2018-2019學年高中化學 第2章 化學鍵與分子間作用力 第1節(jié) 共價鍵模型學案 魯科版選修3.doc

第1節(jié)共價鍵模型1了解共價鍵的形成、本質(zhì)、特征和分類。2了解鍵和鍵的區(qū)別，會判斷共價鍵的極性。(重點)3認識鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數(shù)的概念，并能應用其說明簡單分子的某些性質(zhì)。(難點)共 價 鍵基礎(chǔ)初探教材整理1共價鍵的形成及本質(zhì)1概念原子間通過共用電子形成的化學鍵。2本質(zhì)高概率地出現(xiàn)在兩個原子核之間的電子與兩個原子核之間的電性作用。3形成元素通常是電負性相同或差值小的非金屬元素原子。4表示方法(1)用一條短線表示由一對共用電子所形成的共價鍵，如HH、HCl；(2)“”表示原子間共用兩對電子所形成的共價鍵(共價雙鍵)；(3)“”表示原子間共用三對電子所形成的共價鍵(共價叁鍵)。(1)電負性相同或差值小的非金屬原子形成的化學鍵是共價鍵。()(2)金屬元素與非金屬元素之間不能形成共價鍵。()(3)共價鍵是一種電性吸引。()(4)CO2分子結(jié)構(gòu)式為OCO。()教材整理2共價鍵的分類1分類2極性鍵和非極性鍵：按兩原子核間的共用電子對是否偏移可將共價鍵分為極性鍵和非極性鍵形成元素電子對偏移原子電性非極性鍵同種元素因兩原子電負性相同，共用電子對不偏移兩原子均不顯電性極性鍵不同種元素電子對偏向電負性大的原子電負性較大的原子顯負電性從電負性角度分析HF鍵和HCl鍵的極性大小?！咎崾尽侩娯撔訤Cl。分別與H原子形成共價鍵時，共用電子對更偏向F原子，故極性HFHCl。教材整理3共價鍵的特征1共價鍵的飽和性每個原子所能形成的共價鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，這稱為共價鍵的飽和性。共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。2共價鍵的方向性在形成共價鍵時，原子軌道重疊得越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價鍵越牢固，因此，共價鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成。共價鍵的方向性決定著分子的空間構(gòu)型。(1)共價鍵都具有飽和性。()(2)共價鍵都具有方向性。()(3)原子軌道重疊越多，共價鍵越牢固。()(4)氨分子中，NNNH13，體現(xiàn)了共價鍵飽和性。()合作探究探究背景各物質(zhì)的分子式，氫氣：H2氮氣：N2氨氣：NH3探究問題1只含鍵的分子_；既含鍵，又含鍵的分子_?！咎崾尽縃2、NH3N22試解釋NH3分子中N原子為1個，氫原子只能為3個的原因?！咎崾尽績稍与娮邮椒謩e為：和，N原子最外層有3個未成對電子。H原子有1個未成對電子，形成共價鍵時每個N原子只需3個H原子分別形成3對共用電子對，達到共價鍵的飽和性，從而決定了分子中的原子個數(shù)。核心突破1共價鍵的分類分類標準類型共用電子對數(shù)單鍵、雙鍵、叁鍵共用電子對的偏移程度極性鍵、非極性鍵原子軌道重疊方式鍵、鍵2.鍵與鍵的比較鍵類型鍵鍵原子軌道重疊方式沿鍵軸方向“頭碰頭”重疊沿鍵軸方向“肩并肩”重疊原子軌道重疊部位兩原子核之間，在鍵軸處鍵軸上方和下方，鍵軸處為零原子軌道重疊程度大小鍵的強度較大較小分類ss，sp，pppp化學活潑性不活潑活潑穩(wěn)定性一般來說鍵比鍵穩(wěn)定，但不是絕對的3.單鍵、雙鍵、叁鍵鍵、鍵的關(guān)系單鍵是鍵，雙鍵含1個鍵1個鍵，叁鍵含1個鍵2個鍵。題組沖關(guān)1下列關(guān)于共價鍵的說法正確的是()A共價鍵只存在于共價化合物中B只含有共價鍵的物質(zhì)一定是共價化合物C非極性鍵只存在于單質(zhì)分子中D離子化合物中既可能含有極性鍵也可能含有非極性鍵【解析】共價鍵可能存在于共價化合物中也可能存在于離子化合物中，可能是極性共價鍵也可能是非極性共價鍵；單質(zhì)中形成的共價鍵為非極性共價鍵；離子化合物中可能含有極性共價鍵也可能含有非極性共價鍵?！敬鸢浮緿2下列物質(zhì)只含共價鍵的是()ANa2O2BH2OCNH4ClDNaOH【解析】Na2O2、NH4Cl、NaOH既含離子鍵又含共價鍵，H2O中只含共價鍵?！敬鸢浮緽3用“”表示物質(zhì)分子中的共價鍵： 【導學號：66240012】Cl2、CH4、O2、H2O2、C2H2【答案】ClCl、，O=O，HOOH，HCCH【溫馨提示】活潑的金屬元素與活潑的非金屬元素之間可形成共價鍵，如AlCl3中只存在共價鍵。4下列分子中，只有鍵沒有鍵的是()ACH4BN2CCH2=CH2 DCHCH【解析】兩原子間形成共價鍵，先形成鍵，然后再形成鍵，即共價單鍵全部為鍵，共價雙鍵、共價叁鍵中一定含有一個鍵，其余為鍵?！敬鸢浮緼5下列說法中不正確的是()A一般鍵比鍵重疊程度大，形成的共價鍵強B兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個鍵C氣體單質(zhì)中，一定有鍵，可能有鍵DN2分子中有一個鍵，2個鍵【解析】氣體單質(zhì)中不一定含鍵，如稀有氣體分子均為單原子分子，分子內(nèi)無化學鍵。【答案】C6下列物質(zhì)的分子中既含有極性鍵，又含有非極性鍵的是()ACO2 BH2OCH2O2 DH2【解析】判斷極性鍵和非極性鍵的標準是成鍵原子是否為同種元素的原子。