步步高 学案导学高中化学人教版必修2配套文档 第1章 第3节 第2课时 共价键.docx

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步步高学案导学高中化学人教版必修2配套文档第1章第3节第2课时共价键

第2课时　共价键

[学习目标定位]　1.知道共价键、极性键的概念和实质。

2.学会用电子式表示共价分子的形成过程，用结构式表示简单的共价分子结构。

3.能从化学键的角度理解化学反应的本质。

一　共价键与共价化合物

1.共价键的形成过程

（1）氯分子的形成过程

请你根据上述图示，用电子式表示其形成过程

。

（2）下图形象地表示了氯化氢分子的形成过程

请你用电子式表示HCl的形成过程：

。

2.共价键

（1）共价键的概念是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，其成键粒子是原子，实质是共用电子对对两原子的电性作用。

（2）共价键的形成条件是同种非金属原子或不同种非金属原子之间，且成键的原子成键前最外层电子未达饱和状态。

（3）共价键的类别：

①非极性键是同种非金属元素的原子间形成的共价键。

共用电子对不发生偏移，成键原子不显电性。

②极性键是不同种非金属元素的原子间形成的共价键。

共用电子对发生偏移，两原子一方略显正电性，另一方略显负电性。

（4）共价键成键的原因是原子通过共用电子对，各原子最外层电子一般都能达到饱和状态、两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态，原子形成分子后，体系的总能量降低。

3.共价化合物

（1）共价化合物的概念是不同原子之间以共用电子对形成的化合物。

（2）请举例说明常见的共价化合物的类型：

酸（如HCl、H2SO4、HClO等）；非金属氧化物（如CO、NO2、SO2等）；非金属氢化物（如NH3、H2S、H2O等）；有机物（如CH4、C2H5OH、CCl4等）。

4.共价键和共价化合物

（1）共价化合物中一定含有共价键。

（2）有些离子化合物也含有共价键，如：

NH4Cl、NaOH、Na2O2等。

[归纳总结]

1.共价键与化合物的关系

（1）两个“一定”

①共价化合物中一定只含有共价键；

②共价化合物中一定不含离子键。

（2）两个“不一定”

①含共价键的物质不一定是共价化合物，也可能是单质，如O2、N2、H2、Cl2等；

②含共价键的化合物不一定是共价化合物，也可能是离子化合物，如NaOH中含有O—H共价键，Na2O2中含有O—O共价键，NH4Cl中含有N—H共价键，但它们都是离子化合物。

2.离子化合物与共价化合物的比较

离子化合物

共价化合物

化学键

离子键或离子键与共价键

共价键

概念

由离子键构成的化合物叫离子化合物

以共用电子对形成分子的化合物叫共价化合物

达到稳定

结构的途径

通过电子得失达到稳定结构

通过形成共用电子对达到稳定结构

构成微粒

阴、阳离子

原子

构成元素

一般为活泼金属元素与活泼非金属元素

不同种非金属元素

表示方法

以NaCl为例：

电子式为

NaCl的形成过程为

以HCl为例：

电子式为

HCl的形成过程为

[活学活用]

1.下列物质中只含有共价键的是（　　）

A.NaCl、HCl、H2O、NaOH

B.Cl2、Na2S、HCl、SO2

C.HBr、CO2、H2O、CS2

D.Na2O2、H2O2、H2O、O3

答案　C

解析　A项中：

NaCl只含有离子键，HCl、H2O只含有共价键，NaOH既有离子键又有共价键；B项中：

Cl2、HCl、SO2分子中只有共价键，而Na2S中只有离子键；D项中：

Na2O2既有离子键又有共价键，H2O2、H2O、O3分子中只有共价键。

2.下列分子的电子式书写正确的是（　　）

答案　C

理解感悟　在书写共价分子的电子式时应注意：

①各原子最外层的电子即便未参与成键也必须全部标出；②要正确标出共用电子对的对数；③中学阶段要求掌握的物质的电子式，一般都满足稳定结构；④电子式书写中原子的排列顺序不一定是分子式中原子的排列顺序，如HClO的电子式为

