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2024高考化学一轮复习讲义（步步高版）第5章 第28讲 化学键
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这是一份2024高考化学一轮复习讲义（步步高版）第5章 第28讲 化学键，共14页。
考点一 化学键与化合物类型 电子式
1．化学键及类型
2．三种化学键的比较
3.离子化合物和共价化合物
4.化学键的表示方法——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)电子式的书写
①原子：Na Naeq \a\vs4\al\c1(·)，Cl 。
②简单离子：Na＋ Na＋，F－ 。
③复杂离子：NHeq \\al(＋,4) ，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、化学键与物质类别的关系
1．一定条件下，氨与氟气发生反应：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F，其中NF3的空间结构与NH3相似。下列有关说法错误的是( )
A．除F2单质外，反应物和生成物均为共价化合物
B．NF3中各原子均满足8电子稳定结构
C．NF3中只含极性共价键
D．NH4F中既含有离子键又含有共价键
答案 A
解析 NF3为共价化合物，NH4F为离子化合物。
2．现有下列物质：①NaCl ②Na2O ③Na2O2 ④NaOH ⑤AlCl3 ⑥H2O ⑦N2 ⑧NH4Cl
⑨CO2 ⑩H2O2
(1)只含离子键的物质有________(填序号，下同)，只含共价键的物质有__________。
(2)属于离子化合物的有__________，其中含非极性键的离子化合物有__________，含有非极性键的共价化合物有__________。
答案 (1)①② ⑤⑥⑦⑨⑩ (2)①②③④⑧ ③ ⑩
判断离子化合物和共价化合物的三种方法
二、电子式的规范书写
3．判断下列电子式书写是否正确
(1)氮气，N⋮⋮N( )；氨气，( )
(2)氯化钠，( )；HF，( )
(3)过氧化氢，( )；次氯酸，( )
(4)CaBr2，( )；CaC2， ( )
答案 (1)× × (2)× × (3)√ × (4)√ ×
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)
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形成的化学键，其特征是具有方向性和饱和性。
2．分类
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键一定不能单独形成( )
4．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( )
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．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1 ml该物质所含σ键、π键的物质的量)。
答案
二、键能、键长与物质稳定性
2．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
3．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：
(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．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 ml乙烷和1 ml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)氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物(2017·天津，5B)( √ )
(5)甲基的电子式：(2020·浙江7月选考，5D)( √ )
(6)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)( × )
(7)键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6(2020·山东，4A)( √ )
(8)28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA( 2022·辽宁，3B)( × )
2. (2022·北京，9)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )
A.稳定性：CH4>SiH4
B．键长：C==OC．熔点：CO2D．硬度：金刚石>晶体硅
答案 C
解析 键能越大， 键长越短，分子越稳定，CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。
3．[2020·浙江7月选考，26(1)(2)](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)
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。
课时精练
1．“珍珠项链靠线穿，芝麻成球靠糖粘；微观粒子聚一起，全靠一种超魔力”，这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是( )
A．CO和O生成具有极性共价键的CO2
B.既含极性键，又含非极性键
C．只含H、N、O三种元素的化合物，可能形成含有共价键的离子化合物，也可能形成共价化合物
D．含有离子键的物质不可能是单质
答案 B
解析 CO2中C与O形成极性共价键；中只含有极性键；H、N、O可以形成NH4NO3，为离子化合物，也可以形成HNO3，为共价化合物；离子键的形成必须有阴、阳离子。
2．下列表达正确的是( )
A．HClO的电子式为
