2.1 共价键 第1课时（同步讲义）化学人教版选择性必修2

第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 第1课时 共价键 教学目标 1．能从微观角度分析形成共价键的粒子、类型，能辨识物质中含有的共价键的类型及成键方式，了解键能、键长及键角对物质性质的影响。 2．理解共价键中σ键和π键的区别，建立判断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。 重点和难点 重点：共价键的粒子、类型及成键方式 键能、键长及键角对物质性质的影响 共价键中σ键和π键的区别 难点：键能、键长及键角对物质性质的影响 共价键中σ键和π键的区别 ◆知识点一 共价键的概念与特征 1．本质 在原子之间形成 (电子云的重叠)。 2．特征 具有 和 。 3．分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 键 电子云“ ”重叠 键 电子云“ ”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 键 共用电子对 偏移 键 共用电子对 偏移 原子间共用电子对的数目 键 原子间有 共用电子对 键 原子间有 共用电子对 键 原子间有 共用电子对 归纳总结 共价键的方向性决定了分子的立体构型，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。 即学即练 1．下列说法中正确的是 A．任何分子中均存在化学键 B．中含有离子键、σ键及π键 C．若分子中含有π键，则一定含有σ键 D．含有共价键的化合物一定是共价化合物 2．下列物质的分子中既含有键，又含有键的是 A． B．HCl C． D． 3．下列物质的分子中既有σ键，又有π键，并含有非极性键的是 ①HCl；②；③；④；⑤；⑥ A．①②③ B．③④⑤⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥ ◆知识点二 共价键的类型 1.按成键原子的原子轨道重叠方式分类 (1)σ键 形成 由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成 类型 s­s型 s­p型 p­p型 特征 以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称 (2)π键 形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 p­p π键 特征 π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂 方法规律 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，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。 即学即练 1．下列说法中，错误的是 A．中只有键没有键 B．中有1个键和2个键 C．氧原子可以形成，也可能形成 D．氧原子有两个未成对电子，因而能形成2个共价键 2．下列关于共价键的说法中，正确的是 A．S原子最外层有6个电子，故也可以将H2S分子写成H3S分子 B．H2分子中的键是键，HClO分子中的键都是键 C．C2H4分子和N2H4分子中都含有5个键 D．原子轨道具有一定的伸展方向，所形成的共价键都具有方向性 3．下列关于共价键的描述正确的是 A．键与键的对称性相同 B．分子中的共价键是键 C．与结构相似，分子中键与键数目之比为1∶1 D．气体单质中一定存在键，可能存在键 1．共价键的特征 (1)共价键的饱和性 ①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用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下： ③由以上分析可知，F原子与H原子间只能形成1个共价键，所形成的简单化合物为HF而不是H2F。同理，H原子、F原子分别只能形成H2、F2，不能形成H3、F3。 ④共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。 (2)共价键的方向性 共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的概率越大，形成的共价键就越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要达到最大重叠，共价键必然有方向性。 共价键的方向性决定了分子的空间结构，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s轨道上的电子形成的共价键就没有方向性。 2．σ键与π键的比较 键的类型 σ键 π键 原子轨道重叠方式 两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“头碰头”的方式重叠 两个原子的成键轨道以“肩并肩”的方式重叠 原子轨道重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 对称性 轴对称 镜面对称 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 存在 单键、双键、三键（只有1个σ键） 双键中有一个π键、三键中有两个π键 示意图 实践应用 1．下列分子中，即含有键又有键的是 A． B． C． D． 2．下列关于键和键的说法中，错误的是 A．p轨道与p轨道只能形成键 B．在中只有键，没有键 C．键与键的电子云形状的对称性相同 D．H原子只能形成键，而O原子可以形成键和键 3．下列分子中σ键和π键的数目比为的是 A． B． C． D． 考点一 共价键的概念与特征 【例1】下列关于共价键的说法正确的是 A．键能是衡量化学键强度的物理量 B．键长是指形成共价键的两个原子之间的间距 C．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大 D．单键一般比双键的键能更大 概念辨析 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。 (2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。 【变式1-1】下列说法正确的是 A．分子的结构是由键能决定的 B．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 C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C-X(X=F、Cl、Br、I)键长、键角均相等 D．H2O分子中两个O-H键角为180° 【变式1-2】下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是 A．烷烃中的化学键均为σ键 B．CH3CH2Br中C—H键的极性比C—Br键的极性弱 C．乙烯分子中含有极性键和非极性键 D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键 考点二 共价键的类型及判断 【例2】下列化合物分子中既含键又含键的是 A． B．HClO C． D． 易错提醒 π键与σ键不同点 ①对比两个p轨道形成的σ键和π键可以发现，σ键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的。而π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的。 ②π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。 ③π键与σ键的强度不同。例如，乙炔、乙烯分子中的π键不如σ键牢固，比较容易断裂。因而含有π键的乙烯、乙炔与只有σ键的乙烷的化学性质不同。 【变式2-1】下列说法中，错误的是 A．σ键是原子的轨道“头碰头”式重叠，π键是原子轨道“肩碰肩”式重叠 B．键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越牢固 C．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性 D．在所有分子中都存在化学键 【变式2-2】下列说法正确的是 A．在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键 B．烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含有σ键，而烯烃还含有π键 C．p电子与p电子不能形成σ键 D．共价键的方向性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系 基础达标 1．（24-25高二下·浙江·期中）下列物质含有非极性键的是 A． B． C． D． 2．（23-24高二下·贵州黔东南·期末）下列物质属于共价化合物的是 A． B． C． D．石墨 3．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列说法中，正确的有 ①共价键的成键原子只能是非金属原子 ②所有的σ键的强度都比π键的大 ③在所有分子中都存在化学键 ④碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键的3倍和2倍 ⑤键长等于成键两原子的半径之和 A．0句 B．1句 C．2句 D．3句 4．下列各组物质中既存在σ键又存在π键的是 A． B．乙烯 C． D． 5．参考下表中化学键的键能与键长数据，判断下列分子最稳定的是 化学键 键能/() 413.4 390.8 462.8 568 键长/ 109 101 96 92 A． B． C． D． 6．（25-26高二上·江苏南京·月考）反应NaClO+2NaOH+SO2=Na2SO4+NaCl+H2O，可用于吸收SO2。下列说法正确的是 A．Cl-的结构示意图为 B．NaOH的电子式为 C．NaClO中Cl元素的化合价为+1 D．SO2含有非极性共价键 7．（24-25高二下·北京朝阳·期末）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．乙烯的结构简式： B．HCl的电子式： C．乙醇的分子结构模型： D．中共价键的电子云图： 8．（24-25高二下·广东江门·期中）氰气的化学式为，结构式为，性质与卤素相似，下列叙述不正确的是 A．不和氢氧化钠溶液发生反应 B．分子中键的键长小于键的键长 C．分子中既有极性键，又有非极性键 D．分子中含有3个键和4个键 9．下列关于共价键的理解不正确的是 A．共价键都具有方向性和饱和性 B．键可以绕键轴旋转，而键不能绕键轴旋转 C．分子和分子中都含有5个键 D．键以“头碰头”方式重叠，键以“肩并肩”方式重叠 10．（23-24高二上·云南普洱·期末）下列说法中正确的是 A．键比键重叠程度大，形成的共价键稳定 B．一个分子中有一个键，两个键 C．气体单质中，一定有键，可能有键 D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个键 综合应用 11．（24-25高二下·湖北随州·阶段练习）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H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．