高三化学一轮知识点系列大全：考点十三 化学键（含选修三）（二） Word版含解析

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I.课标要求
1．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2.了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。
3.知道共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
4.认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，能说明简单配合物的成键情况。
5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
6.知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
7.能列举金属晶体的基本堆积模型。
8.结合实例说明化学键与分子间作用力的区别。
9.知道分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
II．考纲要求
1.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。
2.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
3.了解共价键的主要类型：σ键和π键，能利用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
4.了解简单配合物的成键情况。
5.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
6.了解化学键和分子间作用力的区别。了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
Ⅲ.教材精讲：
本考点知识网络：
化学键的定义：这种直接相邻 之间 的 作用，叫做化学键。
化学键与化学反应中的物质变化：
化学反应中物质变化的实质是旧的化学键 和新的化学键 。
化学键与化学反应中的能量变化：
在化学反应过程中，如果新化学键形成时释放的能量大于破坏旧化学键时所需要吸收的能量，反应开始后，就会有一定的能量以热能、电能或光能等形式释放出来；如果某个化学键形成时释放出来的能量小于破坏旧化学键所需要吸收的能量，则需要不断地吸收能量才能维持反应的持续进行。因此，可把化学反应的过程看作是“储存”在物质内部的能量（化学能）转化为热能、电能或光能等释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量（化学能）被“储存”起来的过程。可见，化学键的断裂与形成不仅是化学反应的实质也是化学反应伴随着能量变化的根本原因。
化学键的成因：
众所周知，稀有气体的原子结构是原子的相对稳定结构。
其结构特点：原子的最外层电子数都是8e-（He除外）；都是偶数。
规律：稀有气体具有相对最低的能量，是周期表中邻近原子趋于形成的电子排布形式。任何非稀有气体元素原子都有自发形成邻近稀有气体相对稳定结构的趋势。其中，最外层电子数较少，容易失去电子的元素被划分为金属元素；最外层电子数较多，容易得到电子的元素被划分为非金属元素。这些元素的原子总是通过某种方式得到或失去电子或者共用电子对形成相对稳定的稀有气体的结构，并且进一步形成某种化学键、某种晶体结构使体系的能量进一步下降，最终趋于达到一种暂时、相对稳定的结构。这是化学“运动”的原始动力之一。（——能量最低和熵增大）
离子键：阴、阳离子之间通过 作用形成的化学键，叫做离子键。
离子键的实质：由于在阴、阳离子中都有带负电荷的电子和带正电荷的原子核，所以在阴、阳离子之间除了异性电荷间的吸引力外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的同性电荷所产生的排斥力。因此，在形成离子键时，阴阳离子依靠异性电荷间的静电引力相互接近到一定程度时，电子与电子之间、原子核与原子核之间产生的斥力将阻碍两种离子进一步靠近。当静电作用中同时存在的引力和斥力达到平衡时，体系的能量最低，形成稳定的离子化合物。一句话，离子键的实质是静电作用。
离子键的特征：相对于共价键而言，离子键既没有方向性也没有饱和性。（或者说，离子键不具有饱和性只是相对的。）
因此，以离子键相结合的化合物倾向于形成晶体，使每个离子周围排列尽可能多的带异性电荷的离子，达到降低体系能量的目的。
共价键：原子之间通过 形成的化学键，叫做共价键。
高概率地出现在两个原子核之间的 与两个 之间的 作用是共价键的本质。
思考]形成共价键的两个原子是否靠得越近，形成的共价键就越稳定？
共价键的特征：共价键具有 性和 性是共价键的两个基本特征。
σ键和π键:人们将原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为σ键(sigma bnd),如HCl、Cl2、H2O中的共价键；将原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为π键（pi bnd）。在有两个原子形成的多个共价键中，只能由一个σ键，而π键可以是一个或多个。如N2中一个σ键两个π键。
