高中化学化学键化学反应与能量化学键与化学反应第1课时化学键与化学反应中的物质变化学案鲁科版必修2.docx
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高中化学化学键化学反应与能量化学键与化学反应第1课时化学键与化学反应中的物质变化学案鲁科版必修2
第1节 化学键与化学反应
第1课时 化学键与化学反应中的物质变化
1．了解化学键的含义。
2．了解离子键、共价键的形成过程与形成条件。
（重难点）
3．熟悉化学键类型与物质间的关系。
（重点）
4．了解化学反应中物质变化的实质，学会从微观的角度认识化学反应。
化学键
[基础·初探]
1．化学键与物质变化
（1）化学键：
相邻原子间的强相互作用。
（2）化学反应中物质变化的实质：
旧化学键断裂和新化学键形成。
（3）化学反应中化学键的变化实例分析
化学反应
断裂的键
形成的键
2H2＋O2
2H2O
H2分子中氢原子间和O2分子中氧原子间的化学键
H2O分子中氢原子和氧原子间的化学键
H2＋Cl2
2HCl
H2分子中氢原子间和Cl2分子中氯原子间的化学键
HCl分子中氢原子和氯原子间的化学键
N2＋3H2
2NH3
N2分子中氮原子间和H2分子中氢原子间的化学键
NH3分子中氮原子和氢原子间的化学键
2.共价键和离子键
（1）共价键
①定义：
原子间通过共用电子形成的化学键。
②构成微粒：
原子。
③作用实质：
共用电子。
④形成过程：
⑤共价键实例：
在H2分子中存在氢氢键；在Cl2分子中存在氯氯键；在CH4分子中存在碳氢键；在CO2分子中存在碳氧键。
（2）离子键
①定义：
阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。
②成键微粒：
阴、阳离子。
③作用实质：
静电作用。
④形成过程：
⑤离子键的实例：
在KCl晶体中K＋与Cl－之间存在离子键；在MgCl2晶体中Mg2＋和Cl－之间存在离子键；CaO晶体中Ca2＋和O2－之间存在离子键。
3．电子式
[探究·升华]
[思考探究]
1．
（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？
（3）金属元素和非金属元素形成的化学键一定是离子键吗？
（4）所有物质都能用电子式表示其组成吗？
【提示】
（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。
（3）不一定，如AlCl3中的化学键就是共价键。
（4）不是。
2．有化学键的断裂或形成就一定是化学反应吗？
【提示】 不一定是化学反应，如NaCl溶于水，属于物理变化，其中有离子键的断裂，而将NaCl蒸发结晶，Na＋和Cl－重新形成离子键而成为晶体，也是物理变化。
[认知升华]
离子键和共价键辨析
离子键
共价键
成键实质
阴、阳离子之间的静电作用
形成共用电子对
成键元素
一般是活泼金属和活泼非金属元素
一般是非金属元素
成键微粒
阴、阳离子
原子
成键的条件
活泼金属与活泼非金属化合时易发生电子的得失形成离子键
非金属元素的原子最外层电子未达到饱和状态，相互间通过共用电子对形成共价键
影响因素
离子半径越小，离子电荷数越多，离子键越强
原子半径越小，共用电子对数越多，共价键越牢固
【温馨提醒】
1．活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中Al和Cl形成的是共价键。
2．NH
中N原子与H原子之间是共价键，而NH
与其他原子或原子团（如Cl－、NO
等）形成的是离子键。
[题组·冲关]
题组1 共价键
1．下列选项中的原子在形成分子时，一定以共价键结合的是（ ）
A．两种非金属元素的原子之间
B．活泼金属与活泼非金属的原子之间
C．同周期元素的原子之间
D．同主族元素的原子之间
【解析】 通常活泼金属与活泼非金属的原子化合形成离子键，故B项错误；同周期元素的原子之间可以形成共价键，如CO2，也可以形成离子键，如NaCl，故C项错误；对于同一主族中既有金属元素又有非金属元素的，同主族元素间也可形成离子键，如ⅠA族的H与Na可形成NaH，即为离子键，故D项错误。
【答案】 A
2．下列各组物质中，化学键全部为共价键的是（ ）
【导学号：
55102058】
A．NH4Cl CO2 Ne
B．O2 KF SO2
C．HCl H2SO4 NH3
D．Na2O2 N2 H2O
【解析】 A项NH4Cl中NH
、Cl－之间为离子键，Ne中不存在化学键；B项KF中K＋、F－之间为离子键；D项Na2O2中Na＋和O
