《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 第三單元 第2課時 共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 原子晶體課件 蘇教版選修3.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 第三單元 第2課時 共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 原子晶體課件 蘇教版選修3.ppt（44頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、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,專題3第三單元 共價鍵 原子晶體,1.掌握共價鍵的鍵能與鍵長的概念以及它們之間的關(guān)系。能用鍵能、鍵長等說明簡單分子的某些性質(zhì)。 2.掌握共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化之間的關(guān)系。 3.掌握原子晶體的概念及原子晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)特點。,,目標(biāo)導(dǎo)航,基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué),重點難點探究,隨堂達標(biāo)檢測,,,,,欄目索引,一、共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱,基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué),,答案,1.共價鍵的鍵能 共價鍵的鍵能是在101 kPa、298 K條件下， 的過程中所 的能量，稱為AB間共價鍵的鍵能。其單位為 。如斷開1 mol HH鍵吸收

2、的能量為436.0 kJ，即HH鍵的鍵能為 。鍵能越大，形成化學(xué)鍵時放出的能量 ，意味著化學(xué)鍵越 ，越不容易被 。,1 mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài),A原子和B原子,吸收,kJmol1,436.0 kJmol1,越多,穩(wěn)定,破壞,2.鍵長 叫做該共價鍵的鍵長。一般而言，化學(xué)鍵的鍵長越短，鍵能越 ，化學(xué)鍵越 ，鍵越 。當(dāng)兩個原子形成共價鍵時，原子軌道發(fā)生重疊，重疊程度越大，鍵長越短，鍵能越 。 3.鍵能與化學(xué)反應(yīng)過程中的能量關(guān)系 (1)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是 斷裂和 形成的過程。 (2)舊化學(xué)鍵斷裂 能量，新化學(xué)鍵形成 能量。 化學(xué)反應(yīng)過程中，舊鍵斷裂所吸

3、收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，反應(yīng)為 反應(yīng)，否則，反應(yīng)為 反應(yīng)。反應(yīng)熱(H)反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能。 (3)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵的強弱決定著化學(xué)反應(yīng)過程中的 變化。,,答案,兩個成鍵原子的原子核間的距離,大,強,牢固,大,舊化學(xué)鍵,新化學(xué)鍵,吸收,放出,吸熱,放熱,能量,,答案,議一議 1.根據(jù)下表中的HX鍵的鍵能回答下列問題：,(1)若使2 mol HCl鍵斷裂為氣態(tài)原子，則發(fā)生的能量變化是 。 (2)表中共價鍵最難斷裂的是 ，最易斷裂的是 。,吸收862 kJ,的能量,HF,HI,,答案,(3)由表中鍵能數(shù)據(jù)的大小說明鍵能與分子穩(wěn)定性的關(guān)系： 。,HF、HCl、

4、HBr、HI的鍵能依次減小，說明四種分子的穩(wěn)定性依次減弱，即HF分子很穩(wěn)定，最難分解，HI分子最不穩(wěn)定，易分解,,答案,2.下列三種分子中：H2、Cl2、Br2，共價鍵的鍵長最長的是 ，鍵能最大的是 。 3.已知HH、ClCl、HCl鍵的鍵能分別為436 kJmol1、243 kJmol1、431 kJmol1。試通過鍵能數(shù)據(jù)估算H2(g)Cl2(g)===2HCl(g)反應(yīng)的反應(yīng)熱是多少？ 答案HE(反應(yīng)物鍵能之和)E(生成物鍵能之和)(4362432431) kJmol1183 kJmol1。,,,1.原子晶體的概念 相鄰原子間以 相互結(jié)合形成的晶體叫做原子晶體。 2.原子晶體中存

5、在的微粒 原子晶體中存在的微粒為 ；微粒間的相互作用為 。 3.典型的原子晶體金剛石 在金剛石晶體中，每個碳原子被周圍 個碳原子包圍，以共價鍵跟 個碳原子結(jié)合形成 ，其CCC夾角為109.5。 金剛石晶體中C原子個數(shù)與CC鍵數(shù)之比為1 12。金剛石結(jié)構(gòu)中最小的環(huán)中，有 個C原子，金剛石晶胞中含 個C原子。,二、原子晶體,,答案,6,8,共價鍵,原子,共價鍵,4,4,4個共價單鍵,相關(guān)視頻,,答案,4.原子晶體的物理性質(zhì) 熔點 ，硬度 ， 導(dǎo)電， 溶于一般溶劑。 5.常見的原子晶體 (1)某些非金屬單質(zhì)，如晶體硼(B)、晶體 ( )和 等。 (2)某些非金屬化合物，如

6、 ( )、 ( )、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。,高,大,不,難,硅,Si,金剛石,金剛砂,SiC,二氧化硅,SiO2,,答案,議一議 1.原子晶體的物理性質(zhì)有哪些？ 答案由于原子晶體中原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，故原子晶體：熔、沸點很高，硬度大，一般不導(dǎo)電，難溶于溶劑。,,2.氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高硬度材料，該晶體類型應(yīng)該是 晶體。試根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識推測氮化碳晶體與金剛石比較，硬度更大的應(yīng)該是 ________晶體，熔點較低的應(yīng)是 ___ 晶體。,返回,解析答案,解析根據(jù)氮化碳為高硬度材料且都由非金屬元素組成，推斷該晶體應(yīng)為原子晶體。又因為N原子半徑小于C原子半徑，

7、所以CN鍵比CC鍵更強，硬度更大的應(yīng)該是氮化碳，熔點較低的是金剛石。,原子,氮化碳,金剛石,一、鍵長、鍵能與反應(yīng)熱,重點難點探究,1.鍵能的應(yīng)用 (1)表示共價鍵的強弱 鍵能越大，斷開化學(xué)鍵時需要的能量越多，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。 (2)判斷分子的穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。 (3)判斷化學(xué)反應(yīng)的能量變化 在化學(xué)反應(yīng)中，舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量，新化學(xué)鍵的形成釋放能量，因此反應(yīng)焓變與鍵能的關(guān)系為H反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和，H0時，為吸熱反應(yīng)。,2.鍵長的應(yīng)用 (1)一般鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，分子越穩(wěn)定。 (2)鍵長的比較方法 根據(jù)原子半徑比較，同類型的共價鍵，成

8、鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。 根據(jù)共用電子對數(shù)比較，相同的兩個原子間形成共價鍵時，單鍵鍵長雙鍵鍵長叁鍵鍵長。,3.共價鍵強弱的判斷 (1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。 (2)由鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。 (3)由鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。 (4)由電負性判斷：元素的電負性越大，該元素的原子對共用電子對的吸引力越大，形成的共價鍵越穩(wěn)定。,,由分子構(gòu)成的物質(zhì)，其熔、沸點與共價鍵的鍵能和鍵長無關(guān)。而分子的穩(wěn)定性，由鍵長和鍵能決定

9、。,,例1碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：,回答下列問題： (1)通常條件下，比較CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱： 。,解析答案,解析因為CH鍵的鍵能大于SiH鍵的鍵能，所以CH4比SiH4穩(wěn)定。,CH4比SiH4穩(wěn)定,,解析答案,(2)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多，原因是__________________________________________________ ______________________________________________________________。,解析CC鍵和CH 鍵的

10、鍵能比SiSi鍵和SiH鍵都大，因此烷烴比較穩(wěn)定，而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成。,CC鍵和CH鍵較強，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成,,解析答案,(3)Si與C相比更易生成氧化物，原因是____________________________ ___________________________________________________________________________________________________________。,解析CH鍵的鍵能大于CO鍵，CH鍵比CO鍵

11、穩(wěn)定，而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵，所以SiH鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的SiO鍵。,CH鍵的鍵能大于CO鍵，CH鍵比CO鍵穩(wěn)定，而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵，所以SiH鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的SiO鍵,,鍵能和鍵長決定分子的穩(wěn)定性，許多物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與鍵能有關(guān)，例如N2、SiO2等的化學(xué)性質(zhì)不活潑就與鍵能的大小有關(guān)。,變式訓(xùn)練1 某些化學(xué)鍵的鍵能如下表所示(kJmol1)：,根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題： (1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是 (填字母序號，下同)。 A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2 (2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是 。 A.HF B.HCl

