高中化学 专题3 第3单元 共价键 原子晶体 第2课时 共价键的键能 原子晶体教案 苏教版选修3-苏教版高二选修3化学教案VIP免费

第2课时共价键的键能原子晶体[核心素养发展目标]1.知道共价键键能、键长的概念，掌握共价键的键能与化学反应过程中能量变化之间的关系，促进宏观辨识与微观探析学科核心素养的发展。2.能辨识常见的原子晶体，理解晶体中微粒间相互作用对原子晶体性质的影响，了解常见原子晶体的晶体结构。一、共价键的键能与化学反应的反应热1．共价键的键能(1)键能：在101kPa、298K条件下，1mol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。其单位为kJ·mol－1。(2)应用：共价键H—FH—ClH—BrH—I键能/kJ·mol－1567431366298①若使2molH—Cl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收862_kJ的能量。②表中共价键最难断裂的是H—F，最易断裂的是H—I。③由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次减小，说明四种分子的稳定性依次减弱，即最稳定的是HF，最不稳定的是HI。2．共价键的键长(1)概念：形成共价键的两个原子核间的平均间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。(2)应用：共价键的键长越短，往往键能越大，这表明共价键越稳定，反之亦然。共价键强弱的判断(1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。(2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。(3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。(4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。例1(2018·郑州期中)下列事实不能用键能的大小来解释的是()A．氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B．稀有气体一般难发生反应C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D．HF比H2O稳定答案B解析由于N2分子中存在叁键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，没有化学键；卤族元素从F到I，原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性HF>HCl>HBr>HI；由于H—F键的键能大于H—O键，所以稳定性HF>H2O。例2下表列出部分化学键的键能：化学键Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—CCl—Cl键能/kJ·mol－1460360436431176347243据此判断下列说法正确的是()A．表中最稳定的共价键是Si—Si键B．Cl2(g)―→2Cl(g)ΔH＝－243kJ·mol－1C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1D．根据表中数据能计算出SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH答案C解析键能越大形成的化学键越稳定，表中键能最大的是Si—O键，则最稳定的共价键是Si—O键，A错误；氯气变为氯原子吸收的能量等于氯气中断裂化学键需要的能量，Cl2(g)―→2Cl(g)ΔH＝243kJ·mol－1,B错误；依据键能计算反应焓变＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×431kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1,C正确；HCl(g)===HCl(l)的ΔH未告知，故无法计算SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH,D错误。二、原子晶体1．概念及组成(1)概念：相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体，称为原子晶体。(2)构成微粒：原子晶体中的微粒是原子，原子与原子之间的作用力是共价键。2．两种典型原子晶体的结构(1)金刚石的晶体结构模型如图所示。回答下列问题：①在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。②晶体中相邻碳碳键的夹角为109.5°。③最小环上有6个碳原子，晶体中C原子个数与C—C键数之比为1∶2。④每个金刚石晶胞中含有8个碳原子。(2)二氧化硅晶体结构模型如图所示。回答下列问题：①每个硅原子都以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构。②晶体中最小的环为6个硅原子、6个氧原子组成的12元环，硅、氧原子个数比为1∶2。③每个二氧化硅晶胞中含有8个硅原子和16个氧原子。3．特性...