資源簡介

新授課
第二章 分子結構與性質
課時2 鍵參數
【學習目標】
1.理解鍵能的含義，并能用其解釋物質的某些性質。 2.理解鍵長、鍵角等鍵參數的含義，并能應用鍵參數解釋物質的某些性質。
【學習活動】
學習任務
目標一：理解鍵能的含義，并能用其解釋物質的某些性質。 任務1：閱讀教材p37前兩段內容，回答下列問題。 1.共價鍵的強弱用什么來衡量？ 參考答案：共價鍵的強弱可用鍵能來衡量。鍵能是指氣態分子中1mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量。 2.某些共價鍵的鍵能 ①N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一事實？ 參考答案：由于N≡N、O=O、F—F的鍵能依次減小，N—H、O—H、H—F的鍵能依次為390.8 kJ mol-1、462.8 kJ mol-1、568 kJ mol-1，鍵能依次增加，分子的穩定性增強，故N2、O2、F2與氫氣的反應能力依次增強。 ②氮元素和氯元素的電負性相同，二者對應單質的活潑性是否相同？ 參考答案：不同。N2中存在N≡N，氮氮三鍵的鍵能比較大，斷開氮氮三鍵需要較高的能量，故單質的活潑性：N2P，為什么N2的化學性質非常穩定，而白磷P4的化學性質非常活潑？ 參考答案：因為N2分子中存在N≡N鍵，該鍵鍵能大，破壞該共價鍵需要很大的能量；而P4分子中的P—P鍵的鍵能較小，破壞該共價鍵所需能量較小，化學性質較活潑。 任務2: 1.N≡N鍵的鍵能為946 kJ·mol－1，N—N鍵的鍵能為193 kJ·mol－1，計算說明N2分子中的σ鍵和π鍵誰更穩定？ 參考答案：π鍵比σ鍵穩定。N≡N鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵，其中σ鍵的鍵能約是193 kJ·mol－1，則π鍵平均鍵能＝kJ·mol－1＝376.5 kJ·mol－1，鍵能越大，共價鍵越穩定，故N≡N鍵中π鍵比σ鍵穩定。 2.已知N—N、N===N和N≡N鍵能之比為1.00∶2.17∶4.90，而C—C，C===C、C≡C鍵能之比為1.00∶1.77∶2.34，如何利用這些數據理解氮分子不容易發生加成反應，而乙烯和乙炔容易發生加成反應？ 參考答案：由鍵能數據可知，N≡N鍵能大于N—N鍵能的三倍，N===N鍵能大于N—N鍵能的2倍，而C≡C鍵能小于C—C鍵能的3倍，C===C鍵能小于C—C鍵能的2倍。說明乙烯、乙炔分子中的π鍵鍵能小，易斷裂，故容易發生加成反應，而N≡N鍵中的π鍵鍵能大，不易斷裂，所以N2分子不易發生加成反應。
目標二：理解鍵長、鍵角等鍵參數的含義，并能應用鍵參數解釋物質的某些性質。 任務1：閱讀教材p37最后一段內容至p38內容，回答下列問題。 1．什么是鍵長？什么是鍵角？什么鍵參數和分子空間結構有關，什么鍵參數與分子中共價鍵穩定性有關？ 參考答案： 鍵長是構成化學鍵的兩個原子的核間距， 鍵角是指在多原子分子中，兩個相鄰化學鍵之間的夾角。 分子的空間結構與鍵長和鍵角有關。共價鍵的穩定性與鍵能和鍵長有關。 2.運用衍射譜、光譜等物理方法能夠測定分子和晶體中原子間的距離、立體構型以及分子中化學鍵的強度等。一般而言，借助于數學和量子力學方法，可將衍射譜或光譜信息通過簡單的計算轉換為鍵參數。而后據此也可推斷分子的相關特性。如NH3分子的H—N—H鍵角是107°，N—H的鍵長是101 pm。試推斷NH3分子的空間結構，畫出簡易球棍模型？ 參考答案：NH3分子是三角錐形分子 任務2：根據“目標一”中某些共價鍵的鍵能及下表中某些共價鍵的鍵長，完成下列問題。 1.解釋CH4分子的空間結構為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結構是四面體形而不是正四面體形。 參考答案：由于C-H和C-Cl 的鍵長不相等，CH4分子的空間結構為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結構是四面體形而不是正四面體形。可見鍵長可以判斷分子的空間結構。 2.①根據元素周期律可知NH3的穩定性強于PH3，你能利用鍵參數加以解釋嗎？ 參考答案：由于鍵長：N—H＜P—H，因此鍵能：N—H＞P—H，因此NH3更穩定。 ②元素的非金屬性N>P，為什么N2的化學性質非常穩定，而白磷P4的化學性質非常活潑？ 參考答案：因為N2分子中存在N≡N鍵，該鍵鍵能大，破壞該共價鍵需要很大的能量；而P4分子中的P—P鍵的鍵能較小，破壞該共價鍵所需能量較小，化學性質較活潑。 3.①一般來說，鍵長越短，鍵能越大。但F—F鍵鍵長比Cl—Cl鍵鍵長小，而F—F鍵鍵能(157 kJ·mol－1)卻比Cl—Cl鍵鍵能(242.7 kJ·mol－1)小，為什么？ 參考答案：氟的原子半徑小，導致F—F鍵的鍵長小，由于F—F鍵的鍵長小，兩個氟原子形成共價鍵時，原子核之間的距離較小，兩原子核之間的排斥力較大，導致F—F鍵的鍵能小，F2的穩定性較差，容易與其他物質發生化學反應。 ②試從鍵長和鍵能的角度分析鹵素氫化物穩定性逐漸減弱的原因。 你能比較出HF、HCl、HBr、HI穩定性大小嗎？ 參考答案：鹵素原子從F到I原子半徑逐漸增大，分別與H原子形成共價鍵時，H—F、H—Cl、H—Br、H—I的鍵長逐漸增長，鍵能逐漸減小，故分子的穩定性逐漸減弱 4.乙烯、乙炔為什么比乙烷活潑？ 參考答案：雖然鍵長C≡C＜C=C＜C－C，鍵能C≡C＞C=C＞C－C，但乙烯、乙炔在發生加成反應時，只有π鍵斷裂(π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能)，即共價鍵部分斷裂。 【知識小結】 1．共價鍵參數的應用 (1)鍵能的應用 ①表示共價鍵的強弱 鍵能越大，斷開化學鍵時需要的能量越多，化學鍵越穩定。 ②判斷分子的穩定性 結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。 ③判斷化學反應的能量變化 在化學反應中，舊化學鍵的斷裂吸收能量，新化學鍵的形成釋放能量，因此反應焓變與鍵能的關系為ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和；ΔH＜0時，為放熱反應；ΔH＞0時，為吸熱反應。 (2)鍵長的應用 ①一般鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定，分子越穩定。 ②鍵長的比較方法 a．根據原子半徑比較，同類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。 b．根據共用電子對數比較，相同的兩個原子間形成共價鍵時，單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。 (3)鍵角的應用 鍵長和鍵角決定分子的空間結構 2.共價鍵強弱的判斷 (1)由原子半徑和共用電子對數判斷：成鍵原子的原子半徑越小，兩原子間共用電子對數越多，則一般共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩定。 (2)由鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。 (3)由鍵長判斷：共價鍵的鍵長越小，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。 (4)由電負性判斷：元素的電負性越大，該元素的原子對共用電子對的吸引力越大，形成的共價鍵一般越穩定。
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2新授課
第二章 分子結構與性質
課時2 鍵參數
【學習目標】
1.理解鍵能的含義，并能用其解釋物質的某些性質。 2.理解鍵長、鍵角等鍵參數的含義，并能應用鍵參數解釋物質的某些性質。
【學習活動】
學習任務
目標一：理解鍵能的含義，并能用其解釋物質的某些性質。 任務1：閱讀教材p37前兩段內容，回答下列問題。 1.共價鍵的強弱用什么來衡量？ 2.某些共價鍵的鍵能 ①N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一事實？ ②氮元素和氯元素的電負性相同，二者對應單質的活潑性是否相同？ ③1mol H2分別與1mol Cl2、1mol Br2（蒸氣）反應，分別形成2mol HCl 和2mol HBr，哪一個反應釋放的能量更多？如何用計算的結構說明氯化氫分子和溴化氫分子哪個更容易發生熱分解生成相應的單質？ ④元素的非金屬性N>P，為什么N2的化學性質非常穩定，而白磷P4的化學性質非常活潑？ 任務2: 1.N≡N鍵的鍵能為946 kJ·mol－1，N—N鍵的鍵能為193 kJ·mol－1，計算說明N2分子中的σ鍵和π鍵誰更穩定？ 2.已知N—N、N===N和N≡N鍵能之比為1.00∶2.17∶4.90，而C—C，C===C、C≡C鍵能之比為1.00∶1.77∶2.34，如何利用這些數據理解氮分子不容易發生加成反應，而乙烯和乙炔容易發生加成反應？
目標二：理解鍵長、鍵角等鍵參數的含義，并能應用鍵參數解釋物質的某些性質。 任務1：閱讀教材p37最后一段內容至p38內容，回答下列問題。 1．什么是鍵長？什么是鍵角？什么鍵參數和分子空間結構有關，什么鍵參數與分子中共價鍵穩定性有關？ 2.運用衍射譜、光譜等物理方法能夠測定分子和晶體中原子間的距離、立體構型以及分子中化學鍵的強度等。一般而言，借助于數學和量子力學方法，可將衍射譜或光譜信息通過簡單的計算轉換為鍵參數。而后據此也可推斷分子的相關特性。如NH3分子的H—N—H鍵角是107°，N—H的鍵長是101 pm。試推斷NH3分子的空間結構，畫出簡易球棍模型？ 任務2：根據“目標一”中某些共價鍵的鍵能及下表中某些共價鍵的鍵長，完成下列問題。 1.解釋CH4分子的空間結構為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結構是四面體形而不是正四面體形。 2.①根據元素周期律可知NH3的穩定性強于PH3，你能利用鍵參數加以解釋嗎？ ②元素的非金屬性N>P，為什么N2的化學性質非常穩定，而白磷P4的化學性質非常活潑？ 3.①一般來說，鍵長越短，鍵能越大。但F—F鍵鍵長比Cl—Cl鍵鍵長小，而F—F鍵鍵能(157 kJ·mol－1)卻比Cl—Cl鍵鍵能(242.7 kJ·mol－1)小，為什么？ ②試從鍵長和鍵能的角度分析鹵素氫化物穩定性逐漸減弱的原因。 你能比較出HF、HCl、HBr、HI穩定性大小嗎？ 4.乙烯、乙炔為什么比乙烷活潑？
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
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