高三化学一轮复习 第5章 第3讲 化学键.docx

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高三化学一轮复习第5章第3讲化学键

第3讲　化学键

[考纲要求]　1.了解化学键的定义。

2.了解离子键、共价键的形成。

考点一　离子键和共价键

1．离子键和共价键的比较

离子键

共价键

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形成的相互作用

成键粒子

阴、阳离子

原子

成键实质

静电作用：

包括阴、阳离子之间的静电吸引作用，电子与电子之间以及原子核与原子核之间的静电排斥作用

静电作用：

包括共用电子对与两核之间的静电吸引作用，电子与电子之间以及原子核与原子核之间的静电排斥作用

形成条件

活泼金属与活泼非金属化合

一般是非金属与非金属化合

2．共价键的种类

（1）非极性共价键：

同种元素的原子间形成的共价键，共用电子对不偏向任何一个原子，各原子都不显电性，简称非极性键。

（2）极性共价键：

不同元素的原子间形成共价键时，电子对偏向非金属性强的一方，两种原子，一方略显正电性，一方略显负电性，简称极性键。

3．离子键的表示方法

（1）用电子式表示离子化合物的形成过程

①Na2S：

；

②CaCl2：

。

（2）写出下列物质的电子式

①MgCl2：

；

②Na2O2：

；

③NaOH：

；

④NH4Cl：

。

4．共价键的表示方法

（1）用电子式表示共价化合物的形成过程

①CH4　·

·＋4H·―→

；

②CO2　·

·＋2·

·―→

。

（2）写出下列物质的电子式

①Cl2：

；

②N2：

；

③H2O2：

；

④CO2：

；

⑤HClO：

；

⑥CCl4：

。

（3）写出下列物质的结构式

①N2：

N≡N；　②H2O：

H—O—H；

③CO2：

O===C===O。

深度思考

1．

（1）形成离子键的静电作用指的是阴、阳离子间的静电吸引吗？

（2）形成离子键的元素一定是金属元素和非金属元素吗？

仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗？

（3）金属元素和非金属元素形成的化学键一定是离子键吗？

（4）含有离子键的化合物中，一个阴离子可同时与几个阳离子形成静电作用吗？

答案　

（1）既有阴、阳离子间的静电吸引，也有原子核与原子核之间、电子与电子之间的相互排斥。

（2）都不一定，如铵盐全是由非金属元素形成的。

（3）不一定，如AlCl3中的化学键就是共价键。

（4）可以，如Na2S，离子键没有方向性。

2．

（1）共价键仅存在于共价化合物中吗？

答案　不是，有些离子化合物如NaOH、Na2O2及NH4Cl等物质中皆存在共价键。

（2）所有物质都能用电子式表示其组成吗？

答案　不是。

3．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力（×）

（2）全部由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物（×）

（3）某些金属与非金属原子间能形成共价键（√）

（4）分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物（√）

（5）某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键（×）

（6）在水溶液中能导电的化合物一定是离子化合物（×）

（7）离子化合物在任何状态下都能导电（×）

题组一　电子式的正误判断

1．下列电子式书写正确的是（　　）

答案　B

2．氯水中存在多种微粒，下列有关粒子的表示方法正确的是（　　）

A．氯气的电子式：

B．氢氧根离子的电子式：

C．次氯酸分子的结构式：

H—O—Cl

D．HClO的电子式：

答案　C

解析　A项应把氯原子的最外层电子都标出；B项缺少中括号，也没标明粒子所带电荷；D项氢原子应与氧原子形成共价键，氧的最外层电子未全标出。

电子式书写时常见的错误

（1）漏写未参与成键的电子，如：

N2：

N⋮⋮N，应写为

N⋮⋮N

。

（2）化合物类型不清楚，漏写或多写[　]及错写电荷数，如：

NaCl：

；HF：

，应写为

NaCl：

；HF：

。

（3）书写不规范，错写共用电子对，如：

N2的电子式为

，不能写成

，更不能写成

或

。

（4）不考虑原子间的结合顺序，如HClO的结构式为H—O—Cl而非H—Cl—O。

（5）不考虑原子最外层有几个电子，均写成8电子结构，如CH

的电子式为

而非

。

（6）不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写。

如：

CaBr2、CaC2的电子式分别为

、

。

题组二　8电子结构的判断

3．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是（　　）

A．CH4B．CH2===CH2

C．CO2D．N2

答案　C

解析　CH4、CH2===CH2中氢不满足8电子稳定结构，A、B项错；N2中只含有非极性键且为单质，D项错。

4．下列物质中所有原子均满足最外层8电子稳定结构的化合物是（　　）

A．PCl5B．P4C．CCl4D．NH3

答案　C

解析　判断原子满足最外层8电子结构的方法为最外层电子数＋所成价键数＝8，故A项、D项错；P4为单质，而非化合物，故B项错；C项中5原子最外层均为8电子稳定结构，C项正确。

