2.1 共价键（举一反三专项训练，黑吉辽蒙专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

2.1 共价键 题型01 共价键的形成与特征 题型02 σ键与π键 题型03 极性键和非极性键 题型04 键能的应用 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 共价键 概念 原子间通过共用电子对所形成的化学键 成键粒子 原子 成键实质 原子之间形成共用电子对(电子云的重叠) 成键条件 非金属元素的原子最外层未达到饱和状态，相互间通过共用电子对形成共价键 成键元素 一般是非金属元素之间 存在范围 ①非金属单质分子(稀有气体除外)如：H2 ②非金属形成的化合物中，如：CO2、H2O ③部分离子化合物中，如：NaOH、Na2SO4 ④某些金属和非金属形成的化合物中，如：AlCl3、BeCl2 键的特征 具有饱和性和方向性 键的强度 判断方法 共价键的强弱取决于键能，键能看键长，键长看半径。原子半径越短，键长越短，键能也就越大 【典例1】（24-25高二上·辽宁·期末）是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为，下列说法正确的是 A．激发态H原子的轨道表示式： B．基态C原子中，能级能量一定比能级的能量高 C．燃烧时，透过蓝色钴玻璃，可观察到火焰呈黄色 D．中基态N原子中形成键的轨道重叠示意图： 【答案】B 【详解】A．H原子核外有1个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s1，只是激发态H原子其中一种轨道表示式，A错误； B．、位于同一能层，能级能量一定比能级的能量高，B正确； C．的焰色反应无需透过蓝色钴玻璃，且锂元素的焰色为紫红色，C错误； D．两个原子p轨道以“肩并肩”的方式重叠形成键，因此键的轨道重叠示意图为：　，D错误； 【变式1-1】（24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．简单离子半径： C．中σ键和π键的数目比为 D．Q与M的化合物中可能含有非极性共价键 【答案】B 【分析】Y的s能级电子数量是p能级的两倍，Y为C，X的2s轨道全充满，原子序数X＜Y，则X为Be或B，M是地壳中含量最多的元素，则M是氧元素，原子序数Y＜Z＜M，Z为N，Q是钠元素。 【详解】A．Z为N，X为Be或B，Q是钠元素，氮的2p轨道电子半充满，同样形成了稳定的结构，并且氮的非金属性强于铍或硼，这使得氮的第一电离能进一步增大，钠是金属元素，其第一电离能一般比非金属元素小‌，所以第一电离能：，A正确； B．由分析可知，M为O，Z为N，Q为Na，电子层越多，半径越大，核外电子排布相同的时候，原子序数越小半径越大，则简单离子半径Q＜M＜Z，B错误； C．的结构式是，单键都是键，三键一个是键，两个是键，所以键数是，键数是，二者之比是，C正确； D．Q与M的化合物可以形成，含有过氧键：，形成非极性共价键，D正确； 【变式1-2】（24-25高二下·内蒙古呼伦贝尔·阶段练习）光气(，沸点为8.2℃)与反应可制备(熔点为-25℃)，发生反应的化学方程式为。设为阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是 A．标准状况下，11.2L光气中键数为1.5 B．28g CO中含有的氧原子数和键电子数分别为、 C．1mol基态Ti原子的价层电子数为2 D．常温下1mol中含有的氯离子数为4 【答案】B 【详解】A．光气的沸点为8.2℃，标准状况下，光气不是气体， 11.2L光气不是0.5mol，A错误； B．与互为等电子体，的结构式为，1个分子中含有1个键，2个键，28g为1mol，含有的氧原子数为，含有的键电子数为，B正确； C．基态Ti原子核外22个电子，价层电子排布式为，1mol基态Ti原子的价层电子数为，C错误； D．熔点为-25℃，较低，是由分子组成的共价化合物，不含有离子，D错误； 【变式1-3】（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。 【详解】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； 题型02 σ键与π键 σ键与π键的判断 1.由轨道重叠方式判断 a．“头碰头”重叠为σ键，σ键的特征：电子云为轴对称，即是以形成化学键的两个原子核的连线为轴作旋转 操作，σ键电子云的图形不变。利用电子云描述σ键的形成过程： s­s σ键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键 s­p σ键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键 p­p σ键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键 b．“肩并肩”重叠为π键，π键的特征：π键电子云为镜像对称，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由 两个原子核构成的平面的两侧；π键重叠程度较小，不稳定，容易断裂；若原子半径大，原子间形成的σ 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。p轨道和p轨道形成π键的过程如 图所示： 2.由物质的结构式判断：共价单键都是σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有一个σ键、两个π键 3.由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。 4.依据强度判断：σ键的强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂 【典例2】（24-25高二上·黑龙江牡丹江·期末）下列有关共价键的解释错误的是 A．共价键都具有方向性和饱和性 B．σ键可以绕键轴旋转，而π键不能绕键轴旋转 C．C2H4分子和N2H4分子中都含有5个σ键 D．Cl2分子中p-pσ键的形成： 【答案】A 【详解】A．不是所有的共价键都有方向性，如s—sσ键不具有方向性，A错误； B．σ键为轴对称，而π键为镜面对称，σ键可以绕键轴旋转，而π键不能绕键轴旋转，B正确； C．乙烯分子中氢原子和碳原子之间存在共价单键C-H，为σ键；碳碳原子之间存在共价双键，一个是σ键和一个是π键，因此1个C2H4分子中有5个σ键和一个π键；在N2H4分子中存在4个N-H共价键是σ键，还有一个N-N单键也是σ键，因此在1个N2H4分子中只有5个单键，即含有5个σ键，C正确； D．Cl2分子中两个Cl原子的2个最外层的3p电子以“头并头”重叠方式形成σ键，可表示为：，D正确； 【变式2-1】（23-24高二下·吉林·期中）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 【详解】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； 【变式2-2】（22-23高二下·吉林·期末）由短周期前10号元素组成的物质T和X有如图所示的转化。X不稳定，易分解。下列有关说法正确的是    A．等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA B．为使该转化成功进行，Y可以是酸性KMnO4溶液 C．X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍 D．T、X分子均含有极性键和非极性键 【答案】B 【详解】由球棍模型可知，T为HCHO，X不稳定，易分解，则X为H2CO3，Y为氧化剂。 【分析】A．1mol的T、X分子中含有π键的数目为NA，等物质的量并不一定是1mol，A错误； B．由醛变成酸，可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液，项B正确； C．X分子中含有的σ键个数为5，T分子中含有的σ键个数为3，C错误； D．T、X分子均只含有极性键，无非极性键，D错误； 【变式2-3】（22-23高二下·吉林长春·阶段练习）下列说法正确的是 A．所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性 B．分子中键和键的数目之比为2∶1 C．乙烯与乙烷化学性质不同，主要是因为乙烯中的键不如键牢固 D．键与键的电子云对称性不同 【答案】C 【详解】A．s轨道是球形对称的，没有伸展方向，s轨道与s轨道形成共价键时没有方向性，A错误； B．分子中含有两个碳氢单键和一个碳氧双键，所有的共价单键都是键，共价双键中有一个是键，一个是键，故键和键的数目之比为3∶1，B错误； C．乙烯与乙烷化学性质不同，主要是因为乙烯中的键不如键牢固，C正确； D．键均为轴对称，键与键的电子云对称性相同，D错误； 故选C。 题型03 极性键和非极性键 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3】（23-24高二下·辽宁沈阳·阶段练习）NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A．0.5mol·L-1的MgCl2溶液中含有Cl-数目为 B．34g 呋喃(Mr=68)中含有的极性键数目为 C．中含有的电子数和质子数均为 D．中含有的键数为 【答案】D 【详解】A．溶液体积未知，无法计算0.5mol·L-1的MgCl2溶液中含有Cl-数目，A错误； B．1个分子中含有6个极性键，则34g 呋喃(Mr=68)中含有的极性键数目为0.5×6=，B错误； C．每个中含有的电子数为10，质子数为9，中含有的电子数为，质子数为，C错误； D．为乙醇或二甲醚，每个分子中含有的键数为8，则(即0.1mol)中含有的键数为，D正确； 【变式3-1】（23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习）氮氧化物会导致光化学烟雾和酸雨，在1Fe³⁺的催化作用下，NH₃可将 NO还原为无污染的气体，反应历程如图，下列说法不正确的是 A．基态Fe²⁺的价层电子排布式为3d⁶ B．电负性： N>O>H>Fe C．该过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成 D．