AB2型分子的键角均为180° D．H—O键的键能为462.8 kJ·mol-1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×462.8 kJ 12．（24-25高二下·江苏苏州·阶段练习）下列分子中，只含有键而不含有键的是 A． B． C． D． 13．（24-25高二下·全国·课后作业）下列分子中含有的电子数与HF分子相同，且只有两个极性共价键的是 A．CO2 B．NH3 C．H2O D．CH4 14．（24-25高二下·全国·课后作业）下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据： O—O键数据 O O2 O 键长/10-12 m 149 128 121 112 键能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律是 A．成键时，电子数越多，键能越大 B．键长越短，键能越大 C．成键所用电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大 15．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试）下列物质中含有键的是 A．NaOH B．N2 C．H2S D．MgCl2 16．（25-26高二上·全国·周测）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．晶体中含有化学键的数目为 B．1mol中含键的数目为 C．分子中含有键的数目一定为 D．1mol苯分子中含有键的数目为 拓展培优 17．（24-25高二下·北京延庆·期中）关于σ键和π键的说法正确的是 A．π键的电子云呈轴对称 B．乙烯分子中有4个σ键和1个π键 C．乙炔分子中π键比σ键稳定 D．s轨道与p轨道只能形成σ键 18．（24-25高二下·天津河西·期中）已知：1000℃时下表所示卤化氢的分解率。 卤化氢 分解的百分数/% HCl 0.0014 HBr 0.5 HI 33 下列说法正确的是 A．卤原子的电负性： B．键的键长： C．键的键能： D．卤化氢的热稳定性： 19．（25-26高二上·山东·课后作业）请回答下列问题。 (1)下列物质分子中既有σ键，又有π键的是 。 ①HCl　②H2O　③N2　④C2H2　⑤C2H4 (2)分子中，σ键和π键比例为 。 (3)已知反应N2O4（l）＋2N2H4（l）=3N2（g）＋4H2O（l），若该反应中有4 mol N－H键断裂，则形成的π键的数目为 。 20．（24-25高二下·广西来宾·阶段练习）回答下列问题。 (1)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)已知与结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为 。 (3)利用CO可以合成化工原料，分子的结构式为，每个分子内含有的σ键、π键数目为_______(填字母)。 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 (4)Si、S、P形成的气态氢化物的稳定性的从大到小的顺序是 ，从键长和键能的角度解释原因： 。 (5)已知几种常见化学键的键能如表： 化学键 键能/ 368 498 226 x ①上述共价键中极性最强的是 。 A．　　B．　　C．　　D． ②已知1mol单质硅含有键，含键，试计算：完全燃烧放出的热量约为 kJ。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 第1课时 共价键 教学目标 1．能从微观角度分析形成共价键的粒子、类型，能辨识物质中含有的共价键的类型及成键方式，了解键能、键长及键角对物质性质的影响。 2．理解共价键中σ键和π键的区别，建立判断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。 重点和难点 重点：共价键的粒子、类型及成键方式 键能、键长及键角对物质性质的影响 共价键中σ键和π键的区别 难点：键能、键长及键角对物质性质的影响 共价键中σ键和π键的区别 ◆知识点一 共价键的概念与特征 1．本质 在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。 2．特征 具有饱和性和方向性。 3．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 归纳总结 共价键的方向性决定了分子的立体构型，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。 即学即练 1．下列说法中正确的是 A．任何分子中均存在化学键 B．中含有离子键、σ键及π键 C．若分子中含有π键，则一定含有σ键 D．含有共价键的化合物一定是共价化合物 【答案】C 【解析】A．稀有气体为单原子分子，分子中不存在化学键，A项错误； B．中含有离子键、σ键，不含有π键，B项错误； C．若分子中含有π键，则一定含有σ键，C项正确； D．离子化合物也可能含有共价键，如NaOH、等，只含有共价键的化合物才是共价化合物，D项错误。 故选C。 2．下列物质的分子中既含有键，又含有键的是 A． B．HCl C． D． 【答案】A 【解析】 A．的结构式为，既含键，也含键，故A正确； B．HCl的结构式为，只含键，故B错误； C．的结构式为，只含键，故C错误； D．的结构式为，只含键，故D错误； 故答案为A。 3．下列物质的分子中既有σ键，又有π键，并含有非极性键的是 ①HCl；②；③；④；⑤；⑥ A．①②③ B．③④⑤⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥ 【答案】D 【解析】①HCl的结构式为H-Cl，所以只存在σ键，故错误； ②H2O中只存在H-O，即只有σ键，故错误； ③N2的结构式为N≡N，含有σ键和π键，N与N之间为非极性键，故正确； ④H2O2中存在H-O和O-O键，只有σ键，故错误； ⑤C2H4的中氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价双键，含有σ键和π键，C与C之间为非极性键，故正确； ⑥C2H2的中氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价三键，所以含有σ键和π键，C与C之间为非极性键，故正确； 综上所述，③⑤⑥符合题意，本题选D。 ◆知识点二 共价键的类型 1.按成键原子的原子轨道重叠方式分类 (1)σ键 形成 由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成 类型 s­s型 s­p型 p­p型 特征 以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称 (2)π键 形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 p­p π键 特征 π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂 方法规律 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，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。 即学即练 1．下列说法中，错误的是 A．中只有键没有键 B．中有1个键和2个键 C．氧原子可以形成，也可能形成 D．氧原子有两个未成对电子，因而能形成2个共价键 【答案】C 【解析】A．H2O2的结构为H-O-O-H，所有单键均为σ键，没有双键或三键，故不存在π键，A正确； B．N2分子中N≡N三键包含1个σ键和2个π键，B正确； C．H3O作为中性分子不符合氧原子共价键的饱和性（最多形成2个共价键），但H3O+（水合氢离子）存在。题目未指明电荷，故C错误； D．氧原子价电子排布式为2s22p4，有2个未成对电子，可形成2个共价键（如H2O），D正确； 故选C。 2．下列关于共价键的说法中，正确的是 A．S原子最外层有6个电子，故也可以将H2S分子写成H3S分子 B．H2分子中的键是键，HClO分子中的键都是键 C．C2H4分子和N2H4分子中都含有5个键 D．原子轨道具有一定的伸展方向，所形成的共价键都具有方向性 【答案】C 【解析】A．S原子最外层有6个电子，根据共价键的饱和性，只能接受2个H原子，形成的氢化物为H2S，A错误； B．H只有1s轨道上的电子，O的2p轨道上的电子与H的1s轨道上的电子以“头碰头”方式重叠形成键，B错误； C．乙烯分子中氢原子和碳原子之间存在共价单键，为键，碳原子与碳原子之间存在共价双键，有1个键和1个键，则C2H4分子中有5个键和1个键，N2H4中只有5个共价单键，即含有5个键，C正确； D．s电子在形成共价键时，没有方向性，则不是所有共价键都有方向性，D错误； 故答案为：C。 3．下列关于共价键的描述正确的是 A．键与键的对称性相同 B．分子中的共价键是键 C．与结构相似，分子中键与键数目之比为1∶1 D．气体单质中一定存在键，可能存在键 【答案】B 【解析】A．σ键为轴对称，π键为镜面对称，则对称性不同，故A错误； B．HCl分子中的共价键是H原子的1s轨道与Cl原子的3p轨道形成的s﹣pσ键，故B正确； C．CH2=CHCN分子中含有6个σ键和3个π键，所以其数目之比为2：1，故C错误； D．稀有气体是单原子分子，分子中不存在共价键，所以稀有气体中没有σ键，所以多原子构成的气体单质中一定存在σ键，故D错误； 故选：B 1．共价键的特征 (1)共价键的饱和性 ①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用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下： ③由以上分析可知，F原子与H原子间只能形成1个共价键，所形成的简单化合物为HF而不是H2F。同理，H原子、F原子分别只能形成H2、F2，不能形成H3、F3。 ④共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。 (2)共价键的方向性 共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的概率越大，形成的共价键就越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要达到最大重叠，共价键必然有方向性。 共价键的方向性决定了分子的空间结构，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s轨道上的电子形成的共价键就没有方向性。 2．σ键与π键的比较 键的类型 σ键 π键 原子轨道重叠方式 两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“头碰头”的方式重叠 两个原子的成键轨道以“肩并肩”的方式重叠 原子轨道重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 对称性 轴对称 镜面对称 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 存在 单键、双键、三键（只有1个σ键） 双键中有一个π键、三键中有两个π键 示意图 实践应用 1．下列分子中，即含有键又有键的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】单键都是键，双键中一个键，一个键，三键中一个键，两个键。 【解析】A．CH4只有单键，A不符合题意； B．H2O只有单键，B不符合题意； C．，只有单键，C不符合题意； D．CO2的C=O双键包含1个σ键和1个π键，D符合题意； 故选D。 2．下列关于键和键的说法中，错误的是 A．p轨道与p轨道只能形成键 B．在中只有键，没有键 C．键与键的电子云形状的对称性相同 D．H原子只能形成键，而O原子可以形成键和键 【答案】A 【解析】A．两个p轨道能形成头碰头的σ键，也能形成肩并肩的π键，A错误； B．H2O2分子中只有单键，则只有σ键没有π键，B正确； C．s能级电子云是球形，p能级电子云是哑铃形，但s -sσ键与s-pσ键的对称性相同，均为轴对称，C正确； D．氢原子的s轨道只能形成头碰头的σ键，氧原子的p轨道可以形成头碰头的σ键和肩并肩的π键，D正确； 故答案为A。 3．下列分子中σ键和π键的数目比为的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．C2H4分子四个碳氢σ键、1个碳碳σ键和1个π键，则σ键和π键数目比为5：1，故A不选； B．分子2个碳氢σ键、1个碳碳σ键和2个π键，则σ键和π键数目比为3：2，故B不选； C．HCN的结构为H-C≡N，分子中含有一个单键和一个三键，则σ键和π键数目比为1：1，故C选； D．N2的结构式为N≡N，分子中含有一个三键，则σ键和π键数目比为1：2，故D不选； 答案选C。 考点一 共价键的概念与特征 【例1】下列关于共价键的说法正确的是 A．键能是衡量化学键强度的物理量 B．键长是指形成共价键的两个原子之间的间距 C．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大 D．单键一般比双键的键能更大 【答案】C 【解析】A．键能和键长是衡量化学键强度的物理量，A错误； B．键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距，B错误； C．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键越稳定，键能越大，C正确； D．单键一般比双键的键能要小，D错误； 故选C。 概念辨析 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。 (2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。 【变式1-1】下列说法正确的是 A．分子的结构是由键能决定的 B．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 C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C-X(X=F、Cl、Br、I)键长、键角均相等 D．H2O分子中两个O-H键角为180° 【答案】B 【解析】A．分子的结构主要是由键参数中的键角、键长决定的，A项错误； B．共价键的键能越大，共价键越牢固，越不容易断裂，由该键形成的分子越稳定，B项正确； C．由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X(X=F、Cl、Br、I)键长不相等，C项错误； D．H2O分子中O原子为sp3杂化，水分子为V形结构，两个O—H键角为105°，D项错误； 故选B。 【变式1-2】下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是 A．烷烃中的化学键均为σ键 B．CH3CH2Br中C—H键的极性比C—Br键的极性弱 C．乙烯分子中含有极性键和非极性键 D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键 【答案】D 【解析】A．烷烃为饱和烃，所有的化学键均为σ键，A正确； B．溴元素的电负性强于氢原子，元素的电负性相差越大，键的极性越强，故C-H键的极性比C-Br键的极性弱，B正确； C．乙烯中含碳碳非极性键和碳氢极性键，C正确； D．丙炔的结构式如图：，三键中含1个σ键和2个π键，单键全部是σ键，共含6个σ键和2个π键，D错误； 故选D。 考点二 共价键的类型及判断 【例2】下列化合物分子中既含键又含键的是 A． B．HClO C． D． 【答案】D 【解析】A．的结构式为，含有1个键和2个键，但不是化合物，A项错误； B．HClO的结构式为H—O—Cl，只含有键，不含键，B项错误； C．的结构中只含键，不含键，C项错误； D．的结构式为，含有2个键和2个键，D项正确。 故选D。 易错提醒 π键与σ键不同点 ①对比两个p轨道形成的σ键和π键可以发现，σ键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的。而π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的。 ②π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。 ③π键与σ键的强度不同。例如，乙炔、乙烯分子中的π键不如σ键牢固，比较容易断裂。因而含有π键的乙烯、乙炔与只有σ键的乙烷的化学性质不同。 【变式2-1】下列说法中，错误的是 A．σ键是原子的轨道“头碰头”式重叠，π键是原子轨道“肩碰肩”式重叠 B．键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越牢固 C．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性 D．在所有分子中都存在化学键 【答案】D 【解析】A．σ键电子云重叠程度较大，是原子轨道“头碰头”式重叠，π键电子云重叠程度较小，是原子轨道“肩并肩”式重叠，故A正确； B．键能可以用来衡量化学键稳定性，键能越大断开化学键所需的能量越多，化学键越牢固，故B正确； C．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性，故C正确； D．稀有气体分子中不存任何化学键，故D错误； 故选D。 【变式2-2】下列说法正确的是 A．在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键 B．烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含有σ键，而烯烃还含有π键 C．p电子与p电子不能形成σ键 D．共价键的方向性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系 【答案】B 【解析】A．在气体单质分子中，可能存在σ键（如H2、Cl2）、π键（如N2），也可能不存在化学键（如稀有气体），A错误； B．烯烃中含有碳碳双键，其中一个是π键，因π键易断裂，故烯烃的化学性质较活泼，B正确； C．p电子与p电子轨道头碰头可形成σ键，如Cl2分子中的共价键为p-pσ键，C错误； D．共价键的方向性决定分子的空间结构，饱和性决定分子中各原子的数量关系，D错误； 故选B。 基础达标 1．（24-25高二下·浙江·期中）下列物质含有非极性键的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】非极性键是同种非金属原子间形成的共价键。 【解析】A．MgCl2为离子晶体，仅含Mg2+与Cl-的离子键，无共价键，A不符合题意； B．CO2中C与O之间的C=O为极性键，B不符合题意； C．Na2O2中内的O-O键为非极性键，C符合题意； D．HCOOH中所有键（如C-O、O-H、C=O）均为极性键，D不符合题意； 故选C。 2．（23-24高二下·贵州黔东南·期末）下列物质属于共价化合物的是 A． B． C． D．石墨 【答案】B 【解析】A．CaF2为离子化合物，A不符合题意； B．HCl为共价化合物，B符合题意； C．Si为单质，C不符合题意； D．石墨是单质，不是化合物，D不符合题意； 故选B。 3．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列说法中，正确的有 ①共价键的成键原子只能是非金属原子 ②所有的σ键的强度都比π键的大 ③在所有分子中都存在化学键 ④碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键的3倍和2倍 ⑤键长等于成键两原子的半径之和 A．0句 B．1句 C．2句 D．3句 【答案】A 【解析】①共价键的成键原子可能是非金属原子，也可能是金属原子与非金属原子，比如氯化铝，故①错误；②不是所有的σ键的强度都比π键的大，比如氮气的σ键的强度都比π键的小，故②错误；③不是所有分子中都存在化学键，比如稀有气体单质中不存在化学键，故③错误；④碳碳三键和碳碳双键的键能分别比碳碳单键的3倍和2倍键能小，故④错误；⑤键长等于成键两原子的核间距，小于量原子的半径之和，故⑤错误；因此正确的有0句，故A正确。 综上所述，答案为A。 4．下列各组物质中既存在σ键又存在π键的是 A． B．乙烯 C． D． 【答案】B 【解析】A．中只存在σ键，A错误； B．乙烯中即存在σ键又存在π键，B正确； C．只存在离子键，C错误； D．只存在σ键，D错误； 故选B。 5．参考下表中化学键的键能与键长数据，判断下列分子最稳定的是 化学键 键能/() 413.4 390.8 462.8 568 键长/ 109 101 96 92 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】物质中的化学键键能越大，断裂时吸收的能量越多，则化学键越稳定，分子也越稳定，从图中可知，H-F键的键能最大，最难断裂，因此最稳定的分子为HF，故答案选D。 6．（25-26高二上·江苏南京·月考）反应NaClO+2NaOH+SO2=Na2SO4+NaCl+H2O，可用于吸收SO2。下列说法正确的是 A．Cl-的结构示意图为 B．NaOH的电子式为 C．NaClO中Cl元素的化合价为+1 D．SO2含有非极性共价键 【答案】C 【解析】 A．Cl⁻的核电荷数为17，核外电子数为18，核外电子层排布2、8、8，氯离子结构示意图，A错误； B．NaOH为离子化合物，由Na⁺和OH⁻构成，电子式应为，B错误； C．NaClO中Na为+1价，O为-2价，据化合物中正负化合价代数和为0，可知氯元素化合价为+1，C正确； D．SO₂中S与O形成极性共价键（S、O电负性不同），无非极性共价键（非极性键为同种原子间成键），D错误； 故选C。 7．（24-25高二下·北京朝阳·期末）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．乙烯的结构简式： B．HCl的电子式： C．乙醇的分子结构模型： D．中共价键的电子云图： 【答案】D 【解析】A．乙烯中碳碳之间为双键，碳氢之间为单键，结构简式为CH2=CH2，A正确； B．HCl为共价化合物，H与Cl之间共用1对电子，电子式为，B正确； C．乙醇结构简式为CH3CH2OH，分子结构模型为（空间填充模型），C正确； D．Cl2中两个Cl原子形成p-pσ键，为“头碰头”形式的交叠，电子云图为，D错误； 故选D。 8．（24-25高二下·广东江门·期中）氰气的化学式为，结构式为，性质与卤素相似，下列叙述不正确的是 A．不和氢氧化钠溶液发生反应 B．分子中键的键长小于键的键长 C．分子中既有极性键，又有非极性键 D．分子中含有3个键和4个键 【答案】A 【解析】A．氰气性质与卤素相似，卤素单质（如Cl2）能与NaOH溶液反应，因此氰气也应反应，A错误； B．N原子半径小于C，C≡N键长比C≡C更短，B正确； C．C-C单键为非极性键，C≡N为极性键，分子中同时存在两种键，C正确； D．每个三键含1σ+2π，两个C≡N贡献2σ+4π，中间C-C为1σ，总计3σ+4π，D正确； 故选A。 9．下列关于共价键的理解不正确的是 A．共价键都具有方向性和饱和性 B．键可以绕键轴旋转，而键不能绕键轴旋转 C．分子和分子中都含有5个键 D．键以“头碰头”方式重叠，键以“肩并肩”方式重叠 【答案】A 【解析】A．s轨道的电子云是球形对称，相互重叠时无方向性，A错误； B．σ键以“头碰头”方式重叠，为轴对称，π键以“肩并肩”方式重叠，为镜面对称，故σ键可以绕键轴旋转，而π键不能绕键轴旋转，B正确； C．的结构式为，的结构式为，分子和分子中都含有5个σ键，C正确； D．σ键以“头碰头”方式重叠，为轴对称，π键以“肩并肩”方式重叠，为镜面对称，D正确； 故答案选A。 10．（23-24高二上·云南普洱·期末）下列说法中正确的是 A．键比键重叠程度大，形成的共价键稳定 B．一个分子中有一个键，两个键 C．气体单质中，一定有键，可能有键 D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个键 【答案】D 【解析】A．键是头碰头的重叠，键是肩并肩的重叠，一般键比键重叠程度大，键比键稳定，错误； B．分子中含有两个碳氧双键，即有2个键，2个键，B错误； C．单原子分子中没有共价键，如稀有气体分子中不存在共价键，C错误； D．两个原子间形成单键时，只能形成1个键，两个原子之间形成双键时，含有一个键和一个键，两个原子之间形成三键时，含有一个键和2个键，D正确； 故选D。 综合应用 11．（24-25高二下·湖北随州·阶段练习）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H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．AB2型分子的键角均为180° D．H—O键的键能为462.8 kJ·mol-1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×462.8 kJ 【答案】A 【解析】A．键角、键长、键能都是描述分子空间结构的重要参数，A正确； B．H-O键、H-F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B错误； C．AB2型分子可能为直线形如CO2，键角为180°，而水分子呈V形，键角为105°，C错误； D．H-O键的键能为462.8 kJ·mol-1，指的是断开 1 mol H-O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为462.8 kJ，18 g即1 mol H2O中含2 mol H-O键，断开时需吸收2×462.8 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量，D错误； 答案选A。 12．（24-25高二下·江苏苏州·阶段练习）下列分子中，只含有键而不含有键的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】单键都是键，双键中一个键，一个键，三键中一个键，两个键。 【解析】A．含氮氮三键，含有键和键，A错误； B．含碳氧双键，含有键和键，B错误； C．含碳碳单键、碳氢单键，只含有键而不含有键，C正确； D．含碳碳三键、碳氢单键，含有键和键，D错误； 故选C。 13．（24-25高二下·全国·课后作业）下列分子中含有的电子数与HF分子相同，且只有两个极性共价键的是 A．CO2 B．NH3 C．H2O D．CH4 【答案】C 【解析】A．HF分子中含有的电子数为10，CO2分子中含有的电子数为22；CO2分子中成键原子不相同，有2个极性共价键，A错误； B．NH3分子中含有的电子数为10，与HF分子中含有的电子数相同；NH3分子中成键原子不相同，有3个极性共价键，B错误； C．H2O分子中含有的电子数为10，含有的电子数与HF相同；H2O分子中成键原子不相同，有2个极性共价键，C正确； D．CH4分子中含有的电子数为10，含有的电子数与HF相同；CH4分子中成键原子不相同，有4个极性共价键，D错误； 故选C。 14．（24-25高二下·全国·课后作业）下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据： O—O键数据 O O2 O 键长/10-12 m 149 128 121 112 键能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律是 A．成键时，电子数越多，键能越大 B．键长越短，键能越大 C．成键所用电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大 【答案】B 【分析】观察表中数据发现，键长由短到长的顺序为，对应的键能顺序为：，键长与键能呈反比关系，即键长越短，原子间结合越紧密，键能越大。 【解析】A．的电子数多于，但键能反而更小，与规律矛盾，A错误； B．键长最短的键能最大，键长最长的键能最小，符合“键长越短，键能越大”的规律，B正确； C．、、的成键电子数均为4，无法解释键能差异，C错误； D．O—O键为同种原子形成的非极性键，电子对无偏移，与键能变化规律不符，D错误； 答案选B。 15．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试）下列物质中含有键的是 A．NaOH B．N2 C．H2S D．MgCl2 【答案】B 【分析】共价键中，双键和三键含有键。 【解析】A．NaOH中O和H中为单键，NaOH中不含有键，A不选； B．N2中N和N之间为三键，含有2条键，B选； C．H2S中H和S之间为单键，H2S中不含有键，C不选； D．MgCl2中不含有共价键，没有键，D不选； 故答案选B。 16．（25-26高二上·全国·周测）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．晶体中含有化学键的数目为 B．1mol中含键的数目为 C．分子中含有键的数目一定为 D．1mol苯分子中含有键的数目为 【答案】C 【解析】A．的摩尔质量为，的物质的量为1mol，一个Si形成4个Si-O键，则含有化学键的数目为，A错误； B．单键为键，中五元环内是大π键，一个中含5个C-H、3个C-C、2个C-N，总共10个键，因此1mol中含键的数目为，B错误； C．的物质的量为，其结构无论是、，所含的键的数目均为，C正确； D．苯分子中不含碳碳双键，D错误； 故选C。 拓展培优 17．（24-25高二下·北京延庆·期中）关于σ键和π键的说法正确的是 A．π键的电子云呈轴对称 B．乙烯分子中有4个σ键和1个π键 C．乙炔分子中π键比σ键稳定 D．s轨道与p轨道只能形成σ键 【答案】D 【解析】A．形成π键的原子轨道“肩并肩”重叠，所以电子云呈镜面对称，A错误； B．乙烯分子含有4个C-Hσ键，1个碳碳双键，1个碳碳双键中含1个C-Cσ键和1个π键，则乙烯分子中共有5个σ键和1个π键，B错误； C．σ键的轨道重叠程度更大，键能更高，比π键更稳定，C错误； D．s轨道为球形对称，p轨道为哑铃形，两者只能通过“头碰头”方式形成s-pσ键，无法以“肩并肩”方式形成s-pπ键，D正确； 故选D。 18．（24-25高二下·天津河西·期中）已知：1000℃时下表所示卤化氢的分解率。 卤化氢 分解的百分数/% HCl 0.0014 HBr 0.5 HI 33 下列说法正确的是 A．卤原子的电负性： B．键的键长： C．键的键能： D．卤化氢的热稳定性： 【答案】B 【解析】A．卤原子的电负性顺序应为Cl > Br > I（同主族自上而下电负性递减），A错误； B．σ键的键长由原子半径决定，Cl、Br、I的原子半径依次增大，故键长顺序为H-Cl < H-Br < H-I，B正确； C．σ键的键能与键长成反比，键长越短键能越大，因此键能顺序应为H-Cl > H-Br > H-I，C错误； D．分解率越高，热稳定性越差，表中分解率HCl < HBr < HI，故热稳定性顺序应为HCl > HBr > HI，D错误； 故选B。 19．（25-26高二上·山东·课后作业）请回答下列问题。 (1)下列物质分子中既有σ键，又有π键的是 。 ①HCl　②H2O　③N2　④C2H2　⑤C2H4 (2)分子中，σ键和π键比例为 。 (3)已知反应N2O4（l）＋2N2H4（l）=3N2（g）＋4H2O（l），若该反应中有4 mol N－H键断裂，则形成的π键的数目为 。 【答案】(1)③④⑤ (2)9∶1 (3)3NA 【解析】（1） 单键全是σ键，双键中有1个σ键、1个π键；三键中有1个σ键、2个π键。①HCl的结构式为H-Cl，只有1个σ键；②H2O分子的结构式为H-O-H，只有2个σ键；③N2的结构式为N≡N，含1个σ键、2个π键；④C2H2的结构式为H-C≡C-H，有3个σ键，2个π键；⑤C2H4的结构式为，有5个σ键，1个π键；既有σ键，又有π键的是③④⑤； （2）共价单键是σ键，共价双键中含有1个π键1个σ键，又分子两边的单键碳原子还分别含有2个C－H键，所以σ键和π键比例为9∶1 （3）若该反应中有4 mol N－H键断裂，则生成1.5 mol氮气，N2分子中含1个σ键、2个π键，则形成π键的数目是3NA。 20．（24-25高二下·广西来宾·阶段练习）回答下列问题。 (1)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)已知与结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为 。 (3)利用CO可以合成化工原料，分子的结构式为，每个分子内含有的σ键、π键数目为_______(填字母)。 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 (4)Si、S、P形成的气态氢化物的稳定性的从大到小的顺序是 ，从键长和键能的角度解释原因： 。 (5)已知几种常见化学键的键能如表： 化学键 键能/ 368 498 226 x ①上述共价键中极性最强的是 。 A．　　B．　　C．　　D． ②已知1mol单质硅含有键，含键，试计算：完全燃烧放出的热量约为 kJ。 【答案】(1) σ 极性 (2)1：1 (3)D (4) 原子半径，键长，故键能： (5) A 522 【解析】（1）CH4中的化学键为单键，该共价键为σ键；C、H原子吸引电子能力不同，所以二者形成的化学键为极性键； （2）N2分子中N与N之间形成氮氮三键，其中有一根为σ键，两根为π键，CN-与N2结构相似，同时考虑到HCN分子中H—C的σ键，故HCN分子中σ键与π键数目之比为1：1； （3） COCl2分子的结构式为：，分子中含有2个单键和1个双键，则COCl2分子内含有3个σ键、1个π键，故答案为：D； （4）Si、S、P非金属性S＞P＞Si，形成的气态氢化物的稳定性的从大到小的顺序为：H2S＞PH3＞SiH4，从键长和键能的角度解释原因是：原子半径，键长，故键能：； （5）①共价键的极性强弱与成键元素电负性差值有关，在选项中，Si-O的电负性差值最大，故极性最强；答案为A； ②1molSi完全燃烧生成1molSiO2，已知1mol单质硅含有2molSi-Si键，1molSiO2含4molSi-O键，则ΔH=2×226kJ•mol-1+1×498kJ•mol-1-4×368kJ•mol-1=-522kJ•mol-1，则1molSi完全燃烧放出的热量约为522kJ。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $