高中化学一轮复习 题库 大单元二　物质结构与性质 第3讲　化学键

第3讲化学键课时要求1.了解化学键的形成和表示方法,掌握微粒间作用的主要类型、特征和实质;2.会用键能、键长、键角等说明分子的结构和性质。考点一化学键与化合物类型1.化学键的定义及分类2.离子键、共价键的比较离子键共价键成键粒子阴、阳离子原子成键实质阴、阳离子间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;铵根离子与酸根离子之间形成离子键同种元素原子之间形成非极性共价键不同种元素原子之间形成极性共价键形成的物质离子化合物非金属单质;某些共价化合物或离子化合物共价化合物或某些离子化合物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含有离子键的化合物只含有共价键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小题对点过有以下8种物质:①Ne②HCl③P4④H2O2⑤Na2S⑥NaOH⑦Na2O2⑧NH4Cl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。

(8)属于共价化合物的是。

答案(1)①(2)②(3)③(4)④(5)⑤(6)⑥⑦⑧(7)⑤⑥⑦⑧(8)②④4.化学键的符号表征——电子式(1)定义:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价层电子)的式子。(2)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:H×+·Cl‥‥︰――→H小题对点过写出下列微粒的电子式。①原子:Na,Cl。

②简单离子:Na+,F-。

③复杂离子:NH4+OH-。

④离子化合物:CaCl2,

Na2O。

⑤含共价键的分子:N2,

H2O,CO2,

HClO,CCl4,

H2O2,NH3。

答案①Na··Cl‥‥︰②Na+[︰F‥③H④[︰Cl‥‥︰]-Ca2+[︰Cl‥Na+[︰O‥‥︰]2-Na+⑤︰N︙︙H︰O‥︰Cl‥‥1.(2025·八省联考内蒙古卷)下列化学用语或表述正确的是()A.Na2O2电子式:Na+[︰O‥‥︰O‥B.209Bi和210Bi:互为同素异形体C.CH4的空间结构:正方形D.基态Fe2+的价电子排布式:3d54s1答案A解析A.Na2O2是由Na+和O22-构成的离子化合物,电子式为Na+[︰O‥‥︰O‥‥︰]2-Na+,A正确;B.209Bi和210Bi的质子数相同,而中子数不同,属于同一种元素的不同的原子,互为同位素,B错误;C.CH4的价层电子对数为4+4-4×12=4,其空间结构为正四面体,C错误;D.Fe为26号元素,基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,失去电子形成阳离子时,从最外层开始失,因此基态2.下列说法中错误的是。

①在氯化镁中,镁离子和氯离子之间、两个氯离子之间存在着静电吸引作用②CO2和H2O反应的产物是离子化合物③离子化合物中一定不含共价键④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物⑤金属钠与水的反应中断裂的化学键包括离子键和共价键⑥已知氯化铝为共价化合物,那么氯化铝只有在熔融状态下才能够导电答案①②③④⑤⑥解析①在氯化镁中,镁离子、氯离子之间存在着的静电作用包括静电吸引和静电排斥,①错误;②CO2和H2O反应的产物是H2CO3,属于共价化合物,②错误;③离子化合物中可能含共价键,如NH4Cl、NaOH,③错误;④由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如NH4Cl是离子化合物,④错误;⑤金属钠不含有离子键,水中含有共价键,反应中断裂的化学键包括共价键,不包括离子键,⑤错误;⑥氯化铝为共价化合物,则氯化铝只有溶于水才能够电离出离子而导电,⑥错误。3.判断下列电子式书写是否正确,并将错误的改正过来。(1)氮气,N︙︙N;

氨气,H︰N‥H︰H(2)氯化钠,Na[︰Cl‥‥︰]HF,H+[︰F‥‥︰]-(3)过氧化氢,H︰O‥‥︰O‥次氯酸,H︰Cl‥‥︰O‥(4)CaBr2,[︰Br‥‥︰]-Ca2+[︰Br‥‥︰]CaC2,Ca2+[︰C︙︙C︰]-2。

答案(1)×,︰N︙︙N︰×,H︰N‥‥(2)×,Na+[︰Cl‥‥︰]-×,H︰(3)√×,H︰O‥(4)√×,Ca2+[︰C︙︙C︰]2-考点二共价键及其参数1.共价键的本质及特征2.共价键的形成及分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键电子云“头碰头”重叠π键电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有三对共用电子对小题对点过(1)下列说法错误的是。

