2.1共价键-高二化学教学讲义（人教版2019选择性必修2）（原卷版）

第一节共价键知识解读·必须会知识解读·必须会知识点一共价键1.化学键（1）化学键的定义相邻的原子（或离子）之间强烈的相互作用。（2）化学键的类型共价键、离子键、金属键。（3）化学键的存在范围化学键只存在于相邻的原子或离子之间。分子间丕存在化学键。2.共价键（1）共价键的含义从共用电子对理论来说，原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫作共价键。①成键粒子：非金属原子间或非金属与不活泼金属原子间成键（成键原子的电负性差值较小）（成键条件）。②成键后原子最外层上电子不一定达到饱和状态。（2）共价键的本质（成键原因）①成键原子相互靠近，自旋相反的两个电子形成共用电子对（发生电子云重叠），且各原子最外层电子数一般能达到饱和（通常为8电子稳定结构），由不稳定变稳定；②两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态；③原子通过共用电子对形成共价键后，体系总能量降低。（3）共价键的特征①共价键的饱和性一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。显然，共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。=2\*GB3②共价键的方向性：除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。知识点二σ键合π键1.σ键（1）概念：σ键是两原子在成键时原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。（2）σ键的类型示意图ss型sp型pp型2.π键（1）概念：π键形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫作π键。（2）π键的类型示意图3.σ键和π键的存在规律共价键类型σ键π键原子轨道重叠方式沿键轴方向相对重叠沿键轴方向平行重叠对称方式头碰头肩并肩能否旋转可以旋转不可旋转电子云重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼成键规律共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。知识点三共价键的键参数——键能、键长、键角1.键能（1）概念：气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，通常是298.15K、101kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1。（2）应用=1\*GB3①判断共价键的稳定性原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，释放能量越多，所形成的共价键键能越大，共价键越稳定。=2\*GB3②判断分子的稳定性一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越稳定。=3\*GB3③利用键能计算反应热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。2.键长（1）定义：构成化学键的两个原子的核间距叫作该化学键的键长。（2）键长与键的稳定性的关系：键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。（3）键长与分子空间结构的关系：键长是影响分子空间结构的因素之一。如CH4分子的空间结构为正四面体形，而CH3Cl分子的空间结构只是四面体形而不是正四面体形，原因是C—H键和C—Cl键的键长不相等。3.键角（1）定义：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。①键角反映了分子的空间结构。②多原子分子（原子数大于2）的键角为确定值，表明了共价键具有方向性。（2）常见分子的键角结构式分子式键角分子的空间结构eq\s\do4(H)o\ac(\s\up6(C),\s\up18(|),\s\up28(H),\s\do7(|),\s\do22(H))＼\s\do4(H)CH4109°28′正四面体形eqo\ac(\s\up14(H),\s\do14(H))eq\a(＼,／)C=C\a(／,＼)eqo\al(\s\up14(H),\s\do14(H))C2H4120°平面形eq\s\do4(H)o\ac(\s\up4(N),\s\do7(|),\s\do22(H))＼\s\do4(H)NH3107°三角锥形eqo\ac(\s\up14(),\s\do14(H))eq\a(,／)O\a(,＼)eqo\ac(\s\up14(),\s\do14(H))H2O105°V形(角形)O=C=OCO2180°直线形【归纳】键参数对物质性质的影响热点题型·学解题热点题型·学解题【例1】下列关于共价键的说法正确的是()A.共价键只存在于共价化合物中B.只含有共价键的物质一定是共价化合物C.非金属元素的原子只能通过共价键形成共价分子D.离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键【变式11】(双选)下列有关共价键的叙述不正确的是()A.某原子跟其他原子形成共价键时,其共价键数一定等于该元素原子的价层电子数B.水分子内氧原子结合的电子数已经达到饱和,故不能再结合其他粒子C.只由非金属元素形成的化合物也可能是离子化合物D.所有简单离子的核电荷数与其核外电子数一定不相等【例2】共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，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的轨道的方向性决定的C.共价键的饱和性决定了分子内部的原子的数量关系D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关【变式21】下列说法中不正确的是()A．双键、叁键都有π键B．成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固C．因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定D．所有原子轨道在空间都有自己的方向性【例3】下列说法正确的是(）A．σ键强度小，容易断裂，而π键强度较大，不易断裂.B．共价键都具有方向性C．π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键为使重叠程度最大化，要首先形成一个σ键，然后再形成π键头碰头”重叠形成的是σ键【变式31】下列说法正确的是()A.Cl2是双原子分子,H2S是三原子分子,这是由共价键的方向性决定的B.H2O与H2S的空间结构相似,这是由共价键的饱和性决定的C.并非所有的共价键都有方向性D.两原子轨道发生重叠后,电子在两核间出现的概率减小【例4】下列有关σ键和π键的说法错误的是()A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键D.在分子中,化学键可能只有π键而没有σ键【变式41】下列关于σ键和π键的理解不正确的是()A．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转B．H2分子中的σ键是ssσ键，HClO分子中的σ键都是pp

σ键C．C2H4分子和N2H4中都是含有5个σ键D．σ键以“头碰头”方式重叠，π键以“肩并肩”方式重叠【例5】下列分子中,只有σ键没有π键的是()A.CH4 B.N2C.CH2CH2 D.CH≡CH【变式51】具有下列电子排布式的原子中,不能形成π键的是 ()A.1s22s22p63s23p4 B.1s22s22p3C.1s22s22p63s1 D.1s22s22p2【例6】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3p轨道【变式61】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【例7】下列叙述中正确的是(

