高中化学人教版必修2（练习）1_3 化学键含解析

高中化学人教版必修2（练习）1_3 化学键含解析

目标导航]　1.知道离子键和共价键、离子化合物和共价化合物的概念。2.能用电子式表示简单离子化合物、共价化合物的形成过程。3.认识化学键的含义，并从化学键角度理解化学反应的实质。4.了解分子间作用力及其与物质性质的关系。‎ 一、离子键和离子化合物 ‎1．离子键 ‎(1)定义：带相反电荷离子之间的相互作用。‎ ‎(2)成键粒子：阴离子和阳离子。‎ ‎(3)成键元素：一般是活泼金属元素和活泼非金属元素。‎ ‎(4)存在：离子化合物。‎ ‎(5)表示：电子式：如NaCl　 ‎ MgCl2　 ‎ NaOH　 ‎ ‎2．离子化合物 ‎(1)定义：由离子键构成的化合物。‎ ‎(2)形成过程 ‎①电子式：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。如：‎ 原子：NaNa×、Mg×Mg×、；‎ 阳离子：Na＋Na＋、Mg2＋Mg2＋；‎ 阴离子：、。‎ ‎②形成过程：‎ 提醒　NH4Cl是离子化合物而不是共价化合物，电子式是，而不是。‎ 议一议 ‎(1)所有的金属与非金属化合都形成离子化合物吗？‎ ‎(2)离子化合物中一定只含有离子键吗？‎ 答案　(1)不一定。一般活泼金属与活泼非金属化合都形成离子化合物，但也可能生成共价化合物，如AlCl3。‎ ‎(2)不一定。离子化合物中一定含有离子键，但也可能含有共价键，如KOH除含有离子键外还含有O—H共价键。‎ 二、共价键及其表示方法 ‎1．共价键 ‎(1)定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。‎ ‎(2)成键粒子：原子。‎ ‎(3)成键元素：同种或不同种非金属元素化合时能形成共价键。‎ ‎(4)存在 ‎①非金属单质(除稀有气体)，如H2、O2、N2、O3。‎ ‎②共价化合物，如CO2、HCl、H2SO4、SiO2。‎ ‎③某些离子化合物，如NaOH、Na2O2、Na2CO3、NH4Cl。‎ ‎(5)分类 ‎(6)表示：‎ ‎①电子式：如HCl　 、H2HH、H2O　 ；‎ ‎②结构式：如N2N≡N、HCl H—Cl、CO2O===C===O。‎ ‎2．共价化合物 ‎(1)定义：以共用电子对形成的化合物。‎ ‎(2)形成过程：。‎ 提醒　HClO的电子式是H ，而不是H ；结构式是H—O—Cl，而不是H—Cl—O。‎ 议一议 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)由分子组成的物质中一定存在共价键(　　)‎ ‎(2)由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物(　　)‎ ‎(3)离子化合物中一定不存在共价键(　　)‎ ‎(4)含有共价键的化合物一定是共价化合物(　　)‎ ‎(5)共价化合物中可能含有离子键(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ 三、化学键　分子间作用力和氢键 ‎1．化学键 ‎(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。‎ ‎(2)形成类别 ‎①原子间价电子的转移——离子键。‎ ‎②原子间价电子的共用——共价键。‎ ‎(3)化学反应的本质：一个化学反应的发生，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成的过程。‎ ‎2．分子间作用力 ‎(1)定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又叫范德华力。‎ ‎(2)规律：一般说来，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、沸点也就越高，如卤素单质的熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。‎ ‎3．氢键 如液态NH3、H2O和HF中分子之间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用，叫做氢键。氢键不是化学键，可看作一种较强的分子间作用力。‎ 点拨　化学键既影响物质的物理性质，又影响物质的化学性质；而分子间作用力只影响物质的物理性质。