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第二课时键参数——键能、键长与键角

素养目标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.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.掌握用共价键的强弱解释物质稳定性的方法。

知识铺垫必备知识正误判断1.甲烷分子为正四面体结构,键角是109°28。2.F、Cl、Br、I原子半径逐渐增大,F2、Cl2、Br2、I2与氢气反应越来越难,HF、HI、HBr、HI的稳定性逐渐减弱。

知识铺垫必备知识正误判断1.键参数——键能、键长与键角(1)键能。键能是气态分子中断裂1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能可用于估算化学反应的热效应,如H—H键、F—F键、H—F键的键能分别为436kJ·mol-1、157kJ·mol-1、568kJ·mol-1,则H2与F2反应是放热反应(填“放热”或“吸热”)。?(2)键长。键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距。化学键的键长与键能是相关的。例如,C—C键、C=C键、C≡C键的键长分别为154pm、133pm、120pm,键长越来越小,它们的键能分别为347.7kJ·mol-1、615kJ·mol-1和812kJ·mol-1,越来越大。

知识铺垫必备知识正误判断(3)键角。键角是指在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角。如CO2的结构式为,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。键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得。

知识铺垫必备知识正误判断2.键参数的应用(1)分子的热稳定性。参照教材37页表2-1中的键能数据。计算1molH2分别与1molCl2、1molBr2(蒸气)反应生成2molHCl和2molHBr时,分别放出(填“放出”或“吸收”)184.9kJ和放出(填“放出”或“吸收”)102.3kJ的热量。则2molHBr分解需要吸收的能量比2molHCl低(填“高”或“低”),故HBr更易分解。(2)反应能力比较。N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,其原因是N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946kJ·mol-1、497.3kJ·mol-1、157kJ·mol-1,键能越来越小,共价键越来越容易断裂。(3)键长越小,键能越大,分子的化学性质越不活泼(填“越活泼”或“越不活泼”)。

知识铺垫必备知识正误判断【微思考】根据元素周期律可知,NH3的稳定性强于PH3,你能利用键参数进行解释吗?提示:N原子的半径比P原子的半径小,故键长N—H键比P—H键小,则N—H键的键能比P—H键的键能大,N—H键更难被破坏,NH3更难分解。

知识铺垫必备知识正误判断1.键角是描述分子空间结构的重要参数。()2.键长是成键两原子半径的和。()3.C=C键的键能等于C—C键键能的2倍。()4.键长越小,键能一定越大,分子就一定越稳定。()5.因为O—H键的键能小于H—F键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力依次减弱。()答案:1.√2.×3.×4.×5.×

探究素养脉络随堂检测键参数的应用问题探究根据下图所示回答相关问题。

探究素养脉络随堂检测(1)根据上图判断H2与Cl2反应生成HCl是放热反应还是吸热反应?如何利用键能计算反应的反应热ΔH?提示:反应中断裂旧键吸收436.0kJ+242.7kJ=678.7kJ热量,形成新键放出431.8kJ·mol-1×2mol=863.6kJ热量,放热值大于吸热值,故该反应是放热反应。ΔH=反应物总键能-生成物总键能(2)根据元素周期律可知,HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强,请利用键参数加以解释。提示:键长H—FH—ClH—BrH—I;键能H—FH—ClH—BrH—I,故HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强。

探究素养脉络随堂检测(3)一般来说,键长越短,键能越大。但F—F键键长(141pm)比Cl—Cl键键长(198pm)小,而F—F键键能(157kJ·mol-1)却比Cl—Cl键键能(242.7kJ·mol-1)小,为什么?提示:氟原子的半径小导致F—F键键长小,由于键长小,两个氟原子形成共价键时,原子核之间的距离较小,两原子核之间排斥力较大,导致F—F键键能不大,F2的稳定性较差,容易与其他物质发生反应。

探究素养脉络随堂检测深化拓展1.共价键键参数的应用(1)键能的应用。①表示共价键的强弱。键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定。②判断分子的稳定性。结构相似