第一节 共价键（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第一节 共价键 题型01 共价键的形成与特征 题型02 极性键与非极性键 题型03 σ键与π键 题型04 键能与键长 题型05 常见物质的键角及分子构型 题型06 键参数综合应用 题型01 共价键的形成与特征 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． 本质 高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。共价键形成的原因是成键原子相互接近，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对。 3．形成元素 通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。 4．共价键特征 特征 概念 作用 存在情况 饱和性 每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的 饱和性决定了分子的组成。 所有的共价键都具有饱和性 方向性 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最大的方向形成，所以共价键具有方向性 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 5．表示方法 （1）用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键，如H—H、H—Cl； （2）“”表示原子间共用两对电子所形成的共价键(共价双键)，如C=C； （3）“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键(共价叁键)，如C≡C。 【典例1】（24-25高二下·广东东莞·阶段练习）下列对分子性质的解释中，不正确的是 A．Cl2是双原子分子，H2S 是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的 B．由于乳酸()中存在一个手性碳原子，导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体 C．由上图可知酸性：H3PO4>HClO，因为电负性O>Cl，O原子的吸电子效应更强 D．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 【变式1-1】（24-25高二下·广东清远·阶段练习）下列有关共价键和键参数的说法不正确的是 A．1个乙烯()分子中含有5个键和1个键 B．C—H键比Si—H键的键长更短，故比更稳定 C．BF3、、三种分子的键角依次增大 D．N与3个H结合形成分子，体现了共价键的饱和性 【变式1-2】下列关于共价键及其键参数的叙述不正确的是 A．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性 B．成键原子始终处于振动之中，键长是成键原子处于平衡位置时的核间距 C．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 D．键能为，即解离分子中的，需要放出能量为 【变式1-3】共价键具有饱和性和方向性，下列有关叙述中，不正确的是 A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的 B．共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的 C．共价键的方向性决定了分子的空间结构 D．所有共价键都具有方向性 题型02 极性键与非极性键 1．分类标准：根据共用电子对是否偏移。 2．极性键和非极性键： 共价键 极性键 非极性键 形成元素 不同种元素 同种元素 共用电子的偏移 共用电子偏向电负性较大的原子 成键原子电负性相同，共用电子不偏移 原子电性 电负性较大的原子显负电性，另一原子显正电性 两原子均不显电性 【典例2】（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 【变式2-1】科研人员研究了通电条件下在催化剂(金)表面生成的反应，反应机理如图所示，下列说法不正确的是 A．上述转化过程中涉及非极性键的断裂和极性键的生成 B．生成的总电极反应式： C．使用作催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率 D．当在电解池的阴极发生反应时，可得到 【变式2-2】中科院研制出一种多功能催化剂将CH4转化为乙烯：。下列化学用语表述正确的是 A．该反应涉及极性键和非极性键的断裂及形成 B．与互为同分异构体 C．O2的电子式为： D．分子的球棍模型为 【变式2-3】氯化二硫是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如下图所示。常温下是一种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体。下列说法错误的是 A．的结构式为 B．为含有极性键和非极性键的极性分子 C．与结构相似，分子间作用力： D．与反应的化学方程式可能为： 题型03 σ键与π键 σ键π键比较： σ键 π键 原子轨道重叠方式 “头碰头”重叠 “肩并肩”重叠 对称类型 轴对称，因此，通过σ键连接的原子绕键轴旋转而不会破坏化学键。 