‎ 议一议 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)构成单质分子的粒子一定含有共价键(　　)‎ ‎(2)由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物(　　)‎ ‎(3)不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键(　　)‎ 答案　(1)×　(2)√　(3)×‎ 一、离子键和共价键　离子化合物和共价化合物的判断 例1　下列说法正确的是(　　)‎ A．只含有共价键的物质属于共价化合物 B．所有物质中均含有化学键 C．含有离子键的物质肯定含金属元素 D．只要含离子键的化合物就属于离子化合物 解析　只含有共价键的化合物属于共价化合物，物质包括单质和化合物，A错误；稀有气体中无化学键，B错误；铵盐是离子化合物，但无金属元素，C错误；只要含离子键的化合物就属于离子化合物，D正确。‎ 答案　D 归纳总结　化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能”‎ ‎(1)“三个一定”‎ ‎①离子化合物中一定含离子键；‎ ‎②含离子键的一定是离子化合物；‎ ‎③共价化合物中一定不含离子键。‎ ‎(2)“三个可能”‎ ‎①离子化合物中可能含有共价键，如NaOH；‎ ‎②金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物，如AlCl3；‎ ‎③完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl。‎ 变式训练1　下列物质中，既有离子键，又有共价键的是(　　)‎ A．HCl B．KCl C．CaCl2 D．NH4NO3‎ 答案　D 解析　HCl中只有共价键，KCl和CaCl2中只有离子键，NH4NO3中既有离子键又有共价键。‎ 二、用电子式表示物质及其形成过程 例2　下列电子式中正确的是(　　)‎ 解析　氧化钠中钠离子不能合并，应为Na＋，A错误；硫化氢是共价化合物，应为B错误；钡离子的电子式就是其离子符号，氢氧根的电子式是 ‎，C正确；二硫化碳分子中，硫原子的最外层不是8个电子，漏掉了电子，应为 ，D错误。‎ 答案　C 规律总结　书写电子式的注意要点 ‎(1)同一个式子中的同一元素的原子的电子要用同一符号，都用“·”或“”。‎ 如：×Mg×不能写成·Mg×。‎ ‎(2)主族元素的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。如Mg2＋既是镁离子符号，也是镁离子的电子式。阴离子的最外层都是8电子结构(H－除外)，在表示电子的符号外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷。‎ 如：S2－的电子式为，Cl－的电子式为。‎ ‎(3)离子化合物中阴、阳离子个数比不是1∶1时，要注意每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻的事实。‎ 如：MgCl2的电子式为，不能写成。‎ ‎(4)写双原子分子的非金属单质的电子式时，要注意共用电子对的数目和表示方法。‎ 如：N2的电子式应为，不能写成，更不能写成 。‎ ‎(5)防止化合物类型判断错误，即离子化合物与共价化合物分不清。‎ 如：NaCl写成，HCl写成。‎ ‎(6)防止漏写未参与成键的电子对。‎ 如：N2写成N⋮⋮N；CCl4写成。‎ 变式训练2　下列电子式书写正确的是(　　)‎ A．NH3　 B．CCl4　 ‎ C．N2　N⋮⋮N D．CO2　 答案　C 解析　A、B均漏写未参与成键的电子，D中C、O共用电子对数目标错，也不满足8电子稳定结构，正确写法为。‎ 三、物质变化过程中化学键的变化 例3　在下列变化①I2升华，②烧碱熔化，③NaCl溶于水，④HCl溶于水，⑤O2溶于水，⑥Na2O2溶于水中，未发生化学键破坏的是________；仅发生离子键破坏的是________；仅发生共价键破坏的是________；既发生离子键破坏，又发生共价键破坏的是________。‎ 解析　I2和O2是单质，在存在形式变化过程中未破坏化学键，NaCl是离子化合物，HCl是共价化合物，NaOH和Na2O2既含共价键又含离子键，但NaOH熔化时只破坏离子键，而Na2O2溶于水发生了化学反应既破坏了离子键又破坏了共价键。‎ 答案　①⑤　②③　④　⑥‎ 归纳总结 ‎1．