高中化學(xué)專題第3單元共價鍵原子晶體第2課時共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱原子晶體學(xué)案.docx

第2課時共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱原子晶體1.利用鍵能比較共價鍵的強弱及共價型分子的穩(wěn)定性。2.利用鍵能會計算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。(重點)3.知道金剛石、二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)特點。(難點)4.會比較原子晶體的熔、沸點高低及硬度大小。(重點)共 價 鍵 的 鍵 能 與 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 反 應(yīng) 熱基礎(chǔ)初探1.鍵能(1)定義：在101 kPa、298 K條件下，1 mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過程中所吸收的能量，稱為AB間共價鍵的鍵能。(2)影響因素：溫度和壓強。(3)與物質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)系鍵能越大共價鍵越牢固共價型分子越穩(wěn)定。2.鍵長(1)定義：兩原子間形成共價鍵時，原子核間的平均間距。(2)與共價鍵強弱的關(guān)系鍵長越短鍵能越大共價鍵越強。3.鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系E1、E2分別表示反應(yīng)物和生成物的鍵能HE1E2HCl、HBr、HI的鍵長、鍵能和穩(wěn)定性的大小順序如何？【提示】鍵長：HClHBrHI；鍵能：HClHBrHI；穩(wěn)定性：HClHBrHI。合作探究共價鍵的鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系探究1.鍵NNN=NNN鍵能/kJmol1159418946(1)由上表數(shù)據(jù)可知N2分子中，1個鍵和兩個鍵的鍵能各是多少？【提示】(1)鍵：159 kJmol1；2個鍵的鍵能分別為259 kJmol1和528 kJmol1。(2)NN、N=N和NN的鍵長大小順序如何？【提示】鍵長：NNN=NNN。2.已知鍵能：HH：436 kJ/mol、O=O：498 kJ/mol、HO：463 kJ/mol，則2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H為多少？【提示】H2436 kJ/mol498 kJ/mol22463 kJ/mol482 kJ/mol。核心突破1.鍵能的應(yīng)用(1)表示共價鍵的強弱鍵能的大小可定量地表示共價鍵的強弱程度。在相同溫度和壓強下，鍵能越大，斷開時需要吸收的能量越多，這個共價鍵就越牢固；反之，鍵能越小，斷開時需要吸收的能量就越少，這個化學(xué)鍵越不牢固。(2)判斷共價型分子或晶體的穩(wěn)定性在其他條件相同時，共價鍵鍵能越大，共價型分子或晶體的化學(xué)穩(wěn)定性就越強；共價鍵鍵能越小，共價型分子或晶體的化學(xué)穩(wěn)定性就越弱。(3)判斷物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化在物質(zhì)的化學(xué)變化中，舊化學(xué)鍵(反應(yīng)物中的化學(xué)鍵)的斷裂吸收能量，新化學(xué)鍵(生成物中的化學(xué)鍵)的形成放出能量，舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量之和(E吸)與新化學(xué)鍵形成放出的能量之和(E放)的相對大小決定著物質(zhì)化學(xué)變化過程中的放熱或吸熱。2.化學(xué)鍵的鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系(1)定性關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成?；瘜W(xué)鍵斷裂需要吸收能量，形成化學(xué)鍵要釋放出能量?；瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化由舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量與新化學(xué)鍵形成所釋放的總能量的相對大小來決定。如果化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量大于新化學(xué)鍵形成所釋放的總能量，該化學(xué)反應(yīng)通常為吸熱反應(yīng)；反之，該化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)定量關(guān)系H反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和。H0，為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)體系能量增加；H0，為放熱反應(yīng)，反應(yīng)體系能量降低。題組沖關(guān)題組鍵能的應(yīng)用1.能夠用鍵能的大小作為主要依據(jù)來解釋的是()A.常溫常壓下氯氣呈氣態(tài)而溴單質(zhì)呈液態(tài)B.硝酸是揮發(fā)性酸，而硫酸、磷酸是不揮發(fā)性酸C.稀有氣體一般難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.空氣中氮氣的化學(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定【解析】共價分子構(gòu)成的物質(zhì)的狀態(tài)取決于分子間作用力的大小，與分子內(nèi)共價鍵的鍵能無關(guān)；物質(zhì)的揮發(fā)性與分子內(nèi)鍵能的大小無關(guān)；稀有氣體是單原子分子，無化學(xué)鍵，難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原因是它們的價電子已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；氮氣比氧氣穩(wěn)定是由于N2分子中形成的共價鍵鍵能(946 kJmol1)比O2分子中形成的共價鍵鍵能(498 kJmol1)大，在化學(xué)反應(yīng)中更難以斷裂。故選D?！敬鸢浮緿2.從實驗測得不同物質(zhì)中氧氧鍵的鍵長和鍵能的數(shù)據(jù)：氧氧鍵數(shù)據(jù)OOO2O鍵長/1012m149128121112鍵能/kJmol1xyz494w628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律性推導(dǎo)鍵能的大小順序為wzyx，該規(guī)律性是()A.成鍵電子數(shù)越多，鍵能越大B.鍵長越長，鍵能越小C.成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越大D.成鍵電子對越偏移，鍵能越大【解析】觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，O2與O的鍵能大者鍵長短，按此O中鍵長比O中的長，所以鍵能要小。按鍵長(氧氧鍵)由短到長的順序為OO2OO，鍵能則應(yīng)wzyx。【答案】B3.從資料上查得：HH、ClCl和HCl鍵的鍵能分別為436 kJmol1、243 kJmol1和431 kJmol1，用此數(shù)據(jù)估計，由Cl2、H2生成1 mol HCl時的熱效應(yīng)為()【導(dǎo)學(xué)號：61480032】A.放熱183 kJmol1B.放熱91.5 kJmol1C.吸熱183 kJmol1D.吸熱91.5 kJmol1【解析】反應(yīng)：H2Cl2=2HCl的H436 kJmol1243 kJmol12431 kJmol1183 kJmol1，故生成1 mol HCl時放熱91.5 kJ?！敬鸢浮緽原 子 晶 體基礎(chǔ)初探1.概念所有原子間通過共價鍵結(jié)合形成的晶體。2.常見的原子晶體(1)某些單質(zhì)，如：晶體硼、晶體硅、晶體Ge、金剛石等。(2)某些化合物，如：金剛砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)等。3.性質(zhì)原子晶體一般有很高的熔點、沸點和很大的硬度。4.原子晶體的性質(zhì)比較結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，共價鍵的鍵長越長，鍵能越小，晶體的熔沸點越低，硬度越小?！熬哂泄矁r鍵的晶體叫做原子晶體”這種說法對嗎？為什么？【提示】不對。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價鍵，但它們都不是原子晶體；再如NaOH中既含有共價鍵又含有離子鍵，它屬于離子晶體；金剛石、晶體Si、SiC、SiO2中都有共價鍵，它們都是原子晶體；只有相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體。核心突破1.原子晶體的結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)特點原子晶體是原子間以共價鍵結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此晶體中不存在單個分子。(2)兩種典型原子晶體的結(jié)構(gòu)a.金剛石晶體在晶體中每個碳原子以共價鍵與相鄰的4個碳原子相結(jié)合，成為正四面體。晶體中CCC夾角為109.5。最小環(huán)上有6個碳原子。晶體中C原子個數(shù)與CC鍵數(shù)之比為1(4)12。晶胞含有的C原子為8個。b.二氧化硅晶體在晶體中每個硅原子和4個氧原子形成4個共價鍵；每個氧原子與2個硅原子相結(jié)合。故SiO2晶體中硅原子與氧原子按12的比例組成。最小環(huán)上有12個原子。2.原子晶體熔、沸點高低及硬度大小比較依據(jù)一般來說，原子半徑之和越小，形成共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，其晶體熔、沸點越高(如熔點：金剛石碳化硅晶體硅)，硬度越大。題組沖關(guān)題組1原子晶體的空間結(jié)構(gòu)1.下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A.存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個頂角B.最小的環(huán)上，有3個Si原子和3個O原子C.最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為12D.最小的環(huán)上，有6個Si原子和6個O原子【解析】二氧化硅是原子晶體，結(jié)構(gòu)為空間網(wǎng)狀，存在硅氧四面體結(jié)構(gòu)，硅處于中心，氧處于4個頂角，所以A項錯誤；在SiO2晶體中，每6個Si和6個O形成一個12元環(huán)(最小環(huán))，所以D對，B、C都錯誤。【答案】D2.金剛砂(SiC)與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)(如圖所示)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子、硅原子交替以共價單鍵相結(jié)合。試回答：(1)金剛砂屬于_晶體。(2)在金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個硅原子周圍結(jié)合_個碳原子，其中鍵角是_。(3)金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有共價鍵形成的原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有_個硅原子?！窘馕觥坑捎诮饎偵暗木w構(gòu)型是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子、硅原子交替以共價鍵相結(jié)合，故金剛砂是原子晶體；硅和碳電子層結(jié)構(gòu)相似，成鍵方式相同，硅原子周圍有4個碳原子，鍵角109.5；組成六元環(huán)中，有3個碳原子、3個硅原子?！敬鸢浮?1)原子(2)4109.5(3)3題組2原子晶體的性質(zhì)判斷3.有關(guān)原子晶體的敘述，錯誤的是()A.原子晶體中，原子不遵循緊密堆積原則B.原子晶體的熔、沸點和硬度都較高C.原子晶體中不存在獨立分子D.原子晶體熔化時不破壞共價鍵【解析】原子晶體微粒間以共價鍵結(jié)合，由于共價鍵的方向性和飽和性決定了原子晶體不可能遵循緊密堆積原則，A項正確；由于原子晶體全部以共價鍵結(jié)合，所以熔、沸點和硬度都較高，B項正確；原子晶體為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以內(nèi)部不存在獨立的分子，C項正確