，而不是

。

二　化学键与分子间作用力

1.化学键

离子键使阴、阳离子结合形成离子化合物，共价键使原子结合形成共价分子，人们把这种使离子之间相结合或原子之间相结合的作用力通称为化学键。

化学键的形成主要通过原子的价电子的转移或共用来实现。

2.化学反应的实质

化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，如H2和Cl2反应生成HCl可用如下过程表示：

3.分子间作用力

（1）要使水分解，需要先破坏水分子内部存在的极性键；若使液态水汽化，需要加热克服水分子之间存在的分子间作用力；二者相比较，难易程度是水分解比水汽化难得多。

（2）概念：

分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，又称范德华力。

（3）主要特征

①广泛存在于分子之间；

②只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力，如固体和液体物质中；

③分子间作用力的能量远远小于化学键；

④由分子构成的物质，其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。

4.氢键

（1）像H2O、NH3、HF这样的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种作用使它们只能在较高的温度下才能汽化，这种相互作用叫氢键。

（2）氢键不是化学键，通常把氢键看作是一种较强的分子间作用力。

氢键比化学键弱，比分子间作用力强。

（3）分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，对物质的水溶性有影响，如NH3极易溶于水，主要是氨分子与水分子之间易形成氢键。

[归纳总结]

化学键、分子间作用力和氢键的比较

相互作用

化学键

分子间作用力

氢键

存在范围

相邻原子（离子）之间

分子之间

某些含强极性键氢化物分子之间（如HF、H2O、NH3等）

作用力

比较

强

很弱

比化学键弱，比分子间作用力强

影响范围

物质的物理性质及化学性质

物质的物理性质

物质的物理性质

[活学活用]

3.下列过程有化学键破坏的同时又有化学键形成的是（　　）

A.碘升华B.冰融化

C.浓盐酸挥发D.NH4Cl受热分解

答案　D

解析　A项碘升华只破坏分子间作用力；B项冰融化只破坏分子间作用力和氢键；C项浓盐酸挥发只破坏分子间作用力；D项是化学反应，既有旧化学键的断裂又有新化学键的形成。

理解感悟　化学键破坏的几种情况：

（1）化学反应过程中反应物中的化学键将被破坏。

如H2＋Cl2

2HCl，H—H、Cl—Cl键均被破坏。

（2）离子化合物的溶解过程：

离子化合物溶解于水时，在水分子的作用下电离成为自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。

（3）离子化合物的熔化过程：

离子化合物在加热熔化时会发生电离，生成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。

（4）有些共价化合物溶于水后，能与水发生反应，其分子内的共价键被破坏。

如CO2、SO2、SO3等。

（5）有些共价化合物属于电解质，溶于水后在水分子的作用下发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏。

如HCl、H2SO4、CH3COOH等。

（6）对于某些很活泼的非金属单质，溶于水后，能与水发生反应，其分子内共价键被破坏。

如Cl2、F2等。

4.试分析下列各种情况下微粒间作用力的变化情况（填“离子键”、“极性键”、“非极性键”或“分子间作用力”）：

（1）NaCl溶于水时破坏__________。

（2）HCl溶于水时破坏__________。

（3）SO2溶于水时破坏__________。

（4）酒精溶于水时破坏__________。

（5）NaOH和HCl反应时形成__________和__________。

（6）反应2H2＋O2===2H2O中，被破坏的是________，形成的是__________。

（7）CaCl2和Na2CO3反应时，被破坏的化学键有______，形成的化学键有__________。

（8）Na2O熔化时被破坏的化学键是__________。

答案　

（1）离子键　

（2）极性键　（3）极性键　（4）分子间作用力　（5）离子键　极性键　（6）非极性键　极性键　（7）离子键　离子键　（8）离子键

解析　NaCl、HCl、SO2中分别含有离子键、极性键、极性键，溶于水时被破坏相应的化学键；酒精溶于水时只破坏分子间作用力；可解决

（1）、

（2）、（3）、（4）；而（5）、（6）、（7）是考查化学变化中化学键的变化情况，根据各物质中的化学键类型判断即可；（8）中Na2O是离子化合物，熔化时破坏离子键。