之间为离子键。
【答案】 C
3．下列相关叙述中错误的是（ ）
A．氯化氢是共价化合物
B．氯化氢分子中所有原子最外层都有8个电子
C．氯化氢分子比氯原子和氢原子都稳定
D．氯化氢分子中含有1对共用电子对
【解析】 氯化氢的电子式为
，其中H最外层有2个电子。
【答案】 B
题组2 离子键
4．下列化合物中不含有离子键的是（ ）
A．NaClB．NaOH
C．（NH4）2SO4D．H2SO4
【解析】 Na是活泼金属，与活泼非金属Cl反应生成的NaCl是离子化合物，钠、氯间的化学键是离子键；NaOH中，Na＋与OH－间以离子键结合，OH－中O原子与H原子间以共价键结合；（NH4）2SO4中NH
与SO
间以离子键结合，NH
中N与H，SO
中S与O以共价键结合；H2SO4中，H和O之间、S和O之间都以共价键结合。
【答案】 D
5．下列元素最易形成离子键的是（ ）
A．Na B.Mg
C．Al D．Si
【解析】 元素的金属性越强，越易形成离子键，A项正确。
【答案】 A
6．下列有关化合物中存在的化学键种类的说法正确的是（ ）
A．MgCl2中既存在离子键也存在共价键
B．CH3COOH中只有离子键
C．Na2O2中只存在离子键
D．NH4HSO4中既存在共价键也存在离子键
【解析】 共价化合物中只存在共价键；离子化合物中一定存在离子键，如果离子化合物中存在复杂的离子，如NH
、HSO
、O
等，离子内部还存在着共价键。
MgCl2中只存在离子键，CH3COOH中只存在共价键，而Na2O2、NH4HSO4中则存在离子键和共价键。
【答案】 D
【误区警示】 化学键的分类
化学键
题组3 电子式
7．下列分子的电子式书写正确的是（ ）
【答案】 C
8．下列化学用语表示正确的是（ ）
【导学号：
55102059】
【解析】 次氯酸中，氢原子与氧原子成键，次氯酸的结构式为H—O—Cl，A项错误；CO2中，碳原子与每个氧原子间形成两个共价键，B项正确；Na2O2中，两个Na＋不能合并，应写在过氧根离子的两侧，C项错误；NaCl是离子化合物，阴离子没有加方括号，且没有注明离子所带电荷，D项错误。
【答案】 B
9．
（1）写出下列物质的电子式：
【导学号：
55102060】
H2：
____________，CO2：
____________，
Na2O：
____________，Na2O2：
____________，
KOH：
____________。
（2）用电子式表示下列物质的形成过程：
①N2：
____________________________________________；
②HCl：
____________________________________________；
③CaBr2：
____________________________________________；
④KF：
____________________________________________。
【误区警示】 用电子式表示物质形成过程时需要注意
1．连接号必须使用“→”，不能用等号。
2．左边写出原子的电子式，右边写出共价分子或离子化合物的电子式。
3．书写离子化合物的形成过程时，右边构成离子化合物的每个离子的电子式都要单独写，不能合并，而且要符合相邻关系。
4．离子的电子式要标离子所带的电荷数，阴离子的电子式要用[ ]表示。
5．要和化学方程式区别开，形成过程只是表示原子组合的过程，左侧不能写成物质的化学式。
题组4 “8电子”结构的判断
10．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．CCl4D．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原子最外层均为8电子稳定结构，C项正确。
【答案】 C
11．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是（ ）
A．CH4B．CH2===CH2
C．CO2D．N2
【解析】 CH4、CH2===CH2中氢不满足8电子稳定结构，A、B项错；N2中只含有非极性键且为单质，D项错。
【答案】 C
【规律总结】 电子结构的两种判断方法
1．经验规律法（化合物适用）
凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。
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。
离子化合物和共价化合物
[基础·初探]
