資源簡介

第二章　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第一節(jié)　共價鍵
第1課時　共價鍵
基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一　共價鍵的形成與特征
1.下列說法中錯誤的是(　　)
A.S原子有兩個未成對電子,能形成2個共價鍵
B.分子中的共價鍵數(shù)不一定等于該元素原子的價層電子數(shù)
C.成鍵后體系能量降低,趨于穩(wěn)定
D.F原子可以形成H2F、H2F2,也可能形成H3F
2.(教材深研拓展)下列分子的結(jié)構(gòu)與共價鍵的飽和性不相符的是(　　)
A.HClO(次氯酸):H—Cl—O
B.N2H4(肼):
C.P4(白磷):
D.SiHCl3(三氯氫硅):
3.(教材習(xí)題改編)下列說法中,錯誤的是(　　)
A.若把H2O分子寫成H3O,違背了共價鍵的飽和性
B.H3O+的存在說明共價鍵不具有飽和性
C.H—O—O—H中的共價鍵都有方向性,但并非所有共價鍵都有方向性
D.已知N2的分子結(jié)構(gòu)是,兩個N原子間原子軌道發(fā)生重疊后,電子不是只存在于兩核之間
題組二　σ鍵和π鍵
4.下列有關(guān)σ鍵和π鍵的說法正確的是(　　)
A.在某些分子中,化學(xué)鍵可能只有π鍵而沒有σ鍵
B.當(dāng)原子形成分子時,首先形成σ鍵,可能形成π鍵
C.π鍵的特征是軸對稱,σ鍵的特征是鏡面對稱
D.含有σ鍵和π鍵的分子在反應(yīng)時,σ鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者
5.下列分子中既含σ鍵又含π鍵的化合物是(　　)
A.N2　　B.C3H8　　C.C2H6O　　D.CO2
6.下列有關(guān)說法錯誤的是(　　)
A.1個CH3COOH分子中含有7個σ鍵和1個π鍵
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L乙炔中σ鍵的數(shù)目為NA
C.O能形成—O—O—、OO,但不能形成O,是由于共價鍵的飽和性
D.HCl中σ鍵的形成過程:
7.有機(jī)物燃燒可生成CO2、H2O等,“雙鈹烯”被譽(yù)為2023年最“炫”分子,結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LH2O中含有σ鍵的數(shù)目為2NA
B.22gCO2分子中含有π鍵數(shù)為0.5NA
C.1個“雙鈹烯”分子含9個C—Hσ鍵
D.CO2分子中π鍵的形成:
能力提升練
題組一　共價鍵的綜合考查
1.下列關(guān)于共價鍵的理解不正確的是(　　)
A.σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),而π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)
B.共價鍵都具有方向性和飽和性
C.C2H4分子和N2H4分子中都含有5個σ鍵
D.σ鍵以“頭碰頭”方式重疊,π鍵以“肩并肩”方式重疊
2.已知P的價層電子排布式為3s23p3,P與Cl形成的化合物有PCl3、PCl5,下列判斷正確的是(　　)
A.磷原子最外層有三個未成對電子,故只能結(jié)合三個氯原子形成PCl3
B.PCl3分子中的P—Cl都是π鍵
C.PCl5分子中的P—Cl都是π鍵
D.磷原子最外層有三個未成對電子,但是能形成PCl5,說明傳統(tǒng)的價鍵理論存在缺陷
3.某物質(zhì)可溶于水、乙醇,熔點為209.5℃,其分子的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.該分子中含有極性共價鍵
B.該分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為3∶1
C.該分子中原子最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的為C、N
D.該分子中的共價鍵按原子軌道重疊方式分為3種
題組二　σ鍵和π鍵的判斷與比較
4.甲醛是家庭裝修常見的污染物。一種催化氧化甲醛的反應(yīng)為HCHO+O2H2O+CO2。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.CO2和O2分子中均同時存在σ鍵和π鍵
B.HCHO分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為2∶1
C.O2分子形成時原子軌道的其中一種重疊方式是
D.CO2分子中σ鍵和π鍵的電子云的對稱性相同
5.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(　　)
A.31g白磷(P4)中含σ鍵數(shù)目為6NA
B.1molCH2CHCN中含有σ鍵數(shù)目為6NA
C.17gH2O2中含π鍵數(shù)目為0.5NA
D.16gS8中含S—S鍵數(shù)目為NA