B．H2S的电子式可表示为
C．用电子式表示Na2O的形成过程：
D．BaCl2的电子式为
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，故A错误；H2S是共价化合物，电子式可表示为，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，故C错误；BaCl2是离子化合物，电子式为，故D正确。
3．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A．将NH3通入水中 B．氢氧化钠熔化
C．将HBr通入水中 D．硫酸氢钾溶于水
答案 D
解析 NH3通入水中生成NH3·H2O，只破坏了共价键，A不符合题意；NaOH熔化后电离生成Na＋、OH－，只破坏了离子键，B不符合题意；HBr通入水中发生电离，只破坏了共价键，C不符合题意；KHSO4溶于水电离出K＋、H＋和SOeq \\al(2－,4)，既破坏了离子键又破坏了共价键，D符合题意。
4．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)中的碳碳之间形成了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s轨道重叠，形成C—H σ键，故C正确；CH2==CH2中的碳碳之间形成双键，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 ml 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键能等于C—C键能的2倍
D．因为O—H的键能小于H—F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由一个σ键和一个π键构成，C—C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＞H—F，键能：H—O＜H—F，形成化学键时放出的能量：H—O＜H—F，化学键H—F更稳定，O2、F2跟H2反应的能力F2更强，D项正确。
7．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＋O2eq \(――→,\s\up7(催化剂))CO2＋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 ml HCHO含有1 ml 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 ml HCHO含有1.5 ml 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．在NH3和NH4Cl存在的条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CCl2溶液来制备化工产品[C(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是( )
A．中子数为32，质子数为27的钴原子：eq \\al(32,27)C
B．H2O2的电子式：
C．NH3和NH4Cl的化学键类型相同
D．[C(NH3)6]Cl3中C元素的化合价是＋3
答案 D
解析 A项，中子数为32，质子数为27的钴元素，质量数为27＋32＝59，表示为eq \\al(59,27)C，错误；B项，H2O2为共价化合物，电子式为，错误；C项，NH3中只存在共价键，NH4Cl中既存在离子键又存在共价键，二者化学键类型不同，错误；D项，[C(NH3)6]Cl3中，NH3整体为0价，Cl元素为－1价，所以C元素的化合价为＋3，正确。
9．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是( )
A．不和氢氧化钠溶液发生反应
B．分子中N≡C的键长大于C≡C的键长
C．分子中既有极性键，又有非极性键
D．分子中含有2个σ键和4个π键
答案 C
解析 氰气性质与卤素相似，能和氢氧化钠溶液发生反应，故A错误；同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中C≡N的键长小于C≡C的键长，故B错误；该分子的结构式为N≡C—C≡N，该分子中含有3个σ键、4个π键，故D错误。
10.二茂铁[(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(C5Heq \\al(－,5))之间为离子键
B．1 ml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(C5Heq \\al(－,5))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 ml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。
11．从实验测得不同物质中O—O之间的键长和键能数据如下表，其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据键长规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律是( )
A.成键时电子数越多，键能越大
B．键长越长，键能越小
C．成键所用的电子数越少，键能越大
D．成键时电子对越偏移，键能越大
答案 B
解析 电子数由多到少的顺序为Oeq \\al(2－,2)>Oeq \\al(－,2)>O2>Oeq \\al(＋,2)，键能大小顺序为w>z>y>x，A项错误；这些微粒都是O原子成键，共用电子对无偏移，D项错误。
12．MO3可以催化1,2-丙二醇()获得多种有机物，其反应历程如图所示。下列说法正确的是( )
A．转化过程中涉及非极性共价键断裂与形成
B．反应过程中M形成共价键的数目始终保持不变
C．如果原料是乙二醇，则主要有机产物是乙二醛和乙烯
D．Cu催化氧化1,2-丙二醇所得产物与MO3催化时相同
答案 A
