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第1节　共价键模型
1.下列说法正确的是（　　）
A.含有共价键的化合物一定是共价化合物
B.乙醇分子中只含有σ键
C.正四面体结构的分子中的键角一定是109°28'
D.所有的σ键的强度都比π键的大
2.下列事实不能用键能的大小来解释的是（　　）
A.N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定
B.稀有气体一般难发生反应
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D.F2比O2更容易与H2反应
3.下列关于极性键的叙述不正确的是（　　）
A.由不同种非金属元素原子形成的共价键
B.共价化合物中必定存在极性键
C.由同种元素的两个原子形成的共价键
D.共用电子必然偏向电负性大的原子一方
4.下列关于σ键和π键的说法中错误的是（　　）
A.乙烯分子中σ键比π键稳定，不易断裂
B.共价双键中有1个σ键和1个π键
C.σ键是原子轨道“头碰头”重叠，π键则为“肩并肩”重叠
D.双原子单质分子中只存在σ键，无π键
5.NH3分子的空间结构是三角锥形而不是平面正三角形，最充分的理由是（　　）
A.NH3分子内3个N—H键的键长均相等
B.NH3分子内3个N—H键的键角和键长均相等
C.NH3分子内3个N—H键的键长相等，键角都等于107.3°
D.NH3分子内3个N—H键的键长相等，键角都等于120°
6.下列常见分子中σ 键、π键判断正确的是（　　）
A.CN－与N2结构相似，CH2CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
B.CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C.1 mol 中含有的π键数目为2NA
D.已知反应N2O4（l）＋2N2H4（l）3N2（g）＋4H2O（l），若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键数目为6NA
7.有机化学试剂氨基炔（如图所示）常用于制备磺胺类药物及抗癌药等。下列有关说法正确的是（　　）
A.既有酸性也有碱性
B.既能溶于水，又能溶于乙醇
C.分子内σ键与π键数目之比为1∶1
D.分子内中所有原子共面
8.断开1 mol共价键所吸收的能量或形成1 mol共价键所释放的能量称为键能。已知：H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为 391 kJ·mol－1，N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。下列说法中正确的是（　　）
A.H—H键比N≡N键更牢固
B.N≡N键键能约为946 kJ·mol－1
C.合成氨反应选择适当的催化剂是为了提高H2的转化率
D.0.5 mol N2和1.5 mol H2在题给条件下充分反应，放出的热量为46.2 kJ
9.下表所列数据是在相同条件下，不同物质中氧氧键的键长和键能的实测数据，下列有关说法正确的是（　　）
微粒 O2
键长/pm 149 128 121 112
键能/（kJ·mol－1） a b 496 628
A.a＜b
B.O—O键的键能为496 kJ·mol－1
C.中存在π键
D.键长愈长，键能愈大
10.下列说法正确的是（　　）
A.已知N—N键的键能为193 kJ·mol－1，故N≡N 键的键能为193 kJ·mol－1×3
B.H—H键的键能为436 kJ·mol－1，F—F键的键能为157 kJ·mol－1，故F2比H2稳定
C.某元素原子最外层有1个电子，它跟卤素相结合时，所形成的化学键为离子键
D.N—H键的键能为390.8 kJ·mol－1，其含义为形成1 mol N—H键所释放的能量为390.8 kJ
11.已知各共价键的键能如表所示，下列说法正确的是（　　）
共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I
键能E/ （kJ·mol－1） 436 157 568 432 298
A.键的极性大小顺序：H—I＞H—Cl＞H—F
B.表中最稳定的共价键是F—F键
C.432 kJ·mol－1＞E（H—Br）＞298 kJ·mol－1
D.上述键能可以说明热稳定性的顺序：HF＜HCl＜HI
12.已知键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，N—N、NN、N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、CC、C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列有关叙述不正确的是（　　）
A.乙烯分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同
B.乙炔分子中π键重叠程度比σ键小，易发生加成反应
C.氮气分子中的N≡N非常牢固，不易发生加成反应
D.氮气和乙炔都易在空气中点燃
13.（1）LiAlH4中，存在　　　　（填字母）。
A.离子键 B.σ键
C.π键
（2）N2分子中σ键与π键的数目比为　　　　。
（3）1 mol丙酮（）分子中含有σ键的数目为　　　　。
（4）1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为　　　　　　　。
（5）H与O、N、S形成的二元共价化合物分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是　　　　（填化学式，写出两种）。
（6）下列物质中，①只含有极性键的分子是　　　　　（填字母，下同）。②既含离子键又含共价键的化合物是　　　　。③只存在σ键的分子是　　　　。④同时存在σ键和π键的分子是　　　　。
A.N2　　B.CO2　 C.CH2Cl2　D.C2H4
E.C2H6　F.CaCl2　G.NH4Cl
14.已知前四周期A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态；D原子L电子层上有2对成对电子；E基态原子有6个未成对电子。
请填写下列空白：
（1）E元素在元素周期表的位置是　　　　　，E元素基态原子的价电子排布式为　　　　　。
（2）C基态原子的价电子的轨道表示式为　　　　　　　。
（3）B2A4是重要的基本石油化工原料。1 mol B2A4分子中含　　　　mol σ键。
（4）BD2的电子式为　　　　　　　　　　　，此分子键角为　　　　。
（5）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为　　　　（填元素符号），其原因为　　　　　　　　　　　　。
15.Q、R、X、M、Y、Z是元素周期表前四周期的六种元素，原子序数依次递增。已知：
①Z位于ds区，最外电子层没有单电子，其余的均为短周期主族元素；
②Y原子价电子排布为msnmpn（m≠n）；
③M的基态原子2p能级有1个单电子；
④Q、X原子p轨道的未成对电子数都是2。
用化学术语回答下列问题：
（1）Z在周期表中的位置　　　　　　　　　。
（2）Q、R、X、M四种元素第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　（填元素符号）。
（3）分析表中两种物质的键能数据（单位：kJ·mol－1）。
A—B
QX 357.7 798.9 1 071.9
R2 154.8 418.4 941.7
结合数据说明QX比R2活泼的原因：　　　　　　　　　　　　　　　。
第1节　共价键模型
1.B　共价键是由原子之间通过共用电子形成的化学键，既可存在于共价化合物中，如HCl等，也可存在于离子化合物中，如NaOH等，A错误； 乙醇分子中含有C—H键、C—O键、O—H键、C—C键，单键为σ键，即乙醇分子中只含有σ键，B正确；正四面体结构的分子中的键角不一定是 109°28'，如白磷（P4）为正四面体结构，键角为60°，C错误；σ键的强度不一定比π键的大，如N2分子中的π键比σ键强，D错误。
2.B　由于N2分子中存在N≡N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H—F键的键能大于H—O键，所以更容易生成HF。
3.C　极性键是由电负性不同的两种非金属元素的原子形成的，同种元素的原子形成的是非极性键；电负性越大，吸引共用电子的能力越强，共价键的极性越强。
4.D　σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的化学键，电子云重叠多，键能大，π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的化学键，电子云重叠少，键能小，乙烯分子中σ键比π键稳定，不易断裂，A、C正确；共价双键中有1个σ键和1个π键，B正确；氧分子中存在氧氧双键，有1个σ键和1个π键，氮气分子存在氮氮三键，有1个σ键和2个π键，D错误。
5.C　NH3分子内的键角和键长都相等，可能有两种情况：一是平面正三角形，二是三角锥形。如果键角为120°，则必然为平面正三角形，选C。
6.C　CH2CHCN分子的结构简式为CH2CHC≡N，其中含有6个σ键和3个π键，所以σ键与π键数目之比为2∶1，A错误；CO与N2结构相似，则CO分子的结构式为C≡O，其中σ键与π键数目之比为1∶2，B错误；的结构式为[O≡O]2＋，所以1 mol 中含有的π键数目为2NA，C正确；若该反应中有4 mol N—H键断裂，则生成1.5 mol氮气，形成π键的数目是3NA，D错误。