12、 C.HBr D.HI,,解析答案,解析能量越低越穩(wěn)定，破壞其中的化學(xué)鍵需要的能量就越多，形成其中的鍵時放出的能量也越多。 答案(1)A (2)A,,解析答案,(3)X2H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)的反應(yīng)是 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。,放熱,(4)1 mol Cl2在一定條件下與等物質(zhì)的量的H2反應(yīng)，放出的熱量是 kJ。 相同條件下，X2分別與H2反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時，放出的熱量最多的是 。,183,F2,解析H反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能。,,化學(xué)反應(yīng)的焓變反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能，計算反應(yīng)熱時，要準(zhǔn)確計算出每摩爾物質(zhì)所含有的各共價鍵的數(shù)目。

13、,二、典型的原子晶體,金剛石(晶體硅)、二氧化硅、碳化硅的晶胞,1.金剛石(晶體硅) 金剛石(晶體硅)晶胞的每個頂點和面心均有1個C(Si)原子，晶胞內(nèi)部有4個C(Si)原子，每個金剛石(晶體硅)晶胞中含有 個C(Si)原子。,,答案,8,2.二氧化硅晶胞 SiO2晶體結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在晶體硅結(jié)構(gòu)中每兩個Si原子中間插入一個O原子，參照金剛石晶胞模型，在SiO2晶胞中有 個Si原子位于立方晶胞的頂點，有 個Si原子位于立方晶胞的面心，還有 個Si原子與 個O原子在晶胞內(nèi)構(gòu)成4個硅氧四面體，均勻排列于晶胞內(nèi)。每個SiO2晶胞中含有___個Si原子和 個O原子。,,答案,8,6,4,16,8,16,3

14、.碳化硅晶胞 (1)每個硅(碳)原子與周圍緊鄰的 個碳(硅)原子以共價鍵結(jié)合成___________結(jié)構(gòu)，向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 (2)最小碳環(huán)由 個原子組成且不在同一平面內(nèi)，其中包括 個C原子和___個Si原子。 (3)每個SiC晶胞中含有 個C原子和 個Si原子。,,答案,4,正四面體,6,3,3,4,4,,解析答案,例2碳化硅和立方氮化硼的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，碳化硅硬度僅次于金剛石，立方氮化硼硬度與金剛石相當(dāng)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。,請回答下列問題： (1)每個硅原子周圍與其距離最近的碳原子有 個；設(shè)晶胞邊長為a cm，密度為b gcm3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為 (用含a、

15、b的式子表示)。,,解析答案,(2)立方氮化硼晶胞中有 個硼原子， 個氮原子，若晶胞的邊長為a cm，則立方氮化硼的密度表達式為 gcm3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。,4,4,,變式訓(xùn)練2關(guān)于SiO2晶體的敘述正確的是() A.60 g SiO2晶體中含有NA個分子(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值) B.60 g SiO2晶體中，含有2NA個SiO鍵 C.SiO2晶體中與同一Si原子相連的4個O原子處于同一四面體的4個頂點 D.SiO2晶體中，1個Si原子和2個O原子形成2個共價鍵,,解析答案,解析SiO2晶體為原子晶體，晶體中不存在單個分子，A不正確； 1 mol SiO2晶體含

16、有SiO鍵4 mol，B不正確； SiO2晶體中，與每個Si原子相連的4個O構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，O原子位于頂點，Si原子位于四面體的中心，C正確； SiO2晶體中，1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵，D不正確。 答案C,,,返回,1.下列說法不正確的是( ) A.鍵能越小，表示化學(xué)鍵越牢固，越難以斷裂 B.成鍵的兩原子核越近，鍵長越短，化學(xué)鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定 C.破壞化學(xué)鍵時消耗能量，而形成化學(xué)鍵時釋放能量 D.鍵能、鍵長只能定性地分析化學(xué)鍵的強弱,A,隨堂達標(biāo)檢測,,解析答案,解析鍵能越大，斷開該鍵所需的能量越多，化學(xué)鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定，故A項錯誤。,1,2,3,4,5,6,,2.某原

