第01讲 共价键（寒假预习讲义）高二化学人教版

第01讲 共价键 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 共价键 1．共价键的概念和特征 原子间通过 所形成的相互作用。 【特别提醒】 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。 2．共价键的类型(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 为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形 ，这种特征称为 (2)π键 形成 由两个原子的p轨道“ ”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 ，这种特征称为 ；π键 旋转；不如σ键 ，较易 (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，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。 【方法导引】 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 共价键类型 σ键 π键 电子云重叠方式 沿键轴方向相对重叠 沿键轴方向平行重叠 电子云重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 电子云重叠程度 大 小 示意图 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键；共价双键中一个是σ键，一个是π键；共价三键中一个是σ键，两个是π键 3．对于σ键和π键应特别注意的问题 (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)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。 知识点2 键参数——键能、键长与键角 1．键能 (1)键能是指 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 条件下的标准值。例如，H—H的键能为436.0 kJ·mol—1。 (2)下表中是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 ，说明四种分子的稳定性依次 ，即HF分子最稳定，最 分解，HI分子最不稳定，最 分解。 2．键长 (1)键长是构成化学键的两个原子的 ，因此 决定化学键的键长， 越小，共价键的键长越短。 (2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越 ，表明共价键越 。 (3)下列三种分子中：①H2、②Cl2、③Br2，共价键的键长最长的是 (填序号，下同)，键能最大的是 。 3．键角 (1)键角是指 。在多原子分子中的键角是一定的，这表明共价键具有 性。键角是描述分子 的重要参数。 (2)根据空间结构填写下列分子的键角： 分子空间结构 键角 实例 正四面体形 CH4、CCl4 平面形 苯、乙烯、BF3 三角锥形 NH3 V形(或角形) H2O 直线形 CO2、CS2、CH≡CH 【归纳总结】 1．共价键参数的应用 (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，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 a．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。 b．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。 (3)键角的应用 ①键长和键角决定分子的空间结构。 ②常见分子的键角与分子空间结构 化学式 结构式 键角 空间结构 CO2 O===C===O 180° 直线形 NH3 107° 三角锥形 H2O 105° V形 BF3 120° 平面三角形 CH4 109°28′ 正四面体形 2．共价键强弱的判断 (1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。 (2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越大。 (3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越大。 (4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。 教材习题01（P39） 下列关于键和键的说法中，错误的是 A．键的电子云图形是轴对称的，键的电子云图形是镜面对称的 B．键是原子轨道“头碰头”式重叠，键是原子轨道“肩并肩”式重叠 C．两个p轨道不能形成键，只能形成键 D．H只能形成键，O可以形成键和键 解题方法 σ键的电子云图形以形成共价键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的电子云图形不变，为轴对称，π键电子云由两块组成，分别位于由原子核构成平面的两侧，为镜面对称； 【答案】 教材习题03（P39） 下列说法中，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 解题方法 1.键能指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，意味着化学键越稳定； 2.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； 3.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； 【答案】 考点一 共价键 1．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 2．下列关于共价键的描述正确的是 A．p-pσ 键与p-pπ 键的对称性相同 B．N=N的键能大于N-N的键能的2倍，推测N=N中π 键的强度比σ 键的大 C．CN- 与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ 键与π 键数目之比为6∶1 D．气体单质中一定存在σ键，可能存在π键 3．观察如图所示原子轨道重叠情况，下列说法正确的是 A．s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成σ键(如图Ⅰ) B．s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成π键(如图Ⅱ) C．图Ⅰ中阴影区域的电子云最稀疏 D．只有s轨道与p轨道可形成σ键，p轨道之间只能形成π键 4．