《共价键原子晶体》教案2

共价键原子晶体教案课标要求1 .知道共价键的主要类型 艇和 艇。2 .能用键长、键能、键角等说明简单分子的性质。3 .认识配位键。喊标解读1 .理解共价键的本质。2 .理解共价键的饱和性和方向性，能用其解释有关事实。3 .能准确判断 艇、曲1,极性键和非极性键。4 .能初步比较共价键的极性强弱。5 .能用电子式表示共价键的形成过程。喊学地位在微粒之间的作用力中，共价键的地位尤其突出：一是内涵丰富；二是高考考查的重点， 每年的高考试题中均有涉及，也是研究原子晶体及化学反应热的重要载体。新课导入建议在人类所接触的物质中， 无论是自然界存在的， 还是科学家们合成的， 大多数是含有共 价键的物质。生命活动不可缺少的物质 （如氧气、水等），各种性能优异的有机高分子材料以 及治疗疾病的药物中，一般都含有共价键。共价键是一种重要的化学键。在必修2学习的基础上，这节课我们进一步更深入的学习共价键的相关知识。峨学流程设计课前预习安排:自学教材P4348。2 完成课前自上导学|? |步骤1：引入新丁步骤2:共价键的形成:?1师生一块讨论归纳共价键的本质。2学生板演用电子式表示HCl的形成过程”步骤3：共价键的特征：1充分利用探究1,加深理解共价键的特征。2师生归纳步骤7：布置作业：完成课后知能检测| ? |步骤6：课堂处理：当堂双基达标 步骤5：师生归纳:课堂小结?课标解读重点 难 点1 .认识共价键的本质和特性，了解共价键 的饱和性与方向性。2 .了解共价键的基本类型。3 .用电子式法表示共价化合物的形成过程。1 .共价键的饱和性和方向性。(重点)2 .共价键的基本类型。(难点)1.共价键的定义原子之间通过共用电子对形成的强烈的相互作用，叫做共价键。共价键的成键微粒是原子。2 .共价键的形成过程(1)形成共价键的条件同种(电负性相同)或不同种非金属元素(电负性相差较小)，且原子的最外层电子未达饱 和状态，当它们的距离适当，引力和斥力达平衡时，则原子间通过共用电子对形成共价键。(2)用电子式表示共价键的形成过程 (以HCl为例)3 .共价键的本质当成键原子相互接近时， 原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子密度增加，体系的能量降低。4 .共价键的特征(1)饱和性成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。故在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的。(2)方向性成键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量就下降越多，形成的共价键越牢固。5 .是不是所有轨道形成的共价键均有方向性？【提示】不一定。s轨道与阚道形成的共价键无方向性。6 .键和做(1)分类依据：成键原子的原子轨道重叠方式。(2)键：原子轨道沿核间连线方向以头碰头”的方式发生重叠形成的共价键。(3)键：原子轨道沿核间连线方向以肩并肩”的方式重叠形成的共价键。(4)键和点1的判断方法一般规律是：共价单键是 处；而共价双键中有一个 处，另一个是 <共价叁键由一 个艇和两个罐组成。7 .极性键和非极性键(1)非极性键两个成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移。(2)极性键两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。在极性键中，成键原子吸引电子的能力差别越大，共用电子对偏移的程度越大，共价键的极性越强。8 .配位键(1)定义：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。(2)表示常用“一->'表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH 4的结构式可表示为HHNfH +,其实NH 4中4个N H键是完全相同的。H2. (1)试从以下两个角度，分析 H2O2中存在的化学键类型：从原子轨道重叠方式：从共用电子对是否发生偏移：(2)共价键和离子键能否共存于同一物质中？举例说明。【提示】HO键和OO键均为 艇。H O键为极T键，O O键为非极性键。(2)可以共存于同一物质中，如 NaOH中Na+与OH之间为离子键，OH之间为共价键。 【问题导思】为什么氢气分子是双原子分子而稀有气体分子都是单原子分子？C、N、O、F通过形成共价键达稳定结构时，形成共价键的数目各是多少？H2O分子中的两个H-O键在同一直线上吗？【提示】 氢原子K层上有1个电子，K层需2个电子才能达到稳定状态，故氢原子需1对共用电子对形成双原子分子；而稀有气体元素原子最外层均已达稳定结构，故均为单原子 分子。C、N、O、F形成共价键的数目依次为 4、3、2、1。不在同一直线上。1 .元素原子通过共价键形成稳定结构时，距达稳定结构差几个电子，一般就形成几个 共价键（几对共用电子对）。2 .原子轨道中，除s轨道呈球形对称外，p、d等轨道都有一定的空间取向，它们在成键 时只有沿一定的方向靠近，达到最大程度的重叠，才能形成稳定的共价键，故形成的共价键 之间存在一定的夹角。下列化学式及结构式中成键情况不合理的是（）L IIACTLE： E UZ I E1. （.1 I2Se（ Ji 1 I C' C > F IISc1 TIt 1J <'-S 1IJ TIX t TUSij 1 ISi I II I1 I【解析】由共价键的饱和性可知：C、Si都形成4个共价键，H形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S、Se都形成2个共价键。