2026版高中化学人教版选择性必修2《物质结构与性质》第二章第1课时　共价键的极性及对物质化学性质的影响

第三节分子结构与物质的性质第1课时共价键的极性及对物质化学性质的影响课时目标1.能从微观角度理解共价键的极性和分子极性的关系。2.通过键的极性对物质性质的影响的探析,形成“结构决定性质”的认知模型。一、键的极性和分子的极性1.共价键的极性(1)极性键和非极性键的比较项目极性键非极性键成键原子不同元素的原子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+)、另一个原子呈负电性(δ-)呈电中性表示形式A—B、A==B、等A—A、A==A、等实例C—H、C==O、H—H、C==C、(2)极性键和非极性键的存在项目极性键非极性键物质类别共价化合物;部分离子化合物非金属单质;部分共价化合物;部分离子化合物实例HCl、NaOH、NH4Cl等O2、H2O2、Na2O2等小题对点过(1)以下含有非极性键的物质有(填写序号,下同),既含极性键又含非极性键的物质有。

①HD②HCl③N2H4④Na2O2⑤C2H4⑥Ca(OH)2(2)下列与氢原子形成共价键的极性键最强的原子是(填序号,下同),最弱的原子是。

①F②Cl③Br④P答案(1)①③④⑤③⑤(2)①④解析(2)成键的两原子的电负性差值越大,极性越强。2.分子的极性小题对点过自然界中的分子种类繁多,形态各异,以下是一些常见物质:①N2②HF③NH3④BCl3⑤H2O2⑥CCl4⑦H2S⑧SO3⑨金刚石⑩SiO2属于极性分子的有;属于非极性分子的有。

答案②③⑤⑦①④⑥⑧解析⑨⑩都不是由分子组成的物质。(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子一般是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。(3)含有极性键的多原子分子,空间结构对称的是非极性分子;空间结构不对称的是极性分子。(4)判断ABn型分子极性的经验规律①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子;若不等,则为极性分子。②若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。3.键的极性和分子极性的关系小题对点过(1)臭氧是极性分子还是非极性分子?臭氧分子中的共价键是极性键还是非极性键?从结构上进行分析说明。

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(2)下列说法正确的是。

①以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子②以极性键结合的分子一定是极性分子③非极性分子只能是双原子单质分子④非极性分子中,一定含有非极性共价键⑤极性分子中不可能含有非极性键答案(1)O3是极性分子,分子中的共价键都是极性键(2)①解析(1)O3是极性分子;臭氧分子的空间结构与水分子的相似,由于中心氧原子有1个孤电子对,孤电子对对成键电子对排斥力大,故臭氧分子中的共价键是极性键,中心氧原子呈正电性,端位的两个氧原子呈负电性,故其分子具有微弱的极性。1.下列物质中,既有离子键又有共价键的是()A.CaCl2 B.KBrC.H2O D.NH4F答案D解析一般活泼的金属元素和活泼的非金属元素容易形成离子键,非金属元素的原子间容易形成共价键,据此可知选项A、B中只有离子键,C中只含有共价键,D中含有离子键和共价键。2.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的一组是()A.CH4和Br2 B.NH3和H2OC.H2S和CCl4 D.CO2和HCl答案B解析CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子,NH3、H2O、H2S、HCl都是由极性键形成的极性分子。3.①PH3的空间结构为三角锥形;②BeCl2的空间结构为直线形;③CH4的空间结构为正四面体形;④CO2为直线形分子;⑤BF3的空间结构为平面三角形;⑥NF3的空间结构为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是()A.①⑥为极性分子,②③④⑤为非极性分子B.只有④为非极性分子,其余为极性分子C.只有②⑤是极性分子,其余为非极性分子D.只有①③是非极性分子,其余是极性分子答案A解析①PH3中由于P原子的孤电子对与成键电子对间的排斥作用,使电子不能均匀分布,故PH3为极性分子;②BeCl2的空间结构为直线形,键的极性相互抵消,为非极性分子;③CH4的空间结构为正四面体形,键的极性相互抵消,为非极性分子;④CO2分子为直线形,键的极性相互抵消,为非极性分子;⑤BF3的空间结构为平面正三角形,键的极性相互抵消,为非极性分子;⑥NF3中由于N原子的孤电子对与成键电子对间的排斥作用,使电子不能均匀分布,故NF3为极性分子;结合以上分析可知,①⑥为极性分子,②③④⑤为非极性分子,A正确。4.在下列物质中:①SiO2②NaOH③Na2S④H2O2⑤Na2O2⑥(NH4)2S⑦CO2⑧CCl4⑨C2H4⑩金刚石。用序号填空:(1)只含有离子键的是。

(2)既含有离子键,又含有极性共价键。

(3)既含有离子键又含有非极性共价键的是。

(4)含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是。

(5)含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是。

(6)熔化时只破坏极性共价键的是。

答案(1)③(2)②⑥(3)⑤(4)⑨(5)④(6)①解析只含有离子键的是③,既含有离子键,又含有极性共价键的是②⑥,既含有离子键又含有非极性共价键的是⑤,含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是⑨,含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是④,熔化时只破坏极性共价键的是①。极性分子判断的特殊情况(1)单质分子一般为非极性分子,但O3是V形分子,其空间结构不对称,故O3为极性分子。(2)H2O2的结构式为H—O—O—H,空间结构如图所示,是不对称的,为极性分子。(3)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);含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。二、键的极性对化学性质的影响1.羧酸酸性大小的影响因素与判断依据羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关,羧酸的酸性可用pKa(pKa=-lgKa)的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。2.几种羧酸的pKa羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23小题对点过(1)三氟乙酸和三氯乙酸哪个酸性强?原因是什么?

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(2)三氟乙酸和乙酸哪个酸性强?原因是什么?。

(3)甲酸和乙酸哪个酸性强?原因是什么?

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(4)推测CH3CH2OH、H2O分别与钠反应,哪个反应更剧烈?解释原因。

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答案(1)酸性:三氟乙酸>三氯乙酸,原因是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)三氟乙酸的酸性远强于乙酸,因为F的电负性大,—CF3是吸电子基团,而—CH3是推电子基团,所以三氟乙酸羧基中羟基的极性更大,更易电离氢离子(3)酸性:甲酸>乙酸,原因是烷基(R—)是推电子基团,烷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(4)水与钠反应更剧烈,由于C的电负性略大于H的电负性,烷基是推电子基团,使醇分子中的氢氧键的极性小于水分子中的氢氧键的极性1.下列物质中,酸性最强的是()A.HCOOH B.HOCOOHC.CH3COOH D.C6H13COOH答案A解析推电子效应:—C6H13>—CH3>—H,HOCOOH是碳酸,故酸性最强的是HCOOH。2.苯酚()具有弱酸性,乙醇是非电解质,水是弱电解质,三种物质中都含有—OH,在这三种物质中,氢氧键的极性由强到弱的顺序是()A.苯酚>乙醇>水 B.乙醇>水>苯酚C.水>苯酚>乙醇 D.苯酚>水>乙醇答案D解析苯酚具有弱酸性,说明苯酚分子结构中的—OH的极性较强,在水溶液中能够发生电离;水属于弱电解质,乙醇是非电解质,说明乙醇分子结构中的—OH的极性比水、苯酚弱,氢氧键的极性由强到弱的顺序是苯酚>水>乙醇。3.按酸性强弱顺序给下列羧酸排序。(1)CHCl2COOH、CH2ClCOOH、CF3COOH、CHF2COOH、CH2ICOOH。(2)CH3COOH、CH3CH2CH2COOH、HCOOH、CH3CH2COOH。答案(1)CF3COOH>CHF2COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH2ICOOH(2)HCOOH>CH3COOH>CH3CH2COOH>CH3CH2CH2COOH解析(1)卤素原子的电负性越大,吸电子能力越强,形成的化学键极性越强,羧酸的酸性越强,所以酸性强弱顺序为CF3COOH>CHF2COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH2ICOOH。(2)烃基越长,推电子效应越大,羧酸的酸性越弱,所以酸性强弱顺序为HCOOH>CH3COOH>CH3CH2COOH>CH3CH2CH2COOH。羧酸的酸性大小与分子组成和结构的关系(1)键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的,羧基中羟基的极性越大,越容易电离出H+,则羧酸的酸性越大。(2)与羧基相邻的共价键的极性越大,通过传导作用使羧基中羟基的极性越大,则羧酸的酸性越大。(3)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)只含烃基的一元羧酸的酸性随着烃基的加长,酸性的差异越来越小。(5)只含烃基的多元羧酸的酸性烃基所含碳数越少,羧基个数越多,酸性越强。A级合格过关练选择题只有1个选项符合题意题组一键的极性和分子的极性1.下列各组分子中,都是由极性键构成的极性分子的一组是()A.C3H6和CO2 B.CCl4和H2SC.H2O和NCl3 D.H2O2和CS2答案C解析C3H6可能是丙烯也可能是环丙烷,环丙烷为非极性分子,丙烯是含有极性键的极性分子;CO2中含有极性键,但结构对称,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,故A不符合题意。CCl4中含有极性键,但结构对称,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子;H2S中含有极性键,空间结构为V形,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,故B不符合题意。H2O中含有极性键,空间结构为V形,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子;NCl3中含有极性键,空间结构为三角锥形,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,故C符合题意。H2O2中含有极性键和非极性键,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子;CS2中含有极性键但结构对称,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,故D不符合题意。2.X、Y为两种不同的元素,由它们组成的下列物质的分子中,肯定有极性的是()A.XY4 B.XY3 C.XY2 D.XY答案D解析XY为直线形分子,不同种元素原子对共用电子对的吸引能力不同,分子必有极性。3.下列反应中,同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是()A.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2B.Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3C.2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2OD.NH4Cl===NH3↑+HCl↑答案A解析2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,Na2O2为含有非极性键的离子化合物,CO2中含有极性键,O2中含有非极性键,该反应中同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成,故A正确;Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3该反应中没有非极性键的断裂和形成,故B错误;2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O反应物中有离子键和极性键的断裂、非极性键的断裂,生成物中有离子键、极性键形成,没有非极性键的形成,故C错误;NH4Cl===NH3↑+HCl↑该反应中有离子键和极性键的断裂,有极性键的形成,但没有离子键和非极性键的形成,故D错误。4.用一带静电的玻璃棒分别靠近A、B两种纯液体流,现象如图所示,下列关于A、B两种液体分子的极性判断正确的是()A.A是极性分子,B是非极性分子B.A是非极性分子,B是极性分子C.A、B都是极性分子D.A、B都是非极性分子答案B解析带静电的玻璃棒靠近纯液体流后,只有B液体流发生偏离,说明液体A的分子没有极性,液体B的分子有极性,故A是非极性分子,B是极性分子。5.在极性分子中,正电荷中心同负电荷中心间的距离称偶极长,通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电荷中心的电量(q)有关,一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积,即μ=d·q。下列四组分子中,所有分子都符合μ=0的是()A.HCl、CS2、H2S、SO2 B.BF3、CCl4、BeCl2、CO2C.N2、NH3、H2O、CCl4 D.CH4、SO3、NH3、H2O答案B解析HCl是由极性键构成的极性分子,μ不等于0;H2S、SO2都是V形分子,即极性分子,μ不等于0;CS2是直线形分子,即非极性分子,μ=0,故A不符合题意;BF3为平面三角形分子,CCl4为正四面体形分子,BeCl2、CO2均为直线形分子,四种分子的分子结构均对称,均为非极性分子,所有分子都符合μ=0,故B符合题意;N2和CCl4均为非极性分子,μ=0;NH3为三角锥形分子,H2O为V形分子,都属于极性分子,μ不等于0,故C不符合题意;CH4为正四面体形分子,SO3为平面三角形分子,二者均为非极性分子,μ=0;NH3为三角锥形分子,H2O为V形分子,都属于极性分子,μ不等于0,故D不符合题意。题组二键的极性对化学性质的影响6.下列物质中,酸性最强的是()A.CH2ClCOOH B.CH2FCOOHC.CHF2COOH D.CHBr2COOH答案C解析电负性:F>Cl>Br,则酸性最强的是CHF2COOH。7.分析表中数据,下列结论正确的是()羧酸丙酸乙酸甲酸氯乙酸二氯乙酸三氯乙酸三氟乙酸pKa4.884.763.752.861.290.650.23A.相对分子质量越大,羧酸的酸性越强B.羧酸的酸性大小与分子中氢原子数目有关C.连接羧基的烷基越大,羧酸的酸性越强D.羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关答案D解析羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关,与相对分子质量和分子中氢原子数目无关,故A、B错误,D正确;羧基所连基团的极性越大,如—CF3,羧酸的酸性越强,而烷基越大,酸性越弱,故C错误。8.从深海鱼油中提取的被称作“脑黄金”的DHA(C21H31COOH)就是一种不饱和度很高的脂肪酸。下列说法正确的是()CH3CH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH2COOHDHA的结构简式A.酸性:C21H31COOH<CH3COOHB.DHA中含有的元素中电负性最大的是碳元素C.DHA中碳原子存在三种杂化方式D.DHA中所有原子共面答案A解析推电子效应:—C21H31>—CH3,故酸性:C21H31COOH<CH3COOH,A项正确;C、H、O三种元素中,O元素的电负性最大,B项错误;DHA中,碳原子存在sp2和sp3两种杂化方式,C项错误;DHA中存在—CH3结构,故所有原子不可能共面,D项错误。9.CH3COOH是一种弱酸,而氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性强于CH3COOH,这是因为—Cl是一种吸电子基团,能使—OH上的H原子具有更大的活泼性;有的基团属于推电子基团,能减弱—OH上H原子的活泼性;这些作用统称为“诱导效应”。试依据上述规律填空:(1)HCOOH显酸性,而H2O显中性,这是由于HCOOH分子中存在(填“吸”或“推”)电子基团,这种基团是。

(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3COOH分子中存在(填“吸”或“推”)电子基团,这种基团是。

(3)—C6H5属于吸电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性(填“强”或“弱”)。

(4)下列酸中:CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH,酸性最强的是。

答案(1)吸—CHO(2)推—CH3(3)强(4)CF3COOH解析(1)HCOOH显酸性,H2O显中性,说明HCOOH分子中存在吸电子基团,能使—OH上的H原子活泼性增强而使该物质的酸性大于水,HCOOH中含有—CHO,属于吸电子基团。(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,说明CH3COOH分子中存在推电子基团,能减弱—OH上H原子的活泼性而使该物质的酸性减弱,CH3COOH中含有—CH3,—CH3属于推电子基团。(3)—C6H5属于吸电子基团,—CH3属于推电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。B级素养培优练10.下列有关分子的结构与性质的说法正确的是()A.BBr3、NCl3分子的空间结构均为平面三角形B.SO2与CO2分子的空间结构均为直线形C.CH4和NH3中的分子的极性和共价键的极性均相同D.乙酸酸性大于丙酸,是因为乙基的推电子效应大于甲基答案D解析BBr3中心原子的价层电子对数为3+3-3×12=3,故空间结构为平面正三角形,NCl3中心原子的价层电子对数为3+5-3×12=4,空间结构为三角锥形,A错误;CO2中心原子的价层电子对数为2+4-2×22=2,空间结构为直线形,SO2中心原子的价层电子对数为2+6-2×22=3,含有1个孤电子对,则SO2的空间结构为V形,B错误;甲烷为正四面体形结构,分子结构对称,属于非极性分子,氨气为三角锥形结构,分子结构不对称,属于极性分子,两者分子的极性不同,C错误;烷基属于推电子基团,烷基越长,推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小11.SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法不正确的是()A.分子中只含极性键B.SF6是非极性分子C.S与F之间共用电子对偏向FD.S原子满足8电子稳定结构答案D解析SF6中的键为6条S—F,为极性键,此分子中只含极性键,故A正确;SF6是结构对称、正电中心和负电中心重合的分子,为非极性分子,故B正确;由于F的电负性比S的大,S与F之间共用电子对偏向F,故C正确;中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12,则S原子不是8电子稳定结构,故D错误。12.S2Cl2是橙黄色液体,少量泄漏会产生有窒息性的气体,喷水雾可减慢挥发,并产生酸性悬浊液,其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是()A.为非极性分子B.分子中既含有极性键,又含有非极性键C.与S2Br2结构相似D.分子中S—Cl键能大于S—S键能答案A解析从S2Cl2分子的空间结构可知,该分子空间结构不对称,为极性分子,A错误;S2Cl2中Cl—S属于极性键,S—S属于非极性键,B正确;同主族元素Cl、Br与S形成的化合物S2Cl2、S2Br2的结构相似,C正确;氯原子半径小于硫原子半径,键长越短键能越大,所以分子中S—Cl键能大于S—S键能,D正确。13.一种抗病毒药物的结构简式如图所示。下列说法正确的是()A.该分子属于极性分子B.该分子中C—F的极性小于C—N的极性C.该分子中所有C原子都为sp3杂化D.该分子中σ键与π键数目之比为11∶4答案A解析由该分子的结构简式可知,该分子结构不对称,正电中心和负电中心不重合,且含有氨基、酰胺基等极性基团,故该分子属于极性分子,A正确;F的非金属性强于N,故该分子中C—F的极性大于C—N的极性,B错误;由该分子的结构简式可知,该分子中所有的碳原子都只形成了3个σ键,且无孤电子对,故该分子中所有C原子都为sp2杂化,C错误;单键都是σ键,双键为1个σ键和1个π键,由该分子的结构简式可知,该分子中含有15个σ键,4个π键,故σ键与π键数目之比为15∶4,D错误。14.已知N、P均属于元素周期表的第ⅤA族元素。N在第二周期,P在第三周期。NH3分子呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H间的夹角是107°。(1)N4分子的空间结构为,它是一种

(填“极性”或“非极性”)分子。(2)PH3分子中P—H(填“有”或“无”,下同)极性,PH3分子极性。

(3)NCl3是一种淡黄色油状液体,下列对NCl3的有关描述不正确的是(填字母)。

a.该分子呈平面三角形b.该分子中的化学键为极性键c.该分子为极性分子答案(1)非极性(2)有有(3)a解析(1)N4分子是正四面体形结构,是非极性分子。(2)P—H为不同元素原子之间形成的共价键,为极性键,PH3分子的空间结构为三角锥形,正、负电中心不重合,PH3为极性分子。(3)NCl3中N原子的价层电