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人教版高考化学一轮复习讲义第8章第33讲 化学键（2份打包，原卷版+教师版）
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第33讲 化学键
[复习目标] 1.掌握化学键的定义及离子键、共价键的形成。2.会书写电子式。3.了解共价键的类型及键参数。
考点一 化学键与化合物类型 电子式
1．化学键
(1)化学键的定义及分类
(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。
2．离子键和共价键的比较
3.离子化合物和共价化合物
4.电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。
(2)常见物质电子式的书写
①原子：NaNaeq \a\vs4\al\c1(·)，Cl 。
②简单离子：Na＋Na＋，F－ 。
③复杂离子：NHeq \\al(＋,4)，OH－。
④离子化合物：
MgCl2 ，
Na2O ，
Na2O2 。
⑤非金属单质及共价化合物：N2 ，
H2O ，H2O2 。
(3)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl：。
②共价化合物
如HCl：H×＋―→。
一、化学键与离子化合物、共价化合物的判断
1．下列各组物质中化学键的类型和化合物的类型都相同的是( )
A．CaCl2 Na2O HI
B．H2O NaNO3 NH3
C．MgCl2 NaOH NH4Cl
D．H2SO4 H2S CO2
答案 D
解析 CaCl2、Na2O都是离子化合物，且都含有离子键，HI是共价化合物，只含有共价键，故A项错误；H2O、NH3都是共价化合物，都只含有共价键，NaNO3是离子化合物，含有离子键和共价键，故B项错误；MgCl2、NaOH、NH4Cl都是离子化合物，但MgCl2中只含有离子键，NaOH、NH4Cl中除了离子键还含有共价键，故C项错误；H2SO4、H2S、CO2都是共价化合物，都只含有共价键，故D项正确。
2．有以下8种物质：①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2
⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空：
(1)不存在化学键的是________。
(2)只存在极性共价键的是________。
(3)只存在非极性共价键的是________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。
(5)只存在离子键的是________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是________。
(7)属于离子化合物的是__________。
答案 (1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤ (6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧
化学键与物质类别之间的关系
二、电子式的规范书写
3．判断下列电子式书写是否正确，并将错误的改正过来。
(1)氮气， ×，；
氨气， ×，。
(2)氯化钠， ×，；
HF， ×，。
(3)过氧化氢， __√__；
次氯酸， ×，。
(4)CaBr2， __√__；
CaC2， ×，。
4．写出下列微粒的电子式。
(1)—OH_______________________________________________________________________，
H3O＋________________________________________________________________________。
(2)H2S________________________________________________________________________，
N2H4________________________________________________________________________。
(3)NaH________________________________________________________________________，
NaBH4________________________________________________________________________。
答案 (1)
(2)
(3)
三、“10e－”“18e－”微粒的应用
5．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：
①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。
回答下列问题：
(1)C－的电子式是________。
(2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：_________________________________、
_______________________________________________________________________________。
(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：_____________________________。
(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：_______________________________。
答案 (1) (2)NHeq \\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋ H3O＋＋NH3===NHeq \\al(＋,4)＋H2O (3)CH4、HF(答案合理即可) (4)Na＋、Mg2＋、Al3＋(答任意两个即可)
解析 依据已有的元素与化合物的知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne，阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NHeq \\al(－,2)，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、H3O＋，分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意由①A＋＋C－===D＋E↑推知，A＋为NHeq \\al(＋,4)、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，由②B＋＋C－===2D推知，B＋为H3O＋，由此解题。
等电子微粒的判断方法
(1)“10电子”微粒：
(2)“18电子”微粒：
考点二 共价键及其参数
1．共价键的本质及特征
共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，其特征是具有方向性和饱和性。
2．共价键的分类
(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ键和π键。
(2)σ键与π键的比较
(3)根据共价键的极性与否可分为极性共价键(简称极性键)和非极性共价键(简称非极性键)。
极性键产生的原因是成键的两个原子电负性不同，共用电子对向电负性大的元素偏移，造成共价键正、负电中心不重合。非极性键成键的元素相同。
(4)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。
3．键参数
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
①键能越大，键长越短，分子越稳定。
②
1．共价键的成键原子只能是非金属原子( )
2．在任何情况下，都是σ键比π键强度大( )
3．σ键能单独形成，而π键不能单独形成( )
4．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转( )
5．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( )
6．分子的稳定性与分子间作用力的大小无关( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√
一、共价键的类型及数目判断
1．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼
B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键
C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键
D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
答案 B
解析 同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。
2．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。
(1)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(2)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有______个σ键，________个π键。
答案 (1)1∶1 (2)3 1
二、键能、键长与物质稳定性
3．Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，不易形成双键或三键
4．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是__________
_______________________________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)钠与N、O、Cl分别形成的化合物中只含有离子键(2018·全国卷Ⅱ，10B改编)( )
(2)1 ml乙烷和1 ml乙烯中，化学键数相同(2018·全国卷Ⅲ，8D)( )
(3)Na2O2与ClO2均含有非极性共价键(2018·全国卷Ⅲ，13C改编)( )
(4)氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物(2017·天津，5B)( )
(5)甲基的电子式：(2020·浙江7月选考，5D)( )
(6)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。B3N3H6的熔点主要取决于所含化学键的键能 (2020·山东，7A)( )
(7)键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6(2020·山东，4A)( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√
2. (2022·北京，9)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )
A.稳定性：CH4>SiH4
B．键长：C==OC．熔点：CO2D．硬度：金刚石>晶体硅
答案 C
解析 键能越大， 键长越短，分子越稳定，CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。
3．[2020·浙江7月选考，26(1)(2)](1)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是_________
_______________________________________________________________________________。
(2)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CaCN2的电子式是________。
答案 (1)原子半径：F＜Cl，键能：F—H＞Cl—H
(2)
解析 (1)同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，即原子半径：F＜Cl，原子半径越小，化学键的键长越短，键能越大，气态氢化物热稳定性越大。
课时精练
1．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仅含共价键，是共价化合物；D项，NaOH含有离子键、共价键，是离子化合物。
2．下列有关电子式表示正确的是( )
①次氯酸的电子式：
②甲醛的电子式：
③HCl的电子式：
④由Na和Cl形成离子键的过程：
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案 D
解析 HClO的电子式应为，①错误；HCl的电子式为，③错误。
3．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A．将NH3通入水中 B．氢氧化钠熔化
C．将HBr通入水中 D．硫酸氢钾溶于水
答案 D
解析 NH3通入水中生成NH3·H2O，只破坏了共价键，A不符合题意；NaOH熔化后电离生成Na＋、OH－，只破坏了离子键，B不符合题意；HBr通入水中发生电离，只破坏了共价键，C不符合题意；KHSO4溶于水电离出K＋、H＋和SOeq \\al(2－,4)，既破坏了离子键又破坏了共价键，D符合题意。
4．关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是( )
A．HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B．N2分子中的π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转
C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键
D．乙烯(CH2==CH2)中碳碳之间形成1个σ键和1个π键
答案 A
解析 HCl分子中的σ键由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成，故A错误；N2分子中p轨道与p轨道通过“肩并肩”重叠形成p-p π键，π键为镜面对称，不能绕键轴旋转，故B正确；CH4中的碳原子为sp3杂化，碳原子的4个sp3杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠，形成C—H σ键，故C正确；CH2==CH2中碳碳之间形成双键，双键中有1个σ键和1个π键，故D正确。
5．下列有关化学键类型的叙述正确的是( )
A．化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构，则1 ml NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B．乙烯酮的结构简式为CH2==C==O，其分子中含有极性共价键和非极性共价键，且σ键与π键数目之比为1∶1
C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
答案 D
6．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是( )
A．键角是描述分子空间结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．C==C键能等于C—C键能的2倍
D．因为O—H的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
答案 C
解析 C==C由一个σ键和一个π键构成，C—C为σ键，二者键能不是2倍的关系，C项错误；原子半径：O＞F，键长：O—H＞H—F，键能：O—H＜H—F，形成化学键时放出的能量：O—H＜H—F，H—F更稳定，F2跟H2反应的能力更强，D项正确。
7．(2023·石家庄模拟)我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO＋O2eq \(――→,\s\up7(催化剂))CO2＋H2O。下列有关说法正确的是( )
A．CO2只含有非极性共价键
B．0.5 ml HCHO含有1 ml σ键
C．HCHO、CO2分子中只含有σ键
D．H2O中含有极性键
答案 D
解析 CO2中只含有碳氧极性键，A错误；根据结构式可知，0.5 ml HCHO含有1.5 ml σ键，B错误；HCHO、CO2分子中既含有σ键，又含有π键，C错误；H2O中含有氢氧极性键，D正确。
8．三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构之一如图所示。已知其燃烧时P被氧化为P4O10，下列有关P4S3的说法不正确的是( )
A．P4S3属于共价化合物
B．1 ml P4S3分子中含有9 ml极性共价键
C．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构
D．P4S3充分燃烧会产生SO2
答案 B
解析 三硫化磷分子中存在P—P共价键和S—P共价键，为共价化合物，故A正确；由图可知，P4S3分子中存在6个P—S极性键，故B错误；由图可知，P原子最外层有5个电子，每个P原子形成3个共价键，S原子最外层有6个电子，每个S原子形成2个共价键，故分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构，故C正确；已知P4S3燃烧时P被氧化为P4O10，充分燃烧时S会生成SO2，故D正确。
9.二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物，是燃料油的添加剂，用以提高燃烧的效率和去烟，可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．二茂铁中Fe2＋与环戊二烯离子(C5Heq \\al(－,5))之间为离子键
B．1 ml环戊二烯()中含有σ键的数目为5NA
C．分子中存在π键
D．Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
答案 C
解析 含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键，所以二茂铁中Fe2＋与环戊二烯离子(C5Heq \\al(－,5))之间为配位键，故A错误；一个环戊二烯()分子中含有σ键的数目为11，则1 ml环戊二烯中含有σ键的数目为11NA，故B错误；碳碳双键之间存在π键，所以该分子中存在π键，故C正确；铁原子核外有26个电子，铁原子失去最外层两个电子变为亚铁离子，根据构造原理可知，亚铁离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故D错误。
10．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－的核外电子结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的核外电子结构相同。下列叙述正确的是( )
A．a元素的三种核素的氧化物互为同素异形体
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与b、c、d均能形成18电子微粒
答案 C
解析 根据题意可知，a为H，b为S，c为Cl，d为K元素。H的三种核素的氧化物是化合物，同素异形体是单质，故A错误；H与K形成的KH是离子化合物，故B错误；K与S、Cl、H均能形成离子化合物，故C正确；H与K、S、Cl分别形成KH、H2S、HCl，其中KH为20电子微粒，H2S、HCl为18电子微粒，故D错误。
11．硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的微观过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．NaBH4中含有离子键和非极性共价键
B．BH3中 B—H键长小于 H2O 中 O—H键长
C．BHeq \\al(－,4)→BH3的过程中既有化学键的断裂，又有化学键的生成
D．若用D2O代替H2O，反应后生成的气体有H2、HD、D2
答案 D
解析 硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的总反应方程式为NaBH4＋4H2Oeq \(=====,\s\up7(催化剂))NaB(OH)4＋4H2↑。NaBH4为离子化合物，阳离子和阴离子之间为离子键，B—H之间为极性共价键，A错误；B原子半径大于O原子，半径越大，键长越长，故BH3中 B—H键长大于 H2O 中 O—H键长，B错误；BHeq \\al(－,4)→BH3的过程中只有化学键的断裂，没有化学键的生成，C错误；由图可知，①是两个BHeq \\al(－,4)各提供1个H原子形成H2，②和③是含硼微粒和H2O各提供1个H原子形成H2，④是两个H2O各提供1个H原子形成H2，所以D2O与NaBH4反应时，生成的氢气分子有H2、HD和D2，D正确。
12．A、B、C、D、E为短周期主族元素，且原子序数依次增大，质子数之和为39，B、C同周期，A、D同主族，A、C常温下能形成两种液态化合物A2C和A2C2，E元素的周期数与主族序数相等。请用化学用语回答下列问题：
(1)B元素在元素周期表中的位置为______________；由A、C、D三种元素组成的化合物中含有的化学键为_________________________________________________________________。
(2)写出BC2的电子式：___________________________________________________________。
(3)元素E的单质与元素D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_______________
_______________________________________________________________________________。
(4)常温下，A2C与元素D的单质反应后，所得溶液的pH________(填“<”“＝”或“>”)7。
(5)元素D的单质在一定条件下能与A单质化合生成一种化合物DA，灼烧该化合物时，火焰呈________色， DA能与水反应放出氢气，若将1 ml DA和1 ml E单质混合加入足量的水，充分反应后生成的气体在标准状况下的体积是________L。
答案 (1)第二周期第ⅣA族 离子键、共价键
(2)
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(4)> (5)黄 56
解析 (1)由题给信息分析可知，B为C元素，位于周期表中第二周期第ⅣA族；由H、O、Na三种元素组成的化合物为NaOH，含有的化学键为离子键、共价键。(2)BC2为CO2，属于共价化合物，其电子式为。(3)Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑。(4)H2O与Na单质反应生成NaOH和氢气，所得溶液呈碱性，pH>7。(5)D为Na，A为H，化合物DA是NaH，含钠元素的化合物灼烧时，火焰呈黄色，NaH和水反应的化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，则该反应中消耗1 ml NaH生成1 ml NaOH和1 ml H2，若将1 ml NaH和1 ml Al混合加入足量的水，另外还发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，则又生成1.5 ml H2，故充分反应后总共生成2.5 ml H2，生成的气体在标准状况下的体积是22.4 L·ml－1×2.5 ml＝56 L。
13．(1)1 ml化合物A()中含有的σ键数目为________。
(2)1 ml碳酸二乙酯(DEC，)中含有σ键的数目为______。
(3)1 ml [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为____________________________________________。
答案 (1)24NA (2)17NA (3)28NA
14．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨九种元素，填写下列空白：
(1)在最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的化学式是________，碱性最强的化合物的电子式是____________。
(2)用电子式表示元素④与⑥形成的化合物的过程：__________________________________，
该化合物属于________(填“共价”或“离子”)化合物。
(3)①与⑦形成的化合物的电子式：_________________________________________________。
(4)判断④⑤⑥原子半径的大小顺序：________________________________________________
(用元素符号或化学式表示，下同)，比较③和⑥的简单氢化物的稳定性：__________________。
答案 (1)HClO4
(2) 离子
(3) (4)Na＞Al＞S H2O＞H2S
解析 (1)同周期元素从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，则Cl元素的非金属性最强，K元素的金属性最强，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则在最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的化学式是HClO4，碱性最强的化合物为KOH，其电子式是。(2)Na与S形成化合物时，钠失去电子，硫得到电子，用电子式表示该过程为，钠离子与硫离子之间形成离子键，则Na2S属于离子化合物。(3)C与Cl形成的化合物为CCl4，为共价化合物，其电子式为。(4)同周期元素从左至右原子半径逐渐减小，则原子半径：Na＞Al＞S，元素非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，非金属性：O＞S，则简单气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S。项目
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
带相反电荷离子之间的相互作用
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键实质
阴、阳离子的静电作用
共用电子对与成键原子间的静电作用
形成条件
活泼金属与活泼非金属经电子得失形成离子键；或者铵根离子与酸根离子之间形成离子键
同种元素原子之间成键
不同种元素原子之间成键
项目
离子化合物
共价化合物
定义
由离子键构成的化合物
以共用电子对形成分子的化合物
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
σ键
H2的σ键的形成：
HCl的σ键的形成：
Cl2的σ键的形成：
π键
大π键
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合，每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合，形成了一个以6个碳原子为中心的大π键，这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同
键型
σ键
π键
成键方向
沿轴方向“头碰头”
平行或“肩并肩”
电子云形状
轴对称
镜面对称
牢固程度
键强度大，不易断裂
键强度较小，容易断裂
旋转
可以旋转
不可以旋转
成键判断规律
共价单键全是σ键，共价双键中一个是σ键，另一个是π键；共价三键中一个是σ键，另两个是π键
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/ (kJ·ml－1)
347.7
413.4
351
226
318
452
化学键
C—H
Si—H
C==O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/ (kJ·ml－1)
411
318
799
358
452
346
222
选项
A
B
C
D
物质
MgCl2
CO2
HCl
NaOH
所含化学键类型
离子键、共价键
共价键
离子键
离子键、共价键
所属化合物类型
离子化合物
共价化合物
离子化合物
共价化合物
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
①
②
③
3
④
⑤
⑥
⑦
⑧
4
⑨
第33讲 化学键
[复习目标] 1.掌握化学键的定义及离子键、共价键的形成。2.会书写电子式。3.了解共价键的类型及键参数。
考点一 化学键与化合物类型 电子式
1．化学键
(1)化学键的定义及分类
(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。
2．离子键和共价键的比较
3.离子化合物和共价化合物
4.电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。
(2)常见物质电子式的书写
①原子：NaNaeq \a\vs4\al\c1(·)，Cl 。
②简单离子：Na＋Na＋，F－ 。
③复杂离子：NHeq \\al(＋,4)，OH－。
④离子化合物：
MgCl2 ，
Na2O ，
Na2O2 。
⑤非金属单质及共价化合物：N2 ，
H2O ，H2O2 。
(3)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl：。
②共价化合物
如HCl：H×＋―→。
一、化学键与离子化合物、共价化合物的判断
1．下列各组物质中化学键的类型和化合物的类型都相同的是( )
A．CaCl2 Na2O HI
B．H2O NaNO3 NH3
C．MgCl2 NaOH NH4Cl
D．H2SO4 H2S CO2
答案 D
解析 CaCl2、Na2O都是离子化合物，且都含有离子键，HI是共价化合物，只含有共价键，故A项错误；H2O、NH3都是共价化合物，都只含有共价键，NaNO3是离子化合物，含有离子键和共价键，故B项错误；MgCl2、NaOH、NH4Cl都是离子化合物，但MgCl2中只含有离子键，NaOH、NH4Cl中除了离子键还含有共价键，故C项错误；H2SO4、H2S、CO2都是共价化合物，都只含有共价键，故D项正确。
2．有以下8种物质：①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2
⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空：
(1)不存在化学键的是________。
(2)只存在极性共价键的是________。
(3)只存在非极性共价键的是________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。
(5)只存在离子键的是________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是________。
(7)属于离子化合物的是__________。
答案 (1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤ (6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧
化学键与物质类别之间的关系
二、电子式的规范书写
3．判断下列电子式书写是否正确，并将错误的改正过来。
(1)氮气， ×，；
氨气， ×，。
(2)氯化钠， ×，；
HF， ×，。
(3)过氧化氢， __√__；
次氯酸， ×，。
(4)CaBr2， __√__；
CaC2， ×，。
4．写出下列微粒的电子式。
(1)—OH_______________________________________________________________________，
H3O＋________________________________________________________________________。
(2)H2S________________________________________________________________________，
N2H4________________________________________________________________________。
(3)NaH________________________________________________________________________，
NaBH4________________________________________________________________________。
答案 (1)
(2)
(3)
三、“10e－”“18e－”微粒的应用
5．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：
①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。
回答下列问题：
(1)C－的电子式是________。
(2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：_________________________________、
_______________________________________________________________________________。
(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：_____________________________。
(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：_______________________________。
答案 (1) (2)NHeq \\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋ H3O＋＋NH3===NHeq \\al(＋,4)＋H2O (3)CH4、HF(答案合理即可) (4)Na＋、Mg2＋、Al3＋(答任意两个即可)
解析 依据已有的元素与化合物的知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne，阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NHeq \\al(－,2)，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、H3O＋，分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意由①A＋＋C－===D＋E↑推知，A＋为NHeq \\al(＋,4)、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，由②B＋＋C－===2D推知，B＋为H3O＋，由此解题。
等电子微粒的判断方法
(1)“10电子”微粒：
(2)“18电子”微粒：
考点二 共价键及其参数
1．共价键的本质及特征
共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，其特征是具有方向性和饱和性。
2．共价键的分类
(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ键和π键。
(2)σ键与π键的比较
(3)根据共价键的极性与否可分为极性共价键(简称极性键)和非极性共价键(简称非极性键)。
极性键产生的原因是成键的两个原子电负性不同，共用电子对向电负性大的元素偏移，造成共价键正、负电中心不重合。非极性键成键的元素相同。
(4)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。
3．键参数
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
①键能越大，键长越短，分子越稳定。
②
1．共价键的成键原子只能是非金属原子( )
2．在任何情况下，都是σ键比π键强度大( )
3．σ键能单独形成，而π键不能单独形成( )
4．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转( )
5．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( )
6．分子的稳定性与分子间作用力的大小无关( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√
一、共价键的类型及数目判断
1．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼
B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键
C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键
D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
答案 B
解析 同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。
2．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。
(1)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(2)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有______个σ键，________个π键。
答案 (1)1∶1 (2)3 1
二、键能、键长与物质稳定性
3．Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，不易形成双键或三键
4．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是__________
_______________________________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)钠与N、O、Cl分别形成的化合物中只含有离子键(2018·全国卷Ⅱ，10B改编)( )
(2)1 ml乙烷和1 ml乙烯中，化学键数相同(2018·全国卷Ⅲ，8D)( )
(3)Na2O2与ClO2均含有非极性共价键(2018·全国卷Ⅲ，13C改编)( )
(4)氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物(2017·天津，5B)( )
(5)甲基的电子式：(2020·浙江7月选考，5D)( )
(6)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。B3N3H6的熔点主要取决于所含化学键的键能 (2020·山东，7A)( )
(7)键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6(2020·山东，4A)( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√
2. (2022·北京，9)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )
A.稳定性：CH4>SiH4
B．键长：C==O
答案 C
解析 键能越大， 键长越短，分子越稳定，CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。
3．[2020·浙江7月选考，26(1)(2)](1)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是_________
_______________________________________________________________________________。
(2)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CaCN2的电子式是________。
答案 (1)原子半径：F＜Cl，键能：F—H＞Cl—H
(2)
解析 (1)同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，即原子半径：F＜Cl，原子半径越小，化学键的键长越短，键能越大，气态氢化物热稳定性越大。
课时精练
1．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仅含共价键，是共价化合物；D项，NaOH含有离子键、共价键，是离子化合物。
2．下列有关电子式表示正确的是( )
①次氯酸的电子式：
②甲醛的电子式：
③HCl的电子式：
④由Na和Cl形成离子键的过程：
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案 D
解析 HClO的电子式应为，①错误；HCl的电子式为，③错误。
3．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A．将NH3通入水中 B．氢氧化钠熔化
C．将HBr通入水中 D．硫酸氢钾溶于水
答案 D
解析 NH3通入水中生成NH3·H2O，只破坏了共价键，A不符合题意；NaOH熔化后电离生成Na＋、OH－，只破坏了离子键，B不符合题意；HBr通入水中发生电离，只破坏了共价键，C不符合题意；KHSO4溶于水电离出K＋、H＋和SOeq \\al(2－,4)，既破坏了离子键又破坏了共价键，D符合题意。
4．关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是( )
A．HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B．N2分子中的π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转
C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键
D．乙烯(CH2==CH2)中碳碳之间形成1个σ键和1个π键
答案 A
解析 HCl分子中的σ键由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成，故A错误；N2分子中p轨道与p轨道通过“肩并肩”重叠形成p-p π键，π键为镜面对称，不能绕键轴旋转，故B正确；CH4中的碳原子为sp3杂化，碳原子的4个sp3杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠，形成C—H σ键，故C正确；CH2==CH2中碳碳之间形成双键，双键中有1个σ键和1个π键，故D正确。
5．下列有关化学键类型的叙述正确的是( )
A．化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构，则1 ml NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B．乙烯酮的结构简式为CH2==C==O，其分子中含有极性共价键和非极性共价键，且σ键与π键数目之比为1∶1
C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
答案 D
6．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是( )
A．键角是描述分子空间结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．C==C键能等于C—C键能的2倍
D．因为O—H的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
答案 C
解析 C==C由一个σ键和一个π键构成，C—C为σ键，二者键能不是2倍的关系，C项错误；原子半径：O＞F，键长：O—H＞H—F，键能：O—H＜H—F，形成化学键时放出的能量：O—H＜H—F，H—F更稳定，F2跟H2反应的能力更强，D项正确。
7．(2023·石家庄模拟)我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO＋O2eq \(――→,\s\up7(催化剂))CO2＋H2O。下列有关说法正确的是( )
A．CO2只含有非极性共价键
B．0.5 ml HCHO含有1 ml σ键
C．HCHO、CO2分子中只含有σ键
D．H2O中含有极性键
答案 D
解析 CO2中只含有碳氧极性键，A错误；根据结构式可知，0.5 ml HCHO含有1.5 ml σ键，B错误；HCHO、CO2分子中既含有σ键，又含有π键，C错误；H2O中含有氢氧极性键，D正确。
8．三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构之一如图所示。已知其燃烧时P被氧化为P4O10，下列有关P4S3的说法不正确的是( )
A．P4S3属于共价化合物
B．1 ml P4S3分子中含有9 ml极性共价键
C．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构
D．P4S3充分燃烧会产生SO2
答案 B
解析 三硫化磷分子中存在P—P共价键和S—P共价键，为共价化合物，故A正确；由图可知，P4S3分子中存在6个P—S极性键，故B错误；由图可知，P原子最外层有5个电子，每个P原子形成3个共价键，S原子最外层有6个电子，每个S原子形成2个共价键，故分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构，故C正确；已知P4S3燃烧时P被氧化为P4O10，充分燃烧时S会生成SO2，故D正确。
9.二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物，是燃料油的添加剂，用以提高燃烧的效率和去烟，可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．二茂铁中Fe2＋与环戊二烯离子(C5Heq \\al(－,5))之间为离子键
B．1 ml环戊二烯()中含有σ键的数目为5NA
C．分子中存在π键
D．Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
答案 C
解析 含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键，所以二茂铁中Fe2＋与环戊二烯离子(C5Heq \\al(－,5))之间为配位键，故A错误；一个环戊二烯()分子中含有σ键的数目为11，则1 ml环戊二烯中含有σ键的数目为11NA，故B错误；碳碳双键之间存在π键，所以该分子中存在π键，故C正确；铁原子核外有26个电子，铁原子失去最外层两个电子变为亚铁离子，根据构造原理可知，亚铁离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故D错误。
10．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－的核外电子结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的核外电子结构相同。下列叙述正确的是( )
A．a元素的三种核素的氧化物互为同素异形体
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与b、c、d均能形成18电子微粒
答案 C
解析 根据题意可知，a为H，b为S，c为Cl，d为K元素。H的三种核素的氧化物是化合物，同素异形体是单质，故A错误；H与K形成的KH是离子化合物，故B错误；K与S、Cl、H均能形成离子化合物，故C正确；H与K、S、Cl分别形成KH、H2S、HCl，其中KH为20电子微粒，H2S、HCl为18电子微粒，故D错误。
11．硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的微观过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．NaBH4中含有离子键和非极性共价键
B．BH3中 B—H键长小于 H2O 中 O—H键长
C．BHeq \\al(－,4)→BH3的过程中既有化学键的断裂，又有化学键的生成
D．若用D2O代替H2O，反应后生成的气体有H2、HD、D2
答案 D
解析 硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的总反应方程式为NaBH4＋4H2Oeq \(=====,\s\up7(催化剂))NaB(OH)4＋4H2↑。NaBH4为离子化合物，阳离子和阴离子之间为离子键，B—H之间为极性共价键，A错误；B原子半径大于O原子，半径越大，键长越长，故BH3中 B—H键长大于 H2O 中 O—H键长，B错误；BHeq \\al(－,4)→BH3的过程中只有化学键的断裂，没有化学键的生成，C错误；由图可知，①是两个BHeq \\al(－,4)各提供1个H原子形成H2，②和③是含硼微粒和H2O各提供1个H原子形成H2，④是两个H2O各提供1个H原子形成H2，所以D2O与NaBH4反应时，生成的氢气分子有H2、HD和D2，D正确。
12．A、B、C、D、E为短周期主族元素，且原子序数依次增大，质子数之和为39，B、C同周期，A、D同主族，A、C常温下能形成两种液态化合物A2C和A2C2，E元素的周期数与主族序数相等。请用化学用语回答下列问题：
(1)B元素在元素周期表中的位置为______________；由A、C、D三种元素组成的化合物中含有的化学键为_________________________________________________________________。
(2)写出BC2的电子式：___________________________________________________________。
(3)元素E的单质与元素D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_______________
_______________________________________________________________________________。
(4)常温下，A2C与元素D的单质反应后，所得溶液的pH________(填“<”“＝”或“>”)7。
(5)元素D的单质在一定条件下能与A单质化合生成一种化合物DA，灼烧该化合物时，火焰呈________色， DA能与水反应放出氢气，若将1 ml DA和1 ml E单质混合加入足量的水，充分反应后生成的气体在标准状况下的体积是________L。
答案 (1)第二周期第ⅣA族 离子键、共价键
(2)
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(4)> (5)黄 56
解析 (1)由题给信息分析可知，B为C元素，位于周期表中第二周期第ⅣA族；由H、O、Na三种元素组成的化合物为NaOH，含有的化学键为离子键、共价键。(2)BC2为CO2，属于共价化合物，其电子式为。(3)Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑。(4)H2O与Na单质反应生成NaOH和氢气，所得溶液呈碱性，pH>7。(5)D为Na，A为H，化合物DA是NaH，含钠元素的化合物灼烧时，火焰呈黄色，NaH和水反应的化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，则该反应中消耗1 ml NaH生成1 ml NaOH和1 ml H2，若将1 ml NaH和1 ml Al混合加入足量的水，另外还发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，则又生成1.5 ml H2，故充分反应后总共生成2.5 ml H2，生成的气体在标准状况下的体积是22.4 L·ml－1×2.5 ml＝56 L。
13．(1)1 ml化合物A()中含有的σ键数目为________。
(2)1 ml碳酸二乙酯(DEC，)中含有σ键的数目为______。
(3)1 ml [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为____________________________________________。
答案 (1)24NA (2)17NA (3)28NA
14．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨九种元素，填写下列空白：
(1)在最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的化学式是________，碱性最强的化合物的电子式是____________。
(2)用电子式表示元素④与⑥形成的化合物的过程：__________________________________，
该化合物属于________(填“共价”或“离子”)化合物。
(3)①与⑦形成的化合物的电子式：_________________________________________________。
(4)判断④⑤⑥原子半径的大小顺序：________________________________________________
(用元素符号或化学式表示，下同)，比较③和⑥的简单氢化物的稳定性：__________________。
答案 (1)HClO4
(2) 离子
(3) (4)Na＞Al＞S H2O＞H2S
解析 (1)同周期元素从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，则Cl元素的非金属性最强，K元素的金属性最强，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则在最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的化学式是HClO4，碱性最强的化合物为KOH，其电子式是。(2)Na与S形成化合物时，钠失去电子，硫得到电子，用电子式表示该过程为，钠离子与硫离子之间形成离子键，则Na2S属于离子化合物。(3)C与Cl形成的化合物为CCl4，为共价化合物，其电子式为。(4)同周期元素从左至右原子半径逐渐减小，则原子半径：Na＞Al＞S，元素非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，非金属性：O＞S，则简单气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S。项目
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
带相反电荷离子之间的相互作用
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键实质
阴、阳离子的静电作用
共用电子对与成键原子间的静电作用
形成条件
活泼金属与活泼非金属经电子得失形成离子键；或者铵根离子与酸根离子之间形成离子键
同种元素原子之间成键
不同种元素原子之间成键
项目
离子化合物
共价化合物
定义
由离子键构成的化合物
以共用电子对形成分子的化合物
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
σ键
H2的σ键的形成：
HCl的σ键的形成：
Cl2的σ键的形成：
π键
大π键
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合，每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合，形成了一个以6个碳原子为中心的大π键，这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同
键型
σ键
π键
成键方向
沿轴方向“头碰头”
平行或“肩并肩”
电子云形状
轴对称
镜面对称
牢固程度
键强度大，不易断裂
键强度较小，容易断裂
旋转
可以旋转
不可以旋转
成键判断规律
共价单键全是σ键，共价双键中一个是σ键，另一个是π键；共价三键中一个是σ键，另两个是π键
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/ (kJ·ml－1)
347.7
413.4
351
226
318
452
化学键
C—H
Si—H
C==O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/ (kJ·ml－1)
411
318
799
358
452
346
222
选项
A
B
C
D
物质
MgCl2
CO2
HCl
NaOH
所含化学键类型
离子键、共价键
共价键
离子键
离子键、共价键
所属化合物类型
离子化合物
共价化合物
离子化合物
共价化合物
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
①
②
③
3
④
⑤
⑥
⑦
⑧
4
⑨
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