【答案】D1. H2s分子中两个共价键的夹角接近 90。，其原因是（）A.共价键的饱和性B. S原子的电子排布C.共价键的方向性D. S原子中p轨道的形状【解析】S原子的价电子构型是3s23P4,有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的 3px和3py轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近90。，这体现了共价键的方向性，是由轨道的伸展方向决定的。【答案】CD【问题导思】乙烯分子中C-C 姗与CC敏的哪种键稳定？碳碳键中，c键与 健哪种键稳定？其他共价键中，6键与 融的稳定性有固定关系吗？H F键与H Cl键相比，谁的极性更强些？【提示】艇稳定。碳碳键中， 筵均比 健稳定；其他共价键中，筵不一定比 融稳定。H F键的极性强。分类标准共用电子对数单键、双键、叁键共用电子对的偏移程度极性键、非极性键原子轨道重叠方式筵、艇1.共价键的分类2.非极性键和极性键的判断依据组用恒弟一 J同种元素A A型为作极性例if不用种元素A - B删为极性钺£； I子对偏移. 7端移为极性键1I比偏移为非极性地判断'电负性相同.即同种元I卜也负性J素为非极性键电负件不同.即不同种元素为极性犍3.极性键的极性强弱成键原子所属元素 电负性差值越大极性键的 一极性越强1 .因s电子云是球形的，故s电子和s电子形成处时无方向性。两个s电子只能形成艇, 不能形成设。2 .两个原子间可以只形成罐，但不能只形成 罐。（2012浙江高考节选）下列物质中，只含有极性键的分子是 ，既含离子键又含 共价键的化合物是 ;只存在艇的分子是 ,同时存在艇和觥的分子是A. N2 B. CO2 C. CH2c12 D. C2H4 E. C2H6 F. CaC% G. NH4CI【解析】 A G的结构式或电子式分别为B. (LC-OHC11HF. : Cl ： -Ca2+ L - Cl ： J-HCk H ： N ：+ ： Cl ：HAE是由分子构成的，F、G是由阴、阳离子构成的。由不同元素原子间形成的共价键 为极性键，故B、C分子只含有极性键。共价单键均为 <,共价双键或叁键中各含 1个碗, 其他为 设，故C、E分子中只存在 艇，A、B、D分子中同时存在 艇和 设。F中只含离子 键，G中NH 4与Cl之间为离子键，NH 4中N H键为共价键。【答案】BC G CE ABD判断物质中存在的化学键类型，常用的载体是结构式或电子式。2.某有机物的结构式如下：(1)该分子中有 个搬，个曲1。(2)指出该分子中的极性键 。【解析】(1)除五条共价单键全部为 黜外，双键中1个搬，另一个为叁键中1个为横t,另两个为7tBi故 族!的总、数为7,通1的总、数为3。(2)C-H键为极性键，碳碳键均为非极性键。【答案】(1)7 3 (2)C-H键(或碳氢键)【教师备课资源】(教师用书独具)电子式和结构式1 .电子式是表示物质结构的一种式子，其写法是在元素符号的周围用“'或“义等表示原子或离子的最外层电子，并用n +或n-(n为正整数)表示离子所带电荷。书写时要注意以下几点：(1)同一个式子中的同一元素的原子的电子要用同一符号，都用“或“乂”如)Mg 为能写成Mg xo(2)主族元素的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。如 Mg2+既是镁离子的符 号，也是镁离子的电子式。阴离子的最外层一般是8电子结构，要分别表示出原子原来的电子与获得的电子，在表示阴离子的符号外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷。* * 如S2的电子式为iS不2 , Cl的电子式为:C12； 一。复杂阳* « -离子也要外加方括号，在方括号的右上角标明所带电荷电性及数目，如NH #的电子式：H4*:H ： N ： H+。 H(3)离子化合物中阴阳离子个数比不是1 ： 1时，要注意每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻的事实。如M虱卜的电子式为* ： 口句M片+"匚1 ：-，不能写成 Mga+¥Cl ：击 或MdCI ： - (4)写双原子分子的非金属单质的电子式时，要注意共用电子对的数目和表示方法。加同？的电子式应为：N - ： N '不能写成 NX X N ： N ： : : N：.更不能用成 +:N ： N ：或 N ： ： N.(5)要注意共价化合物与离子化合物电子式的区别。前者不加方括号，不写表示电荷的 符号，后者复杂阳离子和阴离子加方括号，括号外写表示电荷的符号。 前者的共用电子对一般还要求表示出其组成电子来源于哪一原子。皿h3o分子的电子式为H: n'H,不能写成H-E O'. ?-H+n 乂如HK加分子的电子式为H:口 ； 口一田(一的电珏为(6)一般来说，稳定物质的电子均成对，都达到稳定结构。(7)用电子式表示化学键形成过程时，式子中箭头左边写参加反应原子的电子式，多个 时相同原子可以合并， 并配以适当系数，但箭头右边产物的电子式中有多个相同原子时不可 合并。2.在结构式中，用一条短线“一'表示由一对共用电子所形成的共价键(单键)，用“="表示原子间共用两对电子形成的共价键(双键)，用“三表示原子间共用三对电子形成的共价键(叁键)。如 HCl、O=C=O、H-CC H等。下列电子式书写正确的是()A，试 F H ： Z ： HHB. 1川氯化碳 Cl ； C ： (.1<?1C. MX ： Z 5 i N :L>.