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第2课时 共价键的键能 原子晶体,专题3 第三单元 共价键 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。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.共价键的键能 (1)键能：在101 kPa、298 K条件下，1 mol气态AB分子生成_ 的过程中所 的能量，称为AB间共价键的键能。其单位为 。 (2)应用：,气态A原子和,一、共价键的键能与化学反应的反应热,B原子,kJmol1,吸收,若使2 mol HCl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是_ 的能量。 表中共价键最难断裂的是 ，最易断裂的是 。 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 ，说明四种分子的稳定性依次 ，即最稳定的是 ，最不稳定的是 。,吸收862 kJ,HF,HI,减小,HF,HI,减弱,2.共价键的键长 (1)概念：形成共价键的两个原子核间的 ，因此 决定化学键的键长， 越小，共价键的键长越短。 (2)应用：共价键的键长越短，往往键能越 ，这表明共价键越 ，反之亦然。,平均间距,原子半径,原子半径,大,稳定,(1)共价键强弱的判断 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。 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。 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。 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 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。 定量关系：能量变化反应物键能总和生成物键能总和，即HE反应物E生成物。,例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,解析 键能越大，表示破坏该键需要的能量越大，并不是分子拥有的能量越大；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。,答案,解析,解析,例2 下表列出部分化学键的键能：,答案,据此判断下列说法正确的是 A.表中最稳定的共价键是SiSi键 B.Cl2(g)2Cl(g) H243 kJmol1 C.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H183 kJmol1 D.根据表中数据能计算出SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(l)的H,解析 键能越大形成的化学键越稳定，表中键能最大的是SiO键，则最稳定的共价键是SiO键， A错误； 氯气变为氯原子吸收的能量等于氯气中断裂化学键需要的能量，Cl2(g)2Cl(g) H243 kJmol1，B错误； 依据键能计算反应焓变反应物键能总和生成物键能总和，H436 kJmol1243 kJmol12431 kJmol1183 kJmol1，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H183 kJmol1，C正确； HCl(g)=HCl(l)的H未告知，故无法计算SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(l)的H，D错误。,1.概念及组成 (1)概念：相邻原子间以 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 ，原子与原子之间的作用力是 。,共价键,二、原子晶体的概念及其性质,原子,共价键,2.两种典型原子晶体的结构 (1)金刚石的晶体结构模型如图所示。回答下列问题： 在晶体中每个碳原子以 对称地与相邻的 4个碳原子相结合，形成 结构，这些正四面体 向空间发展，构成彼此联结的立体 结构。 晶体中相邻碳碳键的夹角为109.5。 最小环上有 个碳原子，晶体中C原子个数与CC键数之比为 。 晶体中CC键键长 ，键能 ，故金刚石的硬度 ，熔点 。,4个共价单键,正四面体,网状,6,12,很短,很大,很大,很高,相关视频,(2)二氧化硅晶体结构模型如图所示。回答下列问题： 每个硅原子都以 个共价单键与 个氧原子结合，每个氧原子与 个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构。 晶体中最小的环为 个硅原子、 个氧原子组成的 元环，硅、氧原子个数比为 。,4,4,2,6,6,12,12,3.特性 由于原子晶体中原子间以较 的共价键相结合，故原子晶体：熔、沸点 ，硬度 ，一般 导电， 溶于溶剂。 4.常见的原子晶体 常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等；某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。,强,很高,大,不,难,(1)构成原子晶体的微粒是原子，其相互作用是共价键。 (2)原子晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式。,例3 根据下列物质的性质，判断其属于原子晶体的是 A.熔点2 700 ，导电性强，延展性强 B.无色晶体，熔点3 550 ，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ，熔化时能导电 D.熔点56.6 ，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电,解析 原子晶体一般不导电，没有延展性，A项错误； 原子晶体难溶于水，C项错误； 原子晶体一般熔点很高，硬度很大，D项错误。,答案,解析,例4 下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是 A.SiO2晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连 B.通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗 常数) C.金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个 碳原子 D.1 mol金刚石中含4NA个CC键,答案,解析,解析 A项，二氧化硅晶体结构中，每个Si原子形成四个共价键，所以每个Si原子与4个O原子直接相连，错误； B项，二氧化硅是由Si原子和O原子构成的原子晶体，所以二氧化硅晶体结构中没有分子，错误； C项，金刚石晶体结构为空间立体网状结构，共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子，正确； D项，金刚石中每个C原子形成4个CC键，利用切割法知，每个C原子含有2个CC键，错误。,反应热(H)反应物总键能生成物总键能。,学习小结,达标检测,1.NH键键能的含义是 A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的热量 C.拆开约6.021023 个NH键所吸收的热量 D.形成1个NH键所放出的热量,答案,解析,解析 NH键的键能是指形成1 mol NH键放出的能量或拆开1 mol NH键所吸收的能量，不是指形成1个NH键释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol NH键，拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是1 mol NH键键能的3倍。,1,2,3,4,5,6,2.下列说法不正确的是 A.键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂 B.成键的两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定 C.破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量 D.键能、键长只能定性地分析化学键的强弱,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析 键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢固，性质越稳定，故A错误； B、C、D均正确。,3.下列有关原子晶体的叙述中正确的是 A.原子晶体中只存在非极性共价键 B.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 C.在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键 D.石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结 构的晶体,解析 原子晶体单质中含有非极性键，原子晶体化合物中存在极性共价键；在SiO2晶体中，1个硅原子与周围4个氧原子形成4个SiO键；金属晶体的熔点差别很大，有些金属晶体(如W)熔点可能高于某些原子晶体的熔点。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,4.氮氧化铝(AlON)属于原子晶体，是一种超强透明材料。下列描述错误的是 A.AlON和石英的化学键类型相同 B.电解熔融AlON可得到Al C.AlON的N元素化合价为1价 D.AlON和石英晶体类型相同,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析 A项，AlON和石英均属于原子晶体，均只含有共价键，正确； B项，AlON属于原子晶体，只含有共价键，熔融时不导电，而Al2O3属于离子晶体，熔融时能导电，所以电解熔融Al2O3能得到Al，错误； C项，AlON中O为2价，Al为3价，所以N元素的化合价为1价，正确； D项，AlON和石英均属于原子晶体，正确。,1,2,3,4,5,6,5.碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子与硅原子的位置是交替的，在下列三种晶体中，它们的熔点从高到低的顺序是 金刚石 晶体硅 碳化硅 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,6,答案,解析,解析 这三种晶体属于同种类型，熔化时需破坏共价键，金刚石中为CC键，晶体硅中为SiSi键，SiC中为SiC键，由原子半径可知SiSi键键长最大，CC键键长最短，键长越短共价键越稳定，破坏时需要的热量越多，故熔点从高到低顺序为。,6.碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：,1,2,3,4,5,6,回答下列问题： (1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_ _。,CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成,答案,(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_ _。,答案,1,2,3,4,5,6,CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定，而SiH的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键,
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