共價鍵(自主學(xué)案)(人教版2019必修第一冊)

2021-2022學(xué)年高一化學(xué)同步學(xué)習(xí)高效學(xué)與練（自主學(xué)案）第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第三節(jié)化學(xué)鍵第2課時共價鍵課程學(xué)習(xí)目標1．通過Cl2、HCl的形成過程，理解共價鍵(極性鍵和非極性鍵)的形成過程與形成條件。2．能用電子式表示共價分子的形成過程，能用結(jié)構(gòu)式表示簡單的共價分子結(jié)構(gòu)。3．能從化學(xué)鍵的角度理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。學(xué)科核心素養(yǎng)1．通過對“離子鍵和共價鍵形成”的學(xué)習(xí)，增強微觀探析的能力。2．通過對“電子式、結(jié)構(gòu)式相關(guān)問題”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)模型認知的能力?！拘轮獙W(xué)習(xí)】一．共價鍵的形成和概念1．形成:當(dāng)參加反應(yīng)的原子得失電子能力差別較小時，一般無法形成離子鍵。如氯原子的最外層有7個電子，要達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，就需要1個電子，但氯原子間不會發(fā)生電子得失，如果2個氯原子各提供1個電子，形成共用電子對，則2個氯原子就都形成了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。2．概念:像氯分子這樣，原子間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵；而像HCl這樣，通過共用電子對作用形成的化合物叫做共價化合物。①成鍵微粒：原子②成鍵本質(zhì)：共用電子對③成鍵條件：兩個非金屬原子之間注意：（1）只含有共價鍵的化合物屬于共價化合物（即若存在離子鍵，一定為離子化合物）（2）共價鍵存在于非金屬單質(zhì)的雙原子分子中，共價化合物和某些離子化合物中二．共價鍵的表示方法1．電子式用電子式表示共價化合物時，不需要加“[]”和標電荷。如：Cl2的電子式為，HCl的電子式為，N2的電子式為，CO2的電子式為。思考題1寫出下列物質(zhì)的電子式并判斷其中存在的化學(xué)鍵：NH3、NaOH、NH4Cl。共價鍵離子鍵、共價鍵離子鍵、共價鍵判斷電子式是否正確應(yīng)注意以下幾點：=1\*GB3①每個原子周圍是否滿足了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（H為2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）共價化合物中8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的判斷規(guī)律ⅰ．對原子序數(shù)不大于5的元素，形成化合物時，一般不可能為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。如HCl中的H，BeCl2中的Be，BF3中的B等。ⅱ．對原子序數(shù)大于5的元素，形成化合物時，若|元素化合價|＋原子最外層電子數(shù)＝8，則該化合物中該元素滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；否則不滿足。如CO2中的C：|＋4|＋4＝8，滿足，O：|－2|＋6＝8，也滿足；PCl5中的P：|＋5|＋5＝10≠8，不滿足，Cl：|－1|＋7＝8，滿足。ⅲ．對于共價單質(zhì)，方法與上面類似，只是將“|元素的化合價|”換成共用電子對數(shù)即可。=2\*GB3②所標的電子總數(shù)是否等于所有原子的最外層電子數(shù)之和。2．結(jié)構(gòu)式在化學(xué)上，常用一根短線“—”表示一對共用電子，其余電子一律省去，這樣的式子叫做結(jié)構(gòu)式。分子電子式結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)模型H2Heq\o\al(·,·)HH—HHClHeq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)H—ClCO2eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··))·eq\o\al(·,·)·C·eq\o\al(·,·)·eq\o(O,\s\up6(··))eq\o\al(·,·)O==C==OH2OHeq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)HCH4三．用電子式表示共價化合物的形成過程：練習(xí)1：用電子式表示下列化合物的形成過程CO2：H2O：NH3：四．