，则要_______436kJ的能量。
2.用热化学方程式表示则两个过程：
吸收
H2(g) = 2H(g) ΔH=436kJ·mol-1
2H(g) = H2(g) ΔH=-436kJ·mol-1
断开共价键吸收能量，形成共价键放出能量。
原子之间形成的共价键的强度可以用键能来描述。
把在101 kPa、298 K条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，称为AB间共价键的键能。
原子轨道重叠的程度越大，共价键的键能越大，两原子核间的平均间距——键长越短。
交流讨论
(1)比较HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性。
键能：H-F>HCl>H-Br>H-I，逐渐减小。
(2)N2常温下很稳定，原因是什么？
N≡N的键能很大
(3)比较C-C、C=C、C≡C的键能，解释乙烯、乙炔中的双键和三键容易断裂。
CH2=CH2中C=C键的键能（615 kJ·mol-1）小于C2H6中C-C键的键能（348 kJ·mol-1）的两倍，CH≡CH中C≡C键的键能（812 kJ·mol-1）小于C-C键的键能的3倍，也小于C-C键、C=C键的键能之和，表明乙烯、乙炔分子中的π键不如σ键牢固，比较容易断裂。
(4)比较H-O、H-C、H-N的键长，指出键长与主要与什么因素有关？
同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。
(5)C-C、C=C、C≡C的键长逐渐减小的原因是什么？
由于原子轨道的重叠程度增大，原子之间的核间距减小，即键长变短。
化学反应的实质是旧的化学键断裂和新的化学键形成。
一个化学反应是否吸热或放热取决于旧化学键断裂所吸收的总能量与新化学键形成了所放出的总能量的差值。
用键能计算反应热 H：
H =反应物的总键能-生成物的总键能
学以致用
根据表3-4中的数据，计算下列化学反应中的能量变化 H。
（1）N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
（2）2H2(g) + O2(g) === 2H2O(g)
（1） H=[E(N≡N)+3×E(H-H)]-6×E(N-H)
=(946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1)-6×391kJ·mol-1
=-92kJ·mol-1
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H=-92kJ·mol-1
（2） H=[2×E(H-H)+E(O=O)]-4×E(O-H)
=(2×436kJ·mol-1+498kJ·mol-1)-4×463kJ·mol-1
=-482kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) H=-282kJ·mol-1
交流讨论
观察金刚石晶体的结构示意图，归纳金刚石晶体的结构有什么特点。
晶体中所有原子通过共价键结合，形成空间网状结构，这样的晶体叫做共价晶体。
共价晶体一般具有很高的熔、沸点和很大的硬度。
常见的共价晶体
(1)某些单质，如：金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体Ge等。
(2)某些化合物，如：金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅（Si3N4）等。
课堂探究
晶体硅（Si）和金刚砂（SiC）都是与金刚石相似的共价晶体，请根据表3-5中的数据，分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。
结构相似的共价晶体，共价键的键长越长，键能越小，晶体的熔、沸点越低，硬度越小。
交流讨论
分析金刚石的晶体结构特点：
金刚石晶体的结构特点：
①在晶体中每个碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构。
②晶体中C—C—C夹角为109.5°。
③最小环上有6个碳原子。
④金刚石晶胞中共有8个碳原子，配位数为4。
分析二氧化硅的晶体结构特点：
二氧化硅的晶体结构特点：
①在晶体中每个硅原子与4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合，形成正四面体结构。
②硅原子位于正四面体的中心，氧原子位于正四面体的顶点。
③SiO2晶体中硅原子与氧原子的个数比为1:2。
课堂检测
1．下列关于共价键的说法正确的是（ ）
A．键能是衡量化学键强度的物理量
B．键长是指形成共价键的两个原子之间的间距
C．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大
D．单键一般比双键的键能更大
答案：C
解析：键能是用来衡量共价键强度的物理量，A错；键长是指形成共价键的两个原子间的平均间距，B错；原子轨道重叠程度越大，键能越大，键长越短，C正确；双键的键能比单键的键能大，D错。故选C。
2．根据下表中所列的键能数据，判断下列分子中最不稳定的是( )
化学键 H—H H—Cl H—Br Br—Br
键能/kJ·mol－1 436 431 366 193
A．HCl B．HBr C．H2 D．Br2
答案：D
3．已知N2＋O2 = 2NO为吸热反应，ΔH＝180 kJ·mol－1，其中N≡N、O=O键的键能分别为 946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，则氮氧原子之间的键能为( )
A．1264 kJ·mol－1 B．632 kJ·mol－1
C．316 kJ·mol－1 D．1624 kJ·mol－1
答案：B
4．有关共价晶体的叙述，错误的是( )
A．共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则
B．共价晶体中不存在独立的分子
C．共价晶体的熔点和硬度较高
D．共价晶体熔化时不破坏化学键
答案：D
解析：A项，由于共价键有方向性，因此原子在形成共价晶体时不遵循紧密堆积原则，正确；B项，共价晶体由原子通过共价键构成，所以不存在分子，正确；C项，共价晶体的熔、沸点都较高，硬度较大，正确；D项，共价晶体熔化时要克服共价键。错误。故选D。
5．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大，熔点高，化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应制得。
（1）氮化硅属于_______晶体。
（2）已知氮化硅晶体结构中，原子间都以共价键相连，且N原子与N原子之间，Si原子与Si原子之间不直接相连，同时每个原子都满足8电子结构，请写出氮化硅的化学式___________。
答案：共价 Si3N4
专题3 微粒间作用力与物质性质
第三单元 共价键 共价晶体
共价键的键能 共价晶体
1．认识键能、键长等参数的概念。
2．能分析共价键的键能与化学反应中能量变化的关系。
3．借助金刚石、二氧化硅等模型认识共价晶体的结构特点及物理性质。
4．能根据共价晶体的微观结构预测其性质。
学习目标
复习回顾
1.气态原子形成1molH2要释放出436 kJ的能量；如果要使1 mol H2分解为2 mol 气态H原子，则要_______436kJ的能量。
2.用热化学方程式表示则两个过程：
吸收
H2(g) = 2H(g) ΔH=436kJ·mol-1
2H(g) = H2(g) ΔH=-436kJ·mol-1
断开共价键吸收能量，形成共价键放出能量。
原子之间形成的共价键的强度可以用键能来描述。
把在101 kPa、298 K条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，称为AB间共价键的键能。
原子轨道重叠的程度越大，共价键的键能越大，两原子核间的平均间距——键长越短。
交流讨论
(1)比较HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性。
键能：H-F>HCl>H-Br>H-I，逐渐减小。
(2)N2常温下很稳定，原因是什么？
N≡N的键能很大
(3)比较C-C、C=C、C≡C的键能，解释乙烯、乙炔中的双键和三键容易断裂。
CH2=CH2中C=C键的键能（615 kJ·mol-1）小于C2H6中C-C键的键能（348 kJ·mol-1）的两倍，CH≡CH中C≡C键的键能（812 kJ·mol-1）小于C-C键的键能的3倍，也小于C-C键、C=C键的键能之和，表明乙烯、乙炔分子中的π键不如σ键牢固，比较容易断裂。
(4)比较H-O、H-C、H-N的键长，指出键长与主要与什么因素有关？
同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。
(5)C-C、C=C、C≡C的键长逐渐减小的原因是什么？
由于原子轨道的重叠程度增大，原子之间的核间距减小，即键长变短。
化学反应的实质是旧的化学键断裂和新的化学键形成。
一个化学反应是否吸热或放热取决于旧化学键断裂所吸收的总能量与新化学键形成了所放出的总能量的差值。
用键能计算反应热 H：
H =反应物的总键能-生成物的总键能
学以致用
根据表3-4中的数据，计算下列化学反应中的能量变化 H。
（1）N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
（2）2H2(g) + O2(g) === 2H2O(g)
（1） H=[E(N≡N)+3×E(H-H)]-6×E(N-H)
=(946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1)-6×391kJ·mol-1
=-92kJ·mol-1
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H=-92kJ·mol-1
（2） H=[2×E(H-H)+E(O=O)]-4×E(O-H)
=(2×436kJ·mol-1+498kJ·mol-1)-4×463kJ·mol-1
=-482kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) H=-282kJ·mol-1
交流讨论
观察金刚石晶体的结构示意图，归纳金刚石晶体的结构有什么特点。
晶体中所有原子通过共价键结合，形成空间网状结构，这样的晶体叫做共价晶体。
共价晶体一般具有很高的熔、沸点和很大的硬度。
常见的共价晶体
(1)某些单质，如：金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体Ge等。
(2)某些化合物，如：金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅（Si3N4）等。
课堂探究
晶体硅（Si）和金刚砂（SiC）都是与金刚石相似的共价晶体，请根据表3-5中的数据，分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。
结构相似的共价晶体，共价键的键长越长，键能越小，晶体的熔、沸点越低，硬度越小。
交流讨论
分析金刚石的晶体结构特点：
金刚石晶体的结构特点：
①在晶体中每个碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构。
②晶体中C—C—C夹角为109.5°。
③最小环上有6个碳原子。
④金刚石晶胞中共有8个碳原子，配位数为4。
分析二氧化硅的晶体结构特点：
二氧化硅的晶体结构特点：
①在晶体中每个硅原子与4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合，形成正四面体结构。
②硅原子位于正四面体的中心，氧原子位于正四面体的顶点。
③SiO2晶体中硅原子与氧原子的个数比为1:2。
课堂检测
1．下列关于共价键的说法正确的是（ ）
A．键能是衡量化学键强度的物理量
B．键长是指形成共价键的两个原子之间的间距
C．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大
D．单键一般比双键的键能更大
答案：C
解析：键能是用来衡量共价键强度的物理量，A错；键长是指形成共价键的两个原子间的平均间距，B错；原子轨道重叠程度越大，键能越大，键长越短，C正确；双键的键能比单键的键能大，D错。故选C。
2．根据下表中所列的键能数据，判断下列分子中最不稳定的是( )
化学键 H—H H—Cl H—Br Br—Br
键能/kJ·mol－1 436 431 366 193
A．HCl B．HBr C．H2 D．Br2
答案：D
3．已知N2＋O2 = 2NO为吸热反应，ΔH＝180 kJ·mol－1，其中N≡N、O=O键的键能分别为 946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，则氮氧原子之间的键能为( )
A．1264 kJ·mol－1 B．632 kJ·mol－1
C．316 kJ·mol－1 D．1624 kJ·mol－1
答案：B
4．有关共价晶体的叙述，错误的是( )
A．共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则
B．共价晶体中不存在独立的分子
C．共价晶体的熔点和硬度较高
D．共价晶体熔化时不破坏化学键
答案：D
解析：A项，由于共价键有方向性，因此原子在形成共价晶体时不遵循紧密堆积原则，正确；B项，共价晶体由原子通过共价键构成，所以不存在分子，正确；C项，共价晶体的熔、沸点都较高，硬度较大，正确；D项，共价晶体熔化时要克服共价键。错误。故选D。
5．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大，熔点高，化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应制得。
（1）氮化硅属于_______晶体。
（2）已知氮化硅晶体结构中，原子间都以共价键相连，且N原子与N原子之间，Si原子与Si原子之间不直接相连，同时每个原子都满足8电子结构，请写出氮化硅的化学式___________。
答案：共价 Si3N4