共价键的键参数：
配位键：
配位键是一种特殊的共价键。它不是由成键原子双方共同提供未成对电子形成化学键，而是由成键原子双方的某一方提供 ，另一方提供 而形成的一种类似共价键的化学键。例如：NH4+是由NH3与H+反应形成的，在NH3分子中的N原子上存在一对没有与其他原子共用的电子(孤对原子)，氢离子具有一个1s空轨道，当NH3与H+反应时，氨分子上的孤对电子进入了氢离子的空轨道，这一对电子在氮、氢原子间共用，形成了配位键(参见下图)。配位键可以用A→B来表示，其中A提供孤对电子，B具有能接受电子的空轨道。

NH4+的形成NH4+
在铵根离子中，虽然有一个N-H键与其他三个N-H键的形成过程不同，但是它们的键长、键能、键角和键的极性都相同，也不能通过化学方法区分出哪一个键是配位键，因此，铵离子也常用上图右边的表示方法。这表明尽管配位键在形成过程中与共价键不同，但配位键在形成以后与普通共价键并没有什么区别。
常见的含有配位键的物质有：NH4Cl、H3O+、Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3、Cu(NH3)4]2+、NH3·BF3、Al2Cl6、Cu(H2O)4]2+、Na3AlF6]等。
金属键：这种在金属阳离子和“自由电子”之间存在的强烈的相互作用，叫做金属键(metallic bnd)。有人将金属种阳离子与自由电子的关系形象地比喻为“金属阳离子浸泡在自由电子的海洋中”。
金属键的本质：金属键本质上也是一种 作用。
金属键与共价键：金属键可以看成是由许多原子共用许多个电子形成的，所以，有人将金属键视为一种特殊的共价键。但是，金属键与共价键有着明显的不同。首先，金属键没有共价键所具有的方向性和饱和性；其次，金属键中的电子在整个三维空间运动，属于整块金属。
概念辨析：
（1）活泼金属原子与活泼非金属原子之间形成的化学键属于离子键；非金属原子与非金属原子之间形成的化学键，通常都是共价键（例外，铵根离子NH4+与阴离子之间属于离子键。）；金属原子与金属原子之间形成的化学键属于金属键（包括合金）。
（2）由离子键构成的化合物一定是离子化合物。反过来说，离子化合物一定含有离子键，但不一定只含有离子键。
（3）即使全部由共价键组成的物质，也不一定都是共价化合物。它也可能是单质（如H2、O2、N2）。反过来说，所有共价化合物一定只含有共价键。
（4）一种化合物若既含有离子键，又含有共价键，那么它属于离子化合物。
（5）鉴别一种化合物是否为离子化合物或共价化合物，方法之一是看其熔融状态下能否电离（或导电）。即，离子键在溶解或熔融状态下均能电离，而共价键只有在溶解状态下才能电离。
物质的分类与化学键：
离子键与共价键比较：
12．化学键和物质类别关系规律
(1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质。如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。
(2)只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如HCl、NH3、SiO2、CS2等。（臭氧例外）
(3)既有极性键又有非极性键的物质。如H202、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。
(4)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物。如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。
(5)既有离子键又有非极性键的物质。如Na2O2、Na2Sx、CaC2等。
(6)由离子键、共价键、配位键构成的物质。如NH4Cl等。
(7)由强极性键构成但又不是强电解质的物质。如HF 。
(8)只含有共价键而无范德华力的化合物。如原子晶体SiO2、SiC等。
(9)无化学键的物质：稀有气体。如氩等。
13.化学键与氢键、分子间作用力比较
Ⅳ.典型例题
例1.下列物质中，只含有共价键的是 ，只含有离子键的是 ，既含有极性共价键又有离子键的是 ，含有极性共价键和非极性键的是 ，含有离子键和非极性键的是 ，同时含有离子键、共价键和配位键的是 ,含有金属键的是 。
①NaCl ②Na2O ③Na2O2 ④CaC2 ⑤HCl ⑥SiO2 ⑦C2H2 ⑧H2O2 ⑨N2 ⑩P4 eq \\ac(○,11)NH4NO3 eq \\ac(○,12)NaOH eq \\ac(○,13)Cu(NH3)4]SO4 eq \\ac(○,14)Cu eq \\ac(○,15)黄铜
【解析】
答案： eq \\ac(○,5) eq \\ac(○,6) eq \\ac(○,7) eq \\ac(○,8) eq \\ac(○,9) eq \\ac(○,10)； eq \\ac(○,1) eq \\ac(○,2)； eq \\ac(○,11) eq \\ac(○,12) eq \\ac(○,13)； eq \\ac(○,7) eq \\ac(○,8)； eq \\ac(○,3) eq \\ac(○,4)； eq \\ac(○,11) eq \\ac(○,13)； eq \\ac(○,14) eq \\ac(○,15)
例2.下列关于化学键的叙述，正确的是( )
A．构成单质分子的粒子一定含有共价键
B．由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C．非极性键只存在于双原子单质分子里
D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是非极性键
答案：D（A.稀有气体例外；B.NH4Cl、NH4NO3的铵盐例外； C.H2O2、C2H2等例外）]
例3.固体乙醇晶体中不存在的作用力是( )
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．范德华力
答案：A
例4.只有在化合物中才能存在的化学键是( )。
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．氢键
【解析】A.离子键不会存在于单质中；B.极性键通常存在于不同元素组成的共价键中，所以，通常是存在于化合物中，但是，O3是例外；非极性键，既可以存在于单质中，又可以存在于化合物中；D.氢键不属于化学键的范畴！
答案：A。
例5.下列粒子的电子式正确的是( )

答案为D
【例6】(2004年江苏)下列各项中表述正确的是( )。
A．F-的结构示意图： B．CO2的分子模型示意图：
C．NaCl的电子式： D．N2的结构式：
答案：A（D中，结构式不标出电子）]
【例7】(2005年上海)已知三角锥形分子E和直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)，如图12-2，则下列判断错误的是( )。
A．G是最活泼的非金属单质 B．L是极性分子
C．E能使紫色石蕊试液变蓝色 D．M化学性质活泼
答案：D(所有元素都是一二周期的。E是NH3、G是F2、L是HF、M是N2)]
【例8】以共价单键相连的非金属单质中，1个原子与相邻原子成键的数目为8-N个，N为该非金属元素的族序数，这一现象化学家称为8-N规则。某非金属单质结构如下图所示，构成该单质的元素位于( )。
A．ⅢA族 B. ⅣA族
C．VA族 D．ⅥA族
答案：B(因为8-N=3，所以，N=V]
【例9】下列分子含有的电子数目与HF相同，且只有两个极性共价键的是 ( )
A．C02 B．N20 C．H2O D．CH4
答案：C。
Ⅴ、跟踪训练
一、选择题（单选题，每小题只有一个正确选项）
1、物质间发生化学反应时，一定发生变化的是
A．物质的颜色 B．物质的状态 C．化学键 D．原子核
2、（2005广东）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
3、固体乙醇晶体中不存在的作用力是
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．范德华力
4、下列的金属键最强的是
A．Na B．Mg C．K D．Ca
5、根据表中化学键的键能（Kj/ml）数据，下列分子受热时最稳定的是
A．氢气 B．氟化氢
C．氯化氢 D．溴化氢
二、选择题（双选题，每小题只有1～2个正确选项）
6、只有在化合物中才能存在的化学键是
A．离子键 B．共价键 C．非极性键 D．极性键
7、下列物质中，只有离子键的是
A．NaOH B．NaCl C．NH4Cl D．CaO
8、下列物质中，既有离子键，又有共价键的是
A．H2O B．CaCl2 C．KOH D．Na2O2 E．SiO2
9、下列微粒中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是
A．碳正离子(CH3)3C＋] B．PCl3 C．尿素（ ） D．HClO
10、M元素的一个原子失去2个电子，该2个电子转移到Y元素的两个原子中形成离子化合物Z。下列说法正确的是
A．Z的熔点较低 B．Z可以表示为M2Y
C．Z一定熔于水 D．M形成+2价阳离子
11、最近科学家合成出具有极强爆炸性的“N5”，对其结构尚不清楚，只知道“N5”实际是带正电荷的分子碎片。若“N5”的空间结构呈V形对称，5个氮原子最外电子层都达到了8电子稳定结构，且含2个N≡N，将其视为“N5 n+”，则n值为
A．1 B．2 C．3 D．4
12、（2002上海）下列表达方式错误的是
A．甲烷的电子式 B．氟化钠的电子式
C．硫离子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p4 D．碳－12原子 12 6C
13、据报道，1996年科学家发现宇宙存在H3。下列有关说法中，正确的是
A．H2和H3属于同种物质
B．H2和H3是同素异形体
C．H3违背了传统的共价键理论，H3分子不可能存在 D．H2和H3是同位素
E．H3分子的存在证明了传统的共价键理论尚有缺陷，有待继续发展
三、实验题
14、向盛有CuSO4水溶液的试管里加入氨水，首先看到溶液中生成 色沉淀，其化学式为 ，溶液颜色由 色逐渐消失；继续滴加氨水，看到沉淀会逐渐 ，得到 色的透明溶液；再加入适量的乙醇，将析出深蓝色的晶体。加乙醇前的溶液和加乙醇后析出的深蓝色晶体中均含有阳离子的化学式是 。
15、已知反应：① H2+Cl2=2HCl；② H2+Br2=2HBr。试利用下表中数据进行计算，等物质的量的H2分别与足量的Cl2、Br2反应，反应 （填写反应序号）释放的能量多；由计算结果说明，HCl、HBr分子中， 更容易受热分解生成对应的两种单质。
16、某探究学习小组用下面这套装置测定乙醇结构：已知乙醇的分子组成为C2H6O，为探究其结构式究竟是以下（Ⅰ）式还是（Ⅱ）式中的哪一种，该小组同学利用乙醇与金属钠的反应进行如下探究：
（Ⅰ） （Ⅱ）
① 所测得的一组实验数据如下：
他们根据以上数据推断乙醇的合理结构不应是 式（填写“I”或“II”），理由为：
。
② 从实验的实际过程中，该组同学体会到，他们的数据记录方式存在科学性问题，即记录的不是原始数据而是换算数据。你认为表中的第二记录项应改为
，第三记录项应改为 ，为使实验记录更加科学、准确，还应增加的一个实验记录项是 。
四.无机题
17.（200广东，10）下列物质结构图中，●代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。示例：
根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式：
A_______________，B______________，C_______________，D____________。
18.已知HCN是一种极弱酸，其电离产生的CN-离子能与人体血红蛋白中心离子Fe2+结合，因而有剧毒。通常Fe2+、Fe3+均易与CN-形成络离子：Fe(CN)6]3-、Fe(CN)6]4-，其中Fe(CN)6]3-在中性条件下能发生水解，生成Fe(OH)3。试回答下列问题：
⑴．写出HCN分子的结构式_________,电子式___ __________；
⑵．Fe(CN)6]3-在中性条件下水解可生成Fe(OH)3,同时还能生成的微粒有_ __、_____。
19.100多年来科学家没有间断对纯氮物种的研究和发现。第一次是 1772年分离出N2，第二次是1890年合成了重氮离子，1999年是高能氮阳离子，甚至科学家预计能合成N8。
⑴．1890年合成的重氮离子（N3-）中有一个氮氮三键，请写出其电子式 。
⑵．经分析，1999年合成的高能氮阳离子中有5个氮原子，它们成V字形，且含有2个氮氮叁键，每个氮原子最外层均达到8电子稳定结构，试推断该离子所带的电荷数为 ，写出其电子式和结构式 。
⑶．请你预计科学家即将合成的N8的电子式 以及它的结构式 ；N8属于 （填写“单质”、“共价化合物”、“离子化合物”）；其含有的化学键有 ；预计它在常温下是 体，熔沸点 ，熔融状态下 （会、不会）导电。
考点十三 “化学键”参考答案
1、C 2、D 3、A 4、B 5、B
6、AD 7、BD 8、CD 9、B 10、D 11、A 12、C 13、BE
14．蓝；Cu(OH)2；淡蓝；溶解；深蓝；Cu(NH3)4]2+。
15．①；②。
16．① Ⅰ （1分）； 根据实验数据，0.10 ml乙醇与足量钠反应能置换出0.05ml氢气，即被置换的H为0.10ml，说明分子中的6个氢原子所处的化学环境并不完全相同，（有1个应不同于其他），从而确定乙醇的结构为Ⅱ式。（2分）
② 取用乙醇的质量（或体积）（1分）； 排出水的体积（1分）；实验温度或实验温度与体系内压强（1分）
17．各分子的化学式。A：NH3 ； B：HCN ；C：CO(NH2 )2；D： BF3
18．⑴ H—C≡N H ：C N ： ⑵ HCN、CN-
19．⑴ ⑵ 1个单位正电荷 N≡N→N←N≡N]+
⑶； N≡N→N←N≡N]+N←N≡N]- ； 单质；
离子键、非极性共价键、配位键； 固； 较高； 会 。项目
概念
对分子性质的影响
键能
拆开1ml共价键所 的能量或生成1m1共价键所 的能量
键能越大，键越 ，分子越
键长
成键的两个原子核间的 距离
键长越 ，键能越 ，键越牢固，分子越稳定
键角
分子中 键之间的夹角
决定分子的 构型和 的极性
键 型
成 键 元 素
成 键 粒 子
粒子间相互作用
离子键
活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间
阴、阳离子
静电作用
共
价
键
极性共价键
一般是不同的非金属元素之间
不同元素的原子
共用电子对
非极性共价键
一般是同种非金属元素之间
同种元素的原子
共用电子对
金属键
同种金属元素
金属阳离子与自由电子
静电作用
化学键
氢 键
分子间作用力
概念
相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用
某些物质的分子间(或分子内)，半径小，非金属性很强的原子与氢原子的静电作用
物质的分子间存在的微弱的相互作用
范围
分子或某些晶体内
分子间(分子内)
分子间
能量
键能一般为：120～800 kJ·ml-1
在41.84 kJ·ml-1以下
约几个至数十个kJ·ml-1
性质影响
主要影响物质的化学性质
主要影响物质的物理性质
主要影响物质的物理性质
H—H
H—F
H—Cl
H—Br
436
565
431
368
键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
H—Cl
H—Br
键能/kJ·ml-1
436.0
242.7
193.7
431.8
366.0
第一记录项
第二记录项
第三记录项
实验次数
取用乙醇的物质的量
与足量钠反应产生氢气的体积（换算成标准状况）
第1次
0.020ml
0.223L
第2次
0.010ml
0.114L
第3次
0.010ml
0.111L