2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力 第3節(jié) 第1課時(shí) 離子鍵學(xué)案 魯科版選修3.docx

第1課時(shí)離子鍵 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.正確認(rèn)識(shí)離子鍵的概念和實(shí)質(zhì)，熟知離子鍵的特征。2.會(huì)分析離子鍵對(duì)離子化合物性質(zhì)的影響。一離子鍵的形成及表示方法1下表為一些元素的電負(fù)性數(shù)據(jù)：元素CsMgKHCaNaFClBrSONAl電負(fù)性0.71.20.82.11.00.94.03.02.82.53.53.01.5討論回答下列問(wèn)題：(1)元素電負(fù)性的大小與其原子得失電子難易的關(guān)系如何？答案一般而言，電負(fù)性較大的非金屬元素的原子容易得到電子，形成陰離子；電負(fù)性較小的金屬元素的原子容易失去電子，形成陽(yáng)離子。(2)如何根據(jù)成鍵元素的電負(fù)性判斷形成的化學(xué)鍵是離子鍵？答案成鍵原子所屬元素的電負(fù)性差值越大，原子間越容易發(fā)生電子得失，形成離子鍵。一般認(rèn)為，當(dāng)成鍵元素的電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，原子間才有可能形成離子鍵。(3)表中所列的元素對(duì)應(yīng)的原子之間最易形成離子鍵的是哪兩種元素？氯元素與鋁元素的原子之間能形成離子鍵嗎？答案最易形成離子鍵的元素是Cs和F；Cl與Al之間不能形成離子鍵。2寫(xiě)出下列離子化合物的電子式(1)NaCl_；(2)Na2S_；(3)NaOH_；(4)NH4Cl_；(5)Na2O2_；(6)CaCl2_。答案(1)NaC(2)Na2Na(3)NaH(4)HN,HC(5)Na2Na(6)CCa2C3用電子式表示下列離子化合物中離子鍵的形成：(1)氯化鈉：。(2)溴化鎂：。歸納總結(jié)1離子鍵的概念是陰、陽(yáng)離子之間通過(guò)靜電作用形成的化學(xué)鍵，其成鍵微粒是陰離子和陽(yáng)離子。2離子鍵的成鍵條件 活學(xué)活用1下列元素的原子在形成不同物質(zhì)時(shí)，既能形成離子鍵，又能形成極性鍵和非極性鍵的是()ANaBMgCNeDCl答案D解析活潑金屬與活潑非金屬都能形成離子鍵，故排除C；而活潑金屬不能形成共價(jià)鍵，則排除A、B；D選項(xiàng)，如NaCl、Cl2、HCl三種物質(zhì)中分別形成離子鍵、非極性共價(jià)鍵和極性共價(jià)鍵。2具有下列電子排布的原子中最難形成離子鍵的是()A1s22s22p2B1s22s22p5C1s22s22p63s2D1s22s22p63s1答案A解析形成離子鍵的元素為活潑金屬元素與活潑非金屬元素，A為C，B為F，C為Mg，D為Na，則只有A項(xiàng)碳元素既難失電子，又難得電子，不易形成離子鍵。二離子鍵的實(shí)質(zhì)及其特征1離子鍵的實(shí)質(zhì)閱讀教材內(nèi)容，回答下列問(wèn)題：(1)離子鍵實(shí)質(zhì)是陰、陽(yáng)離子間的靜電作用，當(dāng)靜電作用中同時(shí)存在的吸引力和排斥力達(dá)到平衡時(shí)，體系的能量最低，形成穩(wěn)定的離子化合物。(2)在離子化合物中，可近似地將陰、陽(yáng)離子看做球體。根據(jù)庫(kù)侖定律，陰、陽(yáng)離子間的靜電引力(F)與陽(yáng)離子所帶電荷(q)和陰離子所帶電荷(q)的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子的核間距離(r)的平方成反比。Fk(k為比例系數(shù))。2離子鍵的特征(1)離子鍵沒(méi)有方向性：離子鍵的實(shí)質(zhì)是靜電作用，離子的電荷分布通常被看成是球形對(duì)稱的，因此一種離子對(duì)帶異性電荷離子的吸引作用與其所處的方向無(wú)關(guān)。(2)離子鍵沒(méi)有飽和性：在離子化合物中，每個(gè)離子周圍最鄰近的帶異性電荷離子數(shù)目的多少，取決于陰、陽(yáng)離子的相對(duì)大小。只要空間條件允許，陽(yáng)離子將吸引盡可能多的陰離子排列在其周圍，陰離子也將吸引盡可能多的陽(yáng)離子排列在其周圍，以達(dá)到降低體系能量的目的。