第2章 第1节 第1课时 共价键-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套课件PPT(人教版 单选版)
2026-04-20
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 共价键 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 15.51 MB |
| 发布时间 | 2026-04-20 |
| 更新时间 | 2026-04-20 |
| 作者 | 山东一帆融媒教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 新课程学案·高中同步导学 |
| 审核时间 | 2026-03-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57108326.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学课件聚焦共价键的本质、σ键与π键的特征及键参数,通过“单原子分子→多原子分子化学键”问题链导入,衔接原子结构知识,搭建从电子式表达到轨道重叠的学习支架。
其亮点在于以表格对比σ键/π键形成与特征,结合乙烯、乙炔成键实例,培养科学思维中的模型建构与证据推理能力,融入化学观念中“结构决定性质”的核心思想。多样化习题助学生掌握判断方法,教师可直接用于课堂教学,提升效率。
内容正文:
第二章
分子结构与性质
第一节 共价键
学习目标 重点难点
1.从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质,知道共价键具有饱和性和方向性,能用模型、图像和符号等正确表征H2、Cl2、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。
2.知道σ键和π键的区别和特征,能说明C2H6、C2H4和C2H2等分子的成键类型。
3.理解键能、键长和键角等键参数的含义,能利用键参数解释物质的某些性质。
4.通过共价键理论模型的发展过程,初步体会不同理论模型的价值和局限。 重
点 从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质;用键能、键长和键角等键参数解释物质的某些性质。
难
点 从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。
第1课时 共价键
新知探究(一)——共价键的形成与特征
新知探究(二)——共价键的类型及
数目的判断
课时跟踪检测
目录
新知探究(一)——共价键的形成与特征
导学设计
1.分子由原子构成,在通常的温度和压强等条件下,只有极少数物质的分子是由单个原子构成的。你知道哪些单原子分子吗?
提示:稀有气体和汞蒸气等属于单原子分子。
2.绝大多数物质的分子是由多个原子相互结合构成的,有的物质的分子是由许许多多组成较简单的单体聚合而成的高分子(又称聚合物),而许多固体,即使取很小一粒,仍包含成万上亿个原子或离子构成一个整体,属于“巨分子”。你知道这些“分子”中原子之间的作用是什么吗?
提示:分子中原子之间的相互作用称作化学键。
3.请用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成过程。
H2:_____________________;
HCl:____________________;
Cl2:______________________。
H·+·H→H︰H
H·+·︰→H︰︰
︰·+·︰→︰︰︰
4.H2、HCl、Cl2均通过共用电子对相结合,为什么难以形成H3、H2Cl、Cl3等分子?
提示:原子间通过共用电子对所形成的相互作用为共价键,共价键具有饱和性(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)。
系统融通知能
1.共价键的定义及性质
[微点拨] 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,如图所示。
定义 原子间通过共用电子对所形成的相互作用
本质 电子云(或原子轨道)的重叠
性质 ①饱和性→决定分子的组成; ②方向性→决定分子的空间结构
2.共价键的形成及特征(原子轨道视角)
(1)σ键
形成 成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成
类
型 s⁃sσ键
s⁃pσ键
p⁃pσ键
特征 ①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;②σ键的强度较大
(2)π键
形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
p⁃pπ键
特征 ①π键的电子云具有镜面对称,即每个π键的电子云由两块组成,分别位于由原子核构成平面的两侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为镜像;
②π键不能旋转;不如σ键牢固,较易断裂
3.σ键、π键的判断
共价单键是σ键;而共价双键中有一个σ键,另一个是π键;共价三键由一个σ键和两个π键构成。
乙烷( )分子中含有7个σ键和0个π键;
乙烯( )分子中含有5 个σ键和1个π键;
乙炔( )分子中含有3 个σ键和2个π键。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在气体单质分子中一定含有σ键( )
(2)所有σ键都具有方向性( )
(3)原子轨道重叠成键后电子云形状发生了改变( )
(4)两原子的原子轨道重叠成键后,共用电子对只在两原子核间运动( )
(5)σ键为轴对称,π键为镜面对称,形成π键时电子云重叠程度大( )
(6)两个原子间可以只形成σ键,但不能只形成π键( )
