4.3化学键-高一化学讲义习题

4.3化学键1.通过氯化钠的形成过程，认识离子键的概念与形成，了解离子化合物的概念，会判断离子化合物；2.会用电子式表示离子化合物、共价键的形成过程，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展；3.了解共价键、极性键、非极性键的概念，会识别判断共价化合物，熟知分子结构不同的表示方法；4.了解化学键的概念及化学反应的实质。一、离子键1．从微观角度理解氯化钠的形成过程不稳定的钠原子和氯原子通过得失电子后最外层都达到8电子稳定结构，分别形成Na＋和Cl－，带相反电荷的Na＋和Cl－通过静电作用结合在一起，形成新物质氯化钠。2．离子键3．离子化合物【特别提醒】(1)活泼金属元素[如第ⅠA族(Na、K)，第ⅡA族(Ca、Mg)]与活泼非金属元素[如第ⅥA族(O、S)，第ⅦA族(F、Cl)]之间易形成离子键。(2)并不是所有的金属与非金属化合都能形成离子键，如AlCl3中不存在离子键。(3)非金属元素也可形成离子键，如NH4Cl中，NHeq\o\al(＋,4)与Cl－间的化学键就是离子键。(4)离子化合物一定含有离子键，含离子键的化合物一定是离子化合物。(5)影响离子键强弱的因素：影响离子键强弱的主要因素是离子半径和离子所带电荷数，即离子半径越小，离子所带电荷数越多，阴、阳离子间的作用就越强，离子键就越强。【例1】下列哪一组元素的原子间容易形成离子键()元素abcdefgM层电子数1234567A．a和c B．a和fC．d和g D．c和g答案B解析由原子a～g的M层电子数可知，M层即为原子的最外层，元素a～g均为第三周期元素，a为活泼的金属元素，f为活泼的非金属元素，所以a与f形成的化学键为离子键。【例2】Y元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4；Y元素与M元素形成离子化合物，并在水中电离出电子层结构相同的离子，该化合物是()A．KClB．Na2SC．Na2OD．K2S答案D解析由信息“Y元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4”，可确定Y元素位于第ⅥA族且不是氧元素；K2S电离出的K＋与S2－具有相同的电子层结构。【例3】下列关于离子键和离子化合物的说法正确的是()A.阴、阳离子间通过静电引力形成离子键B.阴、阳离子间通过离子键一定能形成离子化合物C.离子化合物一定能导电D.第ⅠA族与第ⅦA族元素之间一定形成离子化合物答案B解析A项，离子键是指阴、阳离子间的静电作用，它包括静电引力和静电斥力作用；B项，通过离子键形成的化合物只能是离子化合物；C项，离子化合物在水溶液中或熔融状态下才能导电；D项，氢元素是非金属元素，与卤族元素不能形成离子化合物。二、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(价电子)的式子叫做电子式。2．书写(1)原子的电子式元素符号周围标明元素原子的最外层电子，每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布。例如：镁原子：碳原子：氧原子：氖原子：(2)简单阳离子的电子式简单阳离子是由金属原子失电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子的符号表示，例如：Na＋、Li＋、Mg2＋、Al3＋等。(3)简单阴离子的电子式不但要画出最外层电子数，而且还应用“[]”括起来，并在右上角标出“n－”以表示其所带的电荷。例如：氯离子：、硫离子：。(4)离子化合物的电子式氧化钙：、硫化钾：。提示相同离子不合并，分列在另一离子的周围。3．用电子式表示下列物质的形成过程(1)NaCl：。(2)MgBr2：。【归纳总结】书写电子式的注意事项(1)同一原子的电子式不能既用“×”又用“·”表示。(2)“[]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。如(3)在化合物中，如果有多个阴、阳离子，阴、阳离子必须是间隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起，如CaF2要写成，不能写成，也不能写成。(4)用电子式表示化合物形成过程时，由于不是化学方程式，不能出现“===”。“―→”前是原子的电子式，“―→”后是化合物的电子式。【例1】下列电子式的书写正确的是()A．氮原子：B．O2－：C．Na2O：D．CaCl2：答案C解析电子式中的“·”或“×”表示原子的最外层电子，A项错误；阴离子的电子式不仅要标明最外层电子数，而且要用“[]”括起来，并在右上角标出“n－”，B项错误；化合物中多个相同的离子要结合离子之间的成键情况，合理分布，C项正确、D项错误。【例2】下列分子的电子式书写正确的是()A．氨：B．四氯化碳：C．氮气：D．二氧化碳：答案C解析N最外层有5个电子，与3个H形成3对共用电子，形成8电子稳定结构，题给电子式未能全部表示出最外层电子，A项错误；Cl最外层有7个电子，4个Cl与1个C形成4对共用电子，使各自最外层均达到8电子稳定结构，Cl最外层电子未能全部标出，B项错误；在N2中，2个N之间形成3对共用电子，使各自最外层均达到8电子稳定结构，C项正确；在CO2中，C必须与每个O之间形成2对共用电子，才能满足8电子稳定结构，D项错误。【例3】下列各式用电子式表示的物质的形成过程，其中正确的是()A.B.C.D.答案D解析A项中KBr的电子式应为，B项中箭头方向标反了，应为，C项中CaCl2的电子式应为。三、共价键和共价化合物1．从微观角度理解氯气的形成过程eq\x(2个氯原子各提供1个电子)→eq\x(2个氯原子间形成共用电子对)→eq\x(2个氯原子均达到8电子稳定结构)→eq\x(形成稳定的氯气分子)请你根据上述图示，用电子式表示其形成过程：。2．共价键(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。(2)成键三要素①成键微粒：原子。②成键元素：一般是同种的或不同种的非金属元素。③成键元素：同种或不同种非金属元素化合时能形成共价键。(3)分类3．共价化合物4.存在①非金属元素的多原子单质，如H2、O2、N2。②共价化合物，如CO2、HCl、H2SO4。③某些离子化合物，如NaOH、Na2CO3、NH4Cl。【例1】(2022·广东肇庆高一期末)研究化学键有助于人们理解物质的某些性质，下列物质既含离子键又含共价键的是()A．CaCl2 B．CO2C．H2SO4 D．Na2O2答案D解析CaCl2中只含有离子键，CO2与H2SO4中只含有共价键，Na2O2中既含有离子键又有共价键。【例2】下列物质中，只含非极性共价键的是()A．NaOH B．H2C．H2O D．NaCl答案B解析NaOH中含有离子键和O—H极性键，故A错误；H2中氢原子与氢原子以非极性共价键结合，故B正确；H2O中氢原子与氧原子以极性共价键结合，故C错误；NaCl中钠离子与氯离子以离子键结合，故D错误。【例3】下列各组物质中，都含有共价键，却又都不属于共价化合物的一组是()A．Na2O2Na2O B．KClONaOHC．Br2HBr D．HFH2O答案B解析Na2O2、Na2O都属于离子化合物，但氧化钠只有离子键，A不符合题意；次氯酸钾和氢氧化钠均是离子化合物，均含有离子键和共价键，B符合题意；溴和溴化氢均只含有共价键，溴是单质，HBr是共价化合物，C不符合题意；HF和H2O均是只含有共价键的共价化合物，D不符合题意。四、共价分子结构的表示方法1．常见单质的电子式与结构式在化学上，常用一根短线“—”表示1对共用电子的图示叫做结构式。分子H2N2Cl2电子式结构式H—HN≡NCl—Cl2.常见化合物的电子式、结构式和空间结构分子H2OCO2CH4电子式结构式O==C==O空间结构V形直线形正四面体形3.用电子式表示共价化合物形成过程：HCl：H2O：【例1】下列用电子式表示物质的形成过程，正确的是()A．B．C.D．答案D解析HCl是共价化合物，其电子式为，NaBr是离子化合物，其电子式是，MgF2的电子式为。【例2】下列化学用语中，正确的是()A．次氯酸的结构式：H—O—ClB．氮气的电子式：C．CO2分子的电子式：O==C==OD．用电子式表示溴化氢分子的形成过程：答案A解析Cl只能形成1对共用电子，次氯酸的结构式为H—O—Cl，故A正确；氮气中存在氮氮三键，氮气的电子式为，故B错误；二氧化碳属于共价化合物，分子中存在两个碳氧双键，二氧化碳的电子式为，故C错误；溴化氢是共价化合物，不存在离子键，氢原子与溴原子之间形成1对共用电子，溴原子最外层有7个电子，溴化氢分子的形成过程：，故D错误。五、构成物质微粒间的相互作用1．化学键2．分子间作用力(1)分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，又称范德华力。(2)由分子构成的物质，其熔、沸点等物理性质主要由分子间作用力大小决定。一般来说，对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点越高。3．氢键(1)氢键不是化学键，通常把氢键看作是一种特殊的分子间作用力。氢键比化学键弱，比范德华力强。(2)分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，水分子间的氢键可使其密度在固态时低于液态时的密度。4．化学反应的过程化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。H2和Cl2反应生成HCl可用如下过程表示：【例1】下列关于化学键的说法正确的是()A．两个原子之间的相互作用叫做化学键B．并不是所有物质中都一定含有化学键C．非极性键只存在于双原子单质分子中D．化学键分为离子键、共价键、极性键和非极性键四种答案B解析A项，化学键通常是指相邻原子之间强烈的相互作用，错误；B项，惰性气体中不存在化学键，正确；C项，过氧化氢等物质中也存在非极性共价键，错误；D项，极性键和非极性键均属于共价键，错误。【例2】下列各组中，两种物质所含化学键的类型完全相同的是()A．O2、CO2 B．NaOH、NH4ClC．CaCl2、K2SO4 D．Na2O2、H2O2答案B解析O2分子内存在非极性共价键，而CO2分子内存在的是极性共价键，故A错误；NaOH、NH4Cl均存在离子键和极性共价键，所含化学键的类型完全相同，故B正确；CaCl2中只存在离子键，K2SO4中存在离子键和极性共价键，故C错误；Na2O2中存在离子键和非极性共价键，H2O2中存在极性共价键和非极性共价键，故D错误。【例3】下列说法正确的是()A．CO2溶于水，既破坏了分子间作用力又破坏了共价键B．常温、常压下以液态存在的物质一定都是由分子构成，该液体肯定不导电C．NH3和Cl2两种分子中，每个原子的最外层都达到8电子稳定结构D．H2O、H2S、H2Te分子间作用力依次增大答案A解析A项，CO2溶于水的过程中，能生成少量碳酸，既破坏了分子间作用力又破坏了共价键，正确；B项，汞在常温、常压下也呈液态，但能导电，错误；C项，氢原子最外层没有达到8电子稳定结构，错误；D项，水分子间存在氢键，分子间作用力大，错误。A元素原子的核电荷数为11，B元素的质子数为8，A和B化合形成化合物Z，下列说法中错误的是()A.A形成＋1价阳离子B.Z一定能与水反应C.Z一定是MO型离子化合物D.Z中含有离子键答案C解析A是Na，B是O，它们可以形成Na2O和Na2O2，均可以与水反应，均含有离子键。XY2是离子化合物，X离子和Y离子的电子层结构都与氖原子相同，则X、Y为()A.Ca和Cl B.K和SC.Ca和F D.Mg和F答案D解析电子层结构与氖原子相同的离子，其中阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋，阴离子有O2－、F－，若形成XY2型离子化合物，X为＋2价，Y为－1价，符合条件的是Mg和F。下列关于离子键的说法正确的是()A.离子键就是阴、阳离子间的静电引力B.所有金属元素与所有非金属元素间都能形成离子键C.钠离子与氯离子可以形成离子键D.在离子化合物CaCl2中，两个氯离子间也存在离子键答案C解析A.离子键为阴、阳离子之间的静电作用，包括静电引力、静电斥力，故A说法错误；B.金属元素与非金属元素之间不一定形成离子键，如AlCl3中Al原子与Cl原子之间形成共价键，故B说法错误；C.钠、氯分别是活泼的金属元素、非金属元素，氯化钠中钠离子与氯离子之间形成离子键，故C说法正确；D.在离子化合物CaCl2中，氯离子与钙离子之间存在离子键，而两个氯离子之间不存在离子键，故D说法错误。下列化学用语正确的是()A．钠离子的电子式：B．Cl－的结构示意图：C．质量数为35的核素氯：eq\o\al(17,35)ClD．NaCl的形成过程：答案B解析A项，简单阳离子的电子式为其离子符号；C项，质量数为35的核素氯应为eq\o\al(35,17)Cl；D项，箭头右侧应为离子化合物的电子式，NaCl的形成过程应为。下列说法错误的是()A．含有共价键的化合物一定是共价化合物B．在共价化合物中一定含有共价键C．构成单质分子的微粒不一定含有共价键D．双原子单质分子中的共价键一定是非极性键答案A解析含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如氢氧化钠中含有共价键，A项错误；必须全部由共价键构成的化合物才是共价化合物，共价化合物中一定含有共价键，不存在离子键，B项正确；稀有气体单质中不含任何化学键，C项正确；双原子单质分子中两原子吸引电子的能力相同，形成非极性键，D项正确。下列化合物全部以共用电子对成键的是()A.H2O B.MgCl2C.NaOH D.NH4Cl答案A解析A.H2O中O与H之间都是共价键，故A符合题意；B.MgCl2中Mg2＋与Cl－之间为离子键，故B不符合题意；C.NaOH中Na＋与OH－之间为离子键，故C不符合题意；D.NH4Cl中NHeq\o\al(＋,4)与Cl－之间为离子键，故D不符合题意。下列物质中只含有共价键的是()A.NaCl、HCl、H2O、NaOHB.Cl2、Na2S、HCl、SO2C.HBr、CO2、H2O、CS2D.Na2O2、H2O2、H2O、O3答案C解析NaCl属于盐类，NaOH是强碱，二者均含有离子键，A项错误；Na2S属于盐类，含有离子键，B项错误；HBr、CO2、H2O、CS2均是由非金属元素组成的化合物，都只含有共价键，C项正确；Na2O2是活泼金属与活泼非金属元素形成的过氧化物，含有离子键，D项错误。下列化合物的电子式书写正确的是()A． B．C． D．答案D解析两个氯离子均要单独写，不能合并在一起表示，应改为，故A项错误；简单阳离子符号周围不用方括号，应改为，故C项错误。下列叙述正确的是()A．两种非金属原子间也可能形成离子键B．非金属元素之间不能形成离子化合物C．阴、阳离子通过静电引力而形成的化学键叫做离子键D．离子化合物中不一定含有金属元素答案D解析A错，两种非金属原子间不可能形成离子键，如果是原子团之间可以；C错，阴、阳离子通过静电作用而形成的化学键叫做离子键，不是只有静电引力。氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物，其中钠元素化合价是＋1价；氢化钠与水反应生成H2和NaOH。下列叙述中，不正确的是()A．NaH的电子式为B．NaH中氢离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同C．微粒半径：H－＜Li＋D．NaH与H2O反应时，水做氧化剂答案C解析氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物，NaH的电子式为，A正确；NaH中氢元素的化合价为－1价，其离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同，B正确；锂离子和H－的电子层排布相同，但是锂离子的核电荷数比H－大，所以微粒半径：H－＞Li＋，C错误；NaH与H2O反应生成氢气和NaOH，在这个反应中只有氢元素的化合价发生了变化，NaH中H元素的化合价升高做还原剂，被氧化，水中H元素的化合价降低，被还原，做氧化剂，D正确。我国科学家成功研制出活泼金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，且有良好的超导性，下列关于K3C60的组成和结构的分析，正确的是()A.K3C60中有离子键B.该物质在熔融状态下不能导电C.该物质的化学式为KC20D.1molK3C60中含有的离子数目为3×6.02×1023答案A解析A.K3C60属于离子化合物，则其中一定有离子键，A正确；B.K3C60属于离子化合物，故其在熔融状态下能导电，B错误；C.该化合物的阴离子为Ceq\o\al(3－,60)，故化学式不能写成KC20，应该是K3C60，C错误；D.1molK3C60中含有3molK＋和1molCeq\o\al(3－,60)，则含离子数目为4×6.02×1023，D错误。下列化合物的电子式书写正确的是()答案D解析每个离子均要单独写，不能合并在一起表示，A不正确；离子电荷表示法(如R2－)与化合价(如eq\o(R,\s\up6(－2)))不同，“2－”表示离子带两个单位负电荷，“－2”则表示元素化合价为－2，另外，化合价应写在元素符号的正上方，B不正确；在简单阳离子符号周围不用方括号，只用简单离子符号表示即可，C不正确。用电子式表示的下列物质的形成过程正确的是()答案D解析A项，H和Cl原子间不能形成离子键，错误；B项，F原子的电子式不能合并写，且氟化镁的电子应为，错误；C项，溴化钠的电子式为，错误；D项，Na失电子，S得电子，Na2S是离子化合物，电子式为，正确。M元素的1个原子失去2个电子转移到Y元素的2个原子中去，形成离子化合物Z。下列说法中正确的是()A.Z可表示为MY2B.Z可表示为M2YC.Z的电子式可表示为D.M形成＋1价阳离子答案A解析M的一个原子失去2个电子，转移到2个Y原子中，故离子化合物Z可表示为MY2，A正确、B错误；Z的电子式不应把2个Y－合并，C错误；M形成＋2价阳离子，D错误。下列说法中不正确的是()A.离子化合物一定含有阴离子和阳离子B.熔融状态下能导电的物质一定是离子化合物C.两种元素单质形成离子化合物的过程中一定伴有电子得失D.原子序数为12和9的原子所对应的元素可形成离子化合物答案B解析离子化合物是由阴离子和阳离子通过静电作用形成的，一定存在阴离子和阳离子，故A正确；熔融状态下导电的物质不一定是离子化合物，如金属等，故B错误；因为离子化合物由阴离子和阳离子构成，两种元素单质在形成离子化合物时，一种失去电子变成阳离子，另一种得到电子变成阴离子，故C正确；原子序数为12的元素为Mg，可形成镁离子，原子序数为9的元素为F，可形成氟离子，两者结合可形成离子化合物氟化镁，故D正确。下列关于共价键与共价化合物的叙述正确的是()①含金属元素的化合物一定不是共价化合物②共价化合物中一定只含有共价键③共价化合物中一定不含离子键④含有共价键的化合物一定是共价化合物⑤离子化合物中可能含有共价键A．②③⑤ B．②③④⑤C．②③④ D．①②③⑤答案A解析含金属元素的化合物可能是共价化合物，如氯化铝，①错误；只含有共价键的化合物是共价化合物，②正确；共价化合物中只含有共价键，一定不含离子键，③正确；离子化合物中可能含有共价键，如氢氧化钠含有离子键和共价键，⑤正确。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CO2通入水中 B．烧碱溶于水C．将HCl通入水中 D．过氧化钠溶于水答案D解析既有离子键被破坏又有共价键被破坏，说明参与反应的物质中含有离子键和共价键。二氧化碳溶于水，部分与水反应生成H2CO3，只有共价键被破坏和生成，故A错误；烧碱溶于水得到氢氧化钠溶液，氢氧化钠在水分子作用下电离出钠离子和氢氧根离子，只有离子键被破坏，故B错误；HCl通入水中得到盐酸，氯化氢在水分子作用下电离出氢离子和氯离子，只有共价键被破坏，故C错误；过氧化钠中含有离子键和共价键，与水反应生成氢氧化钠和氧气，既有离子键被破坏又有共价键被破坏，故D正确。下列关于氢键的说法不正确的是()A．HF的沸点比HCl的沸点高是由于HF分子间存在氢键B．水结冰时体积膨胀是由于水分子之间存在氢键C．NH3的稳定性很强是因为其分子间能形成氢键D．在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键答案C解析氢键是比范德华力稍强的作用力。分子间的氢键会使物质的熔、沸点升高，因此HF的沸点高是由氢键所致；水结冰时由于水分子大范围的以氢键相互联结，形成相对疏松的晶体，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀；在氨水中氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的，故A、B、D正确；NH3的稳定性取决于N—H，而不是氢键，故C不正确。下列关于电子式的书写或相关描述中，正确的是()A.NaBr的电子式为B.H2S的电子式为C.由NH3的电子式可知，每个氨气中含8个电子D.用电子式表示HCl的形成过程为答案A解析H2S为共价化合物，其电子式应为；每个NH3中含有10个电子；在用电子式表示某物质的形成过程时，一定要注意与化学方程式相区分，HCl正确的形成过程为。意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4气体分子。N4分子结构模型如图所示，下列说法正确的是()A.N4分子属于一种新型的化合物B.N4分子中只含有非极性键C.1molN4分子所含共价键数为4NAD.N4沸点比P4(白磷)高答案B解析N4是单质不是化合物，A项错误；由同种元素原子形成的共价键为非极性键，B项正确；由图可知，1molN4中含有6molN—N键，所以含有6NA个共价键，C项错误；相同条件下，气体的沸点比固体低，故沸点P4>N4，D项错误。下列过程中，共价键被破坏的是()①甲烷燃烧②溴蒸气被木炭吸附③酒精溶于水④HCl气体溶于水⑤碘升华⑥NH4Cl受热分解⑦氢氧化钠熔化⑧Na2SO4溶于水A.②④⑥ B.④⑤⑥C.①④⑧ D.①④⑥答案D解析①甲烷燃烧时破坏共价键；②溴蒸气被木炭吸附时Br2分子内共价键不被破坏；③酒精溶于水不发生电离，共价键不被破坏；④HCl溶于水电离出H＋和Cl－，HCl中共价键被破坏；⑤碘升华时破坏范德华力，I2分子内共价键不被破坏；⑥NH4Cl受热分解成NH3和HCl，既有离子键又有共价键被破坏；⑦氢氧化钠熔化时Na＋与OH－之间的离子键被破坏，OH－内共价键不被破坏；⑧Na2SO4溶于水时Na＋与SOeq\o\al(2－,4)之间的离子键被破坏，SOeq\o\al(2－,4)内共价键不被破坏；共价键被破坏的是①④⑥，即D正确。某汽车安全气囊的产气药剂主要含有Na3N、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。氮化钠(Na3N)是一种实施管制的化学品，它是科学家制备的一种重要的化合物，与水作用可产生NH3。请回答下列问题：(1)Na3N的电子式是________，该化合物是由________键形成的。(2)Na3N与盐酸反应生成________种盐，其电子式分别是___________________________________________________________。(3)Na3N与水的反应属于________(填基本反应类型)反应。(4)比较Na3N中两种粒子的半径：r(Na＋)________r(N3－)(填“＞”“＝”或“＜”)。答案(1)离子(2)2(3)复分解(4)＜解析Na3N是由Na与N结合形成的，其间的相互作用为离子键，电子式为，Na3N＋3H2O=3NaOH＋NH3↑，可知该反应属于复分解反应，当与盐酸反应时，生成NaCl、NH4Cl两种盐；Na＋与N3－的电子层排布相同，但Na＋的质子数大于N3－，可知离子半径为r(Na＋)＜r(N3－)。现有下列物质：①Cl2；②Na2O2；③NaOH；④HCl；⑤H2O2；⑥MgF2；⑦NH4Cl。(1)只由离子键构成的物质是________(填序号，下同)。(2)只由极性键构成的物质是________。(3)只由非