二辄化碳【解析】A项中遗漏了 N原子上未参加成键的1对电子；B项中遗漏了 Cl原子上未参加成键的3对孤对电子。D项电子式应为,，C + ' （） , °,本质：共用电子对特征：饱和性和方向性共价键搬和健1分类彳极性键和非极性键I、单键、双键和叁键'配位键1 .在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是（）A.氯原子的2P轨道和氢原子的1s轨道8 .氯原子的2P轨道和氢原子的2P轨道C.氯原子的3P轨道和氢原子的1s轨道D.氯原子的3P轨道和氢原子的3P轨道【答案】C2 .下列化合物分子中一定既含艇又含健、既有极性键又有非极性键的是（）A. C2H6B. HClC. C2H4D. N2H HI I【解析】HCCH中全部是单键，只含 <,不含 <,CH是极性键，C-CI IH HH H是非极性键；HCl中含 触，H Cl是极性键；|中C=C中含一个 剧和H-C-CH一个点i, CH是极性键，C=C是非极性键，C项符合题意；N-N中含有一个 <和2个兀 键，NN是非极性键。【答案】C3 . CH4、NH3、H2O和HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是（）A. CH4、NH3、H2O、HFB. HF、H2O、NH3、叫C. H2O、HF、CH4、NH3D. HF、H2。、CH4、NH3【解析】键的极性即为共用电子对的偏向 （或偏离）程度，偏向（或偏离）程度越大，键的极性越强。 比较共价键的极性， 应比较成键的两个原子电负性的大小。 两原子电负性相差得越大，则键的极性越强。【答案】 B4在下列化学反应中，反应时不形成配位键的是()H +OH =H 2O 2H2+5=2H 2OHCl + NH 3=NH4Cl BaCl2+ (NH 4)2SO4 =BaSO42NH 4Cl Fe + Cu2+2=Cu Fe NaNH 2+ H 2O=NaOH + NH 3 TA B C.D.【解析】由结构可知：中各物质均不含有配位键，虽然 NH 4中含有配位键， 但在反应过程中该离子没有发生变化， 故也没有形成新的配位键。 只有中由于生成铵 根离子而形成配位键。【答案】 A5.下列有关搬和询t的说法错误的是()A.含有 罐的分子在反应时，罐是化学反应的积极参与者B.当原子形成分子时，首先形成艇，可能形成疑C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成艇，不能形成 <D.在分子中，化学键可能只有设而没有艇【答案】 D6分析下列化学式中划有横线的元素，选出符合要求的物质填空。A NH3B H2OC HClD CH4E C2H6 F N2(1)所有价电子都参与形成共价键的是 ；(2) 只有一个价电子参与形成共价键的是 ；(3)最外层有未参与成键的电子对的是 ；既有峨又有噬的是。【解析】NH3中N原子与3个H原子形成3个 艇，还有一对孤电子对；H2O中O原子与2个H原子形成2个 觥，还有两对孤电子对；HCl中Cl原子与1个H原子形成1个 艇，还有三对孤电子对；CH4中C原子与4个H原子形成4个艇，所有价电子都参与成键；C2H6中C原子分别与3个H原子及另外1个C原子形成4个 献，所有价电子都参与成键；N2中N原子与另外1个N原子形成1个 觥，2个健，还有一对孤电子对。【答案】 (1)D 、 E (2)C (3)A 、 B 、 C、 F (4)F1下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是()A. H2s和Na2O2B. H2O2和CaF2C. NH3和N2D. HNO3和 NaCl【解析】A项，Na2O2中既有离子键又有 OO共价键，不正确；B项，CaF2中只有离子键，不正确；D项，NaCl属于离子化合物，没有共价键。【答案】 C2下列说法正确的是（）A.含有共价键的化合物一定是共价化合物B 分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C.由共价键形成的分子一定是共价化合物D 只有非金属原子间才能形成共价键【解析】A项的反例为NaOH、Na2O2等；C项的反例为©2等；D项的反例为AlCl 3等。【答案】 B3.对 艇的认识不正确的是（）A.艇不属于共价键，是另一种化学键B.不是所有艇都有方向性C.分子中含有共价键，则至少含有一个觥D.含有罐的化合物与只含 艇的化合物的化学性质不同【解析】 共价键根据原子轨道的重叠方式不同分成了嫌和敏，A不正确；由于s原子轨道呈球形对称，s-s维无方向性，B正确；分子中只要有共价键，一定含有 觥，C正 确；含有设的化合物与只含 搬的化合物不是一种物质，化学性质不同，D正确。【答案】 A4下列有关化学键类型的叙述正确的是（）A.全部由非金属元素构成的化合物中肯定不存在离子键B 所有物质中都存在化学键C,已知乙快的结构式为 H C三C-H,则乙快中存在2个献（C H）和3个雌（C三C）D.乙烷分子中只存在艇，不存在 做【解析】 铵盐是离子化合物，含有离子键，但其中就没有金属元素， A 项错；稀有气体的原子本身就达到稳定结构，不存在化学键，B项错；乙快中存在3个艇和2个设，2个C-H键和碳碳叁键中的1个键是 <,而碳碳叁键中的两个是<,C项错。【答案】 D5. （2013丽水高二质检）下列说法中，不正确的是 （）A. 一般情况下，嫌比 敏重叠程度大，形成的共价键强B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个触C.气体单质中，一定有 疑，可能有 觥D. NH4的4个 罐完全相同，其中的一个是配位键【解析】从原子轨道重叠程度看，北键轨道重叠程度比 健重叠程度小，故 罐稳定性低于 艇。