鍵參數(shù)等電子體課件人教版高二化學(xué)選修

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二章第一節(jié)共價(jià)鍵2021-03-W學(xué)習(xí)目標(biāo)鍵參數(shù)與等電子原理021.了解鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角的概念，并能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)2.能夠用實(shí)例說明等電子原理的含義及應(yīng)用重難點(diǎn)重點(diǎn)：鍵參數(shù)和等電子體的應(yīng)用難點(diǎn)：鍵參數(shù)和等電子體的應(yīng)用1.鍵能二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角(1)定義：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。通常取正值。單位kJ/mol。破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所需的最低能量?？茖W(xué)探究思考1：分析數(shù)據(jù)，你能得出哪些結(jié)論？①同種類型的鍵，成鍵原子半徑越小，鍵能越大，鍵越牢固。是NaAlO2與HCl反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是mol,m(Co)=59×g;在1000℃時(shí),固體質(zhì)量不再變化,說明Co(OH)2完全(2)同周期元素從左至右，電負(fù)性依次增強(qiáng)，則C、N、O三種元素中電負(fù)性最大2.(2020年四川省樂山市第一中學(xué)高三模擬)化學(xué)與生活、環(huán)境密切相關(guān)。下列說法錯(cuò)誤的是()。入陰極室,穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,錯(cuò)誤。(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L己烷中含共價(jià)鍵數(shù)目為19NA()②改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度：改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液中溶質(zhì)的濃度、氣體壓強(qiáng)(或濃度)等。2H2O+2e-====H2↑+2OH-,故A正確;a電極為陰極、b電極為陽極,陽極反應(yīng)為2H2O-答案:溶液恰好由紫紅色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)84.7%根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知，5min時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始時(shí)的壓強(qiáng)之比為[(0.8＋0.8＋0.2＋0.6)mol]∶[(1＋1)mol]＝6∶5，則5min時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時(shí)的65，A項(xiàng)錯(cuò)誤。0～1min內(nèi)，v(H2)＝ΔcΔt＝0.2mol2L1min＝0.1mol·L－1·min－1，B項(xiàng)錯(cuò)誤。該反應(yīng)的ΔH>0，升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，C項(xiàng)正確。由于該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，且反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量始終不變，故混合氣體的密度一直不變，則當(dāng)混合氣體的密度不再變化時(shí)，不能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò)誤?？茖W(xué)探究思考1：分析數(shù)據(jù)，你能得出哪些結(jié)論？①同種類型的鍵，成鍵原子半徑越小，鍵能越大，鍵越牢固。②同樣的成鍵原子之間形成的鍵越多，鍵能越大。碳碳雙鍵容易斷裂π鍵，而不斷裂σ鍵思考2：加成反應(yīng)原理？?H=反應(yīng)物鍵能總和―生成物鍵能總和1.鍵能二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角(1)定義：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。通常取正值。單位kJ/mol。破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所需的最低能量。(2)規(guī)律：鍵能可作為衡量化學(xué)鍵牢固程度的鍵參數(shù)；(3)應(yīng)用：①判斷共價(jià)鍵或分子的穩(wěn)定性；②計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱：?H>0是吸熱反應(yīng)；?H<0是放熱反應(yīng)鍵能越大，化學(xué)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。思考3：由教材表2-1的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性：（1）Cl2,Br2,I2

（2）NH3,H2O思考4：根據(jù)表2-1數(shù)據(jù)，計(jì)算1molH2分別跟1molCl2、1molBr2（蒸氣）反應(yīng)，分別生成2molHCl和2molHBr分子，哪個(gè)反應(yīng)放出的能量多？如何用計(jì)算結(jié)果說明氯化氫和溴化氫哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？H2+Cl2=2HClΔH=436.0kJ+242.7kJ—2×431.8kJ=—184.9kJ