镜面对称，因此，以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 轨道重叠程度大，键的强度较大，键越牢固 轨道重叠程度较小，键比较容易断裂，不如σ键牢固 活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键都是σ键；共价双键中一个键是σ键，另一个键是π键；共价三键中一个键是σ键，另外两个键是π键 旋转情况 以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏σ键的结构 以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构 存在情况 能单独存在，可存在于任何含共价键的分子或离子中 不能单独存在，必须与σ键共存，可存在于共价双键和共价三键中 联系 只有在形成σ键后，余下的p轨道才能形成π键 实例 CH4、OH- N≡N中既含有σ键，又含有π键 2．判断σ键和π键的一般规律 （1）共价单键都是σ键； （2）共价双键和共价三键中有一个键是σ键，其他的都是π键。 【典例3】（24-25高二下·广东深圳·期末）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．中含有σ键的数目为 B．溶液中含的数目为 C．1molCO和的混合气体含有的分子数目为 D．与反应生成，转移电子数目为 【变式3-1】（24-25高二下·广东·期中）2025年3月，我国首次探获海上深层—超深层碎屑岩大型整装油田—惠州19-6亿吨级油田，该油田经测试可日产天然气万立方米，天然气的主要成分是甲烷。下列关于甲烷及其衍生物的说法不正确的是 A．二氯甲烷只有一种结构 B．甲烷分子中存在“头碰头”形成的键 C．甲烷的球棍模型为 D．常温下，甲烷与氯气的混合气体在光照下反应最多能生成两种气体 【变式3-2】（24-25高二下·广东茂名·期末）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．2mol乙炔中含有键的数目为 B．溶液中含有的数目为 C．与足量稀硝酸反应，转移电子数为 D．与足量充分反应，生成的的数目为 【变式3-3】（24-25高二下·广东广州·期中）下列表述正确的是 A．醛基的结构简式 B．丙烯的键线式 C．基态N原子的核外电子轨道表示式为 D．HF分子中键的形成示意图为： 题型04 键能与键长 1.键能 （1）概念 指气态分子中1 mol化学键解离成_________所吸收的能量，键能的单位是_________，键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。 （2）应用 应用 解释 衡量共价键的强弱 键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定 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 判断化学反应的能量变化 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 （1）概念：键长是构成化学键的两个原子的_________。 （2）键长与原子半径：原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越_________。 （3）键长与共价键的稳定性：共价键的键长越短，往往键能越_________，表明共价键越_________。 （4）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。 【典例4】（24-25高二下·广东·期中）材料服务于国民经济、社会发展、国民生活等各个领域。下列说法不正确的是 A．铝合金材料助力高铁建设：铝合金属于金属材料 B．Ga2O3材料在光电子器件上有着广泛应用：Ga和O均属于p区元素 C．聚乙炔()导电高分子材料合成取得突破：C=C键长>C—C键长 D．耐高温材料SiBCN陶瓷为航天科技开辟新天地：SiBCN陶瓷属于新型无机非金属材料 【变式4-1】（24-25高二下·广东汕头·阶段练习）下列有关共价键和键参数的说法不正确的是 A．共价化合物一定含键，可能含键 B．C—H键比Si—H键的键长更短，故比更稳定 C．、、三种分子的键角依次增大 D．碳碳双键比碳碳单键的键能更大，故碳碳双键更稳定 【变式4-2】已知各共价键的键能(一定条件下，气态原子生成1mol化学键放出的热量)如表所示，下列说法不正确的是 共价键 H－H F－F H－F H－Cl H－I 键能E/(kJ•mol-1) 436 157 568 431 298 A．化学键的稳定性：H－I＜H－Cl＜H－F B．表中最易断裂的共价键是F－F键 C．H2(g)+F2(g)═2HF(g)          △H=+25kJ•mol-1 D．431kJ•mol-1＞E(H－Br)＞298kJ•mol⁻1 【变式4-3】下列有关共价键参数的比较中，不正确的是 A．键能： B．键长： C．分子中的键角： D．乙烯分子中碳碳键的键能：键>键 题型05 常见物质的键角与分子构型 1．概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。 2．意义：键角可反映分子的空间结构，是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。 多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。 3．常见分子的键角及分子空间结构： 分子 键角 空间结构 CO2 (O=C=O)180° 直线形 H2O (H-O)105° V形(或称角形) NH3 (N-H)107° 三角锥形 CH4 (C-H)109º28´ 正四面体形 P4 (P-P)60º 正四面体形 4．