2018-2019版高中化學 第2章 化學鍵 化學反應與能量 第1節(jié) 化學鍵與化學反應 第1課時 化學鍵及其類型學案 魯科版必修2.doc

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第1課時　化學鍵及其類型 一、化學鍵與物質(zhì)變化 1．化學鍵的概念 相鄰原子間的強相互作用稱為化學鍵。 2．用化學鍵的觀點分析2H2O2H2↑＋O2↑反應的過程： 水分子斷裂的是氫氧鍵，形成的是氫氫鍵和氧氧鍵。 3．化學反應中物質(zhì)變化的實質(zhì)：舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。 (1)只有相鄰的兩個或多個原子間的強相互作用才能稱為化學鍵。 (2)判斷一個變化過程中是否發(fā)生了化學反應，不僅要看有無舊化學鍵的斷裂，而且還要看有無新化學鍵的形成。如果一個變化過程中只有舊鍵斷裂而無新鍵形成，則該變化不是化學變化，如氯化氫溶于水，氯化氫分子中氫原子和氯原子間的化學鍵發(fā)生了斷裂，但沒有新化學鍵形成，故不屬于化學變化。 例1　下列關于化學鍵的說法中正確的是(　　) ①相鄰原子間的相互作用叫做化學鍵?、诨瘜W鍵既存在于相鄰原子間，又存在于相鄰分子間?、墼谒袣洹⒀踉娱g均以化學鍵相結合?、芟噜徳又g強烈的相互吸引作用叫做化學鍵　⑤化學鍵是指相鄰原子間的強相互作用 A．②③④ B．③④⑤ C．①②③ D．只有⑤ 答案　D 解析?、傩纬苫瘜W鍵的原子間的相互作用必須是強烈的，不強烈的相互作用不是化學鍵；②只有相鄰原子間的強相互作用才是化學鍵，而相鄰分子間的原子也可能相鄰，但作用不強，不是化學鍵；③在水分子內(nèi)，氧原子和氫原子之間形成化學鍵，但分子間的氧原子和氫原子間的相互作用很微弱，不是化學鍵；④化學鍵這種相互作用，是相鄰原子間的原子核與電子之間的靜電吸引、電子與電子之間的靜電排斥、原子核與原子核之間的靜電排斥達到平衡后的一種作用，所以化學鍵包括相互吸引和相互排斥；⑤正確。 易錯警示 (1)形成化學鍵的原子必須相鄰，但相鄰的原子間不一定存在化學鍵。 (2)“強相互作用”不能只理解為相互吸引。 (3)并非所有的物質(zhì)中都有化學鍵，如稀有氣體是單原子分子，無化學鍵。 例2　下列變化不需要破壞化學鍵的是(　　) A．加熱氯化銨 B．干冰升華 C．水通電分解 D．氯化氫溶于水 答案　B 解析　化學變化肯定存在化學鍵的破壞，A、C兩項發(fā)生的都是化學變化，加熱NH4Cl破壞了NH4Cl內(nèi)的化學鍵，水通電分解破壞了水分子內(nèi)的化學鍵；D項中，HCl溶于水，破壞了HCl分子內(nèi)的化學鍵；B項中干冰升華沒有破壞化學鍵。 規(guī)律總結 物質(zhì)發(fā)生化學變化一定破壞化學鍵，有的物質(zhì)發(fā)生物理變化破壞化學鍵，有的物質(zhì)發(fā)生物理變化不破壞化學鍵。 二、共價鍵和離子鍵　　　　　　　　　　　　　　　 1．共價鍵 (1)共價鍵的形成過程 ①氯分子的形成過程 →→ → 請你根據(jù)上述圖示，用電子式表示其形成過程： 。 ②下圖形象地表示了氯化氫分子的形成過程 請你用電子式表示HCl的形成過程：。 (2)概念：原子間通過共用電子形成的化學鍵。 (3)成鍵三要素： ①成鍵微粒：原子。 ②成鍵元素：一般是同種或不同種非金屬元素。 ③成鍵條件：成鍵前原子最外層電子未達到飽和狀態(tài)。 (4)分類 2．離子鍵 (1)離子鍵的形成過程(以NaCl為例) 鈉原子和氯原子最外層電子數(shù)分別為1和7，均不穩(wěn)定。 即它們通過得失電子后達到8電子穩(wěn)定結構，分別形成Na＋和Cl－，兩種帶相反電荷的離子通過靜電作用結合在一起，形成新物質(zhì)氯化鈉。用電子式表示其形成過程： 。 (2)概念：陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學鍵。 (3)成鍵三要素 ①成鍵微粒：陽離子和陰離子。 ②成鍵本質(zhì)：靜電作用(包括靜電引力和靜電斥力)。 ③成鍵元素：一般是活潑金屬元素與活潑非金屬元素。 