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3.1 键能

化学键与分子结构 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 气态基态原子形成1mol化学键释放的能量,或断裂1mol化学键吸收的能量。

从哪来 建立在3.2 非金属性强弱判断之上。非金属性越强,原子半径越小,对电子束缚力越强,形成的共价键通常越牢固,键能越大。

为什么 键能本质是原子间电子云重叠形成共用电子对时的能量降低值。原子半径越小,核间距越短,静电引力越大;原子电负性差异适中且原子轨道重叠程度高时,体系能量最低,最稳定。因此,键能大小直接反映了化学键的牢固程度,决定了物质发生化学反应时断键所需的活化能高低。

类比法
把化学键比作“橡皮筋”,键能就是拉开这根橡皮筋所需的力气。橡皮筋越粗、越紧(原子半径小、结合紧密),拉开需要的力气(键能)就越大。
适合:形象思维强、对抽象概念理解困难、需要直观感知的学生。
数据对比法
列出H-F、H-Cl、H-Br、H-I的键能数据,引导学生观察随着卤素原子半径增大,键能递减的规律,从而推导出“半径越小,键能越大”的结论。
适合:逻辑推理能力强、喜欢通过数据规律归纳结论、理性思维主导的学生。
能量守恒法
从反应热角度切入,解释为什么键能大的物质更稳定。断键吸热,成键放热。键能越大,断键吸收的能量越多,反应发生的门槛(活化能)越高,物质在常温下就越难分解,性质越稳定。
适合:对能量变化敏感、喜欢从宏观性质(稳定性)反推微观结构的学生。
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练一道
基础题
已知键能:H-H 436 kJ/mol,Cl-Cl 243 kJ/mol,H-Cl 431 kJ/mol。计算反应 H₂(g) + Cl₂(g) = 2HCl(g) 的反应热 ΔH。
变式
已知 N≡N 键能为 946 kJ/mol,N=N 键能为 418 k/mol。请解释为什么氮气在常温下化学性质非常稳定,且难以发生加成反应。
试试手自己判
检测题
已知 H₂O 分子中 O-H 键能为 463 kJ/mol,H₂ 分子中 H-H 键能为 436 kJ/mol,O₂ 分子中 O=O 键能为 498 kJ/mol。若 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(g) 的反应热为 ΔH,则 ΔH 的数值范围是? A. > 0 B. < 0 C. = 0 D. 无法判断
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
学生能正确列出 ΔH = (2×436 + 498) - (4×463) 的计算式,并得出负值结论。若仅选对 B 但无法解释原因,视为半对;若计算错误或符号判断错误,视为错。
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