2025版高一化学必修第一册 第四章 第三节 第2课时 共价键 共价化合物

第2课时共价键共价化合物课标定向目标定位认识构成物质的微粒之间存在相互作用,结合典型实例认识共价键的形成,建立化学键概念。能从化学键的角度对物质进行分类,能从物质的构成微粒即相互作用说明物质的共性、差异及其原因。知道分子存在一定的空间结构。认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质即能量变化的主要原因。(宏观辨识与微观探析)厘清重点通过书写电子式,认识共价键和共价化合物突破难点书写共价分子的电子式学习任务一:共价键与共价化合物【必备知识·导学】[引入]“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”,蜡烛的主要成分是碳氢化合物如C25H52、C28H58等,“蜡炬成灰”时生成CO2和H2O,你能用电子式分别写出C原子、H原子、O原子形成CO2和H2O的过程吗?一、共价键1.形成过程(以Cl2、HCl的形成为例):2.共价键共价键的概念原子间通过共用电子对所形成的相互作用成键粒子原子成键元素同种或不同种非金属元素(除AlCl3等)分类①极性键:共用电子对发生偏移②非极性键:共用电子对不发生偏移存在①非金属元素的多原子单质,如O2、N2等②共价化合物,如H2O、CO2等③某些离子化合物,如NaOH等[点拨]稀有气体是单原子分子,分子中无共价键。[思考]非金属单质(除稀有气体外)可能存在极性键吗?提示:非金属单质由同种元素的原子构成,同种原子吸引电子的能力相同,电子对不偏向任何一个原子,不能形成极性键,故非金属单质中不可能存在极性键。二、共价化合物1.共价化合物:以共用电子对形成分子的化合物。2.常见类别:(1)酸,如HNO3、H2SO4等。(2)非金属氢化物,如NH3、CH4等。(3)非金属氧化物,如CO2、SO2等。[思考]共价化合物中可能存在非极性键吗?提示:共价化合物中可能存在非极性键,如H2O2。三、分子结构的表示方法分子电子式结构式分子结构模型分子空间结构H2H—H直线形HClH—Cl直线形CO2O＝C＝O直线形H2OV形CH4正四面体形[总结]【判对错·通教材】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)共价键只存在于共价化合物中。(×)提示:离子化合物中也可能含有共价键,如NaOH。(2)离子化合物中只含有离子键。(×)提示:如NaOH中的OH-内O与H之间存在共价键。(3)共价化合物中一定只存在共价键,没有离子键。(√)提示:共价化合物中一定不含离子键。(4)只含有共价键的一定是共价化合物。(×)提示:Cl2、O2等共价分子只含共价键,但不是化合物。【核心要点·归纳】共价化合物及单质电子式书写的五大错因(1)漏写不参与成键的电子。如N2的电子式误写成N︙︙N,应为。(2)共用电子对数目写错。如CO2的电子式误写成,应为(3)原子结合的顺序写错。如HClO的电子式误写成,应为。(4)错误使用括号。如HCl的电子式误写成,应为。(5)混淆电子式与化学式的书写。如H2S的电子式误写成,应为。【学力诊断·测评】(1)书写电子式H2:__________O2:__________Cl2:________

N2:________HCl:________ H2O:________H2S:________ NH3:________CO2:________ CCl4:________HClO:________ H2O2:________(2)书写结构式H2O:________ NH3:________CO2:________ CH4:________(3)书写形成过程Cl2:________________________HCl:_______________________H2O:_______________________CCl4:_______________________答案:【补偿训练】1.含有下列质子数的原子之间能形成AB2型共价化合物的是()A.12和17 B.6和16C.8和11 D.3和9【解析】选B。12号是Mg元素,17号是Cl元素,二者形成的化合物MgCl2是离子化合物,不是共价化合物,A不符合题意;6号是C元素,16号是S元素,二者形成的化合物CS2是共价化合物,B符合题意;8号是O元素,11号是Na元素,二者形成的化合物Na2O是离子化合物,C不符合题意;3号是Li元素,9号是F元素,二者形成的化合物LiF是离子化合物,D不符合题意。2.下列物质中,原子的最外层电子不能全部满足8个电子的稳定结构的是()A.NaCl B.CO2 C.HCl D.N2【解析】选C。NaCl的电子式为,原子的最外层电子全部满足8个电子的稳定结构,A项不选;CO2的电子式为,原子的最外层电子全部满足8个电子的稳定结构,B项不选;HCl的电子式为,H原子的最外层为2个电子的稳定结构,C项选;N2的电子式为,原子的最外层电子全部满足8个电子的稳定结构,D项不选。3.(2023·北京东城区高一检测)下列物质中所含的化学键,只有共价键的是()A.KF B.NaNO3C.HCl D.Na2O【解析】选C。KF只含离子键,故A错误;NaNO3含离子键、共价键,故B错误;HCl只含H—Cl共价键,故C正确;Na2O只含离子键,故D错误。学习任务二:化学键与物质类别【必备知识·导学】一、化学键1.化学键:相邻的原子之间强烈的相互作用。2.形成类别(1)原子间价电子的转移——离子键。(2)原子间价电子的共用——共价键。3.化学反应的本质(1)表象:反应物中的原子重新组合为产物分子的过程。(2)本质:旧化学键断裂和新化学键形成的过程。[思考]有化学键的断裂一定是化学反应吗?有化学键形成的过程一定是化学反应吗?提示:不一定。如NaCl受热熔化断裂离子键,HCl溶于水断裂共价键,但都不是化学变化。从水溶液中结晶形成离子化合物时有离子键形成,但这个过程是物理变化。二、化学键与化合物的关系[思考]从元素原子结构特点来看,离子键和共价键形成的条件是什么?即什么样的元素原子之间容易形成离子键,什么样的元素原子之间可以形成共价键?提示:从元素原子结构特点分析,元素原子的半径越小,最外层电子数越多,则原子越容易通过得到电子的方式而达到稳定结构;元素原子的半径越大,最外层电子数越少,则原子越容易通过失去电子的方式而达到稳定结构;前者一般是非金属元素原子,后者一般是金属元素原子。一般情况下,活泼金属元素原子与活泼非金属元素原子之间容易形成离子键,而非金属元素原子之间形成的是共价键。需要注意的是这里说的是一般情况,也就是说还可能有特殊情况存在。【判对错·通教材】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)所有物质中均存在化学键。(×)提示:稀有气体分子中不含化学键。(2)含有离子键的化合物一定是离子化合物。(√)提示:含有离子键的化合物一定是离子化合物。(3)有化学键断裂的过程一定是化学变化。(×)提示:化学反应不仅要有旧化学键的断裂,还要有新化学键的形成。【核心要点·归纳】1.离子键和共价键项目离子键共价键概念带相反电荷离子之间的静电作用原子间通过共用电子对所形成的相互作用成键微粒阴、阳离子原子成键条件一般是活泼金属与活泼非金属化合时,易发生电子的得失形成离子键一般是非金属元素的原子最外层电子未达到稳定状态,相互间通过共用电子对形成共价键影响因素离子的半径越小,所带电荷数越多,离子键越强原子半径越小,共用电子对数越多,共价键越牢固2.离子化合物和共价化合物项目离子化合物共价化合物概念由离子键构成的化合物以共用电子对形成分子的化合物构成粒子阴、阳离子原子粒子间的作用离子键共价键熔、沸点较高一般较低,少部分很高(如SiO2)导电性熔融态或水溶液导电熔融态不导电,溶于水有的导电(如硫酸),有的不导电(如葡萄糖)熔化时破坏的作用力破坏离子键一般不破坏共价键,极少数破坏共价键(如SiO2)实例强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物酸、非金属的氢化物、非金属的氧化物、大多数有机物【学力诊断·测评】1.(教材习题改编)下列物质中,既含有离子键又含有非极性共价键的是()A.PH3 B.H2O2C.NH4Cl D.Na2O2【解析】选D。PH3是共价化合物,只含极性共价键,A不符合题意;H2O2是共价化合物,含有极性共价键和非极性共价键,B不符合题意;NH4Cl是离子化合物,其中铵根离子中含有极性共价键,铵根离子和氯离子之间存在离子键,C不符合题意;Na2O2是离子化合物,钠离子和过氧根离子之间存在离子键,O22-[延伸思考](1)H2O2和Na2O2中含有的共价键类型一样吗?提示:H2O2含有极性键和非极性键,Na2O2含有非极性键。(2)PH3和NH4Cl中所有原子都满足8电子稳定结构吗?提示:PH3中P满足8电子稳定结构,NH4Cl中N和Cl满足8电子稳定结构。2.(2023·宁波高一检测)下列物质中,含有极性共价键的离子化合物是()A.CaCl2 B.SiO2C.Na2CO3 D.K2O2【解析】选C。钙离子和氯离子之间存在离子键,是由阴、阳离子构成的化合物,属于离子化合物,故A错误;SiO2只存在共价键,是共价化合物,故B错误;Na2CO3中存在离子键、极性共价键,Na2CO3是由阴、阳离子构成的化合物,属于离子化合物,故C正确;K2O2中钾离子和过氧根离子之间存在离子键、过氧根离子中存在O—O非极性键,K2O2是由阴、阳离子构成的,属于离子化合物,故D错误。[方法导引]化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能”(1)“三个一定”①离子化合物中一定含离子键。②含离子键的一定是离子化合物。③共价化合物中一定不含离子键。(2)“三个可能”①离子化合物中可能含有共价键,如NaOH。②金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物,如AlCl3。③完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物,如NH4Cl。【补偿训练】1.(2023·广州顺德区高一检测)下列物质中,既有离子键又有共价键的是()A.CaCl2 B.KOHC.H2O D.CH3CH2OH【解析】选B。氯化钙中氯离子和钙离子之间只存在离子键,故A错误;KOH中钾离子和氢氧根离子之间存在离子键、O原子和H原子之间存在共价键,故B正确;水分子中O原子和H原子之间只存在共价键,故C错误;CH3CH2OH中只存在共价键,故D错误。2.关于化学键的下列叙述正确的是()①化学键只存在于分子之间②两个非金属原子间只能形成共价键③化学键是一种静电作用④化学键是相邻原子之间强烈的相互吸引⑤离子化合物可能含共价键⑥共价化合物可能含离子键⑦金属和非金属只能形成离子键A.②③④ B.②③⑤C.①⑤⑦ D.③⑤⑥【解析】选B。相邻的原子之间强烈的相互作用叫做化学键,①项错误;两个非金属原子之间只能通过共用电子对形成共价键,②项正确;③化学键是相邻原子之间的一种静电作用,既相互吸引又相互排斥,③项正确;化学键是相邻原子之间强烈的相互作用,④项错误;含有离子键的化合物是离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,如NaOH等,⑤项正确;只含有共价键的化合物为共价化合物,共价化合物中不可能含有离子键,⑥项错误;金属和非金属之间也可能形成共价键,如氯化铝等,⑦项错误。学习任务三:化学键的变化和分子间作用力【必备知识·探究】[情境]随着温度的升高,水从固态融化成液态,再蒸发成气态,最终分解成氢气和氧气,如图所示。1.“固体冰→液体水”的变化过程中,被破坏的作用力是什么?提示:氢键。2.“液体水→水蒸气”的变化过程中,被破坏的作用力是什么?提示:范德华力。3.“水蒸气→氢气和氧气”的变化过程中,被破坏的作用力是什么?提示:共价键。【核心要点·归纳】1.化学反应过程中化学键变化化学反应过程中反应物一定有旧化学键被破坏和产物中新化学键的形成。如H2+F2===2HF,化学键H—H、F—F均被破坏,形成H—F。2.离子化合物的溶解或熔化过程中化学键变化3.共价化合物的溶解或熔化过程中化学键变化(1)溶解过程(2)熔化4.单质的熔化或溶解过程中的化学键变化单质的特点化学键变化举例由分子构成的固体单质熔化或升华时只破坏分子间作用力,不破坏化学键P4的熔化,I2的升华由原子构成的单质熔化时破坏共价键金刚石或晶体硅能与水反应的某些活泼非金属单质溶于水后,分子内共价键被破坏Cl2、F2等5.分子间作用力(1)分子间作用力:把分子聚集在一起的作用力,比化学键弱得多,对物质的熔点、沸点等有影响,最初也称为范德华力。(2)分类:分为范德华力和氢键。其中范德华力比化学键弱得多;氢键不是化学键,比化学键弱,比范德华力强。(3)应用:①冰浮在水面上与冰中水分子间存在的氢键有关。②DNA的结构与生理活性与氢键的作用有关。【微点拨·拓教材】分子间作用力影响物质的物理性质1.结构和组成相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质熔、沸点越高;2.若存在分子间氢键,则沸点会反常高,如沸点:H2O>H2S。【学力诊断·测评】1.(2024·西南大学附中高一检测)下列反应过程中,同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是()A.HCl+NaOH===NaCl+H2OB.Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3C.2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2OD.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2【解析】选D。无非极性键的断裂和形成,故A错误;无非极性键的断裂和形成,故B错误;有非极性键(Cl—Cl)的断裂但无非极性键的形成,故C错误;Na2O2既有离子键又有非极性共价键,CO2中有极性共价键,Na2CO3有离子键和极性共价键,O2中有非极性共价键,故D正确。2.(2024·广州海珠区高一检测)下列变化中,不需要破坏化学键的是()A.氯化氢溶于水 B.碘单质升华C.次氯酸见光分解 D.硫酸铜溶于水【解析】选B。氯化氢溶于水时破坏共价键,故A错误;碘升华是物质状态的变化,不破坏化学键,故B正确;次氯酸见光分解破坏共价键,故C错误;硫酸铜溶于水破坏化学键,故D错误。3.下列过程中,共价键被破坏的是()①溴蒸气被木炭吸附 ②电解水③酒精溶于水 ④HBr气体溶于水⑤干冰升华 ⑥HI受热分解⑦氢氧化钠熔化 ⑧Na2SO4溶于水A.②④⑥ B.④⑤⑥C.①④⑧ D.①④⑥【解析】选A。①溴蒸气被木炭吸附,是物理变化,共价键不被破坏,故不选;②电解水生成氢气和氧气,氢氧共价键断裂,故选;③酒精溶于水,不能发生电离,共价键不被破坏,故不选;④HBr气体溶于水电离成H+和Br-,共价键被破坏,故选;⑤干冰升华,破坏分子间作用力,共价键不被破坏,故不选;⑥HI受热分解生成H2和I2,共价键被破坏,故选;⑦氢氧化钠熔化破坏离子键,故不选;⑧Na2SO4溶于水破坏离子键,故不选;综上分析,②④⑥正确。[方法导引](1)化学反应中,并不是反应物中所有的化学键都被破坏,如(NH4)2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NH4Cl,只破坏反应物中的离子键,而共价键未被破坏。(2)化学键被破坏的变化,不一定是化学变化,如金刚石的受热熔化、NaCl溶于水等,只有旧化学键的断裂而没有新化学键的形成,故不是化学变化。学情检测·素养达标1.(2023·北京丰台区高一检测)下列电子式书写不正确的是()【解析】选B。氢气中两个H原子之间以共价键结合,电子式为H··H,故A正确;NaCl为离子化合物,由钠离子和氯离子构成,电子式为Na+[··Cl······]-,故B错误;HCl是共价化合物,H和Cl之间以共价键结合,电子式为H··Cl······,2.(2023·承德高一检测)下列化学用语表述错误的是()A.HClO的电子式:HB.中子数为10的氧原子:C.用电子式表示HCl的形成过程:H++·Cl······→HD.用电子式表示K2S的形成过程:【解析】选C。根据共价键的饱和性,氢原子可以形成一个共价键,氯原子可以形成一个共价键,氧原子可以形成两个共价键,可以写出电子式为H··O······Cl······,故A正确;中子数为10的氧原子,根据A=Z+N=8+10=18,结合原子的表示方法书写为

818O,故B正确;HCl是共价化合物,H、Cl原子间共用1对电子对,用电子式表示形成过程为H×+·Cl······→H×3.(2023·北京昌平区高一检测)下列物质中,含有共价键的是()A.MgCl2 B.HCl C.NaCl D.CaO【解析】选B。MgCl2中只含有镁离子与氯离子形成的离子键,故A错误;HCl中含有H—Cl共价键,故B正确;NaCl中钠离子和氯离子之间只存在离子键,不存在共价键,故C错误;CaO中钙离子和氧离子之间只存在离子键,不存在共价键,故D错误。4.(2023·拉萨高一检测)下列物质溶于水,仅破坏共价键的是()A.乙醇溶于水 B.NaCl溶于水C.O2溶于水 D.HCl溶于水【解析】选D。乙醇溶于水是分子扩散,无共价键的破坏,故A错误;NaCl溶于水生成钠离子和氯离子,破坏的是离子键,故B错误;O2溶于水是分子扩散,无共价键的破坏,故C错误;HCl溶于水氯化氢分子在水分子作用下发生电离生成氢离子和氯离子,仅破坏共价键,故D正确。【补偿训练】1.(2023·郑州高一检测)下列物质中,只含共价键的是()A.Ca(OH)2 B.BaCl2C.Na2O D.H2O【解析】选D。Ca(OH)2中钙离子和氢氧根离子之间存在离子键、氢氧根离子中存在O—H共价键,故A错误;BaCl2中钡离子和氯离子之间只存在离子键,故B错误;Na2O中钠离子和氧离子之间只存在离子键,故C错误;H2O中只存在O—H共价键,故D正确。2.现有以下物质:①N2②KBr③MgCl2④H2O⑤CaF2⑥K2O2⑦NaOH⑧CO2(1)既含有共价键又含有离子键的化合物是__________(填序号,下同);属于共价化合物的是_________