高中化學(xué)專題第3單元共價(jià)鍵原子晶體第2課時(shí)共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱原子晶體學(xué)案.docx

第2課時(shí)共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱原子晶體1.利用鍵能比較共價(jià)鍵的強(qiáng)弱及共價(jià)型分子的穩(wěn)定性。2.利用鍵能會(huì)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。(重點(diǎn))3.知道金剛石、二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(難點(diǎn))4.會(huì)比較原子晶體的熔、沸點(diǎn)高低及硬度大小。(重點(diǎn))共 價(jià) 鍵 的 鍵 能 與 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 反 應(yīng) 熱基礎(chǔ)初探1.鍵能(1)定義：在101 kPa、298 K條件下，1 mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過(guò)程中所吸收的能量，稱為AB間共價(jià)鍵的鍵能。(2)影響因素：溫度和壓強(qiáng)。(3)與物質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)系鍵能越大共價(jià)鍵越牢固共價(jià)型分子越穩(wěn)定。2.鍵長(zhǎng)(1)定義：兩原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子核間的平均間距。(2)與共價(jià)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系鍵長(zhǎng)越短鍵能越大共價(jià)鍵越強(qiáng)。3.鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系E1、E2分別表示反應(yīng)物和生成物的鍵能HE1E2HCl、HBr、HI的鍵長(zhǎng)、鍵能和穩(wěn)定性的大小順序如何？【提示】鍵長(zhǎng)：HClHBrHI；鍵能：HClHBrHI；穩(wěn)定性：HClHBrHI。合作探究共價(jià)鍵的鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系探究1.鍵NNN=NNN鍵能/kJmol1159418946(1)由上表數(shù)據(jù)可知N2分子中，1個(gè)鍵和兩個(gè)鍵的鍵能各是多少？【提示】(1)鍵：159 kJmol1；2個(gè)鍵的鍵能分別為259 kJmol1和528 kJmol1。(2)NN、N=N和NN的鍵長(zhǎng)大小順序如何？【提示】鍵長(zhǎng)：NNN=NNN。2.已知鍵能：HH：436 kJ/mol、O=O：498 kJ/mol、HO：463 kJ/mol，則2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H為多少？【提示】H2436 kJ/mol498 kJ/mol22463 kJ/mol482 kJ/mol。核心突破1.鍵能的應(yīng)用(1)表示共價(jià)鍵的強(qiáng)弱鍵能的大小可定量地表示共價(jià)鍵的強(qiáng)弱程度。在相同溫度和壓強(qiáng)下，鍵能越大，斷開(kāi)時(shí)需要吸收的能量越多，這個(gè)共價(jià)鍵就越牢固；反之，鍵能越小，斷開(kāi)時(shí)需要吸收的能量就越少，這個(gè)化學(xué)鍵越不牢固。(2)判斷共價(jià)型分子或晶體的穩(wěn)定性在其他條件相同時(shí)，共價(jià)鍵鍵能越大，共價(jià)型分子或晶體的化學(xué)穩(wěn)定性就越強(qiáng)；共價(jià)鍵鍵能越小，共價(jià)型分子或晶體的化學(xué)穩(wěn)定性就越弱。(3)判斷物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化在物質(zhì)的化學(xué)變化中，舊化學(xué)鍵(反應(yīng)物中的化學(xué)鍵)的斷裂吸收能量，新化學(xué)鍵(生成物中的化學(xué)鍵)的形成放出能量，舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量之和(E吸)與新化學(xué)鍵形成放出的能量之和(E放)的相對(duì)大小決定著物質(zhì)化學(xué)變化過(guò)程中的放熱或吸熱。2.化學(xué)鍵的鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系(1)定性關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成?；瘜W(xué)鍵斷裂需要吸收能量，形成化學(xué)鍵要釋放出能量?；瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化由舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量與新化學(xué)鍵形成所釋放的總能量的相對(duì)大小來(lái)決定。如果化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量大于新化學(xué)鍵形成所釋放的總能量，該化學(xué)反應(yīng)通常為吸熱反應(yīng)；反之，該化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)定量關(guān)系H反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和。H0，為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)體系能量增加；H0，為放熱反應(yīng)，反應(yīng)體系能量降低。題組沖關(guān)題組鍵能的應(yīng)用1.能夠用鍵能的大小作為主要依據(jù)來(lái)解釋的是()A.常溫常壓下氯氣呈氣態(tài)而溴單質(zhì)呈液態(tài)B.硝酸是揮發(fā)性酸，而硫酸、磷酸是不揮發(fā)性酸C.稀有氣體一般難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.空氣中氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定【解析】共價(jià)分子構(gòu)成的物質(zhì)的狀態(tài)取決于分子間作用力的大小，與分子內(nèi)共價(jià)鍵的鍵能無(wú)關(guān)；物質(zhì)的揮發(fā)性與分子內(nèi)鍵能的大小無(wú)關(guān)；稀有氣體是單原子分子，無(wú)化學(xué)鍵，難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原因是它們的價(jià)電子已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；氮?dú)獗妊鯕夥€(wěn)定是由于N2分子中形成的共價(jià)鍵鍵能(946 kJmol1)比O2分子中形成的共價(jià)鍵鍵能(498 kJmol1)大，在化學(xué)反應(yīng)中更難以斷裂。故選D?！敬鸢浮緿2.從實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同物質(zhì)中氧氧鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能的數(shù)據(jù)：氧氧鍵數(shù)據(jù)OOO2O鍵長(zhǎng)/1012m149128121112鍵能/kJmol1xyz494w628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測(cè)定，但可根據(jù)規(guī)律性推導(dǎo)鍵能的大小順序?yàn)閣zyx，該規(guī)律性是()A.成鍵電子數(shù)越多，鍵能越大B.鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小C.成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越大D.成鍵電子對(duì)越偏移，鍵能越大【解析】觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，O2與O的鍵能大者鍵長(zhǎng)短，按此O中鍵長(zhǎng)比O中的長(zhǎng)，所以鍵能要小。按鍵長(zhǎng)(氧氧鍵)由短到長(zhǎng)的順序?yàn)镺O2OO，鍵能則應(yīng)wzyx?！敬鸢浮緽3.從資料上查得：HH、ClCl和HCl鍵的鍵能分別為436 kJmol1、243 kJmol1和431 kJmol1，用此數(shù)據(jù)估計(jì)，由Cl2、H2生成1 mol HCl時(shí)的熱效應(yīng)為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：61480032】A.放熱183 kJmol1B.放熱91.5 kJmol1C.吸熱183 kJmol1D.吸熱91.5 kJmol1【解析】反應(yīng)：H2Cl2=2HCl的H436 kJmol1243 kJmol12431 kJmol1183 kJmol1，故生成1 mol HCl時(shí)放熱91.5 kJ?！敬鸢浮緽原 子 晶 體基礎(chǔ)初探1.概念所有原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合形成的晶體。2.常見(jiàn)的原子晶體(1)某些單質(zhì)，如：晶體硼、晶體硅、晶體Ge、金剛石等。(2)某些化合物，如：金剛砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)等。3.性質(zhì)原子晶體一般有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和很大的硬度。4.原子晶體的性質(zhì)比較結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小，晶體的熔沸點(diǎn)越低，硬度越小?！熬哂泄矁r(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？【提示】不對(duì)。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價(jià)鍵，但它們都不是原子晶體；再如NaOH中既含有共價(jià)鍵又含有離子鍵，它屬于離子晶體；金剛石、晶體Si、SiC、SiO2中都有共價(jià)鍵，它們都是原子晶體；只有相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體。核心突破1.原子晶體的結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)原子晶體是原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此晶體中不存在單個(gè)分子。(2)兩種典型原子晶體的結(jié)構(gòu)a.金剛石晶體在晶體中每個(gè)碳原子以共價(jià)鍵與相鄰的4個(gè)碳原子相結(jié)合，成為正四面體。晶體中CCC夾角為109.5。最小環(huán)上有6個(gè)碳原子。晶體中C原子個(gè)數(shù)與CC鍵數(shù)之比為1(4)12。晶胞含有的C原子為8個(gè)。b.二氧化硅晶體在晶體中每個(gè)硅原子和4個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵；每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子相結(jié)合。故SiO2晶體中硅原子與氧原子按12的比例組成。最小環(huán)上有12個(gè)原子。2.原子晶體熔、沸點(diǎn)高低及硬度大小比較依據(jù)一般來(lái)說(shuō)，原子半徑之和越小，形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，其晶體熔、沸點(diǎn)越高(如熔點(diǎn)：金剛石碳化硅晶體硅)，硬度越大。題組沖關(guān)題組1原子晶體的空間結(jié)構(gòu)1.下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A.存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂角B.最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子C.最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為12D.最小的環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子【解析】二氧化硅是原子晶體，結(jié)構(gòu)為空間網(wǎng)狀，存在硅氧四面體結(jié)構(gòu)，硅處于中心，氧處于4個(gè)頂角，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；在SiO2晶體中，每6個(gè)Si和6個(gè)O形成一個(gè)12元環(huán)(最小環(huán))，所以D對(duì)，B、C都錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿2.金剛砂(SiC)與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)(如圖所示)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子、硅原子交替以共價(jià)單鍵相結(jié)合。試回答：(1)金剛砂屬于_晶體。(2)在金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)硅原子周圍結(jié)合_個(gè)碳原子，其中鍵角是_。(3)金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有共價(jià)鍵形成的原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有_個(gè)硅原子?！窘馕觥坑捎诮饎偵暗木w構(gòu)型是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子、硅原子交替以共價(jià)鍵相結(jié)合，故金剛砂是原子晶體；硅和碳電子層結(jié)構(gòu)相似，成鍵方式相同，硅原子周圍有4個(gè)碳原子，鍵角109.5；組成六元環(huán)中，有3個(gè)碳原子、3個(gè)硅原子?！敬鸢浮?1)原子(2)4109.5(3)3題組2原子晶體的性質(zhì)判斷3.有關(guān)原子晶體的敘述，錯(cuò)誤的是()A.原子晶體中，原子不遵循緊密堆積原則B.原子晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度都較高C.原子晶體中不存在獨(dú)立分子D.原子晶體熔化時(shí)不破壞共價(jià)鍵【解析】原子晶體微粒間以共價(jià)鍵結(jié)合，由于共價(jià)鍵的方向性和飽和性決定了原子晶體不可能遵循緊密堆積原則，A項(xiàng)正確；由于原子晶體全部以共價(jià)鍵結(jié)合，所以熔、沸點(diǎn)和硬度都較高，B項(xiàng)正確；原子晶體為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以內(nèi)部不存在獨(dú)立的分子，C項(xiàng)正確