在单质分子中存在 <（如C%、"）、觥（N2中存在 艇和 觥），稀有气体为单原子 分子，不存在化学键。【答案】C6. （2013福州高二质检）下列跟氢原子形成的极性键极性最强的是（）A. FB. ClC. BrD. I【答案】A7 .下列分子含有的电子数目与 HF相同，且只有2个极性共彳键的是（）A. CO2B, N2OC, H2OD. CH4【解析】 HF分子含有10个电子，CO2分子含有22个电子，N2O分子含有22个电子，H2O 分子含有10个电子，CH4分子含有10个电子。其中H2O分子含有2个HO极性共彳键，CH4 分子含有4个CH极性共价键。【答案】C8 .下列关于避和询1的理解不正确的是（）A.艇能单独形成，而觥一定不能单独形成9 .遮可以绕键轴旋转，贝键一定不能绕键轴旋转C.双键中一定有一个 艇、一个 <,叁键中一定有一个 搬、两个 健D.气体单质中一定存在 瓶，可能存在 觥【解析】p电子云重叠时，首先头碰头最大重叠形成<,py、pz电子云垂直于px所在平面，只能 肩并肩”地重叠形成 峨，双键中有一个 标建、一个 <,叁键中有一个 标建、两个 贝键，北键不能单方形成，A、B正确。魂特征是轴对称，犍呈镜面对称，不能绕键轴旋转，C正确。稀有气体为单原子分子，不存在化学键，D不正确。【答案】D10 下列结构图中“代表原子序数从110的元素的原子实（原子实是原子除去最外层电 子后剩余的部分），小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。（示例：O2根据各图表示的结构特点，写出上述分子的化学式:A ： , B： , C： , D：。【解析】 A图是NH3分子。因为N原子有一对电子未参加成键， 3个价电子用于形成3 个单键，而与N原子相连的原子只有一个价电子，故只可能是 H原子。B图是HC-N,这是 因为中间一个原子成4个键，所以是C原子，左边原子只有一个价电子，故为 H原子，而右边()原子显然是N原子。C图是|,从图可看出，最上面的原子是 。原子，h3ncnh2它用2个价电子与C原子形成双键，左、右两边与 C相连的显然是N原子，同理与N原子相连 的两个只含1个价电子的原子显然是 H原子。D图是BF3,在110号元素中彳电子为7的只有 F原子，每个F原子各用一个价电子与中间原子形成单键，而中间一个原子只有3个价电子，应该是B原子，故该分子为BF3。【答案】NH3 HCN CO(NH2)2 BF311 . A、B、C、D、E是中学化学常见的分子和离子，它们都有 10个电子，且A是由5个 原子核组成的微粒，它们之间可发生如下变化：A+B=C+D, B + E=2D,且D与大多数酸性氧化物及碱性氧化物均能反应。(1)写出A的电子式：;写出E的电子式：;(2)写出B、C、D、E的化学式：B,D, E；(3)用电子式表示D的形成过程： O(4)C中含有(填极性键”或非极性键”)从重叠方式看应属 键。(5)用结构式表示E中配位键的形成过程O 【解析】 中学阶段10电子微粒有：分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4阳离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4、山。+阴离子：F、O2、N3、OH、NH2由5个原子核组成的微粒有 CH4、NH 4,由A+B=C+D 知A 为NH 4 , B 为 OH；由 B + E=2D , E 为 H3。*, D 为 H2O,同时知 C 为 NH3。 H【答案】 E1口H- NH3 He。HmO(3)11 + () +- H-H ： () ： HF)极性键白(5)11(J11 I- II -*_ 11() * I JIH12 .有三种物质AC2、B2c2、AD4,元素A在自然界中形成的物质种类最多；元素 B的 单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2c2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与僦原子相同，则：(1)A、B、C、D的元素名称分别是 、 O(2)AD4分子中含有的共价键类型为 (填“键”或“键”。)(3)D的负一价阴离子的电子排布式为 , B2c2的电子式为 ,属 (填离子化合物”或共价化合物”。)【解析】A在自然界中形成的物质种类最多，是碳元素；淡黄色固体B2c2是Na2O2,即B为Na, C为氧；元素D的负一价阴离子的电子层结构与僦原子相同，D为Cl。【答案】(1)碳元素钠元素氧元素氯元素B +4 (2)键1s22s22p63s23p6 Na十：。：O ： 了一N 离子化合物第2课时 共价键的键能与化学反应的反应热原子晶体喊标要求1 .能用键能、键长说明简单分子的某些性质。2 . 了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 酬标解读1 .利用键能比较共价键的强弱及共价型分子的稳定性。2 .利用键能会计算化学反应的反应热。3 .知道金刚石、二氧化硅晶体的结构特点。4 .会比较原子晶体的熔、沸点高低及硬度大小。峨学地位1 .共价键的键长、键能可以判断物质的稳定性，也可以计算化学反应的反应热。因此，本节内容可与元素周期律、化学反应的热效应建立密切关系。2 .原子晶体的空间结构可以培养学生空间想象能力。3 .原子晶体是晶体结构的一个分支，属于高考命题的热点内容。新课导入建议由上节课我们知道，2个气态氢原子形成HH键要放出能量，那么要拆开 HH键需要 吸收能量。在必修2中我们已经学习了化学反应的实质：拆开所有反应物中的化学键，同时形成生 成物中的化学键的过程。若已知拆开1 mol任意化学键吸收的能量，便可计算任意化学反应的热效应，确定化学反应的热化学方程式。本节课将解决上述问题。峨学流程设计阅读教材P4851。2完成课前自主导学步骤1：引入新课步骤6：布置作业：完成课后知能检测?步骤5：处理当堂双基达标步骤4：师生归纳：课堂小结课标解读重点 难 点1 .认识影响共价键键能的主要因素，分析化学键的极性强弱，把握键能与化学反应热 之间的内在联系。2 .深化对原子晶体及其一般性质的认识。1 .影响共价键键能的因素及键能的应用。(重点)2用共价键的键能计算化学反应的反应 热。(难点)3 .比较原子晶体的熔、沸点。(重难点)1.键能(1)定义：在101 kPa、298 K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。(2)影响因素：温度和压强。(3)与物质稳定性的关系键能越大一共价键越牢固一共价型分子越稳定。2 .键长(1)定义：两原子间形成共价键时，原子核间的平均间距。(2)与共价键强弱的关系键长越短一键能越大一共价键越强。3 .键能与反应热的关系E1、E2分别表示反应物和生成物的键能A/f若AH>0,则该反应吸热ah = e1 E2Nah<0,则该反应放热4 .氮元素的非金属性较强，氮气分子化学性质为什么不活泼？【提示】由于N2分子中存在 *N键，氮氮键键能大，不易拆开，所以化学性质不活泼。1概念所有原子间通过共价键结合形成的晶体。5 .常见的原子晶体(1)某些非金属单质，如：晶体硼、晶体硅、晶体Ge、金刚石等。(2)某些非金属化合物，如：金刚砂 (SiC)、二氧化硅、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)等。6 .性质原子晶体一般有很高的熔点、沸点和很大的硬度。2.具有共价键的晶体叫做原子晶体”这种说法对吗？为什么？【提示】 不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，但它们都不是 原子晶体；再如NaOH中既含有共价键又含有离子键，它属于离子晶体；金刚石、晶体 Si、 SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网 状结构的晶体才是原子晶体。【问题导思】键N-NN=NNN键能 /kJ mol 1159418946由上表数据可知N2分子中，1个搬和两个罐的键能各是多少？共价键的键能与反应热的关系怎样？【提示】艇：159 kJ mol 1 ； 2个也的键能分另ij为259 kJ mol 1和528 kJ mol 1。A H=反应物分子中的键能总和一生成物分子中的键能总和。1 .运用共价键的键能可以判断共价型分子的稳定性。在其他条件相同时，共价键键能 越大，共价型分子或晶体的化学稳定性就越强；共价键键能越小，共价型分子或晶体的化学稳定性就越弱。2 .运用共价键的键能可以确定化学反应的反应热A H =反应物分子中的键能总和一生成物分子中的键能总和。3 1)反应物分子中的键能总和小于生成物分子中的键能总和，则此反应为放热反应，A H<0；(2)反应物分子中的键能总和大于生成物分子中的键能总和，则此反应为吸热反应，A H>0。卜表为某些化学键的键能(kJ mol-1):键Cl-ClBr-BrI - IH -ClH - BrH - IH - H键能243193151431366298436(1)下列氢化物中，最稳定的是 。A. HClB. HBrC. HID. HF(2)1 mol H2在1 mol Cl2中燃烧，生成2 mol HCl气体，放出热量 kJ。(3)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放 出或吸收热量最多的是 。推测1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热(填多”或少” 3【解析】稳定性是化学性质，与键能的大小有关，由于键能HCl键H Br键HI键，故推测键能H F键H Cl键，键能越大，分子越稳定，所以HF最稳定。H2+Cl2=2HCl , 断键吸收436 kJ+ 243 kJ = 679 kJ的能量，成键放出2X431 = 862 kJ的能量，反应共放出183 kJ 的能量。由此可分别算出 H2和Br2、I2反应放出的能量为103 kJ和9 kJ,可判断出三者放出热 量关系为Cl2B2I2。【答案】(1)D (2)183 (3)Cl 2 多1 .根据例1第(2)问，写出Cl2(g)与H2(g)反应生成HCl(g)的热化学方程式：【答案】Cl2(g) + H2(g)=2HCl(g)AH=- 183 kJ mol-1【问题导思】金刚石中，每个碳原子与几个碳原子成键？与同一碳原子成键的原子围成什么空间构 型？二氧化硅晶体的化学式是如何确定的？【提示】4正四面体。在SiO2晶体中，每个Si原子与4个。原子成键，而每个 O原子与2个Si原子成键，晶体 中硅原子与氧原子个数比为1 ： 2,因此二氧化硅的化学式为SiO2。2 .原子晶体的结构(1)结构特点原子晶体是原子间以共价键结合而形成的空间网状结构，因此晶体中不存在单个分子。(2)两种典型原子晶体的结构a.金刚石晶体金刚石及其储体结构模理金刚石晶购在晶体中每个碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。晶体中CC C夹角为109.5。最小环上有6个碳原子。晶体中C原子个数与cC键数之比为1 ： (4 3)=1 : 2。