共价键的键能与化学反应热教学课件.ppt

1、共价键的键能与共价键的键能与化学反应热化学反应热1.键能和键长键能和键长(1)键能的定义：键能的定义：在在101kPa、298K条件下。条件下。1mol 气态气态AB分子生成气态分子生成气态A原子和原子和B原子的过原子的过程所吸收的能量，称为程所吸收的能量，称为AB键共价键得键能。键共价键得键能。如在如在101kPa、298K条件下。条件下。1mol气态气态H2生成气生成气态态H原子的过程所吸收的能量为原子的过程所吸收的能量为436kJ，则，则HH键的键能为键的键能为436kJmol-1 共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键键能越大表示该共价键越牢固，

2、即越不容共价键键能越大表示该共价键越牢固，即越不容易被破坏。易被破坏。(2)键长：键长：两原子核间的平均间距两原子核间的平均间距原子间形成共价键，原子轨道发生重叠。原子原子间形成共价键，原子轨道发生重叠。原子轨道重叠程度越大，共价键的键能越大，两原轨道重叠程度越大，共价键的键能越大，两原子核的平均间距子核的平均间距键长越短。键长越短。教科书教科书P45 表表3-5请结合表中数据分析：请结合表中数据分析：1.影响共价键强弱的因素影响共价键强弱的因素2共价键强弱与分子稳定性的关系共价键强弱与分子稳定性的关系1.1.影响共价键键能的主要因素影响共价键键能的主要因素2 2键能大小与分子稳定性的关系：键

3、能大小与分子稳定性的关系：对结构相似的分子，键长越短，键能越对结构相似的分子，键长越短，键能越 大，大，一般含一般含 该键的分子越稳定。该键的分子越稳定。（1 1）一般情况下，成键电子数越多，键长越一般情况下，成键电子数越多，键长越 短短，形成的共价键越牢固，键能越大，形成的共价键越牢固，键能越大.（2 2）在成键电子数相同，键长相近时，键的在成键电子数相同，键长相近时，键的 极性越大，键能越大极性越大，键能越大.小小 结结（）如果反应物的键能总和（）如果反应物的键能总和生成物的键生成物的键能总和则为吸热反应能总和则为吸热反应2.键能与化学反应中的键能与化学反应中的H关系关系化学反应中发生化学

4、反应中发生旧化学键断开和新化学键形成旧化学键断开和新化学键形成化学反应的实质化学反应的实质:反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物原子）所原子）所需要吸收的能量与形成新化学键（原子重新组合成反应需要吸收的能量与形成新化学键（原子重新组合成反应生成物）所放出能量的差值。旧键断裂所吸收的总能量生成物）所放出能量的差值。旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，反之大于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，反之为为 放热反应。放热反应。由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规 定定H为为“

5、”，则由键能求反应热的公式为，则由键能求反应热的公式为 H=反应物的键能总和反应物的键能总和 生成物的键能总和。生成物的键能总和。H=生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量。反应物的总能量。放热反应的放热反应的H为为“”，H0；吸热反应的吸热反应的H为为“+”，H0。反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程 中的能量变化。中的能量变化。利用键能计算化学反应中的利用键能计算化学反应中的HP46(2)H=2 436kJ/mol+498kJ/mol2(2463)kJ/mol=482kJ/mol （1）H=946kJ/mol+3436kJ/mol

6、 2（3393）kJ/mol=104kJ/mol2.根据卤化氢键能的数据解释卤化氢分子的稳定性根据卤化氢键能的数据解释卤化氢分子的稳定性 HF HCl HBr HI1.根据表根据表3-53-5中的数据中的数据,计算下列化学反应中的能量变计算下列化学反应中的能量变化化HH。(1)N(1)N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g)(g)(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)金属键、金属键、离子键和共价离子键和共价键的比较键的比较化学键化学键类型类型成键本质成键本质键的方向性键的方向性和饱和性和饱和性影响键的强影响键的强弱的因素弱的因素金属键金属键离子键离

7、子键共价键共价键静电作用静电作用共用电子对共用电子对电性作用电性作用无无无无既有方向性既有方向性又有饱和性又有饱和性金属元素的原子半金属元素的原子半径和单位体积内自径和单位体积内自由电子数目由电子数目阴、阳离子的电阴、阳离子的电荷数和核间距荷数和核间距键长、成键电子键长、成键电子数、极性数、极性1N2、O2、F2与与H2的反应能力依次增强，从键的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实能的角度应如何理解这一化学事实?2通过上述例子，你认为键长、键能对分子的通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响化学性质有什么影响?练练 习习从表从表3-6数据可知，数据可知，NH键、

8、键、OH键与键与HF键的键键的键能依次能依次増増大；意味着形成这些键时放出的能量依次大；意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以增大，化学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与与H2的的反应能力依次增强。反应能力依次增强。一般情况下，分子的键长越短，键能越大，一般情况下，分子的键长越短，键能越大，该分子越稳定。该分子越稳定。3.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成键能是形成(或拆开或拆开)lmol化学键时释放化学键时释放(或吸收或吸收)的能量。已的能量。已知白磷和知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以

