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文档介绍
2018届一轮复习人教版化学键分子间作用力(含氢键)学案
第21讲 化学键 分子间作用力(含氢键) 考纲要求 1.了解化学键的定义。 2．了解离子键、共价键的形成。 3．熟记并正确书写常见离子符号。了解电子式的表示方法。 考点一 化学键 1．化学键 (1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。 (2)分类 (3)化学反应的本质 2．离子键与共价键的比较 键型 共价键 离子键 定义 原子间通过共用电子对形成的化学键 阴、阳离子通过静电作用形成的化学键 成键微粒 原子 阴、阳离子 成键原因 原子有形成稳定结构的趋势 (同左) 成键方式 共用电子对 阴、阳离子间的静电作用 成键元素 一般为非金属元素 一般为活泼金属元素(通常指第ⅠA族、第ⅡA族)与活泼非金属元素(通常指第ⅥA族、第ⅦA族) 3.共价键的分类 形成原子种类 电子对偏向情况 非极性共价键 同种元素原子 无偏向 极性共价键 不同种元素的原子 偏向吸引电子 能力强的一方 4.电子式 (1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来代表原子的最外层电子(价电子)的式子。 (2)写出下列物质的电子式。 ①原子：Na__________，Cl__________。 ②简单离子：Na＋________，F－__________。 ③复杂离子：NH____________，OH－____________。 ④离子化合物。 MgCl2____________，Na2O____________， Na2O2____________。 ⑤非金属单质及共价化合物。 N2__________，H2O____________，CO2____________。 ⑥羟基____________，甲基____________。 1．(RJ必修2·P24,3改编)下列物质既含有极性共价键，又含有非极性共价键的是 ( ) A．NaOH B．CaCl2 C．H2O2 D．H2S 答案： C 2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力( ) (2)非金属元素组成的化合物中只含共价键( ) (3)某些金属与非金属原子间能形成共价键( ) (4)原子最外层只有一个电子的元素跟卤素结合时，所形成的化学键—定是离子键( ) (5)所有的物质中均含化学键，因此有化学键断裂的一定是化学变化( ) 答案： (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× 3．(1)形成离子键的静电作用指的是阴、阳离子间的静电吸引吗？ (2)形成离子键的元素一定是金属元素和非金属元素吗？仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗？ 答案： (1)既有阴、阳离子间的静电吸引，也有原子核与原子核之间、电子与电子之间的相互排斥。 (2)都不一定，如铵盐全是由非金属元素形成的，其中的化学键就有离子键。 1．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 答案： D 2．写出下列物质的结构式。 (1)N2：____________； (2)H2O：____________； (3)CO2：____________； (4)H2O2：__________________。 答案： (1)NN (2)H—O—H (3)COO (4)H—O—O—H 3．下列物质中所有原子均满足最外层8电子稳定结构的化合物是( ) A．PCl5 B．P4 C．CCl4 D．NH3 解析： 判断原子满足最外层8电子结构的方法为：最外层电子数＋所成价键数＝8，故A项、D项错；P4为单质，而非化合物，故B项错；C项中5个原子最外层均为8电子稳定结构，C项正确。 答案： C 判断8电子结构的两种方法 (1)经验规律法 凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构(含非极性键的分子除外)。 (2)试写结构法 判断某化合物中的某元素最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如①H2O，O原子最外层有6个电子，H2O中每个O原子又与两个H原子形成两个共价键，所以H2O中的O原子最外层有6＋2＝8个电子，但H2O中的H原子最外层有2个电子；②N2，N原子最外层有5个电子，N与N之间形成三个共价键，所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。 考点二 化学键与物质类别的关系 1．离子化合物与共价化合物的比较 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 与物质类别的关系 ①强碱 ②绝大多数盐 ③活泼金属氧化物 ①含氧酸 ②弱碱 ③气态氢化物 ④非金属氧化物 ⑤极少数盐 2.