化学反应过程 化学反应过程中一定有反应物中旧化学键的破坏和产物中新化学键的形成。如：‎ H2＋F2===2HF，H—H键、F—F键均被破坏，形成H—F键。‎ ‎2．离子化合物的溶解或熔化过程 离子化合物电离阴、阳离子 ‎3．共价化合物的溶解或熔化过程 ‎(1)溶解过程 ‎ ‎ ‎(2)熔化 共价化合物——由分子构成的，如CO2——破坏分子间作用力 ‎4．单质的熔化或溶解过程 单质的特点 化学键变化 举　例 由分子构成的固体单质 熔化或升华时只破坏分子间作用力，不破坏化学键 P4的熔化，‎ I2的升华 能与水反应的某些活泼非金属单质 溶于水后，分子内共价键被破坏 Cl2、F2等 特别提醒　(1)化学反应中，并不是反应物中所有的化学键都被破坏，如(NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NH4Cl，只破坏反应物中的离子键，而共价键未被破坏。‎ ‎(2)化学键被破坏的变化，不一定是化学变化，如NaCl、金刚石的受热熔化、NaCl溶于水等。只有旧化学键的断裂而没有新化学键的生成，故不是化学变化。‎ 变式训练3　在下列变化过程中，属于“破坏极性键和非极性键→形成极性键和非极性键”过程的是(　　)‎ A．冰→水→水蒸气→H2和O2‎ B．2Na＋Cl2===2NaCl C．2H2＋O22H2O D．2H2O22H2O＋O2↑‎ 答案　D ‎1．关于离子键、共价键的各种叙述中，下列说法中正确的是(　　)‎ A．在离子化合物中，只存在离子键，没有共价键 B．非极性键只存在于双原子的单质分子中 C．在共价化合物分子内，一定不存在离子键 D．由不同元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键 答案　C 解析　在复杂的离子化合物如氢氧化钠、过氧化钠中既存在离子键又存在共价键，A错误；复杂的离子化合物如过氧化钠中也存在非极性键，B错误；C正确；在H2O2中既存在极性键又存在非极性键，D错误。‎ ‎2．下列变化过程中，原物质分子内共价键被破坏，同时有离子键形成的是(　　)‎ A．盐酸和NaOH溶液混合 B．氯化氢溶于水 C．溴化氢气体与氨气相遇反应 D．锌和稀硫酸反应 答案　C 解析　反应生成氯化钠和水，没有共价键的破坏，A错误；氯化氢溶于水发生电离，只有共价键的破坏，B错误；溴化氢气体与氨气相遇，反应生成氯化铵，HBr中共价键被破坏，生成溴化铵时有离子键形成，C正确；反应生成硫酸锌和氢气，没有共价键的破坏，D错误。‎ ‎3．关于氢键的说法中正确的是(　　)‎ A．每个水分子内含有两个氢键 B．在水蒸气、水和冰中都含有氢键 C．分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高 D．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 答案　C 解析　水在固态和液态时，分子间存在着氢键，而气态时氢键被破坏，所以A、B错误。氢键不影响物质的稳定性，D错误。‎ ‎4．下列电子式或用电子式表示化合物形成过程正确的是(　　)‎ A．NH　 ‎ B．CCl4　 ‎ C．MgCl2　‎ D．HCl　 ‎ 答案　D 解析　正确写法应为，A错误；氯原子最外层电子没写全，B错误；生成物中的2个要分开写在Mg2＋的两侧，不能合并写，C错误；符合电子式的书写要求，D正确。‎ ‎5．现有下列物质：①Cl2　②Na2O2　③NaOH　④HCl ‎⑤H2O2　⑥MgF2　⑦NH4Cl ‎(1)只由离子键构成的物质是________。‎ ‎(2)只由极性键构成的物质是________。‎ ‎(3)只由非极性键构成的物质是________。‎ ‎(4)只由非金属元素组成的离子化合物是________。‎ ‎(5)由极性键和非极性键构成的物质是________。‎ ‎(6)由离子键和极性键构成的物质是________。‎ ‎(7)由离子键和非极性键构成的物质是________。‎ ‎(8)属于离子化合物的物质是________。‎ ‎(9)属于共价化合物的物质是________。‎ 答案　(1)⑥　(2)④　(3)①　(4)⑦　(5)⑤　(6)③⑦　(7)②　(8)②③⑥⑦　(9)④⑤‎ 基础过关]‎ 题组1　化合物的判断及其表示方法 ‎1．下列不是离子化合物的是(　　)‎ 答案　B 解析　非金属氧化物不是离子化合物，B选项错误。‎ ‎2．下列化合物电子式书写正确的是(　　)‎ 答案　D 解析　CaCl2的电子式为；Na2S的电子式为；MgO的电子式为。