下列分子式所代表的物质中一定既含有键又含有键的是 A． B． C． D． 考点二 共价键的参数 5．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．多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性 B．因为H-O的键能小于H-F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．H-F的键长是H-X(X为卤素原子)中最长的 D．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍 6．下列事实不能用键能的大小来解释的是 A．氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B．稀有气体一般难发生反应 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．HF比H2O稳定 7．关于键角，下列说法不正确的是 A．键角的大小与键长、键能的大小有关 B．分子中的键角： C．键角是确定多分子立体结构(分子形状)的重要参数 D．多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 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。 【学习重难点】 1．共价键中σ键和π键的区别 2．共价键的参数 1．下列物质中，只含有共价键的是 A． B．KCl C． D． 2．下列含有π键的离子化合物是 A． B． C． D． 3．下列关于键和键的说法中，错误的是 A．键的电子云图形是轴对称的，键的电子云图形是镜面对称的 B．键是原子轨道“头碰头”式重叠，键是原子轨道“肩并肩”式重叠 C．两个p轨道不能形成键，只能形成键 D．H只能形成键，O可以形成键和键 4．下列常见分子中σ键、π键判断正确的是 A．CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1 B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1 C．与结构相似，1 mol 中含有的π键数目为2NA D．已知反应：N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键数目为6NA 5．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 6．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 7．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 8．下列有关化学键知识的比较肯定错误的是 A．键能：C—N＜C=N＜C≡N B．键长：I—I>Br—Br>Cl—Cl C．分子中的键角：H2O>CO2 D．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键>π键 9．下列说法中，错误的是 A．氧原子有两个未成对电子，因而能形成2个共价键 B．氧原子可以形成H2O、H2O2，也可能形成H3O C．已知 H2O2的分子结构是，在H2O2中只有σ键没有π键 D．已知 N2的分子结构是NN，在N2中有1个σ键和2个π键 10．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 11．“祝融号”火星车探测到火星大气含有下列分子，其中不含σ键的是 A．水蒸气 B．氮气 C．二氧化碳 D．氦气 12．如图所示，在乙烯分子，下列说法正确的是 A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键 C．碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的两倍 D．乙烯分子中的π键比σ键稳定 13．由键能数据大小，不能解释下列事实的是 化学键 键能/ 411 318 799 358 452 346 222 A．熔点： B．键长： C．稳定性： D．硬度：金刚石>晶体硅 14．下列关于共价键的说法不正确的是(　　) A．H2S分子中两个共价键的键角接近90度的原因是共价键有方向性 B．N2分子中有1个σ键两个π键 C．在双键中,σ键的键能小于π键的键能 D．两个原子形成共价键时至少有1个σ键 15．在下列的比较中错误的是(　　) A．强度：σ键＞π键 B．键角：H2O＜CO2 C．键长：H-F＞F-F D．键能C-C＞C-Si 16．回答下列问题。 (1)如图，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。 ① ② ③ ④ ⑤ 化学键类型 举例 (2)某有机物的结构式：则分子中有 个σ键， 个π键。 17．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 。 18．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。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第01讲 共价键 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 共价键 1．共价键的概念和特征 原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 【特别提醒】 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。 2．共价键的类型(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 (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，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。 【方法导引】 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 共价键类型 σ键 π键 电子云重叠方式 沿键轴方向相对重叠 沿键轴方向平行重叠 电子云重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 电子云重叠程度 大 小 示意图 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键；共价双键中一个是σ键，一个是π键；共价三键中一个是σ键，两个是π键 3．对于σ键和π键应特别注意的问题 (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)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。 