2018-2019学年鲁科版高中化学选修3：第1节共价键模型学案（含答案）

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1、第 1 节 共价键模型1了解共价键的形成、本质、特征和分类。2了解 键和 键的区别，会判断共价键的极性。(重点)3认识键能、键长、键角等键参数的概念，并能应用其说明简单分子的某些性质。(难点)共 价 键基础初探教材整理 1 共价键的形成及本质1概念原子间通过共用电子形成的化学键。2本质高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。3形成元素通常是电负性相同或差值小的非金属元素原子。4表示方法(1)用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键，如 HH、HCl；(2)“”表示原子间共用两对电子所形成的共价键(共价双键)；(3)“”表示原子间共用三对电子所形成的共价键(共价叁键)。(

2、1)电负性相同或差值小的非金属原子形成的化学键是共价键。()(2)金属元素与非金属元素之间不能形成共价键。()(3)共价键是一种电性吸引。()(4)CO2分子结构式为 OCO。()教材整理 2 共价键的分类1分类 键 ： 原 子 轨 道 以 “头 碰 头 ”方 式 相 互 重 叠 导 致电 子 在 核 间 出 现 的 概 率 增 大 而 形 成 的 共 价 键 键 ： 原 子 轨 道 以 “肩 并 肩 ”方 式 相 互 重 叠 导 致电 子 在 核 间 出 现 的 概 率 增 大 而 形 成 的 共 价 键 )2极性键和非极性键：按两原子核间的共用电子对是否偏移可将共价键分为极性键和非极性键形

3、成元素 电子对偏移 原子电性非极性键同种元素因两原子电负性相同，共用电子对不偏移两原子均不显电性极性键不同种元素 电子对偏向电负性大的原子电负性较大的原子显负电性从电负性角度分析 HF 键和 HCl 键的极性大小。【提示】 电负性 FCl。分别与 H 原子形成共价键时，共用电子对更偏向 F 原子，故极性 HFHCl。教材整理 3 共价键的特征1共价键的饱和性每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。2共价键的方向性在形成共价键时，原子轨道重叠得越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键越牢固

4、，因此，共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成。共价键的方向性决定着分子的空间构型。(1)共价键都具有饱和性。()(2)共价键都具有方向性。()(3)原子轨道重叠越多，共价键越牢固。()(4)氨分子中， NN NH13，体现了共价键饱和性。()合作探究探究背景各物质的分子式，氢气：H 2 氮气：N 2 氨气：NH 3探究问题1只含 键的分子_；既含 键，又含 键的分子_。【提示】 H 2、NH 3 N 22试解释 NH3分子中 N 原子为 1 个，氢原子只能为 3 个的原因。【提示】 两原子电子式分别为： 和 ，N 原子最外层有 3 个未成对电子。H 原子有 1 个未成对电子，形成共价键

5、时每个 N 原子只需 3 个 H 原子分别形成 3 对共用电子对，达到共价键的饱和性，从而决定了分子中的原子个数。核心突破1共价键的分类分类标准 类型共用电子对数 单键、双键、叁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2. 键与 键的比较键类型 键 键原子轨道重叠方式沿键轴方向“头碰头”重叠沿键轴方向“肩并肩”重叠原子轨道重叠部位 两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零原子轨道重叠程度 大 小键的强度 较大 较小分类 ss，sp，pp pp化学活泼性 不活泼 活泼稳定性 一般来说 键比 键稳定，但不是绝对的3.单键、双键、叁键 键、 键的关系单键是 键，双键

6、含 1 个 键 1 个 键，叁键含 1 个 键 2 个 键。题组冲关题 组 1 共 价 键 的 形 成 及 本 质1下列关于共价键的说法正确的是( )A共价键只存在于共价化合物中B只含有共价键的物质一定是共价化合物C非极性键只存在于单质分子中D离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键【解析】 共价键可能存在于共价化合物中也可能存在于离子化合物中，可能是极性共价键也可能是非极性共价键；单质中形成的共价键为非极性共价键；离子化合物中可能含有极性共价键也可能含有非极性共价键。【答案】 D2下列物质只含共价键的是( )ANa 2O2 BH 2OCNH 4Cl DNaOH【解析】 Na 2O2、N

7、H 4Cl、NaOH 既含离子键又含共价键，H 2O 中只含共价键。【答案】 B3用“”表示物质分子中的共价键：【导学号：66240012】Cl2、CH 4、O 2、H 2O2、C 2H2【答案】 ClCl、 ，O= =O，HOOH，HCCH【温馨提示】 活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间可形成共价键，如 AlCl3中只存在共价键。题 组 2 共 价 键 的 分 类4下列分子中，只有 键没有 键的是( )ACH 4 BN 2CCH 2=CH2 DCHCH【解析】 两原子间形成共价键，先形成 键，然后再形成 键，即共价单键全部为 键，共价双键、共价叁键中一定含有一个 键，其余为 键。【答案】

8、A5下列说法中不正确的是( )A一般 键比 键重叠程度大，形成的共价键强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DN 2分子中有一个 键，2 个 键【解析】 气体单质中不一定含 键，如稀有气体分子均为单原子分子，分子内无化学键。【答案】 C6下列物质的分子中既含有极性键，又含有非极性键的是( )ACO 2 BH 2OCH 2O2 DH 2【解析】 判断极性键和非极性键的标准是成键原子是否为同种元素的原子。CO2(O=C=O)、H 2O(HOH)分子中只有极性键；H 2分子中只有非极性键；而 H2O2分子的结构式为 HOOH，既有极性键，又有非极性键。【答案

9、】 C7CH 4 NH 3 N 2 H 2O2 C 2H4 C 2H2 HCl(1)分子中只含 键的是(填序号下同)。，含 2 个 键的是，既含 键，又含 键的是；只含极性键的是，只含非极性键的是，既含极性键又含非极性键的是。【规律总结】 (1)s 轨道与 s 轨道(或 p 轨道)只能形成 键，不能形成 键。(2)两个原子间可以只形成 键，但不可以只形成 键。(3)在同一个分子中， 键一般比 键强度大。题 组 3 共 价 键 的 特 征8共价键是有饱和性和方向性的，下列关于共价键这两个特征的叙述中不正确的是( )A共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的B共价键的方向性是由成键原子的轨道

10、的方向性决定的C共价键的方向性决定了分子的空间构型D共价键的方向性与原子轨道的重叠程度有关【解析】 共价键的方向性与原子轨道的伸展方向有关。【答案】 D9下列说法正确的是( )A若把 H2S 分子写成 H3S 分子，违背了共价键的饱和性BH 3O 的存在说明共价键不具有饱和性C所有共价键都有方向性D两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间【解析】 S 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项对；H 2O 能结合 1 个 H 形成 H3O ，并不能说明共价键不具有饱和性，B 项错；H 2分子中，H 原子的 s 轨道成键时，因为 s 轨道为球形，所以 H2分子中的

11、 HH 键没有方向性，C 项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率大，D 项错。故选 A。【答案】 A10H 2S 分子中两个共价键的夹角接近 90，其原因是( )A共价键的饱和性B硫原子的电子排布C共价键的方向性D硫原子中 p 轨道的形状【解析】 共价键的方向性决定了分子的空间构型。【答案】 C键 参 数基础初探教材整理 1 三个重要的键参数1键能(1)概念：在 101.3 kPa，298 K 的条件下，断开 1_mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态 A 原子和气态 B 原子所吸收的能量，叫 AB 键的键能。(2)表示方式和单位表示方式： EAB ，单位：kJ

12、mol 1 。(3)意义表示共价键的强弱，键能越大，键越牢固。2键长(1)概念：两个成键原子的原子核间的距离叫做该化学键的键长。(2)意义：键长越短，化学键越强，键越牢固。3键角(1)概念：在多原子分子中，两个化学键的夹角叫键角；(2)意义：可以判断多原子分子的空间构型。(1)断开化学键需吸收能量。()(2)键能 EHCl EHBr。()(3)键长越长，分子越稳定。()(4)键角可以决定分子空间构型。()教材整理 2 常见物质的键角及分子构型分子 键角 空间构型CO2 180 直线形H2O 104.5 V 形NH3 107.3 三角锥形三个键参数中，有哪几种决定化学键稳定性？【提示】 键能和键

13、长。核心突破1键参数(1)键能：键能单位为 kJmol1 ；形成化学键时通常放出能量，键能通常取正值；键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易断开。(2)键长：键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。(3)键角：键角常用于描述多原子分子的空间构型。如三原子分子 CO2的结构式为O=C=O，键角为 180，为直线形分子；三原子分子 H2O 中的键角为 104.5，是一种 V形(角形)分子；四原子分子 NH3中的键角是 107.3，分子呈三角锥形。2键参数与分子性质的关系题组冲关题 组 1 三 个 重 要 的 键 参 数1关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是( )