‎ 题组2　化合物类型与化学键类型的关系 ‎3．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．含有极性键的分子中一定不含非极性键 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，A正确，D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，B错误；极性键和非极性键可以共存于同一分子中，如H2O2，C错误。‎ ‎4．下列物质中，既含有离子键，又含有非极性共价键的是(　　)‎ A．Na2O2 B．CaCl2‎ C．NaOH 0D．NH4Cl 答案　A 解析　Na2O2含离子键和O—O非极性共价键，A正确；CaCl2只含离子键，B错误；NaOH中含离子键和O—H极性共价键，C错误；NH4Cl中含离子键和N—H极性共价键，D错误。‎ ‎5．实验室常用H2O2制取O2，反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。下列说法不正确的是(　　)‎ A．H2O2分子中含有极性键和非极性键 B．H2O分子中只含极性键 C．H2O2分子中所有原子都达8电子稳定结构 D．该反应中H2O2是氧化剂也是还原剂 答案　C 解析　H2O2分子中含有H—O极性键和O—O非极性键，A正确；H2O分子中含有H—O极性键，B正确；H2O2分子中H原子达到2电子稳定结构，未达到8电子稳定结构，C错误；H2O2分解生成H2O和O2，O元素的化合价由－1价升高到0价和降低到－2价，故H2O2既是氧化剂也是还原剂，D正确。‎ ‎6．下列哪一组元素的原子间反应容易形成离子键(　　)‎ 原子 a b c d e f g M层电子数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎①a和c　②a和f　③d和g　④b和g A．①② B．②④ C．②③ D．③④‎ 答案　B 解析　由原子a～g的M层电子数可知，M层即为原子的最外层，a～g均为第三周期元素，a、b均为活泼的金属元素，f、g均为活泼的非金属元素，所以a与f、b与g形成的化学键为离子键，B正确。‎ ‎7．下列关于化学键和化合物的说法中正确的是(　　)‎ A．两种元素组成的分子中一定只有极性键 B．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 D．含有阴离子的化合物一定含有阳离子 答案　D 解析　两种元素组成的分子中一定有极性键，也可能有非极性键，如H2O2，A错误；金属元素和非金属元素形成的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3，B错误；非金属元素组成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl，C错误。‎ ‎8．下面是同学们熟悉的物质：‎ ‎①O2　②金刚石　③NaBr　④H2SO4　⑤Na2CO3‎ ‎⑥NH4Cl　⑦NaHSO4　⑧Ne　⑨Na2O2　⑩NaOH ‎(1)这些物质中，只含有共价键的是________________(填序号，下同)；只含有离子键的是________；既含有共价键又含有离子键的是______________；不存在化学键的是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)属于共价化合物的是________；属于离子化合物的是________。‎ ‎(3)将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的________，写出其电离方程式_________________；‎ NaHSO4在熔融状态下电离，破坏了________，写出其电离方程式______________________。‎ 答案　(1)①②④　③　⑤⑥⑦⑨⑩　⑧‎ ‎(2)④　③⑤⑥⑦⑨⑩‎ ‎(3)离子键和共价键　NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO　离子键　NaHSO4===Na＋＋HSO 解析　O2、金刚石中只含有共价键；H2SO4只含有共价键，是共价化合物；NaBr中只含有离子键，是离子化合物；Na2CO3、NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH中都是既含有离子键又含有共价键的离子化合物；稀有气体Ne是单原子分子，不含任何化学键。