)A．两个原子间形成的共价键键能越大,键长越短,键越牢固B．两个原子半径之和就是所形成的共价键键长C．两个原子间键长越长,键越牢固D．键的强度与键长无关【变式71】关于键长、键能和键角，下列说法错误的是A．键角是描述分子立体结构的重要参数B．键长是形成共价键的两原子间的核间距C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关【例8】下列事实不能用键能的大小来解释的是()A．氮元素的电负性较大，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．HF比H2O稳定【变式81】下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据：O—O键Oeq\o\al(2－,2)Oeq\o\al(－,2)O2Oeq\o\al(＋,2)键长/(10－12m)149128121112键能/(kJ·mol－1)xya＝494b＝628其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律性是()A．成键时，电子数越多，键能越大B．键长越短，键能越大C．成键所用的电子数越少，键能越小D．成键时电子对越偏移，键能越大【例9】根据键的成键特征，可判断出C=C键的键能与CC键的键能的大小关系为（）A．C=C键的键能等于CC键键能的两倍B．C=C键的键能大于CC键键能的两倍C．C=C键的键能小于CC键键能的两倍D．无法确定【变式91】从实验测得不同物质中O—O之间的键长和键能数据(如下表)。其中X、Y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律性是()O—O键数据O22O2O2O2+键长/10－12m149128121112键能/kJ·mol－1XYZ＝494W＝628A．电子数越多，键能越大B．键长越长，键能越小C．成键所用的电子数越少，键能越大D．成键时电子对越偏移，键能越大【例10】下列有关键角与分子空间构型的说法不正确的是()A．键角为180°的分子，空间构型是直线形B．键角为120°的分子，空间构型是平面三角形C．键角为109.5°的分子，空间构型是正四面体形D．键角为90°～109.5°之间的分子，空间构型可能是V形【变式101】三氯化磷分子的空间结构不是平面正三角形，其理由叙述中正确的是()A．PCl3分子中3个共价键的键角均相等B．PCl3分子中P—Cl属于极性共价键C．PCl3分子中3个共价键的键长均相等D．PCl3分子中P—Cl的3个键角都是100.1°课后提升·练到位课后提升·练到位1．原子轨道在两核间以“肩并肩”方式重叠的键是A．σ键 B．π键 C．氢键 D．离子键2．下列相互作用不属于化学键的是（）A．分子间相互作用B．离子键C．共价键 D．金属键3．下列物质中，含有非极性共价键的是（）A．H2O2 B．CO2 C．NaOH D．H2S4.下列物质在熔融状态下能够导电的是()A.NaCl B.SiO2 C.Cl2 D.HCl5．下列说法正确的是()A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力B．NH4NO3晶体中含共价键，是共价化合物C．H2O2、N2H4分子中只含有极性共价键D．某化合物熔融状态能导电，可以证明该化合物内一定存在离子键6．下列说法不正确的是()A．π键是原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠而形成的B．2个原子形成的多重共价键中，只能有一个是σ键，而π键可以是一个或多个C．s电子与s电子间形成的键是σ键，p电子与p电子间形成的键是π键D．共价键一定有原子轨道的重叠7．下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是ABCDH2HClCl2ClF两个氢原子的s轨道重叠氢原子的s轨道和氯原子的p轨道重叠一个氯原子的s轨道和另一个氯原子的p轨道重叠氯原子的p轨道和氟原子的p轨道重叠8．下列分子既不存在spσ键,也不存在ppπ键的是 ()A.HCl B.HF C.CO2 D.SCl29．有关CH2=CH—C≡N分子中所含化学键数目的说法正确的是()A．3个σ键，3个π键 B．4个σ键，3个π键C．6个σ键，2个π键 D．6个σ键，3个π键10．法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，结构简式如图，下列说法错误的是（）A．该分子中键与键之比为7:2B．该分子中F原子的最高能层符号为LC．该分子中键的键能大于键的键能D．该分子中N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为11．下列说法不正确的是（）A．双键、叁键都含有π键B．成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固C．因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定D．每一个原子轨道在空间都具有自己的方向性12．设阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是（）A．1mol中含有的键数为B．2.8gCO和的混合物中含有的质子数为C．1mol苯乙烯中碳碳双键的数目为D．0.5mol乙酸乙酯在酸性条件下水解，生成乙醇的分子数为13．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是：A．键角的大小与键长、键能的大小无关B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角是描述分子立体结构的重要参数14．已知H—H的键能为436kJ·mol－1，O=O的键能为497.3kJ·mol－1，Cl—Cl的键能为242.7kJ·mol－1，N≡N的键能为946kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是()A．N—N的键能为eq\f(1,3)×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－1B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的D．氮气分子比氯气分子稳定15．化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。化学键的键能是形成化学键时释放的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P：198；P—O：360；O=O：498。反应P4(白磷)＋3O2=P4O6的反应热ΔH为()A．－1638kJ·mol－1B．＋1638kJ·mol－1C．－126kJ·mol－1D．＋126kJ·mol－116．下列说法正确的是()①S8分子中S原子采用的杂化轨道类型为sp3②C2H4分子中只有以s轨道与sp2杂化轨道“头碰头”方式重叠而成的σ键③SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角<120°④H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大A．①② B．③④C．①②③ D．①③④17．有以下物质：①HF②Cl2③H2O④N2⑤C2H4⑥C2H6⑦H2⑧H2O2⑨HCN⑩HClO（1）只有σ键的是________________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是________。（2）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是___________。（3）含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。（4）含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。18.（1）判断1mol下列含碳化合物中σ键的数目。①CO2;②乙醛;

③CH3COOH;④CO(NH2)2。

(2)已知CO和CN与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为。HCN分子中σ键与π键