9、下化学键的的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能键能(kJ/mol)：PP：198 PO：360 OO：498，则反，则反应应P4(白磷白磷)+3O2P4O6的反应热的反应热H为为 ()A一一1638 kJ/mol B+1638 kJ/mol C一一126k kJ/mol D+126 kJ/mol 白磷白磷 P4O6 练练 习习A二氧化硫的性质和用途二氧化硫的性质和用途酸 雨 1.什么是酸雨？2.正常雨水pH应在什么范围？3.酸雨是怎样形成的？4.酸雨有什么危害？怎样防治?颜色和状态颜色和状态气味气味强烈的刺激性气味强烈的刺激性气味,有毒有毒 密度密度溶解性溶解性沸沸 点点 无色气体无色气

10、体 比空气重比空气重 容易液化容易液化 易溶于水易溶于水 和空气的相对平均分子和空气的相对平均分子量对比量对比沸点为沸点为-10度度1体积的水大约可以溶解体积的水大约可以溶解40体积的二氧化硫体积的二氧化硫二氧化硫是一种二氧化硫是一种无色无色、有、有刺激性气味刺激性气味、有毒有毒、比比 空气重空气重、容易液化容易液化、易溶于水易溶于水的气体。的气体。观察已制的观察已制的O2气体气体 一一、物物 理理 性性 质质课堂习题课堂习题 1 1 常温常压下，下列气体溶解度由大到小的顺序为常温常压下，下列气体溶解度由大到小的顺序为：（1）SO2 （2）O2 （3）HCl （4）Cl2 HCl SO2 Cl

11、2 O2二二、二二 氧氧 化化 硫硫 的的 化化 学学 性性 质质1.1.酸性氧化物酸性氧化物SO2是什么氧化物是什么氧化物?酸性氧化物有哪些性质？酸性氧化物有哪些性质？酸性酸性氧化氧化物物思思考考?能与能与碱性氧化物碱性氧化物反应生成盐反应生成盐能与能与碱碱反应生成盐和水反应生成盐和水与与水水反应生成酸反应生成酸(大多数大多数)写出写出SO2和和NaOH反应的化学方程式。反应的化学方程式。课堂习题课堂习题 2 2课堂习题课堂习题 3 3写出SO2和Na2O和CaO反应的化学方程式。SO2易溶于水后形成的溶液显易溶于水后形成的溶液显酸性酸性。试管中的水面上升，滴入紫色石蕊试液后，溶液试管中的水

12、面上升，滴入紫色石蕊试液后，溶液变红变红。实验结论实验结论:练习写出反应方程式：练习写出反应方程式：2 2、SOSO2 2与水反应与水反应SO2+H2O=H2SO3H2SO3=SO2+H2O SO2 +H2O正反应正反应逆反应逆反应H2SO3(亚硫酸亚硫酸)观察到什么实验现象观察到什么实验现象?【思考思考】2H2O 2H2 +O2 与与 2H2+O2 点燃点燃 2H2O是可逆反应吗？是可逆反应吗？不是不是 可逆反应要在可逆反应要在同一条件下同一条件下。既能向既能向正正反应方向进反应方向进行行,同时又能向同时又能向逆逆反应方向进行的反应反应方向进行的反应,叫做叫做可逆反应可逆反应+4根据根据SO

13、2中中S的化合价的化合价推断它具有怎样的推断它具有怎样的性质？性质？既有氧化性，又有还原性既有氧化性，又有还原性练习、请标出下列含练习、请标出下列含S S物质的化合价物质的化合价-20+6结结论论！思思 考考?H2S S SO2 SO3现象：现象：结论：结论：反应：反应：滴加滴加BaClBaCl2 2没有明显现象没有明显现象滴加滴加H H2 2O O2 2有白色沉淀生成有白色沉淀生成加盐酸后白色沉淀不消失加盐酸后白色沉淀不消失 H H2 2SOSO3 3容易被容易被H H2 2O O2 2氧化生成硫酸氧化生成硫酸SOSO2 2+H+H2 2O O2 2=H=H2 2SOSO4 4H H2 2S

14、OSO4 4+BaCl+BaCl2 2=BaSO=BaSO44+2HCl+2HCl 实实 验验:向一支试管向一支试管中加入中加入5ml SO2水溶液，水溶液，滴加滴加BaClBaCl2溶液，再滴溶液，再滴加加0.5ml3%的的H2O2溶液，溶液，振荡放置片振荡放置片刻后滴加稀刻后滴加稀盐酸观察实盐酸观察实验现象。验现象。3.SO2的还原性的还原性课堂习题课堂习题 4 4SO2 +O2催化剂催化剂2SO3SO2 +l2+2H2O=H2SO4+2HCl （氯水褪色）（氯水褪色）SO2 +Br2+2H2O=H2SO4+2HBr（溴水褪色）（溴水褪色）写出写出SO2 与与O2lBr2的反应的反应4.S

