内容正文:
必考点04 共价键
题型一 共价键的形成与分类
例1.(2023秋·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考阶段练习)下列说法正确的是
A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的方向性
B.s轨道和p轨道重叠可以形成π键
C.共价键都具有方向性
D.C2H4与Cl2的加成反应C2H4只涉及π键断裂
例2.(2023春·天津静海·高二校考期中)所有共价键都有方向性和饱和性吗?根据成键原子轨道举出反例_______。
例3.(2023秋·全国·高二假期作业)某有机物的结构简式为,则该有机物分子中含有键和键的数目分别为
A.6、3 B.7、3 C.7、4 D.6、4
例4.(2023秋·广东广州·高二执信中学校考期中)香蕉是我们喜爱的水果之一,香蕉产于南方,到北方之前是未成熟的,但买到的却是成熟的香蕉,这是因为喷洒了催熟剂的缘故。其中乙烯就是一种常用的催熟剂,下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是
A.在乙烯分子中有一个σ键、一个π键
B.乙烯在发生加成反应时,断裂的是碳原子间的σ键
C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯,在该过程断裂的是C-H σ键
D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称
例5.(2023秋·湖南长沙·高二湖南师大附中校考阶段练习)如图是已经合成的最著名的硫-氮化合物分子的结构。下列说法不正确的是
A.该物质的分子式为
B.该物质分子中只含有极性共价键
C.该物质熔融状态时不能导电
D.1mol该物质的分子中含10mol σ键
【解题技巧提炼】
1.共价键的特征
(1)饱和性
按照共价键的共用电子对理论,一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋状态相反的电子配对成键,这就是共价键的饱和性。
(2)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。如图所示。
2.共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
共价键
题型二、共价键键参数——键能、键长与键角
例1.(2023·浙江·宁波市北仑中学高二期中)已知N—N、N=N和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90,而C—C、C=C和C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34,下列说法正确的是
A.σ键一定比π键稳定
B.N2较易发生加成反应
C.乙烯、乙炔较易发生加成反应
D.乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定
例2.(2023·山东·微山县第二中学高二阶段练习)根据下表中所列键能数据,判断下列分子中,最不稳定的分子是
化学键
H-H
H-Cl
H-I
Cl-Cl
Br-Br
键能/ kJ·mol-1
436
431
299
247
193
A.HCl B.HBr C.H2 D.Br2
例3.(2023·全国高二课时练习)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是( )
A.键角是描述分子空间结构的重要参数
B.因为键的键能小于键的键能,所以、与反应的能力逐渐减弱
C.水分子可表示为,分子中的键角为180°
D.键的键能为,即完全分解成和时,消耗的能量为
例4.(2023·全国·高二课时练习)NH3分子的空间结构是三角锥形结构而不是平面正三角形结构,最充分的理由是
A.NH3分子内3个N—H键长均相等
B.NH3分子内3个价键的键角和键长均相等
C.NH3分子内3个N—H的键长相等,键角都等于107°
D.NH3分子内3个N—H的键长相等,键角都等于120°
【解题技巧提炼】
1.键能
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。
一般来说,结构相似的分子,共价键的键能越大,分子越稳定。
利用键能计算反应热:ΔH=反应物总键能-生成物总键能
2.键角
在多原子分子中键角是一定的,能表明共价键具有方向性,因此键角影响着共价分子的空间结构。
常见分子的键角
分子的空间结构
键角
实例
正四面体形
109°28′
CH4、CCl4
平面形
120°
苯、乙烯、BF3等
三角锥形
107°
NH3
V形(角形)
105°
H2O
直线形
180°
CO2、CS2、CH≡CH
3.键长
(1)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分子的空间结构是正四面体,而CH3Cl只是四面体而不是正四面体,原因是C—H和C—Cl的键长不相等。
(2)定性判断键长的方法
①根据原子半径进行判断。在其他条件相同时,成键原子的半径越小,键长越短。
②根据共用电子对数判断。就相同的两原子形成的共价键而言,当两个原子形成双键或者三键时,由于原子轨道的重叠程度增大