解析 历程③中有碳碳单键断裂，历程④中有碳碳双键形成，A正确；M周围形成共价键数目有6个、4个两种情况，B错误；根据题中信息可知，由历程③反应生成和，由历程④反应生成CH3CH==CH2，若乙二醇为原料历程③反应生成，由历程④反应生成CH2==CH2，C 错误；Cu催化氧化1,2-丙二醇生成物为，与MO3催化产物不同，错误。
13．A、B、C、D、E为短周期主族元素，且原子序数依次增大，质子数之和为39，B、C同周期，A、D同主族，A、C常温下能形成两种液态化合物A2C和A2C2，E元素的周期数与主族序数相等。请用化学用语回答下列问题：
(1)B元素在元素周期表中的位置为______________；由A、C、D三种元素组成的化合物中含有的化学键为________________________________________________________________。
(2)写出BC2的电子式：_________________________________________________________。
(3)元素E的单质与元素D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)常温下，A2C与元素D的单质反应后，所得溶液的pH________(填“<”“＝”或“>”)7。
(5)元素D的单质在一定条件下，能与A单质化合生成一种化合物DA，灼烧该化合物时，火焰呈________色， DA能与水反应放出氢气，若将1 ml DA和1 ml E单质混合加入足量的水，充分反应后生成的气体在标准状况下的体积是________L。
答案 (1)第2周期第ⅣA族 离子键、共价键
(2)
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(4)> (5)黄 56
解析 (1)由题给信息分析可知，B为C元素，位于周期表中第2周期第ⅣA族；由H、O、Na三种元素组成的化合物为NaOH，含有的化学键为离子键、共价键。(2)BC2为CO2，属于共价化合物，其电子式为。(3)Al与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。(4)H2O与Na单质反应生成NaOH和氢气，所得溶液呈碱性，pH>7。(5)D为Na，A为H，化合物DA是NaH，含钠元素的化合物灼烧时，火焰呈黄色，NaH和水反应的化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，则该反应中消耗1 ml NaH生成1 ml NaOH和1 ml H2，若将1 ml NaH和1 ml Al混合加入足量的水，另外还发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，则又生成1.5 ml H2，故充分反应后总共生成2.5 ml H2，生成的气体在标准状况下的体积是22.4 L·ml－1×2.5 ml＝56 L。
14．(1)1 ml苯酚分子中含有的σ键数目为________。1 ml苯酚钠中含有的σ键数目为________。
(2)1 ml化合物A()中含有的σ键数目为________。
(3)[Cu(CH3CN)4]＋是非常稳定的络合离子，配体中σ键和π键个数之比为________。
(4)1 ml碳酸二乙酯(DEC，)中含有σ键的数目为______。
(5)1 ml [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为________。
答案 (1)13NA 12NA (2)24NA (3)5∶2
(4)17NA (5)28NA
解析 (3)配体CH3CN中含有3个C—H、1个C—C和1个C≡N，故1 ml CH3CN中含有5NA σ键、2NA π键，σ键与π键个数之比为5∶2。
15．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)CH4中的化学键从形成过程来看，属于______(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于______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________(填字母)。
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化学键
离子键
共价键
金属键
形成
阴、阳离子间通过静电作用形成
原子间通过共用电子形成
金属阳离子与自由电子间的强的作用
特征
无方向性、饱和性
有方向性、饱和性
无方向性、饱和性
表示方式(电子式)
—
强弱比较
阴阳离子半径的大小、离子所带电荷数的多少
键能和键长
金属离子半径的大小及所带电荷数的多少
存在
离子化合物(离子晶体)
单质(稀有气体除外)、共价化合物、部分离子化合物
金属单质、合金
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
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
σ键
轨道“头碰头”重叠
π键
轨道“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
物质
极性键
非极性键
σ键
π键
单键
双键
三键
N2
C2H4
SiO2
BF3
HCN
物质
极性键
非极性键
σ键
π键
单键
双键
三键
N2
√
1 ml
2 ml
√
C2H4
√
√
5 ml
1 ml
√
√
SiO2
√
4 ml
0
√
BF3
√
3 ml
0
√
HCN
√
2 ml
2 ml
√
√
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/ (kJ·ml－1)
365
413
336
226
318
452
化学键
C—H
Si—H
C==O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/ (kJ·ml－1)
411
318
799
358
452
346
222
O—O
Oeq \\al(2－,2)
Oeq \\al(－,2)
O2
Oeq \\al(＋,2)
键长/pm
149
128
121
112
键能/(kJ·ml－1)
x
y
z＝494
w＝628
考点一 化学键与化合物类型 电子式
1．化学键及类型
2．三种化学键的比较
3.离子化合物和共价化合物
4.化学键的表示方法——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)电子式的书写
①原子：Na Naeq \a\vs4\al\c1(·)，Cl 。
②简单离子：Na＋ Na＋，F－ 。
③复杂离子：NHeq \\al(＋,4) ，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、化学键与物质类别的关系
1．一定条件下，氨与氟气发生反应：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F，其中NF3的空间结构与NH3相似。下列有关说法错误的是( )
A．除F2单质外，反应物和生成物均为共价化合物
B．NF3中各原子均满足8电子稳定结构
C．NF3中只含极性共价键
D．NH4F中既含有离子键又含有共价键
答案 A
解析 NF3为共价化合物，NH4F为离子化合物。
2．现有下列物质：①NaCl ②Na2O ③Na2O2 ④NaOH ⑤AlCl3 ⑥H2O ⑦N2 ⑧NH4Cl
⑨CO2 ⑩H2O2
(1)只含离子键的物质有________(填序号，下同)，只含共价键的物质有__________。
(2)属于离子化合物的有__________，其中含非极性键的离子化合物有__________，含有非极性键的共价化合物有__________。
答案 (1)①② ⑤⑥⑦⑨⑩ (2)①②③④⑧ ③ ⑩
判断离子化合物和共价化合物的三种方法
二、电子式的规范书写
3．判断下列电子式书写是否正确
(1)氮气，N⋮⋮N( )；氨气，( )
(2)氯化钠，( )；HF，( )
(3)过氧化氢，( )；次氯酸，( )
(4)CaBr2，( )；CaC2， ( )
答案 (1)× × (2)× × (3)√ × (4)√ ×
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)
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形成的化学键，其特征是具有方向性和饱和性。
2．分类
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键一定不能单独形成( )
4．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( )
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．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1 ml该物质所含σ键、π键的物质的量)。
答案
二、键能、键长与物质稳定性
2．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
3．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：
(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．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 ml乙烷和1 ml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)氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物(2017·天津，5B)( √ )
(5)甲基的电子式：(2020·浙江7月选考，5D)( √ )
(6)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)( × )
(7)键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6(2020·山东，4A)( √ )
(8)28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA( 2022·辽宁，3B)( × )
2. (2022·北京，9)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )
A.稳定性：CH4>SiH4
B．键长：C==O
答案 C
解析 键能越大， 键长越短，分子越稳定，CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。
3．[2020·浙江7月选考，26(1)(2)](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)
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。
课时精练
1．“珍珠项链靠线穿，芝麻成球靠糖粘；微观粒子聚一起，全靠一种超魔力”，这种超魔力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是( )
A．CO和O生成具有极性共价键的CO2
B.既含极性键，又含非极性键
C．只含H、N、O三种元素的化合物，可能形成含有共价键的离子化合物，也可能形成共价化合物
D．含有离子键的物质不可能是单质
答案 B
解析 CO2中C与O形成极性共价键；中只含有极性键；H、N、O可以形成NH4NO3，为离子化合物，也可以形成HNO3，为共价化合物；离子键的形成必须有阴、阳离子。
2．下列表达正确的是( )
A．HClO的电子式为
B．H2S的电子式可表示为
C．用电子式表示Na2O的形成过程：
D．BaCl2的电子式为
