第15讲 化学键(课件+学案,共2份打包)高中化学 高考专区 一轮复习

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第15讲 化学键(课件+学案,共2份打包)高中化学 高考专区 一轮复习

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第15讲 化学键
复习要求 1.了解化学键的形成和表示方法,掌握微粒间作用的主要类型、特征和实质;2.会用键能、键长、键角等说明分子的结构和性质。
考点一 化学键与化合物类型 电子式
【知识梳理】
1.化学键与化合物类型
(1)化学键的定义及分类
(2)离子键与共价键的比较
离子键 共价键
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键实质 阴、阳离子间的静电作用 共用电子对与成键原子间的静电作用
形成条件 活泼金属与活泼非金属经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键 同种元素原子之间形成非极性共价键 不同种元素原子之间形成极性共价键
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 共价化合物或某些离子化合物
(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 含有离子键的化合物 只含有共价键的化合物
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
小题对点过
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    。
(8)属于共价化合物的是    。
答案 (1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤
(6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧ (8)②④
2.化学键的符号表征——电子式
(1)定义:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价层电子)的式子。
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物,如NaCl:。
②共价化合物,如HCl:H×+·︰—→︰。
小题对点过
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:N         ,
OH-         。
④离子化合物:
CaCl2         ,
Na2O         。
⑤含共价键的分子:N2         ,
H2O         ,CO2         ,
HClO         ,CCl4         ,
H2O2         ,NH3         。
答案 ①Na· ·︰ ②Na+ [︰︰]-
③[H︰︰H]+ [︰︰H]-
④[︰︰]-Ca2+[︰︰]-
Na+[︰︰]2-Na+ ⑤︰N N︰
H︰︰H ︰︰C︰︰ H︰︰︰
︰︰ H︰︰︰H H︰︰H
【知能通关】
1.下列叙述正确的是(  )
A.氢键、离子键和共价键都属于化学键
B.Cl—Cl的键长比I—I长
C.Na2O与NaCl的晶体类型不同
D.O与Na形成的化合物是离子化合物
答案 D
解析 A错误,氢键不属于化学键;B错误,原子半径Cl2.下列有关化学键的判断正确的是(  )
A.(2023·湖北卷)用电子式表示K2S的形成:
B.(2023·江苏卷)H2O2分子中的化学键均为极性共价键
C.(2023·全国甲卷)Mg与O可形成共价化合物
D.(2023·江苏卷)CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用
答案 A
解析 A正确,离子键的形成存在电子转移;B错误,分子中的过氧键(O—O)为非极性共价键(同种元素的原子成键);C错误,形成的MgO为离子化合物;D错误,电子式为[H︰]-Ca2+[︰H]-,为Ca2+与H-形成离子键,而非Ca与H2之间的强烈相互作用。
3.下列有关叙述正确的是(  )
A.KI的电子式为K︰︰
B.Cl结构示意图:
C.KCl形成过程:K·+·︰—→K︰︰
D.;在两种化合物中,C、N、O、F、P均满足最外层8电子稳定结构
答案 B
解析 A错误,KI是离子化合物,电子式为K+[︰︰]-;B正确,氯的核电荷数为17;C错误,一是未标出电子转移方向;二是KCl的电子式错误,应为K+[︰︰]-;D错误,化合物P原子形成五个共价键,此时最外层有10个电子,不满足最外层8电子结构。
考点二 共价键的形成 键参数
【知识梳理】
1.共价键的本质及特征
2.共价键的分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式  σ键 电子云“头碰头”重叠
π键 电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移   极性键 共用电子对发生偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对 的数目  单键 原子间有一对共用电子对
双键 原子间有两对共用电子对
三键 原子间有三对共用电子对
小题对点过
(1)下列说法错误的是    。
①在任何情况下,都是σ键比π键强度大
②σ键能单独形成,而π键不能单独形成
③σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转
④H2分子中的σ键是s-s键,HClO分子中的σ键都是p-p σ键
(2)分析下列物质中含有哪些不同类型的共价键,在对应的空格处打“√”(σ键、π键需填写1 mol该物质所含σ键、π键的物质的量)。
物质 极性键 非极性键 σ键 π键 单键 双键 三键
N2
C2H4
SiO2
BF3
HCN
答案 (1)①④
(2)
物质 极性键 非极性键 σ键 π键 单键 双键 三键
N2 √ 1 mol 2 mol √
C2H4 √ √ 5 mol 1 mol √ √
SiO2 √ 4 mol 0 √
BF3 √ 3 mol 0 √
HCN √ 2 mol 2 mol √ √
3.键参数
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
(3)分子稳定性:键能越大,键长越短,分子越稳定。
小题对点过
键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的有    。
①H—F的键长是H—X中最短的
②从键能角度可以解释F2比O2更容易与H2反应
③碳碳双键和碳碳三键的键能分别是单键键能的2倍和3倍
④键角的大小与键长、键能的大小无关
⑤(2024·北京卷)依据F、Cl、Br、I的氢化物分子中氢卤键的键能,可推断它们的热稳定性强弱
⑥(2024·江西卷)分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH
⑦(2024·福建卷)键长:C—C>C—O>C—F
答案 ①②④⑤⑦
【知能通关】
1.在N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,则该分子中两个氮原子之间的键型构成是(  )
A.仅有一个σ键 B.仅有一个π键
C.一个σ键,一个π键 D.一个σ键,两个π键
答案 C
解析 N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,所以结构式为F—N==N—F,σ键只能形成单键,而双键或三键中既有σ键又有π键,所以两个氮原子之间有一个σ键,一个π键。
2.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是(  )
A.键角是描述分子空间构型的重要参数
B.因为H—O键的键能小于H—F键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C.水分子可表示为H—O—H,分子中的键角为180°
D.H—O键的键能为463 kJ·mol-1,即18 g H2O(g)分解成H2和O2时,消耗能量为2×463 kJ
答案 A
解析 H—O、H—F的键能依次增大,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,O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,B项错误;水分子呈V形,键角为105°,C项错误;H—O的键能为463 kJ·mol-1,指的是断开1 mol H—O形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463 kJ,18 g H2O即1 mol H2O(g)中含2 mol H—O,断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子,D项错误。
3.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) 347.7 413.4 351 226 318 452
(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。而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
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:                                       2.盲点误区:                                     
体验真题 感知高考
1.判断下列物质的电子式正误,正确的填“√”,错误的填“×”。
(1)(2025·安徽卷)HOF的电子式为H︰︰︰。(  )
(2)(2025·河南卷)用电子式表示CsCl的形成过程:。(  )
(3)(2025·云南卷)Na2S的电子式:N[︰︰]2-。(  )
(4)(2022·重庆卷)BCl3的电子式为。(  )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
2.键参数及对物质性质的影响,判断正误,正确的填“√”,错误的填“×”。
(1)(2025·安徽卷)H2O和NH3分子中的键长:O—H>N—H。(  )
(2)(2025·重庆卷)氮氧化物结构如下,,可知氮氮键的键能:N2O>N2O3。(  )
(3)(2024·甘肃卷)相同条件下N2比O2稳定。(  )
(4)(2024·河北卷)逐个断开CH4中C—H键,每步所需能量不相同,是由于各步中的C—H键所处化学环境不同。(  )
(5)(2024·湖南卷)环己烷与苯分子中C—H键的键能相等。(  )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
3.下列有关物质结构的判断不正确的是(  )
A.(2021·江苏卷)NaClO既含离子键又含共价键
B.(2021·天津卷)Na2SO4是含有共价键的离子化合物
C.(2021·河北卷)硼和氢元素形成离子化合物
D.(2021·广东卷)中存在离子键与共价键
答案 C
解析 A正确,Na+与ClO-之间形成离子键,复杂离子ClO-内部原子间形成共价键;B正确,Na2SO4中,Na+与S之间存在离子键,复杂离子S中存在共价键;C错误,B和H形成BH3或B2H4等硼氢化合物(硼烷),B与H以共价键结合,属于共价化合物;D正确,在题中非金属原子间形成共价键,而—S与Na+之间形成离子键。
4.有关共价键类型和轨道重叠图的判断,下列有关共价键形成的判断不正确的是    。
A.(2024·浙江6月选考)Cl2中共价键的电子云图:
B.(2024·山东卷)p-p π键形成的轨道重叠示意图:
C.(2024·湖南卷)Cl2分子中σ键的形成:
D.(2024·湖北卷)用电子云轮廓图示意p-pπ键的形成:
E.(2024·江苏卷)丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键
F.(2024·黑吉辽卷)F2的共价键类型:p-p σ键
答案 BE
1.高考热点:                                  
                                       
                                       
2.新考法新角度:                                
                                       
                                       
分层训练 提升考能
基础落实
1.(2025·内蒙古呼和浩特一模)下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是(  )
选项 A B C D
物质 MgCl2 CO2 H2O2 NaOH
化学键类型 离子键、共价键 共价键 离子键 离子键
化合物类型 离子化合物 共价化合物 离子化合物 离子化合物
答案 B
解析 氯化镁中镁离子和氯离子之间只存在离子键,不存在共价键,属于离子化合物,A错误;二氧化碳分子中C、O原子之间只存在共价键,属于共价化合物,B正确;H2O2分子中H、O原子之间和O、O原子之间均只存在共价键,属于共价化合物,C错误;NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键,O、H原子之间存在共价键,属于离子化合物,D错误。
2.(2024·湖北荆州一模)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.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属K与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质为离子化合物,具有良好的超导性能。下列有关分析正确的是(  )
A.K3C60中只含有离子键
B.K3C60中既含有离子键又含有共价键
C.该晶体在熔融状态下不能导电
D.C60与12C互为同素异形体
答案 B
解析 K3C60为离子化合物,则K3C60中一定含有离子键(K+与之间),中C与C之间还存在共价键,A项错误、B项正确;K3C60为离子化合物,因此其在熔融状态下能电离出自由移动的离子,能导电,C项错误;C60为单质,12C为原子,二者不互为同素异形体,D项错误。
4.(2026·重庆八中模拟)下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是(  )
A.HCl B.BF3
C.PCl5 D.CO2
答案 D
解析 HCl中H最外层2个电子,A错误;BF3中B最外层6个电子,B错误;PCl5中P最外层10个电子,C错误;CO2中C、O原子最外层均为8个电子,D正确。
5.下列有关物质的判断与电子式表示形成过程不正确的是(  )
A.(2024·广西卷)·OH的电子式为·︰H
B.(2024·浙江1月选考)用电子式表示KCl的形成过程:
C.(2024·湖北卷)用电子式表示Cl2的形成:︰·+·︰—→︰︰︰
D.(2024·河北卷)HCl的形成过程可表示为H·+·︰—→H+[︰︰]-
答案 D
解析 D错误,HCl是共价化合物,电子式为H︰︰。
6.下列化学用语不正确的是(  )
A.基态Mn2+的价电子轨道表示式:
B.中子数为143的U原子U
C.基态Ca原子核外电子占据的最高能级原子轨道示意图:
D.HCl分子中σ键的形成:
答案 A
解析 A.Mn原子核外有25个电子,基态Mn原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s2,则基态Mn2+的价电子排布式为3d5,基态Mn2+的价电子轨道表示式为,A项错误;B.中子数为143的U原子的质量数为92+143=235,核素符号为U,B项正确;C.Ca原子核外有20个电子,基态Ca原子的简化电子排布式为[Ar]4s2,占据的最高能级为4s能级,其原子轨道示意图为,C项正确;D.HCl分子中σ键是由H原子提供的未成对的1s原子轨道和Cl原子提供的未成对的3p原子轨道重叠形成的,表示为,D项正确。
7.(2025·黑龙江北安一模)下列关于σ键和π键的说法中,不正确的是(  )
A.σ键和π键能同时存在于同一个分子中
B.σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的,π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的
C.1个乙烯分子中含有5个σ键和1个π键
D.H2分子中只存在σ键,N2分子中只存在π键
答案 D
解析 单键为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,乙烯分子的结构式为,1个乙烯分子中含有5个σ键和1个π键,C正确;H2分子的结构式为H—H,单键为σ键,H2分子中只存在σ键,N2分子中含有1个σ键和2个π键,D错误。
8.(2025·安徽黄山二模)下列化学用语表示正确的是(  )
A.BCl3的电子式为
B.乙醇中C—O的类型:sp3-sp3 σ键
C.HF分子间的氢键结构:
D.p-pπ键形成的轨道重叠示意图:
答案 B
解析 A.BCl3分子中,B原子最外层的3个成单电子全部与3个Cl原子的最外层各1个成单电子形成共价键,则BCl3的电子式为,A不正确;B.CH3CH2OH分子中,C原子形成4个σ键,孤电子对数为=0,发生sp3杂化,O原子形成2个σ键,孤电子对数为=2,发生sp3杂化,C和O的杂化轨道头对头发生重叠,形成σ键,则C—O键的类型:sp3-sp3σ键,B正确;C.HF分子间形成氢键时,F—H…F应在一条直线上,所以HF分子间的氢键结构不是,C不正确;D.p-pπ键形成时,p电子云发生肩并肩重叠,图中轨道重叠示意图为p-pσ键示意图,p-pπ键轨道重叠示意图为,D不正确。
9.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于    (填“σ”或“π”)键,从化学键是否具有极性来看属于    键。
(2)用电子式表示CO2的形成过程        。
(3)已知CN-与N2结构相似,则NaCN的电子式为    。
(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    。
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)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为    (填标号)。
a.离子键 b.极性共价键
c.非极性共价键 d.配位键
答案 (1)σ 极性 (2)︰︰+︰C︰+︰︰—→︰︰︰C︰︰︰
(3)Na+[︰C N︰]- (4)D (5)bd
解析 (5)CaC2中Ca2+与之间为离子键,中C与C之间为非极性共价键,故不存在极性共价键和配位键。
能力提升
10.下列有关化学键类型的叙述正确的是(  )
A.化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构,则1 mol NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.乙烯酮的结构简式为CH2==C==O,其分子中含有极性共价键和非极性共价键,且σ键与π键数目之比为1∶1
C.已知乙炔的结构简式为CH≡CH,则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D.乙烷分子中只存在σ键,不存在π键
答案 D
解析 NH5即NH4H,为离子化合物,1 mol NH5中含有4NA个σ键,还含有离子键,A项错误;乙烯酮分子中σ键与π键之比为2∶1,B项错误;1个乙炔分子中存在3个σ键和2个π键,C项错误。
11.(2025·江西临川一中模拟)某学习小组探究原子半径对同种元素形成化学键键能的影响。下表是某些化学键的键能:
化学键 C—C N—N O—O P—P Cl—Cl
键能/kJ·mol-1 346 193 142 201 242
化学键 C==C N==N O==O P==P
键能/kJ·mol-1 616 418 495 345
下列说法不正确的是(  )
A.碳碳三键键能小于1 038 kJ·mol-1
B.N、O同种元素之间形成的σ键和π键的键能大小,σ键小于π键
C.P与P形成的σ键的键能大于π键的键能,故白磷以P4形式存在而不以P2形式存在
D.若Cl2(g)相对能量为0,则Cl(g)的相对能量为-121 kJ·mol-1
答案 D
解析 碳碳三键键能小于3倍C—C键能,即小于1 038 kJ·mol-1,A正确;从表中O—O,O==O,N—N,N==N这四个键能数据看出N、O同种元素之间形成的σ键和π键的键能大小:σ键小于π键,B正确;P与P形成的σ键的键能大于π键的键能,形成P—P键能大,较稳定,因此白磷以P4形式存在而不以P2形式存在,C正确;从Cl—Cl键能数据为242 kJ·mol-1,2 mol Cl(g)形成1 mol Cl2(g)释放242 kJ的能量,Cl(g)的相对能量为121 kJ·mol-1,D错误。
12.(2024·海南卷)某温控质子驱动反应如图所示,下列说法错误的是(  )
A.Ⅰ转化为Ⅱ后,N1—C2键长变短
B.基态N+离子的核外电子排布为1s22s22p3
C.Ⅰ具备在热敏指示剂方面的应用前景
D.加热时,Ⅰ的O1与H+结合,O1—C2键断开
答案 B
解析 由图可知,化合物Ⅰ中碳氮单键转化为Ⅱ中碳氮双键,所以Ⅰ转化为Ⅱ后,N1—C2键长变短,故A正确;B.氮元素的原子序数为7,基态N+离子的核外电子排式为1s22s22p2,故B错误;C.由图可知,Ⅰ与氢离子共热反应生成Ⅱ,说明Ⅰ具备热敏性,在热敏指示剂方面有应用前景,故C正确;D.由图可知,加热时,Ⅰ的O1与H+结合,O1—C2键断开,故D正确。
13.(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
解析 (3)配体CH3CN中含有3个C—H、1个C—C和1个C≡N键,故1 mol CH3CN中含有5NA σ键、2NA π键,σ键与π键个数之比为5∶2。
14.下表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑨九种元素,填写下列空白:
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
4 ⑨
(1)在最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的化合物的化学式是    ,碱性最强的化合物的电子式是    。
(2)用电子式表示元素④与⑥形成的化合物的过程:        ,
该化合物属于    (填“共价”或“离子”)化合物。
(3)①与⑦形成的化合物的电子式:        。
(4)判断④⑤⑥原子半径的大小顺序:       
(用元素符号或化学式表示,下同),比较③和⑥的简单氢化物的稳定性:    。
答案 (1)HClO4 K+[︰︰H]-
(2) 离子
(3)︰︰︰︰ (4)Na>Al>S H2O>H2S
解析 (1)同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,则Cl元素的非金属性最强,K元素的金属性最强,非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则在最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的化合物的化学式是HClO4,碱性最强的化合物为KOH,其电子式是K+[︰︰H]-。(2)Na与S形成化合物时,钠失去电子,硫得到电子,用电子式表示该过程为,钠离子与硫离子之间形成离子键,则Na2S属于离子化合物。(3)C与Cl形成的化合物为CCl4,为共价化合物,其电子式为︰︰︰︰。(4)同周期元素从左至右原子半径逐渐减小,则原子半径:Na>Al>S,元素非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,非金属性:O>S,则简单气态氢化物的稳定性:H2O>H2S。(共67张PPT)
第二单元 分子结构与性质
第15讲 化学键
1.了解化学键的形成和表示方法,掌握微粒间作用的主要类型、特征和实质;2.会用键能、键长、键角等说明分子的结构和性质。
复习要求
考点一 化学键与化合物类型 电子式
考点二 共价键的形成 键参数
目
录
CONTENTS
体验真题 感知高考
分层训练 提升考能
考点一 
化学键与化合物类型 电子式
知识梳理
知能通关
1.化学键与化合物类型
(1)化学键的定义及分类
共价键
极性键
非极性键
(2)离子键与共价键的比较
离子键 共价键
成键粒子 _______________ ______
成键实质 阴、阳离子间的静电作用 共用电子对与成键原子间的静电作用
形成条件 活泼______与活泼________经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键 ______元素原子之间形成非极性共价键 _________元素原子之间形成极性共价键
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 共价化合物或某些离子化合物
阴、阳离子
原子
金属
非金属
同种
不同种
(3)离子化合物和共价化合物
离子键
项目 离子化合物 共价化合物
定义 含有_________的化合物 只含有_________的化合物
构成微粒 _______________ ______
化学键类型 一定含有_________,可能含有_________ 只含有_________
共价键
阴、阳离子
原子
离子键
共价键
共价键
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____________。
(8)属于共价化合物的是____________。
①
小题对点过
②
③
④
⑤
⑥⑦⑧
⑤⑥⑦⑧
②④
2.化学键的符号表征——电子式
(1)定义:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的_______________(价层电子)的式子。
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物,如NaCl:________________________________。
②共价化合物,如HCl:_________________________________。
最外层电子
H×+·︰—→︰
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:N ____________________, OH- ____________________。
Na·
小题对点过
·︰
Na+
[︰︰]-
[H︰︰H]+
[︰︰H]-
④离子化合物:
CaCl2 ______________________, Na2O _______________________。
⑤含共价键的分子:N2 __________________,H2O ____________________,
CO2 ______________________, HClO _______________________,
CCl4 _________________, H2O2 ______________,NH3 _____________。
[︰︰]-Ca2+[︰︰]-
Na+[︰︰]2-Na+
︰N N︰
H︰︰H
︰︰C︰︰
H︰︰︰
︰︰
H︰︰︰H
H︰︰H
1.下列叙述正确的是(  )
A.氢键、离子键和共价键都属于化学键
B.Cl—Cl的键长比I—I长
C.Na2O与NaCl的晶体类型不同
D.O与Na形成的化合物是离子化合物
D
解析 A错误,氢键不属于化学键;B错误,原子半径Cl2.下列有关化学键的判断正确的是(  )
解析 A正确,离子键的形成存在电子转移;B错误,分子中的过氧键(O—O)为非极性共价键(同种元素的原子成键);C错误,形成的MgO为离子化合物;D错误,电子式为[H︰]-Ca2+[︰H]-,为Ca2+与H-形成离子键,而非Ca与H2之间的强烈相互作用。
A
3.下列有关叙述正确的是(  )
B
考点二 
共价键的形成 键参数
知识梳理
知能通关
1.共价键的本质及特征
共用电子对
饱和性
2.共价键的分类
头碰头
分类依据 类型
形成共价键的原子 轨道重叠方式  σ键 电子云“_________”重叠
π键 电子云“_________”重叠
形成共价键的电子对 是否偏移   极性键 共用电子对______偏移
非极性键 共用电子对_________偏移
原子间共用电子对 的数目  单键 原子间有______共用电子对
双键 原子间有______共用电子对
三键 原子间有______共用电子对
肩并肩
发生
不发生
一对
两对
三对
(1)下列说法错误的是____________。
①在任何情况下,都是σ键比π键强度大
②σ键能单独形成,而π键不能单独形成
③σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转
④H2分子中的σ键是s-s键,HClO分子中的σ键都是p-p σ键
①④
小题对点过
(2)分析下列物质中含有哪些不同类型的共价键,在对应的空格处打“√”(σ键、π键需填写1 mol该物质所含σ键、π键的物质的量)。
√
物质 极性键 非极性键 σ键 π键 单键 双键 三键
N2
C2H4
SiO2
BF3
HCN
1 mol
2 mol
√
√
√
5 mol
1 mol
√
√
√
4 mol
0
√
√
3 mol
0
√
√
2 mol
2 mol
√
√
3.键参数
(1)概念
键能
键长
键角
(2)键参数对分子性质的影响
(3)分子稳定性:键能越   ,键长越   ,分子越稳定。
大
短
键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的有__________。
①H—F的键长是H—X中最短的
②从键能角度可以解释F2比O2更容易与H2反应
③碳碳双键和碳碳三键的键能分别是单键键能的2倍和3倍
④键角的大小与键长、键能的大小无关
⑤(2024·北京卷)依据F、Cl、Br、I的氢化物分子中氢卤键的键能,可推断它们的热稳定性强弱
⑥(2024·江西卷)分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH
⑦(2024·福建卷)键长:C—C>C—O>C—F
①②④⑤⑦
小题对点过
1.在N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,则该分子中两个氮原子之间的键型构成是(  )
A.仅有一个σ键 B.仅有一个π键
C.一个σ键,一个π键 D.一个σ键,两个π键
解析 N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,所以结构式为F—N==N—F,σ键只能形成单键,而双键或三键中既有σ键又有π键,所以两个氮原子之间有一个σ键,一个π键。
C
2.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是(  )
A.键角是描述分子空间构型的重要参数
B.因为H—O键的键能小于H—F键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C.水分子可表示为H—O—H,分子中的键角为180°
D.H—O键的键能为463 kJ·mol-1,即18 g H2O(g)分解成H2和O2时,消耗能量为2×463 kJ
A
解析 H—O、H—F的键能依次增大,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,O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,B项错误;水分子呈V形,键角为105°,C项错误;H—O的键能为463 kJ·mol-1,指的是断开1 mol H—O形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463 kJ,18 g H2O即1 mol H2O(g)中含2 mol H—O,断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子,D项错误。
3.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:
(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_____________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________。
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
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 351 226 318 452
Si—H的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成
C—H的键能大于C—O,
C—H比C—O稳定。而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
体验真题 感知高考
1.判断下列物质的电子式正误,正确的填“√”,错误的填“×”。
√
×
×
×
2.键参数及对物质性质的影响,判断正误,正确的填“√”,错误的填“×”。
(1)(2025·安徽卷)H2O和NH3分子中的键长:O—H>N—H。(  )
(3)(2024·甘肃卷)相同条件下N2比O2稳定。(  )
(4)(2024·河北卷)逐个断开CH4中C—H键,每步所需能量不相同,是由于各步中的C—H键所处化学环境不同。(  )
(5)(2024·湖南卷)环己烷与苯分子中C—H键的键能相等。(  )
×
√
√
√
×
3.下列有关物质结构的判断不正确的是(  )
C
解析 A正确,Na+与ClO-之间形成离子键,复杂离子ClO-内部原子间形成共价键;B正确,Na2SO4中,Na+与S之间存在离子键,复杂离子S中存在共价键;C错误,B和H形成BH3或B2H4等硼氢化合物(硼烷),B与H以共价键结合,属于共价化合物;D正确,在题中非金属原子间形成共价键,而—S与Na+之间形成离子键。
4.有关共价键类型和轨道重叠图的判断,下列有关共价键形成的判断不正确的是____________。
BE
分层训练 提升考能
基础落实
1.(2025·内蒙古呼和浩特一模)下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是(  )
B
选项 A B C D
物质 MgCl2 CO2 H2O2 NaOH
化学键类型 离子键、共价键 共价键 离子键 离子键
化合物类型 离子化合物 共价化合物 离子化合物 离子化合物
解析 氯化镁中镁离子和氯离子之间只存在离子键,不存在共价键,属于离子化合物,A错误;二氧化碳分子中C、O原子之间只存在共价键,属于共价化合物,B正确;H2O2分子中H、O原子之间和O、O原子之间均只存在共价键,属于共价化合物,C错误;NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键,O、H原子之间存在共价键,属于离子化合物,D错误。
2.(2024·湖北荆州一模)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 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。
A
3.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属K与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质为离子化合物,具有良好的超导性能。下列有关分析正确的是(  )
A.K3C60中只含有离子键
B.K3C60中既含有离子键又含有共价键
C.该晶体在熔融状态下不能导电
D.C60与12C互为同素异形体
B
解析 K3C60为离子化合物,则K3C60中一定含有离子键(K+与之间),中C与C之间还存在共价键,A项错误、B项正确;K3C60为离子化合物,因此其在熔融状态下能电离出自由移动的离子,能导电,C项错误;C60为单质,12C为原子,二者不互为同素异形体,D项错误。
4.(2026·重庆八中模拟)下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是(  )
A.HCl B.BF3
C.PCl5 D.CO2
解析 HCl中H最外层2个电子,A错误;BF3中B最外层6个电子,B错误;PCl5中P最外层10个电子,C错误;CO2中C、O原子最外层均为8个电子,D正确。
D
5.下列有关物质的判断与电子式表示形成过程不正确的是(  )
D
解析 D错误,HCl是共价化合物,电子式为H︰︰。
6.下列化学用语不正确的是(  )
A
7.(2025·黑龙江北安一模)下列关于σ键和π键的说法中,不正确的是(  )
A.σ键和π键能同时存在于同一个分子中
B.σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的,π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的
C.1个乙烯分子中含有5个σ键和1个π键
D.H2分子中只存在σ键,N2分子中只存在π键
D
8.(2025·安徽黄山二模)下列化学用语表示正确的是(  )
B
9.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于____________(填“σ”或“π”)键,从化学键是否具有极性来看属于____________键。
(2)用电子式表示CO2的形成过程_______________________________________。
(3)已知CN-与N2结构相似,则NaCN的电子式为___________________。
σ
极性
︰︰+︰C︰+︰︰—→︰︰︰C︰︰︰
Na+[︰C N︰]-
D
bd
解析 (5)CaC2中Ca2+与之间为离子键,中C与C之间为非极性共价键,故不存在极性共价键和配位键。
能力提升
10.下列有关化学键类型的叙述正确的是(  )
A.化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构,则1 mol NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.乙烯酮的结构简式为CH2==C==O,其分子中含有极性共价键和非极性共价键,且σ键与π键数目之比为1∶1
C.已知乙炔的结构简式为CH≡CH,则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D.乙烷分子中只存在σ键,不存在π键
D
解析 NH5即NH4H,为离子化合物,1 mol NH5中含有4NA个σ键,还含有离子键,A项错误;乙烯酮分子中σ键与π键之比为2∶1,B项错误;1个乙炔分子中存在3个σ键和2个π键,C项错误。
11.(2025·江西临川一中模拟)某学习小组探究原子半径对同种元素形成化学键键能的影响。下表是某些化学键的键能:
化学键 C—C N—N O—O P—P Cl—Cl
键能/kJ·mol-1 346 193 142 201 242
化学键 C==C N==N O==O P==P
键能/kJ·mol-1 616 418 495 345
下列说法不正确的是(  )
A.碳碳三键键能小于1 038 kJ·mol-1
B.N、O同种元素之间形成的σ键和π键的键能大小,σ键小于π键
C.P与P形成的σ键的键能大于π键的键能,故白磷以P4形式存在而不以P2形式存在
D.若Cl2(g)相对能量为0,则Cl(g)的相对能量为-121 kJ·mol-1
D
解析 碳碳三键键能小于3倍C—C键能,即小于1 038 kJ·mol-1,A正确;从表中O—O,O==O,N—N,N==N这四个键能数据看出N、O同种元素之间形成的σ键和π键的键能大小:σ键小于π键,B正确;P与P形成的σ键的键能大于π键的键能,形成P—P键能大,较稳定,因此白磷以P4形式存在而不以P2形式存在,C正确;从Cl—Cl键能数据为242 kJ·mol-1,2 mol Cl(g)形成1 mol Cl2(g)释放242 kJ的能量,Cl(g)的相对能量为121 kJ·mol-1,D错误。
12.(2024·海南卷)某温控质子驱动反应如图所示,下列说法错误的是(  )
A.Ⅰ转化为Ⅱ后,N1—C2键长变短
B.基态N+离子的核外电子排布为1s22s22p3
C.Ⅰ具备在热敏指示剂方面的应用前景
D.加热时,Ⅰ的O1与H+结合,O1—C1键断开
BD
解析 由图可知,化合物Ⅰ中碳氮单键转化为Ⅱ中碳氮双键,所以Ⅰ转化为Ⅱ后,N1—C2键长变短,故A正确;B.氮元素的原子序数为7,基态N+离子的核外电子排式为1s22s22p2,故B错误;C.由图可知,Ⅰ与氢离子共热反应生成Ⅱ,说明Ⅰ具备热敏性,在热敏指示剂方面有应用前景,故C正确;D.由图可知,加热时,Ⅰ的O1与H+结合,O1—C2键断开,故D错误。
13.(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____________。
13NA
(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________。
(5)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为___________。
12NA
24NA
5∶2
17NA
28NA
解析 (3)配体CH3CN中含有3个C—H、1个C—C和1个C≡N键,故1 mol CH3CN中含有5NA σ键、2NA π键,σ键与π键个数之比为5∶2。
14.下表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑨九种元素,填写下列空白:
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
4 ⑨
(1)在最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的化合物的化学式是__________,
碱性最强的化合物的电子式是____________。
(2)用电子式表示元素④与⑥形成的化合物的过程:___________________________,该化合物属于____________(填“共价”或“离子”)化合物。
(3)①与⑦形成的化合物的电子式:________________________。
(4)判断④⑤⑥原子半径的大小顺序:_______________(用元素符号或化学式表示,下同),比较③和⑥的简单氢化物的稳定性:____________。
HClO4
K+[︰︰H]-
离子
︰︰︰︰
Na>Al>S
H2O>H2S
钠离子与硫离子之间形成离子键,则Na2S属于离子化合物。(3)C与Cl形成的化合物为CCl4,为共价化合物,其电子式为︰︰︰︰。(4)同周期元素从左至右原子半径逐渐减小,则原子半径:Na>Al>S,元素非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,非金属性:O>S,则简单气态氢化物的稳定性:H2O>H2S。
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