2018-2019版高中化學(xué) 專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 第三單元 共價(jià)鍵 原子晶體 第2課時(shí) 蘇教版選修3.ppt

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1、第2課時(shí) 共價(jià)鍵的鍵能 原子晶體,專題3 第三單元 共價(jià)鍵 原子晶體,[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.熟知共價(jià)鍵鍵能、鍵長(zhǎng)的概念，掌握共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化之間的關(guān)系。 2.能根據(jù)原子晶體的概念及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)判斷晶體類型，會(huì)分析推測(cè)其物理性質(zhì)。,,,新知導(dǎo)學(xué),達(dá)標(biāo)檢測(cè),內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.共價(jià)鍵的鍵能 (1)鍵能：在101 kPa、298 K條件下，1 mol氣態(tài)AB分子生成____________ 的過程中所 的能量，稱為AB間共價(jià)鍵的鍵能。其單位為 。 (2)應(yīng)用：,氣態(tài)A原子和,一、共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱,B原子,kJmol－1,吸收,①若使2 mol H—C

2、l鍵斷裂為氣態(tài)原子，則發(fā)生的能量變化是___________ 的能量。 ②表中共價(jià)鍵最難斷裂的是 ，最易斷裂的是 。 ③由表中鍵能大小數(shù)據(jù)說明鍵能與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：HF、HCl、HBr、HI的鍵能依次 ，說明四種分子的穩(wěn)定性依次 ，即最穩(wěn)定的是 ，最不穩(wěn)定的是 。,吸收862 kJ,H—F,H—I,減小,HF,HI,減弱,2.共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng) (1)概念：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核間的 ，因此 決定化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)， 越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短。 (2)應(yīng)用：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越 ，這表明共價(jià)鍵越 ，反之亦然。,平均間距,原子半徑,原子半徑,大,穩(wěn)定,(1)共價(jià)鍵強(qiáng)弱的

3、判斷 ①由原子半徑和共用電子對(duì)數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。 ②由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。 ③由鍵長(zhǎng)判斷：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。 ④由電負(fù)性判斷：元素的電負(fù)性越大，該元素的原子對(duì)共用電子對(duì)的吸引力越大，形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定。,(2)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)過程中，舊鍵斷裂所吸收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之則為放熱反應(yīng)。 ②定量關(guān)系：能量變化＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和，即ΔH＝E反應(yīng)物－E生成物。,例1 下

4、列說法正確的是 A.分子中鍵能越大，表示分子擁有的能量越高，共價(jià)鍵越難斷裂 B.分子中鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，表示成鍵原子軌道重疊越大，鍵越牢固 C.化學(xué)鍵形成的過程是一個(gè)吸收能量的過程 D.化學(xué)鍵形成的過程是一個(gè)放出能量的過程,解析 鍵能越大，表示破壞該鍵需要的能量越大，并不是分子擁有的能量越大；鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，表示成鍵的兩原子的核間距越長(zhǎng)，分子越不穩(wěn)定；化學(xué)鍵的形成是原子由高能量狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)(低能量)轉(zhuǎn)變的過程，所以是一個(gè)放熱過程。,答案,解析,√,解析,例2 下表列出部分化學(xué)鍵的鍵能：,答案,據(jù)此判斷下列說法正確的是 A.表中最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是Si—Si鍵 B.Cl2(g)―→2Cl(g) ΔH＝－243

5、kJmol－1 C.H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJmol－1 D.根據(jù)表中數(shù)據(jù)能計(jì)算出SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH,√,解析 鍵能越大形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定，表中鍵能最大的是Si—O鍵，則最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是Si—O鍵， A錯(cuò)誤； 氯氣變?yōu)槁仍游盏哪芰康扔诼葰庵袛嗔鸦瘜W(xué)鍵需要的能量，Cl2(g)―→2Cl(g) ΔH＝243 kJmol－1，B錯(cuò)誤； 依據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)焓變＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和，ΔH＝436 kJmol－1＋243 kJmol－1－2431 kJmol－1＝－183 kJmol－1，H2(g)＋C

