高中化学 专题3 微粒间作用力与物质性质 第三单元 第2课时 共价键的键能与化学反应的反应热 原子晶体学案 苏教版选修3-苏教版高二选修3化学学案VIP免费

第2课时共价键的键能与化学反应的反应热原子晶体[目标导航]1.掌握共价键的键能与键长的概念以及它们之间的关系。能用键能、键长等说明简单分子的某些性质。2.掌握共价键的键能与化学反应过程中的能量变化之间的关系。3.掌握原子晶体的概念及原子晶体的结构与物理性质特点。一、共价键的键能与化学反应的反应热1．共价键的键能共价键的键能是在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。如断开1molH—H键吸收的能量为436.0kJ，即H—H键的键能为436.0kJ·mol－1。键能越大，形成化学键时放出的能量越多，意味着化学键越稳定，越不容易被破坏。2．键长两个成键原子的原子核间的距离叫做该共价键的键长。一般而言，化学键的键长越短，键能越大，化学键越强，键越牢固。当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠，重叠程度越大，键长越短，键能越大。3．键能与化学反应过程中的能量关系(1)化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。(2)旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量。化学反应过程中，旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，否则，反应为放热反应。反应热(ΔH)＝反应物总键能－生成物总键能。(3)反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。议一议1．根据下表中的H—X键的键能回答下列问题：共价键H—FH—ClH—BrH—I键能/kJ·mol－1567431366298(1)若使2molH—Cl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收862kJ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)由表中键能数据的大小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HF分子很稳定，最难分解，HI分子最不稳定，易分解。2．下列三种分子中：①H2、②Cl2、③Br2，共价键的键长最长的是③，键能最大的是①。3．已知H—H、Cl—Cl、H—Cl键的键能分别为436kJ·mol－1、243kJ·mol－1、431kJ·mol－1。试通过键能数据估算H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的反应热是多少？答案ΔH＝E(反应物键能之和)－E(生成物键能之和)＝(436＋243－2×431)kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1。二、原子晶体1．原子晶体的概念相邻原子间以共价键相互结合形成的晶体叫做原子晶体。2．原子晶体中存在的微粒原子晶体中存在的微粒为原子；微粒间的相互作用为共价键。3．典型的原子晶体——金刚石在金刚石晶体中，每个碳原子被周围4个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子结合形成4个共价单键，其C—C—C夹角为109.5°。金刚石晶体中C原子个数与C—C键数之比为1∶＝1∶2。金刚石结构中最小的环中，有6个C原子，金刚石晶胞中含8个C原子。4．原子晶体的物理性质熔点高，硬度大，不导电，难溶于一般溶剂。5．常见的原子晶体(1)某些非金属单质，如晶体硼(B)、晶体硅(Si)和金刚石等。(2)某些非金属化合物，如金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。议一议1．原子晶体的物理性质有哪些？答案由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合，故原子晶体：①熔、沸点很高，②硬度大，③一般不导电，④难溶于溶剂。2．氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料，该晶体类型应该是晶体。试根据物质结构知识推测氮化碳晶体与金刚石比较，硬度更大的应该是晶体，熔点较低的应是晶体。答案原子氮化碳金刚石解析根据氮化碳为高硬度材料且都由非金属元素组成，推断该晶体应为原子晶体。又因为N原子半径小于C原子半径，所以C—N键比C—C键更强，硬度更大的应该是氮化碳，熔点较低的是金刚石。一、键长、键能与反应热1．键能的应用(1)表示共价键的强弱键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。(2)判断分子的稳定性结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。(3)判断化学反应的能量变化在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH<0时，为放热反应；ΔH>0时，为吸热反应。2．键长的应用(1)一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分...