【物质结构与质 】第二章第一节 共价键(第一课时)2012-03-08 - 副本.doc

第二章 分子结构与性质第一节 共价键（第一课时）【高效学习指导案】【分层学习目标】A级：认识共价键的本质，学会判断分子中共价键的类型。B级：1知道键和键的成键特征和性质，2能说出键和键的明显区别和一般规律。C级：1知道化学键的概念，能用电子式表示常见物质的共价键或离子键的形成过程。2了解共价键的基本特征（方向性和饱和性）。3知道共价键的主要类型键和键。自我确定目标： （级别），理由： ，学习方式方法 。【重点学习内容】1键和键的特征和性质。2知识回顾：元素的电负性，电子排布式（图），电子式，用电子式表示分子的形成过程，电子云，原子轨道。【难点问题预设】1通过未成对电子的原子轨道重叠程度最大时共价键最强的原理，将共价键分为键和键。难于理解的是 。2键和键的特征。难点在于 。【高效预习探究案】防晒霜为什么能够有效地减轻紫外线对人体的伤害呢？主要原因是防晒霜有效成分的组成分子中有键，键中的电子在吸收紫外线后激发，从而能够阻挡部分紫外线。那么键是怎样形成的呢？键的强度又如何呢？日常生活用的防晒霜如氨基苯甲酸、羟基丙酮等，之所以它们能“防晒”是因为（ ）A涂用后有机物形成了一层“保护层”B挥发时吸热，降低皮肤温度C含有键，能够有效吸收紫外线D形成一层“隔热层”，阻碍照射【预习思考选题】1元素的种类仅有一百余种，但是化学物质千千万万，这些原子是如何相互结合的呢？2什么是化学键？化学键有哪些种类？3什么是元素的电负性？通常哪些元素之间可以形成共价键？4为什么稀有气体元素的分子都是单原子分子，而H2、X2、HX（X为卤族元素）皆是双原子分子？阅读教材P28倒数第二段及以前的内容，思考共价键的形成条件及本质？5为什么原子之间能够通过共用电子对形成稳定的分子？6S电子云、p电子云的形状如何？p能级皆有几个相互垂直的电子云(原子轨道)？7键和键是怎样形成的，有什么区别？阅读教材P28倒数第二段及P29科学探究以前内容，明确共价键的类型、特点、判断共价键类型规律及方法。【重难点合作探究】1写出N原子基态原子的价电子排布图，分析价电子数为5个的N原子如何才能达到8电子稳定结构？2按照以上设想书写NH3、N2分子的电子式和结构式。3按下图N原子的2p能级中的3个未成对电子的电子云图分析：2个N原子的原子轨道之间如何才能达到最大重 叠，从而使体系的能量降到最低？尝试在框中画出所形成的共价键的三维立体示意图。（提示：用长方形表示原子轨道“肩并肩”重叠形成的键）xyzxyz4为什么第三周期的P难以形成稳定的P2分子？5从电负性的数值看，金属元素与非金属元素原子之间形成共价键的条件是什么？6画出乙烷、乙烯和乙炔分子的结构式，从中观察共价键分别由几个键和几个键组成？你能用8电子理论和原子轨道重叠理论来理解吗！【预习探究自我评价】1下列物质中属于共价化合物的是（ ）ANaHSO4 BBaCl2 CH2SO4 DI22下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是（ ）APCl3 BSF6 CBeCl2 DBF33下列说法中正确的是（ ）Ap轨道之间以“肩并肩”重叠可形成键Bp轨道之间以“头碰头”重叠可形成键Cs和p轨道以“头碰头”重叠可形成键D共价键是两个原子轨道以“头碰头”重叠形成的4下列说法正确的是（ ）A键是由两个p电子以“头碰头”方式重叠而成B键是镜面对称，而键是轴对称C乙烷分子中的键全为键而乙烯分子中含键和键DH2分子中含键，Cl2分子中含键5下列有关键和键的说法错误的是（ ）A含有键的分子在反应时，键是化学反应的积极参与者B当原子形成分子时，首先形成键，可能形成键C有些原子在与其他原子形成分子时只能形成键，不能形成键D在分子中，化学键可能只有键而没有键6H2O分子中每个O原子结合2个H原子的根本原因是 （ ）A共价键的方向性 B共价键的饱和性C共价键的键角 D共价键的键长7分析下列化学式中划有横线的元素，选出符合要求的物质用化学用语填空：NH3 H2O HCl CH4 C2H2 N2（1）所有的价电子都参与形成共价键的分子的结构式为 。（2）只有一个价电子参与形成共价键的分子的用电子式表示形成过程为 。（3）最外层有2对未参与成键电子对（孤电子对）的分子的电子式为 。（4）最外层有1对未参与成键电子对（孤电子对）元素的基态原子的电子排布式为 。（5）既有键又有键的物质的分子式为 。8知识构建：共价键的分类（从原子轨道重叠方式分；从共用电子对数分；从共用电子对是否偏移分）对比把握特征和规律键型及项目键键成键方向沿轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”电子云形状轴对称镜像对称重叠程度较大较小牢固程度键强度大，不易断裂，不活泼键强度较小，容易断裂，活泼成键判断规律共价单键全是键；共价双键中一个是键，一个是键；共价叁键中一个是键，两个为键自我小结： 质疑问难： 【高效练习拓展案】【拓展训练】1下列分子的电子式书写正确的是（ ）2下列化合物中既有离子键又有非极性共价键的是（ ）ACaC2 BNaOH CCaBr2 DHF3下列说法正确的是 （ ）A含有金属元素的化合物一定是离子化合物BA族和A族原子化合时，一定生成离子键C由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物D活泼金属与活泼非金属化合时，能形成离子键4下列说法中不正确的是（ ）A一般来说，键比键重叠程度大，形成的共价键强B两个原子之间形成共价键时，最多有一个键C气体单质中，一定有键，可能有键DN2分子中有一个键，2个键5下列对HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4一组分子中，共价键形成方式分析正确的是（ ）A都是键，没有键B都是键，没有键C既有键，又有键 D除CH4外，都是键6下列说法中，错误的是（ ）A非金属元素可能形成离子化合物B成键原子间原子轨道重叠的愈多，共价键愈牢固C烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含键而烯烃含有键D共价键的方向性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系7下列物质的分子中，没有键的是（ ）ACO2 BN2 CC2H2DHClO8对键的认识不正确的是（ ） A键电子云形状特征为镜像对称，键的电子云形状特征为轴对称 Bs-s 键与p-p 键的对称性不相同 C分子中含有共价键，则至少含有一个键 D含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同9下列对共价键的说法中，不正确的是（ ）A共价键是通过形成共用电子对或原子轨道重叠形成的B形成共价键的原子之间电负性相同或相差不大C一般情况下一个原子有几个不成对电子就会和几个自旋相反的未成对电子成键 D两个原子之间通过共用电子对，形成的化学键一定有极性10已知五种元素的原子序数的大小顺序为CABDE；A、C同周期，B、C同主族；A与B形成离子化合物，A2B中所有离子的电子层数相同，其电子总数为30；D和E可形成4核10电子分子。试回答下列问题：(1)写出五种元素的名称。A_，B_，C_，D_，E_。(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程_。(3)写出D元素形成的单质的结构式_，其中含_个键、_个键。(4)写出下列物质的电子式：E与B形成的化合物(任写一种)_；A、B、E形成的化合物_；D、E形成的化合物_。(5)A、B两元素组成的化合物A2B2属于_(选“离子”或“共价”)化合物，存在的化学键是_，写出A2B2与水反应的离子方程式_。【达标自查】1（5分）下列说法正确的是（ ）A含有共价键的化合物一定是共价化合物B分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C由共价键形成的分子一定是共价化合物D只有非金属原子间才能形成共价键2（5分）下列说法正确的是（ ）A分子中一定存在化学键B分子中若有化学键，则一定有键Cp和p轨道不能形成键D含键的物质不如含键的物质稳定3（5分）关于乙醇分子的说法正确的是 （ ） A分子中共含有8个极性键 B分子中不含非极性键C分子中只含键 D分子中含有1个键4（5分）防晒霜之所以能有效地减轻紫外线对人体的伤害，是因为它所含的有效成分的分子中含有键，这些有效成分的分子中的电子可在吸收紫外线后被激发，从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害。下列物质中没有防晒效果的是（ ）A氨基苯甲酸B羟基丙酮C肉桂酸（C6H5CH=CHCOOH）D酒精5（5分）下列关于共价键的说法不正确的是（ ）AH2S分子中两个共价键的键角接近90的原因是共价键有方向性B若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性C所有共价键都有方向性D一般来说，在双键中键的键能大于键的键能6（5分）氰气的化学式为(CN)2，结构式为NCCN，性质与Cl2相似，下列叙述正确的是（ ）A在一定条件下可发生加成反应B分子中NC键的键长大于CC键的键长C分子只含有2个键和4个键D不和NaOH溶液反应7(5分)X、Y两元素的原子，当它们分别获得两个电子，形成稀有气体元素原子的电子层结构时，X放出的能量大于Y放出的能量；Z、W两元素的原子，当它们分别失去一个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时，W吸收的能量大于Z吸收的能量，则X、Y和Z、W分别形成的化合物中，最不可能是共价化合物的是（ ）AZ2X BZ2Y CW2X DW2Y8（5分）在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是（ ）A白磷分子的键角为10928 B分子中共有4对共用电子对C白磷分子的键角为60 D分子中有6对孤对电子9（15分）下列分子中只含有一个键的是（ ） AO2 BCO2 CH2O2 DC2H210（15分）在下列分子中：HCN Br2 H2O O2 CO2 H2 H2O2 (1)分子中只有键的是 （填数字序号）。(2)含有一个键的分子的结构式是 。(3)分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是 （填数字序号）。(4)分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是 （填数字序号）。(5)含有两对孤电子对分子的电子式为 。11（15分）有A、B、C、D四种元素。已知：它们均为周期表中前20号元素，C、D在同一周期，A、B在同一主族；它们可以组成化合物B2C2、A2C、DC2等；B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2，B与A2C反应产生气体A2，A2与气体C2按体积比21混合后点燃能发生爆炸，其产物在常温下是一种无色无味的液体。请回答下列问题：(1)B元素的名称为 ，D元素基态原子的电子排布式为 。(2)在B2C2、A2C和DC2中，B2C2的电子式为 ，A2C的结构式为 ，DC2分子中含 个键、 个键、 对孤对电子。(3)写出有关的化学方程式： 。12选做题（10分）氮是地球上极为丰富的元素。(1)NN的键能为946 kJmol-1，NN单键的键能为193 kJmol-1，计算说明N2中的_键比_（填“”或“”）键稳定。(2)N2H4分子中含有 个键，N2H4与过量盐酸反应的离子方程式为 。(3)N2H4液体和N2O4液体用作火箭推进剂，两者混合后相互反应的化学方程式为 ，1mol N2H4参加反应有 mol 键生成，此法所用推进剂的优点是 。自查小结（5分）挑战题(20分)据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60，已知N60分子中每个氮原子均以NN键结合三个N 原子而形成8电子稳定结构。已知NN键键能为193 kJmol1，试回答下列问题：(1)根据上述信息推测N60的结构特点： 。(2)1mol N60分解成N2时 (填“吸收”或“放出”)的热量是 kJmol1。(已知NN的键能为946 kJmol1)(3)由(2)列举N60的可能用途： 。(4)若N60分子中只含x个正五边形和y个正六边形，则x ，y 。(5)NNN 。(已知：多面体中，棱边数顶点数面数2)参考答案【高效预习探究案】创设情景答案：C【重难点合作探究】1提供3个电子参与共用，形成三个价键。3 xyzNNzy4P原子的原子半径较大，3p能级的原子轨道难以“肩并肩”地有效重叠形成稳定的键。5两元素的电负性之差小于1.76乙烷：7个键 乙烯 ：5个键一个键 乙炔：3个键两个键【预习探究自我评价】1解析：A、B含活泼的金属元素，属离子化合物。D为单质。答案：C2解析：考虑原子是否为8电子稳定结构，要善于联系学过的相应化学物质及每个原子最外层的电子数和原子间结合的的成键情况综合去判断。现给出的四种物质均为共价化合物，原子间以共用电子对相结合。A中SF6中S有6个共用电子对，不会是8电子结构；D中B与3个F原子形成三个共用电子对后仅有6个电子；C中Be与2个Cl原子形成二个共用电子对后仅有6个电子，故答案为A。答案：A3解析：“头碰头”重叠形成键，键有s-s 键、s-p 键、p-p 键；“肩并肩”重叠形成键，只能是p-p 键。由此可见A、B项错误。D项，共价键可能是键，也可能是键。答案：C4解析：键是由两个p电子以“肩并肩”方式重叠而成，呈镜面对称，键呈轴对称，故A、B项均不正确；D项中Cl2分子中含有pp 键，故D项不正确。答案：C5解析：本题主要考查键和键的形成。由于键的键能小于键的键能，所以反应时易断裂，A项正确；在分子形成时为了使其能量最低，必然首先形成键，根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成键，所以B项正确，D错误，像H、Cl原子跟其他原子只能形成键。答案：D6解析：O原子最外层有2个未成对电子，分别与H原子的核外电子形成共用电子对，O原子即达到8电子稳定结构，故1个O原子只能结合2个H原子才符合共价键的饱和性。答案：B7解析：NH3中N原子与3个H原子形成3个键，还有一对不成键电子；H2O中O原子与2个H原子形成2个键，还有两对不成键电子；HCl中Cl原子与1个H原子形成1个键，还有三对不成键电子；CH4中C原子与4个H原子形成4个键，所有价电子都参与成键；C2H2中C原子分别与1个H原子及另1个C原子形成2个键，所有电子都参与成键；N2中N原子与另1个N原子形成1个键，2个键，还有一对不成键电子。答案：（1）、HCCH （2）ClH：HCl+（3）OH：H（4）1s22s22p3（5）C2H2、N2【高效练习拓展案】【拓展训练】1解析：书写共价分子的电子式时，应注意：各原子最外层的电子即使未参与成键也必须全部标出；要正确标出共用电子对的对数；较复杂的分子要标对原子间的连接方式，原子间的连接方式不一定是分子式书写的顺序，如次氯酸的分子式为HClO，结构式为H-O-Cl。 答案：C2解析：只有C22离子中含有非极性键。 答案：A3解析：电负性较大的金属元素能形成共价化合物，例如：AlCl3、BeCl2等，A错；A族的H和A族原子化合时生成共价键，B错；仅由非金属元素形成的铵盐是离子化合物，C错；当非金属元素与金属元素电负性相差大于1.7时，形成离子键，D正确。 答案：D4解析：稀有气体为单原子分子，不存在化学键，两个原子之间形成共价键时，有且只有一个键，其它为键。 答案：C5解析：题中各分子的结构式分别为HCl、ClCl、HOH、 ，分子中各原子之间均为单键，则都是键，没有键。答案：A6解析：非金属元素可能形成共价化合物（如H2O、HCl），也可形成离子化合物（如NH4Cl）；烯烃中含有一个碳碳双键，其中一个是键，因键易断裂，故性质较活泼，B项正确；共价键的方向性决定分子的空间构型，饱和性决定分子中各原子的数量关系，D项错误。答案：D7答案：D8解析：键的电子云皆为轴对称；两原子间的共价键有一个肯定为键，其他的为键；键相对来说较活泼，容易断裂。答案：B9解析：A为共价键的本质和成因；B为共价键形成的条件；C为共价键形成的要求；D要看两个原子是否相同，通过共用电子对是否偏移来决定。答案：D10解析：因为A、B离子的电子层数相同，在电子总数为30的A2B型化合物中，每个离子的电子数为10个，可推出A是Na，B是O；又因为D和E形成4核10电子分子，只能是NH3，原子序数DE，故D是N，E是H。C与A(Na)同周期，与B(O)同主族，所以C位于第三周期第A族，它是S。答案：(1)钠、氧、硫、氮、氢 (2) (3)NN、1、2 (5)离子、离子键和共价键2Na2O22H2O=4Na+4OH-O2【达标自查】1解析：在离子化合物中也有共价键，如NaOH；由不同元素的原子形成的共价键分子组成的化合物是共价化合物；由相同元素的原子形成的共价键分子组成的化合物质是单质，如H2、Cl2等；对于D项，也存在金属元素的原子与非金属元素的原子间形成共价键的化合物，如AlCl3等。 答案B2解析：A项，分子内不一定存在化学键，如稀有气体，但如果存在化学键则一定有键；C项，若p与p轨道“头碰头”就能形成键；D项，如N2中虽有键但N2却很稳定。答案B3解析：乙醇的结构简式为：CH3CH2OH。共有有8个共价键，其中CH、CO、OH键为极性键，共7个，CC键为非极性键，由于全为单键，故无键。 答案C点评：通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目，判断成键方式时，需掌握规律：共价单键全是键，共价双键中一个是键，另一个是键；共价叁键中一个键，另两个为键。4解析：键只存在于不饱和键中，选项A、B、C中均含有CO，有键，而选项D中无不饱和键，不含有键，因而酒精没有防晒效果，故选D。答案：D5解析：A项S原子的价电子构型是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的3px和3py轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近90，这体现了共价键的方向性，是由轨道的伸展方向决定的。B项S原子的2个未成对电子与两个H原子配对成键已形成稳定结构。C项，H2分子中的s轨道成键时，因s轨道为球形，故H2分子中的HH共价键无方向性。D项，键的重叠程度比键大，故键能键大于键。答案：B6解析：三键中有一个键，两个键，键易断裂而发生加成反应，A项正确；N比C原子半径小，NC比CC键长小，更比CC键长小，B项错；(CN)2分子还含一个CC 键，2个CN 键，故键有3个，C项错；(CN)2与Cl2性质相似，可与NaOH溶液反应，D项错。答案：A7解析：X比Y易得电子，Z比W易失电子，故X、Z的电负性相差最大，最不可能形成共价化合物。答案：A8解析：联想甲烷的空间结构，但需要注意的是白磷分子无中心原子，根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为60，6个共价单键，