人教版高中化学选择性必修2第二章分子结构与性质第一节共价键课件(共70张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选择性必修2第二章分子结构与性质第一节共价键课件(共70张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 8.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-18 17:12:16 | ||
图片预览
文档简介
(共70张PPT)
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
学习目标：1.熟知共价键的概念与形成过程，知道共价键的特征——具有饱和性和方 向性。2.能够从不同的角度对共价键分类，会分析σ键和π键的形成及特点。
第*页
研习任务一 共价键的形成与特征
教材 认知
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。
（4）键的形成条件：非金属元素 之间形成共价键，大多数电负性之差小于 1.7的金属原子与非金属原子之间形成共价键。
共用电子对
非金属
共用电子对
原子
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。
未成对电子
自旋
状态相反
2.1
0.9
1.0
离子
共价
√
√
探究 活动
[问题探讨]
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？
提示：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. NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？
3. 下面是五种元素原子电负性的数值：
元素符号 H C O Na Cl
电负性 2.1 2.5 3.5 0.9 3.0
从原子电负性的角度分析为什么钠、氯通过得失电子形成的电子对不被钠原子和氯原 子共用形成共价键而形成离子键？氢和氯原子间、碳和氧原子间的共用电子对可以被 两原子共用而形成共价键吗？由此你得出的结论是什么？
提示：钠、氯电负性之差（绝对值）为2.1＞1.7，故Na和Cl之间通过得失电子形成的 电子对不被共用，不能形成共价键，形成的是离子键。氢、氯电负性之差为0.9， 碳、氧电负性之差为1，均小于1.7，故氢、氯之间形成的电子对被共用，碳、氧之间 形成的电子对也被共用，能形成共价键。由此得出的结论是：①当原子的电负性相差 很大（一般大于1.7）时，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的是离子键；② 当原子的电负性相差不大（一般小于1.7）时，原子间形成的电子对能被共用，形成 的是共价键。
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
解析：两原子形成共价键时，原子轨道在两个原子核间重叠，即电子在两核之间出现 的概率更大；两原子原子轨道重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积 大小与能否形成共价键无必然联系。
D
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
解析：Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正 确；H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的方向性决定的，B不正确；氢气中的共价 键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D 不正确。
C
A. H2S和Na2O2 B. H2O2和CaF2
C. NH3和N2 D. HNO3和NaCl
解析：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。
C
A. 由①到④，电子在核间区域出现的概率增大
B. 由④到⑤，需要由外界提供能量
C. 两个氢原子的总能量④＞③＞②＞⑤＞①
D. 两个氢原子的核间距从无穷远到0.074 nm的过程是成键过程，对外释放能量
C
解析：共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作 用，所以由①到④，电子在核间出现的概率增加，故A正确；由④稳定状态，通 过吸收能量变为⑤，因此需要由外界提供能量，故B正确；由图可知，两个氢原 子的总能量①＞⑤＞②＞③＞④，故C错误；根据能量越低越稳定，氢分子是稳 定的状态，则两个氢原子的核间距从无穷远到0.074 nm的过程是成键过程，形 成新键释放能量，故D正确。
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。
第*页
研习任务二 共价键类型
教材 认知
1. 共价键的分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 原子轨道“头碰头”重叠
π键 原子轨道“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对
双键 原子间有两对共用电子对
三键 原子间有三对共用电子对
2. σ键和π键
（1）σ键
形成 成键原子的s轨道或p轨道“ ”重叠而形成
类 型 s－s型 H—H的s－s σ键的形成
s－p型 H—Cl的s－p σ键的形成
p－p型 Cl—Cl的p－p σ键的形成
特征 ①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 ；
②σ键的强度
头碰头
连线
不变
轴对称
较大
（2）π键
形成 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成
p－p型 p－p π键的形成
特征 ①π键的电子云具有 对称性，即每个π键的电子云由两块组成，它 们互为 ；
②π键 旋转；不如σ键牢固，较易
肩并肩
镜面
镜像
不能
断裂
3. σ键与π键的判断
由物质的结构 式判断 通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价 单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两 个π键
由成键轨道类 型判断 s轨道形成的共价键全部是σ键
探究 活动
下面是乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型和空间填充模型：
乙烷
乙烯
乙炔
1. 仔细观察乙烷、乙烯、乙炔的分子结构，指出它们分子中的共价键分别由几个σ键 和几个π键构成？
提示：
2. 乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢？
提示：乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键，π键原子轨道重叠 程度小，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。
物质
共价键类别
乙烷
乙烯
乙炔
σ键数目
7
5
3
π键数目
0
1
2
[问题探讨]
3. H原子和H原子、H原子和Cl原子、Cl原子和Cl原子分别均以σ键结合成H2、HCl和 Cl2分子，共价键轨道完全相同吗？
提示：不相同。H原子的未成对电子位于1s轨道，Cl原子的未成对电子位于3p轨道， 即H原子和H原子成键以1s和1s轨道重叠，H原子和Cl原子以1s和3p轨道重叠，Cl原子 和Cl原子以3p和3p轨道“头碰头”重叠。
应用 体验
①s－s σ键与s－p σ键的电子云对称性不同
②π键不能单独存在，一定要和σ键共存
③含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
④两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键