共價鍵 離子鍵 成鍵微粒 原子 陰、陽離子 成鍵原因 非金屬元素的原子最外層電子未達到穩(wěn)定結構，原子間通過共用電子對形成共價鍵 活潑金屬與活潑非金屬化合時易發(fā)生電子得失達到穩(wěn)定結構，形成離子鍵 成鍵實質(zhì) 形成共用電子對 陰、陽離子之間的靜電作用 成鍵元素 非金屬元素原子之間(0族元素除外)、非金屬元素原子與不活潑金屬元素原子之間 一般是活潑金屬元素與活潑非金屬元素，如ⅠA、ⅡA與ⅥA、ⅦA之間 實例 HCl、CO2、H2SO4等 Na2O、NaCl、MgS、CaF2等 例3　下列說法不正確的是(　　) A．陰、陽離子結合成化合物的靜電作用屬于離子鍵 B．原子之間通過共用電子形成的化學鍵叫做共價鍵 C．化學鍵指的是相鄰原子間的強的相互作用 D．完全由非金屬元素形成的化合物中不含離子鍵 答案　D 解析　化學鍵的概念中有兩點必須注意：一個是“相鄰原子間”，一個是“強相互作用”。當陰、陽離子間形成離子鍵時，不但有這兩種離子的靜電吸引作用，而且也存在兩種離子的核外電子之間、兩種離子的原子核之間的排斥作用，形成了吸引與排斥的平衡。D項，非金屬元素形成的化合物中也可能含有離子鍵，如銨鹽。 易錯警示　 判斷化學鍵類型時還要注意一些特殊情況，如： (1)個別金屬元素與非金屬元素之間形成共價鍵，如AlCl3中Al和Cl形成的是共價鍵。 (2)完全由非金屬元素組成的化合物中可能含有離子鍵，如銨鹽，NH中N原子與H原子之間形成共價鍵，而NH與酸根離子間形成離子鍵。 例4　下列各組物質(zhì)中化學鍵的類型完全相同的是(　　) A．NaCl　MgCl2　Na2O B．H2O　MgO　CO2 C．Na2S　NaOH　H2SO4 D．NH4Cl　NaNO3　NH3 答案　A 解析　NaCl、MgCl2、Na2O、MgO、Na2S中但含有離子鍵，H2O、CO2、H2SO4、NH3中只含共價鍵，NaOH、NH4Cl、NaNO3中既含共價鍵，又含離子鍵。 方法規(guī)律——根據(jù)物質(zhì)類別或組成物質(zhì)的元素都可以判斷 (1)非金屬單質(zhì)(稀有氣體除外)、非金屬氧化物、非金屬氫化物、酸、大多數(shù)有機物等中只含共價鍵； (2)ⅠA族、ⅡA族的金屬與ⅥA族、ⅦA族的非金屬之間形成離子鍵，活潑金屬氧化物、活潑金屬氫化物中均只含有離子鍵； (3)活潑金屬過氧化物、強堿、多數(shù)鹽既含有離子鍵，又含有共價鍵。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) (1)HCl、NaCl溶于水時斷開化學鍵，屬于化學變化(　　) (2)在NaCl溶液中析出NaCl晶體過程中形成離子鍵，屬于化學變化(　　) (3)有化學鍵斷裂或形成的變化一定是化學變化(　　) (4)化合物中任何原子之間都存在化學鍵(　　) (5)化學鍵既可存在于原子之間，又可存在于分子之間(　　) (6)構成單質(zhì)分子的微粒一定含有共價鍵(　　) (7)離子鍵是陰、陽離子間的強烈相互吸引作用(　　) (8)金屬與非金屬元素之間一定形成離子鍵(　　) (9)僅由非金屬元素組成的物質(zhì)中可能含有離子鍵(　　) (10)由電離方程式HCl===H＋＋Cl－可知，HCl分子中存在離子鍵(　　) (11)NaHCO3、HCOONa均含有離子鍵和共價鍵(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)　(7)　(8)　(9)√　(10)　(11)√ 2．根據(jù)化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成這一事實，下列變化不屬于化學變化的是(　　) A．白磷在260 ℃時轉化為紅磷 B．石墨在高溫下轉化為金剛石 C．NaCl熔化 D．五氧化二磷吸水 答案　C 解析　A、B、D三項的變化過程均有舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成，屬于化學變化；C項中NaCl熔化只有舊化學鍵斷裂而無新化學鍵形成，故不屬于化學變化。 3．下列物質(zhì)的變化過程中，共價鍵明顯被破壞的是(　　) A．I2升華 B．NaCl顆粒被粉碎 C．冰融化 D．HCl溶于水得到鹽酸 答案　D 解析　HCl分子中存在H—Cl共價鍵，溶于水后得到鹽酸，HCl電離出H＋和Cl－，溶液中不再存在HCl分子。 4．下列物質(zhì)中既有離子鍵又有共價鍵的是(　　) A．CaCl2 B．H2O C．K2O D．NaOH 答案　D 5．