高二化学人教版选修三教学案第一节共价键Word版含答案数理化网正式版.doc

1知道共价键的主要类型键和键。2能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3结合实例说明“等电子原理”的应用。细读教材记主干1共价键是原子间通过共用电子对形成的相互作用。HCl分子的形成：2由同种原子形成的共价键，共价键不偏向任何一方原子，这样的共价键称为非极性共价键，如HH键。由不同种原子形成的共价键，共用电子对偏向吸引电子能力强的一方，这样的共价键称为极性共价键，如HCl键。3键的特征是轴对称，键的强度较大；键的特征为镜像对称，不如键牢固，比较容易断裂。4键长越短，键能越大，共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定，键角决定分子的空间构型，共价键具有方向性。5原子总数相同，价电子总数相同的等电子体，具有相似的化学键特征和相近的化学性质。新知探究1概念：原子间通过共用电子对形成的化学键。2本质：在原子之间形成共用电子对。3特征：4类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类)：(1)键：形成成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成类型ss型sp型pp型续表特征以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称；键的强度较大(2)键：形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成pp型特征键的电子云具有镜面对称，即每个键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成的平面的两侧，如果以它们之间含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；键不能旋转；不如键牢固，较易断裂(3)价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的键和键的总称。名师点拨1共价键的特征(1)饱和性因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此在共价键的形成过程中，一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，所以共价键具有饱和性。(2)方向性除s轨道是球形对称外，其他的原子轨道都具有一定的空间取向。在形成共价键时，原子轨道重叠得愈多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。2共价键的类型分类标准类型共用电子对数单键、双键、三键共用电子对的偏移程度极性键、非极性键原子轨道重叠方式键、键3.键与键比较键的类型键键电子云重叠方式沿键轴方向“头碰头”重叠沿键轴方向“肩并肩”重叠重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零重叠程度大小键的强度强度大，不易断裂强度小，易断裂化学活泼性不活泼活泼成键电子ss、sp、pppp对点演练1(2016浙江柯桥高二检测)下列说法正确的是()A键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的B键就是单键，键就是双键C乙烷分子中的键全为键而乙烯分子中含键和键DH2分子中含键，而Cl2分子中含键解析：选C键为p电子“肩并肩”重叠形成，而键为s或p电子“头碰头”重叠形成，A错误；键是单键，双键是由一个键和一个键形成，B错误；乙烷分子中均为单键，乙烯中含C=C键，有1个键，则乙烷分子中的键全为键，而乙烯分子中含键和键，C正确；氢气、氯气中均为共价单键，则H2分子含键，Cl2分子中也含键，均不含键，D错误。新知探究1概念和特点键参数概念特点键能气态基态原子形成1 mol 化学键释放的最低能量键能越大，键越稳定，越不易断裂键长形成共价键的两个原子之间的核间距键长越短，键能越大，键越稳定键角两个共价键之间的夹角表明共价键有方向性，决定分子的立体结构2.对分子性质的影响名师点拨键参数的意义1键能(1)表示共价键的强弱原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，体系能量降低得越多，释放出的能量越多，形成的共价键的键能越大，意味着共价键越稳定。(2)表示分子的稳定性键能越大，分子越稳定。例如：化学键HFHClHBrHI键能(kJ/mol)568431.8366298.7由此可判断稳定性：HFHClHBrHI。(3)通过键能判断物质的反应活性大小例如，非金属性NP，N比P更容易得到电子，有更大的反应活性，但PP键的键能为201 kJ/mol，NN键的键能为946 kJ/mol，故N2比P4的反应活性小。2键长(1)意义：一般来说，键长越短，键能就越大，键就越稳定，分子就越牢固，受热时就越难分解。(2)影响因素：影响共价键长短的因素是成键原子的半径。原子半径越小，键长越短。3键角(1)键角决定分子的立体结构。(2)多原子分子中共价键间形成键角，表明共价键具有方向性。(3)常见分子中的键角：CO2分子中的键角为180，为直线形分子；H2O分子中键角为105，为V形分子；CH4分子中键角为10928，为正四面体形分子。对点演练2双选(2016福建四地六校联考)从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：数据OO键OOO2O键长(1012m)149128121112键能(kJ/mol)xyz494w628其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为wzyx；该规律性是()A成键的电子数越多，键能越大B键长越长，键能越小C成键所用的电子数越少，键能越大D成键时电子对越偏移，键能越大解析：选A、B由题意知，所含电子数OOO2O，要形成相对稳定结构，成键电子数必然增多，且键能依次增大，故A正确、C错误；键长越长，说明轨道的重合程度越小，越容易断裂，键能越小，故B正确；电子对越偏移说明极性越大，和键能没有必然关系，故D错误。新知探究1等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。2等电子体满足等电子原理的分子称为等电子体。如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质相似。名师点拨等电子体的判断方法(1)将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少n(n1,2等)的原子，如N2与CO、N和CNO均互为等电子体。(2)将粒子中一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n的元素的带n个单位电荷的阳离子(或阴离子)，如N2O和N互为等电子体。(3)同主族元素最外层电子数相等，故可将粒子中原子换成同主族元素原子，如O3和SO2互为等电子体。对点演练3(2016宁夏师大附中高二检测)根据等电子原理，等电子体之间结构相似、物理性质也相近。以下各组粒子不能互称为等电子体的是()ACO和N2BO3和SO2CCO2和N2O DN2H4和C2H4解析：选DCO和N2的原子个数都为2，价电子数：前者为10，后者为10，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，A错；O3和SO2的原子个数都为3，价电子数：前者为18，后者为18，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，B错；CO2和N2O的原子个数都为3，价电子数：前者为16，后者为16，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，C错；N2H4和C2H4的原子个数都为6，价电子数：前者为14，后者为12，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，D正确。1下列说法正确的是()A若把H2S写成H3S则违背了共价键的饱和性BH3O的存在说明共价键不应有饱和性C所有共价键都有方向性D两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子不仅存在于两核之间，还会绕两核运动解析：选A硫原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项正确；H2O只能结合1个H形成H3O，证明共价键有饱和性，B项错误；H2分子中氢原子的s轨道成键时，因为s轨道呈球形，所以H2中的HH键没有方向性，C项错误；两个原子轨道发生重叠后，只有共用电子对在两核之间绕两个原子核运动，D项错误。2(2016成都高二检测)下列对键的认识不正确的是()A键不属于共价键，是另一种化学键Bss 键与sp 键的对称性相同C分子中含有共价键，则至少含有一个键D含有键的化合物与只含键的化合物化学性质不同解析：选A因键和键均属于共价键，故A错误；因ss 键与sp 键的电子云均为头碰头重叠，则为轴对称图形，故B正确；单键为键，双键中有1个键，所以分子中含有共价键，则至少含有一个键，故C正确；键不稳定，易断裂，则含有键的化合物，性质活泼，所以含有键的化合物与只含键的化合物化学性质不同。3下列说法中错误的是()Ap轨道之间以“肩并肩”重叠可形成键B有些原子在与其他原子形成分子时只能形成键，不能形成键Cs和p轨道以“头碰头”重叠可形成键D含有键和键的分子在反应时，键总是先断裂，优先参与化学反应解析：选Ap电子的原子轨道“肩并肩”重叠形成的是键，故A错误；如H原子只含有s电子，而s电子只能形成键，故B正确；s和p电子的原子轨道以“头碰头”重叠可形成键，故C正确；形成键的轨道重叠程度要比形成键的轨道重叠程度小，因而键比键易断裂，易发生化学反应，故D正确。4(2016晋江高二检测)键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的键是由两个原子的s、p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()AH2BCl2CNaHDHF解析：选DH2中的键由两个原子的1s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，A错误；Cl2中的键由两个原子的3p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，B错误；NaH为离子化合物，不存在共价键，C错误；HF中的键由氢原子的1s轨道和氟原子的2p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，D正确。5下列说法中正确的是()A分子的结构是由键角决定的B共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定CCF4、CCl4、CBr4、CI4中CX键的键长、键角均相等DH2O分子中两个OH键的键角为180解析：选B键长和键能决定共价键的稳定性，键长和键角决定分子的空间构型，A项错误，B项正确；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故CX键的键长不相等，C项错误；H2O分子中的键角为105，D项错误。6(1)如图所示，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。化学键类型举例(2)某有机物的结构式如下：则分子中有_个键，_个键。解析：(1)中的原子轨道是“头碰头”重叠，属键，中的原子轨道是“肩并肩”重叠，属键。(2)共价双键有一个键、一个键，共价三键有一个键、两个键，故中有7个键，3个键。答案：(1)化学键类型ss 键sp 键pp 键pzpz 键pypy 键举例H2HClCl2N2N2(2)73一、选择题1下列说法中，不正确的是()A键比键的重叠程度大，形成的共价键强度大B两个原子之间形成共价键时，最多有一个键C气体单质中，一定有键，可能有键DN2分子中有一个键、2个键解析：选C本题考查的是键、键的区别与联系。从原子轨道重叠程度看，键轨道的重叠程度比键轨道的重叠程度小，故键的稳定性弱于键；在单质分子中存在键(如Cl2、H2)、键(如N2中存在键和键)；稀有气体为单原子分子，不存在化学键。2(2016宝鸡高二检测)下列说法中正确的是()A分子中共价键键能越高，键长越长，则分子越稳定B元素周期表中的第A族和第A族元素的原子间不能形成共价键C水分子可表示为HOH，分子中键角为180DNN、N=N、NN键能之比为1.002.174.90，说明N2分子中键键能键键能解析：选D分子中键能越大，键长越短，则分子越稳定，键能越小键长越长则分子越不稳定，A错误；金属和非金属化合可能形成离子键，也可能形成共价键，B错误；水分子可表示为HOH，分子中键角为105，C错误。3(2016桓台高二检测)下列物质的分子中既有键，又有键的是()HClH2ON2H2O2C2H4C2H2ABCD解析：选CHCl只有键；H2O只有键；N2既有键又有键；H2O2只有键；C2H4既有键又有键；C2H2既有键又有键。所以分子中既有键又有键的有，C项正确。4关于乙醇分子的说法正确的是()A分子中共含有8个极性键B分子中不含非极性键C分子中只含键D分子中含有1个键解析：选C乙醇的结构式为，共含有8个共价键，其中CH、CO、OH键为极性键，共7个，CC键为非极性键。由于全为单键，故无键。5下列分子中键角最大的是()ACH4BNH3CH2ODCO2解析：选DCH4是正四面体结构，键角为10928，NH3是三角锥形，键角约为107，H2O是V形分子，两个HO键的键角为105，CO2是直线形分子，键角为180。6(2016雅安高二检测)下列物质中键和键数目比为12的是()AO2BHCNCCO2DN2解析：选DA项O2的结构式是O=O，分子中两个氧原子形成共价双键，分子中键和键数目比11，错误；B项HCN的结构式是HCN，分子中键和键数目比为11，错误；C项CO2的结构式是O=C=O，分子中键和键数目比为11，错误；D项N2的结构式是NN，分子中键和键数目比为12，正确。7(2016福建四地六校联考)共价键是有饱和性和方向性的，下列有关叙述不正确的是()A共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定B共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的C共价键的饱和性决定了分子内部的原子的数量关系D共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关解析：选D一般的，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，故A和C正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越多，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，故B正确；同理可知D错误。8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解析：选D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，A错误；物质的挥发性与分子内键能的大小无关，B错误；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，C错误；氮气比氧气稳定是由于N2中共价键的键能(946 kJ/mol)比O2中共价键的键能(497.3 kJ/mol)大，共价键在化学反应中难以断裂。9双选(2016连云港高二检测)原子总数相同、电子总数或价电子总数相同的互为等电子体，等电子体具有结构相似的特征。下列各对粒子中，空间结构相似的是()ACS2与NO2BCO2与N2OCSO2与O3 DPCl3与BF3解析：选B、CCS2与NO2原子总数相同，电子总数或价电子总数不相同，不能互为等电子体，A错误；CO2与N2O原子总数相同，电子总数相同，互为等电子体，结构相似，B正确；SO2与O3原子总数相同，价电子总数相同，互为等电子体，结构相似，C正确；PCl3与BF3原子总数相同，电子总数或价电子总数不相同，不能互为等电子体，D错误。10氰气的化学式为(CN)2，结构式为NCCN，性质与卤素相似。下列叙述正确的是()A分子中既有极性键，又有非极性键B分子中NC键的键长大于CC键的键长C分子中含有2个键和4个键D不和氢氧化钠溶液发生反应解析：选A分子中NC键是极性键，CC键是非极性键，A正确；成键原子半径越小，键长越短，N原子半径小于C原子半径，故NC键比CC键的键长短，B错误；(CN)2分子中含有3个键和4个键，C错误；由于与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应，D错误。11(2016天门高二检测)碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图。下列有关该物质的说法正确的是()A分子式为C3H2O3B分子中含6个键C分子中只有极性键D8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2解析：选A由碳酸亚乙酯的结构简式判断该物质的分子式为C3H2O3，A正确；由碳酸亚乙酸的结构简式判断该分子中含8个键，B错误；碳酸亚乙酯分子中的碳碳双键为非极性键，C错误；缺少温度和压强无法确定8.6 g该物质完全燃烧得到CO2的体积，D错误。12(2016衡水高二检测)最新报道：科学家首次用X射线激发技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图：下列说法正确的是()ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O和生成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程解析：选C根据能量反应过程的图像知，状态的能量高于状态的能量，故该过程是放热反应，A错误；根据状态、可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，B错误；由图可知，生成物是CO2，具有极性共价键，C正确；状态状态表示CO与O反应的过程，D错误。二、非选择题13(2016襄阳高二检测)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如表：元素相关信息XX的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等续表元素相关信息YY元素的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1ZZ和Y同周期，Z的电负性大于YWW的一种核素的质量数为63，中子数为34(1)Y离子半径_Z离子半径(填“”、“”或“氯离子半径。(2)CS2是一种常用的溶剂，结构式为S=C=S。由于双键是由1个键1个键构成的，因此一个CS2的分子中存在2个键，2个键。(3)氯元素的非金属性强于硫元素，因此在HY、HZ两种共价键中，键的极性较强的是HCl；硫原子半径大于氯原子半径，因此键长较长的是HS。答案：(1)(2)22(3)HClHS14海洋是资源的宝库，蕴藏着丰富的化学元素，如氯、溴、碘等。(1)在光照条件下，氯气和氢气反应过程如下：Cl2ClClClH2HClHHCl2HClCl 反应中形成的化合物的电子式为_；反应中被破坏的化学键属于_(填“极性”或“非极性”)键。(2)卤素单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律。下列有关说法正确的是_。a卤化银的颜色按AgCl、AgBr、AgI的顺序依次加深b卤化氢的键长按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减小c卤化氢的还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减弱d卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易(3)卤素单质的键能大小如图所示。由图推断：非金属性强的卤素，其单质分子的化学键_(填“容易”、“不容易”或“不一定容易”)断裂。卤素单质键能大小与键长的关系为_。解析：(1)同一元素组成的双原子分子为非极性分子，不同种元素组成的分子为极性分子。(2)AgCl呈白色，AgBr呈淡黄色、AgI呈黄色，故颜色逐渐加深。F、Cl、Br、I的原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，HF、HCl、HBr、HI的键长逐渐增大，氢化物的还原性逐渐增强，氢化物稳定性逐渐减弱，单质与H2的化合能力逐渐减弱。(3)从题图可以看出，Cl的非金属性比I的强，但Cl2的键能比I2的大，说明非金属性强的元素，其单质的化学键不一定容易断裂。F、Cl、Br、I的原子半径逐渐增大，单质分子键长也逐渐增大，从题图中可以看出，除F2外，键长增大，键能减小。答案：(1)HC非极性(2)a(3)不一定容易除F2外，键长增大，键能减小15(2016沈阳高二检测)W、X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大。其中Y原子的L电子层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相等，且无空轨道；X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同，但还有空轨道；W、Z的原子序数相差10，且Z原子的第一电离能在同周期中最低。(1)写出下列元素的元素符号：W_，X_，Y_，Z_。(2)XW4分子中，根据电子云重叠方式的不同，分子里共价键的主要类型为_。(3)写出Y原子价层电子的排布图_。(4)X的一种氢化物相对分子质量为26，其中分子中的键与键的键数之比为_。解析：(1)Y原子的L电子层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相等，且无空轨道，说明Y的L层为最外层，有6个电子，氧元素；氧原子有2个未成对电子，X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同，但还有空轨道，说明X为碳元素；W、Z的原子序数相差10，且Z原子的第一电离能在同周期中最低，说明Z为第一主族元素，即钠，则W为氢。(2)XW4分子是甲烷，分子内共价键属于键。(3)氧原子的价层电子排布为2s22p4。(4)X的一种氢化物相对分子质量为26，该物质为乙炔，在分子中碳碳三键中1个键2个键加上2个CH键为键，所以比例为32。答案：(1)HCONa(2)键(3)2s22p4(4)32能力提升16回答下列各题：(1)CH、CH3、CH都是重要的有机反应中间体，它们的电子式分别是_、_、_；其中CH的四个原子是共平面的，三个键角相等，则键角应是_。(2)叠氮化合物在化学工业上有重要应用。N叫作叠氮离子，请写出由三个原子构成的含有与N的电子数相同的粒子的化学式_、_、_。(3)SiO、SO3、NO三种粒子是等电子体，它们的几何构型为_，其中Si、S、N三种基态原子的第一电离能大小关系为_。(4)C2O和_是等电子体，C2O具有较强的还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，锰原子在元素周期表中的位置是_，外围电子排布式为_。(5)2原子14电子的等电子体的共同特点是粒子中都具有共价三键，请举出相应的3个例子_(分子或离子)。每个分子或离子含有_个键，_个键。解析：(1)CH、CH3、CH分别是(碳)正离子、中性基团、(碳)负离子，写电子式时应注意电荷的标示及CH3中碳原子上有一个单电子。(2)N含有22个电子，由CO2去发散思考，寻找等电子体。(3)SO3是平面正三角形，等电子体的空间构型相似。(4)由C想到N，C2O的等电子体是N2O4。(5)2原子14电子的粒子有N2、CO、C、CN等，它们均含有共价三键，三键中含1个键、2个键。答案：(1)120(2)CO2N2OBeF2(3)平面正三角形NSSi(4)N2O4第四周期第B族3d54s2(5)CO、N2、C、CN(任写3个)1217根据氢气分子的形成过程示意图，回答问题。(1)HH键的键长为_，中，体系能量由高到低的顺序是_。(2)下列说法中正确的是_。A氢气分子中含有一个键B由到，电子在核间出现的概率增加C由到，必须消耗外界的能量D氢气分子中含有一个极性共价键(3)已知几种常见化学键的键能如表所示：化学键SiOHOO=OSiSiSiC键能(kJ/mol)460467498176x请回答下列问题：比较SiSi键与SiC键的键能大小：x_176 kJ/mol(填“”、“人品好的人，自带光芒，无论走到哪里，总会熠熠生辉。人活着，谁都会有烦恼，每天都有烦恼，最重要的是你不理会烦恼，烦恼自然就没有了！因此，朋友们，最好的活法，就只要记住这两句话：烦恼天天有，不捡自然无！当你不开心的时候，想想自己还剩下多少天可以折腾，还有多少时间够你作践。你开心，这一天过了；不开心，一天也过了。想明白了，你就再也不会生气了。当你烦恼的时候，想想人生就是减法，见一面少一面，活一天就少一天，还有什么好烦恼的呢，不忘人恩，不念人过，不思人非，不计人怨。不缺谁，不少谁，对得起良心就好。当你忧伤的时候，想想生活就是一场路过，赤条条来，赤条条去，带不来一丝尘土，带不走半片云彩。什么功名利禄，什么人情往份，啥你都带不走，想明白了，还有什么好难过的？当你不满的时候，想想和富人比，我们活着知足就是幸福。和病人比，我们活着健康就是幸福。和死人比，我们还活着就是幸福。人这辈子想活好，心要简单，人要糊涂。当你生气的时候，想想是否有必要为不值得的人生气？有必要为不值得的事闹心？好好吃饭，好好睡觉，好好养老，好好花钱就可以了。你好好的，家人好好的，一切也就好好的了！当你计较的时候，想想人在世间走，本是一场空，何必处处计较