第2章 第1节 共价键（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版 单选）

该高中化学课件聚焦“分子结构与性质”中“共价键”核心内容，涵盖概念、本质、饱和性与方向性等知识点。通过“新知学习探究”栏目导入，从原子间共用电子对作用过渡到分子空间结构，以键角数据、核间距等作为学习支架，衔接前后知识。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，用“头碰头”“肩并肩”形象解析σ键和π键形成，结合X射线衍射等实例培养证据推理能力。通过随堂巩固与知能达标训练小结，助学生深化结构决定性质的化学观念，也为教师提供清晰的教学环节支持。

第一节　共价键 第二章　分子结构与性质 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 新知学习探究 01 随堂巩固演练 02 知能达标训练 03 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 新 知 学 习 探 究 栏目导航 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 共用电子对 重叠 相同或差值较小 方向性 饱和性 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 头碰头 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 连线 不变 轴对称 较大 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 肩并肩 两原子核 镜像 镜面 不能 断裂 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 气态分子 气态原子 稳定 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 核间距 大 相邻共价键 方向性 空间结构 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 180° 107° 105° 120° 109°28′ 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 推算 X射线衍射 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 随 堂 巩 固 演 练 栏目导航 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 知 能 达 标 训 练 栏目导航 点击进入Word 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 谢谢观看 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 [素养目标]　 1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。 2.知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型。 3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 知识点一　共价键 一、共价键的概念及特征 二、共价键的类型 1．σ键 形成 成键原子的s轨道或p轨道以“__________”的方式发生轨道的重叠 类型 s-s型 s-p型 p-p型 特征 ①以形成化学键的两原子核的________为轴做旋转操作，共价键电子云的图形________，这种特征称为__________； ②σ键的强度________，具有较强的稳定性 2．π键 形成 垂直于键轴方向，相互平行的“__________”的方式发生原子轨道的重叠 p-p型 特征 ①每个π键的电子云由两块组成，分别位于由____________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________，这种特征称为________对称； ②π键________旋转，不如σ键牢固，较易________ 1．为什么2个氢原子、2个氯原子结合成氢分子、氯分子，1个氢原子只能和1个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以3个、4个或其他个数比相结合？ 提示：氢原子和氯原子的两原子都只有一个未成对电子，从分子的形成过程来看，只有未成对电子才能形成共用电子对，因此氢分子、氯分子和氯化氢分子中只能由两个原子各提供1个未成对电子形成共用电子对，也决定了其分子中的原子个数。 2．解释乙烯分中π键如何形成的？ 提示：乙烯分子中两个碳原子的p轨道“头碰头”重叠形成一个σ键，而两个碳原子间相互垂直的p轨道“肩并肩”重叠形成一个π键，故乙烯分子中的碳碳双键由一个σ键和一个π键构成。 3．乙烯、乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？ 提示：乙烯分子中的碳碳双键、乙炔分子中的碳碳三键分别含有一个π键和两个π键，π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂，而乙烷分子中没有π键，σ键稳定，不易断裂。 4．共价键可以存在于哪些物质中？所有单质分子中都有共价键吗？试举例说明。 提示：共价键可以存在于单质中，如H2、O2、Cl2等；也可以存在于共价化合物中，如H2O、H2SO4、CH4等；还可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl、Na2O2等。并不是所有单质分子中都有共价键，如稀有气体分子中不存在化学键。 5．下图所示，物质中含σ键和π键的数目之比为__________。 提示：22∶3 σ键与π键的比较 共价键类型 σ键 π键 原子轨道 重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩” 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 原子轨道重叠程度 大 小 化学活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键； 共价双键中有一个σ键，一个π键；共价三键中有一个σ键，两个π键 (1)s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。 (2)因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。 (3)两个原子间可以形成σ键，但不能只形成π键。 (4)σ键和π键对分子性质的影响：通常情况下，σ键比π键牢固，π键比较容易断裂，因此含π键的化合物的化学性质比只含σ键的化合物活泼，如乙烯的化学性质比乙烷的活泼。 1．(2024·长沙高二期末)下列关于σ键和π键的说法不正确的是(　　) A．σ键和π键能同时存在于同一个分子中 B．σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的，π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的 C．乙烯分子中含有5个σ键和1个π键 D．H2分子中只存在σ键，N2分子中只存在π键 解析　共价单键为σ键，共价双键或三键中含有σ键、π键，故A正确；乙烯的结构简式为CH2===CH2，存在4个C—H σ键，一个碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，所以乙烯分子中含有5个σ键和1个π键，故C正确；H2结构式为H—H，只存在σ键，N2的结构式为N≡N，存在σ键和π键，故D错误。 答案　D 2．下列说法错误的是(　　) A．在1个CH2===CHC≡N中含有6个σ键，3个π键 B．两个原子形成的多重共价键中π键可以是一个或多个 C．s能级的电子与s能级的电子间形成的键一定是σ键，p能级的电子与p能级的电子间形成的键一定是π键 D．共价键一定有原子轨道的重叠 解析　原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键；以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键，p能级的电子间以“头碰头”的方式相互重叠，形成的就是σ键。 答案　C 3．按要求完成下列填空： (1)有以下8种分子： ①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2O2，⑧HCN(H—C≡N)，其中只含有σ键的是________(填序号，下同)；既含有σ键，又含有π键的是________。 (2)X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素，其中X、Y同周期，Y、Z同主族，Y原子最外层p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，X原子最外层的p能级中只有一个轨道填充了2个电子，而且这三种元素可以形成化合物YX2、ZX2。根据上述信息回答下列问题： ①写出元素符号：X__________，Y__________，Z____________。 ②YX2分子中含________个σ键、________个π键。 解析　(1)只含有σ键的是①②③⑥⑦；乙烯分子中有碳碳双键，氮气分子和HCN中都有三键，既含有σ键又含有π键的是④⑤⑧； (2)X、Y、Z元素分别是O、C、Si。CO2分子的结构式为O===C===O，其中含2个σ键。 答案　(1)①②③⑥⑦　 ④⑤⑧　(2)①O　C　Si ②2　2 知识点二　键参数——键能、键长与键角 1．键能 (1)概念：键能是指___________中1 mol 化学键解离成___________所吸收的能量。 (2)特点：键能越大，化学键越牢固，分子越________。 2．键长 (1)概念：键长是构成化学键的两个原子的__________。 (2)特点：键长越短，键能越______，共价键越牢固。 3．键角 (1)概念：多原子分子中，两个______________之间的夹角称为键角。 (2)特点：表明共价键有__________，是描述分子____________的重要参数。 (3)常见分子的键角与分子空间结构 CO2：直线形分子，键角________； NH3：三角锥形分子，键角________； H2O：V形分子，键角________； BF3：平面三角形分子，键角________； CH4：正四面体形分子，键角________。 4．键参数的测定 (1)键能可通过实验测定，但更多的是________获得的。 (2)键长和键角的数值可通过晶体的______________实验获得。 1．下表是H—X的键能数据 共价键 H—F H—Cl H—Br H—I 键能/(kJ·mol-1) 568 431.8 366 298.7 (1)若使2 mol H—Cl断裂为气态原子，则发生的能量变化是________________。 (2)表中共价键最难断裂的是________，最易断裂的是________。 (3)由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次______(填“减弱”或“增强”)，说明四种分子的稳定性依次________(填“减弱”或“增强”)，即HF分子最稳定，最难分解，HI分子最不稳定，最________(填“难”或“易”)分解。 提示：(1)吸收863.6 kJ的能量 (2)H－F　H－I (3)减弱　减弱　易 2．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______________________________________。 提示：Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键 1．键能的应用 (1)表示共价键的强弱：键能越大，断开化学键时需要的能量越多，则化学键越稳定。 (2)判断分子的稳定性：结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 (3)判断化学反应的能量变化：在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和；ΔH<0时，为放热反应；ΔH>0时，为吸热反应。 2．键长的应用 (1)一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。 (2)键长的比较方法 ①根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。 ②根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长>双键键长>三键键长。 1．下列说法错误的是(　　) A．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 B．键长与共价键的稳定性没有关系 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．共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键有饱和性 解析　键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，键能越大，意味着化学键越稳定，越不容易断裂，A正确；键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，往往键能越大，共价键越稳定，B错误；相邻两个共价键之间的夹角称为键角，多原子分子的键角一定，说明共价键具有方向性，C正确；元素的原子形成共价键时，当一个原子的所有未成对电子和另一些原子中的未成对电子配对成键后，就不再跟其他原子的未成对电子配对成键，因此，共价键具有饱和性，D正确。 答案　B 2．用“＞”“＜”填空。 (1)比较键长大小 ①C—H________N—H________H—O； ②N2H4分子的N—N________N2分子的N≡N。 (2)比较键能大小 C—H________N—H________H—O。 (3)比较键角大小 ①CO2________NH3；②H2O________NH3。 解析　(1)①由于C、N、O原子的半径依次减小，所以C—H、N—H、H—O键的键长依次减小；②N2H4分子的N—N大于N2分子的N≡N。(2)由于C—H、N—H、H—O键的键长依次减小，因此键能依次增大。(3)①CO2为直线形分子，NH3为三角锥形分子，故键角CO2大于NH3。②H2O为V形分子，H2O分子键角是105°，NH3分子键角是107°，H2O分子中键角小于NH3分子。 答案　(1)①>　>　②>　(2)<　< (3)①>　②< 3．N≡N键的键能为946 kJ·mol-1，N—N键的键能为193 kJ·mol-1，通过计算可以说明N2中的________(填“σ”或“π”)键更稳定。 解析　N≡N键中含有2个π键和1个σ键，已知N≡N键的键能为946 kJ·mol-1，N—N键的键能为193 kJ·mol-1，则1个π键的键能为 kJ·mol-1＝376.5 kJ·mol-1>193 kJ·mol-1，则N2中的π键的键能大于σ键的键能，π键更稳定。 答案　π 1．下列说法正确的是(　　) A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的 B．H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的 C．并非所有的共价键都有方向性 D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小 解析　Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；氢气中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。 答案　C 2．在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是(　　) A．氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B．氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道 C．氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道 D．氯原子的3p轨道和氢原子的2s轨道 解析　成键的电子一般为元素的价电子。在氯化氢分子中，成键的原子轨道为氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道。 答案　C 3．下列说法错误的是(　　) A． σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D．N2分子中有一个σ键，两个π键 解析　从原子轨道重叠程度看，π键轨道重叠程度比σ键重叠程度小，故π键稳定性低于σ键，在气体单质分子中存在σ键(如Cl2、H2)、π键(N2中存在σ键和π键)、稀有气体为单原子分子，不存在化学键。 答案　C 4．下列说法不正确的是(　　) A．的σ键和π键个数比为4∶1 B．某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2+ C．Na、P、Cl的电负性依次增大 D．根据对角线规则，Be也能与NaOH溶液反应 解析　的σ键个数有18个，π键有2个，σ键与π键个数比为9∶1，A错误。 答案　A 5．已知H—H的键能为436 kJ·mol-1，O===O的键能为497.3 kJ·mol-1，Cl—Cl的键能为242.7 kJ·mol-1，N≡N的键能为946 kJ·mol-1，则下列叙述正确的是(　　) A．N—N的键能为×946 kJ·mol-1＝315.3 kJ·mol-1 B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短 C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的 D．氮气分子比氯气分子稳定 解析　在N2分子中，N原子间以N≡N结合，N≡N的键能与N—N的键能不是简单的线性关系，A项错误；共价键的键长和成键原子的半径有关，由于原子半径：r(H)<r(N)，所以H—H的键长小于N≡N，B项错误；氧气分子中的化学键由一个σ键和一个π键组成，C项错误；由于N≡N的键能很大，所以N2比Cl2稳定，D项正确。 答案　D 6．根据氢气分子的形成过程示意图(如图)回答问题： (1)H—H的键长为________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是________。 (2)下列说法正确的是________(填字母)。 A．氢气分子中含有一个π键 B．由①到④，电子在核间出现的概率增大 C．由④到⑤，必须消耗外界的能量 D．氢气分子中含有一个极性共价键 (3)几种常见化学键的键能如下表： 化学键 Si—O H—O O===O Si—Si Si—C 键能/(kJ·mol-1) 460 464 498 176 x ①比较Si—Si与Si—C的键能大小：x________(填“>”“<”或“＝”)176。 ②H2被称为21世纪人类最理想的燃料。试计算：每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为________________。 解析　(1)可以直接从题图上有关数据得出，H—H的键长为74 pm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)氢气分子中含有一个σ键，A错误；共价键的本质就是高概率地出现在原子间的电子与原子间的电性作用，B正确；④已经达到稳定状态，C正确；氢气分子中含有一个非极性共价键，D错误。(3)①Si—Si的键长比Si—C的键长长，则Si—Si的键能比Si—C的键能小。②由题图可知H—H的键能为436 kJ·mol-1，每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为×(464 kJ·mol-1×2－436 kJ·mol-1－498 kJ·mol-1×)＝121 500 kJ。 答案　(1)74 pm　①⑤②③④　(2)BC (3)①>　②121 500 kJ $