6.下圖為氯及其化合物的“價—類”二維圖。下列說法錯誤的是(　　)
A.a物質(zhì)的s-pσ鍵電子云輪廓圖:
B.b物質(zhì)的p-pσ鍵電子云輪廓圖:
C.只能有HCl分子,而不可能有H2Cl分子,這表明共價鍵有飽和性
D.d分子中形成的共價鍵為s-pσ鍵和p-pσ鍵
7.(易錯題)某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為,該分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為(　　)
A.19∶3　　B.13∶3　　C.17∶3　　D.16∶3
答案與分層梯度式解析
第二章　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第一節(jié)　共價鍵
第1課時　共價鍵
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.D　基態(tài)S的價層電子排布式是3s23p4,有兩個未成對電子,能形成2個共價鍵,原子形成共價鍵時,價層電子不一定都形成共價鍵,A、B正確;形成共價鍵時放出能量,所以成鍵后體系的能量降低趨于穩(wěn)定,C正確;根據(jù)共價鍵的飽和性可知,F原子只形成1個共價鍵,只存在HF分子,D錯誤。
2.A　由共價鍵的飽和性知Si形成4個共價鍵,H形成1個共價鍵,N、P形成3個共價鍵,O形成2個共價鍵,Cl形成1個共價鍵。HClO的結(jié)構(gòu)式應(yīng)為H—O—Cl,A項符合題意。
3.B　O原子有兩個未成對電子,根據(jù)共價鍵的飽和性,形成的氫化物為H2O,A正確;H2O能結(jié)合1個H+形成H3O+,不能說明共價鍵不具有飽和性,B錯誤;H2分子中的H—H鍵沒有方向性,C正確;兩個原子軌道發(fā)生重疊后,電子只是在兩核之間出現(xiàn)的概率大,不是只出現(xiàn)在兩原子核之間,D正確。
4.B　某些分子中,化學(xué)鍵可能只有σ鍵,沒有π鍵,如H2分子,A錯誤;原子形成分子,優(yōu)先頭碰頭重疊形成σ鍵,可能形成π鍵,B正確;σ鍵為軸對稱,π鍵為鏡面對稱,C錯誤;π鍵不穩(wěn)定易斷裂,則含有π鍵的分子在反應(yīng)時,π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者,D錯誤。
歸納總結(jié)
　　σ鍵與π鍵的區(qū)別:
(1)σ鍵能單獨(dú)形成,而π鍵不能單獨(dú)形成。
(2)兩個原子間可以只形成σ鍵,但不可以只形成π鍵。
(3)在同一個分子中,σ鍵一般比π鍵強(qiáng)度大。
5.D　N2不是化合物,A錯誤;C3H8、C2H6O結(jié)構(gòu)中只含σ鍵,不含π鍵,B、C錯誤;CO2的結(jié)構(gòu)式為OCO,1個CO2分子中含有2個σ鍵和2個π鍵,D正確。
6.B　乙酸的結(jié)構(gòu)式為,1個CH3COOH分子中含有7個σ鍵和1個π鍵,A正確;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L乙炔物質(zhì)的量為1mol,1molH—CC—H中σ鍵的數(shù)目為3NA,B錯誤;O原子最外層有2個單電子,則O能形成—O—O—、OO,不能形成,這是由共價鍵的飽和性決定的,C正確;HCl中s-pσ鍵形成過程為,D正確。
7.D　標(biāo)準(zhǔn)狀況下水不是氣體,22.4L水物質(zhì)的量不是1mol,A錯誤;22gCO2(OCO)的物質(zhì)的量為0.5mol,含有π鍵數(shù)為NA,B錯誤;1個“雙鈹烯”分子含10個C—Hσ鍵,C錯誤;CO2中π鍵是p原子軌道以“肩并肩”方式重疊形成的,D正確。
能力提升練
1.B　σ鍵以“頭碰頭”方式重疊,為軸對稱,π鍵以“肩并肩”方式重疊,為鏡面對稱,故σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),而π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn),A、D項正確;s軌道的電子云是球形對稱的,相互重疊形成的共價鍵無方向性,B項錯誤;C2H4的結(jié)構(gòu)式為,N2H4的結(jié)構(gòu)式為,1個C2H4分子和1個N2H4分子中都含有5個σ鍵,C項正確。
2.D　PCl3的結(jié)構(gòu)式為,P—Cl都是σ鍵。一個PCl5分子中有5個P—Clσ鍵,這違背了傳統(tǒng)價鍵理論飽和性原則,說明傳統(tǒng)價鍵理論不能解釋PCl5的結(jié)構(gòu),即傳統(tǒng)價鍵理論存在缺陷,D項符合題意。
3.D　
4.A　CO2和O2分子中均存在雙鍵,因此同時存在σ鍵和π鍵,A項正確;1個HCHO分子中含兩個C—H鍵和一個CO鍵,單鍵全是σ鍵,雙鍵含一個σ鍵和一個π鍵,所以HCHO分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比應(yīng)為3∶1,B項錯誤;O2分子中含OO鍵,包含一個σ鍵和一個π鍵,原子軌道重疊方式分別為“頭碰頭”和“肩并肩”,沒有互相垂直的重疊方式,C項錯誤;σ鍵的電子云呈軸對稱,π鍵的電子云呈鏡面對稱,D項錯誤。
5.B　白磷的結(jié)構(gòu)為,1個磷原子平均形成1.5個P—Pσ鍵,31gP4中含1.5molP—P鍵,則σ鍵的數(shù)目為1.5NA,A錯誤;1mol中含6molσ鍵,數(shù)目為6NA,B正確;H2O2的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,不含π鍵,C錯誤;16gS8()的物質(zhì)的量為mol,每個S8中含8個S—S鍵,則16gS8中含S—S鍵數(shù)目為0.5NA,D錯誤。
規(guī)律方法
　　σ鍵與π鍵的判斷方法:
6.B　由題圖可知a為HCl,b為Cl2,c為ClO2,d為HClO,e為次氯酸鹽。HCl分子中s-pσ鍵的電子云輪廓圖為,A正確;為π鍵電子云輪廓圖,B錯誤;只有HCl分子,而不可能有H2Cl分子,說明共價鍵有飽和性,C正確;HClO結(jié)構(gòu)式為H—O—Cl,形成H—O共價鍵和O—Cl共價鍵,分別屬于s-pσ鍵和p-pσ鍵,D正確。
7.A　單鍵全是σ鍵,雙鍵中有一個σ鍵、一個π鍵,由該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)知,1個該分子中σ鍵數(shù)目為19個,π鍵數(shù)目為3個,故選A。
易錯分析
　　本題容易忽視六元環(huán)上的C—Hσ鍵而錯選B項,在有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)中一個碳原子形成4個共價鍵,該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式為,σ鍵數(shù)目為19個,π鍵數(shù)目為3個。
10(共25張PPT)
1.共價鍵的概念和本質(zhì)
(1)概念:原子間通過共用電子對所形成的相互作用,叫做共價鍵。
(2)本質(zhì):原子軌道在原子核間重疊。
2.共價鍵的特征
　　共價鍵具有飽和性和方向性。(詳見定點1)
3.共價鍵類型(按原子軌道的重疊方式分類)
(1)σ鍵
第二章　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
必備知識 清單破
必備知識 清單破
知識點 1　共價鍵
第一節(jié)　共價鍵
形成 由兩個原子的s軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成
s-s σ鍵
s-p σ鍵

p-p σ鍵
特征 ①軸對稱:以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作,共價鍵的電子云的圖形不變,這種特征稱為軸對稱
②穩(wěn)定性:重疊程度大,一般σ鍵的強(qiáng)度較大,不易斷裂
③可旋轉(zhuǎn):以形成σ鍵的兩原子核的連線為軸,任何一個原子均可以旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)時并不破壞σ鍵
(2)π鍵
形成 由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成
p-p π鍵
特征 ①鏡面對稱:每個π鍵的電子云由兩塊組成,
它們互為鏡像,這種特征稱為鏡面對稱
②不能旋轉(zhuǎn):π鍵不能旋轉(zhuǎn),若單獨(dú)旋轉(zhuǎn)則會
破壞π鍵
③強(qiáng)度小:形成π鍵時電子云重疊程度比σ鍵
小,一般不如σ鍵牢固,較易斷裂
1.鍵能
　　氣態(tài)分子中1 mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量叫鍵能。常用單位為kJ·mol-1。
　　鍵能通常是298.15 K、101 kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值。鍵能可通過實驗測定,更多的卻是推算
獲得的。例如,依次斷開CH4中的4個C—H,所需能量并不相等,因此,CH4中的C—H鍵能只是
平均值。
2.鍵長:構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個原子的核間距。分子中的原子始終處于不斷振動之中,鍵長只是振
動著的原子處于平衡位置時的核間距。
3.鍵角:多原子分子中,兩個相鄰共價鍵之間的夾角。
知識點 2　鍵參數(shù)
1.所有共價鍵都有方向性,這種說法正確嗎
兩個s電子形成的共價鍵就沒有方向性。
2.H2、HCl和Cl2分子中,共價鍵類型完全相同,這種說法正確嗎
H原子的未成對電子位于1s軌道,Cl原子的未成對電子位于3p軌道,即H原子和H原
子形成s-s σ鍵,H原子和Cl原子形成s-p σ鍵,Cl原子和Cl原子形成p-p σ鍵。
3.多原子分子中一定含有π鍵,這種說法正確嗎
多原子分子中一定含有σ鍵,不一定含有π鍵。
4.元素非金屬性越強(qiáng),對應(yīng)的單質(zhì)分子中共價鍵的鍵能一定越大,這種說法正確嗎
F、Cl、Br、I元素的非金屬性逐漸減弱,但F—F鍵、Cl—Cl鍵、Br—Br鍵、I—I
鍵的鍵能依次為157 kJ·mol-1、242.7 kJ·mol-1、193.7 kJ·mol-1、152.7 kJ·mol-1。
知識辨析 判斷正誤，正確的畫“ √” ，錯誤的畫“ ” 。
提示
提示
提示
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5.碳碳雙鍵的鍵能等于碳碳單鍵鍵能的2倍,這種說法正確嗎
碳碳雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵,由于π鍵原子軌道重疊程度小于σ鍵,則π鍵的穩(wěn)
定性弱于σ鍵,故碳碳雙鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的2倍。
6.π鍵鍵能一定小于σ鍵的鍵能,這種說法正確嗎
π鍵鍵能不一定小于σ鍵的鍵能,如 鍵的鍵能為946 kJ·mol-1,而N—N鍵的鍵
能為193 kJ·mol-1, 鍵的鍵能大于N—N鍵鍵能的3倍。
7.P4( )和CH4分子的空間構(gòu)型都是正四面體,鍵角都是109°28',1 mol CH4和1 mol P4中含有
的σ鍵數(shù)目相同,這種說法正確嗎
白磷的鍵角為60°,1 mol白磷中含有6 mol σ鍵,1 mol甲烷中含有4 mol σ鍵。
提示
提示
提示
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1.共價鍵的本質(zhì)(成鍵原因)
　　當(dāng)成鍵原子相互接近時,原子軌道發(fā)生重疊,自旋狀態(tài)相反的未成對電子形成共用電子
對,兩原子核間電子出現(xiàn)的概率增大,使它們同時受到兩個原子核的吸引,從而使體系能量降
低,形成化學(xué)鍵。
2.共價鍵的特征
(1)共價鍵的飽和性
①按照共價鍵的共用電子對理論,一個原子有幾個未成對電子,便可和幾個自旋狀態(tài)相反的
電子配對成鍵,這就是共價鍵的飽和性。
②用電子排布圖表示HF分子中共用電子對的形成如下:
關(guān)鍵能力 定點破
定點 1　共價鍵的本質(zhì)、特征、存在形式及共價鍵類型的判斷
　　由以上分析可知,F原子與H原子間只能形成1個共價鍵,所形成的簡單化合物為HF而不
是H2F。同理,H原子、F原子分別只能形成H2、F2分子,不能形成H3、F3。
③共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。
(2)共價鍵的方向性
　　共價鍵形成時,兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重
疊,而且原子軌道重疊越多,電子在兩核間出現(xiàn)的概率越大,形成的共價鍵就越牢固。電子所
在的原子軌道都有一定的形狀和空間取向,所以要達(dá)到最大重疊,共價鍵必然有方向性。
　　共價鍵的方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu),但不是所有共價鍵都具有方向性,如兩個s軌道
上的電子形成的共價鍵就沒有方向性。
歸納總結(jié)　形成共價鍵應(yīng)遵循的原理
(1)電子配對原理:兩原子提供數(shù)目相等的自旋狀態(tài)相反的電子彼此配對。
(2)最大重疊原理:兩個原子軌道重疊部分越大,形成的共價鍵越牢固,分子越穩(wěn)定。
3.共價鍵的存在形式
　　一般非金屬元素的原子之間通過共價鍵結(jié)合。如非金屬氣態(tài)氫化物、含氧酸、非金屬
氧化物等物質(zhì)中的原子都以共價鍵結(jié)合。
　　共價鍵既可存在于非金屬單質(zhì)、共價化合物中,也可存在于離子化合物中(例如:氫氧化
鈉、過氧化鈉、硫酸鉀等)。
特別提醒 某些金屬原子與非金屬原子之間也能形成共價鍵,如AlCl3、BeCl2、FeCl3。
4.分子中σ鍵和π鍵的判斷方法
(1)一般規(guī)律:共價單鍵是σ鍵;共價雙鍵中有一個是σ鍵,另一個是π鍵;共價三鍵中有一個是σ
鍵,另外兩個是π鍵。
(2)σ鍵與π鍵的比較
σ鍵 π鍵
示意圖
特征 軸對稱 鏡面對稱
原子軌道重疊方式 “頭碰頭”重疊 “肩并肩”重疊
原子軌道重疊程度 大 小
鍵的強(qiáng)度 一般較大 一般較小
活潑性 不活潑 活潑
續(xù)表
典例1　下列關(guān)于σ鍵與π鍵的說法正確的是 (　 )
A.σ鍵是以“頭碰頭”方式重疊形成的共價鍵,π鍵是以“肩并肩”方式重疊形成的共價鍵
B. 描述的
是π鍵的形成過程
C.原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊比以“肩并肩”方式相互重疊的程度小,所以σ鍵比π
鍵活潑
D. 可以表示N2分子中σ鍵和π鍵存在的情況
思路點撥 明確σ鍵和π鍵的含義是解答該題的關(guān)鍵,注意原子軌道以“頭碰頭”方式重疊
形成σ鍵,原子軌道以“肩并肩”方式重疊形成π鍵。σ鍵與π鍵比較:σ鍵原子軌道重疊程度比
π鍵原子軌道重疊程度大,所以一般σ鍵比π鍵牢固,在化學(xué)反應(yīng)中π鍵易發(fā)生斷裂。另外,單鍵
