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第32 讲 化学键
[复习目标] 1.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。2.了解共价键的类型及键
参数。
考点一 化学键与化合物类型 电子式
1．化学键
(1)化学键的定义及分类
(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。
2．离子键和共价键的比较
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
带相反电荷离子之间的相互作
用
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键实质
阴、阳离子的静电作用
共用电子对与成键原子间的静电作用
形成条件
活泼金属与活泼非金属经电子
得失形成离子键；或者铵根离
子与酸根离子之间形成离子键
同种元素原子之
间成键
不同种元素原子之间成
键
3.离子化合物和共价化合物
项目
离子化合物
共价化合物
定义
含有离子键的化合物
只含有共价键的化合物
构成微粒
阴、阳离子
原子
化学键类型
一定含有离子键，可能含有共价键
只含有共价键
4.化学键的表示方法——电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。
(2)常见物质电子式的书写
1
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①原子：Na Na·，
。
②简单离子：Na＋ Na
＋ ，
。
③复杂离子：NH
，OH－
。
④离子化合物：MgCl2
，
Na2O
，
Na2O2
。
⑤非金属单质及共价化合物：N2
，
H2O
，H2O2
。
(3)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl：
。
②共价化合物
如HCl：
。
一、化学键与离子化合物、共价化合物的判断
1．一定条件下，氨与氟气发生反应：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F，其中NF3的空间结构与
NH3相似。下列有关说法错误的是( )
A．除F2单质外，反应物和生成物均为共价化合物
B．NF3中各原子均满足8 电子稳定结构
C．NF3中只含极性共价键
D．NH4F 中既含有离子键又含有共价键
答案 A
解析 NF3为共价化合物，NH4F 为离子化合物。
2．有以下8 种物质：①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2
⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空：
2
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(1)不存在化学键的是________。
(2)只存在极性共价键的是________。
(3)只存在非极性共价键的是________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。
(5)只存在离子键的是________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是________。
(7)属于离子化合物的是__________。
答案 (1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤
(6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧
化学键与物质类别之间的关系
二、电子式的规范书写
3．判断下列电子式书写是否正确
(1)氮气，N⋮⋮N( )；氨气，
( )
(2)氯化钠，
( )；
HF，
( )
(3)过氧化氢，
( )；
次氯酸，
( )
(4)CaBr2，
( )；
CaC2，
( )
答案 (1)× × (2)× × (3)√ × (4)√ ×
4．写出下列微粒的电子式。
(1)—OH_____________________________________________________________________，
3
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H3O＋________________________________________________________________________。
(2)H2S________________________________________________________________________，
N2H4________________________________________________________________________。
(3)NaH________________________________________________________________________
，
NaBH4________________________________________________________________________。
答案 (1)
(2)
(3)
考点二 共价键及其参数
1．共价键的本质及特征
共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，其特征是具有方向性和饱和性。
2．分类
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重
叠方式
σ 键
轨道“头碰头”重叠
π 键
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
3.键参数
(1)概念
4
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(2)键参数对分子性质的影响
①键能越大，键长越短，分子越稳定。
②
1．共价键的成键原子只能是非金属原子( )
2．在任何情况下，都是σ 键比π 键强度大( )
3．σ 键能单独形成，而π 键一定不能单独形成( )
4．σ 键可以绕键轴旋转，π 键一定不能绕键轴旋转( )
5．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3 倍和2 倍( )
6．分子的稳定性与分子间作用力的大小无关( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√
一、共价键的类型及数目判断
1．分析下列物质中含有哪些不同类型的共价键，在对应的空格处打“√”(σ 键、π 键需填
写1 mol 该物质所含σ 键、π 键的物质的量)。
物质
极性键
非极
性键
σ 键
π 键
单键
双键
三键
N2
C2H4
SiO2
BF3
HCN
答案
物质
极性键
非极性键
σ 键
π 键
单键
双键
三键
N2
√
1 mol
2 mol
√
C2H4
√
√
5 mol
1 mol
√
√
5
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SiO2
√
4 mol
0
√
BF3
√
3 mol
0
√
HCN
√
2 mol
2 mol
√
√
二、键能、键长与物质稳定性
2．Ge 与C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、三键，但Ge 原子之间难以形成双键或
三键。从原子结构角度分析，原因是_____________________________________________
_____________________________________________________________________________。
答案 Ge 原子半径大，原子间形成的σ 单键较长，p-p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能
重叠，难以形成π 键，不易形成双键或三键
3．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所
示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/ (kJ·mol－1)
365
413
336
226
318
452
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是__________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)C—C 和C—H 的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si 和Si—H 的键能
较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)C—H 的键能大于C—O，C—H 比C—O 稳定。而Si—H 的键能却小于Si—O，所以Si—
H 不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)钠与N、O、Cl 分别形成的化合物中只含有离子键(2018·全国卷Ⅱ，10B 改编)( × )
(2)1 mol 乙烷和1 mol 乙烯中，化学键数相同(2018·全国卷Ⅲ，8D)( × )
(3)Na2O2与ClO2均含有非极性共价键(2018·全国卷Ⅲ，13C 改编)( × )
(4)氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物(2017·天津，5B)( √ )
(5)甲基的电子式：
(2020·浙江7 月选考，5D)( √ )
(6)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π 键。B3N3H6的熔点主要取决于所含化学键的键
能 (2020·山东，7A)( × )
6
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(7)键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6(2020·山东，4A)( √ )
(8)28 g C2H4分子中含有的σ 键数目为4NA(2022·辽宁，3B)( × )
2. (2022·北京，9)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )
化学键
C—H
Si—H
C==O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/kJ·mol－1
411
318
799
358
452
346
222
A.稳定性：CH4>SiH4
B．键长：C==O<C—O
C．熔点：CO2<SiO2
D．硬度：金刚石>晶体硅
答案 C
解析 键能越大， 键长越短，分子越稳定，CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，
与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。
3．[2020·浙江7 月选考，26(1)(2)](1)气态氢化物热稳定性HF 大于HCl 的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8 电子稳定结构，CaCN2的电子式是________。
答案 (1)原子半径：F＜Cl，键能：F—H＞Cl—H
(2)
解析 (1)同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，即原子半径：F＜Cl，原子半径越
小，化学键的键长越短，键能越大，气态氢化物热稳定性越大。
课时精练
1．“珍珠项链靠线穿，芝麻成球靠糖粘；微观粒子聚一起，全靠一种超魔力”，这种超魔
力实际就是化学键。下列关于化学键的说法错误的是( )
A．CO 和O 生成具有极性共价键的CO2
B.
既含极性键，又含非极性键
C．只含H、N、O 三种元素的化合物，可能形成含有共价键的离子化合物，也可能形成共
价化合物
D．含有离子键的物质不可能是单质
答案 B
7
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解析 CO2中C 与O 形成极性共价键；
中只含有极性键；H、N、O 可以形成
NH4NO3，为离子化合物，也可以形成HNO3，为共价化合物；离子键的形成必须有阴、阳
离子。
2．下列表达正确的是( )
A．HClO 的电子式为
B．H2S 的电子式可表示为
C．用电子式表示Na2O 的形成过程：2Na·＋
D．BaCl2的电子式为
答案 D
解析 HClO 分子中，氧原子分别与氢原子和氯原子形成共价键，电子式为
，故
A 错误；H2S 是共价化合物，电子式可表示为
，故B 错误；用电子式表示Na2O 的
形成过程时，2 个Na＋不能合并，正确的表达方式为
，
故C 错误；BaCl2是离子化合物，电子式为
，故D 正确。
3．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A．将NH3通入水中
B．氢氧化钠熔化
C．将HBr 通入水中
D．硫酸氢钾溶于水
答案 D
解析 NH3通入水中生成NH3·H2O，只破坏了共价键，A 不符合题意；NaOH 熔化后电离生
成Na＋、OH－，只破坏了离子键，B 不符合题意；HBr 通入水中发生电离，只破坏了共价键，
C 不符合题意；KHSO4溶于水电离出K＋、H＋和SO，既破坏了离子键又破坏了共价键，D
符合题意。
4．关于σ 键和π 键的形成过程，下列说法不正确的是( )
A．HCl 分子中的σ 键为两个s 轨道“头碰头”重叠形成
B．N2分子中的π 键为p-p π 键，π 键不能绕键轴旋转
C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4 个sp3杂化轨道分别与氢原子s 轨道形成σ 键
D．乙烯(CH2==CH2)中的碳碳之间形成了1 个σ 键和1 个π 键
答案 A
解析 HCl 分子中的σ 键由氢原子提供的未成对电子的1s 原子轨道和氯原子提供的未成对
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电子的3p 原子轨道“头碰头”重叠形成，故A 错误；N2分子中p 轨道与p 轨道通过“肩并
肩”重叠形成p-p π 键，π 键为镜面对称，不能绕键轴旋转，故B 正确；CH4中的碳原子为
sp3杂化，碳原子的4 个sp3杂化轨道分别与氢原子s 轨道重叠，形成C—H σ 键，故C 正确；
CH2==CH2中的碳碳之间形成双键，双键中有1 个σ 键和1 个π 键，故D 正确。
5．下列有关化学键类型的叙述正确的是( )
A．化合物NH5所有原子最外层均满足2 个或8 个电子的稳定结构，则1 mol NH5中含有5NA
个N—H σ 键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B．乙烯酮的结构简式为CH2==C==O，其分子中含有极性共价键和非极性共价键，且σ 键
与π 键数目之比为1∶1
C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2 个σ 键(C—H)和3 个π 键(C≡C)
D．乙烷分子中只存在σ 键，不存在π 键
答案 D
6．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是( )
A．键角是描述分子空间结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．C==C 键能等于C—C 键能的2 倍
D．因为O—H 的键能小于H—F 的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
答案 C
解析 C==C 由一个σ 键和一个π 键构成，C—C 为σ 键，二者键能不是2 倍的关系，C 项错
误；原子半径：O＞F，键长：O—H＞H—F，键能：H—O＜H—F，形成化学键时放出的能
量：H—O＜H—F，化学键H—F 更稳定，O2、F2跟H2反应的能力F2更强，D 项正确。
7．(2023·石家庄检测)我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧
化，其反应如下：HCHO＋O2――→CO2＋H2O。下列有关说法正确的是( )
A．CO2只含有非极性共价键
B．0.5 mol HCHO 含有1 mol σ 键
C．HCHO、CO2分子中只含有σ 键
D．H2O 中含有极性键
答案 D
解析 CO2中只含有碳氧极性键，A 错误；根据结构式
可知，0.5 mol HCHO 含
有1.5 mol σ 键，B 错误；HCHO、CO2分子中既含有σ 键，又含有π 键，C 错误；H2O 中含
有氢氧极性键，D 正确。
8．在NH3和NH4Cl 存在的条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CoCl2溶液来制备化工
产品[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是( )
A．中子数为32，质子数为27 的钴原子：Co
9
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B．H2O2的电子式：
C．NH3和NH4Cl 的化学键类型相同
D．[Co(NH3)6]Cl3中Co 元素的化合价是＋3
答案 D
解析 A 项，中子数为32，质子数为27 的钴元素，质量数为27＋32＝59，表示为Co，错
误；B 项，H2O2为共价化合物，电子式为
，错误；C 项，NH3中只存在共价
键，NH4Cl 中既存在离子键又存在共价键，二者化学键类型不同，错误；D 项，
[Co(NH3)6]Cl3中，NH3整体为0 价，Cl 元素为－1 价，所以Co 元素的化合价为＋3，正确。
9．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是(
)
A．不和氢氧化钠溶液发生反应
B．分子中N≡C 的键长大于C≡C 的键长
C．分子中既有极性键，又有非极性键
D．分子中含有2 个σ 键和4 个π 键
答案 C
解析 氰气性质与卤素相似，能和氢氧化钠溶液发生反应，故A 错误；同一周期元素中，
原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，
所以氰分子中C≡N 的键长小于C≡C 的键长，故B 错误；该分子的结构式为N≡C—
C≡N，该分子中含有3 个σ 键、4 个π 键，故D 错误。
10.二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物，是燃料油的添加剂，用以提高燃烧的效率
和去烟，可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．二茂铁中Fe2＋与环戊二烯离子(C5H)之间为离子键
B．1 mol 环戊二烯(
)中含有σ 键的数目为5NA
C．分子中存在π 键
D．Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
答案 C
解析 含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键，所以二茂铁中Fe2＋与环戊二烯离子
(C5H)之间为配位键，故A 错误；一个环戊二烯(
)分子中含有σ 键的数目为11，则1 mol
环戊二烯(
)中含有σ 键的数目为11NA，故B 错误；碳碳双键之间存在π 键，所以该分
10
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子中存在π 键，故C 正确；铁原子核外有26 个电子，铁原子失去最外层两个电子变为亚铁
离子，根据构造原理可知，亚铁离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故D 错误。
11．从实验测得不同物质中O—O 之间的键长和键能数据如下表，其中x、y 的键能数据尚
未测定，但可根据键长规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律是( )
O—O
O
O
O2
O
键长/pm
149
128
121
112
键能/(kJ·mol－1)
x
y
z＝494
w＝628
A.成键时电子数越多，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
答案 B
解析 电子数由多到少的顺序为O>O>O2>O，键能大小顺序为w>z>y>x，A 项错误；这些微
粒都是O 原子成键，共用电子对无偏移，D 项错误。
12．MoO3可以催化1,2-丙二醇(
)获得多种有机物，其反应历程如图所示。下列
说法正确的是( )
A．转化过程中涉及非极性共价键断裂与形成
B．反应过程中Mo 形成共价键的数目始终保持不变
C．如果原料是乙二醇，则主要有机产物是乙二醛和乙烯
D．Cu 催化氧化1,2-丙二醇所得产物与MoO3催化时相同
答案 A
解析 历程③中有碳碳单键断裂，历程④中有碳碳双键形成，A 正确；Mo 周围形成共价键
数目有6 个、4 个两种情况，B 错误；根据题中信息可知，由历程③反应生成
和
11
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，由历程④反应生成CH3CH==CH2 ，若乙二醇为原料历程③反应生成
，由历程④反应生成CH2==CH2，C 错误；Cu 催化氧化1,2-丙二醇生成物为
，与MoO3催化产物不同，D 错误。
13．A、B、C、D、E 为短周期主族元素，且原子序数依次增大，质子数之和为39，B、C
同周期，A、D 同主族，A、C 常温下能形成两种液态化合物A2C 和A2C2，E 元素的周期数
与主族序数相等。请用化学用语回答下列问题：
(1)B 元素在元素周期表中的位置为______________；由A、C、D 三种元素组成的化合物中
含有的化学键为_________________________________________________________。
(2)写出BC2的电子式： __________________________________________________。
(3) 元素E 的单质与元素D 的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)常温下，A2C 与元素D 的单质反应后，所得溶液的pH________(填“<”“＝”或
“>”)7。
(5)元素D 的单质在一定条件下，能与A 单质化合生成一种化合物DA，灼烧该化合物时，
火焰呈________色， DA 能与水反应放出氢气，若将1 mol DA 和1 mol E 单质混合加入足
量的水，充分反应后生成的气体在标准状况下的体积是________L。
答案 (1)第二周期第ⅣA 族 离子键、共价键
(2)
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(4)> (5)黄 56
解析 (1)由题给信息分析可知，B 为C 元素，位于周期表中第二周期第ⅣA 族；由H、O、
Na 三种元素组成的化合物为NaOH，含有的化学键为离子键、共价键。(2)BC2为CO2，属于
共价化合物，其电子式为
。(3)Al 与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，
反应的离子方程式为2Al＋2OH －＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(4)H2O 与Na 单质反应生成
NaOH 和氢气，所得溶液呈碱性，pH>7。(5)D 为Na，A 为H，化合物DA 是NaH，含钠元
素的化合物灼烧时，火焰呈黄色，NaH 和水反应的化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋
H2↑，则该反应中消耗1 mol NaH 生成1 mol NaOH 和1 mol H2，若将1 mol NaH 和1 mol Al
混合加入足量的水，另外还发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，则又生成
1.5 mol H2，故充分反应后总共生成2.5 mol H2，生成的气体在标准状况下的体积是22.4
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L·mol－1×2.5 mol＝56 L。
14．(1)1 mol 苯酚分子中含有的σ 键数目为__________________________________。
1 mol 苯酚钠中含有的σ 键数目为__________________________________________。
(2)1 mol 化合物A(
)中含有的σ 键数目为________。
(3)[Cu(CH3CN)4]＋是非常稳定的络合离子，配体中σ 键和π 键个数之比为________。
(4)1 mol 碳酸二乙酯(DEC，
)中含有σ 键的数目为______。
(5)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ 键的数目为______________________________________。
答案 (1)13NA 12NA (2)24NA (3)5∶2
(4)17NA (5)28NA
解析 (3)配体CH3CN 中含有3 个C—H、1 个C—C 和1 个C≡N，故1 mol CH3CN 中含有
5NA σ 键、2NA π 键，σ 键与π 键个数之比为5∶2。
15．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于______(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于
______键。
(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN 分子中σ 键与π 键数目之比为________。
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3 个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8
电子稳定结构，则C60分子中π 键的数目为________。
(4)利用CO 可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为
，每个COCl2分子
内含有的σ 键、π 键数目为________(填字母)。
A．4 个σ 键
B．2 个σ 键、2 个π 键
C．2 个σ 键、1 个π 键
D．3 个σ 键、1 个π 键
答案 (1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
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