大单元二 专题4 第13讲 化学键（教师用书word）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（苏教版 江苏专用）

第13讲　化学键 [复习目标]　1.掌握化学键的定义及离子键、共价键的形成。2.会书写电子式。3.了解共价键的类型及键参数。 考点一　化学键与化合物类型　电子式 1．化学键 (1)化学键的定义及分类 (2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。 2．离子键和共价键的比较 项目 离子键 共价键 非极性键 极性键 概念 带相反电荷离子之间的相互作用 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 成键粒子 阴、阳离子 原子 成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对与成键原子间的静电作用 形成条件 活泼金属与活泼非金属经电子得失形成离子键；或者铵根离子与酸根离子之间形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键 3.离子化合物和共价化合物 项目 离子化合物 共价化合物 定义 由离子键构成的化合物 以共用电子对形成分子的化合物 构成微粒 阴、阳离子 原子 化学键类型 一定含有离子键，可能含有共价键 只含有共价键 4．电子式 (1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。 (2)常见物质电子式的书写 ①原子：Na Na，Cl 。 ②简单离子：Na＋ Na＋，F－ 。 ③复杂离子：NH ，OH－。 ④离子化合物： MgCl2 ， Na2O ， Na2O2 。 ⑤非金属单质及共价化合物：N2 ， H2O ，H2O2 。 (3)用电子式表示化合物的形成过程 ①离子化合物 如NaCl：。 ②共价化合物 如HCl：。 一、化学键与离子化合物、共价化合物的判断 1．下列各组物质中化学键的类型和化合物的类型都相同的是(　　) A．CaCl2　Na2O　HI B．H2O　NaNO3　NH3 C．MgCl2　NaOH　NH4Cl D．H2SO4　H2S　CO2 答案　D 解析　CaCl2、Na2O都是离子化合物，且都含有离子键，HI是共价化合物，只含有共价键，故A项错误；H2O、NH3都是共价化合物，都只含有共价键，NaNO3是离子化合物，含有离子键和共价键，故B项错误；MgCl2、NaOH、NH4Cl都是离子化合物，但MgCl2中只含有离子键，NaOH、NH4Cl中除了离子键还含有共价键，故C项错误；H2SO4、H2S、CO2都是共价化合物，都只含有共价键，故D项正确。 2．有以下8种物质：①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S　⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧NH4Cl 请用上述物质的序号填空： (1)不存在化学键的是________。 (2)只存在极性共价键的是________。 (3)只存在非极性共价键的是________。 (4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。 (5)只存在离子键的是________。 (6)既存在离子键又存在共价键的是________。 (7)属于离子化合物的是__________。 答案　(1)①　(2)②　(3)③　(4)④　(5)⑤　(6)⑥⑦⑧　(7)⑤⑥⑦⑧ 化学键与物质类别之间的关系 二、电子式的规范书写 3．判断下列电子式书写是否正确，并将错误的改正过来。 (1)氨气，　×，。 (2)HF，　×，。 (3)过氧化氢，　√； 次氯酸，　×，。 (4)CaC2，　×，。 4．写出下列微粒的电子式。 (1)—OH______________，H3O＋___________________________________。 (2)H2S_______________，N2H4____________________________________。 (3)NaH_______________，NaBH4__________________________________。 答案　(1)　 (2)　 (3)　 三、“10e－”“18e－”微粒的应用 5．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知： ①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。 (1)C－的电子式是________。 (2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：______________________________、 _____________________________________。 (3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：______________________。 (4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：________________________。 答案　(1)　(2)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　H3O＋＋NH3===NH＋H2O (3)CH4、HF(答案合理即可)　(4)Na＋、Mg2＋、Al3＋(答任意两个即可) 解析　依据已有的元素与化合物的知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne，阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NH，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋，分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意由①A＋＋C－===D＋E↑推知，A＋为NH、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，由②B＋＋C－===2D推知，B＋为H3O＋，由此解题。 等电子微粒的判断方法 (1)“10电子”微粒： (2)“18电子”微粒： 考点二　共价键及其参数 1．共价键的本质及特征 共价键是原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用，其特征是具有方向性和饱和性。 2．共价键的分类 (1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ键和π键。 σ键 H2的σ键的形成： HCl的σ键的形成： Cl2的σ键的形成： π键 大π键 苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合，每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合，形成了一个以6个碳原子为中心的大π键，这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同 (2)根据共价键的极性与否可分为极性共价键(简称极性键)和非极性共价键(简称非极性键)。 极性键产生的原因是成键的两个原子电负性不同，共用电子对向电负性大的元素偏移，造成共价键正、负电荷重心不重合。非极性键成键的元素相同。 (3)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。 3．键参数 (1)概念 (2)键参数对分子性质的影响 ①键能越大，键长越短，分子越稳定。 ② 1．共价键的成键原子只能是非金属原子(　　) 2．在任何情况下，都是σ键比π键强度大(　　) 3．σ键能单独形成，而π键不能单独形成(　　) 4．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转(　　) 5．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(　　) 6．分子的稳定性与分子间作用力的大小无关(　　) 答案　1.×　2.×　3.√　4.√　5.×　6.√ 一、共价键的类型及数目判断 1．下列关于σ键和π键的理解不正确的是(　　) A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼 B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ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．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 答案　B 解析　同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。 2．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。 (1)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。 (2)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有______个σ键，________个π键。 答案　(1)1∶1　(2)3　1 二、键能、键长与物质稳定性 3．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______________________________________________。 答案　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，不易形成双键或三键 4．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/ (kJ·mol－1) 347.7 413.4 351 226 318 452 (1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是______________________________________________________________________________。 (2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是__________________________________。 答案　(1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成 (2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O 1．(2022·江苏，2)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是(　　) A．Na2O2的电子式为 B．H2O的空间构型为直线形 C．H2O2中O元素的化合价为－1 D．NaOH仅含离子键 答案　C 解析　过氧化钠是离子化合物，其电子式是，A错误；H2O中氧原子的成键电子对数是2，孤电子对数是2，则价电子对数为4，其空间构型为V形，B错误；NaOH中O和H之间是共价键，D错误。 2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)钠与N、O、Cl分别形成的化合物中只含有离子键(2018·全国卷Ⅱ，10B改编)(　　) (2)1 mol乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同(2018·全国卷Ⅲ，8D)(　　) (3)Na2O2与ClO2均含有非极性共价键(2018·全国卷Ⅲ，13C改编)(　　) (4)甲基的电子式：(2020·浙江7月选考，5D)(　　) (5)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。B3N3H6的熔点主要取决于所含化学键的键能 (2020·山东，7A)(　　) (6)键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6(2020·山东，4A)(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ 课时精练 1．下列说法错误的是(　　) A．由O、Na组成的化合物中均不含共价键 B．NH4Cl属于离子化合物 C．LiAlH4既含离子键又含共价键 D．NaCN既含离子键又含共价键 答案　A 解析　Na2O中只含离子键，Na2O2中既含离子键又含共价键，A错误。 2．(2023·盐城中学模拟)下列说法正确的是(　　) A．N2的电子式为N⋮⋮N B．HClO的电子式为 C．NH4Cl的电子式为 D．CS2的电子式为 答案　D 解析　N2的电子式为，A错误；HClO的电子式为，B错误；NH4Cl的电子式为，C错误。 3．下列说法正确的是(　　) A．H2N—C≡N分子中含3个σ键 B．1 mol [CuⅡ(OH)(NH3)]＋中含有4 mol σ键 C．1 mol N2H4分子中π键数目为NA D．CH3CHO分子中σ键与π键的比例为6∶1 答案　D 解析　单键是σ键，三键中有1个σ键，H2N—C≡N分子中含4个σ键，A错误；[CuⅡ(OH)(NH3)]＋中有2个配位键，配位键属于σ键，OH－中的H—O键为σ键，NH3中的H—N键为σ键，1 mol [CuⅡ(OH)(NH3)]＋中含有6 mol σ键，B错误；N2H4分子中全是单键，无π键，C错误。 4．(2023·南京联考)关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是(　　) A．HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成 B．N2分子中的π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转 C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键 D．乙烯(CH2==CH2)中碳碳之间形成1个σ键和1个π键 答案　A 解析　HCl分子中的σ键由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成，故A错误；N2分子中p轨道与p轨道通过“肩并肩”重叠形成p-p π键，π键为镜面对称，不能绕键轴旋转，故B正确；CH4中的碳原子为sp3杂化，碳原子的4个sp3杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠，形成C—H σ键，故C正确；CH2==CH2中碳碳之间形成双键，双键中有1个σ键和1个π键，故D正确。 5．下列有关化学键类型的叙述正确的是(　　) A．化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构，则1 mol NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值) B．乙烯酮的结构简式为CH2==C==O，其分子中含有极性共价键和非极性共价键，且σ键与π键数目之比为1∶1 C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C) D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键 答案　D 6．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是(　　) A．键角是描述分子空间结构的重要参数 B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C．C==C键键能等于C—C键键能的2倍 D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强 答案　C 解析　C==C键由一个σ键和一个π键构成，C—C键为σ键，二者键能不是2倍的关系，C项错误；原子半径：O＞F，键长：O—H键＞H—F键，键能：O—H键＜H—F键，形成化学键时放出的能量：O—H键＜H—F键，H—F键更稳定，F2跟H2反应的能力更强，D项正确。 7．(2023·南通模拟)我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO＋O2CO2＋H2O。下列有关说法正确的是(　　) A．CO2只含有非极性共价键 B．0.5 mol HCHO含有1 mol σ键 C．HCHO、CO2分子中只含有σ键 D．H2O中含有极性键 答案　D 解析　CO2中只含有碳氧极性键，A错误；根据结构式可知，0.5 mol HCHO含有1.5 mol σ键，B错误；HCHO、CO2分子中既含有σ键，又含有π键，C错误；H2O中含有氢氧极性键，D正确。 8．三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构之一如图所示。已知其燃烧时P被氧化为P4O10，下列有关P4S3的说法不正确的是(　　) A．P4S3属于共价化合物 B．1 mol P4S3分子中含有9 mol极性共价键 C．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构 D．P4S3充分燃烧会产生SO2 答案　B 解析　三硫化磷分子中存在P—P共价键和S—P共价键，为共价化合物，故A正确；由图可知，P4S3分子中存在6个P—S极性键，故B错误；由图可知，P原子最外层有5个电子，每个P原子形成3个共价键，S原子最外层有6个电子，每个S原子形成2个共价键，故分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构，故C正确；已知P4S3燃烧时P被氧化为P4O10，充分燃烧时S会生成SO2，故D正确。 9.二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物，是燃料油的添加剂，用以提高燃烧的效率和去烟，可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示，下列说法正确的是(　　) A．二茂铁中Fe2＋与环戊二烯离子(C5H)之间为离子键 B．1 mol环戊二烯()中含有σ键的数目为5NA C．分子中存在π键 D．Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2 答案　C 解析　含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键，所以二茂铁中Fe2＋与环戊二烯离子(C5H)之间为配位键，故A错误；一个环戊二烯()分子中含有σ键的数目为11，则1 mol环戊二烯中含有σ键的数目为11NA，故B错误；碳碳双键之间存在π键，所以该分子中存在π键，故C正确；铁原子核外有26个电子，铁原子失去最外层两个电子变为亚铁离子，根据构造原理可知，亚铁离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故D错误。 10．我国科学家在全球范围内首次实现了用CO2人工合成淀粉，其转化过程如图所示，下列说法正确的是(　　) A．过程Ⅰ中利用太阳光解水制H2，实现了太阳能至化学能的转化 B．过程Ⅱ的CH3OH→HCHO转化反应中有非极性键的断裂和极性键的形成 C．过程Ⅲ的产物中碳原子的杂化方式均为sp2 D．核磁共振氢谱是验证合成淀粉组成、结构的最佳方法 答案　B 解析　过程Ⅰ中为二氧化碳和氢气反应生成甲醇，不是太阳光解水制H2，故A项错误；过程Ⅱ的CH3OH→HCHO转化反应中，O==O键中非极性键断裂生成极性键H—O键，且甲醇生成甲醛时，有C==O键生成，所以该反应中有非极性键的断裂和极性键的形成，故B项正确；该分子中连接双键的碳原子价层电子对数是3、饱和碳原子价层电子对数是4，则碳原子杂化类型是sp2、sp3，故C项错误；核磁共振氢谱判断氢元素种类及各种氢原子个数之比，红外光谱测定化学键，所以红外光谱是验证合成淀粉组成、结构的最佳方法，故D项错误。 11．(2023·镇江模拟)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，结构简式如图。下列说法正确的是(　　) A．该分子中，氮原子只形成σ键 B．锌元素位于d区，基态原子没有未成对电子 C．五元环上所有原子可能在同一平面上 D．碳、氮原子均为sp3杂化 答案　A 解析　该分子中氮原子只形成单键，单键是σ键，故A项正确；基态锌原子的外围电子排布式为3d104s2，没有未成对电子，位于元素周期表的ds区，故B项错误；由结构简式可知，一水合甘氨酸锌中含有饱和碳原子，则五元环上所有原子不可能在同一平面上，故C项错误；含有双键的碳原子的杂化方式为sp2，故D项错误。 12．下列说法正确的是(　　) A．1 mol中含有2 mol碳氧π键 B．1 mol中含6 mol碳氮σ键 C．1 mol含有3 mol π键 D．1 mol 中所含σ键的物质的量为14 mol 答案　B 解析　醛基中含有1个碳氧π键，羟基中不含碳氧π键，A错误；双键中有1个π键，1 mol中含有4 mol π键，C错误；单键是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，1 mol中含有19 mol σ键，D错误。 13．硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的微观过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．NaBH4中含有离子键和非极性共价键 B．BH3中 B—H键键长小于 H2O 中 O—H键键长 C．BH→BH3的过程中既有化学键的断裂，又有化学键的生成 D．若用D2O代替H2O，反应后生成的气体有H2、HD、D2 答案　D 解析　硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的总反应方程式为NaBH4＋4H2ONaB(OH)4＋4H2↑。NaBH4为离子化合物，阳离子和阴离子之间为离子键，B—H键之间为极性共价键，A错误；B原子半径大于O原子，半径越大，键长越长，故BH3中 B—H键键长大于 H2O 中 O—H键键长，B错误；BH→BH3的过程中只有化学键的断裂，没有化学键的生成，C错误；由图可知，①是两个BH各提供1个H原子形成H2，②和③是含硼微粒和H2O各提供1个H原子形成H2，④是两个H2O各提供1个H原子形成H2，所以D2O与NaBH4反应时，生成的氢气分子有H2、HD和D2，D正确。 14．(1)1 mol化合物A()中含有的σ键数目为________。 (2)1 mol碳酸二乙酯(DEC，)中含有σ键的数目为______。 (3)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为_____________________________________。 答案　(1)24NA　(2)17NA　(3)28NA 学科网（北京）股份有限公司 $