化学键与物质类别 (1)只含有共价键的物质 ①非金属元素组成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 ②非金属元素组成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 (2)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。 (3)既含有离子键又含有共价键的物质 含原子团的离子化合物，如Na2O2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。 (4)无化学键的物质：稀有气体，如氩气、氦气等。 3．物质的溶解或熔化与化学键变化 (1)离子化合物的溶解或熔化过程 离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。 (2)共价化合物的溶解过程 ①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。 ②有些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等(列举2种)。 ③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 (3)单质的溶解过程 某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。 1．(RJ必修2·P24,4改编)下列关于化学键的说法中正确的是( ) 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中可能含有离子键 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极性键 答案： B 2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)1 mol KHSO4加热熔化可电离出2NA阳离子( ) (2)共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏( ) (3)共价化合物熔点都低于离子化合物( ) (4)分子内共价键越强，分子越稳定，其熔、沸点也越高( ) (5)含有阳离子的化合物一定含有阴离子( ) (6)在水溶液中能导电的化合物一定是离子化合物( ) (7)离子化合物在任何状态下都能导电( ) (8)有化学键断裂的变化是化学变化( ) 答案： (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)× 3．如何鉴别离子化合物和共价化合物？ 答案： 将待鉴别物质熔化，熔化后能导电的化合物为离子化合物，不能导电的化合物为共价化合物。 考向一 化学键与物质类别 1．现有以下物质： ①NaCl ②Na2O ③Na2O2 ④NaOH ⑤AlCl3 ⑥H2O ⑦N2 ⑧(NH4)2CO3 ⑨CO2 ⑩H2O2 (1)只含离子键的物质有________，只含共价键的物质有________，含有非极性键的化合物有________。 (2)属于离子化合物的有________。 答案： (1)①② ⑤⑥⑦⑨⑩ ③⑩ (2)①②③④⑧ 2．(2016·辽宁沈阳质检)短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是( ) A．Z2Y B．X2Y2 C．Z2Y2 D．ZYX 解析： 由Y2－与Z＋核外电子层的结构相同，可知Y在Z的上一周期，所以Y为氧元素、Z为钠元素，则X为氢元素。A选项，Na2O只有离子键；B选项，H2O2既有非极性共价键，也有极性共价键；C选项，Na2O2 有离子键、非极性共价键，没有极性共价键；D选项，NaOH有离子键、极性共价键。 答案： B 3．下列有关说法正确的是( ) A．该组化合物中只含有共价键：H2O、NH4Cl、H2O2 B．非金属原子间以共价键结合的物质都是共价化合物 C．Na2O、NaOH和Na2SO4为离子化合物，HCl、NH3、NH4NO3、H2SO4为共价化合物 D．共价化合物是由不同种非金属原子间通过共用电子对形成的 解析： NH4Cl中既含有共价键，也含有离子键，A错；非金属原子以共价键结合形成的可能为共价化合物如HCl，也可能为单质如H2、O2，B错；NH4NO3为离子化合物，C错；共价化合物，最少含有两种不同的非金属元素，非金属原子是通过共用电子对形成共价化合物的，D对。 答案： D 判断离子化合物和共价化合物的3种方法 4．在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( ) A．将SO2通入水中 B．烧碱溶于水 C．将HCl通入水中 D．硫酸氢钠溶于水 解析： SO2、HCl不含有离子键，所以不会有离子键的破坏，A和C不符合题意；烧碱在水溶液中电离产生了钠离子和氢氧根离子，没有共价键的破坏，B错；硫酸氢钠既含有离子键又含有共价键，溶于水时钠离子与硫酸氢根离子之间的离子键被破坏，同时硫酸氢根离子中的共价键也被破坏。 答案： D 5．从化学键的观点看，化学反应的实质是“旧键的断裂，新键的形成”，据此你认为下列变化属于化学反应的是( ) A．对空气进行降温加压 B． 金刚石变成石墨 C．NaCl熔化 D．碘溶于CCl4中 解析： A项中既无化学键断裂又无化学键形成；B项先断裂金刚石中的共价键再形成石墨中的共价键；C项只断裂NaCl中的离子键无新化学键形成；D项无化学键的断裂和形成。 答案： B 考点三 分子间作用力和氢键 1．分子间作用力 (1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。 (2)特点 ①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。 ②分子间作用力存在于由共价键形成的共价化合物分子和绝大多数液态、固态非金属单质分子之间。 (3)变化规律 一般来说，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、沸点也越高。例如熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2。 2．氢键 (1)定义：分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。 (2)形成条件：除H外，形成氢键的原子通常是N、O、F。 (3)存在：氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)H2O的稳定性大于H2S，是因为水分子间存在氢键( ) (2)F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高，是因为分子间作用力越来越大( ) (3)共价化合物分子间均不存在分子间作用力( ) (4)HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，其熔沸点逐渐升高( ) (5)由于分子间作用力逐渐增加，甲烷、乙烷、丙烷的沸点逐渐升高( ) (6)H2S、H2O为同一主族元素的氢化物，且相对分子质量：H2S>H2O，则必有沸点：H2S>H2O( ) 答案： (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)× 2．氢键属于化学键吗？范德华力、氢键、化学键三者的强弱关系如何？ 答案： 氢键不属于化学键，应属于分子间作用力。范德华力<氢键<化学键。 1．右图中每条折线表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是( ) A．H2S B．HCl C．PH3 D．SiH4 解析： 在第ⅣA～ⅦA族中元素的氢化物中，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点反常的高，则含a的线为第ⅣA族元素的氢化物，则a点为SiH4。 答案： D 2．下列现象与氢键有关的是( ) ①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液态水的密度小 ④水分子高温下很稳定 A．①②③④ B．①②③ C．①② D．①③ 解析： 水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大。 答案： B [2015·新课标全国卷Ⅰ]W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18 [高考还可以这样考] (1)W与X形成的气态氢化物的电子式________，其结构式________。 (2)W与Z可形成18e－结构的分子，用电子式表示该分子的形成过程____________。 (3)W、X、Y、Z中的三种元素可形成一种含有28个电子的化合物，该化合物中含有化学键________，属于________化合物。 (4)W分别与X、Y形成气态氢化物a和b，在水中的溶解度a________b(填“>”“<”或“＝”)，原因 。 (5)镁在X2中燃烧得到的化合物是离子化合物还是共价化合物？____________，写出反应的化学方程式 。 答案： (3)离子键、极性键(或共价键) 离子 (4)> NH3分子与H2O分子之间可形成氢键 (5)离子化合物 3Mg＋N2Mg3N2 [课堂随笔] 课时训练 化学键 分子间作用力(含氢键) 1．化学键使得一百多种元素构成了世界万物。关于化学键的下列叙述中，正确的是 ( ) A．化学键是相邻原子或离子间的相互作用，它存在于分子、原子团中 B．离子键是阴、阳离子通过静电作用而形成的化学键 C．共价键只存在于共价化合物中 D．非金属元素的原子之间不可能形成离子键 答案： B 2．