第2章化學鍵化學反應規律課程標準要求學科核心素養1.能判斷簡單離子化合物和共價化合物中的化學鍵類型。能基于化學鍵解釋某些化學反應的能量變化。2.能從化學反應快慢和限度的角度解釋生產、生活中簡單的化學現象。能描述化學平衡狀態,判斷化學反應是否達到平衡狀態。能運用變量控制的方法探究化學反應速率的影響因素。能初步解釋化學實驗和化工生產中反應條件的選擇問題。3.能舉出化學能轉化為電能的實例。能辨識簡單原電池的構成要素,并能分析原電池的工作原理。4.能從物質及能量轉化的角度評價燃料的使用價值。能舉例說明化學電源對提高生活質量的重要意義。5.能列舉事實說明化學科學在生產、生活中的應用價值。能對能源的使用方案進行評價。6.能主動運用所學的化學知識和方法解決生產、生活中的簡單化學問題。在應用化學成果時能主動考慮其對自然和社會帶來的可能影響,權衡化學成果在生產、生活中應用的利弊。1.變化觀念與平衡思想:通過認識化學反應中的能量變化,豐富對化學變化的認識角度;認識化學反應中物質變化和能量變化的實質,發展對化學變化的微觀認識;認識化學反應是有一定限度和速率的,可以通過改變外界條件調控化學反應的限度和快慢;能從物質變化、能量變化等角度利用和調控化學反應。2.科學探究與創新意識:初步形成實驗探究化學反應規律的思路方法,提高利用變量控制思想設計實施實驗的能力,發展創造性體驗和想象創意能力。3.科學態度與社會責任:通過對能源利用、汽車中的化學等問題的探討,進一步體會化學對社會發展的貢獻,強化綠色化學觀念和可持續發展意識。第1節化學鍵與物質構成學習目標1.通過了解化學鍵的含義以及離子鍵和共價鍵的形成,能進一步加深對物質構成的認識,知道分子存在一定的空間結構。2.通過了解化學反應中物質變化的實質,初步學會從微觀角度認識化學反應。3.通過從微粒間相互作用的角度區分離子化合物、共價化合物,完善物質分類體系。4.通過用電子式表示離子化合物與共價化合物,進一步從微觀角度認識物質的構成。任務分項突破課堂小結提升學科素養測評任務分項突破學習任務1化學鍵及其分類自主梳理1.物質的構成(1)物質是由

、

、

等微觀粒子構成的。分子原子離子(2)示例。物質氧氣、水、二氧化碳金剛石氯化鈉、氫氧化鈉、氧化鉀構成微粒

.

.

.分子原子離子2.化學鍵(1)概念:相鄰原子間的

稱為化學鍵。強相互作用(2)從化學鍵變化角度認識化學反應。吸收H、O原子間放出吸收H、Cl原子間放出吸收N、H原子間放出(3)化學反應的實質。①化學鍵的變化:化學反應的實質是舊化學鍵

和新化學鍵

。②能量變化:舊化學鍵斷裂需要

能量,新化學鍵形成會

能量。3.離子鍵和共價鍵(1)離子鍵。①概念:

之間通過

作用形成的化學鍵。②成鍵微粒:一般情況下,

元素原子與

元素原子之間容易形成離子鍵。斷裂形成吸收釋放陰、陽離子靜電活潑金屬活潑非金屬③NaCl中離子鍵的形成過程。(2)共價鍵。①概念:

之間通過

形成的化學鍵。②成鍵微粒:一般情況下,非金屬元素原子之間形成的化學鍵是共價鍵。原子共用電子③HCl中共價鍵的形成過程。④共價鍵形成的分子的空間結構。直線角三角錐正四面體4.電子式(1)定義:一種由元素符號和用于表示該元素原子