①在任何情况下,都是σ键比π键强度大②σ键能单独形成,而π键不能单独形成③σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转④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(2)分析下列物质中含有哪些不同类型的共价键,在对应的空格处打“√”(σ键、π键需填写1mol该物质所含σ键、π键的物质的量)。物质极性键非极性键σ键π键单键双键三键N2C2H4SiO2BF3HCN答案(1)①④(2)物质极性键非极性键σ键π键单键双键三键N2√1mol2mol√C2H4√√5mol1mol√√SiO2√4mol0√BF3√3mol0√HCN√2mol2mol√√3.键参数(1)概念(2)键参数对分子性质的影响(3)分子稳定性:键能越大,键长越短,分子越稳定。小题对点过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—CC—HC—O键能/(kJ·mol-1)347.7413.4351化学键Si—SiSi—HSi—O键能/(kJ·mol-1)226318452(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—O1.石灰氮(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H+[︰O‥‥︰]2-B.1个H2N—C≡N分子中含3个σ键C.H2N—C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2∶1D.已知CO(NH2)2中含有CO键,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H·×O‥‥·×H,A错误;单键都是σ键,三键中含有1个σ键,则1个H2N—C≡N分子中含4个σ键,B错误;1个H2N—C≡N分子中含4个σ键,2个π键,故σ键与π键的个数之比为2∶1,C正确;1个CO(NH2)2分子中只有1个双键,其余为单键,故1个CO(NH2)2分子中含有2.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是()A.键角是描述分子空间构型的重要参数B.因为H—O键的键能小于H—F键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱C.水分子可表示为H—O—H,分子中的键角为180°D.H—O键的键能为463kJ·mol-1,即18gH2O(g)分解成H2和O2时,消耗能量为2×463kJ答案A解析H—O键、H—F键的键能依次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化学键越来越稳定,O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,B项错误;水分子呈V形,键角为104.5°,C项错误;D项中H—O键的键能为463kJ·mol-1,指的是断开1molH—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463kJ,18gH2O即1molH2O(g)中含2molH—O键,断开时需吸收2×463kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子,D项错误。3.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于(填“σ”或“π”)键,从化学键是否具有极性来看属于键。

(2)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。

(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构,则C60分子中π键的数目为。

(4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为。

A.4个σ键 B.2个σ键、2个π键C.2个σ键、1个π键 D.3个σ键、1个π键答案(1)σ极性(2)1∶1(3)30(4)D本讲感悟疑点:

盲点:

1.(2024·江苏卷)下列有关反应描述正确的是()A.CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,CH3CH2OH断裂C—O键B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2答案B解析CH3CH2OH转化为CH3CHO的过程中,断裂C—H、O—H键,形成C==O键,无C—O键断裂,A错误;氯自由基对O3分解起催化作用,改变O3分解的历程,B正确;丁烷中不存在π键,C错误;石墨中碳原子为sp2杂化,金刚石中碳原子为sp3杂化,故D错误。2.(2024·甘肃卷)温度气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,下列说法错误的是()A.相同条件下N2比O2稳定B.N2O与NO2C.N2O中N—O键比N—N键更易断裂D.N2O中σ键和大π键的数目不相等答案D解析N2分子中存在键能较大的N≡N键,故相同条件下N2比O2稳定,A项正确;N2O、NO2+均为CO2的等电子体,故其空间构型相同,均为直线形分子,B项正确;N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,说明N2O中N—O键比N—N键更易断裂,C项正确;N2O的电子式为,则σ键和大π键的数目均为2,数目相等,D3.(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。下列说法正确的是()A.该晶体中存在N—H…O氢键B.基态原子的第一电离能:C<N<OC.基态原子未成对电子数:B<C<O<ND.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同答案A解析A.由晶体结构图可知,[C(NH2)3]+中的—NH2的H与[B(OCH3)4]-中的O形成氢键,因此,该晶体中存在N—H…O氢键,A说法正确;B.同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是第ⅡA族、ⅤA族元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N,B说法不正确;C.B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,因此,基态原子未成对电子数B<C=O<N,C说法不正确;D.[C(NH2)3]+为平面结构,则其中的C和N原子轨道杂化类型均为sp2;[B(OCH3)4]-中B与4个O形成了4个σ键,B没有孤电子对,则B原子轨道杂化类型为sp3;[B(OCH3)4]-中O分别与B和C形成了2个σ键,O原子还有2个孤电子对,则O原子轨道的杂化类型为sp3;综上所述,晶体中B、O和N原子轨道的杂化类型不相同,D说法不正确。4.(2020·浙江7月选考)(1)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是

。

(2)CaCN2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,CaCN2的电子式是。

答案(1)原子半径:F<Cl,键能:F—H>Cl—H(2)Ca2+[N‥‥解析(1)同一主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,即原子半径:F<Cl,原子半径越小,化学键的键长越短,键能越大,气态氢化物热稳定性越大。高考热点总结

基础落实选择题只有1个选项符合题意1.(2024·黑龙江牡丹江模拟)下列各组化合物中,化学键的类型相同的是()A.CaCl2和Na2S B.Na2O和Na2O2C.CO2和NH4Cl D.HCl和NaOH答案A解析A项,CaCl2和Na2S中都只有离子键;B项,Na2O只有离子键,而Na2O2除有离子键外,还有非极性共价键(过氧根离子中);C项,CO2中只有共价键,NH4Cl中既有离子键又有共价键;D项,HCl只有共价键,而NaOH中除有共价键(氢氧根离子中)外,还有离子键。2.(2024·湖北荆州一模)化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是()A.KOH中既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。3.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属K与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质为离子化合物,具有良好的超导性能。下列有关分析正确的是()A.K3C60中只含有离子键B.K3C60中既含有离子键又含有共价键C.该晶体在熔融状态下不能导电D.C60与12C互为同素异形体答案B解析K3C60为离子化合物,则K3C60中一定含有离子键(K+与C603-之间),C603-中C与C之间还存在共价键,A项错误、B项正确;K3C60为离子化合物,因此其在熔融状态下能电离出自由移动的离子,能导电,C项错误;C60为单质,12C为原子,4.下列表达正确的是()A.HClO的电子式为H∶Cl∶O∶B.H2S的电子式可表示为H+[∶S∶]H+C.用电子式表示Na2O的形成过程:2Na·+·O‥‥·――→2Na+[︰O‥D.BaCl2的电子式为[︰Cl‥‥︰]-Ba2+[︰Cl‥答案D解析HClO分子中,氧原子分别与氢原子和氯原子形成共价键,电子式为H︰O‥‥︰Cl‥‥︰,故A错误;H2S是共价化合物,电子式可表示为H︰S‥‥︰H,故B错误;用电子式表示Na2O的形成过程时,2个Na+不能合并,正确的表达方式为――→Na+[︰O‥‥︰]2-Na+,故C错误;BaCl2是离子化合物,电子式为[︰Cl‥‥︰]-Ba5.下列关于σ键和π键的说法不正确的是()A.σ键能单独形成,π键不能单独形成B.σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转C.双键中一定有一个σ键、一个π键,三键中一定有一个σ键、两个π键D.CH3—CH3、CH2CH2、CH≡CH中的σ键都是C—C键,所以键能都相同答案D解析分子中可只含σ键,但含π键时一定含σ键,则σ键一般能单独形成,而π键一般不能单独形成,A正确;σ键为轴对称,π键为镜面对称,则σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转,B正确;双键中有一个σ键,一个π键,三键中有一个σ键,两个π键,C正确;三种分子中分别含C—C、CC、C≡C键和C—H键,所以σ键也包含C—H键,且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同,D错误。6.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是()A.键能:C—N<C=N<C≡NB.键长:I—I>Br—Br>Cl—ClC.分子中的键角:H2O>CO2D.相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键答案C解析C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A正确;原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B正确;H2O分子中键角是104.5°,CO2分子中键角是180°,C错误;相同元素原子之间形成的σ键的键能通常比π键的大,D正确。7.下列关于共价键的说法正确的是()A.H2O和H2O2分子内的共价键均是s-pσ键B.N2分子内的共价键电子云形状均是镜面对称C.H2、Cl2、HCl分子内的σ键均无方向性D.共价化合物一定含σ键,可能含π键答案D解析A项,H2O2分子内的共价键还有p-pσ键,故A错误;B项,N2分子内的共价键包括σ键和π键,所以其电子云形状既有镜面对称也有轴对称,故B错误;C项,H2、Cl2、HCl分子内的σ键均有方向性,故C错误;D项,共价化合物一定含σ键,可能含π键,比如氢气只含σ键,而氧气、氮气含有σ键,也含有π键,故D正确。8.回答下列问题。(1)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子,若XY2为常见元素形成的离子化合物,其电子式为;若XY2为共价化合物,其结构式为。

(2)现有a~g7种短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示,请据此回答下列问题:①元素的原子间反应最容易形成离子键的是(填字母,下同),容易形成共价键的是。

A.c和f B.b和gC.d和g D.b和e②写出由a~g7种元素形成的,所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式:。

③a与e能形成化合物ea5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,其电子式为,其中所含化学键类型为,该物质能与水剧烈反应生成两种气体,这两种气体的化学式是。

(3)氯化铝的物理性质非常特殊,如:氯化铝的熔点为190℃(2.02×103Pa),但在180℃就开始升华。据此判断,氯化铝是(填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明你的判断正确的实验依据是。

答案(1)[︰F‥‥︰]-Ca2+[︰F‥‥︰]-S(2)①BC②CCl4(合理即可)③[H︰N‥‥HH︰H]+[︰H]-极性共价键、离子键NH(3)共价化合物氯化铝在熔融状态下不导电解析(1)X、Y能形成XY2型化合物,若XY2为常见元素形成的离子化合物,X显正二价,Y显负一价,又已知XY2中共有38个电子,计算得:20+9+9=38,则XY2为氟化钙,其电子式为[︰F‥‥︰]-Ca2+[︰F‥‥︰]-;若XY2为共价化合物时,则无金属,X显正四价,Y显负二价,6+16+16=38,可推出XY2为二硫化碳,其结构式为:SCS。(2)a~g7种短周期元素依次为氢、钠、镁、碳、氮、磷、氯。①金属性强和非金属性强的元素之间最容易形成离子键,钠是周期表中最左边的元素金属性强,氯是最右边的元素非金属性强,所以是b、g最容易形成离子键,选B;非金属元素之间容易形成共价键,所以选C。②分子中所有原子都满足8电子的物质有CCl4(或PCl3)等。③根据分析,a为H,e为N,N与H能形成化合物NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,其电子式为[H︰N‥‥HH︰H]+[︰H]-;其中铵根离子中N与H之间是极性共价键,铵根与H-之间是离子键;该物质能与水剧烈反应生成两种气体,反应的化学方程式为NH5===NH3↑+H2↑,这两种气体的化学式是NH3和H2。(3)氯化铝的熔点为190℃(2.02×103Pa),但在180℃就开始升华,据此判断能力提升9.活泼金属氢化物是火箭燃料的重要供氢剂,如氢化钠、氢化钙等。例如,氢化钙的供氢原理是CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,下列有关分析中正确的是()A.氢化钙中含共价键,水分子中含有极性键B.水分子和氢分子中都存在非极性共价键C.氢氧化钙只存在离子键D.该反应过程中断裂离子键和共价键,形成离子键和共价键答案D解析A项,氢化钙是由Ca2+和H-构成的,不含共价键,A错误;B项,H2O结构式为H—O—H,不存在非极性共价键,B错误;C项,Ca(OH)2是由Ca2+和OH-构成,其中OH-含有O-H极性共价键,C错误;D项,该反应过程中,有离子键Ca2+和H-的断裂、Ca2+和OH-的形成,有共价键O-H键断裂和H-H键的形成,D正确。10.下列常见分子中σ键、π键判断正确的是()A.C22-与O22+互为等电子体,1molOB.CO与N2结构相似,CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1C.CN-与N2结构相似,CH2CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的π键数目为6NA答案A解析C22-与O22+是等电子体,所以O22+中含有一个O≡O键,因此1molO22+中含有π键2NA个,故A项正确;CO与N2结构相似,CO中含有一个C≡O键,分子中σ键与π键数目之比为1∶2,故B项错误;CN-与N2结构相似,CH2CHCN分子中含有一个CC键和一个C≡N键,因此CH2CHCN分子中含有6个σ键和3个π键,σ键与π键的数目之比为2∶1,故C项错误;若该反应中有4molN—H键断裂,即1molN2H4参与反应,则生成1.5mol氮气,氮气中含有N≡N键,形成π键的数目是11.N2的分子结构可以表示为,CO的分子结构可以表示为,其中椭圆框表示π键,下列说法中不正确的是()A.N2分子与CO分子中都含有三键B.N2分子与CO分子中的π键完全相同C.N2与CO键能不同D.N2与CO的化学性质不同答案B解析从题图可以看出,N2分子与CO分子中均含有1个σ键和2个π键,所以二者都含有三键,A项正确;N2分子中的2个π键是由每个N原子各提供2个p电子以“肩并肩”的方式重叠形成的,而CO分子中的2个π键,其中1个π键,成键电子完全由氧原子提供,B项错误;由不同元素原子形成的三键,键能不同,C项正确、D项正确。12.海洋生物参与氮循环过程如图所示:下列说法正确的是()A.NH3、N2的结构式分别为、NNB.上述微粒间的转化均存在极性键和非极性键的断裂与生成C.反应③中可能有氧气参与反应D.1molNO2-参加反应,反应⑤转移电子数为6答案C解析NH3的结构式为,N2的结构式为N≡N,A错误;①只有极性键的断裂,②有极性键的断裂和生成以及非极性键的生成,③有极性键的断裂和非极性键的生成,④有极性键的断裂和生成,⑤有极性键的断裂和非极性键的生成,B错误;反应③中N2H4中N元素的化合价升高,被氧化,氧气可以氧化N2H4,则可能有氧气参与反应