第3课时共价键的键能原子晶体[学习目标定位]1.熟知共价键键能、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。2.能根据原子晶体的概念及结构特点判断晶体类型,会分析推测其物理性质。一共价键的键能与化学反应的反应热1.共价键的键能(1)共价键的键能是在101kPa、298K条件下,1_mol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436.0_kJ·mol-1。(2)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-1568431.8366298.7①若使2molH—Cl键断裂为气态原子,则发生的能量变化是吸收863.6_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HF分子最稳定,最难以分解,HI分子最不稳定,易分解。(3)已知H—H、Cl—Cl、H—Cl键的键能分别为436kJ·mol-1、243kJ·mol-1、432kJ·mol-1。试通过键能数据估算H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的反应热是-185_kJ·mol-1。解析ΔH=E(反应物键能之和)-E(生成物键能之和)=(436+243-2×432)kJ·mol-1=-185kJ·mol-1。2.共价键的键长(1)键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距,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)键长与共价键的稳定性之间的关系: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。(3)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。[归纳总结]1.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。2.键能与化学反应过程中的能量关系(1)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,反之则为放热反应。(2)定量关系:能量变化=反应物键能总和-生成物键能总和,即ΔH=E反应物-E生成物。[活学活用]1.下列说法正确的是()A.分子中键能越大,表示分子拥有的能量越高,共价键越难断裂B.分子中键长越长,表示成键原子轨道重叠越大,键越牢固C.化学键形成的过程是一个吸收能量的过程D.化学键形成的过程是一个放出能量的过程答案D解析键能大,表示破坏该键需要的能量大,并不是分子拥有的能量大;键长越长,表示成键的两原子的核间距越长,分子越不稳定;化学键的形成是原子由高能量状态向稳定状态(低能量)转变的过程,所以是一个放热过程。2.已知H—H键键能为436kJ·mol-1,H—N键键能为391kJ·mol-1,根据化学方程式N2+3H22NH3,1molN2与足量H2反应放出的热量为92.4kJ·mol-1,则N≡N键的键能是()A.431kJ·mol-1B.945.6kJ·mol-1C.649kJ·mol-1D.896kJ·mol-1答案B解析本题与热化学反应方程式有关,N≡N、H—H的断裂需要吸收能量,而N—H的形成要放出能量,根据能量守恒可得如下关系式:Q+436kJ·mol-1×3-391kJ·mol-1×6=-92.4kJ·mol-1,解得Q=945.6kJ·mol-1。二原子晶体的概念及其性质1.金刚石的晶体结构模型如下图所示。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)最小环上有6个碳原子。(3)晶体中C原子个数与C—C键数之比为1∶2。(4)晶体中C—C键长很短,键能很大,故金刚石的硬度很大,熔点很高。2.通过以上分析,总结原子晶体的概念(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...