是σ鍵,而雙鍵和三鍵中均既含σ鍵又含π鍵。
解析 從原子軌道的相互重疊方式來看,如果兩個原子的原子軌道以“頭碰頭”方式相互重
疊,形成的共價鍵為σ鍵,如果兩個原子的原子軌道以“肩并肩”方式相互重疊,形成的共價
鍵為π鍵,A項正確;選項中描述的是“頭碰頭”方式的相互重疊,所以形成的是σ鍵,B項錯誤;σ
鍵的重疊程度大于π鍵,所以σ鍵更穩(wěn)定,C項錯誤;N2中的σ鍵和π鍵可表示為 ,
D項錯誤。
答案 A
典例2　下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵又有π鍵的是 (　 )
①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2　⑦Ar
A.①②③⑦　　　　B.③④⑤⑥
C.①③⑥ 　　　　D.③⑤⑥
思路點撥 首先根據(jù)化學(xué)式寫出對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式,然后根據(jù)σ鍵與π鍵的判斷方法分析。
序號 結(jié)構(gòu)式 σ鍵數(shù) π鍵數(shù)
① H—Cl 1 0
② 2 0
③ 1 2
④ H—O—O—H 3 0
⑤ 5 1
⑥ 3 2
⑦ Ar屬于稀有氣體,是單原子分子,分子中不存在共價鍵 解析
答案 D
　　鍵能、鍵長、鍵角等是表征共價鍵性質(zhì)的物理量,稱為鍵參數(shù)。
1.鍵能
(1)意義:鍵能是衡量共價鍵穩(wěn)定性的一個重要參數(shù)。鍵能越大,即形成化學(xué)鍵時放出的能量
越多,意味著這個化學(xué)鍵越穩(wěn)定,越不容易斷裂。如 鍵的鍵能大,N2的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
(2)應(yīng)用
①鍵能的大小可以定量地表示化學(xué)鍵的強(qiáng)弱程度。鍵能越大,斷開時需要的能量就越多,這
個化學(xué)鍵就越牢固;反之,鍵能越小,這個化學(xué)鍵就越不牢固。
②可以判斷結(jié)構(gòu)相似的分子的相對穩(wěn)定性。一般來說,結(jié)構(gòu)相似的分子中,化學(xué)鍵的鍵能越
大,分子越穩(wěn)定。如C—H鍵的鍵能大于Si—H鍵的鍵能,所以CH4比SiH4穩(wěn)定。
③判斷化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。
定點 2　鍵參數(shù)的意義及應(yīng)用
知識拓展 鍵能可以判斷粒子反應(yīng)活性的大小。例如,P—P鍵的鍵能為201 kJ/mol,
鍵的鍵能為946 kJ/mol,因此 鍵在化學(xué)反應(yīng)中更難被破壞,即N2比P4的反應(yīng)活性小。
2.鍵長
(1)意義及應(yīng)用:衡量共價鍵強(qiáng)弱的另一個重要參數(shù)。一般鍵長越短,鍵能越大,表明共價鍵越
穩(wěn)定。
(2)定性判斷鍵長的方法
①根據(jù)原子半徑進(jìn)行判斷。在其他條件相同時,成鍵原子的半徑越小,鍵長越短。如鍵長:
H—I>H—Cl>H—F;Br—Br>Cl—Cl>F—F;Si—Si>Si—C>C—C。
②根據(jù)共用電子對數(shù)判斷。對于相同的兩原子形成的共價鍵而言,當(dāng)兩個原子間形成雙鍵、
三鍵時,由于原子軌道的重疊程度增大,原子之間的核間距減小,鍵長變短,故單鍵鍵長>雙鍵
鍵長>三鍵鍵長。如鍵長:C—C>C C> 。
3.鍵角
鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。例如,水分子的H—O—H鍵角是105°,這就決定了水
分子是角形(又稱V形)結(jié)構(gòu);CO2分子的結(jié)構(gòu)式為 ,它的鍵角為180°,CO2是一種直
線形分子。一些常見分子的鍵角,白磷:60°,BF3:120°,NH3:107°,CH4、CCl4(正四面體形):
109°28'。
歸納總結(jié) 鍵參數(shù)與分子的空間結(jié)構(gòu)和分子性質(zhì)之間的關(guān)系可以表示如下:
典例1　下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是 (　 )
A.N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定
B.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點逐漸升高
C.CH4、NH3、H2O、HF的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)
D.O2比S更容易與H2反應(yīng)
思路點撥 共價分子鍵能的大小只影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),與物理性質(zhì)無關(guān)。
解析 由于N2分子中存在氮氮三鍵,鍵能很大,破壞共價鍵需要很大的能量,所以N2的化學(xué)性
質(zhì)很穩(wěn)定,A不符合題意;共價分子中共價鍵的鍵能大小與熔、沸點無關(guān),B符合題意;同周期
主族元素從左到右原子半徑逐漸減小,其氫化物中化學(xué)鍵的鍵長逐漸減小,鍵能逐漸增大,穩(wěn)
定性逐漸增強(qiáng),C不符合題意;由于H—O鍵的鍵能大于H—S鍵的鍵能,所以O(shè)2比S更容易與H2
反應(yīng),D不符合題意。
答案 B
典例2　關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角,下列說法正確的是 (　 )
A. 鍵的鍵能等于C—C鍵鍵能的三倍
B. /EN—N=4.9,說明N2中的 鍵非常牢固,不易發(fā)生加成反應(yīng)
C.(CN)2(結(jié)構(gòu)式為 )分子中 鍵的鍵長大于C—C鍵的鍵長
D.白磷(P4)分子呈正四面體構(gòu)型,其鍵角為109°28'
思路點撥
解析 A項,碳碳三鍵中含有1個σ鍵,2個π鍵,由于π鍵電子云重疊程度小,不如σ鍵穩(wěn)定,所以碳
碳三鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的三倍,錯誤;B項, 鍵的鍵能小于C—C鍵的鍵能的三
倍, 鍵中的π鍵不牢固,易發(fā)生加成反應(yīng),而 鍵的鍵能大于N—N鍵的鍵能的三
倍,說明N2分子中的 鍵非常牢固,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易發(fā)生加成反應(yīng),正確;C項,成鍵原
子半徑越大,鍵長越長,N原子半徑小于C原子,故鍵長:N—C鍵答案 B第二章　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第一節(jié)　共價鍵
第2課時　鍵參數(shù)——鍵能、鍵長和鍵角
基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一　鍵能
1.下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是(　　)
A.N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定
B.NH3易液化
C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱
D.F2比O2更容易與H2反應(yīng)
2.碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如表所示。
化學(xué)鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
鍵能/ (kJ·mol-1) 356 413 351 226 318 452
下列說法正確的是(　　)
A.CO鍵的鍵能為351kJ·mol-1×2
B.穩(wěn)定性:CH4C.一般原子半徑越大,鍵長越短,鍵能越大
D.C與C之間比Si與Si之間更易形成π鍵
題組二　鍵長
3.下列說法正確的是(　　)
A.鍵長:C—O>Si—O
B.鍵長:C—C>CC
C.H—F的鍵長是H—X(X表示F、Cl、Br、I)中最長的
D.鍵長與共價鍵的穩(wěn)定性沒有關(guān)系
4.下列有關(guān)化學(xué)鍵比較正確的是(　　)
A.CH4中C—H鍵與CCl4中C—Cl鍵的鍵長相等
B.N—O鍵的鍵長比C—O鍵的鍵長長
C.1個O2分子中含有1個σ鍵和1個π鍵
D.N中4個N—H鍵的鍵長不同
題組三　鍵角
5.下列說法正確的是(　　)
A.鍵角越大,該分子越穩(wěn)定
B.鍵角:H2O>NH3
C.CH4、C2H4、CO2分子中的鍵角依次減小
D.任意兩個B—F鍵間的夾角為120°,說明BF3分子中的4個原子位于同一平面
6.NH3、NF3、NCl3分子中心原子相同,如果周圍原子電負(fù)性大者鍵角小,那么NH3、NF3、NCl3三種分子中,鍵角大小的順序正確的是(　　)
A.NH3>NF3>NCl3　　　　
B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3　　　　
D.NF3>NCl3>NH3
題組四　鍵參數(shù)的綜合考查
7.0.2%~0.5%的過氧乙酸(化學(xué)式為CH3COOOH,結(jié)構(gòu)式如圖所示)溶液是一種殺菌的高效消毒劑,下列關(guān)于該化合物說法正確的是(　　)
A.C—C鍵長等于成鍵兩原子的半徑之和
B.C—H的鍵能小于H2O中H—O的鍵能
C.鍵長:CC<
D.該分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為9∶1
能力提升練
題組一　鍵能與反應(yīng)熱的計算
1.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。已知反應(yīng):
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=akJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2=bkJ·mol-1
化學(xué)鍵 CO OO C—H O—H
鍵能/(kJ·mol-1) 745 x 413 463
下列說法正確的是(　　)
A.表中x=
B.H2O(g)H2O(l)　ΔH=(a-b)kJ·mol-1
C.當(dāng)有4NA個C—H鍵斷裂時,反應(yīng)放出的熱量一定為kJ
D.a>b且甲烷的燃燒熱ΔH=bkJ·mol-1
2.已知H—H鍵的鍵能為akJ/mol,I—I鍵的鍵能為bkJ/mol,一定條件下:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-ckJ/mol(c>0),下列說法正確的是(　　)
A.斷開1molBr—Br鍵所需的能量小于bkJ
B.上述反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量
C.向密閉容器中充入2molH2(g)和1molI2(g),充分反應(yīng)后放出熱量大于ckJ
D.斷開2molH—I鍵所需的能量為(a+b+c)kJ
題組二　鍵參數(shù)的綜合考查P148定點2
3.下列有關(guān)化學(xué)鍵知識的比較肯定錯誤的是(　　)
A.鍵能:C—NB.鍵長:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的鍵角:H2O>CO2
D.一般相同元素原子間形成的共價鍵鍵能:σ鍵>π鍵
4.下列有關(guān)鍵參數(shù)敘述正確的是(　　)
A.H—Cl鍵的鍵能比H—Br鍵的大,HCl的熱穩(wěn)定性比HBr差
B.AB2型分子的鍵角均為180°
C.C—C鍵的鍵能為347.7kJ·mol-1,但CC鍵的鍵能小于347.7×2kJ·mol-1
D.H—Cl鍵的鍵能為431.8kJ·mol-1,故HCl分解生成1molH2和1molCl2時,能量變化為863.6kJ
5.共價鍵的鍵參數(shù)可用來衡量分子的穩(wěn)定性能和空間結(jié)構(gòu)。
(1)CO和N2分子中根據(jù)原子軌道重疊的方式不同,都包含的共價鍵類型有　　　　,CO、N2的結(jié)構(gòu)可表示為、,相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如表:
化學(xué)鍵 C—O CO
鍵能/(kJ·mol-1) 351 745 1071.9
化學(xué)鍵 N—N NN
鍵能/(kJ·mol-1) 193 418 946
結(jié)合數(shù)據(jù)說明CO比N2活潑的原因:　　　　　　　　　　　　　　。
(2)乙苯催化脫氫制苯乙烯的反應(yīng)如下:
已知:
化學(xué)鍵 C—H C—C CC H—H
鍵能/(kJ·mol-1) 413 347.7 615 436
計算上述反應(yīng)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。
答案與分層梯度式解析
第二章　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第一節(jié)　共價鍵
第2課時　鍵參數(shù)——鍵能、鍵長和鍵角
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.B　由于N2分子中存在鍵,鍵能大,化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定;從F到I原子半徑逐漸增大,氫化物的鍵長逐漸變長,鍵能逐漸變小,穩(wěn)定性逐漸減弱;鍵能:H—F>H—O,HF比H2O穩(wěn)定,F2比O2更容易與H2反應(yīng),A、C、D不符合題意;NH3易液化與鍵能無關(guān),B符合題意。
2.D　CO鍵中存在一個σ鍵和一個π鍵,CO鍵的鍵能不是C—O鍵鍵能的兩倍,A錯誤;鍵能:C—H>Si—H,穩(wěn)定性:CH4>SiH4,B錯誤;一般半徑越大,鍵長越長,鍵能越小,C錯誤;原子半徑:C方法規(guī)律
　　(1)鍵能越大,斷開時需要的能量就越多,化學(xué)鍵就越牢固。
(2)結(jié)構(gòu)相似的分子中,共價鍵的鍵能越大,分子越穩(wěn)定。如C—H鍵的鍵能大于Si—H鍵的鍵能,所以CH4比SiH4穩(wěn)定。
3.B　原子半徑:Si>C,鍵長:Si—O>C—O,A錯誤;相同原子間鍵長:單鍵>雙鍵>三鍵,鍵長:C—C>CC,B正確;F、Cl、Br、I中F原子半徑最小,H—F的鍵長最短,C錯誤;鍵長越短,往往鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定,D錯誤。
4.C　原子半徑:Cl>C,則CH4中C—H鍵鍵長小于CCl4中C—Cl鍵鍵長,A錯誤;原子半徑:C>N,鍵長:C—O>N—O,B錯誤;1個O2(OO)分子中有1個σ鍵和1個π鍵,C正確;N中4個N—H鍵的鍵長完全相同,D錯誤。
5.D　鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的參數(shù),不能根據(jù)鍵角大小判斷分子的穩(wěn)定性,A錯誤;H2O分子中的鍵角是105°,NH3分子中的鍵角是107°,鍵角:H2O6.C　已知電負(fù)性F>Cl>H,且NH3、NF3、NCl3分子中中心原子都是N原子,周圍原子電負(fù)性大者鍵角小,則鍵角NH3>NCl3>NF3,C正確。
7.B　鍵長是指兩個形成共價鍵的原子的核間距,A錯誤;原子半徑:OH—O,則鍵能:C—HCC>,C錯誤;單鍵均為σ鍵,雙鍵中含一個σ鍵、一個π鍵,則該分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為8∶1,D錯誤。
知識歸納
　　鍵長和鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的參數(shù)。一般來說,如果知道分子中的鍵長和鍵角,這個分子的空間結(jié)構(gòu)就確定了。如NH3分子的H—N—H鍵角是107°,N—H鍵的鍵長是101pm,就可以確定NH3分子是三角錐形,如圖:
能力提升練
1.A　根據(jù)反應(yīng)②可知,ΔH2=413kJ·mol-1×4+2xkJ·mol-1-(745×2+463×4)kJ·mol-1=bkJ·mol-1,整理可得x=,故A正確;根據(jù)蓋斯定律,得到H2O(g)H2O(l)　ΔH=kJ·mol-1,故B錯誤;有4NA個C—H鍵斷裂時,反應(yīng)消耗1mol甲烷,若按照反應(yīng)①進(jìn)行,放出熱量為|a|kJ,若按照反應(yīng)②進(jìn)行,放出熱量為|b|kJ,故C錯誤;甲烷的燃燒為放熱反應(yīng),則a<0,b<0,因為液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水需要吸收熱量,所以a2.D　對于鹵族元素的單質(zhì),元素的非金屬性越強(qiáng),鍵能越大,則斷開1molBr—Br鍵所需的能量大于bkJ,故A錯誤;由熱化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)是反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量的放熱反應(yīng),故B錯誤;該反應(yīng)為可逆反應(yīng),可逆反應(yīng)反應(yīng)物不可能反應(yīng)完全,向密閉容器中充入2mol氫氣和1mol碘蒸氣,若I2完全反應(yīng)則放出的熱量為ckJ,充分反應(yīng)后放出的熱量不會大于ckJ,故C錯誤;設(shè)H—I鍵的鍵能為xkJ/mol,則有-ckJ/mol=(a+b)kJ/mol-2xkJ/mol,解得x=,則斷開2molH—I鍵所需的能量為(a+b+c)kJ,故D正確。
3.C　C、N原子間形成的化學(xué)鍵,三鍵鍵能最大,單鍵鍵能最小,A正確;原子半徑:I>Br>Cl,則鍵長:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B正確;H2O分子中鍵角是105°,CO2分子中鍵角是180°,鍵角:H2O4.C　鍵能:H—Cl>H—Br,熱穩(wěn)定性:HCl>HBr,A錯誤;AB2型分子可能是直線形,如CO2,也可能是V形,如OF2,B錯誤;C—C鍵為σ鍵,CC鍵中有一個σ鍵、一個π鍵,π鍵鍵能小于σ鍵鍵能,故CC鍵的鍵能小于347.7×2kJ·mol-1,C正確;H—Cl鍵的鍵能為431.8kJ·mol-1,2molHCl分解成2molH和2molCl時,消耗的能量為863.6kJ,D錯誤。
5.答案　(1)σ鍵和π鍵　CO中斷裂第一個π鍵消耗的能量比N2中斷裂第一個π鍵消耗的能量小,可見CO中的第一個π鍵容易斷裂
(2)+122.7
解析　(1)N2與CO的分子中都包含σ鍵和π鍵。
(2)由制備需斷開2molC—H鍵,生成1molH—H鍵,同時在C—C鍵的基礎(chǔ)上生成CC鍵,因此生成1mol過程中吸收的能量為2×413kJ=826kJ,放出的熱量為436kJ+(615-347.7)kJ=703.3kJ,ΔH=826kJ·mol-1-703.3kJ·mol-1=+122.7kJ·mol-1。
方法點撥
　　關(guān)于共價鍵類型的判斷及特征考查的題目,常出現(xiàn)的易錯點是一般規(guī)律中的特殊情況,故解答這類題目應(yīng)注意以下幾點:
(1)共價鍵不僅存在于共價化合物中,也可以存在于離子化合物中,如NaOH、NH4Cl中都含有共價鍵;活潑的金屬元素和非金屬元素之間也可以形成共價鍵,如AlCl3中存在共價鍵。
(2)所有共價鍵都有飽和性,但并不是所有的共價鍵都有方向性,如s-sσ鍵就沒有方向性。
(3)通常情況下,σ鍵比π鍵牢固,π鍵容易斷裂,但N2中的π鍵牢固,故N2中的π鍵不易斷裂,不易發(fā)生類似有機(jī)反應(yīng)中的加成反應(yīng)。
11

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