下列各組物質(zhì)中，化學鍵類型不同的是(　　) A．NaCl和HNO3 B．H2O和NH3 C．CaF2和CsCl D．CCl4和HCl 答案　A 解析　A項，NaCl只含離子鍵，HNO3中只含共價鍵；B、D項均為共價鍵；C項均為離子鍵。 6．(1)下列變化中，既有共價鍵和離子鍵斷裂，又有共價鍵和離子鍵形成的是________(填字母)。 A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 B．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ C．Cl2＋H2O===HCl＋HClO D．Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl (2)下列物質(zhì)中：①N2、②H2O、③Na2O2、④CaCl2、⑤KHS、⑥NaF、⑦NaOH、⑧SiO2、⑨Ar、CO2，其中只含有共價鍵的物質(zhì)是____________(填序號，下同)；只含有離子鍵的物質(zhì)是____________；既含有離子鍵，又含有共價鍵的物質(zhì)是__________；不存在化學鍵的物質(zhì)是________。 答案　(1)A　(2)①②⑧⑩　④⑥?、邰茛摺、? 解析　(1)A項，Na2O2中既含有共價鍵，又含有離子鍵，與CO2反應時，其中共價鍵和離子鍵都會斷裂，又重新組合為新的共價鍵和離子鍵；B項，不涉及離子鍵的斷裂；C項，不涉及離子鍵的斷裂和形成；D項，不涉及共價鍵的斷裂和形成。 [對點訓練] 題組一　化學鍵的概念與形成 1．下列有關化學鍵的說法正確的是(　　) A．相鄰的兩個原子間可以形成化學鍵，多個原子間不可能形成化學鍵 B．化合物中一定含有化學鍵，單質(zhì)中也一定含有化學鍵 C．相鄰的兩個或多個原子間的相互作用一定是化學鍵 D．陰、陽離子之間的強相互作用也是化學鍵 答案　D 解析　相鄰的兩個原子間(或多個原子間)的強相互作用稱為化學鍵，A項錯誤；化合物中一定含有化學鍵，但是單質(zhì)中不一定含有化學鍵(惰性氣體單質(zhì)中不含化學鍵)，B項錯誤；相鄰原子間的“強相互作用”才是化學鍵，C項錯誤；陰、陽離子間的“強相互作用”也是化學鍵，D項正確。 2．下列說法中不正確的是(　　) A．非金屬元素間不可能形成離子鍵 B．兩個非金屬原子之間形成的化學鍵一定是共價鍵 C．含有離子鍵的物質(zhì)不可能是單質(zhì) D．單質(zhì)中不一定含有共價鍵 答案　A 解析　兩個非金屬原子之間形成的化學鍵一定是共價鍵，但含多種非金屬元素的化合物可能有離子鍵，如銨鹽，A項錯誤，B項正確；含有離子鍵的物質(zhì)一定是離子化合物，不可能是單質(zhì)，C項正確；單質(zhì)中可能不含有共價鍵，如稀有氣體，D項正確。 3．下列哪一組元素的原子間反應容易形成離子鍵(　　) 元素 a b c d e f g M層電子數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 A.a和c B．a(chǎn)和f C．d和g D．c和g 考點　離子鍵與離子化合物 題點　由成鍵元素判斷離子鍵的形成 答案　B 解析　本題考查離子鍵的成鍵實質(zhì)、成鍵條件，同時還考查原子結構與性質(zhì)的關系。由原子a～g的M層電子數(shù)可知，M層即為原子的最外層，元素a～g均為第3周期元素，a為活潑的金屬元素，f為活潑的非金屬元素，所以a與f容易形成離子鍵。 4．以下敘述中，錯誤的是(　　) A．鈉原子和氯原子作用生成NaCl后，其結構的穩(wěn)定性增強 B．在氯化鈉中，除氯離子和鈉離子的靜電吸引作用外，還存在電子與電子、原子核與原子核之間的排斥作用 C．任何離子鍵在形成的過程中必定有電子的得與失 D．金屬鈉與氯氣反應生成氯化鈉后，體系能量降低 答案　C 解析　活潑的金屬原子和活潑的非金屬原子之間形成離子化合物，陽離子和陰離子均達穩(wěn)定結構，這樣體系的能量降低，其結構的穩(wěn)定性增強，故A、D正確。離子鍵的形成只是陰、陽離子間的靜電作用并不一定發(fā)生電子的得失，如Na＋與OH－結合成NaOH，故C錯誤。 題組二　化學鍵與物質(zhì)的變化 5．下列物質(zhì)的變化過程中，共價鍵明顯被破壞的是(　　) A．從NH4HCO3中聞到了刺激性氣味 B．NaCl熔化 C．NH3液化 D．NaOH溶于水 答案　A 解析　B項，NaCl熔化破壞離子鍵；C項，NH3液化后仍是NH3，沒有破壞共價鍵；D項，NaOH溶于水破壞離子鍵。 6．下列反應過程中，同時有離子鍵、共價鍵的斷裂和形成的反應是(　　) A．NH4ClNH3↑＋HCl↑ B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3 D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 答案　D 解析　A項中沒有離子鍵的形成；B項中沒有離子鍵的斷裂；C項中沒有共價鍵的斷裂和形成；D項中斷開Na2O2中的離子鍵和共價鍵、CO2中的共價鍵，形成O2中的共價鍵、Na2CO3中的離子鍵和共價鍵。 題組三　化學鍵類型的判斷 7．下列有關化合物中存在的化學鍵種類的說法正確的是(　　) A．MgCl2中既存在離子鍵也存在共價鍵 B．CH3COOH中只有離子鍵 C．Na2O2中只存在離子鍵 D．NH4HSO4中既存在共價鍵也存在離子鍵 答案　D 解析　共價化合物中只存在共價鍵；離子化合物中一定存在離子鍵，如果離子化合物中存在復雜的離子，如NH、HSO、O等，離子內(nèi)部還存在著共價鍵。MgCl2中只存在離子鍵，CH3COOH中只存在共價鍵，而Na2O2、NH4HSO4中則存在離子鍵和共價鍵。 8．下列物質(zhì)中只含有共價鍵的是(　　) A．NaCl、HCl、H2O、NaOH B．Cl2、Na2S、HCl、SO2 C．HBr、CO2、H2O、CS2 D．Na2O2、H2O2、H2O、O3 答案　C 解析　A項，NaCl只含有離子鍵，HCl、H2O只含有共價鍵，NaOH既有離子鍵又有共價鍵；B項，Cl2、HCl、SO2分子中只有共價鍵，而Na2S中只有離子鍵；D項，Na2O2既有離子鍵又有共價鍵，H2O2、H2O、O3分子中只有共價鍵。 9．下列敘述正確的是(　　) A．HCl溶于水電離出H＋和Cl－，故HCl中存在離子鍵 B．Ca(OH)2固體和NH4Cl固體都存在兩類不同的化學鍵 C．液氯和氯氣中存在不同類型的化學鍵 D．氯氣和金剛石中存在不同類型的化學鍵 答案　B 解析　H和Cl都是非金屬元素，HCl是共價化合物，其中的化學鍵是共價鍵，A不正確；Ca(OH)2的Ca2＋與OH－間、NH4Cl的NH與Cl－間都存在離子鍵，OH－的H原子與O原子間、NH的N原子與H原子間都存在共價鍵，B正確；液氯和氯氣的組成微粒都是Cl2分子，Cl2分子的2個Cl原子間存在共價鍵，Cl2分子與Cl2分子間不存在化學鍵，C不正確；如上所述，氯氣中存在共價鍵，金剛石由C原子組成，C元素是非金屬元素，C原子間的化學鍵是共價鍵，D不正確。 10．(2017重慶北區(qū)期中)某元素原子最外層只有1個電子，它跟鹵素相結合時，所形成的化學鍵(　　) A．一定是共價鍵 B．一定是離子鍵 C．可能是共價鍵，也可能是離子鍵 D．以上說法均不正確 答案　C 解析　原子最外層只有1個電子的元素，可能是活潑的金屬(如Na)，也可能是過渡元素(如Ag)，也可能是非金屬元素(如H)，因此它們跟鹵素相結合時，所形成的化學鍵可能是離子鍵，也可能是共價鍵，C項正確。 11．下列各數(shù)值表示有關元素的原子序數(shù)，其所表示的各原子組中能以共價鍵相互結合成穩(wěn)定化合物的是(　　) A．8與11 B．9與9 C．2與19 D．6與8 答案　D 解析　一般情況下，非金屬元素的兩個原子間形成共價鍵，活潑金屬元素原子與活潑非金屬元素原子間形成離子鍵。A項，O與Na形成以離子鍵結合的化合物；B項，氟元素的兩個原子形成共價鍵，為單質(zhì)；C項，氦元素難以形成化合物；D項，C與O均為非金屬元素的原子，二者形成以共價鍵結合的化合物。 12．(2017鄭州期末)下列各組物質(zhì)中所含化學鍵類型完全相同的是(　　) A．NaF、NH4Cl B．NaOH、NaClO C．CaO、Na2O2 D．MgCl2、AlCl3 答案　B 解析　只含離子鍵的物質(zhì)為NaF、CaO、MgCl2；既含離子鍵又含共價鍵的物質(zhì)為NH4Cl、NaOH、NaClO、Na2O2；只含共價鍵的物質(zhì)為AlCl3。 [綜合強化] 13．有下列物質(zhì)： ①O2?、诮饎偸、跱aBr?、蹾2SO4　⑤Na2CO3?、轓H4Cl?、逳aHSO4?、郚e　⑨Na2O2?、釴aOH (1)這些物質(zhì)中，只含共價鍵的是________；只含離子鍵的是________；既含共價鍵又含離子鍵的是__________；不存在化學鍵的是________。 (2)將NaHSO4溶于水，破壞了NaHSO4中的________________，寫出其電離方程式_______________；NaHSO4熔融狀態(tài)下電離，破壞了________，寫出其電離方程式_____________。 答案　(1)①②④?、邸、茛蔻撷幄狻、? (2)離子鍵、共價鍵　NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO 離子鍵　NaHSO4===Na＋＋HSO 14．五種短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大。A和C同族，B和D同族，C離子和B離子具有相同的電子層結構。A和B、D、E均能形成共價型化合物。A和B形成的化合物在水中呈堿性，C和E形成的化合物在水中呈中性。 (1)五種元素中，原子半徑最大的是________，非金屬性最強的是________(填元素符號)。 (2)由A和B、D、E所形成的共價型化合物中，熱穩(wěn)定性最差的是________(用化學式表示)。 (3)A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應，產(chǎn)物的化學式為______________，其中存在的化學鍵類型為________________。 (4)D最高價氧化物的水化物的化學式為________。 答案　(1)Na　Cl　(2)PH3　(3)NH4Cl　離子鍵和共價鍵　(4)H3PO4 解析　由A和B形成的化合物在水中呈堿性可知該化合物為NH3，結合題目中的信息可推出A為H、B為N、C為Na、D為P；由C和E形成的化合物在水中呈中性可知該化合物為NaCl，則E為Cl。根據(jù)同主族元素原子電子層數(shù)越多原子半徑越大，在電子層數(shù)相同的情況下核電荷數(shù)越大原子半徑越小(稀有氣體元素除外)的規(guī)律，可推出原子半徑最大的是Na。根據(jù)元素周期律，同一周期(稀有氣體元素除外)從左到右元素非金屬性逐漸增強，對應氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強，可知非金屬性最強的是Cl，熱穩(wěn)定性最差的是PH3。HCl＋NH3===NH4Cl，NH4Cl中存在的化學鍵類型為離子鍵和共價鍵。 15．下表列出了①～⑨九種元素在周期表中的位置，A、B和C是中學常見的化合物。請回答下列問題： (1)上述所列元素中，最高價氧化物的水化物的酸性最強的是________(填化學式)。 (2)②元素最高正價與④元素形成的化合物的電子式是__________。 (3)⑤⑨兩種元素形成氫化物的水溶液的酸性由弱到強的順序為________(用化學式表示)。 (4)從④⑥兩種元素形成的化合物與④⑧兩種元素形成的化合物的混合物中分離提純④⑧兩種元素形成的化合物，可加入上表中________(用元素符號表示)兩種元素形成的化合物的水溶液后，再過濾洗滌。 (5)③元素的氣態(tài)氫化物與其最高價氧化物的水化物反應生成的物質(zhì)為________(用化學式表示)，該物質(zhì)所含化學鍵類型有________________。 答案　(1)HClO4　(2)　(3)HF________(用分子式表示)。 (5)W、X、Y、Z四種元素簡單離子的離子半徑由大到小的順序是________>________>________>________。 答案　(1)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－　 (2) (3)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl　 (4)HCl　H2S　(5)S2－　Cl－　Na＋　Al3＋ 解析　因為這四種元素為同一短周期元素，W和X為金屬元素，且各自的最高價氧化物對應的水化物可以反應生成鹽和水，所以W為Na，X為Al，Na與Y形成Na2Y，說明Y為－2價，即Y為S，則Z為Cl。