NaHSO4溶于水电离时，Na＋与HSO之间的离子键被破坏，HSO中H＋与SO之间的共价键也被破坏；而在熔融状态电离时只破坏离子键。‎ 能力提升]‎ ‎9.意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4气体分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．N4分子属于一种新型的化合物 B．N4分子中只含有非极性键 C．1 mol N4分子所含共价键数为4NA D．N4沸点比P4(白磷)高 答案　B 解析　N4是单质不是化合物，A错误；由同种元素原子形成的共价键为非极性键，B正确；由图可知，1 mol N4中含有6 mol N—N键，所以含有6NA个共价键，C错误；相同条件下，气体的沸点比固体低，故沸点P4>N4，D错误。‎ ‎10．氢化铵(NH4H)与氯化铵的结构相似，又知它与水反应有气体生成。下列关于氢化铵叙述不正确的是(　　)‎ A．是离子化合物，含有离子键和共价键 B．电子式是 C．与水反应时，是还原剂 D．固体投入少量的水中，有两种气体产生 答案　B 解析　对比NH4Cl的结构可知，NH4H的电子式应为，存在H—N极性共价键和离子键，属于离子化合物；H元素的化合价可标为N4，所以 NH4H有很强的还原性，可与H2O发生反应：NH4H＋H2O===NH3·H2O＋H2↑，若水少量，可放出NH3。‎ 拓展探究]‎ ‎11．过氧化氢(H2O2)又叫双氧水，其水溶液可用于制备工业上的漂白剂、特殊环境里燃料燃烧的助燃剂、医疗上的消毒剂、实验室里的制氧剂等。过氧化钠(Na2O2)可用于制备工业上的漂白剂、实验室里的制氧剂、呼吸面具或潜水艇中的制氧剂等。过氧原子团“O2”由2个氧原子共用1对电子形成。‎ ‎(1)分别写出H2O2、Na2O2的电子式：________________________________、‎ ‎__________________。‎ ‎(2)①H2O、H2O2中化学键的不同点是___________________________。‎ ‎②Na2O、Na2O2中化学键的不同点是____________________________________________。‎ ‎③H2O2的化合物类型是________________(填“共价化合物”或“离子化合物”)。‎ ‎(3)分别写出H2O2、Na2O2作供氧剂的化学方程式：‎ H2O2：________________________________________________________________________。‎ Na2O2：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)H2O2与Na2O2相比，化学键更稳定的是________(写物质的名称)，主要根据是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1) ‎ ‎(2)①H2O中没有非极性键，H2O2中有非极性键 ‎②Na2O中没有共价键，Na2O2中有共价键(或非极性键)‎ ‎③共价化合物 ‎(3)2H2O22H2O＋O2↑‎ ‎2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑或2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ ‎(4)过氧化氢　Na2O2在常温下跟水快速反应生成O2，H2O2的水溶液在催化剂作用下才能较快地反应生成O2‎ 解析　H2O2与Na2O2中都含有过氧基“—O—O—”。题中告知“—O—O—”由2个O共用1对电子形成，又知H的化合价为＋1价，则H与O之间共用1对电子，这样就可以写出H2O2的电子式。比较H2O2与Na2O2，Na的化合价也是＋1价，但Na与O之间的化学键应是离子键而不是共价键，则Na2O2是由“O”与“Na＋”构成的。‎ 回想H2O、Na2O的电子式，比较H2O与H2O2、Na2O与Na2O2的电子式，可顺利完成有关问题。‎ 写过了H2O2、Na2O2作供氧剂的化学方程式，能联想到相关的化学反应现象。这样的现象是H2O2、Na2O2中化学键的稳定性的反映，比较H2O2、Na2O2在日常生活中产生O2的难易便可比较二者的化学稳定性。 ‎