知识点2 键参数——键能、键长与键角 1．键能 (1)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。键能的单位是kJ·mol－1。键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。例如，H—H的键能为436.0 kJ·mol—1。 (2)下表中是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吸收863.6_kJ的能量。 ②表中共价键最难断裂的是H—F，最易断裂的是H—I。 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的键能依次减小，说明四种分子的稳定性依次减弱，即HF分子最稳定，最难分解，HI分子最不稳定，最易分解。 2．键长 (1)键长是构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。 (2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。 (3)下列三种分子中：①H2、②Cl2、③Br2，共价键的键长最长的是③(填序号，下同)，键能最大的是①。 3．键角 (1)键角是指在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。在多原子分子中的键角是一定的，这表明共价键具有方向性。键角是描述分子空间结构的重要参数。 (2)根据空间结构填写下列分子的键角： 分子空间结构 键角 实例 正四面体形 109°28′ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3 三角锥形 107° NH3 V形(或角形) 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH 【归纳总结】 1．共价键参数的应用 (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，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 a．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。 b．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。 (3)键角的应用 ①键长和键角决定分子的空间结构。 ②常见分子的键角与分子空间结构 化学式 结构式 键角 空间结构 CO2 O===C===O 180° 直线形 NH3 107° 三角锥形 H2O 105° V形 BF3 120° 平面三角形 CH4 109°28′ 正四面体形 2．共价键强弱的判断 (1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。 (2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越大。 (3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越大。 (4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。 教材习题01（P39） 下列关于键和键的说法中，错误的是 A．键的电子云图形是轴对称的，键的电子云图形是镜面对称的 B．键是原子轨道“头碰头”式重叠，键是原子轨道“肩并肩”式重叠 C．两个p轨道不能形成键，只能形成键 D．H只能形成键，O可以形成键和键 解题方法 σ键的电子云图形以形成共价键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的电子云图形不变，为轴对称，π键电子云由两块组成，分别位于由原子核构成平面的两侧，为镜面对称； 【答案】C 教材习题03（P39） 下列说法中，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 解题方法 1.键能指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，意味着化学键越稳定； 2.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； 3.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； 【答案】B 考点一 共价键 1．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。 2．下列关于共价键的描述正确的是 A．p-pσ 键与p-pπ 键的对称性相同 B．N=N的键能大于N-N的键能的2倍，推测N=N中π 键的强度比σ 键的大 C．CN- 与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ 键与π 键数目之比为6∶1 D．气体单质中一定存在σ键，可能存在π键 【答案】B 【解析】A．p-pσ键是原子轨道以“头碰头”方式重叠，为轴对称，p-pπ键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠，为镜面对称，则二者的对称性不同，A不正确； B．N=N键中有1个σ键和1个π 键，N-N键为σ 键，N=N的键能大于N-N的键能的2倍，推测N=N中π 键的强度比σ 键的大，B正确； C．CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中有6个σ 键和3个π 键，二者的数目之比为6∶3=2∶1，C不正确； D．稀有气体单质是单原子分子，不存在化学键，也就不存在σ键和π键，D不正确； 故选B。 3．观察如图所示原子轨道重叠情况，下列说法正确的是 A．s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成σ键(如图Ⅰ) B．s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成π键(如图Ⅱ) C．图Ⅰ中阴影区域的电子云最稀疏 D．只有s轨道与p轨道可形成σ键，p轨道之间只能形成π键 【答案】A 【解析】A．如图Ⅰ，轨道沿轨道的x轴方向以“头碰头”的方式重叠，原子轨道可达到最大重叠程度，而形成稳定的σ键，A正确； B．如图Ⅱ，轨道沿非x轴方向与轨道重叠，重叠程度小，不能形成共价键，且不存在键，B错误； C．电子在题图Ⅰ中的阴影区域出现的概率最大，是电子云最密集的区域，C错误； D．p轨道若以“头碰头”方式重叠可形成σ键，若以“肩并肩”方式重叠可形成π键，D错误； 本题选A。 4．下列分子式所代表的物质中一定既含有键又含有键的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．CCl4中均为C-Cl单键，因此均为σ键，故A错误； B．HCN的结构为中，含有均为C-H单键，为σ键，碳氮三键中有σ键和π键，因此均为σ键，故B正确； C．C3H6的不饱和度为1，可能为环丙烷，也可能是丙烯，环丙烷中只有σ键，故C错误； D．H2S中只有S-H的单键，因此均为σ键，故D错误； 故答案选B。 考点二 共价键的参数 5．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．多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性 B．因为H-O的键能小于H-F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．H-F的键长是H-X(X为卤素原子)中最长的 D．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍 【答案】A 【解析】A．键角是分子中相邻共价键之间的夹角，其固定性反映了共价键的方向性(原子轨道需沿特定方向重叠)，A正确； B．H-O键能小于H-F键能，但F2的键能(F-F)远小于O2(O=O)，因此F2更易解离并与H2反应，即O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B错误； C．已知键长是指共价键中两个原子核之间的距离，近似可以认为两个原子半径之和，因F原子半径最小，H-F的键长是H-X(X为卤素原子)中最短的，C错误； D．因双键和三键包含σ键和π键，而π键键能较低，故碳碳三键和双键的键能并非单键的3倍和2倍，D错误； 故答案为：A。 6．下列事实不能用键能的大小来解释的是 A．氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B．稀有气体一般难发生反应 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．HF比H2O稳定 【答案】B 【解析】A．氮气（N2）的稳定性源于其N≡N三键的高键能，因此可以用键能解释，A不符合题意； B．稀有气体为单原子分子，无化学键，其稳定性由原子自身电子层结构决定，与键能无关，B符合题意； C．HF到HI的稳定性减弱是由于H-X键能逐渐减小（F到I原子半径增大，键长变长），可用键能解释，C不符合题意； D．HF比H2O稳定是因为H-F键能（568 kJ/mol）大于O-H键能（464 kJ/mol），可用键能解释，D不符合题意； 故选B。 7．关于键角，下列说法不正确的是 A．键角的大小与键长、键能的大小有关 B．分子中的键角： C．键角是确定多分子立体结构(分子形状)的重要参数 D．多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性 【答案】A 【解析】A．键角的大小主要由中心原子的杂化类型和孤对电子数目决定，与键长、键能无直接因果关系，A错误； B．CO2为直线形（键角180°），H2O为V形（键角约104.5°），分子中的键角：，B正确； C．键角是判断分子空间构型（如直线形、三角锥形等）的关键参数，C正确； D．键角固定体现了共价键的方向性（原子轨道需按特定方向重叠），D正确； 故选A。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 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。 【学习重难点】 1．共价键中σ键和π键的区别 2．共价键的参数 1．下列物质中，只含有共价键的是 A． B．KCl C． D． 【答案】D 【解析】A．Ba(OH)2是由Ba2+和OH-通过离子键结合在一起的，含有离子键，OH-中O和H之间以共价键连接，含有共价键，A不符合题意； B．KCl是由K+和Cl-通过离子键结合在一起的，只含有离子键，B不符合题意； C．CaCl2是由Ca2+和Cl-通过离子键结合在一起的，只含有离子键，C不符合题意； D．H2O是由H和O通过共价键结合在一起的，只含有共价键，D符合题意； 故答案选D。 2．下列含有π键的离子化合物是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．Na2O2是离子化合物，但其过氧根离子中氧原子间为单键，只含σ键，不含π键，A不符合题意； B．C2H4存在碳碳双键，含有π键，但它是共价化合物，不是离子化合物，B不符合题意； C．K2CO3是离子化合物，其碳酸根离子中存在C=O双键，含有π键，C符合题意； D．CaCl2是离子化合物，但只含离子键，不含π键，D不符合题意； 故答案选C。 3．下列关于键和键的说法中，错误的是 A．键的电子云图形是轴对称的，键的电子云图形是镜面对称的 B．键是原子轨道“头碰头”式重叠，键是原子轨道“肩并肩”式重叠 C．两个p轨道不能形成键，只能形成键 D．H只能形成键，O可以形成键和键 【答案】C 【解析】A．σ键的电子云图形以形成共价键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的电子云图形不变，为轴对称，π键电子云由两块组成，分别位于由原子核构成平面的两侧，为镜面对称，A正确； B．σ键电子云重叠程度较大，以头碰头方式重叠，π键电子云重叠程度较小，以肩并肩方式重叠，B正确； C．两个p轨道可以以头碰头方式形成σ键，也可以以肩并肩方式形成π键，C错误； D．H原子只有1个电子，位于1s轨道上，电子云形状为球形，和其他原子形成共价键时，只能以头碰头方式重叠，即只能形成σ键，O原子p轨道上的价电子，可以以头碰头方式形成σ键，也可以以肩并肩方式形成π键，D正确； 故答案选C。 4．下列常见分子中σ键、π键判断正确的是 A．CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1 B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1 C．与结构相似，1 mol 中含有的π键数目为2NA D．已知反应：N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键数目为6NA 【答案】C 【分析】共价单键全是σ键，双键含1个σ键和1个π键，三键含1个σ键和2个π键，据此解答； 【解析】A．分子的结构简式为，其中含有6个σ键和3个π键，所以σ键与π键数目之比为，A错误； B．CO与结构相似，则CO分子的结构可以表示为，其中σ键与π键数目之比为，B错误； C．与结构相似，的结构为，1mol中含有的π键数目为2NA，C正确； D．若该反应中有键断裂，则生成氮气，形成π键的数目是，D错误； 故选C。 5．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。 6．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 7．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。 8．下列有关化学键知识的比较肯定错误的是 A．键能：C—N＜C=N＜C≡N B．键长：I—I>Br—Br>Cl—Cl C．分子中的键角：H2O>CO2 D．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键>π键 【答案】C 【解析】A．C、N原子间形成的化学键，三键键能最大，单键键能最小，A项正确； B．原子半径：I>Br>Cl，则键长：I—I>Br—Br>Cl—Cl，B项正确； C．H2O分子中键角是105°，CO2分子中键角是180°，C项错误； D．相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大，D项正确； 答案选C。 9．下列说法中，错误的是 A．氧原子有两个未成对电子，因而能形成2个共价键 B．氧原子可以形成H2O、H2O2，也可能形成H3O C．已知 H2O2的分子结构是，在H2O2中只有σ键没有π键 D．已知 N2的分子结构是NN，在N2中有1个σ键和2个π键 【答案】B 【解析】A．氧原子有两个未成对电子，其余4个电子形成2对，还缺少两个电子达到8电子稳定结构，因而能形成2个共价键，A正确； B．根据共价键的饱和性可知，氧原子最多形成2个共价键，所以不存在H3O分子，B错误； C．根据H2O2的分子结构可知，其分子中均为单键，没有双键或三键，即在H2O2中只有σ键没有π键，C正确； D．N2的分子结构是NN，形成氮氮三键，三键中有1个σ键和2个π键，D正确； 综上所述答案为B。 10．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。 11．“祝融号”火星车探测到火星大气含有下列分子，其中不含σ键的是 A．水蒸气 B．氮气 C．二氧化碳 D．氦气 【答案】D 【分析】σ键为电子云以头碰头形式结合而形成的化学键，主要存在于单键、双键或三键中。 【解析】A．水蒸气为H2O，其H-O为σ键，A不符合题意； B．氮气中存在N≡N，其中一条为σ键，B不符合题意； C．CO2中存在C=O，其中一条为σ键，C不符合题意； D．氦气为单原子分子，其组成中只含有He原子，不含有共价键，D符合题意； 故答案选D。 12．如图所示，在乙烯分子，下列说法正确的是 A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键 C．碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的两倍 D．乙烯分子中的π键比σ键稳定 【答案】A 【分析】 如图为乙烯分子中的C原子杂化过程。乙烯分子中的C原子的2s轨道和2个2p轨道杂化之后形成3个sp2杂化轨道，其中2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个σ键，剩余的1个sp2杂化轨道与另一个C原子的sp2杂化轨道形成σ键，而C原子未杂化的2p轨道与另一个C原子未杂化的2p轨道肩并肩形成1个π键。 【解析】A．由上述分析可知，sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键，A正确； B．由A可知B错误； C．1个碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，且C原子之间形成的σ键的键能比π键键能更大，C错误； D．乙烯分子中的π键键能比σ键键能小，容易断裂，故更不稳定，D错误； 故答案选A。 13．由键能数据大小，不能解释下列事实的是 化学键 键能/ 411 318 799 358 452 346 222 A．熔点： B．键长： C．稳定性： D．硬度：金刚石>晶体硅 【答案】A 【解析】A．二氧化碳是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，二氧化硅是共价晶体，所以熔点：，不能用键能解释熔点，A符合题意； B．键能越大，键长越短，C=O键能大于C-O，所以键长：，B不符合题意； C．键能越大越稳定，C-H键能大于Si-H，所以稳定性，C不符合题意； D．金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大，C-C的键能大于Si-Si，所以硬度：金刚石>晶体硅，D不符合题意； 故选A。 14．下列关于共价键的说法不正确的是(　　) A．H2S分子中两个共价键的键角接近90度的原因是共价键有方向性 B．N2分子中有1个σ键两个π键 C．在双键中,σ键的键能小于π键的键能 D．两个原子形成共价键时至少有1个σ键 【答案】C 【解析】A. 共价键的形成，总是沿着轨道的对称轴方向，H2S分子中两个共价键的键角接近90度，其原因是共价键有方向性，A正确； B. N2分子中N原子间形成3个共价键，其中有1个σ键，另两个是π键，B正确； C. 双键的键能小于单键键能的2倍，又双键中1个σ键，1个π键，而单键为σ键，所以σ键的键能大于π键的键能，C不正确； D. σ键是头碰头形成的，两个原子形成共价键时至少有1个σ键，D正确。 故选C。 15．在下列的比较中错误的是(　　) A．强度：σ键＞π键 B．键角：H2O＜CO2 C．键长：H-F＞F-F D．键能C-C＞C-Si 【答案】C 【解析】A．π键比σ键重叠程度小，形成的共价键不稳定，故强度：σ键>π键，选项A正确； B．H2O为V形结构，CO2为直线形结构，则分子中的键角： H2O＜CO2，选项B正确； C、H原子半径小于F原子，半径越小，键长越小，故H-F＜F-F，选项C错误； D．原子半径越小，共价键键能越大，原子半径：C＜Si，则共价键的键能：C-C＞C-Si，选项D正确； 答案选C。 16．回答下列问题。 (1)如图，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。 ① ② ③ ④ ⑤ 化学键类型 举例 (2)某有机物的结构式：则分子中有 个σ键， 个π键。 【答案】(1) s-sσ键 s-pσ键 p-pσ键 pz-pzπ键 py-pyπ键 H2 HCl Cl2 N2 N2 (2) 7 3 【解析】（1）①②③中的原子轨道是“头碰头”重叠，属于σ键，④⑤中的原子轨道是“肩并肩”重叠，属于π键；具体如下表所示： ① ② ③ ④ ⑤ 化学键类型 s-s σ键 s-p σ键 p-p σ键 pz-pz π键 py-py π键 举例 H2 HCl Cl2 N2 N2 （2）共价双键有一个σ键、一个π键，共价三键有一个σ键、两个π键，故分子中有7个σ键，3个π键。 17．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。 18．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。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $