内容正文:
大小关系为K > S,D项正确。
3. B C 、N 、O都是第二周期的元素,其原子序数依次递增;同
一周期的元素,从左到右原子半径依次减小,因此,原子半径
从小到大的顺序为O < N < C,A正确;同一周期的元素,从左
到右第一电离能呈递增的趋势,其中ⅡA和ⅤA的元素因其
原子结构相对较稳定而出现反常,使其第一电离能大于同周
期相邻的元素,因此,第一电离能从小到大的顺序为C < O <
N,B不正确;苯是非极性分子,苯酚是极性分子,且苯酚与水
分子之间可以形成氢键,根据相似相溶规则可知,苯酚在水中
的溶解度大于苯,C正确;苯和苯酚中C的杂化方式均为sp2,
杂化方式相同,D正确。
4. C 侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl + NH3 + CO2 +
H2 O NaHCO3↓ + NH4Cl,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别
为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素。一般原
子的电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越
大,半径越小,则原子半径:H < N < C,A项错误;同周期从左
到右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA族、ⅤA族元素的第一
电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:C < O < N,B项
错误;O2、Cl2为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,二者
在常温下均为气体,Na在常温下为固体,则沸点:O2 < Cl2 <
Na,C项正确;同周期元素,从左往右电负性逐渐增大,同主族
元素,从上到下电负性逐渐减小,电负性:Na < H < Cl,D项
错误。
5. A O元素位于元素周期表第二周期ⅥA族,A符合题意;P
元素位于元素周期表第三周期ⅤA族,B不符合题意;Ca元素
位于元素周期表第四周期ⅡA族,C不符合题意;Fe元素位于
元素周期表第四周期Ⅷ族,D不符合题意。
6. B Al3 +有2个电子层,而K +有3个电子层,因此,K +的半径
较大,A项错误;同一主族的元素,其电负性从上到下依次减
小,O和S都是ⅥA族的元素,O元素的电负性较大,B项正
确;虽然H2S的相对分子质量较大,但是H2O分子间可形成
氢键,因此H2O的沸点较高,C项错误;元素的金属性越强,其
最高价的氧化物的水化物的碱性越强,K的金属性强于Al,因
此KOH的碱性较强,D项错误。
7. A 由所给分子结构图,P和Q分子都满足对称,正负电荷重
心重合,都是非极性分子,A错误;同周期元素,从左到右第一
电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,
第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由小到大的
顺序为B < C < N,故B正确;由所给分子结构可知,P分子式
为C24H12,Q分子式为B12 N12 H12,P、Q分子都是含156个电
子,故1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等,C正确;由所给分
子结构可知,P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成
键,P和Q分子呈平面结构,故P和Q分子中C、B和N均为
sp2杂化,D正确。
8. D Q是ds区元素,焰色试验呈绿色,则Q为Cu元素;空间运
动状态数是指电子占据的轨道数,基态X原子的核外电子有
5种空间运动状态,则X为第2周期元素,满足此条件的主族
元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z为原
子序数依次增大,基态Y、Z原子有两个未成对电子,若Y、Z为第
2周期元素,则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),
C原子序数小于N,所以Y不可能为C,若Y、Z为第3周期元素,
则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),
Y、Z可与Cu形成CuZY4,而O、Si、S中只有O和S形成的SO2 -4 才
能形成CuZY4,所以Y、Z分别为O、S元素,则X只能为N;W能
与X形成WX3,则W为IA族或ⅦA族元素,但W原子序数小于
N,所以W为H元素,综上所述,W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、