7.B　该结构中含有氨基，显碱性，A错误；该物质含氨基、氰基，故该物质既能溶于水也能溶于乙醇，B正确；分子中含4个σ键、2个π键，故分子内σ键与π键数目之比为2∶1，C错误；分子内氨基中至少有一个氢原子不与C、N共面，D错误。
8.B　ΔH＝反应物的键能总和－反应产物的键能总和，即ΔH＝－92.4 kJ·mol－1＝E（N≡N）＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1，解得E（N≡N）＝946 kJ·mol－1，大于H—H键的键能，所以 N≡N键更牢固，A错误，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，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和1.5 mol H2在题给条件下充分反应，放出热的量小于46.2 kJ，D错误。
9.A　O2和的键长分别是121 pm、112 pm，键能分别为496 kJ·mol－1、628 kJ·mol－1，说明键长愈短，键能愈大，因此a＜b，A正确，D错误；氧气中不含O—O键，O—O键的键能不是 496 kJ·mol－1，B错误；中氧原子之间形成的是非极性共价单键，并且有1对共用电子，电子式为[︰︰︰]2－，不存在π键，C错误。
10.D　由于N≡N键中含有一个σ键、两个 π键，σ键与π键的键能不同，A项错误；分子中共价键的键能愈大，分子愈稳定，B项错误；该元素可能为氢元素或碱金属元素，故可形成共价键或离子键，C项错误。
11.C　电负性的差值越大，键的极性越强，F、Cl、I与H的电负性差值逐渐减小，因此键的极性大小顺序：H—I＜H—Cl＜H—F，A错误；键能愈大，共价键愈稳定，因此题表中最稳定的共价键是H—F键，B错误；根据表格中数据得到E（H—Br）介于H—I和H—Cl的键能之间，即432 kJ·mol－1＞E（H—Br）＞298 kJ·mol－1，C正确；键能愈大，分子愈稳定，因此热稳定性的顺序：HF＞HCl＞HI，D错误。
12.D　由题意知，N≡N键能大于N—N键能的三倍，NN键能大于N—N键能的两倍；而C≡C 键能小于C—C键能的三倍，CC键能小于C—C键能的两倍，说明乙炔分子和乙烯分子中的π键不牢固，易发生加成反应，也易发生氧化反应；而氮气分子中的N≡N非常牢固，化学性质稳定，不易发生加成反应及氧化反应；σ键的电子云形状呈轴对称，π键的电子云形状呈镜面对称。
13.（1）AB　（2）1∶2　（3）9NA或9×6.02×1023
（4）6NA或6×6.02×1023　（5）H2O2、N2H4
（6）①BC　②G　③CE　④ABD
解析：（1）阴、阳离子间存在离子键，Al与H之间还有共价单键，不存在π键，选A、B。（2）N2的结构式为，每个三键中含1个σ键和2个π键，N2分子中σ键与π键的数目比为 1∶2。（3）单键全为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，故 1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为9NA。（4）CH3CHO中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，即1 mol CH3CHO中含6 mol σ键。
14.（1）第4周期ⅥB族　3d54s1
（2）
（3）5　（4）︰︰C︰︰　180°　（5）C、O、N　同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，由于N原子2p轨道处于半充满状态，较稳定，其第一电离能比相邻元素的大
解析：前四周期A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，则B原子核外有6个电子，则B为碳元素；D原子L电子层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s22s22p4，所以D为氧元素；C的原子序数介于碳、氧元素之间，则C为氮元素；E基态原子有6个未成对电子，只能是其中5个在d轨道、1个在s轨道，故E为铬元素，综上所述A、B、C、D、E依次为氢、碳、氮、氧、铬。
15.（1）第4周期ⅡB族　（2）F、N、O、C
（3）CO中第一个断裂的π键的键能是 273.0 kJ·mol－1，N2中第一个断裂的π键的键能是523.3 kJ·mol－1，所以CO比N2更活泼
解析：①由Z位于ds区，最外电子层没有单电子可知，Z为Zn元素；②由除Z外其余的均为短周期主族元素和Y原子价电子排布为msnmpn（m≠n）可知，Y为Si元素；③由M的基态原子2p能级有1个单电子可知，M为B或F元素；④由Q、R、X、M、Y、Z原子序数依次递增和Q、X原子p轨道的未成对电子数都是2可知，Q为C元素、X为O元素、R为N元素，则M只能为F元素。（1）Z为Zn元素，原子序数为30，位于周期表第4周期ⅡB族。（2）同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，但ⅤA族元素的原子p轨道处于半充满状态，第一电离能比相邻元素的大，则C、N、O、F四种元素第一电离能由大到小的顺序为F、N、O、C。（3）根据表中数据可知，断裂CO中的第一个π键消耗的能量是1 071.9 kJ·mol－1－798.9 kJ·mol－1＝273.0 kJ·mol－1，断裂N2中的第一个π键消耗的能量是941.7 kJ·mol－1－418.4 kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol－1，由此得出：CO断裂一个π键比N2更容易，则CO更活泼。
4 / 4第1节　共价键模型
课程 标准 1.了解共价键的形成、本质和特征。 2.了解共价键的主要类型（σ键和π键），会判断共价键的极性。 3.能利用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质
分点突破（一）　共价键的形成与特征
1.共价键的形成与本质
概念 原子间通过　　　　　形成的化学键
本质 高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的　　　　
形成 元素 通常是电负性相同或差值小的　　　　元素原子
表示 方法 用一条短线表示由　　　　　　　所形成的共价键，如H—H、H—Cl；“”表示原子间共用两对电子所形成的共价键；“”表示原子间共用三对电子所形成的共价键
2.共价键的特征
特征 概念 作用
饱和性 每个原子所能形成共价键的　　　　或以共价键连接的　　　　　是一定的 共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的　　　　关系
方向性 共价键将尽可能沿着　　　　　　　　　的方向形成，即共价键具有方向性。在形成共价键时，原子轨道重叠得　　，电子在核间出现的概率大，所形成的共价键就　　　　 共价键的方向性决定分子的　　　　
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）只有非金属原子之间才能形成共价键。（　　）
（2）所有物质中的原子间都存在化学键。（　　）
（3）H与O形成H2O而不是H3O的原因是共价键有饱和性。（　　）
（4）所有共价键都具有饱和性，也都具有方向性。（　　）
2.下列关于共价键的说法正确的是（　　）
A.共价键只存在于非金属原子之间
B.两个原子形成共价键时，原子之间只能存在一对共用电子
C.两个原子形成共价键时，每个原子周围都有8个电子
D.共价键是通过共用电子形成的一种相互作用
3.下列关于共价键的饱和性和方向性的叙述不正确的是（　　）
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的
C.共价键的方向性决定了分子的空间结构
D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
分点突破（二）　共价键的类型
1.共价键的分类
分类标准 类型
共用电子对数 单键、双键、三键
共用电子是否偏移 极性键、非极性键
原子轨道重叠方式 σ键、π键
2.σ键和π键
（1）σ键和π键的分类标准
按原子轨道的重叠方式进行分类。
（2）σ键和π键的原子轨道重叠方式
共价键 σ键 原子轨道以“　　　　”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
π键 原子轨道以“　　　　”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
（3）σ键与π键的比较
键类型 σ键 π键
原子轨道 重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”重叠
原子轨道 重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零
原子轨道 重叠程度 大 小
键的性质 σ键可沿键轴自由旋转，不易断裂 π键不能旋转，易断裂
分类 s-s、s-p、p-p p-p
化学活泼性 不活泼 较活泼
稳定性 一般来说，σ键比π键稳定，但不是绝对的
（4）σ键和π键的判断
一般规律：共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。
