人教版高中化学选择性必修2第二章分子结构与性质第一节第2课时键参数——键能、键长与键角学案

第2课时　键参数———键能、键长与键角 [课程标准]　1.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。　2.能根据共价键的结构特点说明简单分子的某些性质。 任务一　键能 碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/ (kJ·mol－1) 347 413 358 226 323 368 问题1：通常条件下，CH4和SiH4的稳定性谁强谁弱？ 问题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，原因是什么？ 问题3：SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是什么？ 提示：问题1：因为C—H键的键能大于Si—H键的键能，所以CH4比SiH4稳定。 问题2：C—C键和C—H键的键能比Si—Si键和Si—H键的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。 问题3：C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定，而Si—H键的键能却小于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。 1．键能的概念：气态分子中1__mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。它通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值，单位：kJ·mol－1。 2．键能的意义：表示共价键的强弱，键能越大，键越牢固。 1．正误判断，错误的说明原因。 (1)只有非金属元素原子之间才能形成共价键。 答案：错误，有些金属元素原子和非金属元素原子之间也能形成共价键。 (2)共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。 答案：正确。 (3)NH中4个N—H键的键能不同。 答案：错误，NH中4个N—H键的键能相同。 (4)C—C键的键能为347.7 kJ·mol－1，但C===C键的键能小于347.7×2 kJ·mol－1。 答案：正确。 (5)H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol－1，故HCl分解成1 mol H2和1 mol Cl2时，消耗的能量为863.6 kJ。 答案：错误，H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol－1，2 mol HCl分解成2 mol H和2 mol Cl时，消耗的能量为863.6 kJ，2 mol H和2 mol Cl结合成1 mol H2和1 mol Cl2时，还要释放能量。 2．某些化学键的键能(kJ·mol－1)如表所示： 化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I 键能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7 (1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量_____ kJ。 (2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是_____(填字母)。 a．Cl2＞Br2＞I2　　　　 b．I2＞Br2＞Cl2 c．Br2＞I2＞Cl2 预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热_____(填“多”或“少”)。 答案：(1)184.9　(2)a　多 解析：(1)根据键能数据可得，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝436 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－431.8 kJ·mol－1×2＝－184.9 kJ·mol－1，1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl，故放出的热量为184.9 kJ。(2)由表中数据计算知1 mol H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物越稳定，放出热量越多。因稳定性：HF＞HCl，故1 mol H2在F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。 归纳总结 键能的应用 1．判断分子的稳定性 一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越稳定。 2．利用键能计算反应热 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。　　 任务二　键长和键角 问题1：根据下表中的HCl、HBr和HI的键长、键能的数据和热分解温度，考察它们之间的相关性。通过这个例子说明分子的结构如何影响分子的化学性质？ 键 键长/pm 键能/(kJ·mol－1) HX的热分解温度/℃ H—Cl 127.4 431.8 1 000 H—Br 141.4 366 600 H—I 160.9 298.7 300 提示：数据表明：共价键的键长越短，键能越大，该共价键越稳定，含该键的分子越稳定，越不容 ... ...