2018高中化学 专题1 微观结构与物质的多样 第二单元 微粒之间的相互作用力 第2课时 共价键 分子间作用力导学案 苏教版必修2.doc

第2课时共价键分子间作用力知识条目必考要求加试要求1.化学键的含义aa2.共价键的概念和成因bb3.共价化合物的概念aa4.简单共价分子的结构模型、结构式aa5.简单共价分子的电子式bb6.碳的成键特点与有机化合物的多样性的联系aa7.分子间作用力的含义，分子间作用力对分子构成的物质的某些物理性质的影响ab8.简单共价分子的空间结构和键能a9.氢键的概念、形成条件和成因，氢键对物质性质的影响b能力要求1.知道共价键的概念和实质。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.知道分子间作用力与物质性质的关系。4.了解共价分子的空间结构和键能。5.理解氢键对物质性质的影响。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：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。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分子的化合物。(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共价化合物与共价键的关系(1)含有共价键的分子不一定是共价化合物。例如H2、O2等单质。(2)含有共价键的化合物不一定是共价化合物。例如NaOH、Na2O2。(3)离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中一定不含离子键，只有共价键。归纳总结1离子键和共价键的比较键型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之间通过共用电子对所形成的相互作用特点阴、阳离子间的相互作用共用电子对不发生偏移共用电子对偏向吸引电子能力强的原子成键粒子阴、阳离子原子成键条件一般为活泼金属和活泼非金属同种非金属元素的原子不同种非金属元素的原子存在离子化合物非金属单质，如O2；某些化合物，如Na2O2共价化合物，如SO2；某些离子化合物，如NaOH2.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一般为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 1下列物质中只含有共价键的是()ANaCl、HCl、H2O、NaOHBCl2、Na2S、HCl、SO2CHBr、CO2、H2O、CS2DNa2O2、H2O2、H2O、O3答案C解析A项，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，Cl2、HCl、SO2分子中只有共价键，而Na2S中只有离子键；D项，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()A氨气B四氯化碳C氮气 D二氧化碳 答案C易错警示在书写共价分子的电子式时应注意：各原子最外层的电子即便未参与成键也必须全部标出；要正确标出共用电子对的对数；中学阶段要求掌握的物质的电子式，一般都满足稳定结构；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3下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是()ABF3 BH2OCSiCl4 DPCl5答案C解析A项，BF3中形成三个共用电子对，硼原子最外层只有6个电子，未达到8电子结构，错误；B项，H2O中氢原子最外层只有2个电子，错误；C项，SiCl4中Si与Cl形成4个共用电子对，两种原子的最外层电子均达到8电子结构，正确；D项，PCl5中P不符合8电子结构，错误。方法点拨判断2电子、8电子稳定结构的方法(1)分子中若含氢原子，则氢原子满足的是2电子稳定结构。(2)判断8电子结构的方法有以下两种：方法一：原子最外层电子数共用电子对数8，如在HCl中，对氯原子来说，最外层有7个电子，共用电子对数为1，则氯原子能满足8电子结构，对氢原子则不能满足8电子结构。方法二：分子中各原子的最外层电子数之和8分子中原子总数2共用电子数，如PCl3最外层电子数为268(13)23，即磷和氯都能满足8电子结构。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间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)主要特征广泛存在于分子之间；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；分子间作用力的能量远远小于化学键；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的大小决定。归纳总结化学键、分子间作用力的比较相互作用化学键分子间作用力存在范围相邻原子(离子)之间分子之间作用力比较强很弱影响范围物质的物理性质及化学性质物质的物理性质4下列关于化学键的说法正确的是()含有金属元素的化合物一定是离子化合物第A族和第A族元素原子化合时，一定形成离子键由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物活泼金属与活泼非金属化合时，能形成离子键含有离子键的化合物一定是离子化合物离子化合物中可能同时含有离子键和共价键A BC D答案B解析AlCl3属于共价化合物，错；第A族的H元素和第A族卤素化合时形成共价键，错；非金属元素形成的铵盐都是离子化合物，错；活泼金属与活泼非金属化合时，可分别形成阳离子和阴离子，因此能形成离子键，正确；正确；含有原子团的离子化合物如NH4Cl、NaOH既含有离子键又含有共价键，正确。故选B。思维启迪化学键、化合物类型判断的“四个不是”(1)不是所有的物质都含有化学键，如稀有气体中不含化学键。(2)不是只含有共价键的物质就属于共价化合物，单质例外。(3)不是离子化合物一定含有金属元素，如铵盐中含离子键。(4)不是只要含有金属元素的化合物就是离子化合物，如氯化铝是共价化合物。5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2H2O22H2O中，被破坏的是_，形成的是_。(7)CaCl2和Na2CO3反应时，被破坏的化学键是_，形成的化学键是_。(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，溶于水时破坏相应的化学键；酒精溶于水时破坏分子间作用力；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。三、氢键、分子的空间结构和键能(加试)1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。2简单分子的空间结构填写下列分子的空间构型：CH4：正四面体型H2O：V形NH3：三角锥型 CO2：直线形BF3：平面三角形 C2H4：平面形C2H2：直线形 ：平面正六边形SO3：平面三角形 CCl4：正四面体型3键能原子之间形成的共价键的强度可以用键能来描述。人们把在101 kPa、298 K条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，称为AB间共价键的键能。例如，在101 kPa、298 K条件下，使1 mol H2离解成2 mol气态氢原子时需要吸收436 kJ的能量，我们说HH键的键能为436 kJmol1。部分共价键的键能键键能/kJmol1键键能/kJmol1HH436CC812ClCl243O=O498BrBr193HF567II151HCl431NN159HBr366N=N418HI298NN946HO463CC348HN393C=C615HC413影响键能的因素及键能对物质性质的影响：成键原子的半径越小，键能越大；键能影响分子的稳定性，键能越大，分子越稳定。如键能：CHNHOH，所以稳定性：CH4NH3H2O。6下列分子的空间结构模型正确的是()Aa是CO2的空间结构模型Bb是H2O的空间结构模型Cc是NH3的空间结构模型Dd是CH4的空间结构模型答案D解析A项，CO2的空间构型是直线形，错误；B项，H2O的空间构型是V形，错误；C项，NH3的空间构型是三角锥型，错误；D项，CH4的空间构型为正四面体型，正确。1知识关系2氢键不是化学键，而是一种特殊的分子间作用力。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解析离子化合物中也可能含有共价键，如氢氧化钠中含有共价键，A错误；必须全部由共价键构成的化合物才是共价化合物，共价化合物中不存在离子键，B正确；稀有气体单质形成的晶体中不含任何化学键，C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正确。2下列电子式正确的是()答案B解析H2O2为共价化合物，A项错误；NaOH是由Na和OH构成的离子化合物，C项错误；D项没有标出氯原子其余价电子，错误。3下列物质中，化学键类型相同的一组是()ACO2和H2O BNaCl和HClCCCl4和KCl DMgCl2和SO2答案A解析A项，两物质均为共价化合物，只含有共价键；B项，NaCl为离子化合物，含有离子键，HCl为共价化合物，只含有共价键；C项，CCl4为共价化合物，只含有共价键，KCl为离子化合物，含有离子键；D项，MgCl2为离子化合物，含有离子键，SO2为共价化合物，只含有共价键。4(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：_。答案(1) (2) 5(1)在下列物质中：A.氩BNaOHC甲烷D氯化钡E乙烯FNH3GCCl4HH2O2。只含离子键的物质是_(填字母，下同)；既有离子键又有共价键的化合物是_；只含极性键的物质是_；含非极性键的物质是_；上述分子之间能形成氢键的有_。(2)下列变化：碘的升华烧碱熔化氯化钠溶于水氯化氢溶于水氧气溶于水氯化铵受热分解。化学键未被破坏的是_(填序号，下同)；仅离子键被破坏的是_；仅共价键被破坏的是_。答案(1)DBCFGEHFH(2)解析氩，不含化学键，只存在分子间作用力；NaOH，存在离子键和极性共价键；甲烷，只存在极性共价键；氯化钡，只含离子键；乙烯，含极性共价键和非极性共价键；NH3，只存在极性共价键；CCl4，只存在极性共价键；H2O2，含极性共价键和非极性共价键。(2)碘的升华，只是状态的变化，化学键没有被破坏；烧碱熔化，电离出自由移动的离子，离子键被破坏；氯化钠溶于水，电离出自由移动的离子，离子键被破坏；氯化氢溶于水，电离出自由移动的离子，共价键被破坏；氧气溶于水，共价键没被破坏；氯化铵受热分解，既有离子键被破坏又有共价键被破坏。 