11 第2章 第1节 化学键与物质构成(基础课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学必修第二册同步讲义(鲁科版)

第1节　化学键与物质构成(基础课) 素养 目标 1．通过了解化学键的含义以及离子键和共价键的形成，增进对物质构成的认识，知道分子存在一定的空间结构，形成“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。 2．通过了解化学反应中物质变化的实质，初步学会如何从微观的角度认识化学反应。 旧知 回顾 1．物质是由分子、原子、离子等微观粒子构成的，这些粒子处于不停地运动之中。 2．在物理变化中，分子不会变成其他分子；在化学变化中，分子会变成其他分子。构成物质的分子是保持该物质化学性质的最小粒子。 3．在化学变化中，分子可以分为原子，原子又可以结合成新的分子。 4．离子：带电的原子叫作离子。带正电的原子叫作阳离子；带负电的原子叫作阴离子。 5．化合物是由不同种元素组成的纯净物。由金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成的化合物叫作盐。 一、化学键 1．定义：相邻原子间的强相互作用称为化学键。 2．化学反应的实质 (1)化学反应的实质 项目 断裂的化学键 形成的化学键 2H2＋O22H2O 氢氢键、氧氧双键 氢氧键 H2＋Cl22HCl 氢氢键、氯氯键 氢氯键 N2＋3H22NH3 氮氮三键、氢氢键 氮氢键 能量变化 吸收能量 释放能量 (2)结论：化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。化学键的断裂与形成伴随着能量的变化，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成会释放能量。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学键是相邻的原子之间强的相互作用，既存在于相邻的原子之间，也存在于相邻的分子之间。 (　　) (2)任何物质中均含有化学键。 (　　) (3)化学变化过程一定伴随着能量的变化。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)√　 二、离子键和共价键 1．离子键 (1)形成(以NaCl为例) (2)含义 阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。 (3)形成原子 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。 (4)表示 NaCl：。 2．共价键 (1)形成(以HCl为例) (2)含义 原子之间通过共用电子形成的化学键。 (3)形成原子 一般情况下，非金属元素原子之间易形成共价键。 (4)表示 HCl: 。 (5)共价键类型 ①极性键：由不同元素的原子形成的共价键，如H—Cl键、N—H键； ②非极性键：由相同元素的原子形成的共价键，如H—H键、Cl—Cl键。 (6)由共价键形成的分子具有一定的空间结构 CO2 H2O NH3 CH4 空间结构 直线形 角形 三角锥形 正四面体形 键角 180° 104.5° 107.3° 109°28′ (正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用。 (　　) (2)由电离方程式HCl===H＋＋Cl－可知，HCl分子中存在离子键。 (　　) (3)NaOH中含有离子键和共价键。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)√ 三、离子化合物与共价化合物 1．离子化合物 (1)定义：由阳离子与阴离子构成的化合物称为离子化合物。 (2)常见离子化合物 大多数的盐：MgCl2、Na2SO4、NH4Cl等。 强碱：NaOH、Ba(OH)2、KOH等。 活泼金属氧化物：MgO、Na2O、CaO、Na2O2等。 其他：CaC2、Mg3N2、NaH等。 2．共价化合物 (1)定义：由原子通过共价键构成的化合物称为共价化合物。 (2)常见的共价化合物 非金属氢化物：HF、H2S、NH3、PH3等。 非金属氧化物：SO2、SO3、CO、CO2、SiO2等。 含氧酸：HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SO3等。 大多数有机物：CH4、CH3CH2OH、CH3COOH、葡萄糖等。 (正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)只要含有离子键就是离子化合物。 (　　) (2)只要含有共价键就是共价化合物。 (　　) (3)只含有共价键的物质一定是共价化合物。 (　　) (4)化学键的类别和化合物的类别一定一致。 (　　) [答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 化学键与物质构成 1939年，鲍林发表了惊人的著作——《化学键的本质》。在这部著作中，鲍林第一次揭示了化学键的本质。文章中指出，化学键就是分子(或原子团)中各原子间因电子配合关系而产生的相互作用；简言之，化学键的本质就是电子的相互作用。这种相互作用有三种形式，即化学键的三种基本类型：共价键、离子键、金属键。各种各样的分子中的化学键不同，也就意味着分子性质的差异。因此，掌握了化学键理论，就掌握了人工合成大门的一把金钥匙。在该理论指导下，人工合成出一种又一种新物质，事实证明了鲍林的理论是正确的。 1．根据上述材料分析，化学键中的相互作用指的是什么？ 提示：化学键中的相互作用指的是原子核与原子核间的斥力、电子与电子间的斥力、电子与原子核间的引力等。 2．金属元素原子和非金属元素原子之间形成的化学键一定是离子键吗？ 提示：金属元素原子和非金属元素原子之间形成的化学键不一定是离子键，也可能是共价键。 3．Na2CO3、CH3COOH分别属于共价化合物还是离子化合物？指出其中含有的化学键类型。 提示：Na2CO3属于离子化合物，含有离子键、共价键；CH3COOH属于共价化合物，含有共价键。 1．物质中化学键类型的判断方法 (1)从物质构成角度判断 (2)从物质类别角度判断 物质类别 含化学键情况 非金属单质，如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等 只有共价键 非金属元素构成的化合物，如CS2、CO2、NH3、 HCl、CCl4、H2SO4等 活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如NaCl、CaCl2、K2O等 只有离子键 某些含有原子团的化合物，如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等 既有离子键又有共价键 稀有气体，如Ne、Ar等 无化学键 2．判断离子化合物和共价化合物的常见方法 (1)由化学键类型判断 只含有共价键的化合物是共价化合物，只含有离子键或既含有离子键又含有共价键的化合物是离子化合物(或者说含有离子键的化合物是离子化合物)。 (2)由化合物类型判断 ①活泼金属的氧化物(或过氧化物和氢化物)、强碱和大多数盐(少数盐如AlCl3、BeCl2等除外)属于离子化合物。 ②非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、多数有机化合物、少数盐(如AlCl3、BeCl2等)属于共价化合物。 (3)由化合物性质判断 熔、沸点较高，熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物；熔、沸点较低(SiO2、SiC等除外)，熔融状态下不能导电的化合物一定是共价化合物。 (4)由组成元素判断 一般含金属元素或的化合物是离子化合物(AlCl3、BeCl2等除外)，如NH4Cl、NH4HCO3、、KClO3等；只由非金属元素原子构成的化合物(铵盐除外)属于共价化合物。 1．下列各组物质从离子化合物、共价化合物的角度分类正确的是(　　) A．共价化合物：H2S、HCl、Cl2 B．共价化合物：CO2、CH4、NH4Cl C．离子化合物：NaCl、MgO、K2SO4 D．离子化合物：CaCl2、AlCl3、NaNO3 C　[Cl2是含共价键的单质，A不符合题意；NH4Cl含离子键，属于离子化合物，B不符合题意；AlCl3属于共价化合物，D不符合题意。] 2．(双选)下列说法正确的是(　　) A．CaO与水反应过程中，有共价键的断裂和形成 B．H2O的热稳定性比H2S强，是因为O的得电子能力比S强 C．KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物 D．葡萄糖、二氧化碳和足球烯(C60)都是共价化合物 AB　[氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应中有水中氢氧共价键的断裂和氢氧根离子中氢氧共价键的形成，故A项正确；O的得电子能力比S强，故H2O的热稳定性比H2S强，故B项正确；氯化氢是共价化合物，而不是离子化合物，故C项错误；足球烯(C60)是单质，不是化合物，故D项错误。] (1)含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3中含有金属元素，但属于共价化合物。 (2)离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐全部由非金属元素组成，但属于离子化合物。 [教材　迁移·应用] 在表中填写断裂和形成的化学键类型。 断裂的化学键类型 形成的化学键类型 NH4ClNH3↑＋HCl↑ 离子键、极性键 极性键 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 离子键、极性键、非极性键 离子键、极性键、非极性键 2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 离子键、极性键、非极性键 离子键、极性键 2H2O2===2H2O＋O2↑ 极性键、非极性键 极性键、非极性键 用电子式表示物质及其形成过程 材料一　1916年，化学家柯赛尔根据稀有气体原子具有稳定结构的事实提出了离子键理论。比如Na“送给”Cl一个电子后，二者分别形成Na＋和Cl－，它们分别达到了Ne和Ar的电子层结构，形成了稳定离子。离子键理论只能解释离子化合物的稳定性，却不能解释很多共价化合物，比如O原子和H原子最外层都没有8个电子，H2O却能稳定存在。 材料二　1916年，化学家路易斯提出了共价键电子对理论，认为分子中每个原子应具有稳定的稀有气体原子的电子层结构，而这种稳定结构是通过共用电子来实现的，这种原子间通过共用电子结合而成的化学键称为共价键。 1．如何用电子式表示MgCl2的形成过程？ 提示：。 2．化学家路易斯是如何解释“O原子和H原子最外层都没有8个电子，H2O却能稳定存在”这一问题的？ 提示：O原子和H原子之间通过共用电子形成化学键。 3．电子式能表示所有物质的结构吗？ 提示：电子式的局限性较大，常用于表示很少一部分由主族元素形成的物质，不能表示由过渡元素形成的物质，也不能正确表示多种常见物质的结构。 1．电子式的书写方法 粒子 示例 书写规范 原子 一般将原子的最外层电子写在元素符号的上、下、左、右四个位置上 分子 共用电子对标在成键两原子之间，且每个原子的最外层电子都标示，即使有相同的原子也不能合并 简单阳离子 Na＋、Mg2+ 电子式就是其阳离子符号 简单阴 离子 在元素符号周围标出电子，用[　]括起来，并在右上角注明所带电荷数 复杂阴、 阳离子 标明电子，用[　]括起来，并在右上角注明所带电荷数 2．化合物电子式的书写 (1)离子化合物电子式的书写 (2)共价化合物电子式的书写 3．用电子式表示物质的形成过程 (1)MgBr2：。 1．下列各项中表达正确的是(　　) B　[HCl是共价化合物，电子式：，A错误；N2的电子式：，B正确；H2S是共价化合物，电子式：，C错误；次氯酸是共价化合物，电子式：，D错误。] 2．(双选)下列有关化合物形成过程的表示不正确的是(　　) A．NaCl的形成过程： B．C和O形成CO2的过程： C．Mg和Cl形成离子键的过程： D．K2S的形成过程： BC　[Na原子失1个电子形成Na＋，Cl原子得1个电子形成Cl－，二者构成氯化钠，形成过程为，故A项正确，不符合题意；氧原子和碳原子通过共用电子形成二氧化碳，所以其形成过程为，故B项错误，符合题意；氯化镁为离子化合物，其形成过程为，故C项错误，符合题意；K2S为离子化合物，用电子式表示形成过程为，故D项正确，不符合题意。] 1．下列关于化学键的说法中，不正确的是(　　) A．化学键是一种作用力 B．化学键可以使离子相结合，也可以使原子相结合 C．化学反应过程中，反应物分子内的化学键断裂，产物分子中的化学键形成 D．非极性键不是化学键 D　[根据共用电子是否发生偏移，将共价键分为极性键和非极性键，非极性键是化学键，D错。] 2．下列说法中正确的是(　　) A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力 B．所有金属与所有非金属之间都能形成离子键 C．离子键是一种较强烈的相互作用，所有离子化合物均很难分解 D．非金属原子间可能形成离子键 D　[离子键是使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，要注意区分静电作用和静电引力，A项错误；所有金属与所有非金属之间不一定能形成离子键，B项错误；NH4Cl为离子化合物，但易分解，C项错误；非金属原子间可形成离子键，如铵盐中存在离子键，D项正确。] 3．(双选)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．两原子形成化学键时要有电子得失或共用电子偏移 C．分子中不一定含有共价键 D．HF为共价化合物，NaH为离子化合物 CD　[含有共价键的化合物不一定是共价化合物，可能是离子化合物，如NH4Cl，故A项错误；两原子形成化学键时不一定有电子得失或电子对偏移，例如，相同的两非金属原子形成共价键时，共用电子不发生偏移，故B项错误；分子中不一定含有共价键，如稀有气体，故C项正确；HF中H与F以共用电子成键，为共价化合物，NaH中钠离子与负一价氢离子通过离子键结合，为离子化合物，故D项正确。] 4．下列物质的电子式书写不正确的是(　　) C　[CO2为共价化合物，C原子分别与两个O原子以两对共用电子相结合，电子式为，C不正确。] 课时分层作业(八)　化学键与物质构成 (选择题只有一个选项符合题目要求) 1．下列关于化学键的说法正确的是(　　) A．化学键是分子与分子之间的作用力 B．形成物质中的化学键时，要吸收能量 C．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 D．化学反应中能量变化的主要原因是形成或断裂同一种化学键，放出或吸收的能量不相等 C　[化学键是相邻原子间的强相互作用，分子与分子之间的作用力不是化学键，A错误；形成化学键要放出能量，断裂化学键要吸收能量，B错误；化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，形成化学键要放出能量，断裂化学键要吸收能量，则化学反应一定伴随着能量变化，C正确；一种化学键的键能是一定的，形成或断裂同一种化学键，放出或吸收的能量相等，D错误。] 2．下列关于共价键的说法正确的是(　　) A．金属原子在化学反应中只能失去电子，因而不能形成共价键 B．由共价键形成的分子可以是单质分子，也可以是化合物分子 C．共价键只能在不同原子之间形成 D．稀有气体分子中只存在共价键 B　[活泼金属与活泼非金属相互化合时能形成离子键，也能形成共价键，如氯化铝分子中Al—Cl键为共价键，故A错误；由共价键形成的分子可以是单质分子，如氢气、氧气、氮气等，也可以是化合物分子，如氯化氢、硫化氢、水等，故B正确；共价键能在同种原子之间形成，如氢气、氧气、氮气等，故C错误；稀有气体分子为单原子分子，不存在化学键，故D错误。] 3．下列叙述错误的是(　　) A．带相反电荷离子之间的相互作用称为离子键 B．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键 C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键 D．非金属元素原子间不可能形成离子键 D　[带相反电荷离子之间的相互作用称为离子键，故A正确；金属元素与非金属元素化合时，可能形成离子键或共价键，如NaCl为离子键，氯化铝为共价键，故B正确；某元素的原子最外层只有一个电子，可能为H元素，H元素跟卤素结合所形成的化学键为共价键，故C正确；非金属元素原子间可能形成离子键，如铵盐中存在离子键，故D错误。] 4．某元素的原子最外层只有一个电子，其原子与卤素原子结合时，所形成的化学键(　　) A．一定是离子键 B．一定是共价键 C．可能是离子键也可能是共价键 D．以上说法都不正确 C　[原子最外层只有一个电子的元素可以是ⅠA族元素，其中包括H、Na等元素。H与卤素原子结合形成卤化氢，含有共价键，Na与卤素原子结合形成钠盐，含有离子键，综上可知，C正确。] 5．下列每组物质中含有的化学键类型相同的是(　　) A．NaCl、HCl、H2O、NaOH B．Cl2、Na2S、HCl、SO2 C．HBr、CO2、H2O、CS2 D．Na2O2、H2O2、H2O、O3 C　[NaCl、HCl、H2O、NaOH分别含有离子键、共价键、共价键、离子键和共价键，A项不符合题意；Cl2、Na2S、HCl、SO2分别含有共价键、离子键、共价键、共价键，B项不符合题意；HBr、CO2、H2O、CS2均含有共价键，C项符合题意；Na2O2、H2O2、H2O、O3分别含有离子键和共价键、共价键、共价键、共价键，D项不符合题意。] 6．下列化学式中能表示分子式，且分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是(　　) A．BCl3　　 B．NF3 C．K2O2 D．CH4 B　[BCl3中硼元素化合价为＋3价，硼原子最外层电子数为3，3＋3＝6，所以分子中硼原子不满足8电子结构，故A项不符合题意；K2O2属于离子化合物，不能表示分子式，故C项不符合题意；CH4分子中的氢原子最外层为2电子结构，故D项不符合题意。] 7．下列微粒的电子式的书写不正确的是(　　) A．Mg(OH)2的电子式： B．氢氧化钠的电子式： C．过氧化钠的电子式： D．NH4Br的电子式： A　[Mg(OH)2的电子式为 。] 8．有一种活跃在中学化学题中的物质叫氢化铵(NH5)，有人认为它的结构与氯化铵相似，所有的原子最外层都符合相应稀有气体原子的电子层结构，与水反应有气体生成。下列有关说法正确的是(　　) A．NH5中N元素的化合价是＋5价 B．1 mol NH5中含有5NA个N—H键(NA为阿伏加德罗常数的值) C．NH5的电子式为 D．NH5只由两种非金属元素组成，所以它是共价化合物 C　[氢化铵与氯化铵相似，推出氢化铵的电子式为， 根据电子式中N显－3价，故A错误、C正确；根据电子式，1 mol氢化铵中含有4 mol N—H键，故B错误；此化合物属于离子化合物，故D错误。] 9．已知X元素原子的L电子层比Y元素原子的L电子层少3个电子，Y元素原子核外总电子数比X元素原子核外总电子数多5个，请回答下列问题： (1)写出两元素的名称：X________，Y________。 (2)X、Y可形成________(填字母)。 A．离子化合物Y3X2 B．离子化合物Y2X3 C．共价化合物Y3X2 D．共价化合物XY2 (3)已知Y元素的单质能在空气中燃烧，写出其中属于置换反应的化学方程式：____________________________________________________________________， 分析所得单质中所含化学键的类型是________。 (4)X元素的简单氢化物能与它的最高价氧化物对应的水化物反应，其产物属于________化合物。 [解析]　(1)由X元素原子的L电子层比Y元素原子的L电子层少3个电子，而电子总数比Y元素原子少5个，可推知Y元素原子M电子层有2个电子，Y为Mg元素，则X为N元素。(2)X、Y可形成离子化合物Mg3N2即Y3X2。(3)Mg在空气中燃烧，能与CO2发生置换反应生成MgO和C。能与HNO3反应，生成的NH4NO3属于离子化合物。 [答案]　(1)氮　镁　(2)A　(3)2Mg＋CO22MgO＋C　共价键　(4)离子 (选择题有一个或两个选项符合题目要求) 10．下列说法正确的是(　　) A．NaN3中只含离子键 B．CaC2、Na2O2晶体中的阴、阳离子个数比分别为1∶1、1∶2 C．石墨转化为金刚石无非极性共价键的断裂和形成 D．HClO、P4分子中所有原子均满足最外层8电子稳定结构 B　[NaN3中Na＋和之间为离子键中还存在共价键，故A项错误；CaC2中阴、阳离子分别为、Ca2+，Na2O2中阴、阳离子分别为、Na＋，则CaC2、Na2O2晶体中的阴、阳离子个数比分别为1∶1、1∶2，故B项正确；石墨转化为金刚石是化学变化，有非极性共价键的断裂和形成，故C项错误；P4分子中所有原子均满足最外层8电子稳定结构，但HClO分子中氢原子不满足最外层8电子稳定结构，故D项错误。] 11．关于含阳离子的化合物O2AsF6，下列叙述错误的是(　　) A．化合物O2AsF6为离子化合物 B．化合物O2AsF6中除了含有离子键，还含有共价键 C．化合物O2AsF6中As的化合价为＋5 含有11 mol 核外电子 D　[由“含阳离子”可知，O2AsF6中存在阴离子，故该化合物为离子化合物，A项正确。阴离子内的As—F键为共价键，B项正确。带1个单位正电荷，F为－1价，根据化合物中各元素的化合价代数和为零可知，As为＋5价，C项正确。1个中的核外电子数＝2×8－1＝含有15 mol核外电子，D项错误。] 12．下列微粒的电子式的书写错误的是(　　) A．CaC2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，则CaC2的电子式为Ca2+[C⋮⋮C]2- B．N2H6Cl2属于离子化合物，且每个原子都满足稳定结构，则N2H6Cl2的电子式为 C．CaCN2是离子化合物，且各原子均满足8电子稳定结构，则CaCN2的电子式为 D．二氯胺(NHCl2)中N、Cl原子均满足8电子稳定结构，其电子式为 AD　[CaC2的电子式为Ca2+[∶C⋮⋮C∶]2-；NHCl2的电子式为。] 13．现有a～g 7种短周期元素，它们在元素周期表中的相对位置如表所示(表中副族省略)。 请回答下列问题： (1)下列选项中，元素的原子间最容易形成离子键的是________(填字母，下同)，元素的原子间最容易形成共价键的是________。 A．c和f B．b和g C．d和g D．c和e (2)下列由a～g 7种元素原子形成的各种分子中，所有原子最外层都满足8电子稳定结构的是________(填字母)。 A．ea3 B．ag C．fg3 D．dg4 (3)由题述元素中的3种非金属元素形成的AB型离子化合物的电子式为________。 (4)c与e可形成一种化合物，试写出该化合物的化学式：__________，其含有的化学键类型为__________。 [解析]　(1)根据元素在元素周期表中的相对位置可知a、b、c、d、e、f、g分别为H、Na、Mg、C、N、P、Cl。碱金属元素原子与卤素原子间最容易形成离子键，故Na与Cl最容易形成离子键；c为金属元素，不容易与其他元素形成共价键。(2)含a(即H元素)的化合物中H是2电子稳定结构。(3)3种非金属元素形成的AB型离子化合物是NH4Cl，其电子式为。 [答案]　(1)B　C　(2)CD (3) (4)Mg3N2　离子键 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $$