3.3（第二课时）配位键共价键键能与化学反应的反应热 学案（含答案）

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1、第二课时配位键共价键键能与化学反应的反应热明课程标准扣核心素养1.知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征，了解配位化合物的存在与应用。2.能运用配位键模型，解释配合物的某些典型性质。3.知道键能、键长可以用来描述键的强弱，认识键能与反应热的关系。宏观辨识与微观探析：辨识配位化合物，微观认识其成键特征。证据推理与模型认知：构建配位键模型，并能用模型认识配位键的结构特点，解释配合物的某些典型性质。 在水溶液中，NH3能与H结合成NH，其反应可表示为NH3H=NH，请用电子式表示N和H形成NH3的过程，讨论NH3与H是如何形成NH的。提示：当氨分子遇到氢离子时，氨分子中氮原子上孤电子对所占

2、据的轨道与氢离子的1s空轨道发生重叠形成共价键，从而形成铵根离子，用电子式表示为。问题探讨1什么是配位键？NH的结构式如何表示？提示：由一个原子提供孤电子对与另一个有空轨道可接受电子的原子形成的共价键称为配位键。NH的结构式为。2在NH中，4个NH键是完全相同的吗？提示：完全相同。配位键(1)形成：由一个原子提供孤电子对与另一个有空轨道可接受电子的原子形成的共价键。(2)表示：常用“”表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH的结构式可表示为，但NH中4个NH键是完全相同的。名师点拨1配位键实质上是一种特殊的共价键，在配位键中成键原子一方能提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的空轨道。

3、2同共价键一样，配位键可以存在于分子之中如Ni(CO)4，也可以存在于离子之中(如NH)。1下列化合物中同时含有离子键、共价键、配位键的是()ANa2O2 BKOHCNH4NO3 DH2O解析：选CA项，Na2O2中含离子键和非极性共价键；B项，KOH中含离子键和极性共价键；C项，NH4NO3中含离子键、配位键和极性共价键；D项，H2O中含极性共价键。2配位键是一种常见的化学键，按要求完成下列问题：(1)含Ti3的一种配合物的化学式为Ti(H2O)5ClCl2H2O，其配离子中含有的化学键类型有_。(2)氨硼烷(NH3BH3)是最具潜力的储氢材料之一，分子中存在配位键，能体现配位键的结构式为_

4、。解析：(1)题给物质的配离子为Ti(H2O)5Cl2，Ti3与H2O、Cl均形成配位键，H2O分子内存在HO极性共价键(或共价键)。(2)N原子的孤电子对与B原子的空轨道发生重叠形成配位键。答案：(1)配位键、极性共价键(或共价键)(2) 部分共价键的键长和键能键键长/ pm键能/(kJmol1)键键长/ pm键能/(kJmol1)HH60436CC120812ClCl198243O=O121498BrBr228193HF92567II266151HCl128431NN141159HBr142366N=N124418HI162298NN110946HO96463CC154348HN10139

5、1C=C133615HC1094131根据键能的概念，利用表中的数据，归纳键能与键长的关系。提示：共价键的键能越大，键长越短。21 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl (g)，放出183 kJ的热。请你利用表中的数据，讨论该反应过程中的能量变化，并总结化学键的键能与化学反应过程中能量变化的关系。提示：1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)断键吸收的总能量为(436243)kJ679 kJ，形成2 mol HCl(g)，化学键释放的总能量为431 kJ2862 kJ，(862679)kJ183 kJ，故1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)

6、反应生成2 mol HCl(g)放出183 kJ的热。化学反应中旧化学键断裂所吸收的总能量大于新化学键形成放出的总能量，该化学反应为吸热反应；反之，该反应为放热反应。问题探讨1根据表中的数据计算化学反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)中的能量变化H，并总结运用键能计算H的公式。提示：H(946 kJmol1436 kJmol13)6391 kJmol192 kJmol1。H反应物的键能总和生成物的键能总和。2利用表中卤化氢键能的数据比较卤化氢分子的稳定性。提示：键能越大，卤化氢分子越稳定。故卤化氢稳定性由强到弱的顺序为HFHClHBrHI。1键能、键长(1)键能：在101 kPa、298

7、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。键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。(2)键长：两原子间形成共价键时，两原子核间的平均间距。共价键键长越短，键越牢固。2键能与反应热的关系(1)反应物和生成物中化学键的强弱直接决定着化学反应过程中的能量变化。(2)化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。如果化学反应中旧化学键断裂所吸收的总能量大于新化学键形成所放出的总能量，该反应为吸热反应。反之，该反应为放热反应。(3)由键能计算化学反应的反应热H反应物的键能总和生成物的键能总和。1根据下表列出的各化学键的键能数据，判断下列分

8、子中最稳定的是()化学键HHHClHIClClBrBr键能/ (kJmol1)436431297243193A.Cl2 BBr2CHCl DH2解析：选D共价键的键能越大，共价键越牢固，构成的分子越稳定。由于HH键的键能最大，因此H2最稳定。2已知HH键的键能为436 kJmol1，HN键的键能为391 kJmol1，根据热化学方程式N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1，则NN键的键能是()A431 kJmol1B946 kJmol1C649 kJmol1 D869 kJmol1解析：选B据H反应物的键能总和生成物的键能总和可知：E(NN)3E(HH)6E(HN)H，则，E