基础过关题组一化学键的概念、判断及表示方法1关于化学键的下列叙述中，不正确的是()A离子化合物可能含共价键B全部由非金属元素形成的化合物一定只含共价键CNa在Cl2中燃烧的生成物含离子键D水分子中氢、氧原子之间的化学键是极性键答案B解析离子化合物可能含共价键，如过氧化钠，A正确；全部由非金属元素形成的化合物不一定只含共价键，如氯化铵中含有离子键和共价键，B错误；Na在Cl2中燃烧生成物为NaCl，含有离子键，C正确；氢、氧对共用电子对的作用力不同，故两原子之间的化学键是极性键，D正确。2下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是()光气(COCl2)六氟化硫二氟化氙三氟化硼BeCl2PCl3PCl5OF2A BC D答案C解析根据碳原子的成键特征可推断光气(COCl2)的结构式是，电子式是，PCl3分子中原子的成键数与最外层电子数之和为8，OF2的结构式为，这3种分子符合题意；SF6、XeF2、PCl5中的S、Xe、P原子的最外层电子数超过8个；BF3和BeCl2中的B、Be原子的最外层电子数少于8个(分别为6个和4个)。3二氯化二硫(S2Cl2)可用作橡胶工业的硫化剂，常温下它是橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构与H2O2相似，溶点为193 K，沸点为411 K，遇水很容易反应，产生的气体能使品红褪色，S2Cl2可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法不正确的是()AS2Cl2晶体中不存在离子键BS2Cl2分子中各原子均达到8电子稳定结构CS2Cl2在熔融状态下不能导电D制备S2Cl2的反应是化合反应，不是氧化还原反应答案D解析S2Cl2的分子结构与H2O2相似，且熔、沸点较低，为分子晶体，不存在离子键，故A正确；S2Cl2的电子式为，分子中各原子均达到8电子稳定结构，故B正确；S2Cl2为分子晶体，在熔融状态下不能电离出自由移动的离子，不能导电，故C正确；S2Cl2可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得，反应中Cl和S的化合价发生了变化，属于氧化还原反应，故D错误。题组二共价化合物和共价键4现有如下各种说法：在水中氢、氧原子间均以化学键相结合；金属和非金属化合时一定形成离子键；离子键是阳离子、阴离子间的相互吸引力；根据电离方程式HCl=HCl，判断HCl分子里存在离子键；H2分子和Cl2分子的反应是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H原子、Cl原子，而后H原子、Cl原子形成共价键的过程。上述各种说法中正确的是()A BC D答案C解析水分子内氢、氧原子间以化学键相结合、水分子之间氢、氧原子间主要以氢键相结合；金属与非金属化合时也可能形成共价键，如AlCl3就是以共价键形成的共价化合物；离子键是阴、阳离子间的静电作用，包括吸引力和排斥力；HCl在水中可全部电离成离子，但分子内是以共价键结合的。5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()选项ABCD物质MgCl2CO2HClNaOH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。6下列各组中的每种物质内既有离子键又有共价键的一组是()ANaOH、K2SO4、H2SO4BHCl、Al2O3、MgCl2CNa2O2、NH4Cl、Na2SO4DMgO、Na2SO4、NH4HCO3答案C7. 意大利罗马大学的Fulvio Cacace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()AN4分子属于一种新型的化合物BN4分子中只含有非极性键C1 mol N4分子所含共价键数为4NADN4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，1 mol N4中含有6 mol NN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P4N4，D项错误。题组三氢键、分子的空间结构、键能(加试要求)8下列事实不能用键能解释只能用氢键解释的是()HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱水加热到很高的温度都难以分解CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高氨气在水中溶解度很大水结成冰体积膨胀，密度变小A BC D答案D解析NH3在水中的溶解度很大，其主要原因是NH3与H2O之间形成氢键；水分子间所形成的氢键使冰的微观结构里存在较大的空隙，因此，相同温度下冰的密度比水小。9下列分子的空间结构是正四面体型的是()ACH4 BNH3CH2O DC2H4答案A解析氨分子的空间结构是三角锥型，水是V形，乙烯是平面形。