2.1.1 共价键 导学案 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

高二化学选择性必修二学案（按编号保存） ☆☆努力学习是成功的基础，持之以恒是成功的保障☆☆ ( 班别：高 二 _______ 班 姓名： __________________ 组别：第 _______ 组 装订线内不要答题 ----------------------------------------- 装 ------------------------------------ 订 ------------------------------------------ 线 --------------------------- )第二章第一节第1课时 共价键 编号 07 【学习目标】1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型,能辨识物质中含有的共价键。2.理解共价键中σ键和π键的区别,建立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。 一、共价键的形成与特征 1.共价键的形成 (1)概念:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 (2)成键的粒子:一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。 (3)成键本质:当成键原子相互接近时,原子轨道在两个原子核间重叠,电子出现在核间的概率增大,电子带负电,把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。这样体系的能量降低 (4)形成条件:通常,电负性相同或差值小(一般小于1.7)的非金属元素原子之间或某些金属元素原子与非金属元素原子之间形成共价键。 2.共价键的特征 (1)饱和性 ①含义:一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋方向相反的电子配对成键,这就是共价键的饱和性。形成的共价键数 = 未成对电子数 ②作用:共价键的饱和性决定了分子的组成,即原子形成分子时相互结合的数量关系。 (2)方向性 ①含义:原子轨道重叠越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。电子所在的原子轨道都是有一定的形状的,这就是共价键的方向性。 ②作用:共价键的方向性决定了分子的空间结构。 【典例分析1】 1.正误判断 (1)所有的共价键都有方向性和饱和性(　　) (2)离子化合物中也可以含有共价键(　　) (3)非金属元素之间只能形成共价键(　　) (4)金属与非金属元素之间只能形成离子键(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× 2.下列分子的结构与共价键的饱和性不相符的是(　　) A.HClO(次氯酸)：H—Cl—O B.N2H4(肼)： C.P4(白磷)： D.SiHCl3(三氯氢硅)： 答案　A 解析　由共价键的饱和性知Si形成4个共价键，H形成1个共价键，N、P形成3个共价键，O形成2个共价键，Cl形成1个共价键。HClO的结构式应为H—O—Cl，A项符合题意。 3.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是(　　) A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2 C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl 答案　C 解析　A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不符合题意；B项，CaF2中只有离子键，不符合题意；D项，NaCl中只有离子键，不符合题意。 二、共价键类型 1.σ键 （1）原子重叠方式：由两个原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成 （2）种类：s-s σ键（无方向性）、 s-p σ键 、 p-p σ键 （3）电子云对称方式：轴对称（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） （4）特征：①可以绕键轴旋转②较强的稳定性③共价单键均为σ键 2.π键 （1）原子重叠方式：由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 （2）种类： p-p π键 （3）电子云对称方式：镜面对称性 （4）特征：①不可以旋转 ②π键不如σ键牢固，易断裂，更易发生化学反应 特例：N2 ③π键不能单独存在 3.成键规律判断（先形成σ键，后形成π键。） 共价单键 σ键 共价双键 一个σ键、一个π键 共价三键 一个σ键、两个π键 【典例分析2】 1.下列说法错误的是(　B　) A、氧原子有2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H-O-O-H，在H2O2中只有σ键没有π键 D、已知N2的分子结构是N≡N，在N2中有1个σ键和2个π键 2.下列有关σ键和π键的说法错误的是(　A　) A、在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 B、当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 C、σ键的特征是轴对称，π键的特征是镜面对称 D、含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者 3.下列关于共价键的描述正确的是(　C　) A、两个原子的单电子若自旋方向相同，则两两配对可形成共价键 B、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 C、两个原子的p轨道不仅能形成σ键，也能形成π键 D、气体单质中一定存在σ键，可能存在π键 4.