(3)從庫(kù)侖引力的實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)，離子鍵既沒(méi)有方向性，也沒(méi)有飽和性。但這一特征是以具體的離子結(jié)構(gòu)為前提的，是相對(duì)的。如在氯化鈉晶體中，每個(gè)離子周圍可吸引六個(gè)帶異性電荷的離子，而在氯化銫晶體中，每個(gè)離子周圍可吸引八個(gè)帶異性電荷的離子。歸納總結(jié)1離子鍵的實(shí)質(zhì)是“靜電作用”。這種靜電作用不是靜電引力而是指陰、陽(yáng)離子之間靜電吸引力與電子與電子之間、原子核與原子核之間的排斥力處于平衡時(shí)的總效應(yīng)。2離子電荷、離子半徑是影響離子鍵強(qiáng)弱的重要因素。陰、陽(yáng)離子所帶的電荷越多，靜電作用越強(qiáng)，離子鍵越強(qiáng)；離子半徑越小(核間距越小)，靜電作用越強(qiáng)，離子鍵越強(qiáng)。3離子鍵越強(qiáng)，離子化合物的熔、沸點(diǎn)越高。活學(xué)活用3下列物質(zhì)中的離子鍵最強(qiáng)的是()AKCl BCaCl2CMgO DNa2O答案C解析離子鍵的強(qiáng)弱與離子本身所帶電荷數(shù)的多少及半徑有關(guān)，半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)。在所給陽(yáng)離子中，Mg2帶兩個(gè)正電荷，且半徑最小，在陰離子中，O2帶兩個(gè)單位的負(fù)電荷，且半徑比Cl小。故MgO中離子鍵最強(qiáng)。4下列有關(guān)離子鍵的特征的敘述中，正確的是()A一種離子對(duì)帶異性電荷離子的吸引作用與其所處的方向無(wú)關(guān)，故離子鍵無(wú)方向性B因?yàn)殡x子鍵無(wú)方向性，故陰、陽(yáng)離子的排列是沒(méi)有規(guī)律的，隨意的C因?yàn)槁然c的化學(xué)式是NaCl，故每個(gè)Na周圍吸引一個(gè)ClD因?yàn)殡x子鍵無(wú)飽和性，故一種離子周圍可以吸引任意多個(gè)帶異性電荷的離子答案A解析離子鍵的特征是沒(méi)有飽和性和方向性。因?yàn)殡x子鍵無(wú)方向性，故帶異性電荷的離子間的相互作用與其所處的相對(duì)位置無(wú)關(guān)，但是為了使物質(zhì)的能量最低，體系最穩(wěn)定，陰、陽(yáng)離子的排列也是有規(guī)律的，不是隨意的；離子鍵無(wú)飽和性，體現(xiàn)在一種離子周圍可以盡可能多地吸引帶異性電荷的離子，但也不是任意的，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)目還要受兩種離子的半徑比(即空間條件是否允許)和個(gè)數(shù)比的影響，如NaCl中，Na半徑比Cl半徑小，且陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比是11。故每個(gè)離子周圍吸引異性離子的多少就取決于較小離子(Na)的周圍空間的大小，每個(gè)Na周圍吸引6個(gè)Cl，每個(gè)Cl周圍也只能吸引6個(gè)Na，故Cl和Na的個(gè)數(shù)比為11，“NaCl”僅僅是表示陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比的一個(gè)比例式，而不是表示物質(zhì)確定組成的“分子式”。離子鍵當(dāng)堂檢測(cè)1下列說(shuō)法正確的是()A只有活潑金屬與活潑非金屬之間才能形成離子鍵B金屬元素與非金屬元素化合時(shí)，一定形成離子鍵C具有離子鍵的化合物是離子化合物D化學(xué)鍵是分子中多個(gè)原子之間強(qiáng)烈的相互作用答案C解析在NH4Cl中，NH與Cl形成離子鍵，A錯(cuò)；在AlCl3中，Al與Cl形成的是共價(jià)鍵，故B錯(cuò)；化學(xué)鍵是原子之間強(qiáng)烈的相互作用，不一定只在分子中存在，D錯(cuò)，故選C。2以下敘述中，錯(cuò)誤的是()A鈉原子和氯原子作用生成NaCl后，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)B在氯化鈉中，除氯離子和鈉離子的靜電吸引作用外，還存在電子與電子、原子核與原子核之間的排斥作用C任何離子鍵在形成的過(guò)程中必定有電子的得與失D金屬鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉后，體系能量降低答案C解析活潑的金屬元素原子與活潑的非金屬元素原子之間形成離子化合物，陽(yáng)離子和陰離子均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這樣體系的能量降低，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，故A、D正確，B也正確。離子鍵的形成只是陰、陽(yáng)離子間的靜電作用，并不一定發(fā)生電子的得失，如Na與OH結(jié)合成NaOH。3下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A離子化合物中的陽(yáng)離子不一定是金屬離子B陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電引力而形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵C離子化合物如能溶于水，其水溶液一定可以導(dǎo)電D大多數(shù)的鹽、堿和低價(jià)金屬氧化物中含有離子鍵答案B解析離子化合物中的陽(yáng)離子不一定是金屬離子，如NH等，A正確；離子鍵中陰、陽(yáng)離子之間的靜電作用包括引力和斥力，B錯(cuò)；離子化合物如能溶于水，其水溶液一定存在自由移動(dòng)的離子，可以導(dǎo)電，故C正確；大多數(shù)的鹽、堿和低價(jià)金屬氧化物都屬于離子化合物，離子化合物中一定有離子鍵，D正確。4在下列各對(duì)化合物中，化學(xué)鍵類型相同的是()AHCl和MgCl2BH2O和CO2CCO2和NaClDF2和NaF答案B解析活潑的金屬與非金屬元素原子之間形成的化學(xué)鍵是離子鍵，如：Na、Mg2與F、O2、Cl之間的化學(xué)鍵是離子鍵；非金屬元素原子之間形成的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵，如：HCl、H2O、CO2、F2之間的化學(xué)鍵都屬于共價(jià)鍵。5下列變化中：碘升華燒堿熔化食鹽溶于水HCl溶于水O2溶于水NaHCO3熱分解。(1)未發(fā)生化學(xué)鍵破壞的是_；(2)僅發(fā)生離子鍵破壞的是_；(3)僅發(fā)生共價(jià)鍵破壞的是_；(4)既發(fā)生離子鍵破壞，又發(fā)生共價(jià)鍵破壞的是_。答案(1)(2)(3)(4)解析物理變化不破壞化學(xué)鍵，電解質(zhì)溶于水時(shí)發(fā)生電離，離子鍵或共價(jià)鍵被破壞。40分鐘課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)過(guò)關(guān)一、離子鍵的形成與判斷1下列說(shuō)法中，正確的是()A含有金屬元素的化合物一定是離子化合物BA族和A族元素的原子化合時(shí)，一定形成離子鍵C活潑金屬與活潑非金屬化合時(shí)，能形成離子鍵D完全由非金屬元素形成的化合物，一定是共價(jià)化合物答案C解析本題可用排除法。含有金屬元素的化合物也可能是共價(jià)化合物，如AlCl3等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；HF、HCl為共價(jià)化合物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NH4Cl為離子化合物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2下列各組所有元素的組合中，既可形成離子化合物，又可形成共價(jià)化合物的是()AH、C、O、KBH、Na、O、SCH、N、ODH、O、S答案C解析A、B都含活潑金屬元素，所以元素組合只能形成離子化合物；D中全部為非金屬元素，所有元素組合只能形成共價(jià)化合物，特殊的是C中的N元素，它既可與H元素組成NH，又可與O元素組成NO，所以既可組成離子化合物NH4NO3，又可組成共價(jià)化合物HNO3。3下列物質(zhì)中，不含離子鍵的是()NH4HCO3NH3BaSO4CuSO45H2OBa(OH)2H2SO4ABCD答案D解析NH4HCO3、BaSO4、CuSO45H2O屬于鹽類，Ba(OH)2是一種強(qiáng)堿，而H2SO4和NH3是全部由非金屬元素原子構(gòu)成的分子，不含離子鍵。4氫化銨(NH4H)與氯化銨結(jié)構(gòu)相似，且氫化銨與水反應(yīng)有氫氣產(chǎn)生。下列敘述不正確的是()A氫化銨中含有離子鍵、共價(jià)鍵B氫化銨固體投入少量水中，有兩種氣體產(chǎn)生C氫化銨中H半徑比鋰離子半徑大D氫化銨溶于水后，形成的溶液顯酸性答案D解析NH4H電子式為HN,HH，既含離子鍵，又含共價(jià)鍵，NH4H=NH3H2，H半徑大于Li半徑，NH4H溶于水后生成的NH3溶于水顯堿性，故只有D選項(xiàng)不正確。二、由原子結(jié)構(gòu)確定形成的化合物類別5X、Y為兩種主族元素，其原子的最外層電子數(shù)分別為1和6，則X、Y兩種元素形成的化合物()A一定是離子化合物B一定是共價(jià)化合物C一定形成X2Y型化合物D以上答案均不正確答案D解析最外層為1個(gè)和6個(gè)電子的元素分別為A和A元素，中學(xué)所熟悉的有H、Na、K、O、S等，它們之間可以形成X2Y型共價(jià)化合物(如H2O、H2S等)和離子化合物(如Na2O、K2S等)，而且還可形成X2Y2型的化合物H2O2、Na2O2等，同時(shí)K、Rb等堿金屬還可形成更復(fù)雜的超氧化物，因此本題答案應(yīng)該是D。本題易忽視一些特殊的化合物而錯(cuò)選C。6已知元素X的原子序數(shù)小于元素Y的原子序數(shù)，X、Y間形成的常見(jiàn)化合物可表示為Y2X、Y2X2，則化合物Y2X2中()A只存在離子鍵B只存在共價(jià)鍵C既有離子鍵，也有共價(jià)鍵D以上說(shuō)法都不對(duì)答案C解析由題意知，X為O元素，Y為Na元素，形成的化合物為Na2O或Na2O2。7元素X的一個(gè)原子失去2個(gè)電子轉(zhuǎn)移到元素Y的2個(gè)原子中去，形成離子化合物Z。則下列說(shuō)法不正確的是()AZ在一定條件下可以電離BZ的化學(xué)式可以表示為XY2CX形成2價(jià)陽(yáng)離子DZ的電子式為X答案D解析XYX2Y(Z)，X失電子變?yōu)閄2，Y得電子變?yōu)閅，則Z為離子化合物，在水溶液中和熔融狀態(tài)下能電離為X2和Y，而D選項(xiàng)表明Z為共價(jià)化合物(此電子式的寫(xiě)法為共價(jià)化合物的寫(xiě)法)。三、離子鍵的性質(zhì)及其強(qiáng)弱影響因素8下列性質(zhì)中，可證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵的是()A可溶于水B具有較高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)C水溶液能導(dǎo)電D熔融狀態(tài)能導(dǎo)電答案D解析離子化合物熔融時(shí)發(fā)生電離而導(dǎo)電，共價(jià)化合物液態(tài)不導(dǎo)電，溶于水能導(dǎo)電不能證明化合物是否含離子鍵，如HCl、H2SO4等含共價(jià)鍵；共價(jià)化合物熔、沸點(diǎn)也可能較高，如SiO2、SiC等。9下列變化過(guò)程中，原物質(zhì)分子因共價(jià)鍵被破壞，同時(shí)有離子鍵形成的是()A鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)B氯化氫溶于水C溴化氫與氨反應(yīng)D鋅和稀H2SO4反應(yīng)答案C解析首先分清哪些分子是共價(jià)分子。原物質(zhì)為共價(jià)分子的有HCl、H2O、HBr和NH3，A、D不符合題意；HCl溶于水共價(jià)鍵破壞，發(fā)生的是電離，無(wú)離子鍵的形成；選項(xiàng)C中，破壞了HBr共價(jià)鍵，形成離子鍵。能力提升10固體A的化學(xué)式為NH5，它的所有原子的最外電子層結(jié)構(gòu)都符合相應(yīng)稀有氣體的最外電子層結(jié)構(gòu)，則下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 ()A1molNH5中含有5NA個(gè)NH鍵(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)BNH5中既有共價(jià)鍵又有離子鍵CNH5的電子式為HN,HHDNH5與水反應(yīng)的離子方程式為NHHH2O=NH3H2OH2答案A解析根據(jù)題意，固體A的化學(xué)式為NH5，它的所有原子的最外電子層結(jié)構(gòu)都符合相應(yīng)稀有氣體的最外電子層結(jié)構(gòu)。故NH5的電子式為HN,HH，C正確；由NH5的電子式可知，1molNH5中含有4NA個(gè)NH鍵，A錯(cuò)誤；NH5中既有極性共價(jià)鍵又有離子鍵，B正確；NH5與水反應(yīng)的離子方程式為NHHH2O=NH3H2OH2，D正確。11我國(guó)已經(jīng)成功研制出了堿金屬的球碳鹽K3C60。實(shí)驗(yàn)測(cè)知該物質(zhì)在熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電，而且在超臨界溫度18K時(shí)具有超導(dǎo)性。(1)K3C60含有化學(xué)鍵的類型為_(kāi)(填“極性鍵”、“非極性鍵”或“離子鍵”)。(2)1molK3C60含有的離子數(shù)目為_(kāi)。(3)K3C60中的C60俗稱足球烯，分子結(jié)構(gòu)酷似足球，由12個(gè)正五邊形與20個(gè)正六邊形構(gòu)成，碳碳鍵長(zhǎng)介于碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間，則其中碳的雜化方式為_(kāi)。答案(1)非極性鍵、離子鍵(2)4NA(3)sp2解析K3C60屬于鹽，必有離子鍵，其中的C60是球形碳，故由共價(jià)鍵構(gòu)成。12X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。X與W可形成四面體形的共價(jià)化合物，該化合物常用作滅火劑。Y的次外層電子數(shù)等于其最外層和最內(nèi)層電子數(shù)之和的2倍，Y、Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)。(1)用化學(xué)符號(hào)表示X的一種核素_。(2)寫(xiě)出Y的單質(zhì)與X的最高價(jià)氧化物反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(3)Z的單質(zhì)在W的單質(zhì)中燃燒，生成的產(chǎn)物中各原子的最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的分子為_(kāi)。(4)用電子式表示Y與W形成化合物的過(guò)程為_(kāi)。(5)XW4的電子式為_(kāi)。(6)W的氫化物R是實(shí)驗(yàn)室一種常用試劑的主要成分，該試劑可用于實(shí)驗(yàn)室多種氣體的制備，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)滿足下列條件的離子方程式。R作氧化劑：_。R作還原劑：_。答案(1)C(或C或C或12C或13C或14C)(2)2MgCO22MgOC(3)PCl3(4)(5)C,(6)2HZn=Zn2H2MnO24H2Cl,Mn2Cl22H2O(其他合理答案均可)拓展探究13已知X、Y、Z都是短周期的元素，它們的原子序數(shù)依次遞增。X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同，而Z原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，Y和Z可以形成兩種以上氣態(tài)化合物，則(1)X是_，Y是_，Z是_。(填元素名稱)(2)由Y和Z組成，且Y和Z的質(zhì)量比為720的化合物的化學(xué)式(分子式)是_。(3)由X、Y、Z中的兩種元素組成，且與X2Z分子具有相同電子數(shù)的兩種離子的化學(xué)式為_(kāi)和_。(4)X、Y、Z可以形成一種鹽，此鹽中X、Y、Z元素的原子個(gè)數(shù)比為423，該鹽的化學(xué)式(分子式)是_。答案(1)氫氮氧(2)N2O5(3)NHOH(其他合理答案也可)(4)NH4NO3解析(1)原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同的元素只有氫(X)；原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)三倍的元素只有氧(Z)；原子序數(shù)大于1而小于8，可以與氧形成兩種以上氣態(tài)化合物的元素只有氮(這些化合物是N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等)。(2)m(N)m(O)720，則N(N)N(O)25。該化合物的分子式是N2O5。(3)X2Z分子為H2O，H2O分子有10個(gè)電子。由氫(X)、氮(Y)、氧(Z)中的兩種元素組成的10電子離子有OH、H3O、NH。(4)分子組成符合N(H)N(N)N(O)423的鹽只有NH4NO3。