CO2(O=C=O)、H2O(HOH)分子中只有極性鍵；H2分子中只有非極性鍵；而H2O2分子的結(jié)構(gòu)式為HOOH，既有極性鍵，又有非極性鍵?！敬鸢浮緾7CH4NH3N2H2O2C2H4C2H2HCl(1)分子中只含鍵的是(填序號下同)。，含2個鍵的是，既含鍵，又含鍵的是；只含極性鍵的是，只含非極性鍵的是，既含極性鍵又含非極性鍵的是?！疽?guī)律總結(jié)】(1)s軌道與s軌道(或p軌道)只能形成鍵，不能形成鍵。(2)兩個原子間可以只形成鍵，但不可以只形成鍵。(3)在同一個分子中，鍵一般比鍵強度大。8共價鍵是有飽和性和方向性的，下列關(guān)于共價鍵這兩個特征的敘述中不正確的是()A共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數(shù)決定的B共價鍵的方向性是由成鍵原子的軌道的方向性決定的C共價鍵的方向性決定了分子的空間構(gòu)型D共價鍵的方向性與原子軌道的重疊程度有關(guān)【解析】共價鍵的方向性與原子軌道的伸展方向有關(guān)?！敬鸢浮緿9下列說法正確的是()A若把H2S分子寫成H3S分子，違背了共價鍵的飽和性BH3O的存在說明共價鍵不具有飽和性C所有共價鍵都有方向性D兩個原子軌道發(fā)生重疊后，電子僅存在于兩核之間【解析】S原子有兩個未成對電子，根據(jù)共價鍵的飽和性，形成的氫化物為H2S，A項對；H2O能結(jié)合1個H形成H3O，并不能說明共價鍵不具有飽和性，B項錯；H2分子中，H原子的s軌道成鍵時，因為s軌道為球形，所以H2分子中的HH鍵沒有方向性，C項錯；兩個原子軌道發(fā)生重疊后，電子只是在兩核之間出現(xiàn)的概率大，D項錯。故選A?！敬鸢浮緼10H2S分子中兩個共價鍵的夾角接近90，其原因是()A共價鍵的飽和性B硫原子的電子排布C共價鍵的方向性D硫原子中p軌道的形狀【解析】共價鍵的方向性決定了分子的空間構(gòu)型?！敬鸢浮緾鍵 參 數(shù)基礎(chǔ)初探教材整理1三個重要的鍵參數(shù)1鍵能(1)概念：在101.3 kPa，298 K的條件下，斷開1_mol AB(g)分子中的化學鍵，使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量，叫AB鍵的鍵能。(2)表示方式和單位表示方式：EAB，單位：kJmol1。(3)意義表示共價鍵的強弱，鍵能越大，鍵越牢固。2鍵長(1)概念：兩個成鍵原子的原子核間的距離叫做該化學鍵的鍵長。(2)意義：鍵長越短，化學鍵越強，鍵越牢固。3鍵角(1)概念：在多原子分子中，兩個化學鍵的夾角叫鍵角；(2)意義：可以判斷多原子分子的空間構(gòu)型。(1)斷開化學鍵需吸收能量。()(2)鍵能EHClEHBr。()(3)鍵長越長，分子越穩(wěn)定。()(4)鍵角可以決定分子空間構(gòu)型。()教材整理2常見物質(zhì)的鍵角及分子構(gòu)型分子鍵角空間構(gòu)型CO2180直線形H2O104.5V形NH3107.3三角錐形三個鍵參數(shù)中，有哪幾種決定化學鍵穩(wěn)定性？【提示】鍵能和鍵長。核心突破1鍵參數(shù)(1)鍵能：鍵能單位為kJmol1；形成化學鍵時通常放出能量，鍵能通常取正值；鍵能越大，即形成化學鍵時放出的能量越多，意味著這個化學鍵越穩(wěn)定，越不容易斷開。(2)鍵長：鍵長越短，往往鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定。(3)鍵角：鍵角常用于描述多原子分子的空間構(gòu)型。如三原子分子CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，鍵角為180，為直線形分子；三原子分子H2O中的鍵角為104.5，是一種V形(角形)分子；四原子分子NH3中的鍵角是107.3，分子呈三角錐形。2鍵參數(shù)與分子性質(zhì)的關(guān)系 題組沖關(guān)1關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法不正確的是()A鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C鍵能越大，鍵長越長，共價化合物越穩(wěn)定D鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān)【解析】鍵長越長，共價化合物越不穩(wěn)定。【答案】C2三氯化磷分子的空間構(gòu)型是三角錐形而不是平面正三角形，下列關(guān)于三氯化磷分子空間構(gòu)型理由的敘述，正確的是()APCl3分子中PCl三個共價鍵的鍵長、鍵角都相等BPCl3分子中PCl三個共價鍵鍵能、鍵角均相等CPCl3分子中的PCl鍵屬于極性共價鍵DPCl3分子中PCl鍵的三個鍵角都是100.1，鍵長相等【解析】PCl3分子是由PCl極性鍵構(gòu)成的極性分子，其結(jié)構(gòu)類似于NH3。【答案】D3碳和硅的有關(guān)化學鍵鍵能如下表所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：化學鍵CCCHCOSiSiSiHSiO鍵能/(kJmol1)356413336226318452(1)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多，原因是_。