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第25讲　化学键
【备考目标】　1.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。2.了解共价键的类型及键参数。
考点1　化学键与化合物类型
1．化学键
相邻原子之间强烈的相互作用叫做化学键，其主要分为离子键、共价键和金属键。
2．离子键和共价键
项目 离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 带相反电荷离子之间的相互作用 原子间通过共用电子对而形成的相互作用
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对与成键原子间的静电作用
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
[注意]　①物质中不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。
②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。
3．离子化合物和共价化合物
项目 离子化合物 共价化合物
定义 由离子键构成的化合物 以共用电子对形成分子的化合物
构成微粒 阴、阳离子 原子
化学键类型 一定含有离子键，可能含有共价键 只含有共价键
物质类别 ①强碱②绝大多数盐③金属氧化物 ①含氧酸②弱碱③气态氢化物④非金属氧化物⑤极少数盐，如AlCl3
4.电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来代表原子的最外层电子的式子。
(2)书写方法
(3)电子式书写常见的误区
内容 实例
误区1 漏写未参与成键的电子 N2误写为N N，应写为∶N N∶
误区2 化合物类型不清楚，漏写或多写[　]及错写电荷数 NaCl误写为，应写为;HF误写为,应写为
误区3 书写不规范，错写共用电子对 N2误写为∶N∶∶∶N∶或∶N∶N∶或
误区4 不考虑原子间的结合顺序 HClO误写为，应写为
误区5 不考虑原子最外层有几个电子，均写成8电子结构 CH误写为，应写为
误区6 不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写 CaBr2的电子式为；CaC2的电子式为
(4)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：
。
5．离子化合物和共价化合物的判断
(1)根据化学键的类型来判断
凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，一定是共价化合物。
(2)根据化合物的类型来判断
大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断
熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)所有物质中都存在化学键 (× )
(2)只含共价键的物质一定是共价化合物(× )
(3)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键 (× )
(4)非金属元素组成的化合物中只含共价键 (× )
(5)NaHSO4在熔融状态下电离，破坏了离子键与共价键(× )
题组练习
一、化学键类型与物质类别的关系
1．“珍珠项链靠线穿，芝麻成球靠糖粘；微观粒子聚一起，全靠一种超魔力”，这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是(　　)
A．CO和O生成具有极性共价键的CO2
B．既含极性键，又含非极性键
C．只含H、N、O三种元素的化合物，可能形成含有共价键的离子化合物，也可能形成共价化合物
D．含有离子键的物质不可能是单质
解析：选B。CO2中C与O形成极性共价键；中只含有极性键；H、N、O可以形成NH4NO3，为离子化合物，也可以形成HNO3，为共价化合物；离子键的形成必须有阴、阳离子。
2．有以下8种物质：①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S　⑥NaOH　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
二、电子式的书写及正误判断
3．请写出下列微粒的电子式
(1)原子：Na__________，Cl__________。
(2)简单离子：Na＋________，F－________。
(3)复杂离子：NH_______________，OH－____________。
(4)离子化合物：MgCl2____________________________，Na2O__________________，Na2O2__________________。
(5)非金属单质及共价化合物：N2____________________，H2O________________，H2O2________________。
答案：
4．已知NaH、NaCN、NaBH4均为离子化合物，分别写出三者的电子式：
(1)NaH__________________________________。
(2)NaCN___________________________________。
(3)NaBH4______________________________________。
答案：(1)Na＋[∶H]－(2)Na＋[∶C N∶]－(3)
考点2　共价键及其参数
一、共价键
1．本质与特征
(1)本质：两原子之间形成共用电子对。
(2)特征：具有方向性和饱和性。
2．σ键与π键
(1)σ键
类型 s s型
s p型
p p型
特征 ①轴对称：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变②σ键的强度较大
(2)π键
p p型
特征 ①镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像②π键不能旋转，不如σ键牢固，较易断裂
3.分类
根据形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 头碰头
π键 肩并肩
根据形成共价键的电子对是否偏移 极性键 偏移
非极性键 不偏移
根据原子间共用电子对的数目 单键 一个
双键 两个
三键 三个
【提醒】　(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。
(2)s s σ键无方向性。
【深化拓展】　大π键及其判断
(1)概念
在一个具有平面结构的多原子分子中，如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心π键。这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键或共轭大π键，简称大π键。
(2)形成条件
①所有参与大π键形成的原子都必须在同一平面内，即连接这些原子的中心原子只能采取sp或sp2杂化。
②所有参与大π键形成的原子都必须提供一个或两个相互平行或行的p轨道。
③根据泡利原理，参与大π键形成的p轨道上的电子数必须小于2倍的p轨道数。
(3)表示符号
，m表示相互平行的p轨道的数目(即参与形成大π键的原子数)，n表示相互平行的p轨道里的电子数。理论计算证明n<2m时可形成大π键，解题时可作为验证大π键书写正误的方法。
(4)大π键中电子数的计算
①计算步骤
确定分子中价电子总数→找出分子中的σ键以及不与π键p轨道平行的孤电子对的轨道→用价电子总数减去这些σ键和孤电子对中的电子数，剩余的就是填入大π键的电子数。
②实例
SO2分子中的大π键：中心原子S的价层电子对为2＋＝3，为sp2杂化，有1个孤电子对，硫原子有1个垂直于分子平面的p轨道；SO2的价电子总数为18，每个氧原子有2个容纳孤电子对的轨道不与形成大π键的p轨道平行，则大π键中电子数为18－2×2－2－2×2×2＝4，故SO2分子中的大π键表示为。
CO2分子中的大π键：CO2为直线形分子，中心原子C为sp杂化，无孤电子对，另外2个未参与杂化的p轨道与sp杂化轨道的轴呈正交关系，即相互垂直，因而CO2分子有两套相互平行的p轨道；CO2的价电子总数为16，每个氧原子有1个容纳孤电子对的轨道不与形成大π键的p轨道平行，则大π键中电子数为16－2×2－2×2＝8，则每套平行p轨道里有4个电子，故CO2分子中的大π键表示为。
(5)常见的大π键
分子(或离子) C6H6(苯) O3 NO N NO CO (吡咯)
大π键
二、键参数
1．概念及作用
键参数 概念 作用
键能 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 键能的大小可定量地表示化学键的强弱程度。键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定
键长 形成化学键的两个原子的核间距 两原子间的键长越短，往往键能越大，化学键越强，键越牢固。键长是影响分子空间结构的因素之一
键角 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角 键角是影响分子空间结构的重要因素
2.键参数与分子结构、性质的关系
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在任何情况下，都是σ键比π键的键能大(× )
(2)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转(√ )
(3)共价化合物一定含σ键(√ )
(4)键能越大，分子能量越高(× )
题组练习
一、共价键的类型及数目判断
1．关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是(　　)
A．HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B．H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键
C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子的s轨道形成σ键
D．乙烯中的碳碳之间形成了1个σ键和1个π键
解析：选A。HCl分子中的σ键由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成，故A错误。
2．(1)1 mol苯酚分子中含有的σ键数目为________。1 mol苯酚钠中含有的σ键数目为________。
(2)1 mol化合物A()中含有的σ键数目为________。
(3)[Cu(CH3CN)4]＋是非常稳定的络合离子，配体中σ键和π键个数之比为________。
(4)1 mol碳酸二乙酯(DEC，)中含有σ键的数目为________。
(5)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为________。
答案：(1)13NA　12NA　(2)24NA　(3)5∶2　(4)17NA　(5)28NA
二、键参数的应用
3．(2020·浙江7月选考节选)气态氢化物的热稳定性HF大于HCl的主要原因是__________________________________。
解析：同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，即原子半径：F＜Cl，原子半径越小，化学键的键长越短，键能越大，气态氢化物热稳定性越大。
答案：原子半径：F＜Cl，键能：F—H＞Cl—H
4．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/ (kJ·mol－1) 365 413 336 226 318 452
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是__________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________________________。
答案：(1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定，Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
三、分子(或离子)中大π键的理解与判断
5.中的大π键应表示为________，其中碳原子的杂化轨道类型为________。
解析：中的5个碳原子参与形成大π键，5个C原子共提供5个p电子，加上得到的1个电子，共有6个电子参与形成大π键，应表示为，其中C原子的杂化方式均为sp2。
答案：　sp2
6．Na3[Co(NO2)6]常用作检验K＋的试剂，配体NO的中心原子的杂化轨道类型为____，空间结构为________。大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为)，则NO中大π键应表示为________。
解析：配体NO的中心原子N的价层电子对数为2＋(6－2×2)＝3，且含有一个孤电子对，故NO中N原子的杂化方式是sp2杂化，空间结构是V形，NO中参与形成大π键的原子数为3，中心原子采取sp2杂化，所以中心原子中有1个孤电子对没有参与形成大π键，则参与形成大π键的电子数为6×3－2×2－2－4×2＝4，故NO中大π键可表示为。
答案：sp2　V形　
高考真题
1．(2022·北京高考)由键能数据大小，不能解释下列事实的是(　　)
化学键 C—H Si—H C===O C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ (kJ·mol－1) 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性：CH4>SiH4 B．键长：C===O晶体硅
解析：选C。键能越大，键长越短，分子越稳定，CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。
2．(2022·海南高考改编)已知CH3COOH＋Cl2ClCH2COOH＋HCl，ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是(　　)
A．HCl的电子式为 B．Cl—Cl键的键长比I—I键短
C．CH3COOH分子中只有σ键 D．ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH弱
解析：选B。HCl为共价化合物，H原子和Cl原子间形成共用电子对，其电子式为HCl?,? ︰，A错误；原子半径：Cl＜I，故键长：Cl—Cl＜I—I，B正确；CH3COOH分子中，羧基的碳氧双键中含有π键，C错误；电负性：Cl＞I，—Cl能使—COOH上的H原子具有更大的活动性，因此ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强，D错误。
3．(1)(2022·湖南高考节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：富马酸分子中σ键与π键的数目比为________。
(2)(2021·全国卷甲节选)一个CO2分子中存在________个σ键和________个π键。
(3)(2020·江苏高考节选)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为________mol。
解析：(1)由结构模型可知，富马酸的结构简式为HOOCCH===CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11∶3。
(2)CO2的结构式为O===C===O，1个双键中含有1个σ键和1个π键，因此1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键。
(3)羧基的结构是，一个羧基中碳原子与氧原子分别形成两个σ键，三个羧基有6个，还有一个羟基与碳原子相连形成一个σ键，因此1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为7 mol。
答案：(1)11∶3　(2)2　2　(3)7
4．(2023·山东高考节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：
ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键()。
ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为_______________________________________________；
O—Cl—O键角________Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“＝”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因___________________________________________________________________。
解析：由ClO2为V形结构且存在大π键可知，ClO2中心原子Cl的价层电子对数为3，则Cl为sp 2杂化，其中两个sp 2杂化轨道与O的两个p轨道形成两个σ键，剩余的一个sp 2杂化轨道容纳一个孤电子对；ClO2的VSEPR模型是平面三角形，因孤电子对与成键电子对间的排斥，O—Cl—O键角小于120°，而Cl2O的VSEPR模型是四面体形，存在两个孤电子对，由于孤电子对与成键电子对间的排斥，Cl—O—Cl键角小于109°28′，则O—Cl—O键角大于Cl—O—Cl键角。ClO2中存在大π键，而Cl2O中不存在π键，前者对O—Cl键键能的贡献包括σ键和π键，而后者仅仅是 σ键，则前者键能大，键长短。
答案：sp 2　>　ClO2的键长比Cl2O的短，因ClO2中存在大π键，而Cl2O中不存在π键，前者对O—Cl键键能的贡献包括σ键和π键，而后者仅仅是σ键，则前者键能大，键长短
5．(2022·全国卷甲节选)2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：
聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因
________________________________________________________________________。
答案：F的电负性较强，C—F的键能大于C—H的键能，键能越大，化学性质越稳定
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
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
解析：选A。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。
2．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是(　　)
A．将NH3通入水中 B．氢氧化钠熔化 C．将HBr通入水中 D．硫酸氢钾溶于水
解析：选D。NH3通入水中生成NH3·H2O，只破坏了共价键，A不符合题意；NaOH熔化后电离生成Na＋、OH－，只破坏了离子键，B不符合题意；HBr通入水中发生电离，只破坏了共价键，C不符合题意；KHSO4溶于水电离出K＋、H＋和SO，既破坏了离子键又破坏了共价键，D符合题意。
3．下列关于σ键和π键的说法正确的是(　　)
A．σ键是以“头碰头”的方式形成的共价键，π键是以“肩并肩”的方式形成的共价键
B．描述的是π键的形成过程
C．烯烃中碳原子轨道以“头碰头”的方式重叠比以“肩并肩”的方式重叠的程度小，所以σ键比π键活泼
D．可以表示N2中σ键和π键的存在情况
解析：选A。题图描述的是“头碰头”形成σ键的过程，B项错误；烯烃中碳原子间形成σ键时电子云的重叠程度大于“肩并肩”形成π键时电子云的重叠程度，故σ键比π键活泼性差，C项错误；N2分子中两个N原子“头碰头”形成1个σ键，两个相互垂直的p轨道“肩并肩”形成2个π键，中间位置形成的是σ键，D项错误。
4．设NA表示阿伏加德罗常数的值。固体A的化学式为NH5，其所有原子的最外层电子结构都符合相应稀有气体元素原子的最外层电子结构，则下列有关说法不正确的是(　　 )
A．1 mol NH5中含有5NA个N—H
B．NH5中既有共价键又有离子键
C．NH5的电子式为
D．NH5与水反应的离子方程式为NH＋H－＋H2O===NH3·H2O＋H2↑
解析：选A。根据题意，NH5的电子式为，B、C项正确；由NH5的电子式可知，1 mol NH5中含有4NA个N—H，A项错误。
5．(2024·天津滨海模拟)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A．0.1 mol甲醛中σ键总数为0.4NA B．1 mol HCN中含有π键的数目为3NA
C．6.2 g白磷 (P4)所含σ键的数目为0.3NA D．标准状况下，5.6 L CCl4中所含C—Cl键的数目为NA
解析：选C。甲醛的结构式为，则0.1 mol甲醛中σ键总数为0.3NA，A错误；HCN结构式为H—C≡N，单键形成σ键，三键形成1个σ键和2个π键，1 mol HCN中含有π键的数目为2NA，B错误；白磷(P4)为四面体结构，形成6个单键，单键形成σ键，6.2 g白磷(P4)物质的量为0.05 mol，所含σ键的数目为0.3NA，C正确；标准状况下，CCl4是液态，不能用Vm＝22.4 L/mol计算5.6 L CCl4的物质的量，D错误。
6．已知几种共价键的键能如下：
化学键 H—N N≡N Cl—Cl H—Cl
键能/ (kJ·mol－1) 390.8 946 242.7 431.8
下列说法错误的是(　　)
A．键能：N≡N＞N===N＞N—N
B．H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431.8 kJ·mol－1
C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HCl
D．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH＝－463.9 kJ·mol－1
解析：选C。A项，三键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：N≡N＞N===N＞N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，则ΔH＝－431.8 kJ·mol－1，正确；C项，NH3的沸点高于HCl是由于NH3能形成分子间氢键，而HCl不能，键能不是主要原因，错误；D项，根据ΔH＝E(反应物)－E(生成物)，则2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－463.9 kJ·mol－1，正确。
7．(2024·天津南开模拟)工业上制备粗硅的反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑，若C过量，还会生成SiC。下列叙述错误的是(　　)
A．1个CO分子内只含有1个σ键和2个π键
B．键能：C—H>Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定
C．键长：C—SiSi
D．键长：C—C解析：选D。CO的结构式为C≡O，则1个CO分子内只含有1个σ键和2个π键，A正确；原子半径：C＜Si，共价键键长：C—H＜Si—H，键能：C—H＞Si—H，共价键的牢固程度：C—H＞Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定，B正确；原子半径：C＜Si，键长：C—Si＜Si—Si，共价键的牢固程度：C—Si＞Si—Si，因此熔点：SiC＞Si，C正确； C的还原性小于Si的还原性，D错误。
8．在NH3和NH4Cl存在的条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CoCl2溶液来制备化工产品[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是(　　)
A．中子数为32，质子数为27的钴原子：Co B．H2O2的电子式：
C．NH3和NH4Cl的化学键类型相同 D．[Co(NH3)6]Cl3中Co元素的化合价是＋3
解析：选D。A项，中子数为32，质子数为27的钴原子，质量数为27＋32＝59，表示为Co，错误；B项，H2O2为共价化合物，电子式为，错误；C项，NH3中只存在共价键，NH4Cl中既存在离子键又存在共价键，二者化学键类型不同，错误；D项，[Co(NH3)6]Cl3中，NH3整体为0价，Cl元素为－1价，所以Co元素的化合价为＋3，正确。
9．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是(　　)
A．不和氢氧化钠溶液发生反应 B．分子中N≡C的键长大于C≡C的键长
C．分子中既有极性键，又有非极性键 D．分子中含有1个σ键和6个π键
解析：选C。氰气性质与卤素相似，能和氢氧化钠溶液发生反应，故A错误；同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中C≡N的键长小于C≡C的键长，故B错误；该分子的结构式为N≡C—C≡N，该分子中含有3个σ键、4个π键，D错误。
10．(2023·山东聊城高三联考)科学家证明氮化钒纳米粒子这种高效选择性的催化剂，能够在温和的条件下实现电化学氮气还原反应，其反应历程如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
A．物质5为催化剂 B．反应b中N2进入催化位点
C．催化剂失活本质是N替代O D．在循环中，断裂和形成了π键
解析：选D。观察循环图示，物质5参与氮还原反应，反应d又生成了物质5，故物质5是催化剂，A正确；比较物质1、2、3可知，物质2提供催化位点(空穴)，反应b中N2进入位点，导致氮氮三键活化，B正确；比较物质9和物质5可知，N替代O导致催化剂失去活性，C正确；循环中，N2和H2合成NH3，只断裂N2分子中的π键，没有形成π键，D错误。
二、非选择题(共2题，共30分)
11．(10分)含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________键。(2分)
(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。(1分)
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则一个C60分子中π键的数目为________个。(2分)
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为____(填字母)。(2分)
A．4个σ键 B．2个σ键、2个π键 C．2个σ键、1个π键 D．3个σ键、1个π键
(5)苯分子中含有大π键，可记为 (右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)。已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，该分子中的大π键可表示为________。(3分)
解析：(5)该化合物不能使溴的CCl4溶液褪色，说明分子结构中不存在碳碳双键，而是存在大π键；分子中的碳原子均为sp2杂化，每个碳原子都有一个垂直于该平面的p轨道(该轨道上有一个单电子)参与形成大π键，Se原子σ键数为2，还有2个孤电子对，其中有一个垂直于该平面的p轨道(该轨道上有2个电子)参与形成大π键，故参与形成大π键的电子总数为4×1＋2＝6，表示为。
答案：(1)σ　极性　(2)1∶1　(3)30　(4)D　(5)
12．(20分)(1)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子，若XY2为常见元素形成的离子化合物，其电子式为________________________；若XY2为共价化合物，其结构式可以为__________。(4分)
(2)现有a～g 7种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。请据此回答下列问题。
①元素的原子间反应最容易形成离子键的是________(填字母，下同)，容易形成共价键的是________。(4分)
A．c和f B．b和g C．d和g D．b和e
②写出由a～g中元素组成的，所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式：______________。(2分)
③a与e能形成化合物ea5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，其电子式为______________，其中所含化学键类型为______________，该物质能与水剧烈反应生成两种气体，这两种气体的化学式是________________。(6分)
(3)氯化铝的物理性质非常特殊，如：氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×103 Pa)，但在180 ℃就开始升华。据此判断，氯化铝是________________(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据是_______________________________________________________________。(4分)
答案： (1) 　S===C===S(答案合理即可)
(2)①B　C　②CCl4(答案合理即可)③　极性共价键、离子键　NH3、H2
(3)共价化合物　氯化铝在熔融状态下不导电
热点题型(六)　描述物质组成与结构的化学用语
从近三年高考试题来看，本考点主要考查各微粒数量间的关系，微粒的结构示意图，电子式的表示方法，认识化学键的本质是原子间的静电作用，能多角度、动态地分析化学键。复习备考时应注重原子结构示意图、电子式的书写及粒子“量”的关系，注意加强核素、同位素的概念辨析和化学键类型与存在的判断。
【典例】 (2023·安徽滁州二模)高能粒子Se是第一个成功观测到双β衰变现象的原子核，其双β衰变的方程式Se―→Kr＋2e－。下列说法正确的是(　　)
A．Se和Kr互为同位素 B．Se和Kr的中子数相等
C．Kr次外层电子数为8 D．双β衰变放出能量
解析：选D。同位素是指具有相同的质子数、不同中子数的原子，Se和Kr质子数不同，不是同位素，A错误；质量数减去质子数是中子数，两者质量数相同质子数不同，所以中子数也不相同，B错误；氪是36号元素，次外层电子数为18，C错误；衰变过程释放能量，双β衰变放出能量，D正确。
【对点练】 1.下列化学用语表示正确的是(　　)
A．原子核内有8个中子的碳原子：6C B．CO2的电子式：
C．次氯酸的结构式：H—Cl—O
D．用电子式表示Na2O的形成过程为：
解析：选A。原子核内有8个中子的碳原子的质子数为6、质量数为14，原子符号为6C，A正确；二氧化碳是空间结构为直线形的共价化合物，电子式为，B错误；次氯酸的分子式为HClO，结构式为Cl—O—H，C错误；氧化钠是离子化合物，用电子式表示氧化钠的形成过程为，D错误。
2．(2023·广东茂名二模)约里奥 居里夫妇发现用粒子轰击原子获得人工放射性元素：Al＋He―→P＋n、P―→Si＋e，从而获得诺贝尔奖，下列说法正确的是(　　)
A．4He的质子数为4 B．26Al和Al均能与盐酸反应
C．30P和30Si互为同位素 D．30SiO2溶于水生成HSiO3
解析：选B。4He的质子数为2，质量数为4，A错误；26Al和Al核外电子排布相同，化学性质相同，均能与盐酸反应，B正确；30P和30Si质子数不同，不是同位素，C错误；30SiO2与水不反应，D错误。
[热点题型(六)]　描述物质组成与结构的化学用语
选择题(每题5分，共5题，共25分)
1．下列有关化学用语表示正确的是(　　)
A．水的电子式：H∶O∶H B．原子核内有10个中子的氧原子：8O
C．HCl的形成过程： D．镁离子的结构示意图
解析：选D。水的电子式为，A错误；原子核内有10个中子的氧原子应该表示为：8O，B错误；HCl是共价化合物，其形成过程：，C错误；镁离子的结构示意图为，D正确。
2．下列有关化学用语表示正确的是(　　)
A．NaClO的电子式： B．质子数为81，中子数为124的铊(Tl)原子：81Tl
C．HCN的结构式：H—C===N D．Na3N的电子式：
解析：选B。NaClO的电子式为，A错误；质子数为81、中子数为124的Tl原子的质量数为205，表示为81Tl，B正确；HCN的结构式为H—C≡N，C错误；Na3N的电子式为，D错误。
3．(2023·广东揭阳二模)科学家利用氦核(He)撞击氮原子，发生反应：He＋7N―→8O＋H，下列说法正确的是(　　)
A．4He的中子数为2 B．15NH3的中子数为9 C．17O2和16O互为同位素 D．2H2与1H2化学性质不同
解析：选A。质子数与原子序数相等，故4He的质子数为2，中子数为4－2＝2，A正确；15N的中子数为15－7＝8，H没有中子，则15NH3的中子数为8，B错误；同位素为质子数相同、中子数不同的核素，17O2为单质，C错误；2H、1H互为同位素，2H2、1H2是不同的氢分子，两者的化学性质相同，D错误。
4．(2022·重庆高考)BCl3水解反应方程式为：BCl3＋3H2O===B(OH)3＋3HCl，下列说法错误的是(　　)
A．Cl的原子结构示意图为 B．H2O的空间填充模型为
C．BCl3的电子式为： D．B(OH)3的结构简式为
解析：选C。BCl3中B提供3个电子，与3个Cl分别共用1对电子，电子式应为，C项错误。
5．(2023·北京高考)下列化学用语或图示表达正确的是(　　)
A．NaCl的电子式为 B．NH3的VSEPR模型为
C．2pz电子云图为 D．基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为
解析：选C。氯化钠是离子化合物，其电子式是，A项错误；氨分子的VSEPR模型是四面体结构，B项错误：p能级电子云是哑铃形，C项正确；基态铬原子的价层电子轨道表示式是，D项错误。
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第25讲　化学键
【备考目标】　1.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。2.了解共价键的类型及键参数。
考点1　化学键与化合物类型
1．化学键
相邻原子之间强烈的 叫做化学键，其主要分为离子键、共价键和金属键。
2．离子键和共价键
项目 离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 之间的相互作用 原子间通过 而形成的相互作用
成键粒子 ； ；
成键实质 阴、阳离子的 ； 共用电子对与成键原子间的静电作用
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
[注意]　①物质中不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。
②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。
3．离子化合物和共价化合物
项目 离子化合物 共价化合物
定义 由 构成的化合物 以共用电子对形成分子的化合物
构成微粒 ； ；
化学键类型 一定含有 ，可能含有 ； 只含有 ；
物质类别 ①强碱②绝大多数盐③金属氧化物 ①含氧酸②弱碱③气态氢化物④非金属氧化物⑤极少数盐，如AlCl3
4.电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来代表原子的 的式子。
(2)书写方法
(3)电子式书写常见的误区
内容 实例
误区1 漏写未参与成键的电子 N2误写为N N，应写为 ；
误区2 化合物类型不清楚，漏写或多写[　]及错写电荷数 NaCl误写为，应写为 ;HF误写为,应写为 ；
误区3 书写不规范，错写共用电子对 N2误写为∶N∶∶∶N∶或∶N∶N∶或
误区4 不考虑原子间的结合顺序 HClO误写为，应写为 ；
误区5 不考虑原子最外层有几个电子，均写成8电子结构 CH误写为，应写为 ；
误区6 不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写 CaBr2的电子式为 ；CaC2的电子式为 ；
(4)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：
。
5．离子化合物和共价化合物的判断
(1)根据化学键的类型来判断
凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，一定是共价化合物。
(2)根据化合物的类型来判断
大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断
熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)所有物质中都存在化学键 ( )
(2)只含共价键的物质一定是共价化合物( )
(3)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键 ( )
(4)非金属元素组成的化合物中只含共价键 ( )
(5)NaHSO4在熔融状态下电离，破坏了离子键与共价键( )
题组练习
一、化学键类型与物质类别的关系
1．“珍珠项链靠线穿，芝麻成球靠糖粘；微观粒子聚一起，全靠一种超魔力”，这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是(　　)
A．CO和O生成具有极性共价键的CO2
B．既含极性键，又含非极性键
C．只含H、N、O三种元素的化合物，可能形成含有共价键的离子化合物，也可能形成共价化合物
D．含有离子键的物质不可能是单质
2．有以下8种物质：①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S　⑥NaOH　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________。
二、电子式的书写及正误判断
3．请写出下列微粒的电子式
(1)原子：Na__________，Cl__________。
(2)简单离子：Na＋________，F－________。
(3)复杂离子：NH_______________，OH－____________。
(4)离子化合物：MgCl2____________________________，Na2O__________________，Na2O2__________________。
(5)非金属单质及共价化合物：N2____________________，H2O________________，H2O2________________。
4．已知NaH、NaCN、NaBH4均为离子化合物，分别写出三者的电子式：
(1)NaH__________________________________。
(2)NaCN___________________________________。
(3)NaBH4______________________________________。
考点2　共价键及其参数
一、共价键
1．本质与特征
(1)本质：两原子之间形成 。
(2)特征：具有 和 。
2．σ键与π键
(1)σ键
类型 s s型
s p型
p p型
特征 ①轴对称：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变②σ键的强度较大
(2)π键
p p型
特征 ①镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像②π键不能旋转，不如σ键牢固，较易断裂
3.分类
根据形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 头碰头
π键 ；
根据形成共价键的电子对是否偏移 极性键 ；
非极性键 ；
根据原子间共用电子对的数目 单键 一个
双键 ；
三键 ；
【提醒】　(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。
(2)s s σ键无方向性。
【深化拓展】　大π键及其判断
(1)概念
在一个具有平面结构的多原子分子中，如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心π键。这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键或共轭大π键，简称大π键。
(2)形成条件
①所有参与大π键形成的原子都必须在同一平面内，即连接这些原子的中心原子只能采取sp或sp2杂化。
②所有参与大π键形成的原子都必须提供一个或两个相互平行或行的p轨道。
③根据泡利原理，参与大π键形成的p轨道上的电子数必须小于2倍的p轨道数。
(3)表示符号
，m表示相互平行的p轨道的数目(即参与形成大π键的原子数)，n表示相互平行的p轨道里的电子数。理论计算证明n<2m时可形成大π键，解题时可作为验证大π键书写正误的方法。
(4)大π键中电子数的计算
①计算步骤
确定分子中价电子总数→找出分子中的σ键以及不与π键p轨道平行的孤电子对的轨道→用价电子总数减去这些σ键和孤电子对中的电子数，剩余的就是填入大π键的电子数。
②实例
SO2分子中的大π键：中心原子S的价层电子对为2＋＝3，为sp2杂化，有1个孤电子对，硫原子有1个垂直于分子平面的p轨道；SO2的价电子总数为18，每个氧原子有2个容纳孤电子对的轨道不与形成大π键的p轨道平行，则大π键中电子数为18－2×2－2－2×2×2＝4，故SO2分子中的大π键表示为。
CO2分子中的大π键：CO2为直线形分子，中心原子C为sp杂化，无孤电子对，另外2个未参与杂化的p轨道与sp杂化轨道的轴呈正交关系，即相互垂直，因而CO2分子有两套相互平行的p轨道；CO2的价电子总数为16，每个氧原子有1个容纳孤电子对的轨道不与形成大π键的p轨道平行，则大π键中电子数为16－2×2－2×2＝8，则每套平行p轨道里有4个电子，故CO2分子中的大π键表示为。
(5)常见的大π键
分子(或离子) C6H6(苯) O3 NO N NO CO (吡咯)
大π键
二、键参数
1．概念及作用
键参数 概念 作用
键能 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 键能的大小可定量地表示化学键的强弱程度。键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定
键长 形成化学键的两个原子的核间距 两原子间的键长越短，往往键能越大，化学键越强，键越牢固。键长是影响分子空间结构的因素之一
键角 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角 键角是影响分子空间结构的重要因素
2.键参数与分子结构、性质的关系
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在任何情况下，都是σ键比π键的键能大( )
(2)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( )
(3)共价化合物一定含σ键( )
(4)键能越大，分子能量越高( )
题组练习
一、共价键的类型及数目判断
1．关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是(　　)
A．HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B．H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键
C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子的s轨道形成σ键
D．乙烯中的碳碳之间形成了1个σ键和1个π键
2．(1)1 mol苯酚分子中含有的σ键数目为________。1 mol苯酚钠中含有的σ键数目为________。
(2)1 mol化合物A()中含有的σ键数目为________。
(3)[Cu(CH3CN)4]＋是非常稳定的络合离子，配体中σ键和π键个数之比为________。
(4)1 mol碳酸二乙酯(DEC，)中含有σ键的数目为________。
(5)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为________。
二、键参数的应用
3．(2020·浙江7月选考节选)气态氢化物的热稳定性HF大于HCl的主要原因是__________________________________。
4．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/ (kJ·mol－1) 365 413 336 226 318 452
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是__________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________________________。
三、分子(或离子)中大π键的理解与判断
5.中的大π键应表示为________，其中碳原子的杂化轨道类型为________。
6．Na3[Co(NO2)6]常用作检验K＋的试剂，配体NO的中心原子的杂化轨道类型为____，空间结构为________。大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为)，则NO中大π键应表示为________。
高考真题
1．(2022·北京高考)由键能数据大小，不能解释下列事实的是(　　)
化学键 C—H Si—H C===O C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ (kJ·mol－1) 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性：CH4>SiH4 B．键长：C===O晶体硅
2．(2022·海南高考改编)已知CH3COOH＋Cl2ClCH2COOH＋HCl，ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是(　　)
A．HCl的电子式为 B．Cl—Cl键的键长比I—I键短
C．CH3COOH分子中只有σ键 D．ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH弱
3．(1)(2022·湖南高考节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：富马酸分子中σ键与π键的数目比为________。
(2)(2021·全国卷甲节选)一个CO2分子中存在________个σ键和________个π键。
(3)(2020·江苏高考节选)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为________mol。
4．(2023·山东高考节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：
ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键()。
ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为_______________________________________________；
O—Cl—O键角________Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“＝”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因____________________________________________________________________。
5．(2022·全国卷甲节选)2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：
聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因
________________________________________________________________________。
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
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
2．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是(　　)
A．将NH3通入水中 B．氢氧化钠熔化 C．将HBr通入水中 D．硫酸氢钾溶于水
3．下列关于σ键和π键的说法正确的是(　　)
A．σ键是以“头碰头”的方式形成的共价键，π键是以“肩并肩”的方式形成的共价键
B．描述的是π键的形成过程
C．烯烃中碳原子轨道以“头碰头”的方式重叠比以“肩并肩”的方式重叠的程度小，所以σ键比π键活泼
D．可以表示N2中σ键和π键的存在情况
4．设NA表示阿伏加德罗常数的值。固体A的化学式为NH5，其所有原子的最外层电子结构都符合相应稀有气体元素原子的最外层电子结构，则下列有关说法不正确的是(　　 )
A．1 mol NH5中含有5NA个N—H
B．NH5中既有共价键又有离子键
C．NH5的电子式为
D．NH5与水反应的离子方程式为NH＋H－＋H2O===NH3·H2O＋H2↑
5．(2024·天津滨海模拟)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A．0.1 mol甲醛中σ键总数为0.4NA B．1 mol HCN中含有π键的数目为3NA
C．6.2 g白磷 (P4)所含σ键的数目为0.3NA D．标准状况下，5.6 L CCl4中所含C—Cl键的数目为NA
6．已知几种共价键的键能如下：
化学键 H—N N≡N Cl—Cl H—Cl
键能/ (kJ·mol－1) 390.8 946 242.7 431.8
下列说法错误的是(　　)
A．键能：N≡N＞N===N＞N—N
B．H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431.8 kJ·mol－1
C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HCl
D．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH＝－463.9 kJ·mol－1
7．(2024·天津南开模拟)工业上制备粗硅的反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑，若C过量，还会生成SiC。下列叙述错误的是(　　)
A．1个CO分子内只含有1个σ键和2个π键
B．键能：C—H>Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定
C．键长：C—SiSi
D．键长：C—C8．在NH3和NH4Cl存在的条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CoCl2溶液来制备化工产品[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是(　　)
A．中子数为32，质子数为27的钴原子：Co B．H2O2的电子式：
C．NH3和NH4Cl的化学键类型相同 D．[Co(NH3)6]Cl3中Co元素的化合价是＋3
9．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是(　　)
A．不和氢氧化钠溶液发生反应 B．分子中N≡C的键长大于C≡C的键长
C．分子中既有极性键，又有非极性键 D．分子中含有1个σ键和6个π键
10．(2023·山东聊城高三联考)科学家证明氮化钒纳米粒子这种高效选择性的催化剂，能够在温和的条件下实现电化学氮气还原反应，其反应历程如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
A．物质5为催化剂 B．反应b中N2进入催化位点
C．催化剂失活本质是N替代O D．在循环中，断裂和形成了π键
二、非选择题(共2题，共30分)
11．(10分)含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________键。(2分)
(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。(1分)
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则一个C60分子中π键的数目为________个。(2分)
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为____(填字母)。(2分)
A．4个σ键 B．2个σ键、2个π键 C．2个σ键、1个π键 D．3个σ键、1个π键
(5)苯分子中含有大π键，可记为 (右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)。已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，该分子中的大π键可表示为________。(3分)
12．(20分)(1)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子，若XY2为常见元素形成的离子化合物，其电子式为________________________；若XY2为共价化合物，其结构式可以为__________。(4分)
(2)现有a～g 7种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。请据此回答下列问题。
①元素的原子间反应最容易形成离子键的是________(填字母，下同)，容易形成共价键的是________。(4分)
A．c和f B．b和g C．d和g D．b和e
②写出由a～g中元素组成的，所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式：______________。(2分)
③a与e能形成化合物ea5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，其电子式为______________，其中所含化学键类型为______________，该物质能与水剧烈反应生成两种气体，这两种气体的化学式是________________。(6分)
(3)氯化铝的物理性质非常特殊，如：氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×103 Pa)，但在180 ℃就开始升华。据此判断，氯化铝是________________(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据是________________________________________________________________________。(4分)
热点题型(六)　描述物质组成与结构的化学用语
从近三年高考试题来看，本考点主要考查各微粒数量间的关系，微粒的结构示意图，电子式的表示方法，认识化学键的本质是原子间的静电作用，能多角度、动态地分析化学键。复习备考时应注重原子结构示意图、电子式的书写及粒子“量”的关系，注意加强核素、同位素的概念辨析和化学键类型与存在的判断。
【典例】 (2023·安徽滁州二模)高能粒子Se是第一个成功观测到双β衰变现象的原子核，其双β衰变的方程式Se―→Kr＋2e－。下列说法正确的是(　　)
A．Se和Kr互为同位素 B．Se和Kr的中子数相等
C．Kr次外层电子数为8 D．双β衰变放出能量
【对点练】 1.下列化学用语表示正确的是(　　)
A．原子核内有8个中子的碳原子：6C B．CO2的电子式：
C．次氯酸的结构式：H—Cl—O
D．用电子式表示Na2O的形成过程为：
2．(2023·广东茂名二模)约里奥 居里夫妇发现用粒子轰击原子获得人工放射性元素：Al＋He―→P＋n、P―→Si＋e，从而获得诺贝尔奖，下列说法正确的是(　　)
A．4He的质子数为4 B．26Al和Al均能与盐酸反应
C．30P和30Si互为同位素 D．30SiO2溶于水生成HSiO3
[热点题型(六)]　描述物质组成与结构的化学用语
选择题(每题5分，共5题，共25分)
1．下列有关化学用语表示正确的是(　　)
A．水的电子式：H∶O∶H B．原子核内有10个中子的氧原子：8O
C．HCl的形成过程： D．镁离子的结构示意图
2．下列有关化学用语表示正确的是(　　)
A．NaClO的电子式： B．质子数为81，中子数为124的铊(Tl)原子：81Tl
C．HCN的结构式：H—C===N D．Na3N的电子式：
3．(2023·广东揭阳二模)科学家利用氦核(He)撞击氮原子，发生反应：He＋7N―→8O＋H，下列说法正确的是(　　)
A．4He的中子数为2 B．15NH3的中子数为9 C．17O2和16O互为同位素 D．2H2与1H2化学性质不同
4．(2022·重庆高考)BCl3水解反应方程式为：BCl3＋3H2O===B(OH)3＋3HCl，下列说法错误的是(　　)
A．Cl的原子结构示意图为 B．H2O的空间填充模型为
C．BCl3的电子式为： D．B(OH)3的结构简式为
5．(2023·北京高考)下列化学用语或图示表达正确的是(　　)
A．NaCl的电子式为 B．NH3的VSEPR模型为
C．2pz电子云图为 D．基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为
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