主题8 第1讲 化学键(Word教师用书)-【新高考方案】2025年高考化学一轮总复习（西部开发版）

　主题分层教学课时安排 基础落实 第一讲 化学键 第二讲 分子的空间结构 第三讲 分子的性质　配合物与超分子 第四讲 物质的聚集状态　常见晶体类型及性质 综合应用 第五讲 晶胞结构分析及相关计算 第六讲 物质结构原因类简答题的答题规范 第一讲　化学键(基础落实课) |内|容|与|目|标|　 1．了解化学键的分类及存在的物质类别。 2．了解共价键的本质、特征、分类和键参数。 3．了解键参数的应用。 4．掌握电子式的书写。 5．了解化合物的类型及含有的化学键。 逐点清(一)　化学键与电子式 [再认再现·旧知新学] (一)化学键的分类与比较 1．分类 2．比较 项目 离子键 共价键 非极性键 极性键 成键粒子 阴、阳离子 原子 成键实质 阴、阳离子间的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子 形成条件 非金属性强的元素与金属性强的元素经得失电子，形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键 存在 离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2等 非金属单质如H2、Cl2等；某些共价化合物如H2O2或离子化合物如Na2O2 共价化合物如HCl、CH4或离子化合物如NaOH (二)化学键与物质类别的关系 1．离子化合物与共价化合物 化合物类型 定义 与物质分类的关系 举例 离子化合物 含有离子键的化合物 包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物 NaOH、NaCl、NH4Cl、Na2O2、Na2O等 共价化合物 只含有共价键的化合物 包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等 H2SO4、NH3·H2O、AlCl3、H2S、SO2、CH3COOH等 2.化学键与物质类别的关系 (1)两个不同非金属元素原子构成的物质一定是共价化合物，如HCl；多个非金属元素原子可构成离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。 (2)离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏；共价化合物在液态下不电离，所以熔化时导电的化合物一定是离子化合物。 (3)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。 (4)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子构成，如H2O2、C2H4等。 (5)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。 (三)电子式与结构式的书写 1．电子式 电子式 在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子 形成过程 离子化合物 左边是原子的电子式，相同原子的电子式可以合并，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接 共价化合物 左边是原子的电子式，相同原子的电子式可合并，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接 2．电子式的书写 (1)常见物质电子式的书写 ①原子：Na：Na·，Cl：。 ②简单离子：Na＋：Na＋，F－：。 ③复杂离子：NH：，OH－：。 ④离子化合物：MgCl2：， Na2O：， Na2O2：。 ⑤非金属单质及共价化合物：N2：N⋮⋮N， H2O：，H2O2：。 (2)用电子式表示化合物的形成过程 ①离子化合物 如NaCl：。 ②共价化合物 如HCl：。 3．结构式 用元素符号和短线表示化合物(或单质)分子中原子的排列和结合方式的式子。结构式用—、===、分别表示1、2、3对共用电子，结构式可以在一定程度上反映真正的分子结构和性质，但不能表示空间结构，如甲烷分子是正四面体，而结构式为，但不能认为碳原子和四个氢原子都在同一平面上。 [边练边学·实践提能] 一、化学键与物质类别的关系 1．有以下9种物质：①Ne　②HCl　③P4　④C2H2 ⑤Na2S　⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧NH4Cl　⑨AlCl3 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)含有非极性共价键的离子化合物是________。 (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、配位键的是________。 (7)属于离子化合物的是________。 答案：(1)①　(2)②⑨　(3)⑦　(4)④　(5)⑤　(6)⑧　(7)⑤⑥⑦⑧ 2．有如下四种物质，其中所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是(　 ) 选项 A B C D 物质 MgCl2 HCl NH4NO3 N2H4 所含化学键类型 离子键、共价键 共价键 离子键 离子键、共价键 所属化合物类型 离子化合物 共价化合物 离子化合物 共价化合物 解析：选B　MgCl2中只含离子键，属于离子化合物，故A错误；HCl只含共价键，是共价化合物，故B正确；硝酸铵中含离子键和共价键，是离子化合物，故C错误；N2H4只含共价键，是共价化合物，故D错误。 3．下列说法正确的是(　 ) A．碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力 B．硫酸钾和硫酸溶于水都电离出硫酸根离子，所以它们在熔融状态下都能导电 C．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑反应中既有离子键、非极性键、极性键的断裂又有离子键、极性键、非极性键的形成 D．金刚石与NaCl熔化克服相同类型的化学键 解析：选C　A项，克服I2分子间作用力，错误；B项，H2SO4是共价化合物，在熔融状态不导电，错误；D项，金刚石熔化克服共价键，NaCl熔化克服离子键，错误。 归纳拓展|物质熔化、溶解时化学键的变化 (1)离子化合物的溶解或熔化过程 离子化合物溶于水或熔化后均电离出自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。 (2)共价化合物的溶解过程 ①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2、SO2等。 ②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。 ③有些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 二、电子式的书写 4．写出下列物质的电子式。 (1)O2：________________、H2：_______________。 (2)F－：________________、O：_______________、 CO：________________。 (3)H2O2：______________、NH4H：_________________。 (4)C2H2：_______________、CO2：__________________。 (5)—NH2：______________、—OH：___________________。 (6)Ca(OH)2：________________、 (NH4)2S：__________________。 答案： 5．用电子式表示形成过程。 (1)CaF2：_____________________________。 (2)CH4：______________________________。 答案：(1) (2) 归纳拓展|　 (1)混淆离子化合物与共价化合物的电子式。 如NaCl错写成，H2O错写成。 (2)漏写未参与成键的电子对。 如CCl4错写为，NH3错写为。 (3)错写分子中原子的结合方式。 如HClO中H应与O相结合，而错写成。 (4)误合并离子。 如Na2S的电子式错写成 逐点清(二)　共价键及其键参数 [再认再现·旧知新学] 1．本质和特征 共价键的本质是在原子之间形成共用电子对，其特征是具有饱和性和方向性。 2．分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠 π键 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对 双键 原子间有两对共用电子对 三键 原子间有三对共用电子对 3．σ键与π键的判断 由物质的结构式判断 通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键 由成键轨道类型判断 s轨道形成的共价键全部是σ键； 杂化轨道形成的共价键全部为σ键 4．大π键的简介 简介 大π键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键 表达式 Π。其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数 一般判断 对于多电子的粒子，若中心原子的杂化不是sp3杂化，中心原子与配位原子可能形成大π键 示例 ：Π；CH2==CH—CH==CH2：Π； NO：Π；SO2：Π；O3：Π；CO：Π 5．共价键的键参数 (1)定义 键能 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 键长 构成化学键的两个原子的核间距 键角 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角 (2)键参数对分子性质的影响 　键能越大，键长越短，分子越稳定。 微点澄清训练 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)共价键的成键原子只能是非金属原子(×) (2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(×) (3)H与O形成分子式是H2O而不是H3O的原因是共价键有饱和性(√) (4)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键(×) (5)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成(√) (6)s­s σ键与s­p σ键的电子云形状对称性相同(√) (7)任何共价键形成时，原子轨道重叠都有方向性(×) (8)CO2、CCl4分子中均有π键(×) (9)分子中有5个σ键和1个π键(×) 2．分析下列物质中含有哪些不同类型的共价键，在对应的空格处打“√”(σ键、π键需填写1 mol该物质所含σ键、π键的物质的量)。 物质 极性键 非极性键 σ键 π键 单键 双键 三键 N2 C2H4 SiO2 BF3 HCN 答案： 物质 极性键 非极性键 σ键 π键 单键 双键 三键 N2 √ 1 mol 2 mol √ C2H4 √ √ 5 mol 1 mol √ √ SiO2 √ 4 mol 0 √ BF3 √ 3 mol 0 √ HCN √ 2 mol 2 mol √ √ 3．1 mol [Cu(NH3)4]2＋中σ键数为__________。 答案：16NA [边练边学·实践提能] 一、共价键及其判断 1．下列关于σ键和π键的理解不正确的是(　 ) A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼 B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ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．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 解析：选B　同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。 2．(2024·西安质检)用NaCN溶液浸取矿粉中金的反应为4Au＋2H2O＋8NaCN＋O2===4Na[Au(CN)2]＋4NaOH。下列说法正确的是(　 ) A．H2O的空间结构为直线形 B．NaCN中含有离子键和共价键 C．1 mol [Au(CN)2]－中含有2 mol σ键 D．NaOH的电子式为 解析：选B　A项，H2O中O原子采用sp3杂化，O原子有2个孤电子对，故H2O的空间结构为V形，错误；B项，NaCN中Na＋与CN－之间为离子键，CN－内部C、N之间为共价键，正确；C项，[Au(CN)2]－中Au＋与配体CN－之间有2个配位键，为σ键，而每个CN－即含有1个σ键，即1个[Au(CN)2]－含4个σ键，错误；D项，NaOH的电子式应为，错误。 3．(1)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)用Π表示下列分子的大π键： ①SO2_______，②NO_______，③_______， ④______，⑤______，⑥______。 答案：(1)Ge的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p­p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，不易形成双键或三键 (2)①Π　②Π　③Π　④Π　⑤Π　⑥Π 思维建模|ABn型大π键中电子数的计算方法 大π键电子数＝价电子总数－σ键电子数－孤对电子数 如：SO2：大π键电子数＝(6＋2×6)－2×2－(6－2×2)－2×4＝4，可表示为Π。 二、键参数的应用 4．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、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 C．乙烯、乙炔较易发生加成 D．乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定 解析：选C　N≡N、N==N中π键比σ键稳定，难发生加成，C==C、C≡C中π键比σ键弱，较易发生加成。 5．(2022·北京卷)由键能数据大小，不能解释下列事实的是(　 ) 化学键 C—H Si—H C==O C—O Si—O C—C Si—Si 键能/ (kJ·mol－1) 411 318 799 358 452 346 222 A.稳定性：CH4>SiH4 B．键长：C==O<C—O C．熔点：CO2<SiO2 D．硬度：金刚石>晶体硅 解析：选C　键能越大， 键长越短，分子越稳定，CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。 [课时跟踪检测] A级——强基训练 1．下列有关表述错误的是(　 ) A．仅由N、H、O三种元素形成的化合物中不可能含离子键 B．IBr的电子式为 C．HClO的结构式为H—O—Cl D．MgO的形成过程可以表示为 解析：选A　仅由N、H、O三种元素形成的化合物可为硝酸铵，硝酸铵为离子化合物，其中含离子键，A错误。 2．下列有关化学键类型的叙述正确的是(　 ) A．化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构，则1 mol NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值) B．乙烯酮的结构简式为CH2==C==O，其分子中含有极性共价键和非极性共价键，且σ键与π键数目之比为1∶1 C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C) D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键 解析：选D　NH5为离子化合物，1 mol NH5中含有4NA个σ键，还含有离子键，A错误；乙烯酮分子中σ键与π键之比为2∶1，B错误；乙炔中2个C—H键和碳碳三键中的1个键是σ键，而碳碳三键中有2个是π键，存在3个σ键和2个π键，C错误。 3．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是(　 ) A．键角是描述分子空间结构的重要参数 B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C．C==C键能等于C—C键能的2倍 D．因为O—H的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强 解析：选C　C==C由一个σ键和一个π键构成，C—C为σ键，二者键能不是2倍的关系，C项错误；原子半径：O>F，键长：O—H>H—F，键能：H—O<H—F，形成化学键时放出的能量：H—O<H—F，化学键H—F更稳定，O2、F2与H2反应的能力F2更强，D项正确。 4．下列关于NaHSO4的说法正确的是(　 ) A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电 B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1 C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键 D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键 解析：选D　虽然NaHSO4是离子化合物，但其固体中不存在能自由移动的阴、阳离子，因此不能导电；NaHSO4固体中阳离子(Na＋)和阴离子(HSO)的个数比是1∶1；NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键，而溶于水时电离出Na＋、H＋和SO，破坏的是离子键和共价键。 5．关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是(　 ) A．HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成 B．N2分子中的π键为p­p π键，π键不能绕键轴旋转 C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键 D．乙烯(CH2==CH2)中的碳碳之间形成了1个σ键和1个π键 解析：选A　HCl分子中的σ键由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成，故A错误；N2分子中p轨道与p轨道通过“肩并肩”重叠形成p­p π键，π键为镜面对称，不能绕键轴旋转，故B正确；CH4中的碳原子为sp3杂化，碳原子的4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道重叠，形成C—H σ键，故C正确；CH2==CH2中的碳碳之间形成双键，双键中有1个σ键和1个π键，故D正确。 6．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。 (1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________键。 (2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键的数目之比为________。 (3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为________。 (4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有σ键、π键的数目为________(填标号)。 A．4个σ键 　 B．2个σ键、2个π键 C．2个σ键、1个π键 　 D．3个σ键、1个π键 解析：(2)根据题意，HCN的结构式为H—C≡N，1个分子中含有2个σ键，2个π键，因此σ键与π键的数目之比为1∶1。(3)每个碳原子原子核外有4个电子，每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，即每个碳原子形成3个σ键，则每个碳原子还有1个电子形成π键，由于每两个碳原子各提供一个电子形成一个π键，因此C60分子中π键的数目为＝30。(4)分子中单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，因此每个分子内含有3个σ键、1个π键。 答案：(1)σ　极性　(2)1∶1　(3)30　(4)D B级——对标高考 7．据某期刊报道，我国科学家发明了低压高效电催化还原CO2的新方法，其总反应为NaCl＋CO2CO＋NaClO。下列有关化学用语表示错误的是(　 ) 解析：选D　HClO的电子式应为。 8．(2023·湖北卷)化学用语可以表达化学过程，下列化学用语的表达错误的是(　 ) A．用电子式表示K2S的形成： B．用离子方程式表示Al(OH)3溶于烧碱溶液：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ C．用电子云轮廓图表示H—H的s­s σ键形成的示意图： D．用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂： ＋nH2O 解析：选D　硫化钾为离子化合物，形成硫化钾的过程中K失电子，S得电子，A正确；Al(OH)3溶于烧碱溶液形成[Al(OH)4]－，B正确；两个氢原子的1s轨道相互重叠形成H—H键，C正确；该化学方程式中氢原子数不守恒，H2O的化学计量数应为(n－1)，D错误。 9．(2024年1月·甘肃高考适应性演练)下列关于物质的结构与性质描述错误的是(　 ) A．石英的熔点、硬度比金刚石的小 B．CS2分子中存在非极性共价键 C．(NH4)2[PtCl6]既含有离子键又含有共价键 D．NH3的熔点比PH3的高，因为氨分子间存在氢键 解析：选B　石英中Si—O键键长比金刚石中C—C键键长长，键能小，故石英的熔点、硬度比金刚石的小，A正确；CS2分子中碳原子和硫原子之间存在极性共价键，B错误；(NH4)2[PtCl6]中铵根离子和[PtCl6]2－之间为离子键，[PtCl6]2－中中心原子和配体之间为共价键(配位键)，C正确；氨分子间存在氢键，PH3分子之间不存在氢键，故NH3的熔点比PH3的高，D正确。 10．(2022·天津卷)利用反应2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O可制备N2H4。下列叙述正确的是(　 ) A．NH3分子有孤电子对，可做配体 B．NaCl晶体可以导电 C．一个N2H4分子中有4个σ键 D．NaClO和NaCl均为离子化合物，它们所含的化学键类型相同 解析：选A　NH3中N原子的孤电子对数＝＝1，可以提供1个孤电子对，可以做配体，A正确；导电需要物质中有可自由移动的离子或电子，NaCl晶体中没有自由移动的电子或者离子，故不能导电，B错误；N2H4的结构式为，一个N2H4分子中含有5个σ键，C错误；NaClO含有离子键和共价键，NaCl只含有离子键，都是离子化合物，但所含的化学键类型不同，D错误。 11．MoO3可以催化1,2­丙二醇()获得多种有机物，其反应历程如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．转化过程中涉及非极性共价键断裂与形成 B．反应过程中Mo形成共价键的数目始终保持不变 C．如果原料是乙二醇，则主要有机产物是乙二醛和乙烯 D．Cu催化氧化1,2­丙二醇所得产物与MoO3催化时相同 解析：选A　历程③中有碳碳单键断裂，历程④中有碳碳双键形成，A正确；Mo周围形成共价键数目有6个、4个两种情况，B错误；根据题中信息可知，由历程③反应生成，由历程④反应生成CH3CH==CH2，若乙二醇为原料历程③反应生成，由历程④反应生成CH2==CH2，C错误；Cu催化氧化1,2­丙二醇生成物为，与MoO3催化产物不同，D错误。 12．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/ (kJ·mol－1) 365 413 336 226 318 452 (1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_____ ________________________________________________________________________。 (2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________ _______________________________________________________________________。 答案：(1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成 (2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O 13．查文献可知，可用2­氯­4­氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲。 (1)反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂______个σ键，断裂________个π键。 (2)2­氯­4­氨基吡啶存在大π键，用Π表示为_______________________。 (3)—N==C==O的电子式为________________。 (4)1 mol氯吡苯脲中含σ键________mol。 答案：(1)NA　NA　(2)Π (3)　(4)28 14．(1)实验测得BF3分子中B—F的键长远小于二者原子半径之和，所以BF3分子中存在大π键，可表示为________。 (2)N4H只有一种化学环境的氢原子，结构如图所示，其中的大π键可表示为________。 (3)Cu＋可与4­甲基咪唑()形成配合物。4­甲基咪唑中，1号N原子的孤电子对因参与形成大π键，电子云密度降低。 ①4­甲基咪唑的大π键可表示为________。 ②4­甲基咪唑中，________填(“1”或“3”)号N原子更容易与Cu＋形成配位键。 解析：(2)由N4H的结构可知，每个N原子形成3个σ键，且4个N原子失去了2个电子，最后N原子剩余价电子数为5×4－2－3×4＝6个，即参与形成大π键的电子数为6，原子数为4，可表示为Π。 (3)②由题意可知，4­甲基咪唑中1号氮原子的孤电子对因参与形成大π键，使电子云密度降低，所以3号氮原子易提供孤电子对与亚铜离子形成配位键。 答案：(1)Π　(2)Π　(3)①Π　②3 80 / 92 学科网（北京）股份有限公司 $$