極性鍵和非極性鍵非極性鍵極性鍵定義同種元素原子形成的共價鍵，共用電子對不發(fā)生偏移不同種元素原子形成的共價鍵，共用電子對發(fā)生偏移原子吸引電子能力相同不同共價鍵中元素化合價的體現(xiàn)：形成非極性鍵的原子間共用電子對不偏移，不會產(chǎn)生化合價的升降；而形成極性鍵的過程中，電子對偏離的元素化合價升高，電子對偏向的元素化合價降低。練習(xí)2：下列物質(zhì)中，以極性鍵結(jié)合的（（3）（4）（5）），以非極性鍵結(jié)合的（（1）（2））（1）F2（2）O2（3）NH3（4）CH4（5）SO2五．化學(xué)鍵及化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)1．化學(xué)鍵(1)使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力。(2)分類：化學(xué)鍵eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(離子鍵,共價鍵\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(極性鍵,非極性鍵))))2．化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì):化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。思考：有化學(xué)鍵斷裂的過程一定是化學(xué)變化嗎？不一定，如氯化鈉溶于水，斷裂離子鍵?；瘜W(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。練習(xí)3.物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)時，一定發(fā)生變化的是（C）A.顏色B.狀態(tài)C.化學(xué)鍵D.原子核六．分子間作用力和氫鍵1．分子間作用力分子間存在的一種把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力，又稱范德華力。分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多，它對物質(zhì)的熔、沸點等有影響。一般來說，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點也越高。分子間作用力與化學(xué)鍵的區(qū)別：分子間作用力存在于：分子之間。化學(xué)鍵存在于：原子或離子之間。2．氫鍵HF、H2O、NH3的沸點有反?，F(xiàn)象，是因為它們的分子之間存在著一種比分子間作用力稍強的相互作用，這種相互作用叫氫鍵。氫鍵比化學(xué)鍵弱，比范德華力強，所以把氫鍵看作是一種稍強的分子間作用力。例如：H2Te、H2Se、H2S隨相對分子質(zhì)量的減小，分子間作用力依次減弱，因而熔沸點依次降低。然而H2O由于分子間氫鍵的形成，分子間作用力驟然增強，從而改變了Te—O氫化物熔沸點降低的趨勢而猛然升高，鹵族中的HF和氮族中的NH3也有類似情況。冰中氫鍵的存在使冰的結(jié)構(gòu)中有空隙，造成其密度低于液態(tài)水?！局R進階】離子鍵與共價鍵、離子化合物與共價化合物的比較【問題探究】1.離子鍵、共價鍵的形成條件是什么？活潑金屬與活潑非金屬易形成離子鍵，非金屬原子間形成共價鍵。2．能否根據(jù)化合物溶于水形成的溶液是否導(dǎo)電判斷一種化合物是離子化合物還是共價化合物？不能。如NaCl和HCl溶于水得到的溶液都導(dǎo)電?！局R歸納總結(jié)】1．離子鍵和共價鍵的比較：鍵型離子鍵共價鍵非極性鍵極性鍵概念使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用原子之間通過共用電子對所形成的相互作用特點陰、陽離子間的相互作用共用電子對不發(fā)生偏移共用電子對偏向吸引電子能力強的原子成鍵粒子陰、陽離子原子成鍵條件活潑金屬和活潑非金屬同種非金屬元素原子不同種非金屬元素的原子存在離子化合物非金屬單質(zhì)，如O2；某些化合物，如Na2O2共價化合物，如SO2；某些離子化合物，如NaOH熔化時破壞的作用力一定破壞離子鍵，也可能破壞共價鍵(如NaHCO3)一般只破壞分子間作用力實例強堿、大多數(shù)鹽、活潑金屬的氧化物含氧酸、非金屬的氫化物、非金屬氧化物、大多數(shù)有機化合物2．離子化合物與共價化合物的比較：離子化合物共價化合物概念由離子鍵構(gòu)成的化合物以共用電子對形成分子的化合物構(gòu)成粒子陰、陽離子原子粒子間的作用離子鍵共價鍵熔沸點較高一般較低，少部分很高(如SiO2)導(dǎo)電性熔融態(tài)或水溶液導(dǎo)電熔融態(tài)不導(dǎo)電，溶于水有的導(dǎo)電(如硫酸)，有的不導(dǎo)電(如蔗糖)【點撥】化學(xué)鍵判斷中的四個“不一定”1．部分物質(zhì)中不一定含有化學(xué)鍵，例如稀有氣體分子中不含有化學(xué)鍵。2．金屬與非金屬形成的化學(xué)鍵不一定都是離子鍵，也有共價鍵，例如AlCl3中沒有離子鍵，只有共價鍵。3．含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物，也可能是離子化合物。4．只含有非金屬元素的化合物不一定是共價化合物，也可能是離子化合物。例如銨鹽中不含有金屬元素，但是屬于離子化合物?！镜淅肯铝嘘P(guān)于離子鍵，共價鍵的各種敘述中，正確的是()A．在離子化合物里，只存在離子鍵，沒有共價鍵B．非極性鍵只存在于雙原子的單質(zhì)分子中C．在共價化合物分子內(nèi)，一定不存在離子鍵D．由不同元素組成的多原子分子里，一定只存在極性鍵【答案】C【解析】在復(fù)雜的離子化合物如氫氧化鈉、過氧化鈉中既存在離子鍵又存在共價鍵，A項錯誤；離子化合物如過氧化鈉中也存在非極性鍵，B項錯誤；C項正確；在H2O2中既存在極性鍵又存在非極性鍵，D項錯誤。〔變式訓(xùn)練〕化學(xué)鍵是相鄰原子之間強烈的相互作用。下列有關(guān)化學(xué)鍵的說法正確的是()A．KOH中既含有離子鍵也含有共價鍵，屬于離子化合物B．N2屬于單質(zhì)，不存在化學(xué)鍵C．MgCl2中既含有離子鍵，又含有共價鍵D．NH4Cl中含有共價鍵，又全部由非金屬元素組成，屬于共價化合物【答案】A【解析】N2中存在共價鍵；MgCl2中只含有離子鍵；NH4Cl中雖然含有共價鍵，又全部由非金屬元素組成，但也含有離子鍵，屬于離子化合物。【效果檢測】1．下列敘述正確的是（）A．H2O分子間存在著極性共價鍵B．鹽酸中存在H+和Cl-，故HCl為離子化合物C．Na2O2內(nèi)存在非極性共價鍵D．非金屬原子只能形成共價鍵【答案】C【解析】A．極性共價鍵是化學(xué)鍵，在水分子內(nèi)部的H和O之間形成，而不是水分子之間，A錯誤；B．非金屬元素之間一般形成共價鍵，HCl中H和Cl之間形成共價鍵，由共價鍵構(gòu)成的化合物稱為共價化合物，所以HCl是共價化合物，溶于水后在水分子作用下發(fā)生電離產(chǎn)生了H+和Cl+，B錯誤；C．Na2O2中鈉和氧之間形成2個離子鍵，兩個氧之間形成非極性共價鍵，C正確；D．非金屬原子之間一般形成共價鍵，但也有特例，如NH4Cl中銨根和氯離子之間以離子鍵結(jié)合，D錯誤。答案選C。【點睛】D．銨鹽中銨根和酸根離子之間以離子鍵結(jié)合。2．下列各組化合物中，化學(xué)鍵類型完全相同的是()A．HCl和NaOH B．Na2O和Na2O2C．CO2和CaO D．CaCl2和Na2S【答案】D【解析】A.HCl中只含共價鍵，NaOH中既含離子鍵又含共價鍵，故A不選；B.Na2O中只含離子鍵，Na2O2中既含離子鍵又含共價鍵，故B不選；C.CO2中只含共價鍵，CaO中只含離子鍵，故C不選；D.CaCl2中只含離子鍵，Na2S中只含離子鍵，故D選；故選D。3．下列說法正確的是（）A．雙原子分子中的共價鍵一定是非極性鍵B．任何原子的原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的C．非極性鍵可能存在于離子化合物中D．質(zhì)子數(shù)相同的微粒，它們的化學(xué)性質(zhì)基本相同【答案】C【解析】A.同種元素形成雙原子分子中的共價鍵，一定是非極性鍵，而不同種元素形成的雙原子分子如HCl中的共價鍵，是極性鍵，故A錯誤；B.H原子中沒有中子，故B錯誤；C.非極性鍵可能存在于離子化合物中如Na2O2，故C正確；D.H2O和HF質(zhì)子數(shù)相同，但化學(xué)性質(zhì)不同，故D錯誤；故答案為C。4．下列分子中所有原子都滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是（）A．BeCl2 B．CH4 C．BF3 D．PCl3【答案】D【解析】A.BeCl2中Be的最外層有4個電子，不滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)，故A不符合題意；B.CH4中H的最外層有2個電子，不滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)，故B不符合題意；C.BF3中B最外層有6個電子，不滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)，故C不符合題意；D.PCl3中P和Cl最外層均為8電子結(jié)構(gòu)，故D符合題意；故答案為D。5．反應(yīng)NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O放熱且產(chǎn)生氣體，可用于冬天石油開采。下列表示反應(yīng)中相關(guān)微粒的化學(xué)用語正確的是（）A．中子數(shù)為18的氯原子：B．N2的結(jié)構(gòu)式：N=NC．Na+的結(jié)構(gòu)示意圖：D．H2O的電子式：【答案】D【解析】此題考查化學(xué)用語，化學(xué)用語包括：化學(xué)式，結(jié)構(gòu)式，電子式，原子（或離子）結(jié)構(gòu)示意圖以及不同核素的表達等，根據(jù)各化學(xué)用語的書寫要點分析。A.核素的表達式中A表示X原子的質(zhì)量數(shù)，Z表示X原子的質(zhì)子數(shù)，則中子數(shù)=A-Z，中子數(shù)為18的氯原子為，A項錯誤；B.氮原子最外層電子數(shù)為5，還需要3個電子（或形成3對共用電子對）達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以兩個氮原子共用3對電子，氮氣的結(jié)構(gòu)式為N≡N，B項錯誤；C.鈉原子的核外有11個電子，鈉離子是由鈉原子失去一個電子形成的，則鈉離子核外有10個電子，Na+的結(jié)構(gòu)示意圖為，C項錯誤；D.氧原子最外層有6個電子，兩個氫原子分別和氧原子形成1對共用電子對，D項正確。故選D。6．下列用電子式表示共價化合物的形成過程，正確的是()A．H＋·C―→H＋[C]－ B．Na·＋·B―→NaBC．·Mg·＋2·―→Mg2＋[]－[]－ D．··＋··＋··―→··C··【答案】D【解析】A．HCl是共價化合物，不能用“[]”，故A錯誤；B．NaBr是離子化合物，應(yīng)該寫成，故B錯誤；C．MgF2是離子化合物，在晶體中陰、陽離子是交替排布的，為了表示這種排布，在書寫時也是把同性離子分開來寫，故C錯誤；D．二氧化碳是共價化合物，碳原子最外層有4個電子，各與氧原子形成兩對共用電子對，故D正確；答案選D?！军c睛】分清離子鍵和共價鍵的區(qū)別，會電子式的表示方法，注意規(guī)范表示。7．下列用電子式表示化合物的形成過程正確的是（）A．B．C．Mg++Mg2++D．【答案】B【解析】A．氯化氫是共價化合物，沒有離子鍵，形成過程為，A項錯誤；B．氧化鉀是離子化合物，氧離子和鉀離子之間存在離子鍵，B項正確；C．用電子式表示化合物形成過程時，沒有標注電子轉(zhuǎn)移的方向及的最外層電子，且應(yīng)該寫在的兩側(cè)，即，C項錯誤；D．沒有注明離子所帶電荷且陰離子沒有加“[]”，應(yīng)該為，D項錯誤。答案為B。【點睛】本題易錯點在于電子式表示化合物形成過程時，各離子之間應(yīng)該展開，絕不能直接將相同離子合并后加上系數(shù)，應(yīng)完整表達各離子之間的電子轉(zhuǎn)移。8．下列電子式中錯誤的是（）A． B． C．Na＋ D．【答案】A【解析】A.NH3分子的電子式是，故A錯。B.為是OH－的電子式，B正確；C.Na＋是Na＋的電子式，C正確；D.是CH3Cl的電子式，D正確。故選A。9．下列各項中表達正確的是（）A．次氯酸電子式B．H、D、T表示同一種核素C．用電子式表示HCl形成過程：D．F－離子結(jié)構(gòu)示意圖：【答案】D【解析】A.次氯酸電子式，故A錯誤；B.H、D、T表示3種核素，故B錯誤；C.HCl是共價化合物，用電子式表示HCl形成過程：，故C錯誤；D.F－離子結(jié)構(gòu)示意圖：，故D正確；答案：D。10．下面有關(guān)幾種化合物的敘述正確的是()。A．H2O2分子中只存在極性鍵 B．NH3的結(jié)構(gòu)式為C．HCl的電子式為 D．H2O的比例模型為【答案】B【解析】A、H2O2分子中O-O鍵為非極性鍵，選項A錯誤；B、結(jié)構(gòu)式只用短線標出共用電子對即可，選項B正確；C、HCl為共價化合物，其電子式為，選項C錯誤；D、水分子為V形，圖給為直線形，選項D錯誤．答案選：B?！军c睛】本題考查了共價鍵類型、電子式、結(jié)構(gòu)式、比例模型等知識，涉及知識點較多，注意掌握電子式、結(jié)構(gòu)式的表示方法，難度不大。11．下列敘述正確的是（）A．固態(tài)Na2O2和熔融態(tài)NaHSO4中的陰、陽離子個數(shù)比不同B．每個水分子內(nèi)含有兩個氫鍵C．碘晶體受熱轉(zhuǎn)變成碘蒸氣，破壞了共價鍵D．干冰溶于水生成碳酸的過程只需克服分子間作用力【答案】A【解析】A.固態(tài)Na2O2中含有鈉離子和過氧根離子，陰、陽離子個數(shù)比為1：2；NaHSO4晶體中含有1個Na+和1個HSO4-，NaHSO4晶體中的陰、陽離子個數(shù)比為1：1，故A正確；

B.水分子內(nèi)不含氫鍵，只存在與水分子之間，故B錯誤；

C.碘晶體受熱轉(zhuǎn)變成碘蒸氣，只破壞分子間作用力，沒有破環(huán)共價鍵，故C錯誤；

D.二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，發(fā)生了化學(xué)變化，共價鍵被破壞，故D錯誤；

故選：A。【點睛】氫鍵是分子間作用力的一種，不是化學(xué)鍵，存在于分子之間。12．下列說法正確的是()A．H2O分子間存在氫鍵，所以H2O比H2S穩(wěn)定B．He、CO2和CH4