⑤分子中含有共价键，则一定只含有一个σ键
⑥成键的原子间原子轨道重叠程度越大，共价键越牢固
⑦1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
B
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
解析：s－s σ键与s－p σ键的对称性相同，均为轴对称，①错误；分子中可以只含σ 键，π键不能单独存在，一定要和σ键共存，②正确；π键不稳定，易断裂，含有π键的 化合物化学性质较活泼，与只含σ键的化合物的化学性质不同，③正确；非金属原子 常以共用电子对形成化学键，两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键， ④正确；分子中含有共价键，不一定只含有一个σ键，如水分子中含有2个σ键，⑤错 误；成键的原子间原子轨道重叠程度越大，成键原子间的距离越小，共价键越牢固， ⑥正确；N原子最外层有5个电子，有3个未成对电子，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，⑦正确。
A. 所有的σ键的强度都比π键大
B. σ键是原子轨道“头碰头”式重叠，π键是原子轨道“肩并肩”式重叠
C. s－sσ键与s－pσ键的电子云形状的对称性相同
D. σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
解析：一般情况下，σ键的强度比π键大，但也有特殊情况，如N≡N中σ键的强度比π键 小，A错误；σ键电子云重叠程度较大，是原子轨道“头碰头”式重叠，π键电子云重 叠程度较小，是原子轨道“肩并肩”式重叠，B正确；σ键有方向性，两个成键原子 必须沿着对称轴方向接近，才能达到最大重叠，s－sσ键与s－pσ键都是轴对称的，C 正确；σ键为单键，可以绕键轴旋转，π键在双键、三键中存在，不能绕键轴旋转，D 正确。
A
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A. ①②③ B. ③④⑤⑥
C. ①③⑥ D. ③⑤⑥
解析：HCl、H2O、H2O2的结构式分别为 、 、 ，分子 中不含π键；N2、C2H4、C2H2的结构式分别为 、 、 ， 分子中既有σ键又有π键。
D
4. （1）1 mol丙酮（ ）分子中含有σ键的数目为 。
（2）1个N2分子中含有 个σ键和 个π键。
（4）在N2F2分子中，所有原子均满足8电子稳定结构，则该分子中两个N原子间的共 价键组成为 个σ键和 个π键。
9×6.02×1023
1
2
11
3
1
1
5. 有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨ HCN（H—C≡N）。
（2）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
解析：（1）单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既 有σ键又有π键的是④⑤⑨。
（2）H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。
①②③⑥⑦⑧
④⑤
⑨
⑦
①③⑤⑥⑧
⑨
②④⑤⑥⑧
⑨
（3）依据共价分子的组成判断σ键
第*页
研习任务三 键能、键长、键角
教材 认知
1. 键能
（1）键能是指 中1 mol化学键解离成 所吸收的能量。键能 的单位是 。键能通常是 、 条件下的标准值。例 如，H—H的键能为436.0 kJ·mol－1。
（2）下表是H—X的键能数据：
共价键 H—F H—Cl H—Br H—I
键能/（kJ·mol－1） 568 431.8 366 298.7
①若使2 mol H—Cl断裂为气态原子，则发生的能量变化是 。
②表中共价键最难断裂的是 ，最易断裂的是 。
③由表中键能数据大小说明键能与分子热稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能 依次 ，说明四种分子的热稳定性依次 ，即HF分子最稳定， 最 分解，HI分子最不稳定，最 分解。
气态分子
气态原子
kJ·mol－1
298.15 K
101 kPa
吸收863.6 kJ的能量
H—F
H—I
减小
减弱
难
易
（3）键能的应用
②判断分子的稳定性。一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越 ，分子能 量 ，分子越 。如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。
③判断物质反应活性的大小。例如，比较N原子和P原子、N2和P4的反应活性。由于 非金属性N＞P，即N比P更容易得到电子，因此N原子有更大的反应活性；而P—P键 能为201 kJ/mol，N≡N键能为946 kJ/mol，因此N≡N在化学反应中更难被破坏，亦即N2 比P4的反应活性小。
大
多
多
大
牢
固
大
越低
稳定
反应物总键能
生成物
总键能
＞
吸
＜
放
2. 键长
（1）键长是构成化学键的两个原子的 ，因此 决定化学键的 键长， 越小，共价键的键长越短。
（2）键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越 ， 表明共价键越 。
（3）键长的应用
①一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子能量越低，分子越稳定。
②键长的比较方法
a.根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。
b.根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞ 三键键长。
核间距
原子半径
原子半径
大
稳定
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
方向
空间结构
X射线衍射
（3）根据空间结构填写下列分子的键角
分子空间结构 键角 实例
正四面体形 CH4、CCl4
平面形 苯、乙烯、BF3
三角锥形 NH3
V形（或角形） H2O
直线形 CO2、CS2、CH≡CH
109°28'
120°
107°
105°
180°
键能与键长是衡量共价键稳定性的参数，键长和键角是描述分子空间结构的参数。一 般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的空间结构就确定了。如NH3分子 的H—N—H 键角是107°，N—H的键长是101 pm，就可以断定NH3分子是三角锥形 分子，如图。
探究 活动
[问题探讨]
1. 根据元素周期律可知NH3的稳定性强于PH3，你能利用键参数加以解释吗？
提示：键长：N—H＜P—H，键能：N—H＞P—H，因此NH3更稳定。
2. 一般来说，键长越短，键能越大。但F—F键长短，键能小，请思考其原因。
提示：氟原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短，两个氟原子形成共价键 时，原子核之间的距离很近，排斥力很大，因此键能不大，F2的稳定性差，很容易与 其他物质反应。
应用 体验
A. 键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性
B. 成键原子始终处于振动之中，键长是成键原子处于平衡位置时的核间距
C. 共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键有饱和性
D. C—H键能为413.4 kJ/mol，即解离1 mol CH4分子中的C—H，需要放出能量为 4×467 kJ
D
解析：电子云的重叠只能按一定的方向进行，共价键有方向性，除去s轨道外其他原 子轨道如p、d等轨道都有一定的伸展方向，沿轨道方向重叠可产生最大重叠，形成的 键最稳定，所以分子内两个共价键之间存在键角，故A正确；键长是两个成键原子处 于平衡位置时的核间距，故B正确；共价键是原子之间强烈的相互作用，通过原子轨 道重叠并共用电子对而形成的，共价键有方向性和饱和性，故C正确；已知C—H键能 为413.4 kJ/mol，断键吸收能量，则解离1 mol CH4分子中C—H，吸收的热量为 4×413.4 kJ，故D错误。
A. 键角是描述分子空间结构的重要参数
B. 键长是形成共价键的两原子的核间距
C. 键能：H—I＞H—Br＞H—Cl
D. 键角的大小与键长、键能的大小无关
解析：键角是描述分子空间结构的重要参数，如直线形分子键角180°，正四面体形 分子的键角为109°28'，A正确；键长是表示形成共价键的两原子的核间距，B正确； 键长越大，键能越小，因为原子半径大小为I＞Br＞Cl，所以键长大小：H—I＞H—Br ＞H—Cl，键能大小为H—I＜H—Br＜H—Cl，C错误；键角大小取决于成键原子轨道 的夹角，与键长、键能无关，D正确。
C
A. 稀有气体一般难发生化学反应
B. CH4分子比SiH4稳定
C. 常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
D. C—H键能为413.4 kJ·mol－1，解离1 mol CH4分子中C—H，需要放出的能量为 4×413.4 kJ
解析：稀有气体为单原子分子，分子中不存在化学键，原子最外层为2或8电子稳定结 构，一般难发生化学反应，与键能无关，A错误；碳原子半径小于硅原子半径，碳氢 键键能大于硅氢键，故CH4分子比SiH4稳定，B正确；氯气相对分子质量小于溴单 质，分子间作用力小，熔、沸点低，故氯气呈气态而溴单质呈液态，与键能无关，C 错误；断键需要吸收能量，而不是放出能量，D错误。
B
键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
键能/（kJ/mol） 436 243 193 151 431 356 299
A. 1 mol H2分别与Cl2、Br2、I2反应，则在碘中完全反应放出的热量最多
B. 1 mol H2与足量的Cl2完全反应，放出的热量是248 kJ
C. H—F键能大于431 kJ/mol
D. H—X中，稳定性最强的化学键是H—Cl
C
解析：1 mol H2分别与Cl2、Br2、I2反应，生成2 mol HCl、HBr和HI，根据Δ H ＝反应 物键能总和－生成物键能总和可知，生成2 mol HCl放出热量183 kJ，生成2 mol HBr放 出热量83 kJ，生成2 mol HI放出热量11 kJ，则在Cl2中完全反应放出的热量最多，A、 B错误；原子半径：Cl＞F，则键长：H—F＜H—Cl，共价键键长越短，键能越大，则 H—F键能大于431 kJ/mol，C正确；根据C中分析可知，H—X中，稳定性最强的化学 键是H—F，D错误。
A. 键长越长，键能越大，共价化合物越稳定
B. 通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
C. 键角是确定多分子立体结构的重要参数
D. 同种原子间形成的共价键键长：三键＜双键＜单键
解析：键长越长，键能越小，共价化合物越不稳定，键能越大，键长越短，共价化合 物越稳定，故A错误；反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，则通过反应物和 生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小，故B正确；键长和键角常被用来 描述分子的空间结构，键角是描述分子立体结构的重要参数，故C正确；原子间键能 越大，核间距越小，键长越短，键能的一般关系为三键＞双键＞单键，则键长：三键 ＜双键＜单键，故D正确。
A
键能、键长、键角的关系
第*页
课堂强研习 合作学习 精研重难
课时作业
A. σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强
B. s－s σ键与s－p σ键的电子云形状对称性相同
C. HCl分子中σ键的形成：
D. N2分子中有1个σ键，2个π键；CH4中4个C—H键的键能不相同
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：σ键是电子云“头碰头”的方式重叠，π键是电子云“肩并肩”的方式重叠，σ 键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强，A正确；s－sσ键与s－pσ键都是轴对 称的，所以s－sσ键与s－pσ键的电子云形状对称性相同，B正确；H原子价电子是s轨 道电子，电子云是球形，Cl原子价电子是p轨道电子，电子云形状是哑铃型，二者形 成s－pδ键，C项正确；三键为1个σ键2个π键，N2分子结构为N≡N，有1个σ键，2个π 键；CH4中4个C—H键的键能完全相同，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键
B. 氧原子可以形成H2O、H2O2，也可以形成H3O
C. 共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子
D. σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成
解析：氢原子只有一个s轨道，只能形成σ键，O有s轨道和p轨道，可以形成σ键和π 键，故A正确；氧原子可以形成H2O、H2O2，也可以形成H3O＋，但不能形成H3O，故 B错误；共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子，如AlCl3中Al原子与 Cl原子之间形成的是共价键，故C正确；单键是σ键，双键是一个σ键和一个π键，三 键是一个σ键和2个π键，则σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成，D正确。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
B. σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C. 在气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D. s－p σ键和p－p σ键电子云对称性相同
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 分子中键能越大，键角越大，则分子越稳定
B. 元素周期表中的第ⅠA族（除H外）和第ⅦA族元素的原子可能形成共价键
C. 水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°
D. H—O键能为463 kJ/mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为926 kJ
解析：分子中键能越大，键角越大，分子越稳定，故A项正确；元素周期表中的第ⅠA 族（除H外）和第ⅦA族都是典型的活泼金属和活泼非金属元素，它们形成的化学键 都是离子键，故B项错误；水分子的空间结构是V形，键角是105°，故C项错误； H—O键能为463 kJ/mol，18 g水即1 mol H2O分解成2 mol H和1 mol O时吸收的能量为 926 kJ，但原子在形成氢气分子、氧气分子时又放出能量，因此消耗能量小于926 kJ，故D项错误。
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
①NH3 ②HClO ③N2 ④H2O2
⑤HCHO（甲醛） ⑥C2H2
A. ③⑤⑥ B. ③④⑤⑥
C. ①②③ D. ②⑤⑥
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：NH3的结构式为 ，只存在共价单键，所以只存在σ键，故①不符合题 意；HClO的结构式为 ，只存在σ键，故②不符合题意；N2的结构式为N≡N， 所以含有2个σ键和1个π键，故③符合题意；H2O2的结构式为 ，只存在σ 键，故④不符合题意；HCHO（甲醛）的结构式为 ，所以含有σ键和π键，故 ⑤符合题意；C2H2的结构式为H—C≡C—H，所以含有1个σ键和2个π键，故⑥符合题 意。故选A。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 分子中只含极性键
B. 分子中含有2个σ键和4个π键
C. 不和氢氧化钠溶液发生反应
D. 分子中N≡C键长小于C—C键长
解析：氰气的化学式为（CN）2，根据分子结构可知，其中含有C—C非极性键和C≡N 极性键，A错误；氰气的分子结构式为N≡C—C≡N，其中含3个σ键和4个π键，B错 误；氰气的化学式为（CN）2，其性质与卤素相似，卤素单质能够与NaOH溶液反 应，则（CN）2也可以与氢氧化钠溶液发生反应，C错误；由于N原子半径比C原子半 径小，N≡C键能比C—C大，导致分子中N≡C键长比C—C键长小，D正确。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
化学键 C—H Si—H C—O C—C Si—Si
键能（kJ/mol） 411 318 799 358 346 222
A. 键角：CH4＜CO2
C. 稳定性：CH4＞SiH4 D. 电负性：C＜Si
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 4.2 g C3H6中含有σ键数目可能为0.9 NA
B. 25.6 g S8（ ）分子中所含共价键数为0.8 NA
C. 常温常压下，14 g乙烯中含有的σ键数目为2.5 NA
D. 1 L 0.1 mol/L H2O2溶液中含有的H—O键数目为0.2 NA
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：4.2 g C3H6为0.1 mol，其若为环丙烷则含有0.9 mol σ键，数目为0.9 NA，A正 确；25.6 g S8（为0.1 mol），由题图可知，0.1 mol分子中所含共价键0.8 mol，数目 为0.8 NA，B正确；14 g乙烯的物质的量为0.5 mol，1个乙烯分子中含有5个σ键和1个π 键，则14 g乙烯中含有的σ键数目为2.5 NA，C项正确；1 L 0.1 mol/L H2O2溶液含有 0.1 mol H2O2，其含有的H—O键数目为0.2 NA，而H2O分子中也含有H—O键，故该溶 液含有的H—O键数目大于0.2 NA，D项错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—Br
键能/kJ·mol－1 436 243 194 432 a
B. 根据原子半径可知键长：H—Cl＜H—Br，进而推测a＜432
C. H2（g）与Br2（g）反应生成2 mol HBr（g）时，放出热量小于185 kJ
D. 常温下Cl2和Br2的状态不同，与Cl—Cl和Br—Br的键能有关
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
O—O键数据 O2
键长/10－12m 149 128 121 112
键能/（kJ·mol－1） X Y Z＝494 W＝628
A. 电子数越多，键能越大
B. 键长越长，键能越小
C. 成键所用的电子数越少，键
能越大
D. 成键时电子对越偏移，键能越大
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. 有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2， ⑨HCN（H—C≡N）；
（1）只含有极性键的是 ；只含有非极性键的是 ；既有极性 键，又有非极性键的是 ；
解析：（1）由同一种非金属元素的原子间形成的共价键是非极性键，由不同种元素 的原子间形成的共价键是极性键。所以只含有极性键的是①③⑨；只含有非极性键的 是②④⑦；既有极性键，又有非极性键的是⑤⑥⑧。
（2）只有σ键的是 ；既有σ键又有π键的是 ；
解析：（2）σ键是原子轨道以头碰头的方式形成的，而π键是原子轨道以肩并肩的方 式形成的；单键都是σ键，而双键或三键中才含有π键，所以只有σ键的是①②③⑥⑦ ⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。
①③⑨
②④⑦
⑤⑥⑧
①②③⑥⑦⑧
④⑤⑨
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（3）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 ；
解析：（3）构成氢气的氢原子都是只有s轨道，所以含有由两个原子的s轨道重叠形 成的σ键的只能是氢气（⑦）。
解析：（4）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，说明共价 键中一定含有氢原子，所以正确的答案选①③⑤⑥⑧⑨。
解析：（5）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，正确的答 案选②④⑤⑥⑧⑨。
⑦
①③⑤⑥⑧
⑨
②④⑤⑥⑧
⑨
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12. 已知下列化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O O—H S—H Se—H N—H As—H
键能/ （kJ/mol） 347.7 193 142 497.3 462.8 347 276 390.8 247
回答下列问题：
解析：（1）Δ H ＝反应物总键能－生成物总键能＝（462.8 kJ/mol×4＋142 kJ/mol×2）－（497.3 kJ/mol＋462.8 kJ/mol×4）＝－213.3 kJ/mol。
－213.3 kJ/mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：（2）键长越小，键能越大，O—H、S—H、Se—H键长依次增大，因而键能依 次减小；N—H、P—H、As—H键长依次增大，因而键能依次减小，P—H键能介于 N—H和As—H键能之间，即247 kJ/mol＜P—H键能＜390.8 kJ/mol。
O—H、S—H、Se—H键的键
长依次增大，因而键能依次减小
247 kJ/mol
390.8 kJ/mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：（3）C—C键能较大，较稳定，因而易形成C—C长链，而N—N、O—O键能 小，不稳定、易断裂，因此难以形成N—N、O—O长链。
C—C键能较
大，较稳定，因而易形成C—C长链，而N—N、O—O键能小，不稳定、易断裂，因
此难以形成N—N、O—O长链
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. （1）1 mol CO2中含有的σ键个数为 。
（2）已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为 。HCN 分子中σ键与π键数目之比为 。
2 NA（或1.204×1024）
1∶2
1∶1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：（3）反应中有4 mol N—H断裂，即有1 mol N2H4参加反应，生成1.5 mol N2和 2 mol H2O，则形成的σ键数为（1.5×1＋2×2）mol＝5.5 mol。
5.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（4）C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数之比 为 。
解析：（4）设分子式为C m H n ，则6 m ＋ n ＝16，合理的是 m ＝2， n ＝4，即分子式 为C2H4，结构式为 ，所以1个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键，即该分 子中σ键与π键的个数之比为5∶1。
（5）1 mol乙醛分子中含σ键的个数为 ，1个CO（NH2）2 分子中含有σ键的个数为 。
解析：（5）1个乙醛分子中存在1个碳氧双键，5个单键，1个CO（NH2）2分子中存在 1个碳氧双键，6个单键，故1 mol乙醛中含有σ键的个数为6 NA（或3.612×1024），1 个CO（NH2）2分子中含有7个σ键。
5∶1
6 NA（或3.612×1024）
7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
学习目标：1.熟知共价键的概念与形成过程，知道共价键的特征——具有饱和性和方 向性。2.能够从不同的角度对共价键分类，会分析σ键和π键的形成及特点。
第*页
研习任务一 共价键的形成与特征
教材 认知
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。
（4）键的形成条件：非金属元素 之间形成共价键，大多数电负性之差小于 1.7的金属原子与非金属原子之间形成共价键。
共用电子对
非金属
共用电子对
原子
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。
未成对电子
自旋
状态相反
2.1
0.9
1.0
离子
共价
√
√
探究 活动
[问题探讨]
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？
提示：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. NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？
3. 下面是五种元素原子电负性的数值：
元素符号 H C O Na Cl
电负性 2.1 2.5 3.5 0.9 3.0
从原子电负性的角度分析为什么钠、氯通过得失电子形成的电子对不被钠原子和氯原 子共用形成共价键而形成离子键？氢和氯原子间、碳和氧原子间的共用电子对可以被 两原子共用而形成共价键吗？由此你得出的结论是什么？
提示：钠、氯电负性之差（绝对值）为2.1＞1.7，故Na和Cl之间通过得失电子形成的 电子对不被共用，不能形成共价键，形成的是离子键。氢、氯电负性之差为0.9， 碳、氧电负性之差为1，均小于1.7，故氢、氯之间形成的电子对被共用，碳、氧之间 形成的电子对也被共用，能形成共价键。由此得出的结论是：①当原子的电负性相差 很大（一般大于1.7）时，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的是离子键；② 当原子的电负性相差不大（一般小于1.7）时，原子间形成的电子对能被共用，形成 的是共价键。
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
解析：两原子形成共价键时，原子轨道在两个原子核间重叠，即电子在两核之间出现 的概率更大；两原子原子轨道重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积 大小与能否形成共价键无必然联系。
D
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
解析：Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正 确；H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的方向性决定的，B不正确；氢气中的共价 键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D 不正确。
C
A. H2S和Na2O2 B. H2O2和CaF2
C. NH3和N2 D. HNO3和NaCl
解析：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。
C
A. 由①到④，电子在核间区域出现的概率增大
B. 由④到⑤，需要由外界提供能量
C. 两个氢原子的总能量④＞③＞②＞⑤＞①
D. 两个氢原子的核间距从无穷远到0.074 nm的过程是成键过程，对外释放能量
C
解析：共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作 用，所以由①到④，电子在核间出现的概率增加，故A正确；由④稳定状态，通 过吸收能量变为⑤，因此需要由外界提供能量，故B正确；由图可知，两个氢原 子的总能量①＞⑤＞②＞③＞④，故C错误；根据能量越低越稳定，氢分子是稳 定的状态，则两个氢原子的核间距从无穷远到0.074 nm的过程是成键过程，形 成新键释放能量，故D正确。
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。
第*页
研习任务二 共价键类型
教材 认知
1. 共价键的分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 原子轨道“头碰头”重叠
π键 原子轨道“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对
双键 原子间有两对共用电子对
三键 原子间有三对共用电子对
2. σ键和π键
（1）σ键
形成 成键原子的s轨道或p轨道“ ”重叠而形成
类 型 s－s型 H—H的s－s σ键的形成
s－p型 H—Cl的s－p σ键的形成
p－p型 Cl—Cl的p－p σ键的形成
特征 ①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 ；
②σ键的强度
头碰头
连线
不变
轴对称
较大
（2）π键
形成 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成
p－p型 p－p π键的形成
特征 ①π键的电子云具有 对称性，即每个π键的电子云由两块组成，它 们互为 ；
②π键 旋转；不如σ键牢固，较易
肩并肩
镜面
镜像
不能
断裂
3. σ键与π键的判断
由物质的结构 式判断 通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价 单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两 个π键
由成键轨道类 型判断 s轨道形成的共价键全部是σ键
探究 活动
下面是乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型和空间填充模型：
乙烷
乙烯
乙炔
1. 仔细观察乙烷、乙烯、乙炔的分子结构，指出它们分子中的共价键分别由几个σ键 和几个π键构成？
提示：
2. 乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢？
提示：乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键，π键原子轨道重叠 程度小，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。
物质
共价键类别
乙烷
乙烯
乙炔
σ键数目
7
5
3
π键数目
0
1
2
[问题探讨]
3. H原子和H原子、H原子和Cl原子、Cl原子和Cl原子分别均以σ键结合成H2、HCl和 Cl2分子，共价键轨道完全相同吗？
提示：不相同。H原子的未成对电子位于1s轨道，Cl原子的未成对电子位于3p轨道， 即H原子和H原子成键以1s和1s轨道重叠，H原子和Cl原子以1s和3p轨道重叠，Cl原子 和Cl原子以3p和3p轨道“头碰头”重叠。
应用 体验
①s－s σ键与s－p σ键的电子云对称性不同
②π键不能单独存在，一定要和σ键共存
③含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
④两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键
⑤分子中含有共价键，则一定只含有一个σ键
⑥成键的原子间原子轨道重叠程度越大，共价键越牢固
⑦1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
B
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
解析：s－s σ键与s－p σ键的对称性相同，均为轴对称，①错误；分子中可以只含σ 键，π键不能单独存在，一定要和σ键共存，②正确；π键不稳定，易断裂，含有π键的 化合物化学性质较活泼，与只含σ键的化合物的化学性质不同，③正确；非金属原子 常以共用电子对形成化学键，两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键， ④正确；分子中含有共价键，不一定只含有一个σ键，如水分子中含有2个σ键，⑤错 误；成键的原子间原子轨道重叠程度越大，成键原子间的距离越小，共价键越牢固， ⑥正确；N原子最外层有5个电子，有3个未成对电子，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，⑦正确。
A. 所有的σ键的强度都比π键大
B. σ键是原子轨道“头碰头”式重叠，π键是原子轨道“肩并肩”式重叠
C. s－sσ键与s－pσ键的电子云形状的对称性相同
D. σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
解析：一般情况下，σ键的强度比π键大，但也有特殊情况，如N≡N中σ键的强度比π键 小，A错误；σ键电子云重叠程度较大，是原子轨道“头碰头”式重叠，π键电子云重 叠程度较小，是原子轨道“肩并肩”式重叠，B正确；σ键有方向性，两个成键原子 必须沿着对称轴方向接近，才能达到最大重叠，s－sσ键与s－pσ键都是轴对称的，C 正确；σ键为单键，可以绕键轴旋转，π键在双键、三键中存在，不能绕键轴旋转，D 正确。
A
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A. ①②③ B. ③④⑤⑥
C. ①③⑥ D. ③⑤⑥
解析：HCl、H2O、H2O2的结构式分别为 、 、 ，分子 中不含π键；N2、C2H4、C2H2的结构式分别为 、 、 ， 分子中既有σ键又有π键。
D
4. （1）1 mol丙酮（ ）分子中含有σ键的数目为 。
（2）1个N2分子中含有 个σ键和 个π键。
（4）在N2F2分子中，所有原子均满足8电子稳定结构，则该分子中两个N原子间的共 价键组成为 个σ键和 个π键。
9×6.02×1023
1
2
11
3
1
1
5. 有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨ HCN（H—C≡N）。
（2）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
解析：（1）单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既 有σ键又有π键的是④⑤⑨。
（2）H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。
①②③⑥⑦⑧
④⑤
⑨
⑦
①③⑤⑥⑧
⑨
②④⑤⑥⑧
⑨
（3）依据共价分子的组成判断σ键
第*页
研习任务三 键能、键长、键角
教材 认知
1. 键能
（1）键能是指 中1 mol化学键解离成 所吸收的能量。键能 的单位是 。键能通常是 、 条件下的标准值。例 如，H—H的键能为436.0 kJ·mol－1。
（2）下表是H—X的键能数据：
共价键 H—F H—Cl H—Br H—I
键能/（kJ·mol－1） 568 431.8 366 298.7
①若使2 mol H—Cl断裂为气态原子，则发生的能量变化是 。
②表中共价键最难断裂的是 ，最易断裂的是 。
③由表中键能数据大小说明键能与分子热稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能 依次 ，说明四种分子的热稳定性依次 ，即HF分子最稳定， 最 分解，HI分子最不稳定，最 分解。
气态分子
气态原子
kJ·mol－1
298.15 K
101 kPa
吸收863.6 kJ的能量
H—F
H—I
减小
减弱
难
易
（3）键能的应用
②判断分子的稳定性。一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越 ，分子能 量 ，分子越 。如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。
③判断物质反应活性的大小。例如，比较N原子和P原子、N2和P4的反应活性。由于 非金属性N＞P，即N比P更容易得到电子，因此N原子有更大的反应活性；而P—P键 能为201 kJ/mol，N≡N键能为946 kJ/mol，因此N≡N在化学反应中更难被破坏，亦即N2 比P4的反应活性小。
大
多
多
大
牢
固
大
越低
稳定
反应物总键能
生成物
总键能
＞
吸
＜
放
2. 键长
（1）键长是构成化学键的两个原子的 ，因此 决定化学键的 键长， 越小，共价键的键长越短。
（2）键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越 ， 表明共价键越 。
（3）键长的应用
①一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子能量越低，分子越稳定。
②键长的比较方法
a.根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。
b.根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞ 三键键长。
核间距
原子半径
原子半径
大
稳定
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
方向
空间结构
X射线衍射
（3）根据空间结构填写下列分子的键角
分子空间结构 键角 实例
正四面体形 CH4、CCl4
平面形 苯、乙烯、BF3
三角锥形 NH3
V形（或角形） H2O
直线形 CO2、CS2、CH≡CH
109°28'
120°
107°
105°
180°
键能与键长是衡量共价键稳定性的参数，键长和键角是描述分子空间结构的参数。一 般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的空间结构就确定了。如NH3分子 的H—N—H 键角是107°，N—H的键长是101 pm，就可以断定NH3分子是三角锥形 分子，如图。
探究 活动
[问题探讨]
1. 根据元素周期律可知NH3的稳定性强于PH3，你能利用键参数加以解释吗？
提示：键长：N—H＜P—H，键能：N—H＞P—H，因此NH3更稳定。
2. 一般来说，键长越短，键能越大。但F—F键长短，键能小，请思考其原因。
提示：氟原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短，两个氟原子形成共价键 时，原子核之间的距离很近，排斥力很大，因此键能不大，F2的稳定性差，很容易与 其他物质反应。
应用 体验
A. 键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性
B. 成键原子始终处于振动之中，键长是成键原子处于平衡位置时的核间距
C. 共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键有饱和性
D. C—H键能为413.4 kJ/mol，即解离1 mol CH4分子中的C—H，需要放出能量为 4×467 kJ
D
解析：电子云的重叠只能按一定的方向进行，共价键有方向性，除去s轨道外其他原 子轨道如p、d等轨道都有一定的伸展方向，沿轨道方向重叠可产生最大重叠，形成的 键最稳定，所以分子内两个共价键之间存在键角，故A正确；键长是两个成键原子处 于平衡位置时的核间距，故B正确；共价键是原子之间强烈的相互作用，通过原子轨 道重叠并共用电子对而形成的，共价键有方向性和饱和性，故C正确；已知C—H键能 为413.4 kJ/mol，断键吸收能量，则解离1 mol CH4分子中C—H，吸收的热量为 4×413.4 kJ，故D错误。
A. 键角是描述分子空间结构的重要参数
B. 键长是形成共价键的两原子的核间距
C. 键能：H—I＞H—Br＞H—Cl
D. 键角的大小与键长、键能的大小无关
解析：键角是描述分子空间结构的重要参数，如直线形分子键角180°，正四面体形 分子的键角为109°28'，A正确；键长是表示形成共价键的两原子的核间距，B正确； 键长越大，键能越小，因为原子半径大小为I＞Br＞Cl，所以键长大小：H—I＞H—Br ＞H—Cl，键能大小为H—I＜H—Br＜H—Cl，C错误；键角大小取决于成键原子轨道 的夹角，与键长、键能无关，D正确。
C
A. 稀有气体一般难发生化学反应
B. CH4分子比SiH4稳定
C. 常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
D. C—H键能为413.4 kJ·mol－1，解离1 mol CH4分子中C—H，需要放出的能量为 4×413.4 kJ
解析：稀有气体为单原子分子，分子中不存在化学键，原子最外层为2或8电子稳定结 构，一般难发生化学反应，与键能无关，A错误；碳原子半径小于硅原子半径，碳氢 键键能大于硅氢键，故CH4分子比SiH4稳定，B正确；氯气相对分子质量小于溴单 质，分子间作用力小，熔、沸点低，故氯气呈气态而溴单质呈液态，与键能无关，C 错误；断键需要吸收能量，而不是放出能量，D错误。
B
键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
键能/（kJ/mol） 436 243 193 151 431 356 299
A. 1 mol H2分别与Cl2、Br2、I2反应，则在碘中完全反应放出的热量最多
B. 1 mol H2与足量的Cl2完全反应，放出的热量是248 kJ
C. H—F键能大于431 kJ/mol
D. H—X中，稳定性最强的化学键是H—Cl
C
解析：1 mol H2分别与Cl2、Br2、I2反应，生成2 mol HCl、HBr和HI，根据Δ H ＝反应 物键能总和－生成物键能总和可知，生成2 mol HCl放出热量183 kJ，生成2 mol HBr放 出热量83 kJ，生成2 mol HI放出热量11 kJ，则在Cl2中完全反应放出的热量最多，A、 B错误；原子半径：Cl＞F，则键长：H—F＜H—Cl，共价键键长越短，键能越大，则 H—F键能大于431 kJ/mol，C正确；根据C中分析可知，H—X中，稳定性最强的化学 键是H—F，D错误。
A. 键长越长，键能越大，共价化合物越稳定
B. 通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小
C. 键角是确定多分子立体结构的重要参数
D. 同种原子间形成的共价键键长：三键＜双键＜单键
解析：键长越长，键能越小，共价化合物越不稳定，键能越大，键长越短，共价化合 物越稳定，故A错误；反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，则通过反应物和 生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小，故B正确；键长和键角常被用来 描述分子的空间结构，键角是描述分子立体结构的重要参数，故C正确；原子间键能 越大，核间距越小，键长越短，键能的一般关系为三键＞双键＞单键，则键长：三键 ＜双键＜单键，故D正确。
A
键能、键长、键角的关系
第*页
课堂强研习 合作学习 精研重难
课时作业
A. σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强
B. s－s σ键与s－p σ键的电子云形状对称性相同
C. HCl分子中σ键的形成：
D. N2分子中有1个σ键，2个π键；CH4中4个C—H键的键能不相同
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：σ键是电子云“头碰头”的方式重叠，π键是电子云“肩并肩”的方式重叠，σ 键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强，A正确；s－sσ键与s－pσ键都是轴对 称的，所以s－sσ键与s－pσ键的电子云形状对称性相同，B正确；H原子价电子是s轨 道电子，电子云是球形，Cl原子价电子是p轨道电子，电子云形状是哑铃型，二者形 成s－pδ键，C项正确；三键为1个σ键2个π键，N2分子结构为N≡N，有1个σ键，2个π 键；CH4中4个C—H键的键能完全相同，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键
B. 氧原子可以形成H2O、H2O2，也可以形成H3O
C. 共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子
D. σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成
解析：氢原子只有一个s轨道，只能形成σ键，O有s轨道和p轨道，可以形成σ键和π 键，故A正确；氧原子可以形成H2O、H2O2，也可以形成H3O＋，但不能形成H3O，故 B错误；共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子，如AlCl3中Al原子与 Cl原子之间形成的是共价键，故C正确；单键是σ键，双键是一个σ键和一个π键，三 键是一个σ键和2个π键，则σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成，D正确。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
B. σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C. 在气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D. s－p σ键和p－p σ键电子云对称性相同
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 分子中键能越大，键角越大，则分子越稳定
B. 元素周期表中的第ⅠA族（除H外）和第ⅦA族元素的原子可能形成共价键
C. 水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°
D. H—O键能为463 kJ/mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为926 kJ
解析：分子中键能越大，键角越大，分子越稳定，故A项正确；元素周期表中的第ⅠA 族（除H外）和第ⅦA族都是典型的活泼金属和活泼非金属元素，它们形成的化学键 都是离子键，故B项错误；水分子的空间结构是V形，键角是105°，故C项错误； H—O键能为463 kJ/mol，18 g水即1 mol H2O分解成2 mol H和1 mol O时吸收的能量为 926 kJ，但原子在形成氢气分子、氧气分子时又放出能量，因此消耗能量小于926 kJ，故D项错误。
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
①NH3 ②HClO ③N2 ④H2O2
⑤HCHO（甲醛） ⑥C2H2
A. ③⑤⑥ B. ③④⑤⑥
C. ①②③ D. ②⑤⑥
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：NH3的结构式为 ，只存在共价单键，所以只存在σ键，故①不符合题 意；HClO的结构式为 ，只存在σ键，故②不符合题意；N2的结构式为N≡N， 所以含有2个σ键和1个π键，故③符合题意；H2O2的结构式为 ，只存在σ 键，故④不符合题意；HCHO（甲醛）的结构式为 ，所以含有σ键和π键，故 ⑤符合题意；C2H2的结构式为H—C≡C—H，所以含有1个σ键和2个π键，故⑥符合题 意。故选A。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 分子中只含极性键
B. 分子中含有2个σ键和4个π键
C. 不和氢氧化钠溶液发生反应
D. 分子中N≡C键长小于C—C键长
解析：氰气的化学式为（CN）2，根据分子结构可知，其中含有C—C非极性键和C≡N 极性键，A错误；氰气的分子结构式为N≡C—C≡N，其中含3个σ键和4个π键，B错 误；氰气的化学式为（CN）2，其性质与卤素相似，卤素单质能够与NaOH溶液反 应，则（CN）2也可以与氢氧化钠溶液发生反应，C错误；由于N原子半径比C原子半 径小，N≡C键能比C—C大，导致分子中N≡C键长比C—C键长小，D正确。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
化学键 C—H Si—H C—O C—C Si—Si
键能（kJ/mol） 411 318 799 358 346 222
A. 键角：CH4＜CO2
C. 稳定性：CH4＞SiH4 D. 电负性：C＜Si
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 4.2 g C3H6中含有σ键数目可能为0.9 NA
B. 25.6 g S8（ ）分子中所含共价键数为0.8 NA
C. 常温常压下，14 g乙烯中含有的σ键数目为2.5 NA
D. 1 L 0.1 mol/L H2O2溶液中含有的H—O键数目为0.2 NA
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：4.2 g C3H6为0.1 mol，其若为环丙烷则含有0.9 mol σ键，数目为0.9 NA，A正 确；25.6 g S8（为0.1 mol），由题图可知，0.1 mol分子中所含共价键0.8 mol，数目 为0.8 NA，B正确；14 g乙烯的物质的量为0.5 mol，1个乙烯分子中含有5个σ键和1个π 键，则14 g乙烯中含有的σ键数目为2.5 NA，C项正确；1 L 0.1 mol/L H2O2溶液含有 0.1 mol H2O2，其含有的H—O键数目为0.2 NA，而H2O分子中也含有H—O键，故该溶 液含有的H—O键数目大于0.2 NA，D项错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—Br
键能/kJ·mol－1 436 243 194 432 a
B. 根据原子半径可知键长：H—Cl＜H—Br，进而推测a＜432
C. H2（g）与Br2（g）反应生成2 mol HBr（g）时，放出热量小于185 kJ
D. 常温下Cl2和Br2的状态不同，与Cl—Cl和Br—Br的键能有关
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
O—O键数据 O2
键长/10－12m 149 128 121 112
键能/（kJ·mol－1） X Y Z＝494 W＝628
A. 电子数越多，键能越大
B. 键长越长，键能越小
C. 成键所用的电子数越少，键
能越大
D. 成键时电子对越偏移，键能越大
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. 有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2， ⑨HCN（H—C≡N）；
（1）只含有极性键的是 ；只含有非极性键的是 ；既有极性 键，又有非极性键的是 ；
解析：（1）由同一种非金属元素的原子间形成的共价键是非极性键，由不同种元素 的原子间形成的共价键是极性键。所以只含有极性键的是①③⑨；只含有非极性键的 是②④⑦；既有极性键，又有非极性键的是⑤⑥⑧。
（2）只有σ键的是 ；既有σ键又有π键的是 ；
解析：（2）σ键是原子轨道以头碰头的方式形成的，而π键是原子轨道以肩并肩的方 式形成的；单键都是σ键，而双键或三键中才含有π键，所以只有σ键的是①②③⑥⑦ ⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。
①③⑨
②④⑦
⑤⑥⑧
①②③⑥⑦⑧
④⑤⑨
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（3）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 ；
解析：（3）构成氢气的氢原子都是只有s轨道，所以含有由两个原子的s轨道重叠形 成的σ键的只能是氢气（⑦）。
解析：（4）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，说明共价 键中一定含有氢原子，所以正确的答案选①③⑤⑥⑧⑨。
解析：（5）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，正确的答 案选②④⑤⑥⑧⑨。
⑦
①③⑤⑥⑧
⑨
②④⑤⑥⑧
⑨
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12. 已知下列化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O O—H S—H Se—H N—H As—H
键能/ （kJ/mol） 347.7 193 142 497.3 462.8 347 276 390.8 247
回答下列问题：
解析：（1）Δ H ＝反应物总键能－生成物总键能＝（462.8 kJ/mol×4＋142 kJ/mol×2）－（497.3 kJ/mol＋462.8 kJ/mol×4）＝－213.3 kJ/mol。
－213.3 kJ/mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：（2）键长越小，键能越大，O—H、S—H、Se—H键长依次增大，因而键能依 次减小；N—H、P—H、As—H键长依次增大，因而键能依次减小，P—H键能介于 N—H和As—H键能之间，即247 kJ/mol＜P—H键能＜390.8 kJ/mol。
O—H、S—H、Se—H键的键
长依次增大，因而键能依次减小
247 kJ/mol
390.8 kJ/mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：（3）C—C键能较大，较稳定，因而易形成C—C长链，而N—N、O—O键能 小，不稳定、易断裂，因此难以形成N—N、O—O长链。
C—C键能较
大，较稳定，因而易形成C—C长链，而N—N、O—O键能小，不稳定、易断裂，因
此难以形成N—N、O—O长链
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. （1）1 mol CO2中含有的σ键个数为 。
（2）已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为 。HCN 分子中σ键与π键数目之比为 。
2 NA（或1.204×1024）
1∶2
1∶1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：（3）反应中有4 mol N—H断裂，即有1 mol N2H4参加反应，生成1.5 mol N2和 2 mol H2O，则形成的σ键数为（1.5×1＋2×2）mol＝5.5 mol。
5.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（4）C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数之比 为 。
解析：（4）设分子式为C m H n ，则6 m ＋ n ＝16，合理的是 m ＝2， n ＝4，即分子式 为C2H4，结构式为 ，所以1个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键，即该分 子中σ键与π键的个数之比为5∶1。
（5）1 mol乙醛分子中含σ键的个数为 ，1个CO（NH2）2 分子中含有σ键的个数为 。
解析：（5）1个乙醛分子中存在1个碳氧双键，5个单键，1个CO（NH2）2分子中存在 1个碳氧双键，6个单键，故1 mol乙醛中含有σ键的个数为6 NA（或3.612×1024），1 个CO（NH2）2分子中含有7个σ键。
5∶1
6 NA（或3.612×1024）
7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13