H2+Br2=2HBrΔH=436.0kJ+193.7kJ—2×366kJ=—102.7kJ

因?yàn)樯蒆Cl放出的熱量高于生成HBr放出的熱量，所以生成的HCl較穩(wěn)定思考與交流2.鍵長(zhǎng)二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角(1)定義：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距。思考5：從以下數(shù)據(jù)中可以得到什么結(jié)論：③相同的成鍵原子：?jiǎn)捂I鍵長(zhǎng)>雙鍵鍵長(zhǎng)>叁鍵鍵長(zhǎng)。①通常，鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。②同種類型的鍵，成鍵原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，鍵越牢固?？茖W(xué)探究0.75mol·L－1、0.5mol·L－1，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，則k正k逆＝c2（NH3）c（N2）·c3（H2）＝0.520.25×0.753＝6427。解析：丙容器投入4molNH3，采用“極限轉(zhuǎn)化法”轉(zhuǎn)化為2molN2、6molH2，是甲容器的2倍，若平衡不移動(dòng)，則c3＝2c1，由于丙容器相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以丙容器中氨的濃度大于甲容器中氨濃度的2倍，即c3＞2c1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲容器投入1molN2、3molH2，乙容器投入2molNH3，則甲容器與乙容器是完全等效的，根據(jù)蓋斯定律可知，甲容器與乙容器的反應(yīng)的能量變化之和為92.4kJ，故a＋b＝92.4，B項(xiàng)錯(cuò)誤；時(shí)平衡常數(shù)K＝c（CH3OH）c（CO）·c2（H2）＝c1（1－c1）×[2（1－c1）]2＝1，解得c1＝0.5，C項(xiàng)正確；催化劑能增大反應(yīng)速率，但不能影響平衡移動(dòng)，即不影響CO的平衡轉(zhuǎn)化率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。=c(Co2+)×c2(OH-)=1.58×10-15,c(Co2+)=1.58×10-7mol·L-1;(4)根據(jù)質(zhì)量守恒個(gè)棱心的Li+，少0.75個(gè)Li+，結(jié)合上一個(gè)空的分析可知，LiFePO4晶胞的化學(xué)式由O構(gòu)成的正四面體內(nèi)部；再分析題干中給出的(a)，(b)和(c)三個(gè)不同物質(zhì)的是平面三角形；SO3(或BF3)與其互為等電子體，它們的價(jià)電子總數(shù)和原子總數(shù)均A.成語“百煉成鋼”“蠟炬成灰”中均包含了化學(xué)變化⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)Na2SO4+11H2O,其離子反應(yīng)方程式為+8LiCoO2+22H+====2+8Li++8Co2+時(shí),釩元素的化合價(jià)由+3價(jià)升至+5價(jià),1molVO+失去2mol電子,MnO2被還原為液分別為酸性和堿性,B正確;光照過程中陽極區(qū)反應(yīng)式為4OH--4e-====2H2O+O2↑,【解析】A項(xiàng),百煉成鋼包含碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳的變化,蠟炬成灰包含蠟燭燃燒生成二氧化碳和水的變化;B項(xiàng),詩句“折戟沉沙鐵未銷”中的金屬為鐵,常溫下鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化;C項(xiàng),雷雨發(fā)莊稼過程中涉及氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成一氧化氮,一氧化氮被氧氣氧化為二氧化氮,二氧化氮溶于水反應(yīng)生成硝酸等反應(yīng);D項(xiàng),瓷器是利用黏土高溫煅燒制得的?？芍猲(NOSO4H)=0.004mol×=0.01mol,所以樣品的純度為2.鍵長(zhǎng)二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角(1)定義：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距。鍵長(zhǎng)是衡量共價(jià)穩(wěn)定性的另一個(gè)參數(shù)。(2)規(guī)律：一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固。相同原子的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)的一半稱為共價(jià)半徑資料卡片P32稀有氣體為單原子分子，無共價(jià)半徑鍵長(zhǎng)不等于成鍵兩原子半徑的和，而是小于其半徑的和。