1．化学键与物质构成
（1）离子化合物是含有离子键的化合物。
常见的离子化合物有：
①活泼非金属元素（ⅥA族、ⅦA族）与活泼金属元素（ⅠA、ⅡA族）形成的化合物，如NaCl、CaO、MgBr2等；
②大多数含氧酸盐，如Na2CO3、KNO3等；
③可溶性强碱，如NaOH、Ba（OH）2等；
④铵盐，如NH4Cl、NH4HCO3等；
⑤金属氧化物、金属过氧化物，如Na2O、Na2O2等。
（2）共价化合物是只含有共价键的化合物。
常见的共价化合物有：
①非金属元素的氢化物，如H2S、HCl等；
②酸类，如H2SO4、HNO3等；
③非金属氧化物，如CO2、SiO2等；
④弱碱，如NH3·H2O等；
⑤大多数有机化合物，如CH4、CH3CH2OH等。
2．化学键与物质性质之间的关系
（1）化学键与熔沸点之间的关系。
有些物质熔化时，需要破坏化学键，消耗较多的能量，所以它们的熔沸点较高，如氯化钠等。
（2）化学键与物质的稳定性的关系。
有些物质中的化学键很强，很难破坏，化学性质很稳定，如氮气等。
[探究·升华]
[思考探究]
1．能否根据化合物溶于水形成的溶液是否导电判断一种化合物是离子化合物还是共价化合物？
【提示】 不能。
部分共价化合物溶于水也能电离出阴、阳离子使溶液导电。
2．离子化合物、共价化合物中所含化学键的种类是怎样的？
所有物质中均有化学键吗？
【提示】 离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键；共价化合物中只含有共价键。
稀有气体不含化学键。
[认知升华]
离子化合物与共价化合物的判断方法
1．依据化合物的组成元素判断
（1）活泼的金属元素和活泼的非金属元素原子之间易形成离子键，它们形成的化合物即为离子化合物。
（2）非金属元素原子之间易形成共价键，只含非金属元素原子的化合物一般为共价化合物，但铵盐属于离子化合物。
2．依据化合物的类别判断
（1）金属氧化物（如K2O、Na2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐是离子化合物。
（2）气态氢化物、非金属氧化物、酸、大部分有机物等是共价化合物。
3．依据化合物的一些性质判断
（1）常温下是气态或液态的化合物一定是共价化合物。
但有些共价化合物由非金属元素的原子直接构成，熔点较高，如SiO2等。
（2）熔融态时能导电的化合物一定是离子化合物。
[题组·冲关]
题组1 离子化合物
1．下列不是离子化合物的是（ ）
【解析】 非金属氧化物均为共价化合物。
【答案】 B
2．氯化钠是日常生活中人们常用的调味品。
下列性质可以证明氯化钠一定是离子化合物的是（ ）
A．具有较高的熔点 B.熔融状态下能导电
C．水溶液能导电D．常温下能溶于水
【解析】 只要化合物中存在离子键必为离子化合物，而离子化合物区别于共价化合物的突出特点是：
熔融状态下能导电，故B正确；A项具有较高的熔点，也可能为共价化合物，如SiO2；C项水溶液能导电，可以是共价化合物，如硫酸等；D项能溶于水的化合物可以是离子化合物也可以是共价化合物。
【答案】 B
3．同主族元素形成的同一类型化合物，其结构和性质往往相似。
PH4I是一种白色晶体，下列对PH4I的叙述正确的是（ ）
【导学号：
55102061】
A．它是一种共价化合物
B．它既含离子键又含共价键
C．它不可能与NaOH溶液反应
D．它受热时不会分解
【解析】 用PH4I类比NH4Cl分析即可得出正确答案。
【答案】 B
4．已知下列各种元素中A、B两元素的原子序数，其中可形成AB2型离子化合物的是（ ）
①6和8 ②12和17 ③20和9 ④11和17
A．①③B．①②
C．②③D．③④
【解析】 在元素周期表中，ⅠA、ⅡA族的金属与ⅥA、ⅦA族非金属元素间可形成离子键，含离子键的化合物就是离子化合物。
6和8形成的是CO2,12和17形成的是MgCl2,20和9形成的是CaF2,11和17形成的是NaCl。
【答案】 C
题组2 共价化合物
5．下列各组物质中，都是共价化合物的是（ ）
A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2
C．NH3和N2D．HNO3和HClO
【解析】 选项A中Na2O2、选项B中CaF2都是离子化合物，选项C中N2是单质，不是化合物，选项D中的化合物均是共价化合物。
【答案】 D
6．能证明氯化氢是共价化合物的现象是（ ）
A．HCl极易溶于水
B．液态HCl不能导电
C．HCl在水溶液中完全电离
D．HCl是无色有刺激性气味的气体