17、子晶體A，其空間結(jié)構(gòu)中的一部分如圖所示，A與某物質(zhì)B反應(yīng)生成C，其實質(zhì)是在每個AA鍵中插入一個B原子，則C的化學(xué)式為(),C,答案,A.AB B.A5B4 C.AB2 D.A2B5,1,2,3,4,5,6,,3.下列分子中最難斷裂成原子的是( ) A.HF B.HCl C.HBr D.HI,A,解析答案,解析因為原子半徑IBrClF，電負性FClBrI，所以它們與H原子形成的氫化物分子的鍵能E(HF)E(HCl)E(HBr)E(HI)。鍵能越大，化合物越難斷裂成原子。,1,2,3,4,5,6,,4.已知C3N4晶體具有比金剛石更大的硬度，且原子間均以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于晶體的說法正確的是() A

18、.C3N4晶體是離子晶體 B.C3N4晶體中，CN鍵的鍵長比金剛石中CC鍵的鍵長要長 C.C3N4晶體中微粒間通過離子鍵結(jié)合 D.C3N4晶體中每個碳原子連接4個氮原子，而每個氮原子連接3個碳原子,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析C3N4晶體原子間均以單鍵結(jié)合，則原子間為共價鍵，且硬度比金剛石大，所以C3N4晶體是原子晶體，A、C錯； 因為氮原子比碳原子半徑小，所以CN鍵比CC鍵的鍵長要短，B錯誤； 因為碳原子最外層有4個孤電子對，易形成4個共價鍵，氮原子最外層有3個孤電子對，易形成3個共價鍵，所以C3N4晶體中每個碳原子連接4個氮原子，而每個氮原子連接3個碳原子，D正確。 答案D,1,

19、2,3,4,5,6,,1,2,3,4,5,5.金剛石具有硬度大、熔點高等特點，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具等。其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列判斷正確的是(),解析答案,6,A.金剛石中CC鍵的鍵角均為109.5，所以金剛石和CH4的晶體類型相同 B.金剛石熔點高與CC鍵的鍵能無關(guān) C.金剛石中碳原子個數(shù)與CC鍵個數(shù)之比為12 D.金剛石熔點高，所以在打孔過程中不需要進行澆水冷卻,1,2,3,4,5,解析選項A，金剛石是原子晶體，CH4是分子晶體，二者的晶體類型不同； 選項B，金剛石熔化過程中CC鍵斷裂，因CC鍵的鍵能大，斷裂時需要的能量多，故金剛石熔點很高； 選項C，金剛石中每個C參與了4個CC鍵的形

20、成，而每個C對每條鍵的貢獻只有一半，故C原子個數(shù)與CC鍵個數(shù)之比為(4 )412； 選項D，金剛石熔點高，但在打孔過程中會產(chǎn)生極高的溫度，如不澆水冷卻鉆頭，會導(dǎo)致鉆頭熔化。 答案C,6,,6.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)，回答下列問題：,答案,1,2,3,4,5,6,(1)晶體硼的晶體類型屬于 晶體，理由是_________________________ _________________________________________________________________________________________________________ 。,原子,晶體硼的熔、沸點和硬度都介于晶體硅和金剛石之間，而金剛石和晶體硅均為原子晶體，B與C相鄰且與Si處于對角線位置，也應(yīng)為原子晶體,,返回,(2)已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖)，其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每個頂點上各有1個B原子。通過觀察圖形及推算，此晶體結(jié)構(gòu)單元由 個B原子組成。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析每個三角形的頂點被5個三角形所共有，所以，此頂點完全屬于一個三角形的只占到1/5，每個三角形中有3個這樣的點，且晶體B中有20個這樣的三角形，因此，晶體B中這樣的頂點(B原子)有3/52012個。,12,