的“·”或“×”組成的式子。(2)意義:可以表示出最外層電子的變化,而最外層電子決定元素的化學性質。最外層電子(3)常見微粒的電子式表示?；犹骄炕瘜W學科是從研究實際化學反應開始的,隨著對物質組成的了解,化學走上探索物質組成與結構的道路。經過了一百多年的努力,形成了現在系統的結構理論。在明確了物質是由原子、分子、離子構成的基礎上,一個新的疑惑開始困擾著化學家們:構成物質的這些微粒之間到底是通過一種什么作用結合在一起的?這樣就產生了化學鍵的概念,然后又根據化學鍵的具體形式的不同,分為了離子鍵、共價鍵、金屬鍵等,進而對于化學變化的實質有了進一步的認識(舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成)。在各種形式的化學鍵中,共價鍵是存在最廣泛的一種化學鍵,其形成過程可用漫畫表示如下:探究1化學鍵與化學反應問題1:任何物質內部都存在化學鍵嗎?提示:不一定。稀有氣體元素的原子都已達到穩定的電子層結構,稀有氣體都是單原子分子,原子間不存在化學鍵。問題2:化學鍵定義中的“相鄰原子間的強相互作用”是否可理解為就是原子間的相互吸引呢?提示:不能這樣理解。化學鍵是相鄰原子間“吸引”和“排斥”平衡的結果,不能理解為單純的相互吸引。問題3:有化學鍵斷裂的變化就一定是化學反應嗎?舉例說明。問題4:水熱分解生成氫氣和氧氣需要2200℃以上,水沸騰轉變為水蒸氣只需要100℃,這是為什么?提示:水分解破壞的是氫氧原子間的化學鍵,是一種強相互作用,需要能量較高,屬于化學變化;水轉變為水蒸氣只破壞了水分子之間的相互作用,屬于弱相互作用,是物理變化,需要能量較少。探究2離子鍵與共價鍵問題5:“離子鍵是陰、陽離子之間通過靜電吸引力形成的”,這種說法是否正確?為什么?提示:不正確。離子鍵的實質是離子之間的靜電作用,包括靜電吸引力和靜電排斥力。當引力和斥力達到平衡時,形成穩定的離子鍵。問題6:所有的金屬元素原子與非金屬元素原子之間都能形成離子鍵嗎?提示:不一定。一般情況下,只有活潑金屬元素原子與活潑非金屬元素原子之間可形成離子鍵。如果金屬元素、非金屬元素的活潑性不夠,不易形成陰、陽離子,也會形成共價鍵,如AlCl3中Al與Cl之間形成共價鍵。問題7:“非金屬元素原子間只能形成共價鍵”,這種說法是否正確?為什么?提示:不正確。因為銨根離子與酸根陰離子之間可以通過離子鍵形成化合物。如NH4Cl、NH4NO3等銨鹽。歸納拓展1.離子鍵與共價鍵的比較項目離子鍵共價鍵成鍵實質陰、陽離子之間的靜電作用共用電子成鍵元素一般是活潑金屬元素的原子和活潑非金屬元素的原子一般是非金屬元素的原子成鍵微粒陰、陽離子原子成鍵的條件(1)活潑金屬元素的原子與活潑非金屬元素的原子通過得失電子形成離子。(2)陰、陽離子間通過靜電作用形成離子鍵(1)非金屬元素的原子最外層電子未達飽和狀態。(2)原子間通過共用電子達到穩定狀態2.極性鍵與非極性鍵項目極性鍵非極性鍵共同點都是共價鍵成鍵原子成鍵原子不同成鍵原子相同電子對偏移情況偏移不偏移示例HCl、H2O、CO2H2、Cl2、N2題組例練D題點一化學鍵的認識1.下列關于化學鍵的說法中,不正確的是(

