2020高中化学第2章化学键化学反应与能量第1节第1课时化学键与化学反应中的物质变化讲义+素养练含解析鲁科版必修2.doc
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1、第1课时化学键与化学反应中的物质变化目标导航1.了解化学键的定义。2.了解共价键和离子键的定义及形成过程。3.了解化学反应变化的实质,学会从微观角度认识化学反应。一、化学键化学键与物质变化(1)化学键的概念:相邻原子间的强相互作用称为化学键。(2)化学键的分类:化学键包括共价键、离子键等。(3)化学反应中物质变化的实质:旧化学键断裂和新化学键形成。【议一议】1.任何物质内部都存在化学键吗?答案不一定,如稀有气体元素的原子都具有稳定的电子层结构,所以稀有气体元素的原子间不存在化学键。2.存在化学键的物质一定是化合物吗?答案不一定。存在化学键的物质可能是单质,也可能是化合物。3.有化学键的断裂或形
2、成就一定是化学反应吗?举例说明。答案不一定,化学反应物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。只有化学键的断裂,没有化学键的形成不是化学变化;只有化学键的形成,没有化学键的断裂也不是化学变化。如NaCl溶于水发生电离:NaCl=NaCl,NaCl中的离子键发生断裂,但没有新化学键的形成,因此不属于化学变化。二、共价键及其表示方法如图是氢原子与氯原子生成氯化氢的示意图,请结合此图完成下列知识点:1.共价键(1)定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。(2)成键粒子:原子。(3)成键元素:同种或不同种非金属元素化合时能形成共价键。(4)存在:非金属单质(除稀有气体),如H2、O2、N2、
3、O3。共价化合物,如CO2、HCl、H2SO4、SiO2。某些离子化合物,如NaOH、Na2O2、Na2CO3、NH4Cl。(5)分类:(6)表示:电子式:如HCl:、H2:HH、H2O:;结构式:如N2:NN、HCl:HCl、CO2:O=C=O。2.共价化合物(1)定义:以共用电子对形成的化合物。(2)形成过程:。提醒HClO的电子式是,而不是;结构式是HOCl,而不是HClO。三、离子键和离子化合物如图是钠原子与氯原子反应过程的示例,请结合此图完成下列知识点:1.离子键(1)定义:带相反电荷离子之间的相互作用。(2)成键粒子:阴离子和阳离子。(3)成键元素:一般是活泼金属元素和活泼非金属元
4、素。(4)存在:离子化合物。(5)表示:电子式:如NaCl 2.离子化合物(1)定义:由离子键构成的化合物。(2)形成过程电子式:在元素符号周围用“”或“”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。如:形成过程:。【议一议】1.由金属元素和非金属元素形成的化学键一定是离子键吗?答案不一定,活泼金属与活泼非金属能形成离子键,如NaF、NaCl、KI等;有些金属元素与非金属元素形成的化合物内却是共价键,如AlCl3中存在的是共价键,而不是离子键。2.仅由非金属元素组成的化合物中一定不含离子键吗?答案不一定,如NH4NO3等铵盐中NH与NO之间以离子键结合。四、化学键与化合物类型及物质性质的关系1.离
5、子化合物与共价化合物化合物类型离子化合物共价化合物概念含有离子键的化合物只含共价键的化合物化学键类型一定存在离子键,可能存在共价键只有共价键,没有离子键构成粒子阴、阳离子原子粒子间的作用离子键共价键存在物质 强碱、绝大多数盐、活泼金属氧化物、其他类物质如Na2O2、NaH等酸、弱碱、非金属氢化物、非金属化合物、极少数盐等导电性固态不导电,熔融态、导电,易溶于水的物质溶于水后导电熔融态不导电,部分溶于水导电熔、沸点较高,通常为固态差异较大(部分很高、多数较低)2.化学键与物质性质的关系(1)对物质物理性质的影响金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高,是因为破坏其中的共价键时需消耗很多的
6、能量。NaCl等部分离子化合物熔化时破坏其中的离子键,需要消耗较多的能量,所以NaCl熔点较高。(2)对化学性质的影响N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2很稳定;H2S、HI等分子中的共价键较弱,故它们受热时易分解。【议一议】离子化合物中只含有离子键吗?共价化合物中只含有共价键吗?答案离子化合物中可能只含有离子键,也可能既含有离子键,又含有共价键。共价化合物中只含有共价键,不可能含有离子键。一、化学键及其类型1.化学键的含义化学键概念中的关键字:“相邻”“原子间”“强相互作用” 少任何一个都不完整、不严密。(1)化学键是“原子”间的相互作用。这里所说的原子是广义上的原子,既包括中性原
7、子,也包括带电原子或原子团(即离子)。(2)化学键是“相邻”原子间的相互作用。化学键不是“任何”原子间的相互作用,如水分子中的化学键只是指水分子内氢原子与氧原子之间的相互作用(相互作用强),而不是水分子内两个氢原子之间的相互作用(相互作用弱)。(3)化学键是相邻原子间的“强”相互作用。物质内不相邻的原子间的相互作用一般不强烈,这种相互作用不是化学键。分子之间的相互作用较弱,不属于化学键。稀有气体原子均已达到稳定结构,其原子间的相互作用微弱,也不能形成化学键。(4)“相互作用”不能只理解为“相互吸引”。相互作用既包括相互吸引,也包括相互排斥,是二者的平衡。2.离子键与共价键比较化学键类型共价键离
8、子键概念原子间通过共用电子形成的化学键阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键成键微粒原子阴离子、阳离子相互作用(成键实质)共用电子对与两原子核间的相互作用阴、阳离子间的静电作用(引力和斥力)成键方式原子通过形成共用电子达到稳定结构原子通过得失电子达到稳定结构成键元素(成键条件)一般是非金属元素原子之间;某些金属元素与非金属元素(不活泼金属与不活泼非金属)原子之间活泼金属元素与活泼非金属元素易形成离子键。如第A族、第A族的金属元素与第A族、第A族的非金属元素之间存在物质非金属单质(稀有气体除外);共价化合物及复杂的离子化合物离子化合物:大部分盐、强碱、活泼金属氧化物、其他类物质如Na2O2、NaH
9、等实例O2、CO2、金刚石、H2O2、H2SO4、NaOH、Na2CO3、Na2O2等NaCl、Na2CO3、NaOH等【例1】下列说法不正确的是()A.阴、阳离子结合成化合物的静电作用,属于离子键B.原子之间通过共用电子对所形成的化学键,叫做共价键C.化学键指的是相邻原子间的强烈的相互作用D.只有活泼金属与活泼非金属原子间才能形成离子键解析本题考查了化学键、离子键、共价键的概念。化学键的概念中有两点必须注意:一个是“相邻原子间”,一个是“强相互作用”。当阴、阳离子间形成离子键时,不但有这两种离子的静电吸引作用,而且也存在两种离子的核外电子之间、两种离子的原子核之间的排斥作用,形成了吸引与排斥
10、的平衡。D选项非金属元素的原子间也能形成离子键,如铵盐。答案D【易错提醒】(1)形成离子键的阴、阳离子之间不仅存在静电引力,还存在静电斥力。(2)不是所有的物质中都存在化学键,稀有气体中不含有化学键。(3)由金属元素和非金属元素形成的化合物不一定含有离子键(或不一定是离子化合物)。如BeCl2、AlCl3等含有共价键,是共价化合物。(4)只由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物(可能含有离子键),如NH4H、NH4NO3中含有离子键,属于离子化合物。(5)由阳离子和阴离子结合生成的化合物不一定是离子化合物,如HOH=H2O、HCH3COO=CH3COOH等,反应产物均是共价化合物。(6)由
11、两种共价化合物结合生成的化合物不一定是共价化合物。如NH3HCl=NH4Cl,NH4Cl为离子化合物。(7)同族能形成离子键的元素是H与Li、Na、K等碱金属,LiH、NaH和KH中均存在离子键。变式训练1下列各组物质中,化学键类型相同的是()A.NH4Cl和HNO3 B.Na2O和Na2O2C.CaF2和Na2S D.NaOH和HCl答案C解析NH4Cl、NaOH、Na2O2中含离子键和共价键,HNO3、HCl中只含共价键,Na2O、 CaF2、Na2S只含离子键,C项化合物中均只含离子键。【方法规律】判断化学键的类型的方法(1)从物质的组成元素判断:活泼金属元素原子与活泼非金属元素原子一般
12、形成离子键,少数金属元素原子与非金属元素原子化合形成共价键,如AlCl3、BeCl2等化合物中含有共价键;非金属元素原子间以共价键结合。(2)从物质的类型判断:化学键类别物质类别实例无化学键稀有气体He、Ne、Ar、Kr、Xe只含有共价键非金属单质Si、C60、O2、金刚石等共价化合物非金属氢化物如H2S、非金属氧化物如CO2、含氧酸如HNO3、多数有机物如CH3OH、极少数盐(两种元素)如AlCl3、BeCl2等、其他非金属化合物如CS2等只含有离子键离子化合物多数金属卤化物、活泼金属硫化物或氢化物,如MgCl2、Na2S 、NaH等;活泼金属氧化物,如CaO等含有离子键和共价键离子化合物强
13、碱:NaOH、Ba(OH)2等;活泼金属过氧化物: CaO2 、Na2O2等;铵盐:NH4Cl等;多数含氧酸盐:KNO3等(3)记住一些特殊物质的化学键类型:如AlCl3、BeCl2等含有共价键,铵盐、NH4H、Na2O2、CaO2、Na2S2等既有离子键,又有共价键。二、离子化合物与共价化合物的判断1.判断离子化合物和共价化合物常见方法 (1)由化学键类型判断只含有共价键的化合物是共价化合物,只含离子键或既含离子键又含共价键的化合物是离子化合物。(2)由化合物类型判断活泼金属的氧化物(或过氧化物和氢化物)、强碱和大多数盐(少数盐如AlCl3、BeCl2等除外)属于离子化合物;非金属氧化物、非
14、金属氢化物、含氧酸、多数有机物、少数盐(如AlCl3、BeCl2等)属于共价化合物。(3)由化合物性质判断熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,熔融状态下不能导电的化合物一定是共价化合物;只根据化合物溶于水时能导电,不能确定化合物是离子化合物,还是共价化合物。(4)由组成元素判断一般含金属元素或NH的化合物是离子化合物(AlCl3、BeCl2等少数除外),如NH4H、NH4HCO3、Ca(OH)2、KClO3等;只由非金属元素原子构成的化合物(铵盐等除外) 属于共价化合物。2.化学键和化合物关系的“一定”和“不一定”(1)“一定”离子化合物中一定含有离子键;含有离子键的化合物一定是离子化合
15、物(一定不是共价化合物);共价化合物中一定不含离子键(一定含有共价键);只含有共价键的化合物一定是共价化合物(一定不是离子化合物)。(2)“不一定”离子化合物中不一定含有共价键;金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3是共价化合物;含有共价键的化合物不一定是共价化合物;只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如铵盐是离子化合物。【例2】下列物质中,既有离子键,又有共价键的是()A.HCl B.KCl C.CaCl2 D.NH4NO3解析HCl中只有共价键,KCl和CaCl2中只有离子键,NH4NO3中既有离子键又有共价键。答案D【知识归纳】化学键与物质类别的关系【易错
16、警示】(1)共价键一般在非金属元素之间形成,但有些金属元素与非金属元素间也可以形成共价键,如AlCl3中存在共价键,而不存在离子键。(2)非金属元素原子间也可能形成离子键,如铵盐中存在离子键,但两个非金属元素的原子间一定形成共价键。变式训练2下列关于化学键的认识正确的是()A.分子间强烈的相互作用B.同种原子间的相互作用C.不同原子间强烈的相互作用D.相邻原子间强烈的相互作用答案D解析化学键是相邻原子间强烈的相互作用,如HCl分子中氢原子与氯原子之间存在强烈的相互作用,故D项正确。三、化学键与物质的性质及其变化1.化学反应过程中一定有旧化学键的断裂和新化学键的形成。2.离子化合物溶于水或熔化时
17、发生电离,离子键被破坏。如NaHSO4熔化时电离出Na、HSO,只破坏离子键;NaHSO4溶于水时电离出Na、H、SO,破坏离子键和一部分共价键。3.属于电解质的共价化合物溶于水后发生电离,破坏共价键,熔化至液态时不破坏共价键(若不分解),如HCl、HNO3等;属于非电解质的共价化合物溶于水后(若不与水反应)不破坏共价键,熔化至液态时不破坏共价键(若不分解),如酒精等。4.物质熔化时是否有化学键的破坏,关键看构成物质的微粒。由分子构成的物质不破坏共价键;由原子直接构成的单质或化合物(如金刚石、二氧化硅)熔化过程中破坏共价键。【例3】在下列变化I2升华,烧碱熔化,NaCl溶于水,HCl溶于水,O
18、2溶于水,Na2O2溶于水中,未发生化学键破坏的是_;仅发生离子键破坏的是_;仅发生共价键破坏的是_;既发生离子键破坏,又发生共价键破坏的是_。解析I2和O2是单质,在存在形式变化过程中未破坏化学键,NaCl是离子化合物,HCl是共价化合物,NaOH和Na2O2既含共价键又含离子键,但NaOH熔化时只破坏离子键,而Na2O2溶于水发生了化学反应既破坏了离子键又破坏了共价键。答案变式训练3在下列变化过程中,属于“破坏极性键和非极性键形成极性键和非极性键”过程的是()A.冰水水蒸气H2和O2B.2NaCl2=2NaClC.2H2O22H2OD.2H2O22H2OO2答案D【解题感悟】只有旧化学键的
19、断裂,而没有新化学键的形成的变化不属于化学变化,离子化合物溶于水或熔化条件下的电离不是化学变化。1.化学反应中物质变化的实质是()A.有气体生成B.有沉淀生成C.有新物质生成D.旧化学键断裂和新化学键形成答案D解析有气体、沉淀、新物质生成只是化学反应的外在表现,A、B、C项错误。2.下列关于共价键和离子键的说法不正确的是()A.共价键是原子间通过共用电子形成的化学键B.离子键是阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键C.共价键与离子键不可能出现在同一种物质中D.单质分子内可能存在共价键,离子键一定存在于化合物中答案C解析NH4Cl中NH与Cl之间是离子键,NH中N与H之间则是共价键,C项错误。3
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