高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律第2课时学案及答案

第2课时　共价键

课程解读

(见学生用书P83)

知识点一　共价键

1．共价键

(1)氯化氢的形成过程

各提供1个电子形成__共用电子对__，从而使各原子的最外层都形成稳定的电子层结构。

(2)共价键的定义

原子间通过__共用电子对__所形成的相互作用叫做共价键。

(3)成键粒子：__原子__。

(4)共价键的实质是__共用电子对对两原子的电性作用__。

2．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HCl、H2O等；

②非金属氧化物：如CO2、SO3等；

③含氧酸：如H2SO4、HNO3等；

④大多数有机化合物：如甲烷、酒精等。

【提醒】既含离子键又含共价键的物质有活泼金属过氧化物、铵盐、含氧酸盐、强碱。

3．共价分子的表示方法

(1)电子式：如H∶H、HCl··,·· 。

(2)结构式：在化学上，常用一根短线“—”表示__1对共用电子__，这种表示共价键的式子称为结构式。

(3)填写下表

知识点二　化学键与化学反应的本质

1．化学键的概念

__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

化学反应的过程，本质上就是旧化学键__断裂__和新化学键__形成__的过程。

知识点三　分子间作用力　氢键

1．分子间作用力

(1)定义：__分子之间存在的一种把分子聚集在一起的作用力__叫做分子间作用力，最初也称为范德华力。

(2)强弱：范德华力比__化学键__弱得多。

(3)影响：范德华力越大，分子的熔、沸点越__高__。

2．氢键

(1)特点：是一种较强的分子间作用力。

(2)强弱：比__化学键__弱，但比__范德华力__强。

(3)存在：H2O、DNA等。

(4)影响：使物质的__熔、沸点__升高。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)HCl分子中有一对共用电子。(　√　)

(2)原子间以共用电子对形成的物质是共价化合物。(　×　)

(3)共价化合物中一定只含有共价键。(　√　)

(4)共价键只存在于共价化合物中。(　×　)

(5)共价化合物中一定不含有离子键。(　√　)

(6)含有共价键的化合物一定是共价化合物。(　×　)

(7)N2的电子式为N⋮⋮N。(　×　)

2．下列变化过程中，原物质内仅有共价键被破坏，同时有离子键形成的是(　D　)

A．盐酸和NaOH溶液反应

B．氯化氢溶于水

C．稀硫酸与BaCl2溶液反应

D．氯化氢与氨反应生成NH4Cl固体

【解析】盐酸与NaOH溶液反应只有共价键的形成，A错误；HCl溶于水时电离产生H＋、Cl－，仅存在共价键的破坏，不存在化学键的形成，B错误；稀硫酸与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀，不存在共价键的破坏，有离子键形成，C错误；HCl与NH3反应生成离子化合物NH4Cl，存在共价键的破坏和离子键的形成过程，D正确。

3．(1)含有共价键的化合物一定是共价化合物吗？

(2)氮气和氢气合成氨反应中化学键发生了怎样的变化？

答：(1)不一定。含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NaOH中存在共价键，但是NaOH为离子化合物。

(2)氮气中的氮氮三键(N≡N)和氢气中的氢氢键(H—H)断裂，形成氮氢键(N—H)。

(见学生用书P84)

角度1：离子键和共价键、离子化合物和共价化合物的比较

1．离子键与共价键的比较

续表

2．离子化合物与共价化合物的比较

【小结】

 下列有关化学键的叙述正确的是(　A　)

A．离子化合物中一定有离子键

B．含有共价键的化合物一定是共价化合物

C．非金属元素组成的化合物中只含共价键

D．单质分子中都存在化学键

【解析】离子化合物的定义是含有离子键的化合物，则离子化合物中一定含有离子键，A正确；只含有共价键的化合物才是共价化合物，B不正确；非金属元素组成的化合物中也可能既含共价键，又含离子键，如NH4Cl中NH与Cl－之间以离子键结合，N与H之间以共价键结合，C不正确；稀有气体分子中不含化学键，D不正确。

角度2：判断离子化合物和共价化合物的方法

1．由化学键类型判断

只含有共价键的化合物是共价化合物；只含离子键或既含离子键又含共价键的化合物是离子化合物。

2．由化合物类型判断

(1)活泼金属的氧化物、强碱和大多数盐(少数盐如AlCl3、BeCl2等除外)属于离子化合物。

(2)非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、多数有机物、少数盐(如AlCl3、BeCl2)属于共价化合物。

3．由组成元素判断

一般含金属元素或NH的化合物是离子化合物(AlCl3、BeCl2等少数除外)，如NH4Cl、NH4HCO3、Ca(OH)2、KClO3等；只由非金属元素组成的化合物(铵盐等除外)属于共价化合物。

 下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型对应完全正确的一组是(　A　)

　　【解析】依据电子式可判断化学键类型，依据离子化合物和共价化合物的定义判断化合物类型，MgCl2只含离子键，HCl是只含共价键的共价化合物，NH4Cl是离子化合物。

 下列有关化学键的类型说法正确的是(　C　)

A．HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电，所以HCl和NaCl均是离子化合物

B．不同元素的原子构成的分子只含极性共价键

C．H与O、H与N均可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物

D．NaHCO3和HCOONa都只含离子键

【解析】氯化氢是共价化合物，A项错误；不同元素的原子构成的分子有的含有非极性共价键，如H2O2，B项错误；H与O、H与N均可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物，如H2O2、N2H4，C项正确； NaHCO3和HCOONa中既含离子键又含共价键，D项错误。

1． 下列叙述正确的是(　B　)

A．离子键只存在于金属阳离子与酸根阴离子之间

B．两种非金属元素形成AB型化合物，它一定含共价键

C．物质中化学键破坏了，一定发生化学变化

D．化学键类型由元素类型决定

【解析】离子键也可能存在于金属阳离子与非金属阴离子或氢氧根离子之间，如氧化钠、氢氧化钾等都含有离子键，A项错误；非金属原子之间形成的化学键一定是共价键，B项正确；物质中有旧化学键断裂，同时有新化学键形成的变化才是化学变化，而像氯化钠熔化、氢氧化钠溶于水等过程只有化学键的破坏，无新化学键的形成，不是化学变化，C项错误；化学键类型由构成粒子间的作用决定，与元素类型无关，D项错误。

2．下列关于离子键、共价键的说法中正确的是(　C　)

A．CaCl2中既有离子键又有共价键

B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中

C．在共价化合物分子内，一定不存在离子键

D．由多种元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键

【解析】CaCl2中无共价键，A项错误；非极性键可存在于单质分子和化合物中，如H2O2中氧原子间为非极性键，B、D项错误；若化合物中有离子键，则属于离子化合物，共价化合物中一定无离子键，C项正确。

角度1：化学用语

 下列表示物质结构的化学用语正确的是(　B　)

A．H2O2的电子式：H＋[O··,·· O··,·· ]2－H＋

B．CS2的结构式：S===C===S

C． 14C的原子结构示意图：

D．CCl4的电子式：ClC··Cl,··,Cl  Cl

【解析】H2O2为共价化合物，电子式中存在共用电子对，不是阴阳离子，A错误；CS2的结构式为SCS，B正确；14C的质子数为6，C错误；Cl原子的最外层电子应全标出来，D错误。

角度2：物质变化过程中化学键的变化

1．化学反应过程

(1)化学反应过程中反应物的化学键被破坏，产物中有新化学键的形成，如H2与Cl2反应生成HCl，H2、Cl2中的化学键被破坏，形成HCl中的化学键。

(2)化学反应时，反应物中并不是所有的化学键都被破坏，如反应Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl中，Na2SO4、BaCl2中的离子键被破坏，但SO中的共价键未被破坏。

2．离子化合物的溶解或熔化过程

离子化合物电离阴、阳离子。

3．共价化合物的溶解或熔化过程

(1)溶解过程

(2)熔化

4．单质的熔化或溶解过程

(1)由分子构成的固体单质，如I2的升华、P4的熔化，只破坏分子间作用力，而不破坏化学键。

(2)由原子构成的单质，如金刚石、晶体硅，熔化时破坏共价键。

(3)对于某些活泼的非金属单质，溶于水后能与水反应，其分子内共价键被破坏，如Cl2、F2等。

 下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是(　C　)

A．从饮料酒中闻到了醇香味

B．NaCl颗粒被粉碎

C．H2SO4溶于水得硫酸溶液

D．NaOH受热熔化

【解析】闻到醇香味是因为醇的挥发，只是破坏了分子间作用力，A错误；NaCl颗粒被粉碎破坏了部分离子键，B错误；H2SO4溶于水后，电离出H＋和SO，共价键被破坏，C正确；NaOH受热熔化时，电离出Na＋和OH－，只破坏了离子键，而OH－中的共价键没被破坏，D错误。

1．下列物质在变化过程中，只需克服分子间作用力的是(　B　)

A．食盐溶化　　　　　　　B．干冰升华

C．氯化铵受热，固体消失    D．氯化氢溶于水

【解析】食盐是氯化钠，属于离子化合物，溶于水克服的是离子键。干冰是CO2，属于分子晶体，升华是物理变化，克服的是分子间作用力。氯化铵受热分解生成氯化氢和氨气，克服的是化学键。氯化氢是共价化合物，溶于水克服的是共价键。

2．下列说法正确的是(　D　)

A．碳酸氢铵受热固体消失和碘升华只需克服分子间作用力

B．NaF、H2SO4中所含化学键类型相同

C．I2、Br2、Cl2、F2熔沸点逐渐升高

D．HCl气体溶于水和NaOH熔化破坏的化学键类型不同

【解析】NH4HCO3受热易分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O，破坏了化学键，碘升华是物理变化，只破坏分子间作用力，A项错误；NaF是离子化合物，含有离子键，H2SO4是共价化合物，只含共价键，B项错误；I2常温下为固体，Br2常温下为液体，Cl2和F2常温下为气体，则F2、Cl2、Br2、I2熔沸点逐渐升高，C项错误；HCl溶于水破坏的是共价键，NaOH溶于水破坏的是离子键，D项正确。

3．下列是同学们熟悉的物质：

①O2　②金刚石　③NaBr　④H2SO4　⑤Na2CO3　⑥NH4Cl　⑦NaHSO4　⑧Ne　⑨Na2O2　⑩NaOH

(1)这些物质中，只含有共价键的是__①②④__；只含有离子键的是__③__；既含有共价键又含有离子键的是__⑤⑥⑦⑨⑩__；不存在化学键的是__⑧__。

(2)属于共价化合物的是__④__；属于离子化合物的是__③⑤⑥⑦⑨⑩__。

(3)将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的__离子键和共价键__，写出其电离方程式：__NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO____。

【解析】O2、金刚石中只含有共价键；H2SO4中只含有共价键，是共价化合物；NaBr中只含有离子键，是离子化合物；Na2CO3、NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH都是既含有离子键又含有共价键的离子化合物；稀有气体Ne是单原子分子，不含任何化学键；NaHSO4溶于水电离时，Na＋与HSO之间的离子键被破坏，HSO中H＋和SO之间的共价键也被破坏。

1．下列说法中正确的是(　C　)

A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，沸点却依次升高

B．熔融状态下能导电的化合物一定含离子键；金属与非金属形成的化合物一定是离子化合物

C．NCl3分子中所有的原子均为8电子稳定结构

D．NaHCO3溶于水时发生电离：NaHCO3===Na＋＋HCO，破坏的是共价键

【解析】HF可以形成分子间氢键，所以沸点高；金属与非金属形成的化合物不一定是离子化合物，离子化合物是由活泼金属和活泼非金属形成的；NaHCO3溶于水发生电离，破坏的是离子键。

2．下列说法不正确的是(　A　)

A．H2O、H2S、H2Te分子间作用力依次增大

B．石墨转化为金刚石，既有化学键的断裂，也有化学键的形成

C．碘单质升华克服的是分子间作用力

D．KClO3分解生成KCl和O2的过程中有离子键和共价键的断裂和形成

【解析】 H2O分子间存在氢键，H2S、H2Te分子间不存在氢键，H2Te的相对分子质量大于H2S，所以H2Te的分子间作用力大于H2S，因此分子间作用力大小顺序为H2O>H2Te>H2S，A错误；石墨转化为金刚石是化学变化，既有化学键的断裂，又有化学键的形成，B正确；碘是分子晶体，碘单质升华克服的是分子间作用力，C正确；KClO3分解生成KCl和O2的过程中有离子键和共价键的断裂(K＋与ClO形成的离子键、Cl—O共价键)和形成(K＋与Cl－形成的离子键、O===O共价键)，D正确。

3．关于氢键，下列说法正确的是(　D　)

A．所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键比分子间作用力强

B．H2O是一种非常稳定的化合物，是由于水分子间形成氢键所致

C．氢原子和非金属性很强的元素原子(F、O、N)形成的共价键，称为氢键

D．分子间形成的氢键使相应物质的熔点和沸点升高

【解析】氢键存在于H和非金属性很强的原子F、O、N之间，不属于化学键，大多存在于相应分子间，少数也存在分子内，氢键的存在影响物质的熔、沸点。

4．X、Y为两种短周期元素，其原子的最外层电子数分别是1和6，则X、Y两种元素形成的常见化合物或者离子不可能是(　C　)

A．只含极性键的共价化合物

B．含非极性键的共价化合物

C．阴、阳离子个数之比为1∶1的离子化合物

D．可形成双核离子或者四核离子

【解析】短周期元素X原子的最外层电子数为1，则X可能为H、Li、Na；短周期元素Y的最外层电子数为6，则Y可能为O、S。X、Y可形成只含极性键的共价化合物H2O，A正确；X、Y形成的含非极性键的共价化合物为H2O2，B正确；X、Y形成的离子化合物可能为Na2O、Na2O2、Na2S等，阴、阳离子个数比都为1∶2，C错误；X、Y形成的双核离子为OH－，形成的四核离子为H3O＋，D正确。

5．下列说法不正确的是(　D　)

A．非金属单质氯气、白磷、臭氧等都含有非极性键

B．化合物过氧化氢、硫酸、甲烷中都含有极性键

C．二氧化碳、三氧化硫、过氧化钠中都含有共价键

D．离子化合物中一定不含有共价键

【解析】非金属单质(除稀有气体)都含有非极性键，故A正确；H2O2的结构式为H—O—O—H，过氧化氢、硫酸、甲烷中都含有极性共价键，故B正确；CO2、SO3属于共价化合物，Na2O2中含有的O是由非极性共价键形成，故C正确；离子化合物中可能含有共价键，如NaOH和Na2O2，故D错误。

6．下列变化中：①I2升华，②烧碱溶于水，③NaCl溶于水，④HCl溶于水，⑤O2溶于水，⑥Na2O2溶于水。未发生化学键破坏的是__①⑤__；仅发生离子键破坏的是__②③__；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__⑥__。

【解析】I2升华，O2溶于水时，I2和O2均以分子形式存在，并未发生化学键的破坏；NaOH、NaCl、Na2O2、HCl溶于水时，均发生了化学键的破坏，但NaOH溶于水时H—O共价键未被破坏，Na2O2溶于水时O中的非极性键被破坏。