)A.化學鍵是一種作用力B.化學鍵可以使離子相結合,也可以使原子相結合C.化學反應過程中,反應物分子內的化學鍵斷裂,產物分子中的化學鍵形成D.水分子之間也存在化學鍵解析:化學鍵是相鄰原子間的強相互作用,A正確;離子間通過離子鍵結合,原子間通過共價鍵結合,B正確;從化學鍵的角度看化學反應就是反應物分子內的化學鍵斷裂,產物分子中的化學鍵形成的過程,C正確;水分子間的作用遠遠小于原子間化學鍵的作用,是屬于分子之間的一種作用,不屬于化學鍵,D不正確。2.(2022·河北秦皇島期末)下列物質溶于水沒有化學鍵斷裂的是(

)A.HCl B.NaOH C.乙醇 D.Na2OC解析:氯化氫溶于水后,在水分子的作用下電離為H+、Cl-,有化學鍵斷裂,故A不符合題意;NaOH溶于水后,在水分子的作用下電離為Na+、OH-,有化學鍵的斷裂,故B不符合題意;乙醇不能電離,屬于非電解質,沒有化學鍵斷裂,故C符合題意;Na2O與水反應生成NaOH,發生了化學反應,有化學鍵的斷裂和生成,故D不符合題意。題點二離子鍵與共價鍵3.(2022·河南濮陽期末)研究化學鍵有助于我們理解物質的性質,下列物質中既含有離子鍵又含有共價鍵的是(

)A.CaCl2 B.H2O2 C.H2SO4 D.NH4ClD解析:CaCl2中鈣離子和氯離子之間只存在離子鍵,故A錯誤;H2O2中只存在氫、氧原子和氧原子間的共價鍵,故B錯誤;H2SO4中只存在硫、氧原子和氫、氧原子間的共價鍵,故C錯誤;NH4Cl中銨根離子和氯離子之間存在離子鍵,銨根離子中存在共價鍵,故D符合題意。D思維建模電子式的書寫1.原子的電子式元素符號周圍標明元素原子的最外層電子,每個方向不能超過2個電子。當最外層電子數小于或等于4時以單電子分布,多于4時多出部分以電子對分布。如:2.簡單陽離子的電子式簡單陽離子的最外層已無電子,用陽離子的符號表示,如Na+、Mg2+、Al3+等。4.復雜陰、陽離子的電子式復雜陰、陽離子要標明電子,用“[

]”括上,并在“[

]”右上角標明電性和電量,如:3.簡單陰離子的電子式(1)最外層電子數一般都達到8(H為2)。學習任務2離子化合物與共價化合物自主梳理1.離子化合物(1)概念:由

與

構成的化合物。(2)常見離子化合物。①可溶性強堿:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。②絕大多數的鹽:NaCl、KBr、Na2CO3、KNO3、NH4Cl、NH4HCO3等。③活潑金屬氧化物:Na2O、CaO。陽離子陰離子2.共價化合物(1)概念:由原子通過

構成的化合物。(2)常見共價化合物。①含氧酸:H2SO4、HNO3、H2CO3等。②非金屬氫化物:H2S、HCl等。③非金屬氧化物:CO2、SO2、SiO2等。共價鍵互動探究分類法是化學研究的基本方法,出于研究的目的不同,可以對物質進行不同的分類。最常見的就是根據物質的性質和組成把化合物分為酸、堿、鹽、氧化物。人們在了解了化學鍵以后,根據構成物質微粒間化學鍵的不同把化合物分為離子化合物和共價化合物。探究化學鍵類型與化合物類型的關系問題1:含有離子鍵的化合物一定是離子化合物嗎?含有共價鍵的化合物一定是共價化合物嗎?提示:含有離子鍵的化合物一定是離子化合物;含有共價鍵的化合物可能是共價化合物,也可能是離子化合物,如堿、各種含氧酸鹽。問題2:離子化合物中只含有離子鍵嗎?共價化合物中只含有共價鍵嗎?提示:離子化合物中一定含有離子鍵,也可能含有共價鍵;共價化合物中只能含有共價鍵,不可能含有離子鍵。問題3:離子化合物中一定含有金屬陽離子,這種說法是否正確?提示:不正確。構成離子化合物的陽離子除了金屬陽離子還包括銨根離子。歸納拓展離子化合物與共價化合物的判斷方法1.根據化合物類別判斷(1)強堿、幾乎所有鹽、活潑金屬氧化物屬于離子化合物。(2)非金屬氧化物、非金屬氫化物、含氧酸、大部分有機化合物屬于共價化合物。2.根據化合物性質判斷(1)熔融狀態下能導電的化合物是離子化合物;熔融狀態下不導電的化合物為共價化合物。(2)熔、沸點較低的化合物一般為共價化合物。3.根據化學鍵的類型判斷(1)含有離子鍵的化合物一定是離子化合物。(2)只含共價鍵的化合物是共價化合物。4.根據化合物的組成微粒判斷(1)離子化合物中一般含有金屬陽離子、銨根離子和氫氧根離子、酸根離子、氧離子。(2)共價化合物中一般只含非金屬元素的原子(AlCl3除外)。題點一離子化合物與共價化合物1.(2022·福建福州期末)下列物質中屬于離子化合物的是(

)A.NaCl B.Cl2C.HCl D.HClO題組例練A解析:NaCl含有離子鍵,屬于離子化合物,故A符合題意;Cl2是非金屬單質,故B不符合題意;HCl只含共價鍵,屬于共價化合物,故C不符合題意;HClO只含共價鍵,屬于共價化合物,故D不符合題意。2.(2022·湖南長沙期末)下列物質屬于共價化合物的是(

)A.O2 B.KCl C.H2OD.Mg解析:O2屬于單質,不是化合物,故A錯誤;KCl中存在離子鍵,屬于離子化合物,故B錯誤;水分子中只存在共價鍵,為共價化合物,故C正確;Mg屬于單質,不是化合物,故D錯誤。C題點二化學鍵與化合物類型關系3.(2022·河南洛陽期末)下列說法中正確的是(

)A.離子化合物中一定含有金屬元素B.由金屬元素和非金屬元素組成的化合物一定是離子化合物C.離子化合物中可以含有共價鍵,共價化合物中不可以含有離子鍵D.ⅠA族元素與ⅦA族元素組成的化合物一定是離子化合物解析:離子化合物中不一定含有金屬元素,如氯化銨,故A錯誤;由金屬元素和非金屬元素組成的化合物不一定是離子化合物,如氯化鋁,故B錯誤;離子化合物中可以含有共價鍵,共價化合物中不可以含有離子鍵,含有離子鍵的化合物一定是離子化合物,故C正確;ⅠA族元素與ⅦA族元素組成的化合物不一定是離子化合物,如HCl,故D錯誤。C4.下表物質與其所含化學鍵類型、所屬化合物類型完全正確的一組是(

)B選項ABCD物質MgCl2CO2HClNaOH所含化學鍵類型離子鍵、共價鍵共價鍵離子鍵離子鍵、共價鍵所屬化合物類型離子化合物共價化合物離子化合物共價化合物解析:MgCl2中只含離子鍵,為離子化合物,故A錯誤;CO2中只含C、O之間的共價鍵,為共價化合物,故B正確;HCl中只含共價鍵,為共價化合物,故C錯誤;NaOH中含離子鍵和H、O之間的共價鍵,為離子化合物,故D錯誤。模型認知化學鍵與化合物類型(1)離子化合物有的只有離子鍵(活潑金屬的無氧酸鹽);有的既有離子鍵也有共價鍵(強堿、含氧酸鹽)。(2)共價化合物和非金屬單質中都存在共價鍵(稀有氣體中無化學鍵)。課堂小結提升【知識整合】【易錯提醒】1.誤認為金屬元素原子與非金屬元素原子間一定形成離子鍵。其實不然,有些金屬元素原子與非金屬元素原子間形成的是共價鍵,如AlCl3。2.誤認為只由非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物。其實不然,銨鹽只由非金屬元素組成,但存在離子鍵。3.誤認為離子鍵是陰、陽離子之間的吸引力。其實不然,離子鍵是陰、陽離子間吸引與排斥達到平衡的結果。4.誤認為所有物質中都存在化學鍵。其實不然,稀有氣體由單原子分子構成,沒有化學鍵。5.誤認為共價化合物在熔融時也能電離出離子。其實不然,共價化合物只有在水溶液中才可能發生電離。6.誤認為所含化學鍵只有共價鍵的物質一定是共價化合物。其實不然,只含有共價鍵的物質也可能是非金屬單質。7.誤認為有化學鍵斷裂的變化就是化學變化。其實不然,酸、堿、鹽溶于水的過程只有化學鍵斷裂,是物理過程。學科素養測評化學學科對新物質的發現、創造是無止境的,而且速率越來越快。1990年,人類已知結構的化學物質是1000萬種,2009年9月8日為5000萬種,2015年7月1日為1億種,2021年5月8日,美國化學文摘社(CAS)注冊了第1.5億種物質。但種類這么繁多的物質都是由原子或離子構成的(原子也可以先構成分子,分子再構成物質),這些原子、離子之所以能構成穩定的物質,主要是因為微粒間存在著化學鍵(稀有氣體沒有化學鍵)。利用你學過的化學鍵相關知識分析下列常見物質中存在的化學鍵,回答下列問題。①He②CO2③H2SO4④NaOH⑤CaCl2⑥NaHSO4⑦NH3⑧NH4NO3⑨Cl2

⑩Na2O2(1)這些物質中,不含化學鍵的是

(填序號,下同);只含共價鍵的是

;只含離子鍵的是

;既含極性共價鍵又含離子鍵的是

;既含非極性共價鍵又含離子鍵的是

。

解析:(1)稀有氣體分子是單原子分子,不存在化學鍵,所以He中無化學鍵;非金屬元素組成的CO2、H2SO4、NH3、Cl2分子中只有共價鍵;簡單的離子化合物(簡單陰離子)CaCl2中只有離子鍵;含有復雜離子的NaOH、NaHSO4、NH4NO3、Na2O2中含有離子鍵,復雜離子的非金屬原子間存在共價鍵,其中NaOH、NaHSO4、NH4NO3的非金屬原子不同,含有極性共價鍵;Na2O2中O—O鍵為非極性共價鍵。答案:(1)①②③⑦⑨⑤④⑥⑧⑩化學學科對新物質的發現、創造是無止境的,而且速率越來越快。1990年,人類已知結構的化學物質是1000萬種,2009年9月8日為5000萬種,2015年7月1日為1億種,2021年5月8日,美國化學文摘社(CAS)注冊了第1.5億種物質。但種類這么繁多的物質都是由原子或離子構成的(原子也可以先構成分子,分子再構成物質),這些原子、離子之所以能構成穩定的物質,主要是因為微粒間存在著化學鍵(稀有氣體沒有化學鍵)。利用你學過的化學鍵相關知識分析下列常見物質中存在的化學鍵,回答下列問題。①He②CO2③H2SO4④NaOH⑤CaCl2⑥NaHSO4⑦NH3⑧NH4NO3⑨Cl2

⑩Na2O2(2)寫出NaOH、CO2、Na2O2的電子式:

、

、

;用電子式表示CaCl2、NH3的形成過程:

、

。

化學學科對新物質的發現、創造是無止境的,而且速率越來越快。1990年,人類已知結構的化學物質是1000萬種,2009年9月8日為5000萬種,2015年7月1日為1億種,2021年5月8日,美國化學文摘社(CAS)注冊了第1.5億種物質。但種類這么繁多的物質都是由原子或離子構成的(原子也可以先構成分子,分子再構成物質),這些原子、離子之所以能構成穩定的物質,主要是因為微粒間存在著化學鍵(稀有氣體沒有化學鍵)。利用你學過的化學鍵相關知識分析下列常見物質中存在的化學鍵,回答下列問題。①