15、O2的氧化性的氧化性SO22H2S=3S +2H2O5.SO2的漂白性的漂白性 实实 验验向试管中加向试管中加入入5ml SO2水溶液，滴水溶液，滴加加品红溶液，溶液，振荡，然后振荡，然后加热试管，加热试管，比较前后溶比较前后溶液颜色的变液颜色的变化。化。现象：现象：品红溶液褪色，品红溶液褪色，加热后溶液变回红色加热后溶液变回红色漂白机理：漂白机理：。ClCl2 2，NaNa2 2O O2 2，O O3 3活性炭活性炭SOSO2 2 氧化漂白氧化漂白 吸附漂白吸附漂白为什么长时间放置的报纸和草帽会黄？四、二氧化硫对环境的污染二氧化硫对环境的污染、酸雨的形成、酸雨的形成方式方式2:SO2 H2S

16、O3 2SO4方式方式1书写两种方式形成酸雨的化学方程式。书写两种方式形成酸雨的化学方程式。(1)直接污染大气直接污染大气结束（2）能直接破坏农作物、森林和草原，使土壤酸化）能直接破坏农作物、森林和草原，使土壤酸化（3）酸雨还会使湖泊酸化，造成鱼类死亡）酸雨还会使湖泊酸化，造成鱼类死亡（4）酸雨还会加速建筑物、桥梁、工业设备的腐蚀。）酸雨还会加速建筑物、桥梁、工业设备的腐蚀。（1）火山的爆发）火山的爆发（3）含硫矿石）含硫矿石的冶炼的冶炼（4）硫酸、磷酸、纸浆生产的工）硫酸、磷酸、纸浆生产的工业废气含硫矿石的冶炼业废气含硫矿石的冶炼（2）主要来自化石）主要来自化石燃料的燃烧燃料的燃烧3、来源、

17、来源SO2主要来源于哪里？主要来源于哪里？4 4月月2222日世界地球日日世界地球日6 6月月5 5日世界环境日日世界环境日保护环境环境一个城市的环保部门采集了一份雨水样品一个城市的环保部门采集了一份雨水样品,每隔一段时每隔一段时间测定一次间测定一次pH值值,其结果如下其结果如下:1.请你写出酸雨开始呈酸性的化学方程式请你写出酸雨开始呈酸性的化学方程式.2.这种雨水的这种雨水的pH值逐渐减小值逐渐减小,其原因何在其原因何在?(提示提示:从硫元素的化合价和酸性强弱方面考虑从硫元素的化合价和酸性强弱方面考虑)测试时间0小时后1小时后2小时后4小时后5小时后雨水的pH值4.744.63 4.57 4

18、.534.53空气中的氧气在灰尘等存在下能够逐渐将水中的空气中的氧气在灰尘等存在下能够逐渐将水中的H2SO3氧化成强酸硫酸氧化成强酸硫酸.SO2+H2O H2SO3 2SO2+O2=2SO3O2+2H2SO3=2 H2SO4 SO3+H2O=H2SO4五、酸雨的防治五、酸雨的防治研究开发能代替化石燃料的新能源；研究开发能代替化石燃料的新能源；对含硫燃料进行预先脱硫处理；对含硫燃料进行预先脱硫处理；对释放的二氧化硫进行处理或回收利用；对释放的二氧化硫进行处理或回收利用；氢能、太阳能、核能。氢能、太阳能、核能。提高全民的环保意识，加强国际合作。提高全民的环保意识，加强国际合作。课堂习题课堂习题 1

19、 1下列可以用来鉴别下列可以用来鉴别SO2 和和CO2 的方法是的方法是 A、通入紫色石蕊试液、通入紫色石蕊试液 B、闻气味、闻气味C、通入澄清石灰水、通入澄清石灰水 D、通入品红溶液中、通入品红溶液中都是酸性氧化物，都可都是酸性氧化物，都可以使石蕊变红以使石蕊变红SO2有刺激性气味，有刺激性气味，而而CO2没有没有都可以使澄清石都可以使澄清石灰水变浑浊灰水变浑浊SO2可使品红褪色，可使品红褪色，而而CO2不能不能 B D课堂习题课堂习题 2 2 二氧化硫和氯气都有漂白性，现把二者以等物质二氧化硫和氯气都有漂白性，现把二者以等物质的量混合，让混合气体通入品红溶液，则其漂白性将的量混合，让混合气体通入品红溶液，则其漂白性将 A、和氯气单独通过时相同、和氯气单独通过时相同 B、和二氧化硫单独通过时相同、和二氧化硫单独通过时相同C、是二者作用效果之和、是二者作用效果之和 D、可能失去漂白性、可能失去漂白性分分析析！二氧化硫和硫酸发生化学反应生成新物质二氧化硫和硫酸发生化学反应生成新物质而而HCl 和和H2 SO4是没有漂白性的，因此漂白性是没有漂白性的，因此漂白性可能消失可能消失 SO2 +Cl2+2H2O 2HCl +H2 SO4D