14、A键角是描述分子立体结构的重要参数B键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D键角的大小与键长、键能的大小无关【解析】 键长越长，共价化合物越不稳定。【答案】 C2三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是( )APCl 3分子中 PCl 三个共价键的键长、键角都相等BPCl 3分子中 PCl 三个共价键键能、键角均相等CPCl 3分子中的 PCl 键属于极性共价键DPCl 3分子中 PCl 键的三个键角都是 100.1，键长相等【解析】 PCl 3分子是由 PCl 极性键构成的极性分子，其结构类似

15、于 NH3。【答案】 D3碳和硅的有关化学键键能如下表所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键 CC CH CO SiSi SiH SiO键能/(kJmol1 ) 356 413 336 226 318 452(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_。【解析】 (1)CC 键和 CH 键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中 SiSi 键和SiH 键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。(2)CH 键的键能大于 CO 键，CH 键比 CO 键稳定。而 SiH 键的键能却远小于SiO 键，所以 Si

16、H 键不稳定而倾向于形成稳定性更强的 SiO 键。【答案】 (1)依据图表中键能数据分析，CC 键、CH 键键能大，难断裂；SiSi键、SiH 键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成(2)SiH4稳定性小于 CH4，更易生成氧化物，是因为 CH 键键能大于 CO 键的，CH键比 CO 键稳定。SiH 键键能远小于 SiO 键的，不稳定，倾向于形成稳定性更强的SiO 键【规律方法】 (1)键能与键长反映键的强弱程度，键长与键角用来描述分子的空间构型，轨道的重叠程度越大，键长越短，键能越大，化学键越稳定。(2)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件气态基态原子。(3)同种元素原子形成

17、的化学键的键能相比较，则有 E(叁键) E(双键) E(单键)。题 组 2 常 见 物 质 的 键 角 及 分 子 构 型4在白磷(P 4)分子中，4 个 P 原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关 P 原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是( )A白磷分子的键角为 109.5B分子中共有 4 对共用电子对C白磷分子的键角为 60D分子中有 6 对孤电子对【解析】 白磷的正四面体结构不同于甲烷的空间结构；由于白磷分子中无中心原子，根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以 3 个共价键与其他 3 个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为 60，总共有 6 个共价单键，每个

18、磷原子含有一对孤电子对，总计有 4 对孤电子对。【答案】 C5CO 2、C 2H2、CH 4、H 2O、NH 3、H 2S、CCl 4分子空间构型：(1)直线形的 CO2、C 2H2；(2)V 形的 H2O、H 2S；(3)正四面体形的 CH4、CCl 4；(4)三角锥形的 NH3。题 组 3 键 能 与 反 应 热 的 关 系6已知 HH 键的键能为 436 kJmol1 ，HN 键的键能为 391 kJmol1 ，根据热化学方程式 N2(g)3H 2(g)=2NH3(g) H92 kJmol 1 ，则 NN 键的键能是( )A431 kJmol 1 B946 kJmol 1C649 kJm

19、ol 1 D869 kJmol 1【解析】 据 H反应物的键能总和生成物的键能总和可知： E(NN)3 E(HH)6 E(HN) H，则， E(NN)3436 kJmol1 6391 kJmol1 92 kJmol1 ，解得： E(NN)946 kJmol 1 。【答案】 B7某些化学键的键能如下表(kJmol 1 )。键 HH ClCl BrBr II HCl HBr HI键能 436 247 193 151 431 363 297(1)1 mol H2在 2 mol Cl2中燃烧，放出热量_kJ。(2)在一定条件下，1 mol H2与足量的 Cl2、Br 2、I 2分别反应，放出热量由多到

20、少的顺序是_(填序号)。aCl 2Br 2I 2 bI 2Br 2Cl 2 cBr 2I 2Cl 2预测 1 mol H2在足量 F2中燃烧比在 Cl2中燃烧放热_。【解析】 (1)1 mol H2在 2 mol Cl2中燃烧，参加反应的 H2和 Cl2都是 1 mol，生成2 mol HCl，故放出的热量为 431 kJmol1 2 mol436 kJmol1 1 mol247 kJmol1 1 mol179 kJ。(2)由表中数据计算知 H2在 Cl2中燃烧放热最多，在 I2中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物越稳定，放出热量越多。因稳定性 HFHCl，故知 H2在 F2中燃烧比在 Cl2中燃烧放热多。【答案】 (1)179 (2)a 多【规律总结】 (1)化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学反应的热效应本质上来源于旧化学键的断裂和新化学键的形成时键能的变化。因此，键能是与化学反应中能量变化有关的物理量。(2)当旧化学键断裂所吸收的能量大于新化学键形成所放出的能量时，该反应为吸热反应，反之则为放热反应。(3) H反应物的键能总和生成物的键能总和。 H0 为放热反应， H0 为吸热反应。