题点多维训练
×
×
√
×
×
√
2.下列物质的分子中,既有s⁃p σ键,又有p⁃p σ键的是 ( )
A.H2O B.OF2 C.HClO D.N2
解析:H2O中只有s⁃p σ键,故A不选;OF2中只有p⁃p σ键,故B不选;次氯酸分子中既有氢氧s⁃p σ键,又有氧氯p⁃p σ键,故C选;氮气中只有p⁃p σ键,故D不选。
√
3.下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是 ( )
A.CH4与CH≡CH B.H2O与HCl
C.H2与Cl2 D.Cl2与N2
解析:CH4分子中存在s⁃p σ键,CH≡CH分子中存在σ键和π键,所以共价键类型不完全相同,故A错误;H2O与HCl都含有H,分子中的共价键均是s电子云与p电子云形成的s⁃p σ键,故B正确;H2分子中存在s⁃s σ键,Cl2分子中存在p⁃p σ键,所以共价键类型不完全相同,故C错误;Cl2分子中只有单键,全部为σ键,N2分子中有三键,既有σ键又有π键,所以共价键类型不完全相同,故D错误。
√
4.(1)乙烯、乙炔的化学性质比乙烷活泼的原因是_______________________
______________________________________________________________________
________。
(2)钠和氯通过得失电子形成的电子对不被共用,填写下表,从元素电负性差别来理解化学键的形成。
结论:当元素的电负性相差很大,化学反应形成的电子对不会被共用,形成的将是_____键;而_____键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
原子 Na Cl H Cl C O
电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5
电负性之差(绝对值)
乙烯和乙炔中都含有π键,
π键原子轨道重叠程度小,不牢固,容易断裂;而乙烷中没有π键,σ键牢固,不易断裂
2.1
0.9
1.0
离子
共价
5.(1)1 mol丙酮( )分子中含有σ键的数目为__________________。
(2)1个N2分子中含有__个σ键和___个π键。
(3)1个丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有___个σ键和___个π键。
(4)在N2F2分子中,所有原子均满足8电子稳定结构,则该分子中两个N原子间的共价键组成为___个σ键和___个π键。
9×6.02×1023或9NA
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1
新知探究(二)——共价键的类型及
数目的判断
典例导学
[典例] 下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A.σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转
B.H2分子中的σ键是s⁃s σ键,HClO分子中的σ键都是p⁃p σ键
C.C2H4分子和N2H4分子中都含有5个σ键
D.σ键以“头碰头”方式重叠,π键以“肩并肩”方式重叠
√
[解析] σ键为轴对称,π键为镜面对称,则σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转,故A正确;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s⁃p σ键,故B错误;乙烯分子中氢原子和碳原子之间存在共价单键,为σ键,碳原子与碳原子之间存在共价双键,有1个σ键和1个π键,则C2H4分子中有5个σ键和1个π键,N2H4分子中只有5个共价单键,即含有5个σ键,故C正确。
系统融通知能
1.从不同视角对共价键分类
分类依据 共价键类型
①从原子轨道的重叠方式分类 “头碰头”形成σ键,“肩并肩”形成π键
②从形成共价键时重叠的原子轨道分类 有s⁃s σ键、s⁃p σ键、p⁃p σ键
③从共价键中共用电子对的数目分类 有单键、双键和三键
④从两个成键原子对共用电子对的吸引能力分类 吸引能力不同——极性共价键;
吸引能力相同——非极性共价键
2.σ键和π键的判断方法
(1)依据共价键的类型判断
共价键类型
即:两原子形成共价键时,有且只有1个σ键。
(2)依据共价分子的组成判断σ键
ABx型分子或原子团中,含σ键的数目为x。如H2O中含2个σ键,NH3中含3个σ键,C中含3个σ键,S中含4个σ键。
1.下列物质中σ键和π键数目比为1∶2的是 ( )
A.O2 B.HCN C.CO2 D.N2
解析:O2的结构式是O==O,分子中σ键和π键数目比为1∶1,A项错误;HCN的结构式是H—C≡N,分子中σ键和π键数目比为1∶1,B项错误;CO2的结构式是O==C==O,分子中σ键和π键数目比为1∶1,C项错误;N2的结构式是N≡N,分子中σ键和π键数目比为1∶2,D项正确。
√
题点多维训练
2.硝基胍的结构简式如图所示(“→”是一种特殊的共价单键,属于σ键)。下列说法正确的是 ( )
A.硝基胍分子中只含极性键,不含非极性键
B.N原子间只能形成σ键
C.硝基胍分子中σ键与π键的个数比是9∶2
D.10.4 g硝基胍中含有1.1×6.02×1023个原子
√
解析:由题干物质的结构简式可知,硝基胍分子中N—N为非极性键,A错误;N原子间能够形成双键,其既能形成σ键又能形成π键,B错误;1个硝基胍分子中含有4个N—H,1个C==N,1个N==O,2个C—N,1个N—N和1个N→O键,σ键与π键的个数比是5∶1,C错误;硝基胍的分子式为CH4N4O2,相对分子质量为104,10.4 g该物质的物质的量为=0.1 mol,含有1.1×6.02×1023个原子,D正确。
3.有以下物质:①HF ②Cl2 ③H2O ④N2 ⑤C2H4 ⑥C2H6 ⑦H2