测定方法：键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得 【典例5】（24-25高二下·广东广州·期中）下列陈述I和陈述Ⅱ均正确且有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A HF是弱酸 用氢氟酸腐蚀玻璃 B H2O的孤电子对数 多于NH3 H2O的键角小于NH3 C SiO2与NaOH溶液 不反应 用带玻璃塞的玻璃瓶存放 NaOH溶液 D NaHCO3能与碱反应 NaHCO3可用于焙制糕点 【变式5-1】（24-25高二下·广东肇庆·期末）E、M、X、Y、Z为五种主族元素，原子序数依次增大。E是宇宙中含量最多的元素；基态M原子含有三个能级且每个能级的电子数目相同，基态Y原子的价层电子排布为，Z元素的电负性最大。下列说法正确的是 A．键角： B．第一电离能： C．沸点： D．和的空间结构均为三角锥形 【变式5-2】下列说法正确的是 A．酸性： B．HF酸电离平衡正向移动时，其电离程度一定增大 C．甲基是推电子基团，所以结合氢离子的能力 D．分子：中S原子为杂化，键角： 【变式5-3】键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列有关的说法中错误的是 A．键角： B．键长： C．键能：、、分子中的键能依次减小 D．乙烯分子中碳碳键的键能：σ键>π键 题型06 键参数综合运用 键参数与分子性质的关系 键参数对分子性质的影响：相同类型的共价化合物分子，成键原子半径越_________，键长越_________，键能越_________，分子越_________。 【典例6】（24-25高二下·广东深圳·阶段考试）X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，已知X原子的电子只有一种自旋取向，Y、Z、W、R为同周期元素，Y的最外层电子数是电子层数的2倍。下列有关说法错误的是 A．简单氢化物的键角大小Y＜Z＜W B．基态原子未成对电子数Y=W C．X、W可以形成同时含有极性键与非极性键的化合物 D．由X、Z、R三种元素形成的化合物中可能含有离子键 【变式6-1】（24-25高二下·广东广州·期末）一种高效消毒漂白剂的结构式如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，的轨道电子总数与轨道电子数相同，Y、Z不在同一周期。下列叙述错误的是      A．电负性： B．分子的键角为 C．最简单氢化物的稳定性： D．简单离子半径： 【变式6-2】下图为“点击化学”的一种反应，下列关I～III三种物质的说法正确的是 A．I中O元素的第一电离能最大 B．1个II分子中含有9个键 C．III中碳氧键的键能均相等 D．基态的价层电子排布式为 【变式6-3】）回答下列问题 （1）某届奥运会上，有个别运动员因服用兴奋剂被取消参赛资格．以下是其中检测出的两种兴奋剂的结构：      ①X的分子式 ，1molX与足量的氢气反应，最多消耗 ②1molY与足量NaOH溶液反应消耗 mol NaOH，1molY与足量的饱和溴水反应，消耗 。 （2）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，四种元素形成的化合物甲的结构为        ，其中各原子的最外层均处于稳定结构。W与X、Y、Z均可形成电子数相等的分子，常温常压下为常见的液体。 ①物质甲的1个分子中存在 个键 ②分子中的键角 120°(填“＞”，“＜”，“＝”) ③的稳定性 (填“＞”，“＜”，“＝”) / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 共价键 题型01 共价键的形成与特征 题型02 极性键与非极性键 题型03 σ键与π键 题型04 键能与键长 题型05 常见物质的键角及分子构型 题型06 键参数综合应用 题型01 共价键的形成与特征 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． 本质 高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。共价键形成的原因是成键原子相互接近，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对。 3．形成元素 通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。 4．共价键特征 特征 概念 作用 存在情况 饱和性 每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的 饱和性决定了分子的组成。 所有的共价键都具有饱和性 方向性 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最大的方向形成，所以共价键具有方向性 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 5．表示方法 （1）用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键，如H—H、H—Cl； （2）“”表示原子间共用两对电子所形成的共价键(共价双键)，如C=C； （3）“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键(共价叁键)，如C≡C。 