10下列事实能够用键能的大小作为主要依据来解释的是()A常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态B硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸C稀有气体一般难以发生化学反应D空气中氮气的化学性质比氧气稳定答案D解析通过共价键形成的分子，其物质聚集的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难以发生化学反应的原因是它们的价电子层已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N2中共价键的键能(946 kJmol1)比O2中共价键的键能(497.3 kJmol1)大，在化学反应中难以断裂。能力提升11下面是同学们熟悉的物质：O2金刚石NaBrH2SO4Na2CO3NH4ClNaHSO4NeNa2O2NaOH(1)这些物质中，只含有共价键的是_(填序号，下同)；只含有离子键的是_；既含有共价键又含有离子键的是_；不存在化学键的是_。(2)属于共价化合物的是_；属于离子化合物的是_。(3)将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的_，写出其电离方程式_；NaHSO4在熔融状态下电离，破坏了_，写出其电离方程式_。答案(1)(2)(3)离子键和共价键NaHSO4=NaHSO离子键NaHSO4=NaHSO解析O2、金刚石中只含有共价键；H2SO4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中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与SO之间的共价键也被破坏；而在熔融状态电离时只破坏离子键。12已知：CH4SiH4NH3PH3沸点(K)101.7161.2239.7185.4分解温度(K)8737731 073713.2分析上表中四种物质的相关数据，请回答：(1)CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，沸点有差别的原因是_。(2)CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，分解温度有差别的原因是_。(3)下表各图中的小球代表原子实(原子实是原子除最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表共价键。下列各图表示的结构能表示PH3分子结构的是_。AB答案(1)SiH4沸点高于CH4的原因是SiH4分子间作用力大于CH4分子间作用力；NH3的沸点高于PH3的原因是NH3分子间存在氢键(2)CH4的分解温度高于SiH4的原因是CH键比SiH键稳定；NH3的分解温度高于PH3是因为NH键比PH键稳定(3)A13各城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液作保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。(1)m_，该保湿剂的化学式为_。(2)Z、W元素的名称分别为_、_。(3)下列说法正确的是_(填字母，下同)。AXY2和WZ2都为离子化合物BXY2中仅含离子键，WZ2中仅含极性共价键CH2Z比HY的稳定性强DX的阳离子比Y的阴离子半径大(4)下列化学用语表达正确的是_。AXY2的电子式：BWZ2的结构式：Z=W=ZCY元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式：Y2Z2=2YZD用电子式表示XY2的形成过程：答案(1)20CaCl2(2)硫碳(3)B(4)BD解析(1)由X原子的结构示意图为不难推知其为，该元素为Ca，根据CaY2可知Y为1价，又因Y与Ca2的电子层结构相同，则Y为Cl。(2)Z、W原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，且Z、W能形成一种WZ2型分子，则Z、W是C或S。Z与Y相邻，则Z是S，W是C。(3)CaCl2是仅含离子键的离子化合物，CS2是仅含极性键的共价化合物，A错、B对；S的非金属性弱于Cl，则H2S的稳定性比HCl弱，C错；Ca2、Cl具有相同的电子层结构，且Ca元素的核电荷数大，因而半径小，D错。(4)XY2为CaCl2，其电子式为，H2S为弱酸，应写成分子式，即Cl2H2S=2H2ClS，A、C错。14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：化合物电子式化合物类型化学键类型CACBBD(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) 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)Na2OH2O=2Na2OH(或2Na2O22H2O=4Na4OHO2)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2周期的非金属元素或第3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是没有正价态的元素，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3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，说明为氢元素。