2023/10/3111思考6：一般來說，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大。但F—F鍵鍵長(zhǎng)短，鍵能小，請(qǐng)思考其原因。氟原子的半徑很小，因此其鍵長(zhǎng)短，而由于鍵長(zhǎng)短，兩個(gè)氟原子形成共價(jià)鍵時(shí)，原子核之間的距離很近，排斥力很大，因此鍵能不大，F(xiàn)2的穩(wěn)定性差，很容易與其他物質(zhì)反應(yīng)。思考與交流思考7：N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)？由教材表2--1中鍵能的數(shù)值可知：H—F>H—O>H—N，而鍵長(zhǎng)：H—F＜H—O＜H—N，說明分子的穩(wěn)定性：HF＞H2O＞NH3，所以N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。思考與交流思考8：你認(rèn)為鍵長(zhǎng)、鍵能對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？一般地，形成的共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。3.鍵角二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角(1)定義：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角。鍵角決定分子的空間構(gòu)型。鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)與鍵角有關(guān)。H2O104.5°NH3107.3°CO2180°是平面三角形；SO3(或BF3)與其互為等電子體，它們的價(jià)電子總數(shù)和原子總數(shù)均CaSO4;個(gè)氮原子能形成三個(gè)共價(jià)鍵，屬于原子(共價(jià)晶體)，平均1個(gè)氮原子屬于本身的還原反應(yīng),所以正極反應(yīng)方程式為O2+4e-+2H2O====4OH-,為了增大溶液的導(dǎo)電性+11H2O;(2)加入氫氧化鈉溶液并通入空氣氧化亞鐵離子為鐵離子,并形成氫氧化(5)①由操作步驟可知配制100mL鍍鎳試劑時(shí),需要的儀器除藥匙、托盤天平、玻璃棒、燒杯、量筒、膠頭滴管外,還需要100mL容量瓶;(2)①由圖象可知若控制溫度40℃、pH=8,則濾渣Ⅱ的主要成分為FeOOH;==0.02mol,MxNi(SO4)y(M為+1價(jià)陽離子,Ni為+2價(jià),x、y均為正整解析：丙容器投入4molNH3，采用“極限轉(zhuǎn)化法”轉(zhuǎn)化為2molN2、6molH2，是甲容器的2倍，若平衡不移動(dòng)，則c3＝2c1，由于丙容器相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以丙容器中氨的濃度大于甲容器中氨濃度的2倍，即c3＞2c1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲容器投入1molN2、3molH2，乙容器投入2molNH3，則甲容器與乙容器是完全等效的，根據(jù)蓋斯定律可知，甲容器與乙容器的反應(yīng)的能量變化之和為92.4kJ，故a＋b＝92.4，B項(xiàng)錯(cuò)誤；0.002mol,所以NOSO4H消耗的n()=0.06L×0.1000mol·L-1-0.002mol(5)①由操作步驟可知配制100mL鍍鎳試劑時(shí),需要的儀器除藥匙、托盤天平、玻璃棒、燒杯、量筒、膠頭滴管外,還需要100mL容量瓶;==0.02mol,MxNi(SO4)y(M為+1價(jià)陽離子,Ni為+2價(jià),x、y均為正整為L(zhǎng)i4Fe4P4O16，那么Li1-xFePO4晶胞的化學(xué)式為L(zhǎng)i3.25Fe4P4O16，所以有1-x=成CoSO4,反應(yīng)化學(xué)方程式為8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4====4Li2SO4+8CoSO4+CH4109°28’共價(jià)鍵σ鍵π鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長(zhǎng)鍵角決定分子的穩(wěn)定性決定分子的立體構(gòu)型“頭碰頭”,呈軸對(duì)稱“肩并肩”,呈鏡像對(duì)稱決定分子的性質(zhì)知識(shí)小結(jié)觀察學(xué)習(xí)從表中可以看出，CO分子與N2分子在許多性質(zhì)上十分相似，這些相似性，可以歸結(jié)為它們具有相等的價(jià)電子數(shù)，導(dǎo)致它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)。表2-3CO和N2的某些性質(zhì)分子熔點(diǎn)/℃水中溶解度(室溫)分子解離能(kJ/mol)分子的價(jià)電子總數(shù)CO-205.052.3

mL10N2沸點(diǎn)/℃-210.00-190.49-195.811.6

mL1075946101.等電子體三、等電子原理原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子。2.等電子體原理原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的。3.等電子體的應(yīng)用(1)預(yù)測(cè)分子空間的構(gòu)型和性質(zhì)(2)利用等電子體在性質(zhì)上的相似制造新材料課堂練習(xí)（1）根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的是：

和

。（2）等電子原理又有發(fā)展，例如：由短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO2-互為等電子體的分子有

、

。

N2OCO2N2COSO2O32.已知CN－與N2互為等電子體，則HCN分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為多少？思考9：請(qǐng)預(yù)測(cè)①N2O的幾何構(gòu)型?②CO中的共價(jià)鍵類型？H-C≡N1:1:N??N::C??O:1.原子數(shù)相同，最外層電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似，物理性質(zhì)相似。1.常見的等電子體三、等電子原理二原子10電子的等電子體：三原子16電子的等電子體：三原子18電子的等電子體：四原子8電子的等電子體：四原子24電子的等電子體：五原子8電子的等電子體：五原子32電子的等電子體：SO2O3NO2-SO3NO3-SiO32-N2COC22-CO2N2OCS2NH3H3O+CH4NH4+CN－AlO2-SCN－N3-CO32-BF3SO42-PO43-CCl4SiCl4SiF41.同族元素互換法（1）CCl4的等電子體確定：換IVA族元素有SiCl4、GeCl4等；換VIIA族元素有CF4、CBr4、CI4、CFCl3……；同時(shí)換可有SiF4、SiFCl3……。（2）CO2的等電子體確定：可將O原子換為S原子得COS、CS2，2.同周期元素互換法CO2的等電子體確定：C、O原子的價(jià)電子數(shù)分別為4、6，從周期表中的位置看，中間夾著N元素，N原子價(jià)電子數(shù)為5，一個(gè)O原子拿一個(gè)電子給C原子，在電性不變條件下質(zhì)子數(shù)同時(shí)變?yōu)?（價(jià)電子同時(shí)變?yōu)?），則可換為兩個(gè)N原子（由此也可以看出N2與CO互為等電子體）得N2O；3.電子-電荷互換法CN-的等電子體查找:可用N原子1個(gè)電子換作1個(gè)負(fù)電荷，則N原子換為C原子，離子帶2個(gè)負(fù)電荷，其等電子體即為C22-；反之，將CN-的電荷轉(zhuǎn)化為1個(gè)電子，該電子給C原子，即得N2，若給N原子即得CO。找等電子體方法小結(jié)用質(zhì)譜儀測(cè)定分子結(jié)構(gòu)：（教材33頁）科學(xué)視野3.下列說法中，錯(cuò)誤的是()Ａ.鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，化學(xué)鍵越牢固Ｂ.成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價(jià)鍵越牢固Ｃ.對(duì)雙原子分子來講，鍵能越大，含有該鍵的分子越穩(wěn)定Ｄ.原子間通過共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵A4.能夠用鍵能解釋的是()Ａ.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定Ｂ.常溫常壓下，溴呈液體，碘為固體Ｃ.稀有氣體一般很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)Ｄ.硝酸易揮發(fā)，硫酸難揮發(fā)A課堂練習(xí)5.下列說法中正確的是(

)A．分子中鍵能越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，則分子越穩(wěn)定B．元素周期表中的ⅠA族和ⅦA族元素的原子間可能形成共價(jià)鍵C．水分子可表示為HO—H，分子中鍵角為180°D．H—O鍵鍵能為463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時(shí)，消耗能量為2×463kJB6.根據(jù)等電子原理，下列各組分子或離子的空間構(gòu)型不相似的是(

)A．NH4+和CH4B．H3O＋和NH3

C．NO和COD．CO2和H2OD課堂練習(xí)7．“笑氣”(N2O)是人類最早應(yīng)用于醫(yī)療的麻醉劑之一。下列有關(guān)“笑氣”的說法合理的是(

)A．依據(jù)等電子原理，N2O與SiO2分子具有相似的結(jié)構(gòu)(包括電子式)B．已知N2O分子中氧原子只與一個(gè)氮原子相連，則N2O的結(jié)構(gòu)式可表示為N===N===OC．N2O與CO2互為等電子體，因此不含非極性鍵D．N2O為角形分子B課堂練習(xí)8．(1)1molHCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為_____________mol。(2)CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有___________。(3)Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有______