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第14讲 化学键与分子间作用力（解析版）
1．了解化学键的定义。
2．掌握离子键、共价键的形成，掌握电子式、结构式的表示方法。
3．了解分子间作用力
考点一：化学键与分子间作用力　氢键
1．化学键
(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类
2．离子键、共价键的比较
离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键 原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键
成键 粒子 阴、阳离子 原子
成键 实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子
形成 条件 活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失，形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键
形成的 物质 离子化合物 非金属单质；某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物
总结
①化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有化学键的断裂，不一定是化学变化，如熔融NaCl。
②物质中不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。
③非金属元素的两个原子之间能形成共价键，但多个非金属元素原子间也可能形成离子键，如NH4Cl。
【典例1】化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是(　　)
A．KOH中既含有离子键也含有共价键，属于离子化合物
B．N2属于单质，不存在化学键
C．MgCl2中既含有离子键，又含有共价键
D．NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物
答案：A　
解析：N2中存在共价键；MgCl2中只含有离子键；NH4Cl中虽然含有共价键，又全部由非金属元素组成，但也含有离子键，属于离子化合物。
3.电子式
(1)电子式的书写
概念：在元素符号周围，用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子
粒子的 种类 电子式的表示方法 注意事项 举例
原子 元素符号周围标有价电子 价电子少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布
阳 离 子 单核 离子符号 右上方标明电荷 Na＋
多核 元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布 用“[　]”，并标明电荷
阴 离 子 单核 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 用“[　]”，右上方标明电荷
多核 元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所得电子 相同原子不得加和，用“[　]”，右上方标明电荷
单 质 及 化 合 物 离子化合物 用阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻，离子合理分布
单质及共价化合物 各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况 原子不加和，无“[　]”，不标明电荷
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。
如NaCl：。
②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。
如HCl：。
【典例2】反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　)
A．中子数为18的氯原子：Cl
B．N2的结构式：N===N
C．Na＋的结构示意图：
D．H2O的电子式：
答案：D　
解析：A错误，中子数为18的氯原子为Cl；B错误，N2的结构式为N N；C错误，Na＋的结构示意图为。
【典例3】用化学用语表示NH3＋HCl===NH4Cl中的相关微粒，其中正确的是(　　)
A．中子数为8的氮原子：N
D．Cl－的结构示意图：
答案：C　
解析：中子数为8的氮原子为N，A项错误；HCl是共价化合物，电子式为 ，B项错误；Cl－的结构示意图为，D项错误。
【典例4】书写下列物质的电子式。
(1)Mg(OH)2______________________________________________________________；
(2)NaOH_________________________________________________________________；
(3)PH3____________________________________________________________________；
(4)联氨(N2H4)____________________________________________________________；
(5)硼氢化钠(NaBH4)_______________________________________________________；
(6)光气的化学组成为COCl2，每个原子均达到8电子稳定结构，其电子式为________。
答案：
【典例5】自门捷列夫发现元素周期律以来，人类对自然的认识程度逐步加深，元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题：
(1)2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名为“镆”。元素Mc可由反应：Am＋Ca===Mc＋3n得到。该元素的质子数为________，287Mc与288Mc互为________。
(2)Mc位于元素周期表中第ⅤA族，同族元素N的一种氢化物为NH2NH2，写出该化合物分子的电子式________________，该分子内存在的共价键类型有________________。
(3)该族中的另一元素P能呈现多种化合价，其中＋3价氧化物的分子式为________，＋5价简单含氧酸的分子式为________。
答案：
(1)115　同位素
(2) 极性键和非极性键
(3)P4O6　　H3PO4
解析：
(1)根据Mc，可得Mc的质子数为115；287Mc与288Mc质子数都是115，由于质量数分别是287、288，则二者的中子数分别是172、173，二者质子数相同，中子数不同，它们互为同位素；
(2)N原子最外层有5个电子，化合物NH2NH2中2个N原子形成一对共用电子对，每个N原子与2个H原子形成2对共用电子对，所以该化合物电子式为。在该物质分子中含有4个N—H极性键，一个N—N非极性键；
(3)P元素的氧化物为PxOy，由于P为＋3价，O为－2价，根据化合物中元素正负化合价代数和等于0，可得3x＝2y，所以x∶y＝2∶3，结合白磷的正四面体结构，可知该氧化物的化学式为P4O6；P元素的＋5价简单含氧酸的分子式为H3PO4。
4．分子间作用力和氢键
(1)分子间作用力
定义 把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力
特点 ①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质； ②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力
变化 规律 一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2
(2)氢键
定义 分子间存在的一种比范德华力稍强的相互作用
形成条件 除H外，形成氢键的原子通常是O、F、N
存在 氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高
【典例6】下列变化需要克服相同类型作用力的是(　　)
A．碘和干冰的升华
B．硅和C60的熔化
C．氯化氢和氯化钾的溶解
D．溴和汞的汽化
答案：A
【典例7】中科院国家纳米科学中心科研员首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法中不正确的是(　　)
A．由于氢键的存在，冰能浮在水面上
B．由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水
C．由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HI
D．由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构
答案：C
【典例8】下列说法正确的是(　　)
A.碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力
B.硫酸钾和硫酸溶于水都电离出硫酸根离子，所以它们在熔融状态下都能导电
C.N2、CO2和SiO2中都存在共价键，它们都是由分子构成
D.H2和Cl2在光照条件下反应生成HCl，反应中一定有共价键的断裂和形成
答案：D
解析：A项，碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服分子间作用力，碘原子间是共价键，错误；B项，硫酸是共价化合物，在熔融状态下不能导电，错误；C项，N2、CO2都是由分子构成，SiO2是由原子构成，错误。
考点二：化学键与物质类别的关系
1．化学键与化学反应的关系
总结
①断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量。
②有化学键变化的不一定是化学变化。如NaCl晶体从溶液中析出只有化学键的形成，没有化学键的断裂，HCl溶于水电离成H＋和Cl－等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成，二者都没有发生化学变化。
2．离子化合物与共价化合物
离子 化合物 构成粒子 阴、阳离子
类别 强碱、金属氧化物、大部分盐
存在的键 一定含离子键，可能含共价键
共价 化合物 构成粒子 分子或原子
类别 酸、非金属氧化物、气态氢化物、弱碱等
存在的键 只含共价键，不含离子键
3．化学键与物质类别的关系
(1)关系
(2)辨析
除稀有气体中没有化学键外，其他物质都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括为
①只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。
②只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。
③既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。
④只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
⑤既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。
⑥仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。
⑦金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
4．化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物中也有很强的离子键，故其熔点也较高。
(2)对化学性质的影响
N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。
5．物质的溶解或熔化与化学键变化
(1)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
(2)共价化合物的溶解过程
①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。
③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
(3)单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
【典例1】有以下8种物质：①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空：
(1)不存在化学键的是____________。
(2)只存在极性共价键的是____________。
(3)只存在非极性共价键的是____________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是_________________________________。
(5)只存在离子键的是____________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是___________________________________________。
(7)属于离子化合物的是____________。
答案：(1)①　(2)②　(3)③　(4)④　(5)⑤　(6)⑥⑦⑧　(7)⑤⑥⑦⑧
一、选择题
1．（2021·江苏·高考真题）反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O可用于制备含氯消毒剂。下列说法正确的是（ ）
A．Cl2是极性分子
B．NaOH的电子式为
C．NaClO既含离子键又含共价键
D．Cl-与Na+具有相同的电子层结构
答案：C
解析：A．氯气分子结构对称，正负电荷中心重合，为非极性分子，A错误；
B．NaOH为离子化合物，电子式为，B错误；
C．NaClO含有钠离子和次氯酸根形成的离子键，含有O原子和Cl原子形成的共价键，C正确；
D．Cl-有3层电子，Na+有2层电子，D错误；
综上所述答案为C。
2．（2021·湖北·高考真题）某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素，W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是（ ）
A．Z元素的最高价态为+7 B．基态原子未成对电子数：W>Y
C．该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D．最简单氢化物水溶液的pH：X>M
答案：D
解析：根据W是有机分子的骨架元素，知W为C元素：由图可如，Y形成1个双键，则其最外层有6个电子，结合原子序数关系知，Y为O元素，则X为N元素；Z形成1个单键，则Z为F元素；M的成键总数为6，则M为S元素。以此解答。
A．根据上述分析可知：Z为F元素，无正化合价，故A错误；
B．根据上述分析可知：W为C元素，Y为O元素。C原子的电子排布式为，未成对电子数为2，O原子的电子排布式为，未成对电子数也为2，故B错误；
C．根据上述分析可知：X为N元素,该阴离子中N形成2个单键，有2对孤对电子，满足8电子稳定结构，故C错误：
D．根据上述分析可知：X为N元素, 最简单氢化物, 的水溶液星碱性；M为S元素, 最简单氢化物，的水溶液呈酸性，故水溶液的，故D正确；
故答案：D。
3．（2021·全国·高考真题）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是（ ）
A．原子半径：
B．W与X只能形成一种化合物
C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
答案：D
解析：W．X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为=3，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。
根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，则
A．电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减小，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误；
B．W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；
C．Y为Al元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；
D．W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确。
故选D。
4．（2021·浙江·高考真题）下列含有共价键的盐是（ ）
A．CaCl2 B．H2SO4 C．Ba(OH)2 D．Na2CO3
答案：D
解析：A．CaCl2由Ca2+和Cl-构成，只含有离子键不含有共价键，A不符合题意；
B．H2SO4由分子构成，只含有共价键不含有离子键，B不符合题意；
C．Ba(OH)2由Ba2+和OH-构成，属于碱，不属于盐，C不符合题意；
D．Na2CO3有Na+和CO构成，含有离子键，CO内部C与O原子之间还含有共价键，D符合题意；
故答案选D。
二、填空题
5．（2015·重庆·高考真题）某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。
（1）NaN3是气体发生剂，受热分解产生N2和Na，N2的电子式为____________。
（2）Fe2O3是主氧化剂，与Na反应生成的还原产物为____________（已知该反应为置换反应）.
（3）KClO4是助氧化剂，反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O。KClO4含有化学键的类型为____________，K的原子结构示意图为________。
（4）NaHCO3是冷却剂，吸收产气过程中释放的热量而发生分解，其化学方程式为______________________。
（5）100g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N2 33.6L（标准状况）。
①用碱石灰除去的物质为___________；
②该产气药剂中NaN3的质量分数为____________。
答案： Fe 离子键和共价键 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O CO2、H2O 65%
解析：（1）氮原子最外层有5个电子，共用3对电子形成氮气，则N2的电子式为；
（2）因为Fe2O3与Na的反应为置换反应，所以Fe2O3作为氧化剂，与Na反应得电子生成Fe单质；
（3）KClO4 属于含氧酸盐，所以KClO4含有化学键的类型为离子键和共价键，K是19号元素，原子结构示意图为；
（4）NaHCO3热稳定性较差，受热分解生成碳酸钠、CO2和水，方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；
（5）①碱石灰的主要成分是NaOH和CaO，所以用碱石灰除去的物质为CO2、H2O；
②标准状况下33.6LN2的物质的量为1.5mol，根据N原子守恒，该产气药剂中NaN3的质量分数为（1.5×2÷3）×65÷100×100%=65%。
一、单选题
1．（2022·上海市控江中学高三阶段练习）下列过程中，共价键被破坏的是（ ）
A．干冰升华 B．碘化氢气体溶于水 C．酒精溶于水 D．氯气被活性炭吸附
答案：B
解析：A．干冰升华破坏分子间作用力，故A不选；
B．碘化氢气体溶于水电离出H+和I-破坏了共价键，故B选；
C．酒精即乙醇溶于水破坏分子间作用力，故C不选；
D．氯气被木炭吸附破坏分子间作用力，故D不选；
答案：B。
2．（2022·四川成都·高三开学考试）已知X、Y、Z、W、M、P为原子序数依次增大的六种短周期主族元素，X与M同主族，W与P同主族，W与P的原子序数之和等于X与M的原子序数之和的2倍，YX4是一种气体清洁能源，Z2、W2是组成空气的主要物质。六种元素组成的某脲醛树脂结构如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．W与X、Y、Z、M、P均可形成至少两种二元共价化合物
B．脲醛树脂结构中所有元素原子最外层均满足8电子稳定结构
C．简单氢化物的沸点：ZD．由X、Z、W形成的化合物中只存在共价键
答案：C
解析：因为YX4是一种气体清洁能源，可知该气体为甲烷CH4，则Y为碳元素，X为氢元素；Z2、W2是组成空气的主要物质，即N2、O2，即Z为氮元素、W为氧元素，又因为W与P同主族，则P为硫元素；X与M同主族，W与P的原子序数之和等于X与M的原子序数之和的2倍，计算可知M为钠元素。
A．氧元素可以分别与H、C、N、Na、S元素形成至少两种二元化合物，其中，Na与O形成的Na2O、Na2O2为离子化合物，故A错误；
B．脲醛树脂结构中氢元素原子最外层均满足2电子稳定结构，B错误；
C．Z、W的简单氢化物为NH3、H2O，氨气的沸点低于水的沸点，C正确；
D．H、N、O三种元素可以形成离子化合物：NH4NO3，该化合物中既有共价键，又有离子键，D错误。
故本题选C。
3．（2022·浙江·高三开学考试）下列物质含共价键且属于盐的是（ ）
A． B． C．KClO D．
答案：C
解析：A．是氧化物，含有离子键和非极性共价键，故A不符合题意；
B．是碱，含有离子键和极性共价键，故B不符合题意；
C．KClO是盐，含有离子键和极性共价键，故C符合题意；
D．是酸，含有共价键，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
4．（2022·江苏江苏·高三阶段练习）下列表示相关微粒的化学用语正确的是（ ）
A．S2-的结构示意图：
B．K2S的电子式：
C．KNO3和K2S均属于离子化合物，都只存在离子键
D．CO2分子中只有极性共价键，N2分子中只有非极性共价键
答案：D
解析：A．S2-核外有18个电子，S原子的结构示意图为：，故A错误；
B．K2S为离子化合物，电子式：，故错误；
C．KNO3和K2S均属于离子化合物，都存在离子键，但中存在共价键，故C错误；
D．不同种原子之间形成的共价键是极性共价键，同种原子之间形成的共价键是非极性共价键，CO2分子中只有极性共价键，N2分子中只有非极性共价键，故D正确
故答案为D。
5．（2022·江苏省如东高级中学高三开学考试）反应COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl可去除COCl2污染。下列说法正确的是（ ）
A．COCl2是极性分子 B．NH3的电子式为
C．CO(NH2)2含离子键和共价键 D．NH3的空间构型为平面三角形
答案：A
解析：A．COCl2的结构式如图所示，，分子的正负电荷中心不重合，是极性分子，A正确；
B．NH3的电子式为，B错误；
C．CO(NH2)2是由共价键形成的共价化合物，不含有离子键，C错误；
D．NH3中N原子价层电子对数为，采取sp3杂化，有一对孤对电子，空间构型为三角锥形，D错误；
答案选A。
6．（2022·陕西·定边县第四中学高三阶段练习）酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)与H2O2反应可生成蓝色晶体CrO5，该反应可用于H2O2的检验。已知CrO5中铬元素为+6价，则下列结构中正确的是（ ）
A． B． C． D．
答案：A
解析：CrO5中存在2个过氧键、1个Cr=O键，所以4个O原子显-1价、1个O原子显-2价，则结构为，
故选：A。
7．（2022·河南·高三开学考试）羟醛缩合反应是有机化学的一种重要反应。一种合成目标产物(如图中⑦)的反应机理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．①是该反应的催化剂
B．③到④的过程中，有极性键的断裂和非极性键的生成
C．③④⑥均是该反应的中间产物
D．合成⑦的总反应为
答案：D
解析：A．①是第一个反应的反应物，也是最后一个反应的生成物，所以是该反应的催化剂，故A正确；
B．③到④的过程中，有C—N极性键的断裂和C—C非极性键的生成，故B正确；
C．由图可知，③④⑥均是先生成后消耗，都是该反应的中间产物，故C正确；
D．合成⑦的总反应为，故D错误；
故答案为：D
8．（2022·四川巴中·一模）短周期元素R、X、Y、Z、M原子序数依次递增，最外层电子数： 3Z+M=X+Y，其中元素R、X、Y、M形成的化合物(结构式)具有如图所示转化关系。下列说法错误的是（ ）
A．简单气态氢化物的稳定性： Y>X
B．在该化合物中X最外层均满足8e-的结构
C．M的最高价氧化物对应水化物为强酸
D．Y分别与R、X、Z、M形成的化合物中均属于共价化合物
答案：D
解析：短周期元素R、X、Y、Z、M原子序数依次递增，由图知，R、X、Y、M的共用电子对数分别为1、4、2和1，则R、X、Y、M分别为H、C、O和Cl，按最外层电子数：3Z+M=X+Y，可得Z最外层为1电子，则Z为Na。
A．X为C、Y为O，非金属性越强，简单氢化物越稳定，则简单气态氢化物的稳定性：Y>X，A正确；
B．X为C，在该化合物中C都能共用四对电子对，则最外层均满足8e-的结构，B正确；
C．M为Cl，M的最高价氧化物对应水化物即高氯酸为强酸，C正确；
D．Z即Na与Y即O形成的化合物过氧化钠中既含离子键又有共价键，属于离子化合物，D错误；
答案选D。
二、填空题
9．（2022·全国·高三专题练习）如表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 ①
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
4 ⑨ ⑩
(1)已知第四周期有18种元素，其中元素⑩的一种核素，中子数为45，用原子符号表示该核素为_________。
(2)由元素①和④形成的10电子分子的结构式为_____________。
(3)用电子式表示元素⑤和⑦的原子形成的化合物(该化合物含有三个原子核)的形成过程_______________________________。
(4)由元素④和⑤构成的淡黄色固体，该化合物所含的化学键类型为_______，元素④和⑦的简单氢化物沸点较高的是_______(填化学式)，理由是：______________________。元素⑧和⑩的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是(填化学式)____ ______。
(5)元素⑦、⑧、⑨的离子半径由大到小的顺序是_____________(用离子符号表示)；元素⑨的最高价氧化物的水化物与元素⑥的最高价氧化物反应的离子方程式为________________。
(6)已知NH3 H2O的电离方程式为NH3 H2ONH+OH-，试判断NH3溶于水后形成的NH3 H2O的合理结构__________(填字母代号)。
答案： Br H—O—H 离子键、非极性共价键 H2O 水分子间存在氢键 HClO4 r(S2-)>r(Cl-)>r(K+) Al2O3+2OH-=2AlO+H2O b
解析：根据元素周期表的结构可知，①~⑩分别为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl、K、Br。
解析：(1)元素⑩为Br，质子数为35，中子数为45，则质量数为35+45=80，用原子符号表示该核素为Br。
(2)元素①为H，④为O，形成的10电子分子为H2O，结构式为H—O—H。
(3)元素⑤为Na，⑦为S，形成的含有三个原子核的化合物为Na2S，用电子式表示其形成过程为：。
(4)元素④为O，⑤为Na，两者构成的淡黄色固体为Na2O2，该化合物是离子化合物，含有离子键，阴离子过氧根离子里还含有非极性共价键；元素④为O，⑦为S，由于水分子间存在氢键，所以H2O的沸点较高。元素⑧为Cl，⑩为Br，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，Cl和Br是同族元素，Cl的非金属性强于Br，则Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4酸性较强。
(5)元素⑦、⑧、⑨的离子分别为S2-、Cl-、K+，电子层结构相同，质子数越多，半径越小，所以这三种离子半径由大到小的顺序是r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)；元素⑨为K，最高价氧化物的水化物为KOH，元素⑥为Al，最高价氧化物为Al2O3，两者反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O。
(6)NH3 H2O的电离方程式为NH3 H2ONH+OH-，当NH3溶于水后，和水分子间形成氢键，要形成NH，则需要用NH3的N和水分子中的H形成氢键，则形成的NH3 H2O的合理结构是b。
10．（2022·黑龙江·牡丹江市第二高级中学高三阶段练习）W、X、Y、Z、M、R、Q均为短周期主族元素，其原子序数与原子半径关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)R在元素周期表中的位置是_______；X的质量数分别为16和18的两种核素互为_______。
(2)Z与X形成的原子个数比为1：1的化合物与水反应的化学方程式为_________________。
(3)在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”，根据元素周期表的“对角线规则”，W单质及其化合物与M单质及其化合物的性质相似，写出W的最高价氧化物对应的水化物与Z的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式_________________。
(4)用电子式表示形成过程______________________，与水反应生成两种酸，其中一种为含氧酸且N(H)：N(O)=1：1，写出此反应的化学方程式______________________。
答案：(1) 第三周期第IVA族 同位素
(2)
(3)
(4)
解析：根据关系图可推知W、X、Y、Z、M、R、Q分别为Be元素、O元素、F元素、Na元素、Al元素、Si元素、C1元素。
（1）Si元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族；质子数相同，中子数不同的核素互为同位素，O的质量数分别为16和18的两种核素互为同位素。
（2）Z为Na元素，X为O元素，二者形成的原子个数比为1∶1的化合物为，与水反应的化学方程式为。
（3）W为Be元素，M为A1元素，Z为Na元素，由Be与Al单质及其化合物的性质相似，则与NaOH反应的离子方程式。
（4）Y为F元素，R为Si元素，用电子式表示的形成过程；与水反应生成两种酸，其中一种为含氧酸且，推知其为，则另一种酸为HF，此反应的化学方程式。
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第14讲 化学键与分子间作用力（原卷版）
1．了解化学键的定义。
2．掌握离子键、共价键的形成，掌握电子式、结构式的表示方法。
3．了解分子间作用力
考点一：化学键与分子间作用力　氢键
1．化学键
(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类
2．离子键、共价键的比较
离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键 原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键
成键 粒子 阴、阳离子 原子
成键 实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子
形成 条件 活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失，形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键
形成的 物质 离子化合物 非金属单质；某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物
总结
①化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有化学键的断裂，不一定是化学变化，如熔融NaCl。
②物质中不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。
③非金属元素的两个原子之间能形成共价键，但多个非金属元素原子间也可能形成离子键，如NH4Cl。
【典例1】化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是(　　)
A．KOH中既含有离子键也含有共价键，属于离子化合物
B．N2属于单质，不存在化学键
C．MgCl2中既含有离子键，又含有共价键
D．NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物
3.电子式
(1)电子式的书写
概念：在元素符号周围，用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子
粒子的 种类 电子式的表示方法 注意事项 举例
原子 元素符号周围标有价电子 价电子少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布
阳 离 子 单核 离子符号 右上方标明电荷 Na＋
多核 元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布 用“[　]”，并标明电荷
阴 离 子 单核 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 用“[　]”，右上方标明电荷
多核 元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所得电子 相同原子不得加和，用“[　]”，右上方标明电荷
单 质 及 化 合 物 离子化合物 用阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻，离子合理分布
单质及共价化合物 各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况 原子不加和，无“[　]”，不标明电荷
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。
如NaCl：。
②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。
如HCl：。
【典例2】反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　)
A．中子数为18的氯原子：Cl
B．N2的结构式：N===N
C．Na＋的结构示意图：
D．H2O的电子式：
【典例3】用化学用语表示NH3＋HCl===NH4Cl中的相关微粒，其中正确的是(　　)
A．中子数为8的氮原子：N
D．Cl－的结构示意图：
【典例4】书写下列物质的电子式。
(1)Mg(OH)2______________________________________________________________；
(2)NaOH_________________________________________________________________；
(3)PH3____________________________________________________________________；
(4)联氨(N2H4)____________________________________________________________；
(5)硼氢化钠(NaBH4)_______________________________________________________；
(6)光气的化学组成为COCl2，每个原子均达到8电子稳定结构，其电子式为________。
【典例5】自门捷列夫发现元素周期律以来，人类对自然的认识程度逐步加深，元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题：
(1)2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名为“镆”。元素Mc可由反应：Am＋Ca===Mc＋3n得到。该元素的质子数为________，287Mc与288Mc互为________。
(2)Mc位于元素周期表中第ⅤA族，同族元素N的一种氢化物为NH2NH2，写出该化合物分子的电子式________________，该分子内存在的共价键类型有________________。
(3)该族中的另一元素P能呈现多种化合价，其中＋3价氧化物的分子式为________，＋5价简单含氧酸的分子式为________。
4．分子间作用力和氢键
(1)分子间作用力
定义 把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力
特点 ①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质； ②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力
变化 规律 一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2
(2)氢键
定义 分子间存在的一种比范德华力稍强的相互作用
形成条件 除H外，形成氢键的原子通常是O、F、N
存在 氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高
【典例6】下列变化需要克服相同类型作用力的是(　　)
A．碘和干冰的升华
B．硅和C60的熔化
C．氯化氢和氯化钾的溶解
D．溴和汞的汽化
【典例7】中科院国家纳米科学中心科研员首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法中不正确的是(　　)
A．由于氢键的存在，冰能浮在水面上
B．由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水
C．由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HI
D．由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构
【典例8】下列说法正确的是(　　)
A.碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力
B.硫酸钾和硫酸溶于水都电离出硫酸根离子，所以它们在熔融状态下都能导电
C.N2、CO2和SiO2中都存在共价键，它们都是由分子构成
D.H2和Cl2在光照条件下反应生成HCl，反应中一定有共价键的断裂和形成
考点二：化学键与物质类别的关系
1．化学键与化学反应的关系
总结
①断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量。
②有化学键变化的不一定是化学变化。如NaCl晶体从溶液中析出只有化学键的形成，没有化学键的断裂，HCl溶于水电离成H＋和Cl－等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成，二者都没有发生化学变化。
2．离子化合物与共价化合物
离子 化合物 构成粒子 阴、阳离子
类别 强碱、金属氧化物、大部分盐
存在的键 一定含离子键，可能含共价键
共价 化合物 构成粒子 分子或原子
类别 酸、非金属氧化物、气态氢化物、弱碱等
存在的键 只含共价键，不含离子键
3．化学键与物质类别的关系
(1)关系
(2)辨析
除稀有气体中没有化学键外，其他物质都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括为
①只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。
②只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。
③既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。
④只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
⑤既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。
⑥仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。
⑦金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
4．化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物中也有很强的离子键，故其熔点也较高。
(2)对化学性质的影响
N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。
5．物质的溶解或熔化与化学键变化
(1)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
(2)共价化合物的溶解过程
①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。
③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
(3)单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
【典例1】有以下8种物质：①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空：
(1)不存在化学键的是____________。
(2)只存在极性共价键的是____________。
(3)只存在非极性共价键的是____________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是_________________________________。
(5)只存在离子键的是____________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是___________________________________________。
(7)属于离子化合物的是____________。
一、选择题
1．（2021·江苏·高考真题）反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O可用于制备含氯消毒剂。下列说法正确的是（ ）
A．Cl2是极性分子
B．NaOH的电子式为
C．NaClO既含离子键又含共价键
D．Cl-与Na+具有相同的电子层结构
2．（2021·湖北·高考真题）某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素，W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是（ ）
A．Z元素的最高价态为+7 B．基态原子未成对电子数：W>Y
C．该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D．最简单氢化物水溶液的pH：X>M
3．（2021·全国·高考真题）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是（ ）
A．原子半径：
B．W与X只能形成一种化合物
C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
4．（2021·浙江·高考真题）下列含有共价键的盐是（ ）
A．CaCl2 B．H2SO4 C．Ba(OH)2 D．Na2CO3
二、填空题
5．（2015·重庆·高考真题）某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。
（1）NaN3是气体发生剂，受热分解产生N2和Na，N2的电子式为____________。
（2）Fe2O3是主氧化剂，与Na反应生成的还原产物为____________（已知该反应为置换反应）.
（3）KClO4是助氧化剂，反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O。KClO4含有化学键的类型为____________，K的原子结构示意图为________。
（4）NaHCO3是冷却剂，吸收产气过程中释放的热量而发生分解，其化学方程式为______________________。
（5）100g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N2 33.6L（标准状况）。
①用碱石灰除去的物质为___________；
②该产气药剂中NaN3的质量分数为____________。
一、单选题
1．（2022·上海市控江中学高三阶段练习）下列过程中，共价键被破坏的是（ ）
A．干冰升华 B．碘化氢气体溶于水 C．酒精溶于水 D．氯气被活性炭吸附
2．（2022·四川成都·高三开学考试）已知X、Y、Z、W、M、P为原子序数依次增大的六种短周期主族元素，X与M同主族，W与P同主族，W与P的原子序数之和等于X与M的原子序数之和的2倍，YX4是一种气体清洁能源，Z2、W2是组成空气的主要物质。六种元素组成的某脲醛树脂结构如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．W与X、Y、Z、M、P均可形成至少两种二元共价化合物
B．脲醛树脂结构中所有元素原子最外层均满足8电子稳定结构
C．简单氢化物的沸点：ZD．由X、Z、W形成的化合物中只存在共价键
3．（2022·浙江·高三开学考试）下列物质含共价键且属于盐的是（ ）
A． B． C．KClO D．
4．（2022·江苏江苏·高三阶段练习）下列表示相关微粒的化学用语正确的是（ ）
A．S2-的结构示意图：
B．K2S的电子式：
C．KNO3和K2S均属于离子化合物，都只存在离子键
D．CO2分子中只有极性共价键，N2分子中只有非极性共价键
5．（2022·江苏省如东高级中学高三开学考试）反应COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl可去除COCl2污染。下列说法正确的是（ ）
A．COCl2是极性分子 B．NH3的电子式为
C．CO(NH2)2含离子键和共价键 D．NH3的空间构型为平面三角形
6．（2022·陕西·定边县第四中学高三阶段练习）酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)与H2O2反应可生成蓝色晶体CrO5，该反应可用于H2O2的检验。已知CrO5中铬元素为+6价，则下列结构中正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．（2022·河南·高三开学考试）羟醛缩合反应是有机化学的一种重要反应。一种合成目标产物(如图中⑦)的反应机理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．①是该反应的催化剂
B．③到④的过程中，有极性键的断裂和非极性键的生成
C．③④⑥均是该反应的中间产物
D．合成⑦的总反应为
8．（2022·四川巴中·一模）短周期元素R、X、Y、Z、M原子序数依次递增，最外层电子数： 3Z+M=X+Y，其中元素R、X、Y、M形成的化合物(结构式)具有如图所示转化关系。下列说法错误的是（ ）
A．简单气态氢化物的稳定性： Y>X
B．在该化合物中X最外层均满足8e-的结构
C．M的最高价氧化物对应水化物为强酸
D．Y分别与R、X、Z、M形成的化合物中均属于共价化合物
二、填空题
9．（2022·全国·高三专题练习）如表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 ①
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
4 ⑨ ⑩
(1)已知第四周期有18种元素，其中元素⑩的一种核素，中子数为45，用原子符号表示该核素为_________。
(2)由元素①和④形成的10电子分子的结构式为_____________。
(3)用电子式表示元素⑤和⑦的原子形成的化合物(该化合物含有三个原子核)的形成过程_______________________________。
(4)由元素④和⑤构成的淡黄色固体，该化合物所含的化学键类型为_______，元素④和⑦的简单氢化物沸点较高的是_______(填化学式)，理由是：______________________。元素⑧和⑩的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是(填化学式)____ ______。
(5)元素⑦、⑧、⑨的离子半径由大到小的顺序是_____________(用离子符号表示)；元素⑨的最高价氧化物的水化物与元素⑥的最高价氧化物反应的离子方程式为________________。
(6)已知NH3 H2O的电离方程式为NH3 H2O NH+OH-，试判断NH3溶于水后形成的NH3 H2O的合理结构__________(填字母代号)。
10．（2022·黑龙江·牡丹江市第二高级中学高三阶段练习）W、X、Y、Z、M、R、Q均为短周期主族元素，其原子序数与原子半径关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)R在元素周期表中的位置是_______；X的质量数分别为16和18的两种核素互为_______。
(2)Z与X形成的原子个数比为1：1的化合物与水反应的化学方程式为_________________。
(3)在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”，根据元素周期表的“对角线规则”，W单质及其化合物与M单质及其化合物的性质相似，写出W的最高价氧化物对应的水化物与Z的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式_________________。
(4)用电子式表示形成过程______________________，与水反应生成两种酸，其中一种为含氧酸且N(H)：N(O)=1：1，写出此反应的化学方程式______________________。
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