离子键与共价键的比较

离子键

共价键

概念

带相反电荷的离子之间的相互作用

原子之间通过共用电子对所形成的相互作用

成键

方式

通过得失电子达到稳定结构

通过形成共用电子对达到稳定结构

成键

粒子

阴、阳离子

原子

形成

条件

活泼金属元素与活泼非金属元素化合

同种或不同种非金属元素化合

存在

离子化合物中

绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中

当堂检测

1.下列说法中不正确的是（　　）

A.共价化合物中没有离子键

B.离子化合物中不一定没有共价键

C.共价化合物中可以有离子键

D.离子键只能存在于离子化合物中

答案　C

解析　离子键只能存在于离子化合物中，共价化合物中只能有共价键。

2.食盐（NaCl）是生活中常用的调味品，HCl是胃酸的主要成分，下列关于两种物质的说法正确的是（　　）

A.炒菜时放入食盐并不破坏NaCl中的化学键

B.HCl的电子式是

C.NaCl熔化时共价键被破坏

D.HCl的结构式是H—Cl

答案　D

解析　炒菜时放入食盐，NaCl因溶于水而破坏其中的离子键；HCl为共价化合物，电子式为

；NaCl为离子化合物，熔化时离子键被破坏。

3.下列物质中均为既含有离子键又含有共价键的一组是（　　）

A.NaOH、H2O、NH4Cl

B.KOH、Na2O2、（NH4）2S

C.MgO、CaBr2、NaCl

D.Na2SO4、HCl、MgCl2

答案　B

解析　首先分析物质的类别，根据物质的类别判断所含的化学键类型，再看组成微粒的某些原子间是否存在共价键。

只含有离子键的是MgO、CaBr2、NaCl、MgCl2，排除C、D项；只含有共价键的是：

H2O、HCl，排除A、D项；既含有离子键又含有共价键的是：

NaOH、NH4Cl、KOH、Na2O2、（NH4）2S、Na2SO4。

4.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＋O2

2H2O

D.2H2O2===2H2O＋O2↑

答案　D

解析　A项只形成非极性键；B项只形成离子键，C项只破坏非极性键且只形成极性键。

5.

（1）用电子式表示共价分子：

H2________，N2________，CO2________，H2O________。

（2）用电子式表示下列共价分子的形成过程。

H2：

___________________________________________________________________；

N2：

___________________________________________________________________；

H2O：

_________________________________________________________________。

40分钟课时作业

[基础过关]

一、化学键的概念、判断及表示方法

1.下列关于化学键的叙述，正确的一项是（　　）

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.离子化合物中一定不存在共价键

D.含有共价键的化合物一定是共价化合物

答案　A

解析　双原子或多原子单质分子中存在非极性键，稀有气体中不存在化学键，B错；复杂离子化合物（如铵盐）既含有离子键又含有共价键，C、D项错误。

2.下列关于化学键的叙述正确的是（　　）

A.任何物质里都含有化学键

B.离子化合物中可能含有共价键

C.共价化合物分子中可能含有离子键

D.水分子中氢、氧原子间的化学键是非极性键

答案　B

解析　A项，稀有气体分子中没有化学键；B项，离子化合物中可以含有共价键，如NaOH；C项，共价化合物里没有离子键；D项，水分子内的氢、氧原子之间的化学键是极性键。

3.下列说法正确的是（　　）

A.MgCl2的形成过程可表示为

B.H2O分子的结构式可表示为H—O—H

C.NaOH是离子化合物，所以不含共价键

D.Na2S的电子式为

答案　B

解析　A项MgCl2的电子式应为

；B项，共价化合物的结构式中用“—”代替一个共用电子对，未成键电子对不用表示，所以H2O分子的结构式可表示为H—O—H；C项NaOH中含有H—O共价键；D项，Na2S的电子式应为

，不能把两个Na＋合并在一起。

二、共价化合物和共价键

4.下列物质中，属于共价化合物的是（　　）

A.NH4ClB.HNO3C.NaClD.I2

答案　B

解析　只有HNO3是共价化合物，全部由非金属元素以共价键的形式形成。

5.下列说法正确的是（　　）

A.由分子组成的物质中一定存在共价键

B.由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物

C.非极性键只存在于双原子单质分子里

D.两个非金属元素原子间不可能形成离子键

答案　D

解析　由分子组成的物质也可能是稀有气体，稀有气体为单原子分子，不存在化学键，A错误；而由非金属元素组成的化合物如NH4Cl，则是离子化合物，所以B错误；非极性键不仅存在于双原子单质分子里，也存在于离子化合物（如Na2O2）和多原子共价化合物（如H2O2）中，C错误；两个非金属元素原子间不能得失电子形成离子键，只能通过共用电子对形成共价键，所以D正确。

6.

意大利罗马大学的FulvioCacace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.1molN4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项错误；由同种元素原子形成的共价键为非极性键，B项正确；由图可知，1molN4中含有6molN—N键，所以含有6NA个共价键，C项错误；相同条件下，气体的沸点比固体低，故沸点P4>N4，D项错误。

三、分子间作用力和氢键

7.关于氢键，下列说法不正确的是（　　）

teach教taughttaughtA.HF的沸点比HCl的沸点高是由于HF分子间存在氢键所致

B.水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键

speak说spokespokenC.NH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键

sew缝合sewedsewn/sewedD.在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键

bear忍受boreborn答案　C

split劈开splitsplit解析　氢键是某些氢化物（NH3、H2O、HF）分子间存在的比分子间作用力稍强的作用力。

它的存在使氢化物的熔点、沸点相对较高，因此HF的沸点高是由氢键所致，水在结冰时体积膨胀是由于水分子大范围的以氢键相互联结，形成相对疏松的晶体，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀。

氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的，故A、B、D选项正确，C选项NH3的稳定性取决于N—H键，而不是氢键，故C不正确。

become变成becamebecome8.以下关于分子间作用力的叙述不正确的是（　　）

A.是一种较弱的化学键

B.分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少

bite咬bitbitten/bitC.分子间作用力对物质的熔、沸点有影响

bring拿来broughtbroughtD.稀有气体原子间存在分子间作用力

hear听到heardheard答案　A

stand站立stoodstood解析　分子间作用力不是化学键，化学键是物质内成键原子或离子间较强的相互作用，而分子间作用力是分子间微弱的相互作用，破坏它所需能量较少。

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、沸点也越高。

稀有气体是单原子分子，其原子就是气体分子，在稀有气体中仅存在着微弱的分子间作用力。

9.根据化学反应的实质是旧键断裂和新键形成这一事实，下列变化不属于化学变化的是（　　）

A.钠投入水中

B.石墨在高温高压下转化为金刚石

C.干冰汽化

D.五氧化二磷吸水

答案　C

解析　干冰的汽化属于物质状态变化的物理变化，此过程中只破坏分子之间作用力。

[能力提升]

10.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

11.图形因表达准确且信息量大而得到广泛应用。

请根据所给图形回答下列问题：

（1）如下图表示容器中气体粒子的示意图，图中“○”和“●”分别代表不同元素的原子，它们的结合体代表分子，则图中可表示氮气的是__________（填字母，下同），可表示氯化氢（HCl）分子的是__________，可表示一氧化碳和氧气的混合气体的是__________。

　A　　　　B　　　　C　　　　D

（2）下图是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是__________。

A.生成1molO2需断开4molH—O共价键

B.水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2∶1

C.水分解过程中，分子的种类不变

D.水分解过程中，原子的数目不变

答案　

（1）D　B　C　

（2）C

解析　

（1）由图形可知，A中不存在共价键；B中只存在极性共价键；C中存在极性共价键和非极性共价键；D中只存在非极性共价键。

（2）在水分解的过程中，发生了旧键的断裂和新键的形成，属于化学变化，由H2O生成O2与H2，分子的种类和数目发生了变化，但原子的种类和数目不变。

[拓展探究]

12.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　

（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）2H2O2

2H2O＋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。