b.二氧化硅晶体二氧化群的晶体结掏模型在晶体中每个硅原子和 4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与 2个硅原子相结合。故SiO2晶体中硅原子与氧原子按1 ： 2的比例组成。最小环上有12个原子。3 .原子晶体熔、沸点高低及硬度大小比较依据一般来说，原子半径之和越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔、沸点越高，(如熔点：金刚石碳化硅晶体硅 )硬度越大。一般情况下，原子晶体的熔、沸点比离子晶体的熔、沸点高。单质硼有无定形和晶体两种，参照下表数据填空：金刚石晶体硅晶体硼熔点(K)382316832573沸点(K)510026282823摩氏硬度107.09.5(1)晶体硼属于 晶体，理由是 。(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如下图所示)，其中有20个由等边三角形组成的面和一定数目的顶点，每一个顶点上各有一个硼原子. 通过图形的观察和推算，此基本结构单元由 个硼原子构成，其中B B键的键角是 。(3)请比较三者熔点高低的顺序，由此说明C、Si、B非金属性强弱的关系:【解析】(1)由所给数据，可知晶体硼的熔、沸点很高，硬度很大，比较其熔、沸点，硬度均介于金刚石和晶体硅之间，而金刚石和晶体硅都是原子晶体，故晶体硼也是原子晶体。(2)方法1：晶体硼结构单元有20个正三角形，每个硼原子被 5个三角形共用，每个三角形只 占有1个硼原子，故硼原子数= 200$=12。正三角形的各个角均为 60。，故B B键的键角 为60。方法2:由所给图示，可以看出第一层有3个B原子，第二层6个，第三层3个，共12个B原子。(3)原子晶体的熔、沸点与共价键的键能有关，而键能大小与原子的非金属性有关， 非金属性越强，形成的共价键的键能越大，破坏它需要的能量越高，则熔、沸点越高，故非 金属性C>B>Si。【答案】(1)原子 晶体硼的熔、沸点，硬度均介于金刚石和晶体硅两种原子晶体之间，故晶体硼是原子晶体(2)12 60。C>B>Si2.(原创题)据报道，有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时 再用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。(1)该碳氮化合物可能属于 晶体。(2)该碳氮化合物比金刚石坚硬的原因是(3)试推断该碳氮化合物的化学式 。【解析】(1)由于金刚石为原子晶体，该碳氮化合物比金刚石还硬，说明其属于原子晶体。(2)金刚石中存在C-C键，碳氮化合物中存在 C N键，由于原子半径r(C)>r(N),所以C-C键的键能小于C-N键的键能，硬度大于金刚石。 (3)在晶体中，1个C原子与4个N原子 形成共价键，1个N原子与3个C原子形成共价键，故C、N原子个数比为3： 4,所以化学式为 C3N4。【答案】(1)原子(2)由于原子半径r(N)<r(C) , N-C键键能大于CC键能。C3N4【教师备课资源】(教师用书独具)物质所含化学键的键能与化学键的强弱有区别化学键的强弱通常用键能表示，键能越大，化学键越牢固。但并不能简单地认为物质所 含化学键的键能越大，物质就越稳定。例如N2和NH3 , *N的键能是941.7 kJ mol 1, NH键的键能是390.5 kJ m ol1, NH3的总键能是1171.5 kJ m ol 1,比N2的键能还要大，但事 实是N2很稳定。这是因为决定物质稳定性的不是物质所含化学键的总键能，而是化学键的 强度，即键能最大的那一个化学键。破坏1个N-N键要比破坏3个N-H键难得多。（2013宿迁高二质检）已知氢分子键能436 kJ mol_1,氧分子键能498 kJ mol 1,氯 分子键能243 kJ mol 1,氮分子键能946 kJ mol 1。参考以上数据判断以下说法中正确的 是（）1A. NN 键键能为 3X946 kJ m ol- 1 = 315.3 kJ m ol - 1B.氮分子中的共价键比氢分子中共价键键长短C.氧分子中氧原子间是以共价单键结合的D.氮分子比氯分子稳定【解析】 氮分子的N-N中的三个键不是等同的，A错；虽然氮分子中N-N键键能H -H 键键能，但氢的原子半径远小于氮原子，键长是成键两原子的核间距，H-H键的键长N-N键的键长，B错；氧气中氧原子间以共价双键结合，C错；氮分子键能比氯分子的大，D正确。【答案】 DI键长I /米 汰定 |键能|共价键的强弱|上连|物质的稳定性构成粒子：原子 !粒子间作用力：共价键 原子晶体金刚石、SiO2晶体的结构特点【性质特点：熔、沸点和硬度1 .下列说法正确的是（）A.键能越大，表示该分子越容易受热分解B.共价键都具有方向性C.在分子中，两个成键的原子之间的距离叫键长D. H Cl的键能为431.8 kJ mol1, H Br的键能为366 kJ mol1,这可以说明HCl比HBr 稳定【解析】键能越大，分子越稳定，A项错，D项正确。H-H键没有方向性，B项错。形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，C项错。【答案】 D2,在30 g SiO2晶体中，含有SiO键的物质的量为（）A . 1 molB. 1.5 molC. 2 molD. 2.5 mol【解析】1 mol SiO 2中含4 mol Si O键，30 g SiO2是0.5 mol,含有Si O键的物质的量为2 mol。【答案】 C3.据美国科学杂志报道：在 40 GPa高压下，用激光器加热到1 800 K,制得具有高 熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法正确的是（）A.该晶体由CO2分子构成B.该晶体易汽化，可用作制冷材料C. 一定条件下，该晶体可跟氢氧化钠反应D.该晶体中C、O原子个数比为1 : 2【解析】高熔点、高硬度是原子晶体的特点，故该二氧化碳晶体是原子晶体。【答案】 CD4.碳化硅（SiC）晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与 晶体硅和金刚石相比较，正确的是（）A.熔点从高到低的顺序是金刚石碳化硅晶体硅B.熔点从高到低的顺序是金刚石晶体硅碳化硅C.三种晶体中的结构单元只有金刚石是正四面体结构D.三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体【解析】由已知碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，可知碳化硅也为原子晶体，且应有类似金刚石的正四面体结构单元。又因为影响共价键强弱的因素是原子半径，碳原子半径小于硅原子半径，所以键长长短顺序为C-C< C-Si< Si-Si,所以，熔点顺序是金刚石碳化硅 >晶体硅。晶体硅是半导体，单向导电。【答案】 A5.化学键Si-OSi-ClH - HH-ClSi-SiSi-C键能/kJ mol 1460360436431176347根据表中数据回答下列问题：（1）如下图所示立方体中心的 “展示硅晶体中的一个原子，请在立方体的顶点用“表示出与之紧邻的硅原子。（2）工业上高纯硅可通过下列反应制取:tWj温SiCl4（g） + 2H2（g）= Si（s） + 4HCl（g）,该反应的反应热 AH =kJ mol 1。【解析】（1）晶体硅结构与金刚石相似，5个原子构成正四面体结构，其中1个位于正四面体中心。（2） AH= 4X360 kJ mol-1 + 2X436 kJ mol12X176 kJ mol 14M31 kJ mol 1 = + 236 kJ mol 1。【答案】（1）如下图所示。（2）+2366. （2013新课标高考I节选）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：化学键C-CC HC-OSi-SiSi-HSi-O键能 /(kJ mol 1)356413336226318452（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煌多，原因是（2）SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物，原因是【解析】依据图表中键能数据分析，CC键、C-H键键能大，难断裂；Si Si键、Si-H键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成。SiH4稳定性小于CH4,更易生成氧化物，是因为 C-H键键能大于CO键的，C H 键比CO键稳定。Si-H键键能远小于SiO键的，不稳定，倾向于形成稳定性更强的 SiO 键。【答案】（1）C C键和CH键较强，所形成的烷烧稳定。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（2）CH键的键能大于C-O键，C-H键比C-O键稳定。而Si-H键的键能却远小于 SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定 性更强的Si O键1 .下列说法中，错误的是（）A.只有非金属元素也可能形成离子化合物8 .成键原子间原子轨道重叠的愈多，共价键愈牢固C.对双原子分子来说，键能愈大，含有该键的分子愈稳定D.键长愈长，化学键愈牢固【解析】A项，如NH4Cl等俊盐，全部由非金属元素形成，却是离子化合物。B项,如 艇的键能之所以比 健大就是因为其轨道重叠程度比健多。C项，键能本身就是用来衡量分子稳定性的一个物理量。D项键长越长，键能就越小，破坏化学键所需能量就越低，化学键越不稳定。【答案】D2.从实验测得不同物质中氧氧键的键长和键能的数据：氧氧键数据、,、.O2-O2O2O2键长/1012m149128121112键能 /kJ mol 1xyz= 494w=628其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为w>z>y>x,该规律性是（）A.成键电子数越多，键能越大B.键长越长，键能越小C.成键所用的电子数越少，键能越大D.成键电子对越偏移，键能越大【解析】观察表中数据发现， 。2与O2的键能大者键长短，按此 02一中键长比O2中的长，所以键能要小。按键长 （氧氧键）由短到长的顺序为 O2vO2O2vO2,键能则应W>z >y>xo【答案】B3.金刚石是典型的原子晶体。下列关于金刚石的说法中，错误的是 （）A .晶体中不存在独立的分子”B.碳原子间以共价键相结合C.是硬度最大的物质之一D,化学性质稳定，高温下难与 O2发生反应【解析】金刚石高温下与O2的反应属碳元素的性质，与晶体结构无关。【答案】D4,下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是 （）A.存在四面体结构单元，。处于中心，Si处于4个顶角B.最小的环上，有3个Si原子和3个。原子C.最小的环上，Si和O原子数之比为1 ： 2D.最小的环上，有6个Si原子和6个。原子【解析】 二氧化硅是原子晶体， 结构为空间网状， 存在硅氧四面体结构， 硅处于中心，氧处于4个顶角，所以A项错误；在SiO2晶体中，每6个Si和6个。