⑧H2O2 ⑨H—C≡N。只含有σ键的是______________(填序号,下同);既含有σ键又含有π键的是________;其中只含有σ键且含有σ键数量相等的是________;含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是____。
解析:只存在单键的分子中只含有σ键;存在双键或三键的分子中既含有σ键又含有π键;①②⑦三种物质中都只含有一个σ键;只有H2中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键。
①②③⑥⑦⑧
④⑤⑨
①②⑦
⑦
4.如图表示不同类型共价键形成时电子云重叠情况:
(1)其中形成的化学键属于轴对称的有________。
解析:形成的化学键属于轴对称的有:两个s轨道以头碰头方式发生重叠形成稳定的σ键,s轨道与p轨道以头碰头方式发生重叠形成稳定的σ键,两个p轨道以头碰头方式发生重叠形成稳定的σ键。
①②③
(2)下列物质中,通过方式①形成化学键的是____;通过方式②形成化学键的是____;只通过方式③形成化学键的是____;同时含有③、④、⑤三种方式化学键的是____。
A.Cl2 B.HCl C.N2 D.H2
解析:方式①两个s轨道以头碰头方式发生重叠形成稳定的σ键,故为氢气;方式②s轨道与p轨道以头碰头方式发生重叠形成稳定的σ键,故为氯化氢;方式③两个p轨道以头碰头方式发生重叠形成稳定的σ键,故为氯气;同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是氮气,两个氮原子通过2p轨道形成σ键,同时两个p轨道以肩并肩的方式形成2个π键。
D
B
A
C
(3)某有机物分子的结构简式为 ,该分子中有____个σ键,有____个π键,有____种极性键, ____(填“有”或“没有”)非极性键。
解析:该有机物中存在碳氢键、碳碳双键、碳碳单键、碳氧双键、碳氧单键、氢氧键,则该分子中有8个σ键,碳碳双键、碳氧双键中有2个π键,碳氢键、碳氧双键、碳氧键、氢氧键为4种极性键,碳碳单键和碳碳双键为非极性键。
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课时跟踪检测
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一、选择题
1.下列说法对σ键和π键的认识不正确的是( )
A.分子中只要含有共价键,则至少含有一个σ键
B.s⁃s σ键、p⁃p σ键与s⁃p σ键都是轴对称的
C.p⁃p σ键和p⁃p π键的重叠方式是相同的
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
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解析:单键为σ键,双键和三键中均含一个σ键,所以分子中只要含有共价键,则至少含有一个σ键,故A正确;因s⁃s σ键、p⁃p σ键与s⁃p σ键均为“头碰头”重叠,则均为轴对称,故B正确;p⁃p σ键和p⁃p π键的重叠方式是不相同的,p⁃p σ键是“头碰头”重叠而p⁃p π键是“肩并肩”重叠,故C错误;π键不稳定,易断裂,则含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者,故D正确。
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2.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
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。
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3.下列含有共价键的盐是 ( )
A.CaCl2 B.H2SO4
C.Ba(OH)2 D.Na2SO3
解析:CaCl2由Ca2+和Cl-构成,只含有离子键不含有共价键,A不符合题意;H2SO4属于酸不是盐,B不符合题意;Ba(OH)2由Ba2+和OH-构成,属于碱,不属于盐,C不符合题意;Na2SO3有Na+和S构成,含有离子键,S内部S与O原子之间还含有共价键,D符合题意。
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4.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是 ( )
A.H2O2(过氧化氢):H—O==O—H
B.N2H4(肼):
C.C2H5SH(乙硫醇):
D.SiHCl3(三氯氢硅):
解析:由共价键的饱和性可知:C、Si均形成4个共价键,H形成1个共价键,N形成3个共价键,O、S均形成2个共价键。A项中O原子间是双键,且每个氧原子与1个氢原子再形成1个单键,即每个氧原子形成3个共价键,与其饱和性不相符。
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5.下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是 ( )
A.CH3CH3 B.CH2==CH2
C.CH≡CH D.CH4
解析:CH3CH3中有7个σ键,没有π键,故A不符合题意;CH2==CH2中有5个σ键,1个π键,故B不符合题意;CH≡CH中有3个σ键,2个π键,故C符合题意;CH4中有4个σ键,没有π键,故D不符合题意。
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6.下列说法不正确的是 ( )
A.任何物质都含有化学键
B.MgCl2晶体中只含有离子键
C.氯化钠熔化和氯化氢溶于水的过程中,均发生化学键的断裂
D.NaF是离子化合物,CH4是共价化合物
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解析:稀有气体为单原子分子,稀有气体分子中没有化学键,A错误;MgCl2晶体中只存在离子键,B正确;氯化钠熔化和氯化氢溶于水,前者离子键断裂,后者共价键断裂,均发生化学键的断裂,C正确;NaF为离子化合物,CH4为共价化合物,D正确。
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7.下列关于σ键和π键的说法中错误的是 ( )
A.1个共价双键中含有1个σ键和1个π键
B.烯烃分子中σ键比π键稳定,不易断裂
C.双原子单质分子中一定既有σ键又有π键
D.σ键是原子轨道“头碰头”重叠,π键则为“肩并肩”重叠
解析:1个共价双键中含有1个σ键和1个π键,故A正确;σ键比π键重叠程度大,因此烯烃分子中σ键比π键稳定,不易断裂,故B正确;双原子单质分子中可能只含有σ键不含π键,如Cl2分子中只含σ键不含π键,故C错误;原子轨道以“头碰头”重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩”重叠形成的共价键为π键,故D正确。
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8.共价键具有饱和性和方向性,下列关于共价键这两个特征的叙述中,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的轨道的方向性决定的
C.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系
D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
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解析: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了,故原子的未成对电子数决定了该原子形成的共价键具有饱和性,这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数,A、C正确;形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大越好,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存在着必然的联系,B正确;共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度无关,与原子的未成对电子数有关,D错误。
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9.下列反应中,有机物分子中化学键的断裂涉及π键断裂的是 ( )
A.CH4的燃烧
B.C2H6与Cl2的取代反应
C.CH4与Cl2的取代反应
D.CH2==CH2被酸性KMnO4溶液氧化
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解析:CH4的燃烧和乙烯被酸性KMnO4溶液氧化,前者断裂了单键而后者断裂了双键,CH4、C2H6与Cl2的取代反应只有单键断裂。
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10.下列叙述正确的是 ( )
A.CN-与N2的结构相似,CH2==CHCN分子中σ键与π键的数目之比为1∶1
B.CO与N2的结构相似,CO分子中σ键与π键的数目之比为2∶1
C.共价化合物H2O2中含有σ键,离子化合物Na2O2中也含有σ键
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)==3N2(g)+4H2O(g),若该反应中有4 mol N—H断裂,则形成的π键的数目为6NA
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解析:由CN-与N2的结构相似,可推断出CH2==CHCN的结构简式为CH2==CHC≡N,其分子中含有6个σ键和3个π键,所以σ键与π键的数目之比为2∶1,A项错误;CO与N2的结构相似,则CO的结构式为C≡O,σ键与π键的数目之比为1∶2,B项错误;H2O2中的O—H和O—O都是共价单键,属于σ键,Na2O2中存在O—O共价单键,是σ键,C项正确;N2H4分子中含有4个N—H,若该反应中有4 mol N—H断裂,则生成1.5 mol N2,形成π键的数目是3NA,D项错误。
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11.最新研究表明生命起源于火山爆发,是因为火山爆发产生的气体中含有1%的羰基硫(COS)。已知羰基硫分子中所有原子的最外层都满足8电子结构,下列有关羰基硫的说法不正确的是 ( )
A.电子式为︰︰︰C︰︰︰
B.分子中三个原子不在同一直线上
C.分子中存在2个σ键和2个π键
D.中心原子的价层电子全都参与成键
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解析:羰基硫分子中所有原子均满足8电子结构,可以看作是二氧化碳分子中的一个氧原子被硫原子代替,羰基硫分子的电子式为︰︰︰C︰︰︰,与CO2一样,属于直线形结构,故A正确,B错误;根据分析,羰基硫(COS)的结构式为S==C==O,分子中存在2个σ键和2个π键,故C正确;中心原子的价层电子全都参与成键,故D正确。
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12.短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,由这四种元素组成一种光学晶体,结构如图。下列叙述错误的是 ( )
A.简单氢化物的稳定性:R<Z
B.由X、Z组成的化合物中一定含非极性共价键
C.离子半径:R>Y>Z
D.X、Y、Z、R四种元素可形成离子化合物
√
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解析:短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,根据结构中原子的化学键数目可以推断X为H,Y为N,Z为O,R为S。由分析可知,O的非金属性大于S,所以简单氢化物的稳定性硫化氢小于水,A正确。X、Z组成的化合物H2O中不含有非极性共价键,B错误。离子半径:S2->N3->O2- ,C正确。H、N、O、S四种元素可形成离子化合物,如:硫酸铵,D正确。
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二、非选择题
13.(8分)回答下列问题。
(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为___________________。
(2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为______。
12
解析:(1)CO2的结构式为O==C==O,则1 mol CO2中含有的σ键数目为2NA。
(2)1个H原子含有1个电子,1个C原子含有6个电子,若C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,则该分子为C2H4,其结构简式为CH2==CH2,故该分子中σ键与π键的个数比为5∶1。
2NA(或1.204×1024)
5∶1
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1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
13
3
(3)1 mol乙醛分子中含σ键的数目为___________________,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为___。
12
解析:乙醛的结构简式为CH3CHO,则1 mol乙醛分子中含6 mol σ键,即6NA
个;CO(NH2)2的结构简式为 ,故1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。
6NA(或3.612×1024)
7
15
14
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
13
3
14.(8分)有三种物质AC2、B2C2、AD4,在常温下分别为气体、固体和液体。元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等;元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B2C2;元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同。则:
(1)A、B、C、D的元素名称分别为____、 ____ 、 ____ 、 ____ 。
12
14
碳
钠
氧
氯
解析:焰色呈黄色,说明有钠元素,则淡黄色固体为Na2O2,所以元素B为Na元素,元素C为O元素。“元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同”,知D为Cl元素。“元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等”,可知A为ⅣA族元素,又由于AC2是气体,所以AC2是二氧化碳(ⅣA族Si及其以下元素形成的AC2常温下均为固体),即A是C元素。
15
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
13
3
12
14
(2)AD4分子中含有_____(填“s⁃s”“s⁃p”或“p⁃p”)σ键。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为_______________,B2C2属_____(填“离子”或“共价”)化合物。
解析: (2)CCl4中只有σ键,且其类型为p⁃p σ键。
p⁃p
1s22s22p63s23p6
离子
15
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
13
3
12
14
15.(8分)(1)如图所示的分子中,有___个σ键,___个π键。
15
解析:该分子中有6个C—H、2个C—C、1个C==C、1个C≡C,单键全是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有1个σ键和2个π键,故该分子中共有10个σ键和3个π键。
10
3
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
13
3
12
14
15
(2)X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素,其中X、Y同周期,Y、Z同主族,Y原子最外层p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数,X原子最外层的p能级中只有一个轨道填充了2个电子,而且这三种元素可以形成化合物YX2、ZX2。根据上述信息回答下列问题:
①写出下列元素符号:X___,Y ___ ,Z ___ 。
②1个YX2分子中含___个σ键,含___个π键。
解析:①X、Y、Z元素的符号分别是O、C、Si。②CO2分子的结构式为O==C==O,故其中含2个σ键,含2个π键。
O
C
Si
2
2
本课结束
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