(1) 1 mol CO2中含有的σ键数目为　1.204×1024　　　　　。  (2) HCN的结构式为H—C≡N，则该分子中σ键与π键的数目之比为  1∶1      。  (5) 1mol乙醛分子中含σ键的数目为　3.612×1024        。 【金题训练】 1.从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是(　　) A.K和Cl B.H和F C.K和F D.Ca和O 【答案】B 【解析】一般电负性相差不大的非金属元素原子之间易形成共价键。 2.下列说法正确的是(　　) A.若把H2S写成H3S，则违背了共价键的饱和性 B.H3O＋的存在说明共价键不应有饱和性 C.原子轨道在空间都具有方向性 D.两个原子轨道发生重叠后，两核中的电子不仅存在于两核之间，还会绕两核运动 【答案】A 【解析】硫原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项正确；两个原子轨道发生重叠后，只有共用电子对在两核之间绕两个原子核运动，D项错误。 3.下列反应中，有机物分子中化学键的断裂只涉及π键断裂的是(　　) A.CH4的燃烧 B.C2H4与Cl2的加成反应 C.CH4与Cl2的取代反应 D.C2H4被酸性KMnO4溶液氧化 【答案】B 【解析】CH4不含π键，且有机物燃烧时，断裂所有的化学键，A不符合题意；C2H4和Cl2发生加成反应时，C2H4中的碳碳双键断裂形成碳碳单键和碳氯单键，化学键的断裂只涉及π键的断裂，B符合题意；CH4不含π键，且取代反应中，断裂的化学键是单键，即σ键，C不符合题意；C2H4被酸性KMnO4溶液氧化时，C2H4中的所有化学键都断裂，D不符合题意。 4.下列有关σ键和π键的说法错误的是(　　) A.H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键 B.两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键 C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键 D.在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 【答案】D 【解析】单键为σ键，而双键、三键中含有σ键和π键，则有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键，如HCl，故C正确；共价键中一定含σ键，则在分子中，化学键可能只有σ键，而没有π键，故D错误。 5.某物质可溶于水、乙醇,熔点为209.5 ℃,其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.该分子中含有极性共价键 B.1 mol该物质中σ键和π键的个数比为5∶3 C.该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的为C原子、N原子 D.该分子中的共价键按原子轨道重叠方式划分为2种 【答案】B 【解析】不同原子间的共价键为极性共价键,该分子中含有极性共价键,故A正确;每个单键是1个σ键,每个双键含有1个σ键和1个π键,每个三键含有1个σ键和2个π键,则该物质分子中σ键和π键的个数比为9∶3=3∶1,故B错误;该分子中C原子和N原子都达到8电子稳定结构,H原子没有达到8电子稳定结构,故C正确;按原子轨道重叠方式共价键分为2种,“头碰头”重叠形成σ键,“肩并肩”重叠形成π键,故D正确。 6.在下列化学反应所断裂的共价键中，仅仅断裂σ键的是(　　) A.N2＋3H22NH3 B.2C2H2＋5O22H2O＋4CO2 C.Cl2＋H22HC D.C2H4＋H2C2H6 【答案】C 【解析】氮气、乙炔、乙烯中均有π键断裂，故A、B、D不选。 7.石灰氮(主要成分为CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N—C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是(　　) A.H2O的电子式为 B.1个H2N—C≡N分子中含有3个σ键 C.H2N—C≡N分子中σ键与π键的数目之比为2∶1 D.已知CO(NH2)2中含有C==O,1个CO(NH2)2分子中含有2个π键 【答案】C 【解析】H2O是共价化合物，电子式为，A项错误；共价单键是σ键，共价三键中有1个σ键、2个π键，故1个H2N—C≡N分子中含有4个σ键、2个π键，B项错误，C项正确；1个CO(NH2)2分子中只含有1个碳氧双键，其余为单键，故1个CO(NH2)2分子中含有1个π键，D项错误。 8.据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3(结构如图)，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的。下列关于SF5—CF3的说法正确的是(　　) A.分子中有σ键也有π键 B.C—F是s-p σ键 C.分子中不是所有原子都满足8电子稳定结构 D.0.1 mol SF5—CF3分子中含8 mol电子 【答案】C 【解析】SF5—CF3分子中只有共价单键，即只有σ键，没有π键，故A错误；C—F是p-p σ键，故B错误；一个SF5—CF3分子中有94个电子，则0.1 mol SF5—CF3分子中含9.4 mol电子，故D错误。 9.在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是(　　) A.仅有一个σ键 B.仅有一个π键 C.一个σ键，一个π键 D.一个σ键，两个π键 【答案】C 【解析】N2F2分子中所有原子均符合8电子稳定结构，所以结构简式为F—N==N—F，σ键只能形成单键，而双键或三键中既有σ键又有π键，所以两个氮原子之间有一个σ键、一个π键，故选C。 二、填空题 10.