高中化学高考备考策略 第五章3

第3讲化学键[考纲要求]1.了解化学键的定义。2.了解离子键、共价键的形成。考点一离子键和共价键1．化学键(1)概念：相邻原子间的强相互作用。(2)形成与分类化学键—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(原子间发生电子得失，形成阴、阳离子))离子键,\o(→,\s\up7(原子间形成共用电子对))共价键))2．离子键(1)概念：带有相反电荷的阴、阳离子之间的强烈的相互作用(2)成键粒子：阴、阳离子。(3)成键实质：静电作用。(4)形成条件：通常是活泼金属与活泼非金属元素的原子相结合。(5)表示方法①用电子式表示离子化合物的形成过程Na2S：；CaCl2：。②写出下列物质的电子式MgCl2：；Na2O2：；NaOH：；NH4Cl：。3．共价键(1)概念：原子间通过共用电子对形成的相互作用。(2)成键粒子：原子。(3)成键实质：共用电子对。(4)形成条件：通常是非金属元素的原子相结合。(5)表示方法①用电子式表示共价化合物的形成过程CH4：；CO2：。②写出下列物质的电子式Cl2：；N2：；H2O2：；CO2：；HClO：；CCl4：。③写出下列物质的结构式N2：N≡N；H2O：H—O—H；CO2：O=C=O。深度思考1．(1)共价键仅存在于共价化合物中吗？答案不是，有些离子化合物如NaOH、Na2O2及NH4Cl等物质中皆存在共价键。(2)所有物质都能用电子式表示其组成吗？答案不是。2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力()(2)全部由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物()(3)某些金属与非金属原子间能形成共价键()(4)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键()(5)在水溶液中能导电的化合物一定是离子化合物()(6)离子化合物在任何状态下都能导电()(7)含有离子键的化合物中，一个阴离子可同时与几个阳离子形成静电作用()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√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题组一电子式的书写1．判断正误(正确打“√”，错误的打“×”，并改正)(1)Na2S()(2)Na2O()(3)MgBr2()(4)H2O()(5)OH－()(6)HClO()(7)Cl2()(8)Oeq\o\al(2－,2)()(9)羟基()(10)H2S()(11)Na＋()(12)()电子式书写的注意事项1．同一原子的电子式最好不要既用“×”又用“·”表示；在化合物中“·”或“×”最好也不要混用(若特殊需要可标记)，可将电子全部标成“·”或“×”。2．单一原子形成的简单阳离子，其离子符号就是该阳离子的电子式，如Al3＋就可以表示铝离子的电子式。“[]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。3．在化合物中，如果有多个阴、阳离子，阴、阳离子必须是相隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起。4．在用电子式表示物质形成的过程时，由于不是化学方程式，所以不能出现“=”。“→”前是原子的电子式，“→”后是物质的电子式。如Na2O的形成过程可表示为，NH3的形成过程可表示为。题组二8电子结构的判断2．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是()A．CH4B．CH2=CH2C．CO2D．N2答案C解析CH4、CH2=CH2中氢不满足8电子稳定结构，A、B项错；N2中只含有非极性键且为单质，D项错。3．下列物质中所有原子均满足最外层8电子稳定结构的化合物是()A．PCl5B．P4C．CCl4D．NH3答案C解析判断原子满足最外层8电子结构的方法为最外层电子数＋所成价键数＝8，故A、D项错；P4为单质，而非化合物，故B项错；C项中5原子最外层均为8电子稳定结构，C项正确。判断分子中各原子是否达到8电子的稳定结构的主要方法1．经验规律法凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。2．试写结构法判断某化合物中的某元素最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如：①H2O，O原子最外层有6个电子，H2O中每个O原子又与两个H原子形成两个共价键，所以H2O中的O原子最外层有6＋2＝8个电子，但H2O中的H原子最外层有2个电子；②N2，N原子最外层有5个电子，N与N之间形成三个共价键，所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。考点二化学键与化学反应1．化学键与化学反应旧化学键的断裂和新化学键的形成是化学反应的本质，是反应中能量变化的根本。2．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。3．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，也有很强的离子键，故熔点也较高。(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。4．化学键的存在5．离子化合物和共价化合物的判断(1)根据化学键的类型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，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一般熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。深度思考1．有化学键的断裂或形成就一定是化学反应吗？答案不一定是化学反应，如NaCl溶于水，属于物理变化，其中有离子键的断裂，而将NaCl溶液蒸发结晶，Na＋和Cl－重新形成离子键而成为晶体，也是物理变化。2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)1molKHSO4加热熔化可电离出2NA阳离子()(2)共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏()(3)共价化合物熔点都低于离子化合物()(4)分子内共价键越强，分子越稳定，其熔、沸点也越高()(5)含有阳离子的化合物一定含有阴离子()(6)含有离子键的物质不可能是单质()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√题组一化学键的断裂与形成1．从化学键的观点看，化学反应的实质是“旧键的断裂，新键的形成”，据此你认为下列变化属于化学变化的是(双选)()A．金刚石变成石墨B．NaCl熔化C．HCl溶于水电离出H＋和Cl－D．电解熔融的Al2O3制取Al答案AD2．在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是()A．将SO2通入水中B．烧碱溶于水C．将HCl通入水中D．硫酸氢钠溶于水答案D题组二化学键与物质类别3．有以下9种物质：①Ne②HCl③P4④H2O2⑤Na2S⑥NaOH⑦Na2O2⑧NH4Cl⑨AlCl3。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______________________________________________。答案(1)①(2)②⑨(3)③(4)④(5)⑤ (6)⑥⑦⑧4．短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是()A．Z2YB．X2Y2C．Z2Y2D．ZYX答案B解析由Y2－与Z＋核外电子层的结构相同，可知Y在Z的上一周期，所以Y为O、Z为Na，则X为H。A选项Na2O只有离子键；B选项H2O2既有非极性共价键，也有极性共价键；C选项Na2O2有离子键、非极性共价键，没有极性共价键；D选项NaOH有离子键、极性共价键。化学键与物质的类别除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括如下：(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。考点三分子间作用力和氢键1．分子间作用力(1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。(2)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。(3)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(1)定义：分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。(2)形成条件除H外，形成氢键的原子通常是O、F、N。(3)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。深度思考判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)共价化合物分子间均存在分子间作用力()(2)F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高，是因为分子间作用力越来越大()(3)H2O的稳定性大于H2S，是因为水分子间存在氢键()(4)HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，其熔沸点逐渐升高()答案(1)√(2)√(3)×(4)×1.右图中每条折线表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是()A．H2SB．HClC．PH3D．SiH4答案D解析在第ⅣA～ⅦA族中元素的氢化物中，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点反常的高，则含a的线为第ⅣA族元素的氢化物，则a点为SiH4。2．下列现象与氢键有关的是()①NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④水分子高温下很稳定A．①②③④B．①②③C．①②D．①③答案B解析水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大。探究高考明确考向1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)过氧化钠的电子式：(×)(2023·江苏，2A)(2)氢氧根离子的电子式：(√)(2023·江苏，2B)(3)NH4Br的电子式：(×)(2023·海南，9A)解析。(4)N2的电子式：N⋮⋮N(×)(2023·江苏，2A)解析eq\o\al(·,·)N⋮⋮Neq\o\al(·,·)。(5)H2O的电子式为(×)(2023·江苏，2A)解析。(6)次氯酸的电子式(×)(2023·上海，2A)解析。2．(2023·上海，4)在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是A．范德华力、范德华力、范德华力B．范德华力、范德华力、共价键C．范德华力、共价键、共价键D．共价键、共价键、共价键答案B3．(2023·上海，4)下列变化需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．溴和汞的气化答案A解析A项变化克服的都是分子间作用力，正确；硅和C60的熔化分别克服的是共价键、分子间作用力，B项错误；氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键、离子键，C项错误；溴和汞的气化分别克服的是分子间作用力、金属键，D项错误。4．(2023·大纲全国卷，6)下列有关化学键的叙述，正确的是()A．离子化合物中一定含有离子键B．单质分子中均不存在化学键C．含有极性键的分子一定是极性分子D．含有共价键的化合物一定是共价化合物答案A解析特别注意：离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化合物，如NaOH、NH4Cl等。故A项正确，D项错误；化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，故B项错误；C项中，含有极性键的分子不一定是极性分子，若分子结构对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等为非极性分子。5．(2023·海南，13)4种相邻主族短周期元素的相对位置如表，元素x的原子核外电子数是m的2倍，y的氧化物具有两性。回答下列问题：mnxy(1)元素x在周期表中的位置是______周期第______族，其单质可采用电解熔融______________________的方法制备。(2)m、n、y三种元素最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是____________，碱性最强的是____________。(填化学式)(3)气体分子(mn)2的电子式为__________。(mn)2称为拟卤素，性质与卤素类似，其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)三ⅡAMgCl2(2)HNO3Al(OH)3(3)eq\o\al(·,·)N⋮⋮Ceq\o\al(·,·)C⋮⋮Neq\o\al(·,·)2NaOH＋(CN)2=NaCN＋NaCNO＋H2O解析根据4种元素(相邻主族短周期元素)的位置关系及题干信息，可知x是Mg，y是Al，m是C，n是N。(1)元素x(Mg)在周期表中的位置是第三周期第ⅡA族，由于Mg的化学性质比较活泼，常用电解熔融的MgCl2的方法制备。(2)m(C)、n(N)、y(Al)三种元素中，金属性最强的是Al元素，故最高价氧化物的水化物中碱性最强的是Al(OH)3，非金属性最强的是N元素，所以最高价氧化物的水化物中酸性最强的是HNO3。(3)气体分子(mn)2的化学式是(CN)2，属于共价化合物，电子式是eq\o\al(·,·)N⋮⋮Ceq\o\al(·,·)C⋮⋮Neq\o\al(·,·)；根据题目中的信息“(mn)2称为拟卤素，性质与卤素相似”，所以(CN)2与氢氧化钠溶液反应发生的化学方程式类似于Cl2与氢氧化钠溶液反应，所以反应的方程式为2NaOH＋(CN)2=NaCN＋NaCNO＋H2O。6．[2023·大纲全国卷，27(3)(4)]A、B、D、E、F为短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E＋与D2－具有相同的电子数。A在F中燃烧，产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题：(3)由这些元素组成的物质，其组成和结构信息如下表：物质组成和结构信息a含有A的二元离子化合物b含有非极性共价键的二元离子化合物，且原子数之比为1∶1c化学组成为BDF2d只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体a的化学式为__________________________________________________________________；b的化学式为__________________________________________________________________；c的电子式为__________________________________________________________________；d的晶体类型是________________________________________________________________。(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过__________________键构成具有空腔的固体；另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔，其分子的空间结构为_______________________________________________________。答案(3)NaHNa2O2和Na2C2金属晶体(4)氢正四面体解析根据题目中给出的各种元素的结构特点和性质，推断出各种元素，解答各题。最外层电子数与其周期数相同的短周期非金属元素只有氢元素，A为氢元素。最外层电子数是其所在周期数2倍的短周期元素可能为碳元素或硫元素，根据B在D中充分燃烧生成的最高价化合物的化学式为BD2判定B为碳元素，D为氧元素。E＋与O2－具有相同的电子数，则E为钠元素。H2在Cl2中燃烧生成的HCl溶于水得到的盐酸为强酸，F为氯元素。(3)由H、C、O、Na、Cl组成的化合物中，含有氢元素的二元离子化合物应为NaH，即a为NaH。含有非极性共价键的二元离子化合物为Na2O2或Na2C2，即b为Na2O2或Na2C2；c为COCl2，为共价化合物，各原子成键后均达8e－稳定结构，电子式为。石墨和金属钠均可导电，但石墨中存在共价键、分子间作用力两种类型的作用力，金属钠中只存在金属键，属于金属晶体，即d为Na。(4)由H2O和CH4形成的一类新能源为可燃冰，水分子之间可通过氢键构成具有空腔的固体；CH4是沼气的主要成分，其分子的空间结构为正四面体。练出高分一、单项选择题1．下列关于化学键的叙述正确的是()A．非金属元素组成的化合物中只含共价键B．C、N、O、H四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键C．不同元素的原子构成的分子只含极性共价键D．CH4中所有的价电子都参与形成共价键答案D解析A项，在铵盐中含有离子键；B项，C、N、O、H形成的氨基酸只含共价键；C项，C2H6、C2H4等烃中除极性键外，还含有非极性键。2．化学科学需要借助化学专用语言来描述，下列化学用语正确的是()A．溴化铵的电子式：B．羟基的电子式：C．HClO的结构式：H—Cl—OD．氮分子的结构式：eq\o\al(·,·)N≡Neq\o\al(·,·)答案B解析A项应为；C项应为H—O—Cl；D项应为N≡N。3．金星的大气中有一种称为“硫化羰”(COS)的分子，其结构与CO2类似。下列有关COS的化学用语描述正确的是()A.B.C.D．O=C=S答案D解析A项，应为；B项，应为；C项，S、O的原子半径应不相等。4．下列过程中，共价键被破坏的是()A．碘升华B．溴蒸气被木炭吸附C．酒精溶于水D．氯化氢气体溶于水答案D解析A、B、C项破坏的均是分子间作用力。5．有关物质结构的下列说法中正确的是()A．石油裂解只破坏极性键B．含极性键的共价化合物一定是电解质C．氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏D．HF的分子间作用力大于HCl，故HF比HCl更稳定答案C解析A项，石油裂解既破坏了极性键，也破坏了非极性键；B项，像烃类、糖类均是含有极性键的共价化合物，但不是电解质；D项，H—F键键能比H—Cl键大，所以HF比HCl更稳定。二、双项选择题6．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。X的原子半径比Y的小，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。下列判断合理的是()A．元素W分别与X、Y、Z形成的化合物都是离子化合物B．四种元素简单离子的半径：X＜W＜Z＜YC．Z与其他三种元素形成的常见化合物中有离子晶体、原子晶体和分子晶体D．只含X、Y、Z三种元素的化合物，只能是离子化合物答案AB解析根据题意，Z应为O，X应为H，W应为Na，Y应为N。A项，Na2O、NaH、Na3N均为离子化合物；B项，半径H＋＜Na＋＜O2－＜N3－；C项，H2O、Na2O2、Na2O、NO等中，不含有原子晶体；D项，由H、N、O三种元素组成的化合物中，既有离子化合物又含有共价化合物。三、非选择题7．城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液做保温剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。(1)m＝________，该保湿剂的化学式为________。(2)Z、W元素的名称为________、________。(3)下列说法正确的是________。A．XY2和WZ2都为离子化合物B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含共价键C．H2Z比HY的稳定性强D．X的阳离子比Y的阴离子半径大(4)下列化学用语表达正确的是________。A．XY2的电子式：B．WZ2的结构式：Z=W=ZC．Y元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式为Y2＋Z2－=2Y－＋Z↓D．用电子式表示XY2的形成过程为答案(1)20CaCl2(2)硫碳(3)B(4)BD解析根据题意，可以推断X为Ca、Y为Cl、Z为S、W为C。8．A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，原子序数依次增大。其中B的单质在常温下为双原子分子，它与A的单质可形成气态分子X，X的水溶液呈碱性；D的简单阳离子与X具有相同的电子数，且D是同周期元素中原子半径最大的元素；E元素的原子最外层比次外层少两个电子，C、F两种元素的原子最外层共有13个电子。则(1)X的化学名称为_____________________________________________________________。(2)B单质的结构式为___________________________________________________________；E的气态氢化物的结构式为______________________________________________________；C与D形成的两种化合物中，其中一种物质含有两种类型的化学键，该物质属于________________________________________________________________________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。(3)B、C、E分别与A形成的化合物中最稳定的是______(写化学式)。(4)D是同周期简单阳离子中离子半径最____的元素。(5)F的单质在反应中常作____________剂(填“氧化”或“还原”)。答案(1)氨气(2)N≡NH—S—H离子化合物(3)H2O(4)大(