Cu。W、Y、Z分别为H、O、S,S单质常温下呈固态,其沸点高于氧
气和氢气,O2和H2均为分子晶体,O2的相对分子质量大于H2,
O2的范德华力大于H2,所以沸点O2 > H2,即沸点S > O2 > H2,A
项正确;Y、X的简单氢化物分别为H2O和NH3,H2O的中心原子
O原子的价层电子对数为2 + 12 ×(6 -2 ×1)=4、孤电子对数为
2,空间构型为V形,键角约105°,NH3的中心原子N原子的价层
电子对数为3 + 12 ×(5 -3 ×1)=4、孤电子对数为1,空间构型为
三角锥形,键角约107°18′,所以键角:X > Y,B项正确;硫酸铜溶
液中滴加氨水,氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨水过量时
氢氧化铜溶解,生成Cu(NH3)4SO4,即反应过程中有蓝色沉淀产
生,C项正确;QZX4Y4W12为Cu(NH3)4SO4,其中铜离子提供空轨
道、NH3的N原子提供孤电子对,两者形成配位键,配位原子为
N,D项错误。
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
一、1.(1)共用电子对 (2)非金属 (3)共用电子对
2.(1)未成对电子 自旋状态相反的 (2)越多 概率 牢固
电子出现概率最大
正误判断
1.√ 2.√ 3.√ 4.√
深度思考
1.水分子中的共价键是由O原子和H原子形成的单键;共价键
的方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。
2. N和H原子的电子式分别为·N··
·
·和H·,N原子最外层有3
个未成对电子,H原子有1个未成对电子,形成共价键时每个
N原子只需与3个H原子分别形成3个共用电子对即可
达到稳定状态,共价键达到饱和,从而决定了分子中H原
子个数。
3. 2. 1 0. 9 1. 0 离子 共价
应用体验
1. B CO2 中碳原子和氧原子之间存在极性共价键,A不选;F2
中只有F—F非极性键,B选;MgCl2中只存在镁离子和氯离子
之间的离子键,C不选;HClO中只存在极性共价键,D不选。
故选B。
2. B 氯化钾中只含离子键,A不符合题意;氯化铵中含有铵根
和氯离子形成的离子键,含有氮原子和氢原子形成的极性共
价键,B符合题意;水中只含氧原子和氢原子形成的极性共价
键,C不符合题意;过氧化钠中不含极性共价键,D不符合题
意。故选B。
3. D 共价键不只存在于非金属原子间,例:AlCl3 中存在共价
键,是共价化合物,A错误;两个原子形成共价键时,原子之间
可能存在多对共用电子对,例:O2、N2,B错误;两个原子形成
共价键时,不是每个原子周围都有8个电子,例:HF,H原子周
围只有2个电子,C错误;通常情况下,吸引电子能力相同(或
相近)的原子之间通过共用电子对形成共价键,D正确。故
选D。
4. D 金属熔融状态也能导电,不含离子键,A错误;
单质分
—159—
子中可能不含共价键,如稀有气体是单原子分子,不含化
学键,B错误;离子键就是使阴阳离子结合成化合物的静
电作用力,包含引力和斥力,C错误;共价化合物中,一定
不存在离子键,一定存在极性键,可能存在非极性键,D正
确。故选D。
二、1.头碰头 连线 不变 轴对称 较大 2.肩并肩
镜面对称 镜像 不能 牢固 断裂 3. σ σ π σ π
正误判断
1. × 2.√ 3. ×
深度思考
1.↑↓
1s
↑↓
2s
↑ ↑ ↑
2p
,在2p能级上有三个未成对电子,分别占
据2px、2py、2pz 三个原子轨道,当两个氮原子结合成氮分子
时,两个氮原子的2px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发
生重叠,形成一个σ键;同时2py - 2py 和2pz - 2pz 轨道只能
以相互平行的“肩并肩”的方式发生重叠,形成两个π键。
2.(1)乙烷:7个σ键;乙烯:5个σ键和1个π键;乙炔:3个σ
键和2个π键。
(2)乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个
π键,π键原子轨道重叠程度小,不牢固,容易断裂;而乙烷中
没有π键,σ键牢固,不易断裂。
应用体验
1. C 氢气、甲烷、乙醇中只含有单键,即只含σ键;乙烯中含有
碳碳双键,双键中有一个π键,故选C。
2. D 由有机物的结构可知,该分子中σ键数目为18个,π键数
目为3个,故选D。
3. B 基态H原子的核外电子排布式为1s1,H2分子中的σ键是
由一个H原子的s轨道和另一个H原子的s轨道以“头碰
头”方式重叠而成,A不符合题意;基态H原子的核外电子排
布式为1s1,基态F原子的核外电子排布式为1s22s22p5,HF分
子中的σ键是由一个H原子的s轨道和一个F原子的p轨道
以“头碰头”方式重叠而成,B符合题意;基态Cl原子的核外
电子排布式为1s22s22p63s23p5,Cl2分子中的σ键是由一个Cl
原子的p轨道和另一个Cl原子的p轨道以“头碰头”方式重
叠而成,C不符合题意;基态F原子的核外电子排布式为
1s22s22p5,F2分子中的σ键是由一个F原子的p轨道和另一
个F原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成,D不符合题意。
故选B。
4. B CH4分子中存在s - p σ键,C2H2分子中存在σ键和π键,
所以共价键类型不完全相同,故A错误;H2O与HCl都含有H
原子,分子中的共价键均是s电子云与p电子云形成的s - p
σ键,故B正确;H2分子中存在s - s σ键,Cl2分子中存在p -
p σ键,所以共价键类型不完全相同,故C错误;Cl2 分子中只
有单键,全部为σ键,N2分子中有三键既有σ键又有π键,所
以共价键类型不完全相同,故D错误。故选B。
随堂演练·知识落实
1. D 水中只含σ键,A错误;乙醇中只含σ键,B错误;氨气中
只含σ键,C错误;乙醛中含醛基,存在碳氧双键,既含σ键,
又含π键,D正确。故选D。
2. B 氮气中含有氮氮三键,所以含有1个σ键,2个π键,A项
正确;σ键是“头碰头”重叠形成,可沿键轴自由旋转,而π键
由两个P电子“肩并肩”重叠形成,重叠程度小,为镜像对称,
所以σ键与π键的对称性不相同,B项错误;共价单键为σ
键,双键和三键中均含1个σ键,则分子中含有共价键,则至
少含有一个σ键,C项正确;含有π键的化合物,化学键易断
裂,性质较活泼,含σ键的化合物性质稳定,则化学性质不同,
D项正确。故选B。
3. B 共价键是由原子之间通过共用电子对形成的化学键,既可
存在于离子化合物中如NaOH等,也可存在于共价化合物中
如HCl等,故A错误;乙醇分子中含有C—H键、C—O键、
O—H键、C—C键,单键全为σ键,即只含有σ键,故B正确;
正四面体结构的分子中的键角不一定是109°28′,如白磷(P4)
为正四面体结构,键角为60°,故C错误;σ键的强度不一定比
π键的大,例如N2分子中存在的帒N N 键能比3个N—N键
能大,也比一个N—N和一个N N键能加起来要大,就说明
帒N N 中的π键比σ键强,故D错误。故选B。
4.(1)①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ (2)⑦ (3)①③⑤⑥⑧⑨
(4)②④⑤⑥⑧⑨
解析:(1)单键只有σ键,双键或三键才含有π键,故只有σ
键的是①②③⑥⑦⑧;既有σ键又有π键的是④⑤⑨。
(2)H原子只有s轨道,题给物质中含有由两个原子的s轨道
重叠形成的σ键的只有H2。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形
成的σ键的有①③⑤⑥⑧⑨。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形
成的σ键,说明构成这种σ键的原子中一定没有H原子,故
正确答案为②④⑤⑥⑧⑨。
第2课时 键参数——键能、键长与键角
一、1. 1 mol 吸收 kJ·mol -1 2.(1)越大 越多 稳定
(2)稳定 (3)反应物 生成物
正误判断
1.√ 2.√ 3.√ 4. ×
深度思考
1.查表可知H—H、Cl—Cl、Br—Br、H—Cl、H—Br的键能分别为
436. 0 kJ·mol -1、242. 7 kJ·mol -1、193. 7 kJ·mol -1、
431. 8 kJ·mol -1、366 kJ·mol -1。
对于反应H2(g)+Cl2(g ) 2HCl(g) ΔH =436. 0 kJ·mol -1 +
242. 7 kJ·mol -1 -2 ×431. 8 kJ·mol -1 = -184. 9 kJ·mol -1。对
于反应H2(g)+ Br2(g ) 2HBr(g) ΔH =436. 0 kJ·mol -1 +
193. 7 kJ·mol -1 -2 ×366 kJ·mol -1 = -102. 3 kJ·mol -1。
由计算结果可知:生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能
量多。生成的HBr分子中H—Br的键能比HCl分子中H—Cl
的键能小,说明H—Br比H—Cl容易断裂,所以HBr分子更
容易发生热分解生成相应的单质。
2.键能数据表明, 帒N N 的键能大于N—N的键能的三倍, N
N的键能大于N—N的键能的两倍;而帒C C 的键能却小于
C—C的键能的三倍, C C的键能小于C—C的键能的两倍,
说明乙烯和乙炔中的π键不牢固,易发生加成反应,而N2 分
子中帒N N 非常牢固,所以氮分子不易发生加成反应
。
—160—
!
"
#
$
%
&
'
(
2
)
*
+
,
-
.
&
+
#
#
#
#
#
#
#
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
核心素养发展目标
1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型,能辨识物质中含有的共价键。
2.理解共价键中σ键和π键的区别,建立σ键和π键的思维模型,熟练判断分子中σ键和π
键的存在及个数。
一、共价键的形成与特征
1.共价键的形成
(1)概念:原子间通过 共用电子对 所形
成的相互作用,叫做共价键。
(2)成键的粒子:一般为 非金属 原子
(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质:原子间通过 共用电子对 (即
原子轨道重叠)产生的强烈作用。
2.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 的
方向形成,所以共价键具有方向性,如图所示。
正误判断
1.形成共价键后体系的能量降低,趋于稳定。
(√ )
2.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子
数决定的。 (√ )
3.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量
关系。 (√ )
4.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性
决定的。 (√ )
深度思考
1.水分子中的共价键是哪些原子形成的?
为什么水分子中的三个原子不在一条直线上?
2. NH3分子中为什么N原子是1个,而H
原子为3个
?
!$$
#
#
#
#
/
0
1
2
#
3
4
5
6
7
"
8
9
:
3.从电负性的角度理解共价键、离子键的
形成条件,完成表中内容。
原式 Na Cl H Cl C O
电负性 0. 9 3. 0 2. 1 3. 0 2. 5 3. 5
电负性之差
(绝对值) 2. 1 0. 9 1. 0
结论:当元素的电负性相差很大,化学反应形
成的电子对不会被共用,形成的将是 离子 键;
而 共价 键是元素的电负性相差不大的原子
之间形成的化学键。
应用体验
1.下列物质中含有非极性共价键的是(B )
A. CO2 B. F2 C. MgCl2 D. HClO
2.下列物质中,既有离子键,又有极性共价键
的是 (B )
A. KCl B. NH4Cl C. H2O D. Na2O2
3.下列关于共价键的说法正确的是 (D )
A.共价键只存在于非金属原子间
B.两个原子形成共价键时,原子之间只能存
在一对共用电子对
C.两个原子形成共价键时,每个原子周围都
有8个电子
D.共价键是通过共用电子对形成的一种相互
作用
4.下列叙述中正确的是 (D )
A.某物质熔融状态能导电,可以证明该物质
内一定存在离子键
B.单质分子中一定含有非极性共价键
C.离子键就是使阴阳离子结合成化合物的静
电引力
D.共价化合物中,一定存在极性键,可能存在
非极性键,一定不存在离子键
对于共价键的错误认识
(1)共价键不仅存在于共价化合物中,也可
以存在于离子化合物中,如NaOH、NH4Cl中都
含有共价键,还可以存在于非金属单质中,如
H2、O3等。
(2)非金属元素之间并不是只形成共价键,
也可以形成离子键,如铵盐(NH4NO3)只由非金
属元素组成,但是含有离子键。
(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也
可以形成共价键,如AlCl3中只有共价键。
(4)所有共价键都有饱和性,但并不是所有
的共价键都有方向性,如s - s σ键就没有方
向性。
二、共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
1. σ键
形成 由两个原子的s轨道或p轨道“ 头碰头 ”重叠形成
类
型
s - s型
s - p型
p - p型
特征
以形成化学键的两原子核的连线 为轴做
旋转操作,共价键电子云的图形不变 ,这
种特征称为轴对称 ;σ键的强度较大
2. π键
形成 由两个原子的p轨道“ 肩并肩 ”重叠形成
p - p π键
特征
π键的电子云具有 镜面对称 性,即每
个π键的电子云由两块组成,分别位于由
两原子核构成平面的两侧,如果以它们之
间包含原子核的平面为镜面,它们互为
镜像 ;π键 不能 旋转;不如σ键
牢固 ,较易 断裂
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为 σ 键;共价双键中有一个
σ 键、一个 π 键;共价三键由一个σ
键和两个 π 键组成
。
!$%
!
"
#
$
%
&
'
(
2
)
*
+
,
-
.
&
+
#
#
#
#
#
#
#
正误判断
1.氢原子和氟原子、氯原子均可以以σ键相结
合,其成键轨道完全相同。 ( × )
2. 1 mol丙酮( CCH 3
O
CH 3 )分子中含有σ
键的数目为9 × 6. 02 × 1023。 (√ )
3. N2分子里有一个σ键和一个π键。 ( × )
深度思考
1.画出氮原子的轨道表示式,并说明氮分
子中的帒N N 是由哪些类型的共价键构成的?
2.观察如图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构,
并回答下列问题。
(1)它们的分子中的共价键分别由几个σ
键和几个π键构成?
(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷
活泼?
应用体验
1.下列物质分子中存在π键的是 (C )
A.氢气 B.甲烷 C.乙烯 D.乙醇
2.
師
師 某有机物的结构简式为
CH
3
CHO ,该分
子中σ键与π键的个数比为 (D )
A. 91 B. 81 C. 71 D. 61
3. σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨
道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p
轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式
重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原
子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰
头”方式重叠构建而成的是 (B )
A. H2 B. HF C. Cl2 D. F2
4.下列分子中存在的共价键类型完全相同(从
σ键、π键的形成方式角度分析)的是(B )
A. CH4与C2H2 B. H2O与HCl
C. H2与Cl2 D. Cl2与N2
共
价
键
的
分
类
按共用电子
对的数目
共价单键——σ键
共价双键——1个σ键、1个π键
共价三键——1个σ键、2个π{ 键
按原子轨道
重叠方式
σ键→特征电子云图形呈轴对称
π键→特征{
电子云图形呈镜面对称
!"#$%&'() 对应学生用书学案P
1.下列分子中既含σ键,又含π键的是(D )
A.① B.② C.③ D.④
2.下列有关σ键与π键的说法中,错误的是(B )
A.氮分子中的化学键是1个σ键,2个π键
B. σ键与π键的对称性相同
C.分子中含有共价键,则至少含有一个σ键
D.含有π键的化合物与只含σ键的化合物
的化学性质不同
3.下列说法正确的是 (B )
A.含有共价键的化合物一定是共价化合物
B.乙醇分子中只含有σ键
C.正四面体结构的分子中的键角一定是
109°28′
!$&
#
#
#
#
/
0
1
2
#
3
4
5
6
7
"
8
9
:
D.所有的σ键的强度都比π键的大
4.有以下物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,
⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN( 帒C NH )。
(1)只有σ键的是 ①②③⑥⑦⑧ (填序号,
下同);既有σ键又有π键的是 ④⑤⑨ 。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ
键的是 ⑦ 。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p
轨道重叠形成的σ键的是①③⑤⑥⑧⑨ 。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的
p轨道重叠形成的σ键的是②④⑤⑥⑧⑨ 。
请同学们认真完成练案[6
]
第2课时 键参数——键能、键长与键角
核心素养发展目标
1.了解共价键键参数的含义,能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。
2.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响,探析微观结构对宏观性质的影响。
一、键能
1.概念
气态分子中 1 mol 化学键解离成气态
原子所 吸收 的能量。它通常是298. 15 K、
100 kPa条件下的标准值,单位是 kJ·mol -1 。
2.应用
(1)判断共价键的稳定性
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 。
(2)判断分子的稳定性
一般来说,结构相似的分子,共价键的键能
越大,分子越 稳定 。
(3)利用键能计算反应热
ΔH = 反应物 总键能- 生成物 总
键能
正误判断
1.共价键的键能越大,共价键越牢固,由该键形
成的分子越稳定。 (√ )
2. N—H的键能是很多分子中的N—H的键能
的平均值。 (√ )
3. O—H的键能是指在298. 15 K、101 kPa下,
1 mol气态分子中1 mol O—H键解离成气态
原子所吸收的能量。 (√ )
4. C C的键能等于C—C的键能的2倍。
( × )
深度思考
1.试利用课本P37表2 - 1中的数据进行计
算,1 mol H2分别跟1 mol Cl2、1 mol Br2(蒸气)
反应,分别形成2 mol HCl和2 mol HBr,哪一个
反应释放的能量更多?如何用计算的结果说明
氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分
解生成相应的单质?
2.已知N—N、 N N和帒N N 的键能之比
为1. 002. 174. 90,而C—C、 C C、 帒C C
的键能之比为1. 001. 772. 34。如何用这些
数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和
乙炔容易发生加成反应
?
!$'