图中的总反应可表示为 【答案】B 【详解】A．铁元素的原子序数为26，失去2个电子形成亚铁离子，基态亚铁离子的价层电子排布式为3d6，A正确； B．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：O＞N＞H＞Fe，B错误； C．由图可知，总反应为铁离子做催化剂条件下氨气与一氧化氮、氧气反应生成氮气和水，则反应过程中存在氮氢极性键、氧氧非极性键的断裂，氢氧极性键和氮氮非极性键的形成，C正确； D．总反应为铁离子做催化剂条件下氨气与一氧化氮、氧气反应生成氮气和水，表示为：，D正确； 【变式3-2】（24-25高三上·辽宁·期中）如下为氟利昂(如)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法错误的是 A．过程I中只有极性键的断裂 B．由过程II可知是催化剂 C．过程III中键断裂是吸热过程，键形成是放热过程 D．过程II和III的总反应可表示为 【答案】B 【详解】A．由图示可知，过程I是CFCl3→CFCl2+Cl，断裂了极性键C-Cl键，A正确； B．过程II可表示为O3+Cl• = ClO+O2，是中间产物，B错误； C．断裂化学键吸收热量，形成化学键放出热量，C正确； D．根据题中信息可知，过程Ⅱ可表示为，D正确； 【变式3-3】（23-24高二下·内蒙古·期中）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 【详解】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； 题型04 键能的应用 1．概念：在101.3 kPa，298 K的条件下，断开1_mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量，叫A—B键的键能。 2．表示方式和单位：表示方式：EA－B，单位：kJ·mol－1。 3．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，体系能量降低越多，释放能量越多，形成共价键的键能越大，共价键越牢固。 (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。例如分子的稳定性：HF>HCl>HBr>HI。 (3)利用键能计算反应热：△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和。 4．测定方法：键能通常是298.15K，100kPa条件下的标准值，可以通过实验测定，更多的却是推算获得的。 【典例4】（23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习）下列说法中，错误的是 A．H-Cl键的键能为431.8 kJ/mol，H-Br键的键能为366 kJ/mol，这可以说明HCl比HBr分子稳定 B．共价键都具有方向性 C．H2O2中只有σ键没有π键 D．N2中有1个σ键和2个π键 【答案】B 【详解】A．分子中原子间的共价键能越大，破坏共价键所需消耗的能量越大，分子越牢固，H-Cl键的键能为431.8 kJ/mol，H-Br键的键能为366 kJ/mol，这可以说明HCl比HBr分子稳定，A正确； B．s-s共价键没有方向性，但具有饱和性，B错误； C．H2O2的结构式为H-O-O-H，原子间都形成共价单键，只有σ键没有π键，C正确； D．N2的结构式为N≡N，分子内有1个σ键和2个π键，D正确； 【变式4-1】（23-24高二上·黑龙江绥化·阶段练习）碳和硅的有关化学键的键能如表所示。 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/() 356 413 336 226 318 452 下列说法正确的是 A．C=O键的键能为672 B．由表中数据可知，具有C—H键的共价化合物的键能均为413 C．一般原子半径越大，键长越短，键能越大 D．C与C之间比Si与Si之间更易形成键 【答案】D 【详解】A．键之间存在一个键和一个键，前者键能大，键的键能并不是C—O键键能的两倍，A错误； B．表中C—H键的键能是更多分子中的C—H键能的平均值，B错误； C．根据表中数据，一般半径越大，键长越长，键能越小，C错误； D．Si原子半径大，C原子半径小，相邻C原子间距离近，p与p轨道肩并肩更易重叠形成键，D正确； 【变式4-2】（23-24高二下·吉林通化·阶段练习）下列性质的比较正确的是 A．单质的熔点： B．键能： C．电负性： D．微粒半径： 【答案】A 【详解】A．同主族的金属元素从上到下，金属原子的价层电子数不变，原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，金属熔点逐渐降低，A正确； B．碳碳叁键的键能大于碳碳双键、大于碳碳单键，故键能：，B错误； C．同周期元素电负性从左到右依次增大，电负性F>O>N>C，C错误； D．微粒的电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多半径越小，微粒半径，微粒半径：，D错误； 【变式4-3】（22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中）由键能数据大小，不能得出下列事实的是 化学键 C-H Si-H O-H C-O C-C H-F H-Cl H-H 键能 411 318 467 358 346 565 431 436 A．稳定性 B．键长： C．电负性： D．可以计算出氢气的燃烧热 【答案】D 【详解】A．碳氢键键能大于硅氢键，稳定性，A正确； B．键能越大，键长越短，故键长：，B正确； C．同种元素氢与氟和氯形成化学键，根据其键能的大小可推测氟与氯电负性的强弱，氢氟键大于氢氯键，故电负性：，C正确； D．计算氢气的燃烧热还需要氧氧双键的键能，D错误； 题型05 常见物质的键角及分子构型 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 【典例5】（22-23高二上·吉林通化·期末）下表为元素周期表前4周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是 A．W、R元素单质分子内都存在非极性键 B．W4呈正四面体构型，键角为109°28′ C．键长W—H<Y—H，键的极性Y—H>W—H D．键长X—H<W—H，键能X—H>W—H 【答案】D 【分析】由元素在周期表中的位置可知，X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。 【详解】A．P的常见同素异形体红磷和白磷的分子中均有非极性键，而Ar都是单原子分子，其分子内没有化学键，A错误； B．P4的分子构型是P原子在四个顶点的正四面体，键角为60°，B错误； C．原子半径：WY，故键长：W—H键Y—H键，C错误； D．原子半径：WX，故键长：W—H键X—H键，键长越短，键能越大，故键能：键X—HW—H键，D正确。 【变式5-1】（22-23高二上·吉林通化·期中）下列叙述错误的是 A．氯原子的价电子能级排布图为 B．第四周期元素中基态原子未成对电子有一个单电子的元素种数为 C．光气和甲醛分子中：键角 D．某元素基态原子轨道上有个电子，则该基态原子价电子排布一定是 【答案】D 【详解】A．氯原子是17号元素，它的价电子数是7，能级排布图为，故A正确； B．第四周期元素中基态原子未成对电子有一个单电子的元素有4s1、4s24p1、4s24p2、3d104s1、3d104s2共五种，故B正确； C．由于羰基中的氧原子在电子云的斥力作用下，使得羰基与氯原子相连接的键角增大，所以光气和甲醛分子中：键角，故C正确； D．某元素基态原子轨道上有个电子，其价电子可能包括有p轨道上的电子，所以该基态原子价电子排布不一定是，故D错误； 【变式5-2】（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列说法正确的是 A．键角：CH4>BF3>NH3>H2O B．中σ键和键比例为7∶1 C．用重结晶法提纯苯甲酸的操作：加蒸馏水、加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称量 D．SO和SiF4的中心原子的杂化类型均为sp3杂化，空间构型相同 【答案】C 【详解】A．BF3、CH4、H2O、NH3的键角分别为BF3价层电子对数，sp2杂化，键角为120°、CH4价层电子对数，sp3杂化，无孤电子对、NH3价层电子对数，sp3杂化，一对孤电子对、H2O价层电子对数，sp3杂化，两对孤电子对，孤电子对越多，键角越小，BF3、CH4、H2O、NH3的键角分别为120°、109°28′、104.5°、107°18′，所以键角大小顺序为：BF3＞CH4＞NH3＞H2O，A错误； B．中σ键（20条）和键（2条）比例为10∶1，B错误； C．重结晶法提纯苯甲酸的前三步是①加热溶解，②趁热过滤，③冷却结晶，再过滤、洗涤、干燥、称重，C正确； D．SiF4中Si的价层电子对数=4+=4，空间构型为正四面体，SO中S的价层电子对数=3+=4，所以中心原子均为sp3杂化，空间构型为三角锥，D错误； 【变式5-3】（23-24高二上·黑龙江绥化·月考）下列说法正确的是 A．基态钾原子的核外电子排布式为 B．是直线形分子，其键角为105° C．键的形成： D．的电子式为 【答案】C 【详解】A．3d能级的能量高于4s能级，故基态钾原子的电子排布式为，A错误； B．的键角180°，B错误； C．键是p-p原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的，C正确； D．电子式中各原子最外层中的孤电子对、共用电子对都应写出来，D项中漏掉氯原子的孤电子对，D错误； 题型06 键参数综合应用 1.键能：气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1，共价键的键能越大，共价键就越不容易断裂，成键原子间的结合就越牢固。结构相似的分子，键能越大，分子越稳定 2.键长：构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长就 越短；共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定 【注意】键能比较方法：键能看键长，键长看半径。原子半径越短，键长越短，键能也就越大 3.键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。键角可以确定分子内的原子在空间的相对位置，从而判断分子的空间构型 4.键参数对分子性质的影响： 【典例6】（22-23高二下·吉林·期末）近年来，德国研究人员利用和这6种远古地球上存在的简单物质，再使用硫醇和铁盐等物质模拟当时环境，成功制得核酸的4种基本模块。下列说法正确的是 A．为非极性分子 B．的热稳定性小于的热稳定性 C．键角由大到小的顺序为 D．元素的电负性依次增大 【答案】D 【详解】A．为空间三角锥型，为极性分子，选项A错误； B．非金属性，的热稳定性大于的热稳定性，选项B错误； C．键角由大到小的顺序应为，选项C错误； D．元素C、N、O的电负性依次增大，选项D正确； 【变式6-1】（22-23高二下·辽宁朝阳·阶段练习）下列关系正确的是 A．键角：O3>SO3 B．燃烧热：乙烷>乙醇 C．沸点：CO＜N2 D．热稳定性：Cu2O＜CuO 【答案】B 【详解】A．中心原子均为杂化时，后者没有孤电子对，键角大，选项A错误； B．乙烷变为乙醇可看成是乙烷的不完全氧化，故生成等量水与二氧化碳时，乙烷的燃烧热更大，选项B正确； C．相对分子质量相同时，极性大的分子形成的物质范德华力更大，熔沸点更高，氮气是非极性分子，熔沸点低，选项C错误； D．无其他因素影响的前提下，电子构型稳定的亚铜离子所形成的化合物稳定性更强，选项D错误； 【变式6-2】（23-24高二下·黑龙江·阶段练习）已知：。下列有关说法错误的是 A．分子中只有键 B．键比键键长短、键能大 C．比酸性强 D．比酸性强 【答案】A 【详解】A．中碳氧双键中含有π键，A错误； B．原子半径Cl＜I，故键长：Cl—Cl＜I—I，则键比键键长短、键能大，B正确； C．中Cl原子吸引电子能力比H原子强，使O-H键的电子更向O原子集中，导致，O-H键更易断裂，所以比酸性强，C正确； D．电负性Cl＞I，对O-H的共用电子对具有更强的吸引作用，导致O-H更易电离，故而酸性增加。即ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强，D正确； 【变式6-3】（22-23高二下·黑龙江鸡西·期中）下列说法中，错误的是 A．键能越大，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．共价键具有饱和性 【答案】B 【详解】A．共价键的键长越短，键能越大，键越牢固，故A正确； B．分子的稳定性与共价键的强弱有关，共价键的键长越短，共价键的键能越大，共价键越不容易被破坏，分子越稳定，故B错误； 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．共价键有饱和性，如H不能与Cl形成H2Cl分子，故D正确； / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.1 共价键 题型01 共价键的形成与特征 题型02 σ键与π键 题型03 极性键和非极性键 题型04 键能的应用 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 共价键 概念 原子间通过共用电子对所形成的化学键 成键粒子 原子 成键实质 原子之间形成共用电子对(电子云的重叠) 成键条件 非金属元素的原子最外层未达到饱和状态，相互间通过共用电子对形成共价键 成键元素 一般是非金属元素之间 存在范围 ①非金属单质分子(稀有气体除外)如：H2 ②非金属形成的化合物中，如：CO2、H2O ③部分离子化合物中，如：NaOH、Na2SO4 ④某些金属和非金属形成的化合物中，如：AlCl3、BeCl2 键的特征 具有饱和性和方向性 键的强度 判断方法 共价键的强弱取决于键能，键能看键长，键长看半径。原子半径越短，键长越短，键能也就越大 【典例1】（24-25高二上·辽宁·期末）是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为，下列说法正确的是 A．激发态H原子的轨道表示式： B．基态C原子中，能级能量一定比能级的能量高 C．燃烧时，透过蓝色钴玻璃，可观察到火焰呈黄色 D．中基态N原子中形成键的轨道重叠示意图： 【变式1-1】（24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．简单离子半径： C．中σ键和π键的数目比为 D．Q与M的化合物中可能含有非极性共价键 【变式1-2】（24-25高二下·内蒙古呼伦贝尔·阶段练习）光气(，沸点为8.2℃)与反应可制备(熔点为-25℃)，发生反应的化学方程式为。设为阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是 A．标准状况下，11.2L光气中键数为1.5 B．28g CO中含有的氧原子数和键电子数分别为、 C．1mol基态Ti原子的价层电子数为2 D．常温下1mol中含有的氯离子数为4 【变式1-3】（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 题型02 σ键与π键 σ键与π键的判断 1.由轨道重叠方式判断 a．“头碰头”重叠为σ键，σ键的特征：电子云为轴对称，即是以形成化学键的两个原子核的连线为轴作旋转 操作，σ键电子云的图形不变。利用电子云描述σ键的形成过程： s­s σ键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键 s­p σ键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键 p­p σ键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键 b．“肩并肩”重叠为π键，π键的特征：π键电子云为镜像对称，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由 两个原子核构成的平面的两侧；π键重叠程度较小，不稳定，容易断裂；若原子半径大，原子间形成的σ 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。p轨道和p轨道形成π键的过程如 图所示： 2.由物质的结构式判断：共价单键都是σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有一个σ键、两个π键 3.由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。 4.依据强度判断：σ键的强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂 【典例2】（24-25高二上·黑龙江牡丹江·期末）下列有关共价键的解释错误的是 A．共价键都具有方向性和饱和性 B．σ键可以绕键轴旋转，而π键不能绕键轴旋转 C．C2H4分子和N2H4分子中都含有5个σ键 D．Cl2分子中p-pσ键的形成： 【变式2-1】（23-24高二下·吉林·期中）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． 【变式2-2】（22-23高二下·吉林·期末）由短周期前10号元素组成的物质T和X有如图所示的转化。X不稳定，易分解。下列有关说法正确的是    A．等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA B．为使该转化成功进行，Y可以是酸性KMnO4溶液 C．X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍 D．T、X分子均含有极性键和非极性键 【变式2-3】（22-23高二下·吉林长春·阶段练习）下列说法正确的是 A．所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性 B．分子中键和键的数目之比为2∶1 C．乙烯与乙烷化学性质不同，主要是因为乙烯中的键不如键牢固 D．键与键的电子云对称性不同 题型03 极性键和非极性键 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3】（23-24高二下·辽宁沈阳·阶段练习）NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A．0.5mol·L-1的MgCl2溶液中含有Cl-数目为 B．34g 呋喃(Mr=68)中含有的极性键数目为 C．中含有的电子数和质子数均为 D．中含有的键数为 【变式3-1】（23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习）氮氧化物会导致光化学烟雾和酸雨，在1Fe³⁺的催化作用下，NH₃可将 NO还原为无污染的气体，反应历程如图，下列说法不正确的是 A．基态Fe²⁺的价层电子排布式为3d⁶ B．电负性： N>O>H>Fe C．该过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成 D．图中的总反应可表示为 【变式3-2】（24-25高三上·辽宁·期中）如下为氟利昂(如)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法错误的是 A．过程I中只有极性键的断裂 B．由过程II可知是催化剂 C．过程III中键断裂是吸热过程，键形成是放热过程 D．过程II和III的总反应可表示为 【变式3-3】（23-24高二下·内蒙古·期中）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 题型04 键能的应用 1．概念：在101.3 kPa，298 K的条件下，断开1_mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量，叫A—B键的键能。 2．表示方式和单位：表示方式：EA－B，单位：kJ·mol－1。 3．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，体系能量降低越多，释放能量越多，形成共价键的键能越大，共价键越牢固。 (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。例如分子的稳定性：HF>HCl>HBr>HI。 (3)利用键能计算反应热：△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和。 4．测定方法：键能通常是298.15K，100kPa条件下的标准值，可以通过实验测定，更多的却是推算获得的。 【典例4】（23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习）下列说法中，错误的是 A．H-Cl键的键能为431.8 kJ/mol，H-Br键的键能为366 kJ/mol，这可以说明HCl比HBr分子稳定 B．共价键都具有方向性 C．H2O2中只有σ键没有π键 D．N2中有1个σ键和2个π键 【变式4-1】（23-24高二上·黑龙江绥化·阶段练习）碳和硅的有关化学键的键能如表所示。 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/() 356 413 336 226 318 452 下列说法正确的是 A．C=O键的键能为672 B．由表中数据可知，具有C—H键的共价化合物的键能均为413 C．一般原子半径越大，键长越短，键能越大 D．C与C之间比Si与Si之间更易形成键 【变式4-2】（23-24高二下·吉林通化·阶段练习）下列性质的比较正确的是 A．单质的熔点： B．键能： C．电负性： D．微粒半径： 【变式4-3】（22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中）由键能数据大小，不能得出下列事实的是 化学键 C-H Si-H O-H C-O C-C H-F H-Cl H-H 键能 411 318 467 358 346 565 431 436 A．稳定性 B．键长： C．电负性： D．可以计算出氢气的燃烧热 题型05 常见物质的键角及分子构型 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 【典例5】（22-23高二上·吉林通化·期末）下表为元素周期表前4周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是 A．W、R元素单质分子内都存在非极性键 B．W4呈正四面体构型，键角为109°28′ C．键长W—H<Y—H，键的极性Y—H>W—H D．键长X—H<W—H，键能X—H>W—H 【变式5-1】（22-23高二上·吉林通化·期中）下列叙述错误的是 A．氯原子的价电子能级排布图为 B．第四周期元素中基态原子未成对电子有一个单电子的元素种数为 C．光气和甲醛分子中：键角 D．某元素基态原子轨道上有个电子，则该基态原子价电子排布一定是 【变式5-2】（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列说法正确的是 A．键角：CH4>BF3>NH3>H2O B．中σ键和键比例为7∶1 C．用重结晶法提纯苯甲酸的操作：加蒸馏水、加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称量 D．SO和SiF4的中心原子的杂化类型均为sp3杂化，空间构型相同 【变式5-3】（23-24高二上·黑龙江绥化·月考）下列说法正确的是 A．基态钾原子的核外电子排布式为 B．是直线形分子，其键角为105° C．键的形成： D．的电子式为 题型06 键参数综合应用 1.键能：气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1，共价键的键能越大，共价键就越不容易断裂，成键原子间的结合就越牢固。结构相似的分子，键能越大，分子越稳定 2.键长：构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长就 越短；共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定 【注意】键能比较方法：键能看键长，键长看半径。原子半径越短，键长越短，键能也就越大 3.键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。键角可以确定分子内的原子在空间的相对位置，从而判断分子的空间构型 4.键参数对分子性质的影响： 【典例6】（22-23高二下·吉林·期末）近年来，德国研究人员利用和这6种远古地球上存在的简单物质，再使用硫醇和铁盐等物质模拟当时环境，成功制得核酸的4种基本模块。下列说法正确的是 A．为非极性分子 B．的热稳定性小于的热稳定性 C．键角由大到小的顺序为 D．元素的电负性依次增大 【变式6-1】（22-23高二下·辽宁朝阳·阶段练习）下列关系正确的是 A．键角：O3>SO3 B．燃烧热：乙烷>乙醇 C．沸点：CO＜N2 D．热稳定性：Cu2O＜CuO 【变式6-2】（23-24高二下·黑龙江·阶段练习）已知：。下列有关说法错误的是 A．分子中只有键 B．键比键键长短、键能大 C．比酸性强 D．比酸性强 【变式6-3】（22-23高二下·黑龙江鸡西·期中）下列说法中，错误的是 A．键能越大，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．共价键具有饱和性 / 学科网（北京）股份有限公司 $