(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_?！窘馕觥?1)CC鍵和CH鍵較強，所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成。(2)CH鍵的鍵能大于CO鍵，CH鍵比CO鍵穩(wěn)定。而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵，所以SiH鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的SiO鍵。【答案】(1)依據(jù)圖表中鍵能數(shù)據(jù)分析，CC鍵、CH鍵鍵能大，難斷裂；SiSi鍵、SiH鍵鍵能較小，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成(2)SiH4穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，是因為CH鍵鍵能大于CO鍵的，CH鍵比CO鍵穩(wěn)定。SiH鍵鍵能遠小于SiO鍵的，不穩(wěn)定，傾向于形成穩(wěn)定性更強的SiO鍵【規(guī)律方法】(1)鍵能與鍵長反映鍵的強弱程度，鍵長與鍵角用來描述分子的空間構(gòu)型，軌道的重疊程度越大，鍵長越短，鍵能越大，化學鍵越穩(wěn)定。(2)對鍵能的概念把握不準，容易忽略鍵能概念中的前提條件氣態(tài)基態(tài)原子。(3)同種元素原子形成的化學鍵的鍵能相比較，則有E(叁鍵)>E(雙鍵)>E(單鍵)。4在白磷(P4)分子中，4個P原子分別處在正四面體的四個頂點，結(jié)合有關(guān)P原子的成鍵特點，下列有關(guān)白磷的說法正確的是()A白磷分子的鍵角為109.5B分子中共有4對共用電子對C白磷分子的鍵角為60D分子中有6對孤電子對【解析】白磷的正四面體結(jié)構(gòu)不同于甲烷的空間結(jié)構(gòu)；由于白磷分子中無中心原子，根據(jù)共價鍵的方向性和飽和性，每個磷原子都以3個共價鍵與其他3個磷原子結(jié)合形成共價鍵，從而形成正四面體結(jié)構(gòu)，所以鍵角為60，總共有6個共價單鍵，每個磷原子含有一對孤電子對，總計有4對孤電子對?！敬鸢浮緾5CO2、C2H2、CH4、H2O、NH3、H2S、CCl4分子空間構(gòu)型：(1)直線形的CO2、C2H2；(2)V形的H2O、H2S；(3)正四面體形的CH4、CCl4；(4)三角錐形的NH3。6已知HH鍵的鍵能為436 kJmol1，HN鍵的鍵能為391 kJmol1，根據(jù)熱化學方程式N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92 kJmol1，則NN鍵的鍵能是()A431 kJmol1B946 kJmol1C649 kJmol1 D869 kJmol1【解析】據(jù)H反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和可知：E(NN)3E(HH)6E(HN)H，則，E(NN)3436 kJmol16391 kJmol192 kJmol1，解得：E(NN)946 kJmol1?！敬鸢浮緽7某些化學鍵的鍵能如下表(kJmol1)。鍵HHClClBrBrIIHClHBrHI鍵能436247193151431363297(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，放出熱量_kJ。(2)在一定條件下，1 mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的順序是_(填序號)。aCl2Br2I2bI2Br2Cl2cBr2I2Cl2預測1 mol H2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱_。【解析】(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，參加反應的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl，故放出的熱量為431 kJmol12 mol436 kJmol11 mol247 kJmol11 mol179 kJ。(2)由表中數(shù)據(jù)計算知H2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少；由以上結(jié)果分析，生成物越穩(wěn)定，放出熱量越多。因穩(wěn)定性HFHCl，故知H2在F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱多?！敬鸢浮?1)179(2)a多【規(guī)律總結(jié)】(1)化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成，化學反應的熱效應本質(zhì)上來源于舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成時鍵能的變化。因此，鍵能是與化學反應中能量變化有關(guān)的物理量。(2)當舊化學鍵斷裂所吸收的能量大于新化學鍵形成所放出的能量時，該反應為吸熱反應，反之則為放熱反應。(3)H反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和。H0為放熱反應，H0為吸熱反應。