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，故A错误；H2S是共价化合物，电子式可表示为，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，故C错误；BaCl2是离子化合物，电子式为，故D正确。
3．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A．将NH3通入水中 B．氢氧化钠熔化
C．将HBr通入水中 D．硫酸氢钾溶于水
答案 D
解析 NH3通入水中生成NH3·H2O，只破坏了共价键，A不符合题意；NaOH熔化后电离生成Na＋、OH－，只破坏了离子键，B不符合题意；HBr通入水中发生电离，只破坏了共价键，C不符合题意；KHSO4溶于水电离出K＋、H＋和SOeq \\al(2－,4)，既破坏了离子键又破坏了共价键，D符合题意。
4．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)中的碳碳之间形成了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s轨道重叠，形成C—H σ键，故C正确；CH2==CH2中的碳碳之间形成双键，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 ml 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键能等于C—C键能的2倍
D．因为O—H的键能小于H—F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由一个σ键和一个π键构成，C—C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＞H—F，键能：H—O＜H—F，形成化学键时放出的能量：H—O＜H—F，化学键H—F更稳定，O2、F2跟H2反应的能力F2更强，D项正确。
7．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＋O2eq \(――→,\s\up7(催化剂))CO2＋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 ml HCHO含有1 ml 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 ml HCHO含有1.5 ml 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．在NH3和NH4Cl存在的条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CCl2溶液来制备化工产品[C(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是( )
A．中子数为32，质子数为27的钴原子：eq \\al(32,27)C
B．H2O2的电子式：
C．NH3和NH4Cl的化学键类型相同
D．[C(NH3)6]Cl3中C元素的化合价是＋3
答案 D
解析 A项，中子数为32，质子数为27的钴元素，质量数为27＋32＝59，表示为eq \\al(59,27)C，错误；B项，H2O2为共价化合物，电子式为，错误；C项，NH3中只存在共价键，NH4Cl中既存在离子键又存在共价键，二者化学键类型不同，错误；D项，[C(NH3)6]Cl3中，NH3整体为0价，Cl元素为－1价，所以C元素的化合价为＋3，正确。
9．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是( )
A．不和氢氧化钠溶液发生反应
B．分子中N≡C的键长大于C≡C的键长
C．分子中既有极性键，又有非极性键
D．分子中含有2个σ键和4个π键
答案 C
解析 氰气性质与卤素相似，能和氢氧化钠溶液发生反应，故A错误；同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中C≡N的键长小于C≡C的键长，故B错误；该分子的结构式为N≡C—C≡N，该分子中含有3个σ键、4个π键，故D错误。
10.二茂铁[(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(C5Heq \\al(－,5))之间为离子键
B．1 ml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(C5Heq \\al(－,5))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 ml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。
11．从实验测得不同物质中O—O之间的键长和键能数据如下表，其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据键长规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律是( )
A.成键时电子数越多，键能越大
B．键长越长，键能越小
C．成键所用的电子数越少，键能越大
D．成键时电子对越偏移，键能越大
答案 B
解析 电子数由多到少的顺序为Oeq \\al(2－,2)>Oeq \\al(－,2)>O2>Oeq \\al(＋,2)，键能大小顺序为w>z>y>x，A项错误；这些微粒都是O原子成键，共用电子对无偏移，D项错误。
12．MO3可以催化1,2-丙二醇()获得多种有机物，其反应历程如图所示。下列说法正确的是( )
A．转化过程中涉及非极性共价键断裂与形成
B．反应过程中M形成共价键的数目始终保持不变
C．如果原料是乙二醇，则主要有机产物是乙二醛和乙烯
D．Cu催化氧化1,2-丙二醇所得产物与MO3催化时相同
答案 A
解析 历程③中有碳碳单键断裂，历程④中有碳碳双键形成，A正确；M周围形成共价键数目有6个、4个两种情况，B错误；根据题中信息可知，由历程③反应生成和，由历程④反应生成CH3CH==CH2，若乙二醇为原料历程③反应生成，由历程④反应生成CH2==CH2，C 错误；Cu催化氧化1,2-丙二醇生成物为，与MO3催化产物不同，错误。
13．A、B、C、D、E为短周期主族元素，且原子序数依次增大，质子数之和为39，B、C同周期，A、D同主族，A、C常温下能形成两种液态化合物A2C和A2C2，E元素的周期数与主族序数相等。请用化学用语回答下列问题：
(1)B元素在元素周期表中的位置为______________；由A、C、D三种元素组成的化合物中含有的化学键为________________________________________________________________。
(2)写出BC2的电子式：_________________________________________________________。
(3)元素E的单质与元素D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)常温下，A2C与元素D的单质反应后，所得溶液的pH________(填“<”“＝”或“>”)7。
(5)元素D的单质在一定条件下，能与A单质化合生成一种化合物DA，灼烧该化合物时，火焰呈________色， DA能与水反应放出氢气，若将1 ml DA和1 ml E单质混合加入足量的水，充分反应后生成的气体在标准状况下的体积是________L。
答案 (1)第2周期第ⅣA族 离子键、共价键
(2)
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(4)> (5)黄 56
解析 (1)由题给信息分析可知，B为C元素，位于周期表中第2周期第ⅣA族；由H、O、Na三种元素组成的化合物为NaOH，含有的化学键为离子键、共价键。(2)BC2为CO2，属于共价化合物，其电子式为。(3)Al与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。(4)H2O与Na单质反应生成NaOH和氢气，所得溶液呈碱性，pH>7。(5)D为Na，A为H，化合物DA是NaH，含钠元素的化合物灼烧时，火焰呈黄色，NaH和水反应的化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，则该反应中消耗1 ml NaH生成1 ml NaOH和1 ml H2，若将1 ml NaH和1 ml Al混合加入足量的水，另外还发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，则又生成1.5 ml H2，故充分反应后总共生成2.5 ml H2，生成的气体在标准状况下的体积是22.4 L·ml－1×2.5 ml＝56 L。
14．(1)1 ml苯酚分子中含有的σ键数目为________。1 ml苯酚钠中含有的σ键数目为________。
(2)1 ml化合物A()中含有的σ键数目为________。
(3)[Cu(CH3CN)4]＋是非常稳定的络合离子，配体中σ键和π键个数之比为________。
(4)1 ml碳酸二乙酯(DEC，)中含有σ键的数目为______。
(5)1 ml [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为________。
答案 (1)13NA 12NA (2)24NA (3)5∶2
(4)17NA (5)28NA
解析 (3)配体CH3CN中含有3个C—H、1个C—C和1个C≡N，故1 ml CH3CN中含有5NA σ键、2NA π键，σ键与π键个数之比为5∶2。
15．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)CH4中的化学键从形成过程来看，属于______(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于______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________(填字母)。
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化学键
离子键
共价键
金属键
形成
阴、阳离子间通过静电作用形成
原子间通过共用电子形成
金属阳离子与自由电子间的强的作用
特征
无方向性、饱和性
有方向性、饱和性
无方向性、饱和性
表示方式(电子式)
—
强弱比较
阴阳离子半径的大小、离子所带电荷数的多少
键能和键长
金属离子半径的大小及所带电荷数的多少
存在
离子化合物(离子晶体)
单质(稀有气体除外)、共价化合物、部分离子化合物
金属单质、合金
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
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
σ键
轨道“头碰头”重叠
π键
轨道“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
物质
极性键
非极性键
σ键
π键
单键
双键
三键
N2
C2H4
SiO2
BF3
HCN
物质
极性键
非极性键
σ键
π键
单键
双键
三键
N2
√
1 ml
2 ml
√
C2H4
√
√
5 ml
1 ml
√
√
SiO2
√
4 ml
0
√
BF3
√
3 ml
0
√
HCN
√
2 ml
2 ml
√
√
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/ (kJ·ml－1)
365
413
336
226
318
452
化学键
C—H
Si—H
C==O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/ (kJ·ml－1)
411
318
799
358
452
346
222
O—O
Oeq \\al(2－,2)
Oeq \\al(－,2)
O2
Oeq \\al(＋,2)
键长/pm
149
128
121
112
键能/(kJ·ml－1)
x
y
z＝494
w＝628
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