9、(NN)3436 kJmol16391 kJmol192 kJmol1，解得E(NN)946 kJmol1。 已知下列化学键的键能：化学键CCNNOOOHSHSeHNHAsH键能/ (kJmol1)347160142467347276391247回答下列问题：(1)OH键、SH键、SeH键的键能逐渐减小，原因是_，据此可推测PH键的键能范围为_EPH_。提示：O、S、Se位于同一主族，原子半径逐渐增大，导致OH键、SH键、SeH键的键长依次增大，键长越大，键能越小，所以OH键、SH键、SeH键的键能依次减小。N、P、As位于同一主族，原子半径逐渐增大，导致NH键、PH键、AsH键的键能依次减小

10、，所以键能：EAsHEPHENH。(2)有机化合物是以碳骨架为基础的化合物，即碳原子间易形成CC长链，而氮原子与氮原子间，氧原子与氧原子间难形成NN长链和OO长链，原因是_。提示：键能越大，化学键越牢固，越不容易断裂，分子越稳定，结合表中数据分析解答。1共价键键长越短，键能越大，键越牢固，形成的物质越稳定。2分析时结合问题，对比分析题给数据，联想相关规律，归纳得出结论。下表是一些键能数据(kJmol1)： 回答下列问题。(1)由表中数据能否得出下列结论：半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)，_(填“能”或“不能”)；非金属性越强的原子形成的共价键越牢固，_(填“能”或“不能”)。能否

11、从数据中找出一些规律，请写出一条：_。试预测CBr键的键能范围：_CBr键键能_。(2)由热化学方程式H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1并结合上表数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物和生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是_；由热化学方程式2H2(g)S2(s)=2H2S(g)H224.5 kJmol1和表中数值可计算出1 mol S2(s)变为S2(g)时将_(填“吸收”或“放出”)_kJ的热量。解析：(1)共价键的键能与原子的半径和原子对共用电子对的吸引能力(非金属性)等有关，同类型的共价键的键能可以进行比较，不同类型的不能直接进行比较；由于CF键

12、、CCl键、CBr键和CI键的类型相似，可以通过原子半径和非金属性进行比较，F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，非金属性逐渐减弱，所以它们对共用电子对的吸引能力依次减弱，故CX(X表示卤素原子)键的键能依次减小。(2)化学反应的实质是旧化学键的断裂与新化学键的形成的过程。化学键的断裂要吸收热量，形成新化学键要放出热量，从而可以得出它们之间的关系。根据键能可以计算S2(g)2H2(g)=2H2S(g)的反应热：H2436 kJmol1255 kJmol14347 kJmol1261 kJmol1。结合已知热化学方程式知，1 mol S2(s)转化为S2(g)需要吸收36.5 kJ热量。答案：(

13、1)不能不能与相同原子结合时同主族元素原子形成的共价键，原子半径越小，共价键越牢固216 kJmol1339 kJmol1(2)化学反应的反应热等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差吸收36.5分级训练课课过关_1根据键能数据：EHCl431 kJmol1，EHI297 kJmol1，可得出的结论正确的是()AHI键的键长大于HCl键的键长BHI比HCl的熔、沸点高CHI比HCl稳定D断裂等物质的量的HI和HCl中的化学键，HI消耗的能量多解析：选AHI、HCl的熔、沸点为物理性质，与化学键的强弱无关，故B项错误；化学键的键能越大，化学键越牢固，HCl键的键能大于HI键的键能，说明HCl比

14、HI稳定，故C项错误；HCl键的键能大于HI键的键能，断裂等物质的量的HI和HCl中的化学键时，HCl消耗的能量多，故D项错误。2下列说法正确的是()A键能越大，表示该分子越易受热分解B共价键都具有方向性C在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长DHCl键的键能为431.8 kJmol1，HBr键的键能为366 kJmol1，这可以说明HCl比HBr分子稳定解析：选D键能越大，分子越稳定，A项错误，D项正确；共价键具有方向性和饱和性，但两个s轨道重叠形成的共价键无方向性，B项错误；两个成键原子核间的平均间距称为键长，C项错误。3下列事实不能用键能的大小来解释的是()AN元素的电负性较大，但N2的

15、化学性质很稳定B稀有气体一般难发生反应CHF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱DF2比O2更容易与H2反应解析：选B由于N2分子中存在NN键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于HF键的键能大于HO键的键能，所以更容易生成HF。4已知：HH键的键能为436 kJmol1，NN键的键能为946 kJmol1，HN键的键能为391 kJmol1，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H，下列说法正确的是()A.HH键比NN键更牢固

16、BH92 kJmol1C合成氨反应中选择适当的催化剂是为了提高H2的转化率D0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)在题给条件下充分反应，放出的热量为46 kJ解析：选BNN键键能大于HH键键能，所以NNN键更牢固，故A错误；H反应物的键能总和生成物的键能总和946 kJmol13436 kJmol16391 kJmol192 kJmol1，故B正确；催化剂只能加快化学反应速率，不影响化学平衡的移动，不能提高H2的转化率，故C错误；合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化，所以，0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)在题给条件下充分反应，放出的热量小于46 kJ，故D错误。5F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应：Cl2(g)3F2(g)=2ClF3(g)H313 kJmol1，FF键的键能为159 kJmol1，ClCl键的键能为242 kJmol1，则ClF3中ClF键的平均键能为_ kJmol1。解析：设ClF键的平均键能为a kJmol1，则159 kJmol13242 kJmol16a kJmol1313 kJmol1，解得a172。答案：172