含下列化学键的物质，可能为单质的是( ) A．只有离子键的物质 B．既有离子键，又有非极性键的物质 C．既有极性键，又有离子键的物质 D．只有非极性键的物质 解析： 离子键和极性键一定存在于化合物中，D项正确。 答案： D 3．某元素的原子最外层只有一个电子，它与卤素结合时，所形成的化学键是 ( ) A．一定是离子键 B．一定是共价键 C．可能是离子键，也可能是共价键 D．以上说法都不正确 解析： 最外层只有一个电子的元素可以是H元素，也可以是碱金属元素，HCl含有的化学键为共价键，NaCl含有的化学键为离子键，C项正确。 答案： C 4．(2016·湖南衡阳联考)下列物质中不含离子键的是( ) ①NH4HCO3 ②NH3 ③BaSO4 ④CH3COONa·3H2O ⑤Ba(OH)2 ⑥H2SO4 A．①④⑥ B．②③⑤ C．④⑤ D．②⑥ 解析： ①NH4HCO3中铵根离子和碳酸氢根离子之间以离子键相结合；②NH3中N和H之间以共价键相结合，不含离子键；③BaSO4中钡离子和硫酸根离子之间以离子键相结合；④CH3COONa·3H2O中醋酸根离子和钠离子之间以离子键相结合；⑤Ba(OH)2中钡离子和氢氧根离子之间以离子键相结合；⑥H2SO4中S和H、O之间以共价键相结合，不含离子键。因此不含有离子键的是②⑥，故选D。 答案： D 5．下列物质的电子式书写正确的是( ) 答案： B 6．下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( ) A．质子数为17、中子数为20的氯原子：Cl D．氯乙烯分子的结构简式：H3C—CH2Cl 解析： 元素符号左上角的数字表示质量数，应为17＋20＝37，A项错误；Cl－的最外层为8个电子，B项错误；Cl2中两个Cl原子之间有一对共用电子对，C项正确；H3C—CH2Cl为氯乙烷，氯乙烯分子中有一个碳碳双键，结构简式为CH2===CHCl，D项错误。 答案： C 7．CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应 NH3＋CO2―→＋H2O 下列有关三聚氰酸的说法正确的是( ) A．分子式为C3H6N3O3 B．分子中既含极性键，又含非极性键 C．属于共价化合物 D．生成该物质的上述反应为中和反应 解析： 三聚氰酸的分子式为C3H3N3O3，A项错误；三聚氰酸分子中的化学键均为极性键，B项错误；三聚氰酸是由极性共价键构成的共价化合物，C项正确；中和反应生成盐和水，而该反应没有盐生成，不属于中和反应，D项错误。 答案： C 8．下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是( ) A．可溶于水 B．具有较高的熔点 C．水溶液能导电 D．熔融状态下能导电 解析： 熔融状态下能导电的化合物一定为离子化合物，离子化合物内一定存在离子键。 答案： D 9．(2016·湖北荆州中学段测)下列有关化学键的叙述，正确的是 ( ) A．硫酸氢钠溶于水既有离子键被破坏又有共价键被破坏 B．单质分子中均含共价键 C．HF与HBr相比，分子内共价键更强，所以HF沸点更高 D．由不同元素组成的多原子分子里，只存在极性键 解析： 硫酸氢钠溶于水电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子，既有离子键被破坏又有共价键被破坏，A正确；单质分子中不一定均含共价键，例如稀有气体，B错误；HF与HBr相比，分子内共价键更强，但HF沸点高低与共价键无关系，主要是由于HF分子之间能形成氢键，C错误；由不同元素组成的多原子分子里，不一定只存在极性键，也可能存在非极性键，例如乙醇，D错误。 答案： A 10．下列变化需克服相同类型作用力的是( ) A．碘和干冰的升华 B．Na2O2和C60的熔化 C．氯化氢和氯化钾的溶解 D．溴的气化和NH4Cl加热分解 解析： A项的变化克服的都是分子间作用力，正确；Na2O2和C60的熔化分别克服的是离子键和分子间作用力，B项错误；氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键和离子键，C项错误；溴的气化克服的是分子间作用力，NH4Cl分解破坏的是离子键和共价键。 答案： A 11．(2016·福建泉州五校联考)下列说法正确的是( ) A．16O和18O原子的核外电子排布不相同 B．含有离子键的化合物一定是离子化合物 C．HF、HCl、HBr、HI的熔沸点逐渐升高 D．干冰和二氧化硅熔化时所克服微粒间的相互作用相同 解析： 两种核素均为氧元素的不同种原子，核电荷数为8，核外电子排布方式相同，故A错误；离子化合物是含有离子键的化合物，所以含有离子键的化合物一定是离子化合物，故B正确；HF中存在氢键，故HF的熔沸点反常的升高，比HCl、HBr、HI的熔沸点均高，故C错误；干冰为分子晶体，熔化时克服分子间作用力，二氧化硅为原子晶体，熔化时克服共价键，故D错误。 答案： B 12．原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a－的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的电子层结构相同。下列叙述错误的是( ) A．元素的非金属性次序为c>b>a B．a和其他3种元素均能形成共价化合物 C．d和其他3种元素均能形成离子化合物 D．元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6 解析： 因a－的电子层结构与He相同，所以a为H；因b、c次外层有8个电子，最外层电子数分别为6、7，所以b、c分别为S、Cl；因c－和d＋的电子层结构相同，且d最外层为1个电子，所以d为K。故c(Cl)、b(S)、a(H)的非金属性强弱次序为c(Cl)>b(S)>a(H)，A项正确；元素H与K不能形成共价化合物，B项错误；元素K可与H、S、Cl分别形成离子化合物KH、K2S、KCl，C项正确；因a、b、c对应元素的最高化合价和最低化合价分别为＋1、＋6、＋7价和－1、－2、－1价，所以它们的代数和分别为0、4、6，D项正确。 答案： B 13．有以下9种物质：①Ne；②NH4Cl；③KNO3；④NaOH；⑤Cl2；⑥SO2；⑦H2S；⑧Na2O2；⑨MgCl2。 请用上述物质的数字序号填空： (1)只存在离子键的是 ________________________________________________________________________。 (2)只存在共价键的是 ________________________________________________________________________。 (3)只存在共价键的电解质是 ________________________________________________________________________。 (4)既存在离子键又存在共价键的是 ________________________________________________________________________。 (5)不存在化学键的是 ________________________________________________________________________。 答案： (1)⑨ (2)⑤⑥⑦ (3)⑦ (4)②③④⑧ (5)① 14．(2016·江西赣中南五校期末)A、B、X、Y和Z是原子序数依次递增的短周期元素，其中A与Y同主族，X与Z同主族，A与B和X均可形成10个电子化合物；B与Z的最外层电子数之比为2∶3，常见化合物Y2X2与水反应生成X的单质，其溶液可使酚酞试液变红。请回答下列问题： (1)Z的原子结构示意图为________；化合物BA4的电子式为________。 (2)化合物Y2X2中含有的化学键类型有________(填序号)。 A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．氢键 (3)化合物A2X和A2Z中，沸点较高的是________(填化学式)，其主要原因是 ________________________________________________________________________。 (4)A与X、A与Z均能形成18个电子的化合物，此两种化合物发生反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 解析： Y2X2与水反应生成X单质，其溶液可使酚酞试液变红，Y为Na，X为O。又因X与Z同主族，则Z为S，A、B、X、Y、Z原子序数依次递增，B与Z最外层电子数之比为2∶3，B为C，A与B和X均可形成10电子化合物，A为H，化合物BA4为CH4。 答案： (2)AC (3)H2O H2O分子间存在氢键 (4)H2O2＋H2S===S↓＋2H2O或4H2O2＋H2S===H2SO4＋4H2O 15．(2016·河南郑州模拟)原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，其中X、Z、W与氢元素可组成共价化合物XH3、H2Z和HW；Y与氧元素可组成离子化合物Y2O和Y2O2。 (1)写出Y2O2的化学式________，其中含有的化学键是________。 (2)X、Z、W三种元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是________(填写化学式)。 (3)XH3、H2Z和HW三种化合物，其中一种与另外两种都能反应的是 ________(填写化学式)，生成物属于________(填“离子”或“共价”)化合物。 (4)写出下列物质的电子式： ①XW3：____________；②Y2Z：____________。 (5)X的气态氢化物的结构式：______________。 解析： 由共价化合物XH3、H2Z和HW知，X、Z、W分别在ⅤA族、ⅥA族和ⅦA族，由原子序数X查看更多