形成一个12元环(最小环)， 所以D对，B、C都错误。【答案】 D5下列事实能说明刚玉(Al2O3) 是一种原子晶体的是() Al2O3 是两性氧化物 硬度很大它的熔点为2045 几乎不溶于水自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石A B C.D.【解析】指的是A12O3的分类，指的是 A12O3的种类，这两项都无法说明Al 2O3是一种原子晶体。【答案】 B6 已知 C3N4 晶体具有比金刚石还大的硬度， 且构成该晶体的微粒间只以单键结合。 下 列关于 C3N4 晶体的说法错误的是()A.该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石更牢固B 该晶体中每个碳原子连接 4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子C.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D 该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构【解析】 由于C3N4晶体和金刚石结构类似， C N键键长小于CC键键长，因此A正 确；结合碳和氮原子的成单电子数和成键规律，B、C正确；由于C3N4晶体中是通过C-N共价键形成的立体网状结构，晶体中全是极性共价键，D错误。【答案】 D7下列说法中正确的是()A 金刚石晶体中的最小碳环由 6个碳原子构成B. Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1 ： 1C. 1 mol SiO2 晶体中含 2 mol SiO键D.根据H + H-> H2同时放出436 kJ mol - 1的热量，可以说明氢原子比氢分子稳定【解析】 由金刚石晶体结构知，最小碳环是 6个碳原子构成的六元环，故 A对；B中 Na2O2晶体中阴、阳离子数目之比为 1 ： 2,故B错；C中1 mol SiO2晶体中含4 mol Si O键， 故C错。【答案】 A8.已知：1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量()H2(g) Cl2(g)=2HCl(g)1AH= 183 kJ mol1AH=- 183 kJ mol1AH= 183 kJ molA .氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是B.氢气和氯气反应生成 2 mol氯化氢气体，反应的C.氢气和氯气反应生成 2 mol氯化氢气体，反应的D.氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的化学反应的过程是反应物分子断键后原子重新形成新化学键的过程， 断键需吸收能量，成键则放出能量， 根据能量守恒知：H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g)的AH=436 kJ mol 1+243 kJ mol 1 -2X431 kJ mol1=- 183 kJ mol 1。【答案】 C9下列性质适合于某种原子晶体的是()A 熔点 1 070 ，易溶于水，水溶液导电B 熔点10.32 ，液态不导电，水溶液导电C.能溶于CS2,熔点112 C,沸点444.6 CD 熔点3 550 ，很硬，不溶于水，不导电【解析】本题主要考查晶体类型与性质的关系，由原子晶体所具有的一般特点，熔、沸点高，硬度大，不溶于水等性质，可以推断D应该是原子晶体。【答案】D10. (2013延安高二质检)Q、R、X、Y为四种短周期元素，且原子序数依次递增。已知Y 原子价电子(外围电子)排布 msnmpn ；R原子核外L层电子数为奇数；Q、X原子p轨道的电子数分别为 2和4。请回答下列问题：(1)R形成的单质分子式为 ，含 个搬，个敏。(2)H2X2 分子中含的键有(填“极性键 ”或 “非极性键 ”或 “极性键和非极性键 ”) 。(3)YX2 形成的晶体属于 晶体。(4)YX2 晶体中存在的作用力有。A.极性键B.非极性键C.配位键D. 艇E.觥【解析】丫价电子：msnmpn中n只能取2,又为短周期，则 Y可能为C或Si。R的核外L层为奇数，说明是第2周期的Li、B、N或F。Q、X的p轨道电子数为2和4,则Q为C 或Si、X为。或S。再从五种元素原子序数依次递增，可推出：Q为C, R为N, X为O, 丫为Si。(1)N2的结构式为NN, 1个处,2个搬。(2)H 2X 2的结构式为H O O H 。(3)YX 2为SiO2,原子晶体，且SiO键为极性键。【答案】(1)N2 1 2 (2)极性键和非极性键(3)原子(4)AD11 .金阿J砂(SiC)与金刚石具有相似的晶体结构(如图所示)，在金刚砂的空间网状结构中,碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。(1)金刚砂属于 晶体。(2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合 个碳原子，其中键角是 。(3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有 个硅原子。【解析】由于金刚砂的晶体构型是空间网状结构，碳原子、硅原子交替以共价键相结合，故金刚砂是原子晶体；硅和碳电子层结构相似，成键方式相同，硅原子周围有4个碳原子，键角109.5。；组成六元环中，有3个碳原子、3个硅原