　共价键是原子间通过共用电子所形成的相互作用，其实质是原子轨道在两个原子核间重叠，核间共用电子在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了，以下是由原子轨道相互重叠形成共价键的过程。
【交流讨论】
1.哪种成键方式原子轨道重叠程度大？
2.σ键与π键相比，哪个更牢固？
3.所有σ键都有方向性吗？
4.仔细比较以上原子轨道重叠形成的共价键，分析C2H4比C2H6的化学性质活泼的原因是什么？
1.下列关于σ键和π键的理解不正确的是（　　）
A.σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成
B.σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C.CH3—CH3、CH2CH2、CH≡CH中碳碳键的键能都相同
D.碳碳双键中有一个σ键、一个π键，碳碳三键中有一个σ键、两个π键
2.下列关于共价键的叙述，不正确的是（　　）
A.由不同元素的原子形成的共价键一定是极性键
B.由同种元素的原子形成的双原子分子中的共价键一定是非极性键
C.化合物中不可能含有非极性键
D.当氧原子与氟原子形成共价键时，共用电子偏向氟原子
3.有下列十种物质：
①CH4　②C2H5OH　③N2　④HCl
⑤CO2　⑥CH3CH3　⑦C2H4　⑧C2H2　⑨H2O2　⑩HCHO
请按要求回答下列问题（填序号）：
（1）只有σ键的是　　　　　　，既有σ键又有π键的是　　　　　　　　。
（2）只含有极性键的化合物有　　　　　　，既含有极性键又含有非极性键的化合物有　　　　。
（3）含有双键的有　　　　　　　　，含有三键的有　　　　。
分点突破（三）　键参数
1.三个键参数
键参数 概念 作用
键长 两个成键原子的 　　　　间的距离 两原子间的键长愈短，化学键就愈　　，键就愈　　　　。键长是影响分子　　　　　的因素之一
键角 在多原子分子中，　　　　　的夹角 键角是影响分子空间结构的重要因素
键能 在1×105 Pa、298 K 条件下，断开1 mol AB（g）分子中的化学键，使其分别生成　　　　和　　　　　　所吸收的能量，用EA—B表示 键能的大小可以定量地表示化学键的　　　　。键能愈大，化学键就愈　　　　　，含有该键的分子就愈　　　　
2.键参数与分子性质的关系
3.键能的应用
（1）表示共价键的强弱
键能的大小可以定量地表示化学键的强弱。键能愈大，断开时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固。
（2）判断分子的稳定性
结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。
（3）判断物质在化学反应过程中的能量变化
在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成放出能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝E反应物－E反应产物。
　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） 347 413 358 226 323 368
【交流讨论】
1.通常条件下，CH4和SiH4哪种物质更稳定？
2.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，原因是什么？
3.SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是什么？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）键长越短，键能一定越大。（　　）
（2）双原子分子中化学键键能愈大，分子愈牢固。（　　）
（3）碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。　（　　）
2.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是（　　）
A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高
3.下列有关化学键知识的比较中错误的是（　　）
A.键能：C—N＜CN＜C≡N
B.键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl
C.分子中的键角：H2O＜CO2
D.相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＜π键
利用键能解答分子的性质（理解与辨析）
1.（1）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是　　　　　　　　　　　。
（2）某有机物分子的结构简式为，该分子中有　　　个σ键，有　　　个π键，有　　　种极性键，　　　　 （填“有”或“没有”）非极性键。
2.KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。已知有关氮、磷的单键和三键的键能（kJ·mol－1）如下表：
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看，氮以N2，而白磷以P4（结构式可表示为）形式存在的原因是　　　　　　　。
【规律方法】
1.π键的形成难易的理解
π键不能单独形成，两原子间先形成σ键，才可能形成π键。形成π键时，两原子半径越大，则“肩并肩”重叠的程度越小，越难形成π键。
2.较复杂分子中σ键、π键数目的判断
首先要认识较复杂的结构，不要漏掉某些有机物分子的化学键。
3.利用化学键的键能解释有关事实。
【迁移应用】
1.根据下表中所列键能数据，判断下列分子中，最不稳定的分子是（　　）
化学键 H—H H—Cl H—Br Cl—Cl Br—Br
键能/ （kJ·mol－1） 436 431 363 243 193
A.HCl B.HBr
C.H2 D.Br2
2.碳和硅的有关化学键的键能如表所示。
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/ （kJ·mol－1） 356 413 336 226 318 452
分析数据，下列说法不正确的是（　　）
A.CO键的键能为672 kJ·mol－1
B.SiH4的稳定性小于CH4
C.一般原子半径越大，键长越长，键能越小
D.C与C之间比Si与Si之间更易形成π键
1.在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是（　　）
A.氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道
B.氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道
C.氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道
D.氯原子的3p轨道和氢原子的2s轨道
2.下列说法正确的是（　　）
A.σ键比π键重叠程度大，所以C2H4中σ键强于π键
B.两个原子间能形成共价键，多个原子间不能形成共价键
C.气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键
D.HClO分子中有s-p σ键和p-p π键
3.下列说法中，错误的是（　　）
A.键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越牢固
B.键长与共价键的稳定性没有关系
C.键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性
D.共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键有饱和性
4.人们常用HX表示卤化氢（X代表F、Cl、Br、I），下列说法中，正确的是（　　）
A.形成共价键的两个原子之间的核间距叫作键长
B.H—F键的键长是H—X键中最长的
C.H—F键是p-p σ键
D.H—F键的键能是H—X键中最小的
5.在下列物质中：
①HCl　②N2　③NH3　④Na2O2
⑤H2O2　⑥NH4Cl　⑦NaOH　⑧Ar
⑨CO2　⑩C2H4
（1）只存在非极性键的分子是　　　（填序号，下同）；既存在非极性键又存在极性键的分子是　　　　　；只存在极性键的分子是　　　　。
（2）只存在单键的分子是　　　　；存在三键的分子是　　　　；只存在双键的分子是　　　；既存在单键又存在双键的分子是　　　　。
（3）只存在σ键的分子是　　　　，既存在σ键又存在π键的分子是　　　　。
（4）不存在化学键的分子是　　　　。
第1节　共价键模型
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.共用电子　电性作用　非金属　一对共用电子
2.总数　原子数目　数量　电子出现概率最大　多　牢固　空间结构
自主练习
1.（1）×　（2）×　（3）√　（4）×
2.D　共价键不只存在于非金属原子之间，如AlCl3中存在共价键，是共价化合物，A错误；两个原子形成共价键时，原子之间可能存在多对共用电子，如O2、N2，B错误；两个原子形成共价键时，不是每个原子周围都有8个电子，如HF中H原子周围只有2个电子，C错误；通常情况下，吸引电子能力相同（或相近）的原子之间通过共用电子形成共价键，D正确。
3.D　原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，A项正确；形成共价键时，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，这种成键的方向性也就决定了所形成分子的空间结构，B、C项正确，D项不正确。
分点突破（二）
师生互动
2.（2）头碰头　肩并肩
探究活动
交流讨论
1.提示：头碰头。
2.提示：一般情况下，σ键牢固。
3.提示：s-s σ键没有方向性。
4.提示：乙烯中CC键中有一个键是π键，原子轨道重叠程度小，共价键不稳定，容易断裂，而乙烷中C与C以C—C σ键结合，原子轨道重叠程度大，共价键稳定，不容易断裂。
自主练习
1.C　由于原子轨道先按重叠程度大的“头碰头”方式进行重叠，故先形成σ键，后才能形成π键，A正确；σ键为单键，可以绕键轴旋转，π键在双键、三键中存在，不能绕键轴旋转，B正确；键能大小顺序：C≡C＞CC＞C—C，C错误；单键均为σ键，双键含1个σ键和1个π键，三键含1个σ键和2个 π键，D正确。
2.C　不同元素的原子吸引电子的能力不同，形成极性键；同种元素的原子形成的双原子分子中，两原子吸引电子的能力相同，形成非极性键；某些化合物如Na2O2、H2O2中均含有非极性键；氟原子吸引电子的能力强于氧原子，二者成键时共用电子偏向氟原子。
3.（1）①②④⑥⑨　③⑤⑦⑧⑩
（2）①④⑤⑩　②⑥⑦⑧⑨　（3）⑤⑦⑩　③⑧
解析：十种物质的结构式分别为、、N≡N、H—Cl、OCO、、、H—C≡C—H、H—O—O—H、。根据以下两点判断化学键类型：①单键只能是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键；②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。
分点突破（三）
师生互动
1.原子核　强　牢固　空间结构　两个化学键　气态A原子　气态B原子　强弱　牢固　稳定
探究活动
交流讨论
1.提示：因为C—H键的键能大于Si—H键的键能，所以CH4比SiH4稳定。
2.提示：C—C键和C—H键的键能比Si—Si键和Si—H键的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。
3.提示：C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定，而Si—H键的键能却小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。
自主练习
1.（1）×　（2）√　（3）×
2.D　CH4、C2H4、CO2的键角分别为109°28'、约120°、180°，依次增大，A正确；因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故与H原子形成共价键的键长依次增长，B正确；O、S、Se的原子半径依次增大，故与H原子形成共价键的键长依次增长，键能依次减小，C正确；分子的熔、沸点与共价键的键能无关，D错误。
3.D　C、N原子间形成的化学键，三键键能最大，单键键能最小，A正确；原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl，B正确；H2O分子中键角是104.5°，CO2分子中键角是180°，C正确；通常情况下，相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大，D错误。
【关键能力·细培养】
1.（1）提示：Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。
（2）提示：中存在碳氢键、碳碳双键、碳碳单键、碳氧双键、碳氧单键、氢氧键，一个该分子中有8个σ键，碳碳双键、碳氧双键中共有2个π键，有碳氢键、碳氧双键、碳氧单键、氢氧键共4种极性键，碳碳单键、碳碳双键为非极性键。
2.提示：由题表中键能关系可知，3倍的N—N键的键能小于N≡N键的键能，而3倍的P—P键的键能大于P≡P键的键能，所以氮以N2中的N≡N键形式存在更稳定，磷以P4中的P—P键形式存在更稳定。
迁移应用
1.D　分子中，键能越小，分子越不稳定，从题表中可以看出键能最小的是Br—Br键，选D。
2.A　CO键之间存在一个σ键和一个π键，前者键能大，CO键的键能并不是C—O键键能的两倍，A项不正确；根据题表中数据，Si—H键的键能小于C—H键的键能，所以CH4的稳定性强于SiH4，B项正确；根据题表中数据，一般原子半径越大，键长越长，键能越小，C项正确；Si原子半径大，相邻Si原子间距离远，p轨道与p轨道“肩并肩”更难重叠形成π键，D项正确。
【教学效果·勤检测】
1.C　氢原子和氯原子的核外电子排布式分别为1s1和1s22s22p63s23p5，由此可以看出，氢原子的1s轨道和氯原子的3p轨道上各有一个未成对电子，故两者在形成氯化氢分子时，形成共价键的原子轨道是氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道。
2.A　σ键的原子轨道采用“头碰头”方式重叠成键，π键的原子轨道采用“肩并肩”方式重叠成键，前者比后者重叠程度大，所以C2H4中σ键强于π键，A正确；苯分子中的六个碳原子间形成大π键，是共价键，B错误；稀有气体单质是单原子分子，分子中没有σ键也没有π键，C错误；HClO分子的结构式为H—O—Cl，H—O 键为s-p σ键，O—Cl键为p-p σ键，D错误。
3.B　键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，往往键能越大，共价键越稳定，B错误。
4.A　形成共价键的两个原子之间的核间距叫作键长，A正确；F、Cl、Br、I中F原子半径最小，H—F键的键长是H—X键中最短的，B错误；H—F键是H的1s轨道与F的2p轨道“头碰头”成键，是s-p σ键，C错误；通常，键长越短，键能越大，H—F键的键长是H—X键中最短的，其键能是H—X键中最大的，D错误。
5.（1）②　⑤⑩　①③⑨　（2）①③⑤　②　⑨　⑩
（3）①③⑤　②⑨⑩　（4）⑧
解析：（1）氮气是由两个氮原子形成的分子，只存在非极性键；H2O2中O—H键是极性键，O—O键是非极性键，C2H4中CC键是非极性键，C—H键是极性键，则既存在非极性键又存在极性键的分子是⑤⑩；HCl、NH3和CO2中只存在极性键。（2）HCl、NH3、H2O2的结构式分别为H—Cl、、H—O—O—H，所以只存在单键的分子是①③⑤；氮气的结构式为，则存在三键的分子是②；CO2中氧原子的最外层有6个电子，能形成两对共用电子，所以只存在双键的分子是⑨；乙烯的结构式为，分子中既存在单键又存在双键。（3）只存在σ键，即只存在单键，根据上述分析，只存在σ键的分子是①③⑤，含有双键、三键的分子中既存在σ键又存在π键，所以根据上述分析，既存在σ键又存在π键的分子是②⑨⑩。（4）稀有气体是单原子分子，分子中没有化学键，所以不存在化学键的分子是⑧。
4 / 7(共90张PPT)
第1节　共价键模型
课程 标准 1.了解共价键的形成、本质和特征。
2.了解共价键的主要类型（σ键和π键），会判断共价键的
极性。
3.能利用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一）　共价键的形成与特征
1. 共价键的形成与本质
概念 原子间通过 形成的化学键
本质 高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之
间的
形成 元素 通常是电负性相同或差值小的 元素原子
表示 方法 用一条短线表示由 所形成的共价键，
如H—H、H—Cl；“ ”表示原子间共用两对电子所
形成的共价键；“ ”表示原子间共用三对电子所形成
的共价键
共用电子　
电性作用　
非金属　
一对共用电子　
2. 共价键的特征
特征 概念 作用
饱和性 每个原子所能形成共价键的
或以共价键连接的
是一定的 共价键的饱和性决
定了各种原子形成
分子时相互结合
的 关系
方向性 共价键将尽可能沿着
的方向形成，即共价键具
有方向性。在形成共价键时，原子
轨道重叠得 ，电子在核间出
现的概率大，所形成的共价键
就 共价键的方向性决
定分子的

总
数　
原子数
目　
数量　
电子出现概
率最大　
多　
牢固　
空间结
构　
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）只有非金属原子之间才能形成共价键。 （　×　）
（2）所有物质中的原子间都存在化学键。 （　×　）
（3）H与O形成H2O而不是H3O的原因是共价键有饱和性。
（　√　）
（4）所有共价键都具有饱和性，也都具有方向性。 （　×　）
×
×
√
×
2. 下列关于共价键的说法正确的是（　　）
A. 共价键只存在于非金属原子之间
B. 两个原子形成共价键时，原子之间只能存在一对共用电子
C. 两个原子形成共价键时，每个原子周围都有8个电子
D. 共价键是通过共用电子形成的一种相互作用
解析： 　共价键不只存在于非金属原子之间，如AlCl3中存在共价
键，是共价化合物，A错误；两个原子形成共价键时，原子之间可
能存在多对共用电子，如O2、N2，B错误；两个原子形成共价键
时，不是每个原子周围都有8个电子，如HF中H原子周围只有2个电
子，C错误；通常情况下，吸引电子能力相同（或相近）的原子之
间通过共用电子形成共价键，D正确。
3. 下列关于共价键的饱和性和方向性的叙述不正确的是（　　）
A. 共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B. 共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的
C. 共价键的方向性决定了分子的空间结构
D. 共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
解析： 　原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的
未成对电子配对成键，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成
的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连
接的原子数，A项正确；形成共价键时，为了达到原子轨道的最大
重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联
系，这种成键的方向性也就决定了所形成分子的空间结构，B、C
项正确，D项不正确。
分点突破（二）　共价键的类型
1. 共价键的分类
分类标准 类型
共用电子对数 单键、双键、三键
共用电子是否偏移 极性键、非极性键
原子轨道重叠方式 σ键、π键
2. σ键和π键
（1）σ键和π键的分类标准
按原子轨道的重叠方式进行分类。
（2）σ键和π键的原子轨道重叠方式
共价
键 σ键 原子轨道以“ ”方式相互重叠导致电子在
核间出现的概率增大而形成的共价键
π键 原子轨道以“ ”方式相互重叠导致电子在
核间出现的概率增大而形成的共价键
头碰头　
肩并肩　
（3）σ键与π键的比较
键类型 σ键 π键
原子轨道 重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重
叠 沿键轴方向“肩并肩”重
叠
原子轨道 重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处
为零
键类型 σ键 π键
原子轨道 重叠程度 大 小
键的性质 σ键可沿键轴自由旋转，
不易断裂 π键不能旋转，易断裂
分类 s-s、s-p、p-p p-p
化学活泼性 不活泼 较活泼
稳定性 一般来说，σ键比π键稳定，但不是绝对的
（4）σ键和π键的判断
一般规律：共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键，另一个
是π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。
　共价键是原子间通过共用电子所形成的相互作用，其实质是原子轨
道在两个原子核间重叠，核间共用电子在核间架起一座带负电的桥
梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了，以下是由原子轨道相
互重叠形成共价键的过程。
【交流讨论】
1. 哪种成键方式原子轨道重叠程度大？
提示：头碰头。
2. σ键与π键相比，哪个更牢固？
提示：一般情况下，σ键牢固。
3. 所有σ键都有方向性吗？
提示：s-s σ键没有方向性。
4. 仔细比较以上原子轨道重叠形成的共价键，分析C2H4比C2H6的化
学性质活泼的原因是什么？
提示：乙烯中C C键中有一个键是π键，原子轨道重叠程度小，
共价键不稳定，容易断裂，而乙烷中C与C以C—C σ键结合，原子
轨道重叠程度大，共价键稳定，不容易断裂。
1. 下列关于σ键和π键的理解不正确的是（　　）
A. σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成
B. σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C. CH3—CH3、CH2 CH2、CH≡CH中碳碳键的键能都相同
D. 碳碳双键中有一个σ键、一个π键，碳碳三键中有一个σ键、两个π
键
解析： 由于原子轨道先按重叠程度大的“头碰头”方式进行重
叠，故先形成σ键，后才能形成π键，A正确；σ键为单键，可以绕
键轴旋转，π键在双键、三键中存在，不能绕键轴旋转，B正确；
键能大小顺序：C≡C＞C C＞C—C，C错误；单键均为σ键，双
键含1个σ键和1个π键，三键含1个σ键和2个 π键，D正确。
2. 下列关于共价键的叙述，不正确的是（　　）
A. 由不同元素的原子形成的共价键一定是极性键
B. 由同种元素的原子形成的双原子分子中的共价键一定是非极性键
C. 化合物中不可能含有非极性键
D. 当氧原子与氟原子形成共价键时，共用电子偏向氟原子
解析： 　不同元素的原子吸引电子的能力不同，形成极性
键；同种元素的原子形成的双原子分子中，两原子吸引电子的
能力相同，形成非极性键；某些化合物如Na2O2、H2O2中均含
有非极性键；氟原子吸引电子的能力强于氧原子，二者成键时
共用电子偏向氟原子。
3. 有下列十种物质：
①CH4 ②C2H5OH
③N2 ④HCl
⑤CO2 ⑥CH3CH3
⑦C2H4 ⑧C2H2
⑨H2O2 ⑩HCHO
请按要求回答下列问题（填序号）：
（1）只有σ键的是 ，既有σ键又有π键的是
。
（2）只含有极性键的化合物有 ，既含有极性键又含
有非极性键的化合物有 。
①②④⑥⑨　
③⑤
⑦⑧⑩　
①④⑤⑩　
②⑥⑦⑧⑨　
（3）含有双键的有 ，含有三键的有 。
解析：十种物质的结构式分别
为 、 、N≡N、H—Cl、O
C O、 、
⑤⑦⑩　
③⑧　
、
H—C≡C—H、H—O—O—H、 。根据以下两点判断化学
键类型：①单键只能是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个
σ键和2个π键；②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键，不同
种元素原子之间形成的共价键是极性键。
分点突破（三）　键参数
1. 三个键参数
键参数 概念 作用
键长 两个成键原子的
间的距离 两原子间的键长愈短，化学
键就愈 ，键就愈
。键长是影响分子
的因素之一
键角 在多原子分子中，
的夹角 键角是影响分子空间结构的
重要因素
原子核　
强　
牢
固　
空
间结构　
两个化
学键　
键参数 概念 作用
键能 在1×105 Pa、298 K 条件
下，断开1 mol AB（g）分子
中的化学键，使其分别生
成 和
所吸收的能量，用
EA—B表示 键能的大小可以定量地表示
化学键的 。键能愈
大，化学键就愈 ，
含有该键的分子就愈

气态A原子　
气态B
原子　
强弱　
牢固　
稳
定　
2. 键参数与分子性质的关系
3. 键能的应用
（1）表示共价键的强弱
键能的大小可以定量地表示化学键的强弱。键能愈大，断开
时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固。
（2）判断分子的稳定性
结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。
（3）判断物质在化学反应过程中的能量变化
在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成
放出能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝ E反应物－
E反应产物。
　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） 347 413 358 226 323 368
【交流讨论】
1. 通常条件下，CH4和SiH4哪种物质更稳定？
提示：因为C—H键的键能大于Si—H键的键能，所以CH4比
SiH4稳定。
2. 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，原因是什么？
提示：C—C键和C—H键的键能比Si—Si键和Si—H键的键能都大，
因此烷烃比较稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易
断裂，导致长链硅烷难以生成。
3. SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是什么？
提示：C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定，而
Si—H键的键能却小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成
稳定性更强的Si—O键。
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）键长越短，键能一定越大。 （　×　）
（2）双原子分子中化学键键能愈大，分子愈牢固。 （　√　）
（3）碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2
倍。　 （　×　）
×
√
×
2. 下列有关共价键的键参数的说法不正确的是（　　）
A. CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大
B. HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C. H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D. 分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高
解析： 　CH4、C2H4、CO2的键角分别为109°28'、约120°、
180°，依次增大，A正确；因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，
故与H原子形成共价键的键长依次增长，B正确；O、S、Se的原子
半径依次增大，故与H原子形成共价键的键长依次增长，键能依次
减小，C正确；分子的熔、沸点与共价键的键能无关，D错误。
3. 下列有关化学键知识的比较中错误的是（　　）
A. 键能：C—N＜C N＜C≡N
B. 键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl
C. 分子中的键角：H2O＜CO2
D. 相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＜π键
解析： 　C、N原子间形成的化学键，三键键能最大，单键键能
最小，A正确；原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I—I＞Br—Br＞
Cl—Cl，B正确；H2O分子中键角是104.5°，CO2分子中键角是
180°，C正确；通常情况下，相同元素原子之间形成的σ键的键能
比π键的大，D错误。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
利用键能解答分子的性质（理解与辨析）
1. （1）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge
原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因
是 　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，原子轨道以“肩并
肩”方式相互重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。
（2）某有机物分子的结构简式为 ，该分子中
有 　　个σ键，有 　　个π键，有 　　种极性键， 　　 （填
“有”或“没有”）非极性键。
提示： 中存在碳氢键、碳碳双键、碳碳
单键、碳氧双键、碳氧单键、氢氧键，一个该分子中有8个σ
键，碳碳双键、碳氧双键中共有2个π键，有碳氢键、碳氧双
键、碳氧单键、氢氧键共4种极性键，碳碳单键、碳碳双键为
非极性键。
2. KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的
超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空
白。已知有关氮、磷的单键和三键的键能（kJ·mol－1）如下表：
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看，氮以N2，而白磷以P4（结构式可表示为 ）形
式存在的原因
是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：由题表中键能关系可知，3倍的N—N键的键能小于N≡N键的
键能，而3倍的P—P键的键能大于P≡P键的键能，所以氮以N2中的
N≡N键形式存在更稳定，磷以P4中的P—P键形式存在更稳定。
【规律方法】
1. π键的形成难易的理解
π键不能单独形成，两原子间先形成σ键，才可能形成π键。形成π
键时，两原子半径越大，则“肩并肩”重叠的程度越小，越难形成
π键。
2. 较复杂分子中σ键、π键数目的判断
首先要认识较复杂的结构，不要漏掉某些有机物分子的化学键。
3. 利用化学键的键能解释有关事实。
【迁移应用】
1. 根据下表中所列键能数据，判断下列分子中，最不稳定的分子是
（　　）
化学键 H—H H—Cl H—Br Cl—Cl Br—Br
键能/ （kJ·mol－1） 436 431 363 243 193
A. HCl B. HBr
C. H2 D. Br2
解析： 　分子中，键能越小，分子越不稳定，从题表中可以看出
键能最小的是Br—Br键，选D。
2. 碳和硅的有关化学键的键能如表所示。
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/ （kJ·mol－1） 356 413 336 226 318 452
分析数据，下列说法不正确的是（　　）
A. C O键的键能为672 kJ·mol－1
B. SiH4的稳定性小于CH4
C. 一般原子半径越大，键长越长，键能越小
D. C与C之间比Si与Si之间更易形成π键
解析： C O键之间存在一个σ键和一个π键，前者键能大，
C O键的键能并不是C—O键键能的两倍，A项不正确；根据题
表中数据，Si—H键的键能小于C—H键的键能，所以CH4的稳定性
强于SiH4，B项正确；根据题表中数据，一般原子半径越大，键长
越长，键能越小，C项正确；Si原子半径大，相邻Si原子间距离
远，p轨道与p轨道“肩并肩”更难重叠形成π键，D项正确。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是（　　）
A. 氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道
B. 氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道
C. 氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道
D. 氯原子的3p轨道和氢原子的2s轨道
解析： 　氢原子和氯原子的核外电子排布式分别为1s1和
1s22s22p63s23p5，由此可以看出，氢原子的1s轨道和氯原子的3p轨
道上各有一个未成对电子，故两者在形成氯化氢分子时，形成共价
键的原子轨道是氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道。
2. 下列说法正确的是（　　）
A. σ键比π键重叠程度大，所以C2H4中σ键强于π键
B. 两个原子间能形成共价键，多个原子间不能形成共价键
C. 气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键
D. HClO分子中有s-p σ键和p-p π键
解析： 　σ键的原子轨道采用“头碰头”方式重叠成键，π键的原
子轨道采用“肩并肩”方式重叠成键，前者比后者重叠程度大，所
以C2H4中σ键强于π键，A正确；苯分子中的六个碳原子间形成大π
键，是共价键，B错误；稀有气体单质是单原子分子，分子中没有
σ键也没有π键，C错误；HClO分子的结构式为H—O—Cl，H—O
键为s-p σ键，O—Cl键为p-p σ键，D错误。
3. 下列说法中，错误的是（　　）
A. 键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越
牢固
B. 键长与共价键的稳定性没有关系
C. 键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性
D. 共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键
有饱和性
解析： 　键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越
短，往往键能越大，共价键越稳定，B错误。
4. 人们常用HX表示卤化氢（X代表F、Cl、Br、I），下列说法中，正
确的是（　　）
A. 形成共价键的两个原子之间的核间距叫作键长
B. H—F键的键长是H—X键中最长的
C. H—F键是p-p σ键
D. H—F键的键能是H—X键中最小的
解析： 　形成共价键的两个原子之间的核间距叫作键长，A正
确；F、Cl、Br、I中F原子半径最小，H—F键的键长是H—X键中
最短的，B错误；H—F键是H的1s轨道与F的2p轨道“头碰头”成
键，是s-p σ键，C错误；通常，键长越短，键能越大，H—F键的键
长是H—X键中最短的，其键能是H—X键中最大的，D错误。
5. 在下列物质中：
①HCl ②N2 ③NH3 ④Na2O2 ⑤H2O2
⑥NH4Cl ⑦NaOH ⑧Ar ⑨CO2 ⑩C2H4
（1）只存在非极性键的分子是 （填序号，下同）；既存在
非极性键又存在极性键的分子是 ；只存在极性键的
分子是 。
解析： 氮气是由两个氮原子形成的分子，只存在非极性
键；H2O2中O—H键是极性键，O—O键是非极性键，C2H4中
C C键是非极性键，C—H键是极性键，则既存在非极性
键又存在极性键的分子是⑤⑩；HCl、NH3和CO2中只存在极
性键。
②　
⑤⑩　
①③⑨　
（2）只存在单键的分子是 ；存在三键的分子
是 ；只存在双键的分子是 ；既存在单键又存在
双键的分子是 。
①③⑤　
②　
⑨　
⑩　
解析： HCl、NH3、H2O2的结构式分别为H—
Cl、 、H—O—O—H，所以只存在单键的分子是
①③⑤；氮气的结构式为 ，则存在三键的分子是②；
CO2中氧原子的最外层有6个电子，能形成两对共用电子，所
以只存在双键的分子是⑨；乙烯的结构式为 ，
分子中既存在单键又存在双键。
（3）只存在σ键的分子是 ，既存在σ键又存在π键的分
子是 。
解析： 只存在σ键，即只存在单键，根据上述分析，只
存在σ键的分子是①③⑤，含有双键、三键的分子中既存在σ
键又存在π键，所以根据上述分析，既存在σ键又存在π键的分
子是②⑨⑩。
（4）不存在化学键的分子是 。
解析： 稀有气体是单原子分子，分子中没有化学键，所
以不存在化学键的分子是⑧。
①③⑤　
②⑨⑩　
⑧　
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 下列说法正确的是（　　）
A. 含有共价键的化合物一定是共价化合物
B. 乙醇分子中只含有σ键
C. 正四面体结构的分子中的键角一定是109°28'
D. 所有的σ键的强度都比π键的大
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解析： 　共价键是由原子之间通过共用电子形成的化学键，既可
存在于共价化合物中，如HCl等，也可存在于离子化合物中，如
NaOH等，A错误； 乙醇分子中含有C—H键、C—O键、O—H键、
C—C键，单键为σ键，即乙醇分子中只含有σ键，B正确；正四面
体结构的分子中的键角不一定是 109°28'，如白磷（P4）为正四面
体结构，键角为60°，C错误；σ键的强度不一定比π键的大，如N2
分子中的π键比σ键强，D错误。
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2. 下列事实不能用键能的大小来解释的是（　　）
A. N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定
B. 稀有气体一般难发生反应
C. HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D. F2比O2更容易与H2反应
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解析： 　由于N2分子中存在N≡N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H—F键的键能大于H—O键，所以更容易生成HF。
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3. 下列关于极性键的叙述不正确的是（　　）
A. 由不同种非金属元素原子形成的共价键
B. 共价化合物中必定存在极性键
C. 由同种元素的两个原子形成的共价键
D. 共用电子必然偏向电负性大的原子一方
解析： 　极性键是由电负性不同的两种非金属元素的原子形成
的，同种元素的原子形成的是非极性键；电负性越大，吸引共用电
子的能力越强，共价键的极性越强。
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4. 下列关于σ键和π键的说法中错误的是（　　）
A. 乙烯分子中σ键比π键稳定，不易断裂
B. 共价双键中有1个σ键和1个π键
C. σ键是原子轨道“头碰头”重叠，π键则为“肩并肩”重叠
D. 双原子单质分子中只存在σ键，无π键
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解析： 　σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的化学键，电子云
重叠多，键能大，π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的化学键，
电子云重叠少，键能小，乙烯分子中σ键比π键稳定，不易断裂，
A、C正确；共价双键中有1个σ键和1个π键，B正确；氧分子中存
在氧氧双键，有1个σ键和1个π键，氮气分子存在氮氮三键，有1个
σ键和2个π键，D错误。
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5. NH3分子的空间结构是三角锥形而不是平面正三角形，最充分的理
由是（　　）
A. NH3分子内3个N—H键的键长均相等
B. NH3分子内3个N—H键的键角和键长均相等
C. NH3分子内3个N—H键的键长相等，键角都等于107.3°
D. NH3分子内3个N—H键的键长相等，键角都等于120°
解析： NH3分子内的键角和键长都相等，可能有两种情况：一
是平面正三角形，二是三角锥形。如果键角为120°，则必然为平
面正三角形，选C。
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6. 下列常见分子中σ 键、π键判断正确的是（　　）
A. CN－与N2结构相似，CH2 CHCN分子中σ键与π键数目之比为
1∶1
B. CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C. 1 mol 中含有的π键数目为2NA
D. 已知反应N2O4（l）＋2N2H4（l） 3N2（g）＋4H2O（l），若
该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键数目为6NA
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解析： 　CH2 CHCN分子的结构简式为CH2 CHC≡N，其
中含有6个σ键和3个π键，所以σ键与π键数目之比为2∶1，A错误；
CO与N2结构相似，则CO分子的结构式为C≡O，其中σ键与π键数目
之比为1∶2，B错误； 的结构式为[O≡O]2＋，所以1 mol 中
含有的π键数目为2NA，C正确；若该反应中有4 mol N—H键断裂，
则生成1.5 mol氮气，形成π键的数目是3NA，D错误。
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7. 有机化学试剂氨基炔（如图所示）常用于制备磺胺类药物及抗癌药
等。下列有关说法正确的是（　　）
A. 既有酸性也有碱性
B. 既能溶于水，又能溶于乙醇
C. 分子内σ键与π键数目之比为1∶1
D. 分子内中所有原子共面
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解析： 　该结构中含有氨基，显碱性，A错误；该物质含氨基、
氰基，故该物质既能溶于水也能溶于乙醇，B正确；分子中含4个σ
键、2个π键，故分子内σ键与π键数目之比为2∶1，C错误；分子内
氨基中至少有一个氢原子不与C、N共面，D错误。
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8. 断开1 mol共价键所吸收的能量或形成1 mol共价键所释放的能量称
为键能。已知：H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为 391
kJ·mol－1，N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol
－1。下列说法中正确的是（　　）
A. H—H键比N≡N键更牢固
B. N≡N键键能约为946 kJ·mol－1
C. 合成氨反应选择适当的催化剂是为了提高H2的转化率
D. 0.5 mol N2和1.5 mol H2在题给条件下充分反应，放出的热量为
46.2 kJ
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解析： 　ΔH＝反应物的键能总和－反应产物的键能总和，即ΔH
＝－92.4 kJ·mol－1＝E（N≡N）＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol
－1，解得E（N≡N）＝946 kJ·mol－1，大于H—H键的键能，所以
N≡N键更牢固，A错误，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，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和1.5 mol H2在
题给条件下充分反应，放出热的量小于46.2 kJ，D错误。
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9. 下表所列数据是在相同条件下，不同物质中氧氧键的键长和键能的
实测数据，下列有关说法正确的是（　　）
微粒 O2
键长/pm 149 128 121 112
键能/（kJ·mol－1） a b 496 628
A. a＜b
B. O—O键的键能为496 kJ·mol－1
C. 中存在π键
D. 键长愈长，键能愈大
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解析： 　O2和 的键长分别是121 pm、112 pm，键能分别为
496 kJ·mol－1、628 kJ·mol－1，说明键长愈短，键能愈大，因此a＜
b，A正确，D错误；氧气中不含O—O键，O—O键的键能不是 496
kJ·mol－1，B错误； 中氧原子之间形成的是非极性共价单键，
并且有1对共用电子，电子式为[︰ ︰ ︰]2－，不存在π键，C
错误。
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10. 下列说法正确的是（　　）
A. 已知N—N键的键能为193 kJ·mol－1，故N≡N 键的键能为193 kJ·mol－1×3
B. H—H键的键能为436 kJ·mol－1，F—F键的键能为157 kJ·mol－1，故F2比H2稳定
C. 某元素原子最外层有1个电子，它跟卤素相结合时，所形成的化学键为离子键
D. N—H键的键能为390.8 kJ·mol－1，其含义为形成1 mol N—H键所释放的能量为390.8 kJ
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解析： 　由于N≡N键中含有一个σ键、两个 π键，σ键与π键的键
能不同，A项错误；分子中共价键的键能愈大，分子愈稳定，B项
错误；该元素可能为氢元素或碱金属元素，故可形成共价键或离
子键，C项错误。
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11. 已知各共价键的键能如表所示，下列说法正确的是（　　）
共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I
键能E/ （kJ·mol－1） 436 157 568 432 298
A. 键的极性大小顺序：H—I＞H—Cl＞H—F
B. 表中最稳定的共价键是F—F键
C. 432 kJ·mol－1＞E（H—Br）＞298 kJ·mol－1
D. 上述键能可以说明热稳定性的顺序：HF＜HCl＜HI
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解析： 　电负性的差值越大，键的极性越强，F、Cl、I与H的电
负性差值逐渐减小，因此键的极性大小顺序：H—I＜H—Cl＜H—
F，A错误；键能愈大，共价键愈稳定，因此题表中最稳定的共价
键是H—F键，B错误；根据表格中数据得到E（H—Br）介于H—
I和H—Cl的键能之间，即432 kJ·mol－1＞E（H—Br）＞298
kJ·mol－1，C正确；键能愈大，分子愈稳定，因此热稳定性的顺
序：HF＞HCl＞HI，D错误。
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12. 已知键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能
量，N—N、N N、N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而
C—C、C C、C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列有
关叙述不正确的是（　　）
A. 乙烯分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同
B. 乙炔分子中π键重叠程度比σ键小，易发生加成反应
C. 氮气分子中的N≡N非常牢固，不易发生加成反应
D. 氮气和乙炔都易在空气中点燃
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解析： 　由题意知，N≡N键能大于N—N键能的三倍，N N
键能大于N—N键能的两倍；而C≡C 键能小于C—C键能的三倍，
C C键能小于C—C键能的两倍，说明乙炔分子和乙烯分子中
的π键不牢固，易发生加成反应，也易发生氧化反应；而氮气分子
中的N≡N非常牢固，化学性质稳定，不易发生加成反应及氧化反
应；σ键的电子云形状呈轴对称，π键的电子云形状呈镜面对称。
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13. （1）LiAlH4中，存在 （填字母）。
A. 离子键 B. σ键
C. π键
AB　
解析： 阴、阳离子间存在离子键，Al与H之间还有共
价单键，不存在π键，选A、B。
（2）N2分子中σ键与π键的数目比为 。
1∶2　
解析：N2的结构式为 ，每个三键中含1个σ键和2个π键，N2分子中σ键与π键的数目比为 1∶2。
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（3）1 mol丙酮（ ）分子中含有σ键的数目
为 。
（4）1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为
。
9NA或9×6.02×1023　
解析：单键全为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，故 1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为9NA。
解析：CH3CHO中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，
即1 mol CH3CHO中含6 mol σ键。
6NA或
6×6.02×1023
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（5）H与O、N、S形成的二元共价化合物分子中既含有极性共价
键，又含有非极性共价键的化合物是 （填
化学式，写出两种）。
（6）下列物质中，①只含有极性键的分子是 （填字母，
下同）。②既含离子键又含共价键的化合物是 。③只
存在σ键的分子是 。④同时存在σ键和π键的分子
是 。
A. N2　　B. CO2　 C. CH2Cl2　D. C2H4
E. C2H6　F. CaCl2　G. NH4Cl
H2O2、N2H4　
BC　
G　
CE　
ABD　
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14. 已知前四周期A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其
中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外
电子有6种不同的运动状态；D原子L电子层上有2对成对电子；E
基态原子有6个未成对电子。
请填写下列空白：
（1）E元素在元素周期表的位置是 ，E元素基
态原子的价电子排布式为 。
（2）C基态原子的价电子的轨道表示式为 　 　。
第4周期ⅥB族　
3d54s1　
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（3）B2A4是重要的基本石油化工原料。1 mol B2A4分子中
含 mol σ键。
（4）BD2的电子式为 ，此分子键角
为 。
（5）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为
（填元素符号），其原因为

。
5　
︰︰C︰︰ 　
180°　
C、
O、N　
同周期元素的第一电
离能从左到右呈增大的趋势，由于N原子2p轨道处于半充满
状态，较稳定，其第一电离能比相邻元素的大
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解析：前四周期A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次
增大，A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，
则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，则B
原子核外有6个电子，则B为碳元素；D原子L电子层上有2对
成对电子，则D原子电子排布式为1s22s22p4，所以D为氧元
素；C的原子序数介于碳、氧元素之间，则C为氮元素；E基
态原子有6个未成对电子，只能是其中5个在d轨道、1个在s
轨道，故E为铬元素，综上所述A、B、C、D、E依次为氢、
碳、氮、氧、铬。
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15. Q、R、X、M、Y、Z是元素周期表前四周期的六种元素，原子序
数依次递增。已知：
①Z位于ds区，最外电子层没有单电子，其余的均为短周期主
族元素；
②Y原子价电子排布为msnmpn（m≠n）；
③M的基态原子2p能级有1个单电子；
④Q、X原子p轨道的未成对电子数都是2。
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用化学术语回答下列问题：
（1）Z在周期表中的位置 。
解析：①由Z位于ds区，最外电子层没有单电子可知，Z为
Zn元素；②由除Z外其余的均为短周期主族元素和Y原子价
电子排布为msnmpn（m≠n）可知，Y为Si元素；③由M的
基态原子2p能级有1个单电子可知，M为B或F元素；④由
Q、R、X、M、Y、Z原子序数依次递增和Q、X原子p轨道
的未成对电子数都是2可知，Q为C元素、X为O元素、R为N
元素，则M只能为F元素。（1）Z为Zn元素，原子序数为
30，位于周期表第4周期ⅡB族。
第4周期ⅡB族　
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（2）Q、R、X、M四种元素第一电离能由大到小的顺序为
（填元素符号）。
解析：同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，但ⅤA族元素的原子p轨道处于半充满状态，第一电离能比相邻元素的大，则C、N、O、F四种元素第一电离能由大到小的顺序为F、N、O、C。
F、
N、O、C　
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（3）分析表中两种物质的键能数据（单位：kJ·mol－1）。
A—B
QX 357.7 798.9 1 071.9
R2 154.8 418.4 941.7
结合数据说明QX比R2活泼的原因：

。
CO中第一个断裂的π
键的键能是 273.0 kJ·mol－1，N2中第一个断裂的π键的键能
是523.3 kJ·mol－1，所以CO比N2更活泼
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解析： 根据表中数据可知，断裂CO中的第一个π键消耗的能量是1
071.9 kJ·mol－1－798.9 kJ·mol－1＝273.0 kJ·mol－1，断裂N2中的第一
个π键消耗的能量是941.7 kJ·mol－1－418.4 kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol－1，
由此得出：CO断裂一个π键比N2更容易，则CO更活泼。
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感谢欣赏
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