　判断分子中各原子是否达到8电子的稳定结构，

主要方法有两种：

（1）经验规律法

凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。

（2）试写结构法

判断某化合物中的某元素最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如：

①H2O，O原子最外层有6个电子，H2O中每个O原子又与两个H原子形成两个共价键，所以H2O中的O原子最外层有6＋2＝8个电子，但H2O中的H原子最外层有2个电子；②N2，N原子最外层有5个电子，N与N之间形成三个共价键，所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。

考点二　化学键与化学反应、物质类别

1．化学键概念

相邻原子间强烈的相互作用。

2．化学键与化学反应

旧化学键的断裂和新化学键的形成是化学反应的本质，是反应中能量变化的根本。

3．物质的溶解或熔化与化学键变化

（1）离子化合物的溶解或熔化过程

离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。

（2）共价化合物的溶解过程

①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。

②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。

③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖（C12H22O11）、酒精（C2H5OH）等。

（3）单质的溶解过程

某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。

4．化学键对物质性质的影响

（1）对物理性质的影响

金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。

NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。

（2）对化学性质的影响

N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。

5．化学键与物质类别

（1）化学键的存在

（2）化学键与物质的类别

除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。

化学键与物质的类别之间的关系可概括如下：

①只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。

②只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。

③既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。

④只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。

⑤既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。

⑥仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。

⑦金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。

（3）离子化合物和共价化合物的判断方法

①根据化学键的类型判断

凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，是共价化合物。

②根据化合物的类型来判断

大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。

③根据化合物的性质来判断

一般熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。

熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。

深度思考

有化学键的断裂或形成就一定是化学反应吗？

答案　不一定是化学反应，如NaCl溶于水，属于物理变化，其中有离子键的断裂，而将NaCl蒸发结晶，Na＋和Cl－重新形成离子键而成为晶体，也是物理变化。

题组一　化学键的断裂与形成

1．下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是（　　）

A．NH4Cl

NH3↑＋HCl↑

B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3

C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O

D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

答案　D

解析　本题以四个化学反应为载体综合考查了学生对离子键、极性共价键和非极性共价键的认识程度。

A、B中无非极性键的断裂和形成且A中只有离子键的断裂，B中只有离子键的形成；C中有非极性键（Cl－Cl）的断裂但无非极性键的形成；D中Na2O2既有离子键又有非极性共价键，CO2中有极性共价键，Na2CO3有离子键和极性共价键，O2中有非极性共价键，故选D。

2．在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是（　　）

A．将SO2通入水中B．烧碱溶于水

C．将HCl通入水中D．硫酸氢钠溶于水

答案　D

3．从化学键的观点看，化学反应的实质是“旧键的断裂，新键的形成”，据此你认为下列变化属于化学变化的是（　　）

①对空气进行降温加压

②金刚石变成石墨

③NaCl熔化

④碘溶于CCl4中

⑤HCl溶于水电离出H＋和Cl－

⑥电解熔融的Al2O3制取Al

A．②③⑤B．②⑤⑥

C．②⑥D．②③⑤⑥

答案　C

题组二　化学键与物质类别

4．有以下9种物质：

①Ne；②NH4Cl；③KNO3；④NaOH；⑤Cl2；⑥SO2；⑦H2S；⑧Na2O2；⑨MgCl2。

请用上述物质的数字序号填空：

（1）只存在离子键的是_________________________________________________。

（2）只存在共价键的是_________________________________________________。

（3）只存在共价键的电解质是___________________________________________。

（4）既存在离子键又存在共价键的是_____________________________________。

（5）不存在化学键的是__________________________________________________。

答案　

（1）⑨　

（2）⑤⑥⑦　（3）⑦　（4）②③④⑧　（5）①

5．短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。

下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是

（　　）

A．Z2YB．X2Y2

C．Z2Y2D．ZYX

答案　B

解析　由Y2－与Z＋核外电子层的结构相同，可知Y在Z的上一周期，所以Y为氧元素、Z为钠元素，则X为H。

A选项Na2O只有离子键；B选项H2O2有非极性共价键，也有极性共价键；C选项Na2O2有离子键、非极性共价键，没有极性共价键；D选项NaOH有离子键、极性共价键。

6．下列化合物中，既有离子键，又有共价键且是非极性共价键的是（　　）

A．NaOHB．Na2O2

C．KHSO4D．NH4Cl

答案　B

解析　Na2O2的电子式为Na＋[

]2－Na＋，符合题意要求。

考点三　分子间作用力和氢键

1．分子间作用力

（1）定义：

把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。

（2）特点

①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化

学键主要影响物质的化学性质。

②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。

但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力。

（3）变化规律

一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。

例如，熔、沸点：

I2>Br2>Cl2>F2。

2．氢键

（1）定义：

分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。

（2）形成条件

除H外，形成氢键的原子通常是O、F、N。

（3）存在

氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。

分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。

特别提醒　

（1）氢键不是化学键，是介于分子间作用力和化学键之间的一种作用力。

（2）氢键、分子间作用力的大小主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点等。

深度思考

1.

右图中每条折线表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元

素氢化物的沸点变化。

每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代

表的是（　　）

A．H2SB．HCl

C．PH3D．SiH4

答案　D

解析　在第ⅣA～ⅦA族中元素的氢化物中，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点反常的高，则含a的线为第ⅣA族元素的氢化物，则a点为SiH4。

2．下列现象与氢键有关的是（　　）

①NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高

②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶

③冰的密度比液态水的密度小

④水分子高温下很稳定

A．①②③④B．①②③

C．①②D．①③

答案　B

解析　水分子高温下很稳定是因为分子中O－H键的键能大。

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）NH4Br的电子式：

（×）

（2012·海南，9A）

解析　

。

（2）次氯酸的电子式

（×）

（2010·上海，2A）

解析　

。

（3）Na2O2的电子式为

（×）

（2010·课标全国卷，7A）

解析　

。

（4）H2O的电子式为

（×）

（2010·江苏，2A）

解析　

。

（5）N2的电子式：

（×）

（2011·江苏，2A）

解析　

。

（6）MgSO4晶体中只存在离子键（×）

（2009·广东理基，28A）

解析　SO

中存在共价键。

2．（2012·大纲全国卷，6）下列有关化学键的叙述，正确的是（　　）

A．离子化合物中一定含有离子键

B．单质分子中均不存在化学键

C．含有极性键的分子一定是极性分子

D．含有共价键的化合物一定是共价化合物

答案　A

解析　特别注意：

离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化合物，如NaOH、NH4Cl等。

故A项正确，D项错误；化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，故B项错误；C项中，含有极性键的分子不一定是极性分子，若分子结构对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等为非极性分子。

3．[2010·上海，23（3）]某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径________（填“大”或“小”），该元素和铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为___________________________________。

答案　大　Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]-

4．（2011·上海，23）工业上制取冰晶石（Na3AlF6）的化学方程式如下：

2Al（OH）3＋12HF＋3Na2CO3===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O

根据题意完成下列填空：

（1）在上述反应的反应物和生成物中，属于非极性分子的电子式________，属于弱酸的电离方程式_________________________________________________________。

（2）反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻，下列能判断它们的金属性或非金属性强弱的是________（选填编号）。

a．气态氢化物的稳定性

b．最高价氧化物对应水化物的酸性

c．单质与氢气反应的难易

d．单质与同浓度酸发生反应的快慢

（3）反应物中某些元素处于同一周期，它们最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为______________________________________________________。

（4）Na2CO3俗称纯碱，属于________晶体；工业上制取纯碱的原料是________。

答案　

（1）

　HFH＋＋F－

（2）ac

（3）Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]-

（4）离子　氯化钠、二氧化碳、氨气

解析　

（1）反应物和生成物中，属于非极性分子的只有CO2，其电子式为

。

属于弱酸的是HF，电离方程式为HFH＋＋F－。

（2）反应物中只有F和O两种元素在周期表中位置相邻，应比较的是该两种元素的非金属性强弱，两种元素均无最高价氧化物，故b项不能选，d项是比较金属性的强弱，故不能选。

（3）反应物中处于同一周期的元素有Na和Al，C、O和F。

而最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应，说明它们是Na和Al。

应是NaOH和Al（OH）3之间的反应，离子方程式为Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]-。

（4）纯碱属于盐类物质，故为离子晶体；工业制纯碱的原料是CO2、NaCl、NH3等。

1．下列说法中正确的是（　　）

A．两个原子或多个原子之间的相互作用叫做共价键

B．阴、阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键

C．只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键

D．大多数的盐、碱和低价金属氧化物中含有离子键

答案　D

解析　共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，A项不正确；离子键是阴、阳离子间通过静电作用而形成的，是吸引力和排斥力的平衡，B项错误；离子键的形成必须有阴、阳离子，但并不一定是含有金属阳离子，例如铵根阳离子同样可以形成铵盐。

2．下列叙述中，错误的是（　　）

A．只含非极性键的纯净物一定是单质

B．只含极性键的纯净物一定是化合物

C．只含离子键的纯净物一定存在金属元素

D．纯净物中一定存在化学键

答案　D

解析　采用举反例法解答本题。

纯净物分单质和化合物，而化合物中一定含有极性键或离子键，不可能只含非极性键，所以，只含非极性键的纯净物一定是单质，如氮气、氧气、氯气等，A选项正确；只含极性键的纯净物如水、甲烷、二氧化硫等都是化合物，B选项正确；离子化合物分两类：

一类含金属，如氯化钠、氧化钙等，另一类只含非金属，如铵盐，铵盐含有离子键和共价键，所以只含离子键的纯净物一定不是铵盐，一定含有金属，C选项正确；稀有气体单质属于单原子分子，不含化学键，D选项错误。

3．下列关于化学键的叙述中，正确的是（　　）

A．共价化合物中可能含离子键，离子化合物中只含离子键

B．离子化合物中可能含共价键，共价化合物中不含离子键

C．构成单质分子的微粒一定含有共价键

D．在氧化钠中，只存在氧离子和钠离子的静电吸引作用

答案　B

解析　离子化合物是阴、阳离子通过离子键结合而成的，因此，离子化合物中一定含有离子键。

除离子键外，离子化合物中还可能含共价键，如NaOH是由Na＋和

OH－结合而成的离子化合物，而OH－中含O－H共价键，在共价化合物中各原子均通过共用电子对相结合，不存在离子键，故B正确，A错误。

稀有气体分子中不存在化学键，C错误。

在离子化合物中除阴、阳离子电荷之间的静电吸引力外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用，D错误。

4．下列说法中正确的是（　　）

A．KOH中含有离子键也含有共价键，属于离子化合物

B．N2属于单质，不存在化学键

C．MgCl2中既含有离子键，又含有共价键

D．NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物

答案　A

解析　N2中存在共价键；MgCl2中只含有离子键；NH4Cl中虽然含有共价键，又全部由非金属元素组成，但也含有离子键，属于离子化合物。

5．由短周期元素构成的某离子化合物X中，一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20。

则下列有关X的说法中正确的是（　　）

A．X中阳离子和阴离子的个数不一定相等

B．X中一定有离子键，一定不含共价键

C．若X只含两种元素，则这两种元素可在同一周期也可在同一主族

D．X中阳离子半径一定大于阴离子半径

答案　A

解析　符合题干要求的粒子有：

NaF、NH4F、NaOH、MgO、Mg（OH）2等，由此可判断A正确，B、D错误。

C项，若X只含两种元素，则这两种元素不可能在同一主族，也不可能在同一周期。

6．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外电子层结构都符合相应稀有气体的最外电子层结构，则下列有关说法不正确的是（　　）

A．1molNH5中含有5NA个NH键（NA表示阿伏加德罗常数的数值）

B．NH5中既有共价键又有离子键

C．NH5的电子式为

D．NH5与水反应的离子方程式为NH

＋H－＋H2O===NH3·H2O＋H2↑

答案　A

解析　根据题意，固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外电子层结构都符合相应稀有气体的最外电子层结构。

故NH5的电子式为

，C正确；由NH5的电子式可知，1molNH5中含有4NA个NH键，A错误；NH5中既有极性共价键又有离子键，B正确；NH5与水反应的离子方程式为NH

＋H－＋H2O===NH3·H2O＋H2↑，D正确。

7．下列物质中，既含有极性键又含有非极性键的是（　　）

A.

B．CO2

C．Na2O2D．NH4Cl

答案　A

解析　苯分子中的碳碳键是非极性键，碳氢键是极性键，故A正确。

二氧化碳分子中只含碳氧极性键，故B错误。

过氧化钠中含有离子键和非极性键，氯化铵中含有离子键和极性键，不含非极性键，故C、D皆错。

8．有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：

Z2－＞W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。

下列说法中正确的是（　　）

A．X、M两种元素