【解析】 液态HCl不能导电说明没有游离态的离子存在，故H原子和Cl原子之间的相互作用应是共价键，因此HCl为共价化合物。
【答案】 B
7．下列说法正确的是（ ）
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
C．由共价键形成的分子一定是共价化合物
D．只有非金属原子间才能形成共价键
【解析】 NaOH、NH4Cl中都含有共价键，但二者都是离子化合物；Cl2、H2等由共价键形成，但都是单质；AlCl3中Al—Cl键为共价键。
【答案】 B
题组3 综合应用
8．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（ ）
【导学号：
55102062】
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】 由a的最外层电子数为1，a－的电子层结构与氦相同可知，a为H。
b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第3周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，从而推知，b、c分别为S、Cl。
由c－和d＋的电子层结构相同可知，d为K。
A项S、Cl处于第3周期，Cl的原子序数大于S，则Cl的非金属性强于S；由H2S中S元素显－2价、H元素显＋1价可知，S的非金属性强于H，因此三种元素的非金属性次序为Cl＞S＞H。
B项H和S、Cl可形成共价化合物H2S和HCl，而H与K则形成离子化合物KH。
C项K和H、S、Cl均可形成离子化合物，分别为KH、K2S和KCl。
D项H、S、Cl的最高化合价分别为＋1、＋6和＋7，最低化合价分别为－1、－2和－1，因此三种元素各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6。
【答案】 B
9．C、H、O、Cl、Na五种元素相互结合，写出符合下列条件的化学式：
【导学号：
55102063】
（1）由两种元素组成的离子化合物（写三种）：
____________________________________________。
（2）由两种元素组成的共价化合物（写六种）：
____________________________________________。
（3）由三种元素组成的离子化合物（写三种）：
____________________________________________。
（4）由三种元素组成的共价化合物（写三种）：
____________________________________________。
【答案】
（1）NaCl、Na2O、Na2O2
（2）CH4、H2O、H2O2、HCl、CCl4、CO2
（3）NaOH、Na2CO3、NaClO
（4）HClO、HClO4、H2CO3
（其他答案合理即可）
10．短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，其元素特征信息如下表：
元素编号
元素特征信息
A
最高正价和最低负价的绝对值之差为2
B
与E同主族
C
1molC的单质能与冷水反应，在标准状况下生成11.2LH2
D
原子最外层电子数等于其周期序数
E
负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同
（1）A、E元素与氢元素形成的一种常见化合物中存在的化学键的类型为______。
（2）D和E形成化合物的类型是______（填“共价化合物”或“离子化合物”）。
（3）A元素能与另外四种元素中的一种元素形成共价化合物，分子中的原子个数比为1∶3，相对分子质量为120.5，则该物质的化学式为______。
【解析】 A的最高正价与最低负价的绝对值之差为2，则A为ⅤA族元素，又因B的原子序数大于A，故A为N；1molC的单质与冷水反应生成0.5molH2，故C为Na；D原子的最外层电子数等于其周期序数，D可能为Be或Al，又因原子序数关系，可知D为Al；E的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同，则E为Cl，B和E同主族，且E的原子序数大，故B为F。
【答案】
（1）离子键、共价键
（2）共价化合物 （3）NCl3
【规律总结】 化学键与化合物类型的关系
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