按要求填空： (1)(2024新课标，29节选)Ni(CO)4结构如图所示，其中含有σ键的数目为                  。  (2)(2022湖南，18节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示，富马酸分子中σ键与π键的数目比为                  。  (3)(2021全国甲，35节选)CO2分子中存在                  个σ键和                  个π键。 【答案】(1)8　(2)11∶3　(3)2　2 【解析】(1)每个CO分子与Ni配位时，形成配位键，配位键属于σ键，因此1个Ni(CO)4分子中有8个σ键。 (2) 1个富马酸分子中有11个σ键，3个π键，二者数目之比为11∶3。 (3) CO2的结构式为OCO，1个CO2分子中存在2个σ键和2个π键。  11.(1)分析下列化学式中画有横线的元素,选出符合要求的物质填空(填字母)。 A.NH3　　B.H2O　　C.HCl　　D.CH4　　E.C2H6　　F.N2 ①所有的价层电子都参与形成共价键的是                  ;  ②只有一个价层电子参与形成共价键的是                  ;  ③最外层有未参与成键的电子对的是                  ;  ④既有σ键又有π键的是                  。  (2)C、H元素形成的某化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为                  。  【答案】(1)①D、E　②C　③A、B、C、F　④F 　(2)5∶1 【解析】(1)NH3分子中N与3个H形成3个σ键,还有一对未成键电子;H2O分子中O与2个H形成2个σ键,还有两对未成键电子;HCl分子中Cl与1个H形成1个σ键,还有三对未成键电子;CH4分子中C与4个H形成4个σ键,碳原子的4个价电子全部参与成键;C2H6分子中C分别与3个H及另1个C形成4个σ键,碳原子的4个价电子都参与成键;N2分子中两个N原子之间形成1个σ键、2个π键,还各有一对未成键电子。 (2)设分子式为CmHn,则6m+n=16,符合现实的m=2,n=4,即C2H4,结构式为。单键为σ键,双键有1个σ键和1个π键,所以1个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二化学选择性必修二学案（按编号保存） ☆☆努力学习是成功的基础，持之以恒是成功的保障☆☆ ( 班别：高 二 _______ 班 姓名： __________________ 组别：第 _______ 组 装订线内不要答题 ----------------------------------------- 装 ------------------------------------ 订 ------------------------------------------ 线 --------------------------- )第二章第一节第1课时 共价键 编号 07 【学习目标】1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型,能辨识物质中含有的共价键。2.理解共价键中σ键和π键的区别,建立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。 一、共价键的形成与特征 1.共价键的形成 (1)概念:原子间通过 所形成的相互作用。 (2)成键的粒子:一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。 (3)成键本质:当成键原子相互接近时, 在两个原子核间 ,电子出现在核间的概率增大,电子带 电,把带 电的两个原子核“黏结”在一起了。这样体系的能量降低 (4)形成条件:通常,电负性 (一般小于 )的非金属元素原子之间或某些金属元素原子与非金属元素原子之间形成共价键。 2.共价键的特征 (1)饱和性 ①含义:一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋方向相反的电子配对成键,这就是共价键的饱和性。形成的共价键数 = . ②作用:共价键的饱和性决定了分子的组成,即原子形成分子时相互结合的数量关系。 (2)方向性 ①含义:原子轨道重叠越 ，形成的共价键越 ，分子越 。电子所在的原子轨道都是有一定的形状的,这就是共价键的方向性。 ②作用:共价键的方向性决定了分子的空间结构。 【典例分析1】 1.正误判断 (1)所有的共价键都有方向性和饱和性(　　) (2)离子化合物中也可以含有共价键(　　) (3)非金属元素之间只能形成共价键(　　) (4)金属与非金属元素之间只能形成离子键(　　) 2.下列分子的结构与共价键的饱和性不相符的是(　　) A.HClO(次氯酸)：H—Cl—O B.N2H4(肼)： C.P4(白磷)： D.SiHCl3(三氯氢硅)： 3.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是(　　) A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2 C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl 二、共价键类型 1.σ键 （1）原子重叠方式：由两个原子的s轨道或p轨道“ ”重叠形成 （2）种类： σ键（无方向性）、 σ键 、 σ键 （3）电子云对称方式： （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 ） （4）特征：①可以绕键轴 ②较强的 ③共价 均为σ键 2.π键 （1）原子重叠方式：由两个原子的p轨道“ ”重叠形成 （2）种类： π键 （3）电子云对称方式： . （4）特征：① 。 ②π键 ，易 ，更易发生化学反应 特例：N2 ③π键 单独存在 3.成键规律判断（先形成 ，后形成 。） 共价单键 . 共价双键 个σ键、 个π键 共价三键 个σ键、 个π键 【典例分析2】 1.下列说法错误的是(　 ) A、氧原子有2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H-O-O-H，在H2O2中只有σ键没有π键 D、已知N2的分子结构是N≡N，在N2中有1个σ键和2个π键 2.下列有关σ键和π键的说法错误的是( ) A、在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 B、当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 C、σ键的特征是轴对称，π键的特征是镜面对称 D、含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者 3.下列关于共价键的描述正确的是(　 ) A、两个原子的单电子若自旋方向相同，则两两配对可形成共价键 B、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 C、两个原子的p轨道不仅能形成σ键，也能形成π键 D、气体单质中一定存在σ键，可能存在π键 4.(1) 1 mol CO2中含有的σ键数目为　　　　　。  (2) HCN的结构式为H—C≡N，则该分子中σ键与π键的数目之比为     。  (5) 1mol乙醛分子中含σ键的数目为     。 【金题训练】 1.从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是(　　) A.K和Cl B.H和F C.K和F D.Ca和O 2.（6分）下列说法正确的是(　　) A.若把H2S写成H3S，则违背了共价键的饱和性 B.H3O＋的存在说明共价键不应有饱和性 C.原子轨道在空间都具有方向性 D.两个原子轨道发生重叠后，两核中的电子不仅存在于两核之间，还会绕两核运动 3.下列反应中，有机物分子中化学键的断裂只涉及π键断裂的是(　　) A.CH4的燃烧 B.C2H4与Cl2的加成反应 C.CH4与Cl2的取代反应 D.C2H4被酸性KMnO4溶液氧化 4.下列有关σ键和π键的说法错误的是(　　) A.H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键 B.两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键 C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键 D.在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 5.某物质可溶于水、乙醇,熔点为209.5 ℃,其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.该分子中含有极性共价键 B.1 mol该物质中σ键和π键的个数比为5∶3 C.该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的为C原子、N原子 D.该分子中的共价键按原子轨道重叠方式划分为2种 6.在下列化学反应所断裂的共价键中，仅仅断裂σ键的是(　　) A.N2＋3H22NH3 B.2C2H2＋5O22H2O＋4CO2 C.Cl2＋H22HCl D.C2H4＋H2C2H6 7.石灰氮(主要成分为CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N—C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是(　　) A.H2O的电子式为 B.1个H2N—C≡N分子中含有3个σ键 C.H2N—C≡N分子中σ键与π键的数目之比为2∶1 D.已知CO(NH2)2中含有C==O,1个CO(NH2)2分子中含有2个π键 8.据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3(结构如图)，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的。下列关于SF5—CF3的说法正确的是(　　) A.分子中有σ键也有π键 B.C—F是s-p σ键 C.分子中不是所有原子都满足8电子稳定结构 D.0.1 mol SF5—CF3分子中含8 mol电子 9.在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是(　　) A.仅有一个σ键 B.仅有一个π键 C.一个σ键，一个π键 D.一个σ键，两个π键 10.按要求填空： (1)Ni(CO)4结构如左图所示，其中含有σ键的数目为                  。  (2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如右图所示，富马酸分子中σ键与π键的数目比为                  。  (3)CO2分子中存在                  个σ键和                  个π键。 11.(1)分析下列化学式中画有横线的元素,选出符合要求的物质填空(填字母)。 A.NH3　　B.H2O　　C.HCl　　D.CH4　　E.C2H6　　F.N2 ①所有的价层电子都参与形成共价键的是                  ;  ②只有一个价层电子参与形成共价键的是                  ;  ③最外层有未参与成键的电子对的是                  ;  ④既有σ键又有π键的是                  。  (2) C、H元素形成的某化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为                  。  ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $