【化學(xué)】鍵參數(shù)-鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角課件 2023-2024學(xué)年下學(xué)期高二人教版（2019）選擇性必修2

第2課時(shí)

鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角第一節(jié)共價(jià)鍵第二章教學(xué)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角。2.掌握用共價(jià)鍵的強(qiáng)弱解釋物質(zhì)穩(wěn)定性的方法。3.理解分子的性質(zhì)與鍵參數(shù)的關(guān)系,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。分子結(jié)構(gòu)在很大程度上影響了化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)性、極性、相態(tài)、顏色、磁性和生物活性等分子結(jié)構(gòu)重要嗎？01該怎樣描述形態(tài)各異的分子結(jié)構(gòu)呢？不同分子空間構(gòu)型不相同0102鍵能——衡量共價(jià)鍵的強(qiáng)弱

定義：氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量對(duì)多原子分子，鍵能為1mol氣態(tài)分子完全離解成氣態(tài)原子各個(gè)共價(jià)鍵所吸收能量的平均值。

鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值，單位是kJ/mol鍵能通常通過(guò)熱化學(xué)方法或光譜化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定離解能得到12302某些共價(jià)鍵的鍵能(kJ·mol-1

)鍵能越大,斷開(kāi)化學(xué)鍵需要吸收的能量越多,化學(xué)鍵越穩(wěn)定鍵鍵能鍵鍵能鍵鍵能鍵鍵能鍵鍵能F－F157H－F568C－C347.7N－N193H－H436.0Cl－Cl242.7H－Cl431.8C=C615N＝N418O＝O497.3Br－Br193.7H－Br366C≡C812N≡N946C－O351I－I152.7H－I298.7N－H390.8O－H462.8C＝O745鍵能——衡量共價(jià)鍵的強(qiáng)弱

鍵能的應(yīng)用03從鍵能的定義可知，破壞1mol化學(xué)鍵所需能量越多，即共價(jià)鍵的鍵能越大，則共價(jià)鍵越牢固。1．判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性單鍵＜雙鍵＜

三鍵鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵鍵能（kJ·mol-1）C－C347.7N－N193C=C615N＝N418C≡C812N≡N946已知鍵能C－C347.7kJ·mol-1、C=C615kJ·mol-1、C≡C812kJ·mol-1、N－N193kJ·mol-1、N＝N418kJ·mol-1、N≡N946kJ·mol-1，如何利用這些數(shù)據(jù)說(shuō)明氮?dú)獠灰准映?，乙炔容易加成？科學(xué)探究C≡C與C=C鍵能差值197kJ·mol-1，小于N≡N與N＝N鍵能差值528kJ·mol-1。說(shuō)明C≡C中的σ鍵比N≡N中的σ鍵鍵能小，更易斷裂，乙炔等含C≡C的物質(zhì)更易發(fā)生加成反應(yīng)。鍵能的應(yīng)用03一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。2．

判斷分子的穩(wěn)定性如，由于鍵能

H－F＞H－Cl＞H－Br＞H－I所以，分子的穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI鍵鍵能(kJ·mol-1)H－F568H－Cl431.8H－Br366H－I298.7N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度如何理解這一事實(shí)？解釋N—H、O—H、H—F的鍵能依次為390.8kJ?mol-1、462.8kJ?mol-1、568kJ?mol-1，鍵能依次增加，分子的穩(wěn)定性增強(qiáng)，故N2、O2、F2與氫氣的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。1N≡N、O＝O、F—F的鍵能依次為946kJ?mol-1、497.3kJ?mol-1、157kJ?mol-1，鍵能依次減小、共價(jià)鍵越來(lái)越容易斷裂，分子的穩(wěn)定性減弱，故N2、O2、F2與氫氣的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。2科學(xué)探究鍵能的應(yīng)用03ΔH=反應(yīng)物中化學(xué)鍵鍵能之和﹣生成物中化學(xué)鍵鍵能之和

3．估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱同一化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量與氣態(tài)原子結(jié)合形成化學(xué)鍵所釋放的能量在數(shù)值上是相等的根據(jù)表中鍵能的數(shù)據(jù)，計(jì)算1molH2分別跟1molCl2、1molBr2（蒸氣）反應(yīng)，分別生成2molHCl和2molHBr分子，哪個(gè)反應(yīng)放出的能量多？如何用計(jì)算的結(jié)構(gòu)說(shuō)明氯化氫分子和溴化氫分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？科學(xué)探究某些共價(jià)鍵的鍵能(kJ·mol-1

)鍵鍵能鍵鍵能鍵鍵能鍵鍵能鍵鍵能F－F157H－F568C－C347.7N－N193H－H436.0Cl－Cl242.7H－Cl431.8C=C615N＝N418O＝O497.3Br－Br193.7H－Br366C≡C812N≡N946C－O351I－I152.7H－I298.7N－H390.8O－H462.8C＝O745H2＋Cl2

＝2HClΔH＝436.0kJ·mol－1

＋242.7kJ·mol－1

－2×431.8kJ·mol－1

＝

－184.9kJ/molH2＋Br2

＝2HBrΔH＝436.0kJ·mol－1

＋193.7kJ·mol－1

－2×366kJ·mol－1

＝

－102.3kJ/mol根據(jù)上表中鍵能的數(shù)據(jù)，計(jì)算1molH2分別跟1molCl2、1molBr2（蒸氣）反應(yīng)，分別生成2molHCl和2molHBr分子，哪個(gè)反應(yīng)放出的能量多？如何用計(jì)算的結(jié)構(gòu)說(shuō)明氯化氫分子和溴化氫分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？形成HCl放出的能量多，HCl分子更穩(wěn)定，HBr分子更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)科學(xué)探究鍵長(zhǎng)是構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距。不過(guò)分子中的原子始終處于不斷振動(dòng)之中，鍵長(zhǎng)只是振動(dòng)著的原子處于平衡位置時(shí)的核間距。鍵長(zhǎng)——衡量共價(jià)鍵強(qiáng)弱的另一重要參數(shù)04鍵鍵能(kJ·mol－1

)鍵長(zhǎng)鍵鍵能(kJ·mol－1

)鍵長(zhǎng)H－H43674C≡C812120F－F157141C－H413.4109Cl－Cl242.7198N－H390.8101Br－Br193.7228O－H462.896I－I152.7267N≡N946110C－C347.7154Si－Si

235C=C615133Si－O

162鍵長(zhǎng)越短，一般鍵能越大，化學(xué)鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定。比如鍵長(zhǎng)：F-F＜Cl-Cl＜Br-Br，則分子的穩(wěn)定性F2＞Cl2＞Br2鍵長(zhǎng)——衡量共價(jià)鍵強(qiáng)弱的另一重要參數(shù)04對(duì)于相同的兩原子形成的共價(jià)鍵而言，當(dāng)兩個(gè)原子間形成雙鍵、三鍵時(shí)，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長(zhǎng)變短，故單鍵鍵長(zhǎng)>雙鍵鍵長(zhǎng)>三鍵鍵長(zhǎng)。如鍵長(zhǎng)：C－C>C=C>C≡C小結(jié)升華鍵長(zhǎng)判斷方法根據(jù)原子半徑判斷其他條件相同時(shí)，成鍵原子的半徑越小，鍵長(zhǎng)越短。如

鍵長(zhǎng)：H－I>H－Cl>H－F；Br－Br>Cl－Cl>F－F；Si－Si>Si－C>C－C。根據(jù)共用電子對(duì)數(shù)目判斷鍵鍵能(kJ·mol－1

)鍵長(zhǎng)鍵鍵能(kJ·mol－1

)鍵長(zhǎng)H－H43674H－Cl428.0128Cl－Cl242.7198H－Br362.0141H－F565.092H－I295.0161由下表的數(shù)據(jù)判斷，下列分子的穩(wěn)定性：

A.H2、Cl2B.HCl、HBr、HI【答案】A.H2

＞Cl2B.HCl＞HBr＞HI科學(xué)探究在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角105°180°107.5°109°28′H2OC2H2NH3CH4多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。05鍵角——決定分子的空間構(gòu)型

鍵長(zhǎng)和鍵角的數(shù)值可通過(guò)晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得。05鍵角——決定分子的空間構(gòu)型

本節(jié)知識(shí)總結(jié)鍵能鍵長(zhǎng)鍵角分子的穩(wěn)定性分子的立體結(jié)構(gòu)分子的性質(zhì)決定決定決定1.關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角,下列說(shuō)法不正確的是(

)A.鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B.鍵長(zhǎng)的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C.鍵能越大,鍵長(zhǎng)越大,共價(jià)化合物越穩(wěn)定D.鍵角的大小與鍵長(zhǎng)、鍵能的大小無(wú)關(guān)C當(dāng)堂訓(xùn)練2.已知H—H鍵的鍵能為436kJ·mol-1,N—H鍵的鍵能為391kJ·mol-1,根據(jù)熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1,計(jì)算N≡N鍵的鍵能是

kJ·mol-1。

945.6當(dāng)堂訓(xùn)練回答下列問(wèn)題：(1)通常條件下，比較CH4和SiH4的穩(wěn)定性強(qiáng)弱：_______________。(2)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。CH4比SiH4穩(wěn)定C—C鍵和C—H鍵