高中化学 第1章 物质结构元素周期律 第三节 第2课时 共价键学案 新人教版必修2-新人教版高二必修2化学学案

第2课时共价键1．理解共价键的含义。2．能用电子式表示共价化合物的形成过程。3．了解化学键的含义，并从化学键角度理解化学反应的实质。4．了解分子间作用力和氢键的形成原因及对物质熔、沸点的影响。一、共价键及其表示方法1．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)成键粒子：原子。(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。(4)分类eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(共价键)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(极性键)——不同种元素原子间成键→共用电,子对发生偏移,\a\vs4\al(非极性键)——同种元素原子间成键→共用电,子对不发生偏移))))(5)存在①非金属元素的多原子单质，如O2、N2、O3等。②共价化合物，如H2O、CO2等。③某些离子化合物，如NaOH、NH4Cl等。2．共价化合物以共用电子对形成的化合物，叫做共价化合物。3．共价键表示方法(1)用电子式表示共价型分子如：H2:HH、N2NN、H2S:、CO2:、CH4。(2)用电子式表示共价分子形成过程(3)用结构式表示在化学上，常用一根短线“—”表示一对共用电子，这样的式子叫结构式。书写时，未成键的电子对应略去。如：HCl：H—Cl、N2：_______、CO2：O=C=O、CH4：___________。二、化学键1．概念：使离子相结合或原子相结合的作用力通称化学键。2．分类与成因化学键eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(离子键——原子间电子的得失,共价键——原子间电子对的共用))3．化学反应本质物质发生化学反应的本质是旧化学键断裂与新化学键形成的过程。三、分子间作用力和氢键1．分子间作用力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。分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。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，物质的熔点、沸点也越高。2．氢键在H2O、NH3、HF等分子之间存在着一种比一般分子间作用力稍强的相互作用，这种作用叫做氢键。氢键的存在会使物质的熔点和沸点升高。固态水(冰)中水分子间存在氢键，造成了分子之间有空隙，密度减小。1．(2018·商丘市第一高级中学段测)下列关于化学键的说法正确的是()A．只存在于分子之间B．相邻原子间强烈的相互作用C．只存在于离子之间D．相邻分子间的相互作用解析：化学键是指相邻原子间强烈的相互作用；化学键既可存在于相邻的原子之间，也可存在于相邻的离子之间，A错误；相邻原子间强烈的相互作用，既包含原子核与电子之间的吸引力、原子核之间的排斥力，也包含电子间的排斥力等，B正确；化学键既可存在于相邻的原子之间，也可存在于相邻的离子之间，C错误；化学键存在于分子内原子间的相互作用，D错误。答案：B2．下列电子式书写正确的是()解析：A项应为；B项应为；C项正确；D项应为。答案：C3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)非金属元素之间一定形成共价键。()(2)共价键只存在于共价化合物中。()(3)氢键是一种比较弱的化学键。()(4)有些物质中不存在化学键。()(5)非极性键只存在于双原子单质分子里。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×化学键与化合物1．离子键与共价键离子键共价键概念带相反电荷的离子之间的相互作用原子间通过共用电子对所形成的相互作用成键方式通过得失电子达到稳定结构通过形成共用电子对达到稳定结构成键粒子阴、阳离子原子形成条件活泼金属元素与活泼非金属元素化合同种或不同种非金属元素化合存在离子化合物中绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中2.离子化合物与共价化合物离子化合物共价化合物概念含有离子键的化合物只含有共价键的化合物构成粒子阴、阳离子分子或原子粒子间的作用离子键原子之间存在共价键熔沸点较高一般较低，可部分较高(如SiO2)导电性熔融状态或水溶液导电熔融时，不导电；溶于水时，有的导电(如HCl)，有的不导电(如酒精)熔化时破坏的作用力一定破坏离子键一般不破坏共价键实例强碱、大多数盐，活泼金属氧化物酸、非金属的氢化物、非金属氧化物，绝大多数有机物下列叙述正确的是()A．含有共价键的化合物一定是共价化合物B．气态单质分子中一定存在共价键C．共价化合物中一定存在共价键D．离子化合物中只含有离子键【解析】A项NH4Cl为含有共价键的离子化合物，错误；B项稀有气体单质为单原子分子，分子中不含有共价键，错误；C项正确；D项NaOH为离子化合物，其中存在共价键，错误。【答案】C下列说法正确的是()A．P4和CO2都是共价化合物B．CCl4和NH3分子中都含有极性键C．CaO和SiO2都是离子化合物D．NaOH是离子化合物，只含有离子键解析：P4和CO2分子中都含有共价键，但P4是磷的单质，A项错误；CCl4、NH3分子中都含有极性键，B项正确；CaO是离子化合物，SiO2是共价化合物，C项错误；NaOH中既含有离子键，又含有共价键，D项错误。答案：B物质变化过程中化学键的变化1．化学反应过程中一定有反应物中的化学键被破坏，生成物中新化学键形成。如：2H2O=2H2＋O2中H—O被破坏，形成H—H键、O=O键。2．离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物eq\o(→,\s\up12(溶解或熔化))电离eq\o(→,\s\up12(离子键被破坏))阴、阳离子3．共价化合物溶解或熔化过程(1)溶解过程能与水反应的共价化合物eq\o(→,\s\up12(如SO3、CO2))共价键被破坏属于共价化合物的电解质eq\o(→,\s\up12(如HCl、CH3COOH))共价键断裂生成阴、阳离子部分非电解质eq\o(→,\s\up12(如蔗糖、酒精))共价键不被破坏(2)熔化过程由分子构成的共价化合物eq\o(→,\s\up12(如CO2))共价键不破坏，破坏分子间作用力由原子构成的共价化合物eq\o(→,\s\up12(如SiO2))破坏共价键4．单质的熔化或溶解过程(1)由分子构成的固体单质，如I2的升华，硫的熔化只破坏分子间作用力，而不破坏共价键。(2)由原子构成的单质，如金刚石、晶体硅，熔化时破坏共价键。(3)对于某些活泼的非金属单质，溶于水后能与水反应，其分子内共价键被破坏，如：Cl2、F2等。(2018·辽宁六校协作体期中)从化学键的角度看化学反应的实质是“旧化学键的断裂，新化学键的形成”，下列既有旧化学键的断裂，又有新化学键的形成的变化是()A．酒精溶解于水B．白磷熔化C．氯化钠受热熔化D．碳酸氢铵受热产生刺激性气味气体【解析】酒精溶于水没有发生化学反应，所以没有旧化学键的断裂和新化学键的形成，A错误；白磷熔化是物理变化，只是物质的状态发生了变化，没有发生化学反应，所以没有旧化学键的断裂和新化学键的形成，B错误；氯化钠受热熔化是物理变化，只是物质的状态发生了变化，没有发生化学反应，C错误；碳酸氢铵受热分解发生了化学变化，所以既有旧化学键断裂，又有新化学键形成，D正确。【答案】D(2018·天津市第一中学期中)下列反应过程中，同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成的是()A．NH4Cleq\o(=,\s\up12(△))NH3↑＋HCl↑B．NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3C．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑D．2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O解析：A项反应中有离子键的断裂但没有离子键的形成，错误；B项反应中没有离子键的断裂但有离子键的形成，错误；C项反应中同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成，正确；D项反应中没有非极性共价键的形成，错误。答案：C化学键、分子间作用力和氢键的比较化学键分子间作用力氢键存在范围相邻原子(离子)之间分子之间某些含强极性键的氢化物分子之间(如HF、H2O、NH3等)作用力比较强很弱比化学键弱得多，比分子间作用力稍强影响范围物质的物理性质及化学性质物质的物理性质物质的物理性质对物质性质的影响①离子键：成键离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子化合物的熔沸点越高；②共价键：原子半径越小，共用电子对越多，共价键越强，单质或化合物越稳定组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高分子间存在氢键的物质，其熔、沸点升高，在水中溶解度增大，如熔沸点：H2O>H2S，HF>HCl已知：CH4SiH4NH3PH3沸点(K)101.7161.2239.7185.4分解温度(K)8737731073713.2分析表中四种物质的相关数据，请回答：(1)CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，沸点高低的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，分解温度高低的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。(3)结合上述数据的规律判断，一定压强下HF和HCl的混合气体降温时________先液化。【解析】(1)CH4、SiH4、NH3、PH3是共价化合物，其分子间存在分子间作用力，故它们的沸点与分子间作用力有关，结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大、沸点越高；当分子间存在氢键时，物质的沸点反常的高。(2)物质分解时，发生了化学变化，就得破坏化学键，化学键越强，分解时需要的能量越高，所需温度越高。(3)HF间存在氢键，沸点高于HCl，降温时HF先液化。【答案】(1)结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此SiH4的沸点高于CH4。NH3分子间存在氢键作用，因此NH3的沸点高于PH3(2)碳的原子半径小于硅的原子半径，形成的C—H键比Si—H键强，因此CH4分解的温度高于SiH4，同理N原子半径比P原子半径小，形成N—H键比P—H键强，因此NH3分解的温度高于PH3(3)HF(2018·重庆市第一中学期中)下列说法中正确的是()A．NaHSO4在熔融状态下电离与在水中电离时，破坏的化学键完全相同B．H2O比H2S分子稳定，是因为H2O分子间能形成氢键C．NaCl和HCl气化时，克服的作用力不相同，故沸点不同D．碘沸点低、易升华，是因为分子中的I—I键能较小解析：NaHSO4是强酸强碱酸式盐，属强电解质，完全电离，在熔融状态下只破坏了离子键，而在水中破坏了离子键和共价键，A错误；氢键影响的是物质的物理性质，分子的稳定性和化学键有关系，B错误；NaCl是离子化合物含有离子键，HCl是共价化合物含有共价键，气化时，克服的作用力不相同，C正确；碘升华克服的是分子间作用力，与化学键无关，故D错误。答案：C1.(2018·重庆市第一中学期中)下列有关电子式的书写正确的是()解析：氮原子最外层有5个电子，要达到稳定结构得形成三对共用电子对，即N⋮⋮N，A错误；氯化铵是离子化合物，由铵根离子与氯离子构成，其电子式应为，B错误；氯原子最外层7个电子成1个共价键、氧原子的最外层6个电子，成2个共价键，电子式为Heq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))，C正确；二氧化碳分子中各原子最外层电子数应满足8电子稳定结构，电子式为，D错误。答案：C2．下列叙述正确的是()A．非金属原子间以共价键结合的物质都是共价化合物B．含有共价键的化合物都是共价化合物C．所有的物质均含有化学键D．凡是含有离子键的化合物都是离子化合物解析：非金属原子间以共价键结合的物质，可能为单质，如H2、O2中存在共价键，A项错误；有些离子化合物也含有共价键，如NaOH、Na2O2中均含有共价键，B项错误；不是所有物质中均含化学键，如稀有气体，由单原子分子组成，只含有分子间作用力，不含共价键，C项错误；只有D项正确。答案：D3．下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是()A．BF3 B．NO2C．SiCl4 D．PCl5解析：若分子中某元素化合价绝对值与其原子最外层电子数之和等于8，则该元素的原子最外层满足8电子稳定结构，否则将不满足。BF3中B：|＋3|＋3＝6，B原子最外层不满足8e－稳定结构，A错；NO2中N：|＋4|＋5＝9，N原子最外层不满足8e－稳定结构，B错；SiCl4中Si：|＋4|＋4＝8，Cl：|－1|＋7＝8，Si、Cl原子最外层均满足8e－稳定结构，C正确；PCl5中P：|＋5|＋5＝10，P原子最外层不满足8e－稳定结构，D错。答案：C4．(2018·湖南师大附中期中)下列过程中，共价键被破坏的是()A．碘升华 B．冰融化成水C．葡萄糖溶于水 D．HCl气体溶于水解析：碘升华克服的是分子间作用力，共价键没有被破坏，A错误；冰融化克服的是分子间作用力以及氢键，共价键没有被破坏，B错误；葡萄糖溶于水，不发生电离，克服的是分子间作用力，共价键没有被破坏，C错误；HCl气体溶于水，HCl发生了电离，共价键被破坏，D正确。答案：D5．(2018·静海县第一中学调研)关于化学键类型的辨析题组有以下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________。极性键与非极性键的判断方法___________________________。解析：(1)稀有气体是单原子分子，不含化学键，不存在化学键的是①Ne。(2)HCl、AlCl3是不同原子形成的共价键，所以只存在极性共价键的是②HCl、⑨AlCl3。(3)P4是同种原子形成的非极性共价键，所以只存在非极性共价键的是③P4。(4)H2O2中H—O是极性共价键、O—O是非极性共价键，所以既存在非极性共价键又存在极性共价键的是④H2O2。(5)Na2S只存在钠离子和硫离子形成的离子键，只存在离子键的是⑤Na2S。(6)NaOH中钠离子和氢氧根离子形成离子键、H—O是共价键，Na2O2中钠离子和过氧根离子形成离子键、O—O是共价键，NH4Cl中铵根离子和氯离子形成离子键、N—H是共价键，既存在离子键又存在共价键的是⑥NaOH、⑦Na2O2、⑧NH4Cl。极性键与非极性键的判断方法：同种非金属原子之间形成非极性共价键、不同种非金属原子之间形成极性共价键。答案：(1)①(2)②⑨(3)③(4)④(5)⑤(6)⑥⑦⑧同种非金属原子之间形成非极性共价键、不同种非金属原子之间形成极性共价键1．(2018·临汾第一中学月考)下列物质中，含有极性共价键的是()A．水 B．氯化镁C．过氧化钠 D．单质碘解析：水为共价化合物，只含H—O极性共价键，A正确；氯化镁为离子化合物，只含离子键，B错误；过氧化钠为离子化合物，存在离子键和非极性键，C错误；单质碘中只含I—I非极性共价键，D错误。答案：A2．氧可与许多元素形成化合物，下列有关叙述错误的是()A．水分子的结构式为B．氧与氟形成的化合物OF2中，氧元素的化合价为－2价C．Na2O2的电子式为D．在MgO晶体中，O2－的结构示意图可表示为解析：水中的H、O原子不在同一条直线上(呈V形)，A正确；OF2中F显－1价(无正价)所以O显＋2价，B错；C、D均正确。答案：B3．下列各组化合物中，化学键类型完全相同的是()A．CaCl2和Na2S B．Na2O和Na2O2C．CO2和CaO D．HCl和NaOH解析：A项CaCl2与Na2S两化合物中均只存在离子键；B项Na2O只存在离子键，Na2O2中存在离子键、共价键；C项CO2中只存在共价键，CaO中只存在离子键；D项HCl中只存在共价键，NaOH中存在离子键及共价键，故选A项。答案：A4．(2018·陆川县中学月考)下列各组物质中，都是共价化合物的是()A．H2S和Na2O2 B．H2O2和CaF2C．NH3和N2 D．HNO3和HClO3解析：A项H2S为共价化合物，Na2O2为离子化合物；B项H2O2为共价化合物，CaF2为离子化合物；C项NH3为共价化合物，N2为单质；D项HNO3、HClO3二者均为共价化合物，故选D项。答案：D5．现有如下说法：①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合②金属和非金属化合时形成离子键③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引④根据电离方程式：H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，可判断H2SO4分子里存在离子键⑤熔融的氧化铝能导电，说明氧化铝是离子化合物()A．①②⑤正确 B．仅①正确C．仅⑤正确 D．都不正确解析：水中存在分子内的H、O之间的共价键，也存在分子间的H、O之间的氢键作用，氢键不是化学键，①错；AlCl3中形成的是共价键，②错；离子键是阴、阳离子间的相互作用，包括吸引力和排斥力，③错；H2SO4分子中只存在共价键为共价化合物，④错；熔融状态下是否导电是判断共价化合物和离子化合物的依据，能导电的是离子化合物，不导电的是共价化合物，⑤正确。答案：C6．(2018·重庆市巴蜀中学期中)下列变化过程中，原物质内仅有共价键被破坏，同时有离子键形成的是()A．盐酸和NaOH溶液反应B．氯化氢溶于水C．稀硫酸与BaCl2溶液反应D．氯化氢与氨气反应生成NH4Cl固体解析：盐酸与氢氧化钠溶液反应时只有共价键的生成，A错误；氯化氢溶于水只有共价键的断裂，B错误；BaCl2与稀硫酸反应还有离子键的破坏，C错误；氯化氢与氨气反应生成氯化铵固体时，破坏了氯化氢中的共价键，同时生成了铵根和氯离子之间的离子键，D正确。答案：D7．(2018·大庆中学期中)用序号按要求回答下列问题：(1)下列各种物质：①H2O②NH3③KOH④Na2O2⑤MgCl2⑥Ne，不存在化学键的是________；只存在离子键的是________；属于共价化合物的是________；含非极性键的离子化合物是________。(2)下列变化过程：①碘的升华②NaCl固体溶于水③O2溶于水④HCl气体溶于水⑤烧碱熔化⑥氯化铵受热分解，化学键没有被破坏的是________；仅破坏离子键的是________；仅破坏共价键的是________。解析：(1)稀有气体元素的最外层已经满足8电子稳定结构，所以形成的单质中不存在化学键，⑥正确；水分子中含有极性键，氨气分子中含有极性键，KOH中含有离子键和极性键，过氧化钠中含有离子键和非极性键，氯化镁中含有离子键，所以只存在离子键的是氯化镁，⑤正确；全部由共价键形成的化合物是共价化合物，则属于共价化合物的是水和氨气，①②正确；含非极性键的离子化合物是过氧化钠，④正确。(2)①碘的升华是物理变化，化学键不变；②NaCl固体溶于水电离出阴阳离子，离子键被破坏；③O2溶于水是物理变化，化学键不变；④HCl气体溶于水电离出阴阳离子，共价键被破坏；⑤烧碱熔化电离出阴阳离子，离子键被破坏；⑥氯化铵受热分解发生化学变化，生成氨气和氯化氢，离子键和共价键均被破坏。答案：(1)⑥⑤①②④(2)①③②⑤④8．已知五种元素的原子序数大小顺序为C>A>B>D>E，A、C同周期，B、C同主族，A与B形成离子化合物A2B中所有离子的电子数相同，其电子总数为30，D和E可形成4核10电子的分子。试回答下列问题：(1)写出五种元素的元素符号：A_______，B_______，C_____，D_______，E_______。(2)用电子式表示化合物A2C的形成过程_______________________________________________。(3)写出下列物质的电子式：①D元素形成的单质____________；②E与B形成的化合物____________；③A、B、E形成的化合物____________；④D与E形成的共价化合物____________。解析：(1)因为A2B中所有离子的电子数相同，且电子总数为30，可推知：A为Na，B为O。D和E形成4核10电子的分子为NH3，可知D为N，E为H。C与A同周期与B同主族，故C为S。(2)A2C化合物为Na2S，可用电子式表示离子化合物的形成过程。(3)D元素的单质为N2，H与O形成的化合物有H2O和H2O2；A、B、E形成化合物NaOH；D与E形成共价化合物为NH3。答案：(1)NaOSNH(2)Naeq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))Na→1．离子键、共价键、金属键、分子间作用力都是微粒之间的不同作用力，下列物质：①Na2O2②SiO2③氦气④金刚石⑤NH4Cl⑥白磷，含有上述任意两种作用力的是()A．①②④ B．①③⑥C．①⑤⑥ D．③④⑤解析：①中含有离子键、共价键，②④中只含有共价键，⑤中含有共价键、离子键，③中只存在分子间作用力，⑥白磷中含有共价键及分子间作用力，故选C项。答案：C2．下列说法正确的是()A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂B．卤化物CX4中，从F到I，分子间作用力逐渐增大，它们的熔、沸点也逐渐升高C．由于H—O键比H—S键牢固，所以水的熔、沸点比H2S高D．在由分子所构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定解析：A项冰融化是物理变化，H—O键未发生断裂，错误；B项CF4、CCl4、CBr4、CI4相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，其熔、沸点逐渐升高，正确；C项由于H2O分子间可形成氢键，故H2O比H2S熔、沸点高，错误；D项物质稳定性由分子中化学键决定的，故错误。答案：B3．某元素原子最外层只有1个电子，它与卤素相结合时，所形成的化学键()A．一定是共价键B．一定是离子键C．可能是共价键，也可能是离子键D．既含离子键又含共价键解析：若其为H，则与第ⅦA族相结合时形成共价键，若其为碱金属，则其与第ⅦA族相结合时形成离子键，选C项。答案：C4．(2018·静海县第一中学调研)下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