化学必修 第一册第三节 化学键巩固练习

第2课时　共价键

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

请用电子式表示HCl的形成过程：。

2．共价键

(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

(2)成键三要素：

①成键微粒：原子。

②成键元素：一般是同种的或不同种的非金属元素。

③成键条件：成键原子成键前最外层电子未达到饱和状态。

(3)分类

3．共价化合物

(1)概念：以共用电子对形成分子的化合物。

(2)四类常见的共价化合物

①非金属氢化物：如NH3、H2S、H2O等。

②非金属氧化物：如CO、CO2、SO2等。

③酸：如H2SO4、HNO3等。

④大多数有机化合物：如CH4、CH3CH2OH等。

4．共价分子结构的表示方法

(1)电子式：如H2：，N2：，NH3: (填电子式)。

(2)结构式：化学上，常用“—”表示1对共用电子对，如氯分子可表示为“Cl—Cl”，这种图示叫做结构式。填写下表：

1．稀有气体分子为什么不能形成双原子分子？

提示　稀有气体元素最外层电子数已达到该电子层的稳定结构，难得到或失去电子，不能形成双原子分子。

2．共价化合物中一定含有共价键，含有共价键的化合物一定是共价化合物吗？

提示　不一定，某些离子化合物(如NaOH、NH4Cl等)中既含有离子键，也含有共价键，属于离子化合物。

3．用电子式表示共价分子的形成过程

(1)H2：。

(2)NH3：。

(3)CO2：。

4．在下列物质中：

A．氩　B．NaOH　C．甲烷　D．氯化钡　E．氮气　F．NH3　G．CCl4　H．H2O2

(1)只含离子键的物质是________(填字母，下同)；

(2)既有离子键又有共价键的化合物是________；

(3)只含极性键的物质是________；

(4)含非极性键的物质是__________。

提示　(1)D　(2)B　(3)CFG　(4)EH

离子键与共价键的比较

二、化学键与分子间作用力

1．化学键

(1)概念：相邻的原子之间强烈的相互作用。

(2)分类

(3)化学反应的本质：一个化学反应过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。

2．分子间作用力

(1)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。

(2)由分子构成的物质，其熔、沸点等物理性质主要由分子间作用力大小决定。

3．氢键

(1)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。

(2)分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，水分子间的氢键可使其密度在固态时小于液态时的密度。

化学键、分子间作用力和氢键的比较

(1)化学键既可存在于原子之间，又可存在于分子之间(　　)

(2)在水中氢、氧原子间均以化学键相结合(　　)

(3)由电离方程式HCl===H＋＋Cl－可知，HCl分子中存在离子键(　　)

(4)加热熔化氯化钠晶体和加水溶解氯化氢时，均发生化学键的断裂(　　)

(5)非极性键可能存在于单质分子、共价化合物、离子化合物中(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√

1．有化学键断裂或形成的过程一定是化学反应吗？

提示　不一定，如电解质的电离过程，只有化学键的断裂，属于物理过程；从溶液中结晶形成电解质的过程只有化学键的形成，也属于物理过程。

2．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

(1)上述变化中，未发生化学键破坏的是________。

(2)仅发生离子键破坏的是________。

(3)仅发生共价键破坏的是________。

(4)既发生离子键破坏，又发生共价键破坏的是______。

提示　(1)①⑤　(2)②③　(3)④　(4)⑥

随堂练习：

1．下列说法错误的是(　　)

A．含有共价键的化合物一定是共价化合物

B．在共价化合物中一定含有共价键

C．构成单质分子的微粒不一定含有共价键

D．双原子单质分子中的共价键一定是非极性键

答案　A

解析　含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如氢氧化钠中含有共价键，A项错误；必须全部由共价键构成的化合物才是共价化合物，共价化合物中一定含有共价键，不存在离子键，B项正确；稀有气体单质中不含任何化学键，C项正确；双原子单质分子中两原子对共用电子对作用力相同，形成非极性键，D项正确。

2．(2018·湖南益阳月考)下列各项中，能证明HCl是共价化合物的是(　　)

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

答案　B

解析　液态HCl不能导电说明没有自由移动的离子存在，构成微粒为分子，故氢原子和氯原子之间以共用电子对的形式结合，因此HCl为共价化合物。

3．下列叙述中，不正确的是(　　)

A．含有离子键的化合物不一定是离子化合物

B．H2O2中既含有极性键又含有非极性键

C．CaO和NaCl晶体熔化时要破坏离子键

D．H2SO4熔融态不导电

答案　A

4．(2018·赣州市十四县联考)下列化学用语中，正确的是(　　)

A．次氯酸的结构式：H—O—Cl

B．氮气的电子式：

C．CO2分子的电子式：O==C==O

D．用电子式表示氯化氢分子的形成过程：

答案　A

解析　Cl只能形成一对共用电子对，次氯酸的结构式为H—O—Cl，故A正确；氮气中存在氮氮三键，氮气的电子式为，故B错误；二氧化碳属于共价化合物，分子中存在两个碳氧双键，二氧化碳的电子式为，故C错误；氯化氢是共价化合物，不存在离子键，氢原子与氯原子之间形成1对共用电子对，氯原子最外层有7个电子，氯化氢分子的形成过程：，故D错误。

5．用序号按要求回答问题：

下列各种物质：①H2O　②NH3　③KOH　④Na2O2　⑤MgCl2　⑥Ne，不存在化学键的是________；只存在离子键的是________；属于共价化合物的是________；含非极性键的离子化合物是________。

答案　⑥　⑤　①②　④

解析　稀有气体单质为单原子分子，不存在化学键。水分子中含有极性共价键，氨分子中含有极性共价键，KOH中含有离子键和极性共价键，过氧化钠中含有离子键和非极性共价键，氯化镁中含有离子键，所以只存在离子键的是氯化镁；全部由共价键形成的化合物是共价化合物，则属于共价化合物的是水和氨；含非极性键的离子化合物是过氧化钠。

6．某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。

(1)NaN3是气体发生剂，受热分解产生N2和Na，N2的电子式为______________。

(2)Fe2O3是主氧化剂，与Na反应生成的还原产物为__________(已知该反应为置换反应)。

(3)KClO4是助氧化剂，反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O。KClO4含有化学键的类型为________，K的原子结构示意图为__________。

答案　(1)　(2)Fe　(3)离子键和共价键　

解析　(1)N2分子内含有三键，氮原子间形成三对共用电子对，其电子式为。(2)Na与Fe2O3发生置换反应，故生成的还原产物为Fe。(3)KClO4是离子化合物，含有离子键、极性共价键；K属于19号元素，原子结构示意图为。

课后作业：

1．下列化合物中只有共价键的是(　　)

A．NaCl   B．NaOH

C．(NH4)2SO4   D．H2SO4

答案　D

解析　Na是活泼金属，与活泼非金属Cl形成的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间，SO中S与O间以共价键结合；H2SO4中，H和O之间、S和O之间都以共价键结合。

2．下列物质的分子中，不含有非极性键的是(　　)

A．CO2   B．H2O2

C．Na2O2   D．Cl2

答案　A

解析　根据分子中的原子达到8电子(H为2电子)的原则和要求，上述物质分子的电子式分别为

从上述分子的电子式可以看出，H2O2、Na2O2、Cl2的分子中，都含有相同原子形成的共价键，即非极性键；CO2分子中没有非极性键。

3．下列叙述正确的是(　　)

A．O2分子间存在着非极性共价键

B．SO2和H2O反应的产物是离子化合物

C．CO2分子内存在着极性共价键

D．盐酸中含有H＋和Cl－，故HCl是离子化合物

答案　C

解析　O2分子内存在着非极性共价键，分子间只有范德华力，A项不正确；SO2和H2O反应的产物亚硫酸是共价化合物，B项不正确；CO2分子内有碳氧双键，故其存在着极性共价键，C项正确；HCl晶体中只有分子没有离子，故其为共价化合物，D项不正确。

4．下列关于共价键与共价化合物的叙述中正确的是(　　)

①含金属元素的化合物一定不是共价化合物

②共价化合物中一定只含有共价键

③共价化合物中一定不含离子键

④含有共价键的化合物一定是共价化合物

⑤离子化合物中可能含有共价键

A．②③⑤   B．②③④⑤

C．②③④   D．①②③⑤

答案　A

解析　含金属元素的化合物可能是共价化合物，如氯化铝，①错误；只含有共价键的化合物是共价化合物，②正确；共价化合物只含有共价键，一定不含离子键，③正确；只含有共价键的化合物一定是共价化合物，④错误；离子化合物中可能含有共价键，如氢氧化钠含有离子键和共价键，⑤正确。故A正确。

5．下列物质的电子式书写正确的是(　　)

A.N⋮⋮N   B．

C．   D.

答案　A

解析　A项，N最外层5个电子，形成三个共用电子对，故正确；B项，NaCl是离子化合物，电子式为，故错误；C项，HCl是共价化合物，电子式为，故错误；D项，CO2的电子式为，故错误。

6．下列用电子式表示物质的形成过程，正确的是(　　)

A．

B．

C.

D．

答案　D

解析　HCl是共价化合物，其电子式为，NaBr是离子化合物，其电子式是，MgF2的电子式为。

7．下列化学用语正确的是(　　)

A．CO2是直线形分子

B．核内质子数为117，核内中子数为174的核素Ts可表示为Ts

C．Cl－的离子结构示意图为

D．HClO的结构式为H—Cl—O

答案　A

解析　核内质子数为117，核内中子数为174的核素Ts，质子数＋中子数＝质量数＝117＋174＝291，可表示为Ts，B项错误；次氯酸中氧原子显－2价，氯原子显＋1价，电子式为，HClO的结构式为H—O—Cl，D项错误。

8．下列关于化学键的叙述中正确的是(　　)

A．化学键存在于原子之间，也存在于分子之间

B．两个原子之间的相互作用叫做化学键

C．离子键是阴、阳离子之间的相互吸引力

D．化学键通常是指直接相邻的原子或离子之间强烈的相互作用

答案　D

解析　化学键存在于相邻的原子之间，不存在于分子之间，A项错误；化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用，B项错误；阴、阳离子之间的相互作用是离子键，包括相互吸引和相互排斥，C项错误；化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用，这种相互作用既包括吸引力也包括排斥力，D项正确。

9．下列关于化学键和化合物的说法中正确的是(　　)

A．化学键的形成一定伴随着电子的得失

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中一定含有阳离子

答案　D

解析　离子键的形成一定有电子的得失，共价键的形成是原子间电子对的偏移，没有得失，A项错误；金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，有可能是共价化合物，如AlCl3，B项错误；非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物，也可能是离子化合物，如NH4Cl，C项错误。

10．下列过程没有发生化学键变化的是(　　)

A．生石灰投入水中

B．氯化氢气体通入水中

C．冰融化成水

D．高锰酸钾固体受热分解

答案　C

解析　生石灰投入水中生成氢氧化钙，有化学键的断裂和形成，A项错误；氯化氢气体通入水中电离出氢离子和氯离子，共价键断裂，B项错误；冰融化成水是状态的变化，化学键不变，C项正确。

11．下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是(　　)

答案　B

解析　A项，MgCl2仅含离子键；C项，HCl含有共价键，是共价化合物；D项，NaOH含有离子键、共价键，是离子化合物。

12．下列物质中均既有离子键又有共价键的一组是(　　)

A．NaOH、H2O、NH4Cl

B．KOH、Na2O2、NH4Cl

C．MgO、CaBr2、NaCl

D．Na2SO4、HCl、MgCl2

答案　B

解析　A项，H2O中只存在共价键；C项，各物质中均只存在离子键；D项，HCl中只存在共价键，MgCl2中只存在离子键。

13．短周期元素X、Y、Z所在周期数依次增大，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

答案　B

解析　短周期只有前三个周期，X、Y、Z所在周期数依次增大，Y2－与Z＋核外电子层结构相同，则Y为第二周期氧元素，Z是第三周期钠元素，由原子序数之和可求出X的原子序数为1，是氢元素。则所给4个选项中物质分别为Na2O、H2O2、Na2O2、NaOH，同时存在极性和非极性共价键的是H2O2。

14．化学键与化学反应中的物质变化密切相关。

现有下列七种物质：①氯水　②氦气　③过氧化钠　④硫酸　⑤碘　⑥硫酸氢钠　⑦氯化钠

回答下列问题：

(1)不存在化学键的是________(填序号，下同)，属于共价化合物的是____________________。

(2)碘的升华属于__________(填“物理”或“化学”)变化，化学键__________(填“是”或“未”)发生变化。过氧化钠的电子式为________________________。

(3)将NaHSO4溶于水，电离方程式为_________________________________________________

_______________________________________________________________________________，

NaHSO4在熔融状态下存在的离子为____________。

(4)设计实验证明氯化钠为离子化合物______________________________________________。

答案　(1)②　④　(2)物理　未　

(3)NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO　Na＋和HSO　(4)将连接石墨电极和灯泡(电流表)的导线与直流电源相连，然后将石墨电极插入熔融的氯化钠中，灯泡亮(电流表指针偏转)，证明氯化钠为离子化合物

15．现有A、B、C、D 4种元素，前3种元素的离子都和氖原子具有相同的核外电子排布。A元素没有正化合价；B的氢化物分子式为H2B,0.2 mol的C单质能从酸中置换出2.24 L H2(标准状况)。D的原子核中没有中子。

(1)根据以上条件，推断A、B、C、D的元素名称：

A________，B________，C________，D________。

(2)用电子式表示C与A、C与B、B与D相互结合成的化合物，指出其化合物的类型及化学键类型：

(3)写出C与B所形成的化合物和D与B所形成的化合物反应的离子方程式：______________。

答案　(1)氟　氧　钠　氢　(2)(从左到右，从上到下)　离子化合物　离子键

　离子化合物　离子键

(或　离子化合物　离子键和共价键)　 　共价化合物　共价键(或　共价化合物　共价键)　(3)Na2O＋H2O===2Na＋＋2OH－(或2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑)

解析　题给信息中A、B、C的离子结构与氖原子的结构相同，说明A、B、C是第二周期的非金属元素或第三周期的金属元素；B的氢化物的分子式为H2B，说明一定是氧元素；A是没有正化合价的元素，说明A很活泼且只能得电子，为活泼的非金属元素氟；C与酸反应能产生H2，说明C为金属元素且在第三周期，再由0.2 mol C可产生0.1 mol H2，说明此元素显＋1价，即为钠元素；D的原子核中没有中子，说明D为氢元素。