2.3.1分子结构与物质的性质（共价键的极性）高二化学讲义课时作业（人教版2019选择性必修2）（原卷版）

第二章分子结构与性质第三节分子结构与物质的性质（共价键的极性）1.了解共价键的极性。2.了解分子的极性及产生极性的原因。知识点共价键的极性。知识点共价键的极性一、键的极性和分子的极性1．键的极性共价键分类极性共价键非极性共价键成键原子一般是不同种元素的原子一般是同种元素的原子电子对发生偏移不发生偏移成键原子的电性一个原子呈正电性(δ+)，一个原子呈负电性(δ)电中性示例—、H2、O2、Cl22．分子的极性类型非极性分子极性分子形成原因正电中心和负电中心重合的分子正电中心和负电中心不重合的分子，使分子的某一部分呈正电性(δ+)，另一部分呈负电性(δ−)存在的共价键非极性键或极性键非极性键或极性键分子内原子排列对称不对称示例P4、CO2H2O、CH3Cl3．键的极性和分子极性的关系（1）（2）ABm型分子极性的判断方法①化合价法：ABm型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子，具体实例如下：分子BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2中心原子化合价绝对值3456234中心原子价电子数3456656分子极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性②根据分子所含键的类型及分子空间结构判断分子键的极性键角空间结构分子极性单原子分子He、Ne———非极性分子双原子分子H2非极性键—直线形非极性分子HCl极性键—直线形极性分子三原子分子H2O极性键105°V形极性分子CO2极性键180°直线形非极性分子四原子分子BF3极性键120°平面三角形非极性分子NH3极性键107°三角锥形极性分子五原子分子CH4极性键109°28′正四面体形非极性分子CH3Cl极性键—四面体形极性分子③根据中心原子最外层电子是否全部成键判断分子中的中心原子最外层电子若全部成键不存在孤电子对，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，存在孤电子对，此分子一般为极性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。【归纳总结】1.臭氧分子中的共价键是极性键，臭氧分子的中心原子是呈正电性的，而两端的两个氧原子是呈负电性的。所以臭氧分子是极性分子。2.(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子；含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)；极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)；极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)。(2)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。二、键的极性对化学性质的影响1．羧酸酸性的表示方法羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa＝－lgKa，pKa越小，酸性越强。2．羧酸的酸性大小与其分子组成和结构的关系(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性①三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。②三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的酸性，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性。(2)只含烃基的一元羧酸的酸性烃基(符号R—)是推电子基团，烃基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。例如：甲酸的酸性大于乙酸的。【归纳总结】从电负性理解键的极性对物质性质的影响1.诱导效应：在分子中引进一个原子或原子团后，可使分子中电子云密度分布发生变化，而这种变化不但发生在直接相连部分，也可以影响到不直接相连部分，这种因某一原子或基团的极性，σ键电子沿着原子链向某一方向移动，引起诱导效应。如氯原子取代碳上的氢后，因为氯原子的电负性较强，因此C—Cl键的电子不能均匀分布，电子向氯原子偏移，在C—Cl键中，带正电的一端又吸引邻近碳上的电荷，因此使氯原子邻近的C—Cl键的电子也产生偏移。共用电子对并不完全转移到另一个原子，只是电子云密度分布发生变化，即键的极性发生变化，性质发生变化。2.由于电负性不同，如氟、氯、溴、碘、羟基、硝基等基团具有吸引电子的诱导效应，烷基在一定条件下体现为推电子的诱导效应，故烷基为推电子基团。3.羧酸的酸性大小与分子组成和结构的关系(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性①含相同个数的不同卤素原子的羧酸，卤素原子的电负性数值越大，酸性越强。②含不同数目的同种卤素原子的羧酸，卤素原子的数目越多，羧酸的酸性越强。4.无机含氧酸酸性强弱也可以从键的极性角度加以解释。以P、S、Cl最高价含氧酸为例，它们的分子式为H3PO4、H2SO4、HClO4，结构式写作：，氧原子(在此指非羟基氧)是电负性大的原子，吸引电子能力强，三种酸分子中，P、S、Cl原子结合的氧原子个数依次增多(分别为1、2、3)，导致羟基的极性依次增大，更易电离出氢离子，所以酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，这也正好与元素周期律的结论相吻合。再如H2SO3与H2SO4，结构式为，硫原子结合的氧原子个数分别为1、2，同理可分析出酸性：H2SO3<H2SO4。【例1】下列叙述正确的是()A．NH3是极性分子，分子中氮原子处在3个氢原子所组成的三角形的中心B．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正方形的中心C．H2O是极性分子，分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央D．CO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央【例2】已知下列三种有机酸：下列有关说法正确的是()A．Ka甲>Ka乙>Ka丙B．酸性强弱顺序为丙>乙>甲C．相同浓度的三种酸，pH由小到大顺序：甲<乙<丙D．可发生反应：【变式1】下列说法正确的是()A．含有非极性键的分子一定是非极性分子B．非极性分子中一定含有非极性键C．由极性键形成的双原子分子一定是极性分子D．键的极性与分子的极性有关【变式2】20世纪60年代，美国化学家鲍林提出了一个经验规则：设含氧酸的化学式为HnROm，其中(m－n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(m－n)的关系如下表：m－n0123含氧酸酸性强弱弱中强强很强实例HClOH3PO4HNO3HClO4试简要回答下列问题：(1)按此规则判断，H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为。(2)H3PO3和H3AsO3的形式一样，但酸性强弱相差很大。已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构：。(3)按此规则判断碳酸应属于酸，与通常认为的碳酸的强度是否一致？，其可能的原因是。【变式3】下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A．二氧化硫B．四氯化碳C．双氧水 D．乙炔1．三氯化硼(BCl3)的熔点为107℃，沸点为12.5℃，能水解，其分子中键与键之间的夹角为120°，下列有关叙述正确的是A．三氯化硼在液态时能导电而在固态时不能导电B．三氯化硼中心原子采用sp杂化C．三氯化硼分子呈正三角形，属于非极性分子D．三氯化硼分子空间结构类似三氯化磷2.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl的夹角为180°由此可判断BeCl2属于（）A.由极性键形成的极性分子B.由极性键形成的非极性分子C.由非极性键形成的极性分子D.由非极性键形成的非极性分子3.下列分子中共价键的极性强弱顺序正确的是()A.CH4>NH3>H2O>HFB.HF>H2O>NH3>CH4C.H2O>HF>CH4>NH3D.HF>H2O>CH4>NH34.下列关于极性键的叙述不正确的是A．由不同种非金属元素原子形成的共价键B．共价化合物中必定存在极性键C．由同种元素的两个原子形成的共价键D．共用电子必然偏向电负性大的原子一方5．下列有关含高能量的正离子N的化合物N5AsF6的叙述正确的是A．化合物N5AsF6中F化合价为+3B．N中氮氮原子间以共用电子对结合C．N5AsF6化合物是共价分子D．N5AsF6化合物是极性分子6.下列叙述正确的是（）A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B.以极性键结合起来的分子一定是极性分子C.非极性分子只能是双原子单质分子D.非极性分子中一定含有非极性键7.短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20,且Y2与Z+核外电子层的结构相同，下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是()A.Z2YB.X2Y2C.Z2Y2D.ZYX8.下列关于物质的酸性大小说法正确的是（）A.甲酸pKa=3.75,二氯乙酸pKa=1.29,故甲酸酸性大于二氯乙酸B.二氟乙酸的酸性小于二氯乙酸C.丁酸的酸性大于乙酸D.乙酸的酸性小于氟乙酸9.下列叙述正确的是()A.NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B.CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C.H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子连线的中央D.CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子连线的中央10.两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的是()11.X、Y、Z、Q四种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳中含量(质量分数)最多的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和。请回答下列问题。(1)X、Y的元素符号依次为、(2)XZ2与YZ2分别属于(填“极性分子”或“非极性分子”,下同)和(3)Q的元素符号是，它位于第周期，它的基态原子的核外电子排布式为,在形成化合物时它的最高化合价为12.Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种，Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等，R与Q同族，X、Y与Z不同族，Y和Z的阴离子与Ar原子的电子层结构相同且Y的原子序数小于Z。(1)Q的最高价氧化物，其固态俗名叫。(2)R的最简单氢化物分子的空间结构是，属于(填“极性”或“非极性”)分子；它与X形成的化合物可作为一种重要的陶瓷材料，其化学式是(3)X的气态氢化物的空间结构是(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是、;Q与Y形成的分子属于(填“极性”或“非极性”)分子13.根据物质结构和性质的知识，回答下列问题：(1)下列物质中既有极性键，又有非极性键的极性分子是。(填选项ABCD)A．SO2 B．SO3 C．H2O2 D．C2H4(2)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图：

，该电子排布图违背了。(3)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是；P的杂化轨道与O的2p轨道形成(填“σ”或“π”)键。(4)可以用pKa(pKa=1gKa)来衡量酸性的强弱，表中是部分酸的pKa数据：ClCH2COOHCl2CHCOOHCCl3COOHH2SO3pKa(室温)2.861.290.65pKa1=1.9、pKa2=7.5从表中数据可知，酸性：ClCH2COOH＜Cl2CHCOOH＜CCl3COOH，请从物质结构角度解释原因。14.已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素。