【典例1】（24-25高二下·广东东莞·阶段练习）下列对分子性质的解释中，不正确的是 A．Cl2是双原子分子，H2S 是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的 B．由于乳酸()中存在一个手性碳原子，导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体 C．由上图可知酸性：H3PO4>HClO，因为电负性O>Cl，O原子的吸电子效应更强 D．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 【答案】D 【解析】A．由于共价键具有饱和性，Cl原子最外层电子数为7，只能与1个氯原子形成1条共价键，形成双原子分子Cl2，S原子最外层有6个电子，可以与两个H原子形成2条共价键，形成三原子分子H2S，A正确； B．含有手性碳原子的分子存在手性异构体，乳酸分子中羟基所连碳原子为手性碳原子，因此存在手性异构体，B正确； C．H3PO4的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数，所以磷酸的酸性大于次氯酸，C正确； D．化合物的稳定性与化学键强弱有关，氢键影响HF的沸点但不影响HF的稳定性，D错误； 故选D。 【变式1-1】（24-25高二下·广东清远·阶段练习）下列有关共价键和键参数的说法不正确的是 A．1个乙烯()分子中含有5个键和1个键 B．C—H键比Si—H键的键长更短，故比更稳定 C．BF3、、三种分子的键角依次增大 D．N与3个H结合形成分子，体现了共价键的饱和性 【答案】C 【解析】A．C2H4分子中含有4个C-H键和1个C=C键，1个C=C键含有1个σ键和1个π键，即C2H4分子中含有5个σ键和1个π键，故A正确； B．碳的原子半径小于硅，所以C-H键比Si-H键键长更短，而键长越短共价键强度越大，故CH4比SiH4更稳定，故B正确； C．BF3中氟原子sp2杂化，为平面正三角形结构，键角为120℃，水分子中氧原子sp3杂化，含两对孤对电子，键角104.7℃，CO2分子中C原子sp杂化，键角为180℃，H2O、BF3、CO2三种分子的键角依次增大，故C错误； D．氮原子的最外层有5个电子，因此N与3个H结合形成分子满足8电子稳定结构，体现了共价键的饱和性，故D正确； 故选C。 【变式1-2】下列关于共价键及其键参数的叙述不正确的是 A．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性 B．成键原子始终处于振动之中，键长是成键原子处于平衡位置时的核间距 C．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 D．键能为，即解离分子中的，需要放出能量为 【答案】D 【解析】A．电子云的重叠只能按一定的方向进行，共价键有方向性，除去s轨道外其它原子轨道如p、d等轨道都有一定的伸展方向，沿轨道方向重叠可产生最大重叠，形成的键最稳定，所以分子内两个共价键之间存在键角，故A正确； B．键长是两个成键原子的平均核间距离，是成键原子处于平衡位置时的核间距，故B正确； C．共价键是原子之间强烈的相互作用，通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，共价键有方向性和饱和性，故C正确； D．已知C-H键的键能为413.4kJ⋅mol-1，断键吸收能量，则解离1molCH4分子中C-H，吸收的热量为4×413.4kJ，故D错误； 故选：D。 【变式1-3】共价键具有饱和性和方向性，下列有关叙述中，不正确的是 A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的 B．共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的 C．共价键的方向性决定了分子的空间结构 D．所有共价键都具有方向性 【答案】D 【解析】A．一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键，故成键原子的未成对电子数决定了该原子形成的共价键数量，即饱和性，A项正确； B．形成共价键时，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的，B项正确； C．共价键的方向性决定了所形成分子的空间结构，C项正确； D．由于s轨道是球形对称的，故两个s轨道重叠形成的共价键无方向性，D项错误； 故本题选D。 题型02 极性键与非极性键 1．分类标准：根据共用电子对是否偏移。 2．极性键和非极性键： 共价键 极性键 非极性键 形成元素 不同种元素 同种元素 共用电子的偏移 共用电子偏向电负性较大的原子 成键原子电负性相同，共用电子不偏移 原子电性 电负性较大的原子显负电性，另一原子显正电性 两原子均不显电性 【典例2】（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。 【变式2-1】科研人员研究了通电条件下在催化剂(金)表面生成的反应，反应机理如图所示，下列说法不正确的是 A．上述转化过程中涉及非极性键的断裂和极性键的生成 B．生成的总电极反应式： C．使用作催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率 D．当在电解池的阴极发生反应时，可得到 【答案】D 【解析】A．通过机理示意图可知，反应过程中N2分子内的非极性键断裂，生成了NH3和N2H4分子内的N-H极性键，故A正确； B．通过机理示意图可知，由一个N2分子转化为含2mol-3价N元素的NH3分子中需要得6mol电子，根据质量守恒，需要6molH+参与反应，所以电极反应式为：N2+6e-+6H+═2NH3，故B正确； C．催化剂可以通过降低反应活化能成千上万倍的提高反应速率，故C正确； D．通过机理示意图可知，N2在转化为NH3的过程中会生成副产物N2H4，因此，消耗1molN2并不能得到2molNH3，故D错误。 答案选D。 【变式2-2】中科院研制出一种多功能催化剂将CH4转化为乙烯：。下列化学用语表述正确的是 A．该反应涉及极性键和非极性键的断裂及形成 B．与互为同分异构体 C．O2的电子式为： D．分子的球棍模型为 【答案】A 【解析】A．该反应涉及C-H极性键、O=O非极性键断裂，O-H极性键、C=C非极性键的形成，A正确； B．12C2H4与14C2H4是指分子中含有不同中子数的C原子，二者结构仍相同，故12C2H4与14C2H4不互为同分异构体，B错误； C．O2分子中含O=O双键，电子式为，C错误； D．该图示为CH4分子的空间填充模型，不是球棍模型，D错误； 答案选A。 【变式2-3】氯化二硫是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如下图所示。常温下是一种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体。下列说法错误的是 A．的结构式为 B．为含有极性键和非极性键的极性分子 C．与结构相似，分子间作用力： D．与反应的化学方程式可能为： 【答案】D 【解析】A．根据图示，的结构式为，A正确； B．S-S键为非极性共价键，S-Cl键为极性共价键，该物质结构不对称，是极性分子，B正确； C．与结构相似，相对分子质量：，故分子间作用力：，C正确； D．是一种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体，硫元素发生歧化反应，化学方程式为：，D错误； 故选D。 题型03 σ键与π键 σ键π键比较： σ键 π键 原子轨道重叠方式 “头碰头”重叠 “肩并肩”重叠 对称类型 轴对称，因此，通过σ键连接的原子绕键轴旋转而不会破坏化学键。 镜面对称，因此，以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 轨道重叠程度大，键的强度较大，键越牢固 轨道重叠程度较小，键比较容易断裂，不如σ键牢固 活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键都是σ键；共价双键中一个键是σ键，另一个键是π键；共价三键中一个键是σ键，另外两个键是π键 旋转情况 以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏σ键的结构 以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构 存在情况 能单独存在，可存在于任何含共价键的分子或离子中 不能单独存在，必须与σ键共存，可存在于共价双键和共价三键中 联系 只有在形成σ键后，余下的p轨道才能形成π键 实例 CH4、OH- N≡N中既含有σ键，又含有π键 2．判断σ键和π键的一般规律 （1）共价单键都是σ键； （2）共价双键和共价三键中有一个键是σ键，其他的都是π键。 【典例3】（24-25高二下·广东深圳·期末）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．中含有σ键的数目为 B．溶液中含的数目为 C．1molCO和的混合气体含有的分子数目为 D．与反应生成，转移电子数目为 【答案】A 【解析】A．C2H2的结构为H-C≡C-H，每个分子含3个σ键（即2个C-H，1个C-C），26g C2H2的物质的量为1mol，故σ键数目为3NA，A正确； B．CH3COO⁻在溶液中会水解，导致其实际数目小于NA，B错误； C．1mol任何气体（包括混合气体）分子总数均为NA，C错误； D．生成11.2L O2未说明在标准状况下，无法确定物质的量，无法计算转移电子数，D错误； 故选A。 【变式3-1】（24-25高二下·广东·期中）2025年3月，我国首次探获海上深层—超深层碎屑岩大型整装油田—惠州19-6亿吨级油田，该油田经测试可日产天然气万立方米，天然气的主要成分是甲烷。下列关于甲烷及其衍生物的说法不正确的是 A．二氯甲烷只有一种结构 B．甲烷分子中存在“头碰头”形成的键 C．甲烷的球棍模型为 D．常温下，甲烷与氯气的混合气体在光照下反应最多能生成两种气体 【答案】B 【解析】A．甲烷中碳为杂化，模型和分子构型均为正四面体形，二氯甲烷没有同分异构体，A正确； B．甲烷中的键为键，B错误； C．甲烷为正四面体构型，碳原子半径大于氢原子，球棍模型为，C正确； D．甲烷与氯气混合光照下反应生成和等产物，其中和常温下为气态，D正确； 故选B。 【变式3-2】（24-25高二下·广东茂名·期末）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．2mol乙炔中含有键的数目为 B．溶液中含有的数目为 C．与足量稀硝酸反应，转移电子数为 D．与足量充分反应，生成的的数目为 【答案】C 【解析】A．乙炔(C2H2)分子中含有1个碳碳三键，其中包含2个π键，2mol乙炔含有2×2=4mol π键，数目为4NA，而非2NA，A错误； B．FeCl3溶液中Fe3+会水解，导致其实际浓度小于0.1mol/L。但题目未给出溶液体积，无法计算Fe3+的具体数目，B错误； C．32g Cu的物质的量为=0.5mol，Cu与稀硝酸反应时，每个Cu原子失去2个电子(生成Cu2+)，0.5mol Cu转移1mol电子，数目为NA，C正确； D．未明确是否为标准状况，且SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应，无法完全转化，生成的SO3数目小于NA，D错误； 故答案为：C。 【变式3-3】（24-25高二下·广东广州·期中）下列表述正确的是 A．醛基的结构简式 B．丙烯的键线式 C．基态N原子的核外电子轨道表示式为 D．HF分子中键的形成示意图为： 【答案】D 【解析】A．醛基的结构简式-CHO，故A错误； B．丙烯的键线式，故B错误； C．基态N原子的核外电子轨道表示式为，故C错误； D．HF分子中s-p键的形成示意图为，故D正确； 选D。 题型04 键能与键长 1.键能 （1）概念 指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，键能的单位是kJ·mol－1，键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。 （2）应用 应用 解释 衡量共价键的强弱 键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定 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 判断化学反应的能量变化 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 （1）概念：键长是构成化学键的两个原子的核间距。 （2）键长与原子半径：原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。 （3）键长与共价键的稳定性：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。 （4）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。 【典例4】（24-25高二下·广东·期中）材料服务于国民经济、社会发展、国民生活等各个领域。下列说法不正确的是 A．铝合金材料助力高铁建设：铝合金属于金属材料 B．Ga2O3材料在光电子器件上有着广泛应用：Ga和O均属于p区元素 C．聚乙炔()导电高分子材料合成取得突破：C=C键长>C—C键长 D．耐高温材料SiBCN陶瓷为航天科技开辟新天地：SiBCN陶瓷属于新型无机非金属材料 【答案】C 【解析】A．金属材料包括纯金属和合金，铝合金属于金属材料，助力高铁建设，故A正确； B．Ga位于第ⅢA族，属于p区元素，O位于第ⅥA族，属于p区元素，故B正确； C．碳碳单键是由一个σ键构成，成键时是两个碳原子的原子轨道沿键轴方向以“头碰头”的方式重叠。而碳碳双键由一个σ键和一个π键构成，除了σ键的“头碰头”重叠外，还有π键的“肩并肩”重叠。σ键和π键共同作用，使得成键的两个碳原子之间电子云密度更大，原子间的距离更短，所以碳碳双键键长比碳碳单键短，故C错误； D．陶瓷属于新型无机非金属材料，可作耐高温材料用于航天科技，故D正确； 故选C。 【变式4-1】（24-25高二下·广东汕头·阶段练习）下列有关共价键和键参数的说法不正确的是 A．共价化合物一定含键，可能含键 B．C—H键比Si—H键的键长更短，故比更稳定 C．、、三种分子的键角依次增大 D．碳碳双键比碳碳单键的键能更大，故碳碳双键更稳定 【答案】D 【解析】A．共价化合物是通过共用电子对形成的，‌一定含有共价键，而在共价键中，‌至少会存在一个σ键，可能含π键，A正确； B．非金属原子间形成共价键的键长越短，共价键越强，分子越稳定，C—H键比Si—H键的键长短，则C—H键比Si—H键的键能大，故CH4比SiH4更稳定，B正确； C．H2O是V形结构，键角为105°，CH4是正四面体形结构，键角为109°28′，CO2是直线形结构，键角为180°，三种分子的键角依次增大，C正确； D．碳碳双键比碳碳单键的键能大，但碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，碳碳单键只含有1个σ键，碳碳双键中的π键易断裂，所以碳碳单键更稳定，D错误； 故选D。 【变式4-2】已知各共价键的键能(一定条件下，气态原子生成1mol化学键放出的热量)如表所示，下列说法不正确的是 共价键 H－H F－F H－F H－Cl H－I 键能E/(kJ•mol-1) 436 157 568 431 298 A．化学键的稳定性：H－I＜H－Cl＜H－F B．表中最易断裂的共价键是F－F键 C．H2(g)+F2(g)═2HF(g)          △H=+25kJ•mol-1 D．431kJ•mol-1＞E(H－Br)＞298kJ•mol⁻1 【答案】C 【解析】A．键能越大越稳定，化学键的稳定性：H－I＜H－Cl＜H－F，故A正确； B．表中，F-F键能最小，最易断裂的共价键是F－F键，故B正确； C．焓变=反应物总键能-生成物总键能，H2(g)+F2(g)═2HF(g) △H=436+157-568×2=-543kJ•mol-1，故C错误； D．由H-F、H-Cl、H-I的键能可知，卤素的非金属性越强，对应氢卤键的键能越大，431kJ•mol-1＞E(H－Br)＞298kJ•mol⁻1，故D正确； 选C。 【变式4-3】下列有关共价键参数的比较中，不正确的是 A．键能： B．键长： C．分子中的键角： D．乙烯分子中碳碳键的键能：键>键 【答案】C 【解析】A．键能：单键<双键<三键，键能：，故A项正确； B．同一主族元素，从上到下，原子半径增大，原子半径：，键长：，故B项正确； C．分子中O和中C都采取不等性杂化，分子中O上有两对孤电子对，分子中C上没有孤电子对，且电子对之间斥力大小顺序如下：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对，分子中的键角：，分子中键角为105º，分子中键角为109º28´，故C项错误； D．键为“头碰头”重叠形成，强度大，键为“肩并肩”重叠形成，强度小，乙烯分子中碳碳键的键能：键>键，故D项正确； 答案选C。 题型05 常见物质的键角与分子构型 1．概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。 2．意义：键角可反映分子的空间结构，是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。 多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。 3．常见分子的键角及分子空间结构： 分子 键角 空间结构 CO2 (O=C=O)180° 直线形 H2O (H-O)105° V形(或称角形) NH3 (N-H)107° 三角锥形 CH4 (C-H)109º28´ 正四面体形 P4 (P-P)60º 正四面体形 4．测定方法：键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得 【典例5】（24-25高二下·广东广州·期中）下列陈述I和陈述Ⅱ均正确且有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A HF是弱酸 用氢氟酸腐蚀玻璃 B H2O的孤电子对数 多于NH3 H2O的键角小于NH3 C SiO2与NaOH溶液 不反应 用带玻璃塞的玻璃瓶存放 NaOH溶液 D NaHCO3能与碱反应 NaHCO3可用于焙制糕点 【答案】B 【解析】A．HF是弱酸正确，但腐蚀玻璃是因HF与SiO2反应，而非弱酸性，无因果关系，A错误； B．H2O分子中O原子价电子对数为4、有2个孤电子对，NH3分子中N原子价电子对数为4、有1个孤电子对，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，所以H2O的键角小于NH3，陈述I和II均正确且有因果关系，B正确； C．SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，陈述I错误；玻璃塞会被腐蚀，陈述II做法错误，C错误； D．NaHCO3与碱反应正确，但焙制糕点利用其受热分解产CO2，与碱反应无关，因果关系错误，D错误； 故选B。 【变式5-1】（24-25高二下·广东肇庆·期末）E、M、X、Y、Z为五种主族元素，原子序数依次增大。E是宇宙中含量最多的元素；基态M原子含有三个能级且每个能级的电子数目相同，基态Y原子的价层电子排布为，Z元素的电负性最大。下列说法正确的是 A．键角： B．第一电离能： C．沸点： D．和的空间结构均为三角锥形 【答案】C 【分析】E、M、X、Y、Z为五种主族元素，原子序数依次增大。E是宇宙中含量最多的元素，则E为H；基态M原子含有三个能级且每个能级的电子数目相同（1s22s22p2），则M为C；基态Y原子的价层电子排布为，n=2，则Y为O；Z元素的电负性最大，则Z为F，X为N，据此分析； 【解析】A．中心原子价层电子对数2，C是sp杂化，中心原子价层电子对数4，O是sp3杂化，有两对孤电子对，故键角：，A错误； B．同周期第一电离能从左至右增强，第ⅡA族，第ⅤA族大于相邻元素，故第一电离能：，B错误； C．结构相似，相对分子质量大的沸点高，沸点：，C正确； D．中心原子价层电子对数，sp2杂化，无孤电子对，空间结构为平面三角形，中心原子价层电子对数4，sp3杂化，有1对孤电子对，空间结构为三角锥形，D错误； 故选C。 【变式5-2】下列说法正确的是 A．酸性： B．HF酸电离平衡正向移动时，其电离程度一定增大 C．甲基是推电子基团，所以结合氢离子的能力 D．分子：中S原子为杂化，键角： 【答案】C 【解析】A．氯原子为吸电子基，会使羧酸分子中羧基的极性增强，易电离出氢离子，所以三氯乙酸的酸性强于乙酸，故A错误； B．氢氟酸浓度增大时，溶液中的电离平衡正向移动，但电离程度减小，故B错误； C．甲基是推电子基团，使得分子中氮原子提供孤对电子的能力强于氨分子，所以结合氢离子形成配位键的能力强于氨分子，故C正确； D．由共价键的饱和性可知，分子的结构式为，双键成键电子对之间的斥力大于单键成键电子对之间的斥力，所以分子中的键角大于，故D错误； 故选C。 【变式5-3】键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列有关的说法中错误的是 A．键角： B．键长： C．键能：、、分子中的键能依次减小 D．乙烯分子中碳碳键的键能：σ键>π键 【答案】A 【解析】A．是直线形分子，键角为180°；是正四面体形，键角为109°28′；H2O是V形结构，键角为105°；为三角锥型，键角为107.3°，则键角：，故A错误； B．同周期元素，从左往右原子半径依次减小，则半径：Si>P>S>Cl，键长：，故B正确； C．同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则半径：O<S<Se，键长：<<，键长越大，键能越小，则、、分子中的键能依次减小，故C正确； D．乙烯是平面型结构，含有碳碳双键，所以乙烯分子碳碳双键中有1个σ键和1个π键，原子轨道现成共价键时，σ键为p轨道头碰头的形式现成，π键为p轨道肩并肩，因此σ键键长会小于π键，所以键能大于π键，故D正确； 故选A。 题型06 键参数综合运用 键参数与分子性质的关系 键参数对分子性质的影响：相同类型的共价化合物分子，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，分子越稳定。 【典例6】（24-25高二下·广东深圳·阶段考试）X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，已知X原子的电子只有一种自旋取向，Y、Z、W、R为同周期元素，Y的最外层电子数是电子层数的2倍。下列有关说法错误的是 A．简单氢化物的键角大小Y＜Z＜W B．基态原子未成对电子数Y=W C．X、W可以形成同时含有极性键与非极性键的化合物 D．由X、Z、R三种元素形成的化合物中可能含有离子键 【答案】A 【分析】X原子的电子只有一种自旋取向，则X只有一个电子，X为H；Y的最外层电子数是电子层数的2倍，且根据原子序数关系，可知Y为C；Y、Z、W、R同周期，可知Z为N、W为O、R为F。 【解析】A．H2O、NH3和CH4中孤电子对数分别为2、1和0，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，故键角H2O＜NH3＜CH4，A项错误； B．C和O都有2个未成对电子，B项正确； C．H和O可以形成H2O2，其中同时含有极性键与非极性键，C项正确； D．H、N、F三种元素可以形成NH4F，其中含有离子键，D项正确。 答案选A。 【变式6-1】（24-25高二下·广东广州·期末）一种高效消毒漂白剂的结构式如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，的轨道电子总数与轨道电子数相同，Y、Z不在同一周期。下列叙述错误的是      A．电负性： B．分子的键角为 C．最简单氢化物的稳定性： D．简单离子半径： 【答案】A 【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，结合图示结构式可知，Y形成2个共用电子对，则说明Y最外层有6个，的轨道电子总数与轨道电子数相同，电子排布式为1s22s22p4，推知Y为O元素；W形成4个共用电子对，则推知W为C，X形成三个共用电子对达到稳定结构，则X为N元素，Z形成1个共用电子对，且与Y不同周期，则说明Z为Cl元素，据此分析。 【解析】A．同一周期元素，从左往右，电负性逐渐增大，电负性：，故A错误； B．分子即CO2，为直线形，键角为，故B正确； C．元素非金属性越强，最简单氢化物越稳定，非金属性：N＜O，最简单氢化物的稳定性：，故C正确； D．X、Y、Z的简单离子分别为氮离子、氧离子、氯离子，前二者为10电子，后者为18电子，一般电子层越多离子半径越大，具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：，故D正确； 故选A。 【变式6-2】下图为“点击化学”的一种反应，下列关I～III三种物质的说法正确的是 A．I中O元素的第一电离能最大 B．1个II分子中含有9个键 C．III中碳氧键的键能均相等 D．基态的价层电子排布式为 【答案】D 【解析】A．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故I中N元素的第一电离能最大，A错误； B．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，叁键含有1个σ键2个π键；I个II分子中含有14个键，B错误； C．III中存在碳氧双键、碳氧单键，两种碳氧键的键能不相等，C错误； D．铜为29号元素，失去一个电子形成，故基态的价层电子排布式为，D正确； 故选D。 【变式6-3】）回答下列问题 （1）某届奥运会上，有个别运动员因服用兴奋剂被取消参赛资格．以下是其中检测出的两种兴奋剂的结构：      ①X的分子式 ，1molX与足量的氢气反应，最多消耗 ②1molY与足量NaOH溶液反应消耗 mol NaOH，1molY与足量的饱和溴水反应，消耗 。 （2）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，四种元素形成的化合物甲的结构为        ，其中各原子的最外层均处于稳定结构。W与X、Y、Z均可形成电子数相等的分子，常温常压下为常见的液体。 ①物质甲的1个分子中存在 个键 ②分子中的键角 120°(填“＞”，“＜”，“＝”) ③的稳定性 (填“＞”，“＜”，“＝”) 【答案】（1） 5 5 4 （2）7 < > 【分析】由甲的结构可知X最外层含4个电子，Y原子最外层有5个电子，Z原子有6个，W最外层有1个或7个电子，常温常压下为常见的液体即H2O，W为H，Z为O，短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，则X为C，Y为N。 【解析】（1）①X的分子式为，X中酮羰基、碳碳双键、苯环都能与氢气发生加成反应，1molX与足量的氢气反应，最多消耗5； ②Y中含有酚羟基具有弱酸性，3个-OH可以和3个NaOH反应，-Cl也可以和氢氧化钠溶液发生反应，1个-Cl可以和2和NaOH反应，1molY与足量NaOH溶液反应消耗5 mol NaOH；酚羟基的邻、对位可与溴发生取代反应，碳碳双键能与溴发生加成反应，1molY与足量的饱和溴水反应，消耗4； （2）由分析可知，W、X、Y、Z分别为H、C、N、O， ①单键含有1个σ键，双键含有1个σ键和1个π键，物质甲的1个分子中存在7个σ键； ②即NH3分子的空间构型为三角锥形，键角为107°18′，则键角小于120°； ③同周期主族元素从左到右非金属性增强，则非金属性O>N，非金属性越强其简单氢化物的稳定性越强，则的稳定性大于。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $