第二章第一节 共价键 第1课时 共价键 学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章第一节 共价键 第1课时 共价键 学案（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-30 21:48:14 | ||
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文档简介
第一节 共价键
第1课时 共价键
[核心素养发展目标] 1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型，能辨识物质中含有的共价键。2.理解共价键中σ键和π键的区别，建立σ键和π键的思维模型，熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
一、共价键的形成与特征
1．共价键的形成
(1)概念：原子间通过____________所形成的相互作用。
(2)成键的粒子：一般为________原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质：原子间通过____________(即原子轨道重叠)产生的强烈作用。
2．共价键的特征
(1)饱和性
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个____________，便可和几个________________电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
(2)方向性
除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，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，如图所示。
(1)形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定( )
(2)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的( )
(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系( )
(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的( )
1．水分子中的共价键是哪些原子形成的？为什么水分子中的三个原子不在一条直线上？
2．NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？
3．从电负性的角度理解共价键、离子键的形成条件，完成表中内容。
原子 Na Cl H Cl C O
电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5
电负性之差(绝对值)
结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是________键；而________键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
1．下列不属于共价键成键因素的是( )
A．共用电子对在两原子核之间高概率出现
B．共用的电子必须配对
C．成键后体系能量降低，趋于稳定
D．两原子体积大小要适中
2．下列说法正确的是( )
A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B．H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C．并非所有的共价键都有方向性
D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
3．下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是( )
A．H2S和Na2O2 B．H2O2和CaF2
C．NH3和N2 D．HNO3和NaCl
对于共价键的错误认识
(1)共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。
(2)非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如铵盐(NH4NO3)只由非金属元素组成，但是含有离子键。
(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。
(4)所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键就没有方向性。
二、共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
1．σ键
形成 由两个原子的s轨道或p轨道“ ”重叠形成
类型 s-s型
s-p型
p-p型
特征 以形成化学键的两原子核的 为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形_______，这种特征称为 ；σ键的强度
2.π键
形成 由两个原子的p轨道“________”重叠形成
p-p π键
特征 π键的电子云具有________性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为________；π键________旋转；不如σ键________，较易________
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为____键；共价双键中有一个____键、一个____键；共价三键由一个____键和两个____键构成。
(1)氢原子和氟原子、氯原子均可以以σ键相结合，其成键轨道完全相同( )
(2)1 mol丙酮()分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023( )
(3)N2分子里有一个σ键和一个π键( )
1．画出氮原子的轨道表示式，并说明氮分子中的N≡N是由哪些类型的共价键构成的？
2．观察如图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。
(1)它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
(3)在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键吗？
1．下列说法对σ键和π键的认识不正确的是( )
A．分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键
B．s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的
C．p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的
D．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
2．丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是( )
A．4个σ键，1个π键 B．11个σ键，3个π键
C．4个σ键，3个π键 D．9个σ键，5个π键
3．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。
(1)只有σ键的是________________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是__________。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是____________。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是___________。
1．(2022·乌鲁木齐市第八中学高二期中)下列说法正确的是( )
A．所有的共价键都具有方向性
B．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
C．基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键
D．1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的
2．下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A．π键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的共价键
B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C．σ键较π键稳定
D．苯分子中含有12个σ键和3个π键
3．下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是( )
A．CH4与NH3 B．C2H6与C2H4
C．H2与Cl2 D．Cl2与N2
4．在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是( )
A．仅有一个σ键
B．仅有一个π键
C．一个σ键，一个π键
D．一个σ键，两个π键
5．(1) 分子中σ键和π键的比例为______________。
(2)已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键的数目为________。
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
一、
1．(1)共用电子对 (2)非金属 (3)共用电子对
2．(1)未成对电子 自旋状态相反的
正误判断
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
深度思考
1．水分子中的共价键是由O原子和H原子形成的单键；共价键的方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。
2．N和H原子的电子式分别为和，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，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3个共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。
3．2.1 0.9 1.0 离子 共价
应用体验
1．D 2.C
3．C [A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不符合题意；B项，CaF2中只有离子键，不符合题意；D项，NaCl中只有离子键，不符合题意。]
二、
1．头碰头 连线 不变 轴对称 较大
2．肩并肩 镜面对称 镜像 不能 牢固 断裂
3．σ σ π σ π
正误判断
(1)× (2)√ (3)×
深度思考
1.
，在2p能级上有三个未成对电子，分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道，当两个氮原子结合成氮分子时，两个氮原子的2px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠，形成一个σ键；同时2py-2py和2pz-2pz轨道只能以相互平行的“肩并肩”的方式发生重叠，形成两个π键。
2．(1)乙烷：7个σ键；乙烯：5个σ键和1个π键；乙炔：3个σ键和2个π键。
(2)乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不牢固，容易断裂；而乙烷中没有π键，σ键牢固，不易断裂。
(3)稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。
应用体验
1．C [单键为σ键，双键和三键中均含1个σ键，所以分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键，故A正确；因s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键均为“头碰头”重叠，则均为轴对称，故B正确；p-p σ键和p-p π键的重叠方式是不相同的，p-p σ键是“头碰头”重叠而p-p π键是“肩并肩”重叠，故C错误；π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，故D正确。]
2．B
3．(1)①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ (2)⑦ (3)①③⑤⑥⑧⑨ (4)②④⑤⑥⑧⑨
随堂演练 知识落实
1．D 2.D
3．A [CH4与NH3分子中全是s-p σ键，A正确；C2H6中只存在σ键，而C2H4中存在σ键和π键，B错误；H2中为s-s σ键，Cl2中为p-p σ键，C错误；Cl2中只存在σ键，而N2中存在σ键和π键，D错误。]
4．C [由题给条件所有原子均符合8电子稳定结构可知，其结构式应为F—N==N—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，含有一个σ键和一个π键。]
5．(1)9∶1 (2)3NA
解析 (1)共价单键是σ键，共价双键中含有1个π键、1个σ键，又因分子两边的单键碳原子还分别含有2个C—H，所以σ键和π键的比例为9∶1。(2)若该反应中有4 mol N—H断裂，则生成1.5 mol氮气，形成π键的数目为3NA。
第1课时 共价键
[核心素养发展目标] 1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型，能辨识物质中含有的共价键。2.理解共价键中σ键和π键的区别，建立σ键和π键的思维模型，熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
一、共价键的形成与特征
1．共价键的形成
(1)概念：原子间通过____________所形成的相互作用。
(2)成键的粒子：一般为________原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质：原子间通过____________(即原子轨道重叠)产生的强烈作用。
2．共价键的特征
(1)饱和性
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个____________，便可和几个________________电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
(2)方向性
除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，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，如图所示。
(1)形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定( )
(2)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的( )
(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系( )
(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的( )
1．水分子中的共价键是哪些原子形成的？为什么水分子中的三个原子不在一条直线上？
2．NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？
3．从电负性的角度理解共价键、离子键的形成条件，完成表中内容。
原子 Na Cl H Cl C O
电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5
电负性之差(绝对值)
结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是________键；而________键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
1．下列不属于共价键成键因素的是( )
A．共用电子对在两原子核之间高概率出现
B．共用的电子必须配对
C．成键后体系能量降低，趋于稳定
D．两原子体积大小要适中
2．下列说法正确的是( )
A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B．H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C．并非所有的共价键都有方向性
D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
3．下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是( )
A．H2S和Na2O2 B．H2O2和CaF2
C．NH3和N2 D．HNO3和NaCl
对于共价键的错误认识
(1)共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。
(2)非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如铵盐(NH4NO3)只由非金属元素组成，但是含有离子键。
(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。
(4)所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键就没有方向性。
二、共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
1．σ键
形成 由两个原子的s轨道或p轨道“ ”重叠形成
类型 s-s型
s-p型
p-p型
特征 以形成化学键的两原子核的 为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形_______，这种特征称为 ；σ键的强度
2.π键
形成 由两个原子的p轨道“________”重叠形成
p-p π键
特征 π键的电子云具有________性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为________；π键________旋转；不如σ键________，较易________
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为____键；共价双键中有一个____键、一个____键；共价三键由一个____键和两个____键构成。
(1)氢原子和氟原子、氯原子均可以以σ键相结合，其成键轨道完全相同( )
(2)1 mol丙酮()分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023( )
(3)N2分子里有一个σ键和一个π键( )
1．画出氮原子的轨道表示式，并说明氮分子中的N≡N是由哪些类型的共价键构成的？
2．观察如图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。
(1)它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
(3)在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键吗？
1．下列说法对σ键和π键的认识不正确的是( )
A．分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键
B．s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的
C．p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的
D．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
2．丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是( )
A．4个σ键，1个π键 B．11个σ键，3个π键
C．4个σ键，3个π键 D．9个σ键，5个π键
3．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。
(1)只有σ键的是________________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是__________。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是____________。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是___________。
1．(2022·乌鲁木齐市第八中学高二期中)下列说法正确的是( )
A．所有的共价键都具有方向性
B．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
C．基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键
D．1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的
2．下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A．π键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的共价键
B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C．σ键较π键稳定
D．苯分子中含有12个σ键和3个π键
3．下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是( )
A．CH4与NH3 B．C2H6与C2H4
C．H2与Cl2 D．Cl2与N2
4．在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是( )
A．仅有一个σ键
B．仅有一个π键
C．一个σ键，一个π键
D．一个σ键，两个π键
5．(1) 分子中σ键和π键的比例为______________。
(2)已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键的数目为________。
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
一、
1．(1)共用电子对 (2)非金属 (3)共用电子对
2．(1)未成对电子 自旋状态相反的
正误判断
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
深度思考
1．水分子中的共价键是由O原子和H原子形成的单键；共价键的方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。
2．N和H原子的电子式分别为和，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，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3个共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。
3．2.1 0.9 1.0 离子 共价
应用体验
1．D 2.C
3．C [A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不符合题意；B项，CaF2中只有离子键，不符合题意；D项，NaCl中只有离子键，不符合题意。]
二、
1．头碰头 连线 不变 轴对称 较大
2．肩并肩 镜面对称 镜像 不能 牢固 断裂
3．σ σ π σ π
正误判断
(1)× (2)√ (3)×
深度思考
1.
，在2p能级上有三个未成对电子，分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道，当两个氮原子结合成氮分子时，两个氮原子的2px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠，形成一个σ键；同时2py-2py和2pz-2pz轨道只能以相互平行的“肩并肩”的方式发生重叠，形成两个π键。
2．(1)乙烷：7个σ键；乙烯：5个σ键和1个π键；乙炔：3个σ键和2个π键。
(2)乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不牢固，容易断裂；而乙烷中没有π键，σ键牢固，不易断裂。
(3)稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。
应用体验
1．C [单键为σ键，双键和三键中均含1个σ键，所以分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键，故A正确；因s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键均为“头碰头”重叠，则均为轴对称，故B正确；p-p σ键和p-p π键的重叠方式是不相同的，p-p σ键是“头碰头”重叠而p-p π键是“肩并肩”重叠，故C错误；π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，故D正确。]
2．B
3．(1)①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ (2)⑦ (3)①③⑤⑥⑧⑨ (4)②④⑤⑥⑧⑨
随堂演练 知识落实
1．D 2.D
3．A [CH4与NH3分子中全是s-p σ键，A正确；C2H6中只存在σ键，而C2H4中存在σ键和π键，B错误；H2中为s-s σ键，Cl2中为p-p σ键，C错误；Cl2中只存在σ键，而N2中存在σ键和π键，D错误。]
4．C [由题给条件所有原子均符合8电子稳定结构可知，其结构式应为F—N==N—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，含有一个σ键和一个π键。]
5．(1)9∶1 (2)3NA
解析 (1)共价单键是σ键，共价双键中含有1个π键、1个σ键，又因分子两边的单键碳原子还分别含有2个C—H，所以σ键和π键的比例为9∶1。(2)若该反应中有4 mol N—H断裂，则生成1.5 mol氮气，形成π键的数目为3NA。