6、l2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJmol－1，C正確； HCl(g)===HCl(l)的ΔH未告知，故無法計(jì)算SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH，D錯(cuò)誤。,1.概念及組成 (1)概念：相鄰原子間以 相結(jié)合形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，稱為原子晶體。 (2)構(gòu)成微粒：原子晶體中的微粒是 ，原子與原子之間的作用力是 。,共價(jià)鍵,二、原子晶體的概念及其性質(zhì),原子,共價(jià)鍵,2.兩種典型原子晶體的結(jié)構(gòu) (1)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： ①在晶體中每個(gè)碳原子以 對(duì)稱地與相鄰的 4個(gè)碳原子相結(jié)合，形成 結(jié)構(gòu)，這

7、些正四面體 向空間發(fā)展，構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體 結(jié)構(gòu)。 ②晶體中相鄰碳碳鍵的夾角為109.5。 ③最小環(huán)上有 個(gè)碳原子，晶體中C原子個(gè)數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為 。 ④晶體中C—C鍵鍵長(zhǎng) ，鍵能 ，故金剛石的硬度 ，熔點(diǎn) 。,4個(gè)共價(jià)單鍵,正四面體,網(wǎng)狀,6,1∶2,很短,很大,很大,很高,相關(guān)視頻,(2)二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示。回答下列問題： ①每個(gè)硅原子都以 個(gè)共價(jià)單鍵與 個(gè)氧原子結(jié)合，每個(gè)氧原子與 個(gè)硅原子結(jié)合，向空間擴(kuò)展，構(gòu)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 ②晶體中最小的環(huán)為 個(gè)硅原子、 個(gè)氧原子組成的 元環(huán)，硅、氧原子個(gè)數(shù)比為 。,4,4,2,6,6,12,1∶2,3.

8、特性 由于原子晶體中原子間以較 的共價(jià)鍵相結(jié)合，故原子晶體：①熔、沸點(diǎn) ，②硬度 ，③一般 導(dǎo)電，④ 溶于溶劑。 4.常見的原子晶體 常見的非金屬單質(zhì)，如金剛石(C)、硼(B)、晶體硅(Si)等；某些非金屬化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。,強(qiáng),很高,大,不,難,(1)構(gòu)成原子晶體的微粒是原子，其相互作用是共價(jià)鍵。 (2)原子晶體中不存在單個(gè)分子，化學(xué)式僅僅表示的是物質(zhì)中的原子個(gè)數(shù)比關(guān)系，不是分子式。,例3 根據(jù)下列物質(zhì)的性質(zhì)，判斷其屬于原子晶體的是 A.熔點(diǎn)2 700 ℃，導(dǎo)電性強(qiáng)，延展性強(qiáng) B.無色晶體，熔點(diǎn)3 550 ℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水

9、和有機(jī)溶劑 C.無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800 ℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電 D.熔點(diǎn)－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電,解析 原子晶體一般不導(dǎo)電，沒有延展性，A項(xiàng)錯(cuò)誤； 原子晶體難溶于水，C項(xiàng)錯(cuò)誤； 原子晶體一般熔點(diǎn)很高，硬度很大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,答案,解析,√,例4 下列關(guān)于SiO2和金剛石的敘述正確的是 A.SiO2晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)Si原子與2個(gè)O原子直接相連 B.通常狀況下，60 g SiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA(NA表示阿伏加德羅 常數(shù)) C.金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè) 碳原子 D.1 mol金剛石中含4NA個(gè)C—C鍵,答案,解

10、析,√,解析 A項(xiàng)，二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)Si原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，所以每個(gè)Si原子與4個(gè)O原子直接相連，錯(cuò)誤； B項(xiàng)，二氧化硅是由Si原子和O原子構(gòu)成的原子晶體，所以二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)中沒有分子，錯(cuò)誤； C項(xiàng)，金剛石晶體結(jié)構(gòu)為空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子，正確； D項(xiàng)，金剛石中每個(gè)C原子形成4個(gè)C—C鍵，利用切割法知，每個(gè)C原子含有2個(gè)C—C鍵，錯(cuò)誤。,反應(yīng)熱(ΔH)＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能。,學(xué)習(xí)小結(jié),達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.N—H鍵鍵能的含義是 A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B.把1 mol NH3中的共價(jià)鍵全部拆開所吸收的熱量 C.拆開約6

11、.021023 個(gè)N—H鍵所吸收的熱量 D.形成1個(gè)N—H鍵所放出的熱量,答案,解析,√,解析 N—H鍵的鍵能是指形成1 mol N—H鍵放出的能量或拆開1 mol N—H鍵所吸收的能量，不是指形成1個(gè)N—H鍵釋放的能量。1 mol NH3中含有3 mol N—H鍵，拆開1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量應(yīng)是1 mol N—H鍵鍵能的3倍。,1,2,3,4,5,6,2.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(zhǎng)越短，化學(xué)鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定 C.破壞化學(xué)鍵時(shí)消耗能量，而形成化學(xué)鍵時(shí)釋放能量 D.鍵能、鍵長(zhǎng)只能定性地分析化

12、學(xué)鍵的強(qiáng)弱,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,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錯(cuò)誤； B、C、D均正確。,3.下列有關(guān)原子晶體的敘述中正確的是 A.原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵 B.原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高 C.在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子和2個(gè)氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵 D.石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過共價(jià)鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)的晶體,解析 原子晶體單質(zhì)中含有非極性鍵，原子晶體化合物中存在極性共價(jià)鍵；在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子與周圍4個(gè)氧原子形成4個(gè)Si—O鍵；金屬晶體的熔點(diǎn)差別很大，有些金屬晶體(如W)熔點(diǎn)可能高于某些原子晶體的熔點(diǎn)

13、。,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,4.氮氧化鋁(AlON)屬于原子晶體，是一種超強(qiáng)透明材料。下列描述錯(cuò)誤的是 A.AlON和石英的化學(xué)鍵類型相同 B.電解熔融AlON可得到Al C.AlON的N元素化合價(jià)為－1價(jià) D.AlON和石英晶體類型相同,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,解析 A項(xiàng)，AlON和石英均屬于原子晶體，均只含有共價(jià)鍵，正確； B項(xiàng)，AlON屬于原子晶體，只含有共價(jià)鍵，熔融時(shí)不導(dǎo)電，而Al2O3屬于離子晶體，熔融時(shí)能導(dǎo)電，所以電解熔融Al2O3能得到Al，錯(cuò)誤； C項(xiàng)，AlON中O為－2價(jià)，Al為＋3價(jià)，所以N元素的化合價(jià)為－1價(jià)，正確； D項(xiàng)，AlON和石英均

14、屬于原子晶體，正確。,1,2,3,4,5,6,5.碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子與硅原子的位置是交替的，在下列三種晶體中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是 ①金剛石 ②晶體硅 ③碳化硅 A.①③② B.②③① C.③①② D.②①③,1,2,3,4,5,6,答案,解析,√,解析 這三種晶體屬于同種類型，熔化時(shí)需破壞共價(jià)鍵，①金剛石中為C—C鍵，②晶體硅中為Si—Si鍵，③SiC中為Si—C鍵，由原子半徑可知Si—Si鍵鍵長(zhǎng)最大，C—C鍵鍵長(zhǎng)最短，鍵長(zhǎng)越短共價(jià)鍵越穩(wěn)定，破壞時(shí)需要的熱量越多，故熔點(diǎn)從高到低順序?yàn)棰佗邰凇?6.碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡(jiǎn)要分析和解釋

15、下列有關(guān)事實(shí)：,1,2,3,4,5,6,回答下列問題： (1)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(yuǎn)不如烷烴多，原因是__________________________________________________ _________________________________________________________。,C—C鍵和C—H鍵較強(qiáng)，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成,答案,(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________ _______________________________________________________________________________________________________________。,答案,1,2,3,4,5,6,C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定，而Si—H的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵,