高中化学选必二 第2章 第3节 第1课时 共价键的极性

第三节分子结构与物质的性质

第1课时共价键的极性

［核心素养发展目标］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

项目极性健非极性键

成键原子丕国元素的原子同种元素的原子

电子对发生偏移不发生偏移

一个原子呈正电性(3+)、另一个原子

成键原子的电性呈电中性

呈负电性(>)

表示形式A—B、A=B、A三B等A—A、A=A、A三A等

H—H、

实例C—H、C=O、C三NC=C、C=C

(2)极性键和非极性键的存在

项目极性键非极性键

非金属单质；部分共价化合

物质类别共价化合物；部分离子化合物

物；部分离子化合物

HCkNaOH、。2、H2O2、

实例

NH4C1等NazO2等

2.分子的极性

不具才对称中心

正电中心和负电中心不重合.

-极性分子)一

键的极地向试和不等于零

分

r极屉芬字)一正电中心和负电中心重金.

键的极性的向用和等于零

、真才对和中心

3.键的极性与分子的极性之间的关系

双原子分子，如HC1、NO、IBr等

然空间不对称极

性V形分子,AIIH2O,H2S.SO?等

分三角锥形分子，如NH,、PH,等

子作正四面体形分子,如CHCh、CH2c%

非CH£博

极『单质分子,如02、。P八k等

性

空间对称直线形分子,如CO八CS2、C2H2等

分

正四面体形分子,如CH,、CCh,CF,等

子

.平面正三角形分子，如BR、SO,等

r深度思考」

臭氧是极性分子还是非极性分子？从结构上如何理解？

提示0?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。

「应用体验」

1.正误判断

(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)4(2)x(3)x(4)x(5)x

2.下列与氢原子形成的极性键最强的原子是()

A.FB.CIC.BrD.P

答案A

解析成键的两原子的电负性差值越大，极性越强，F的电负性最大，则与氢原子形成的极性键最强。

3.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。。

⑴N4分子的空间结构为WX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）NC13是一种淡黄色油状液体，下列对NC13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⑴非极性（2）有有（3）a

解析（l）Nj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，P%分子的空间结构为三角锥形，正、负电中心不重合，PH：；为极性分子。（3）NCb中N原子的价层电

子对数为3弓生=4,孤电子对数为1,该分子的空间结构为三角锥形，a错误；N、C1之间形成的键为极

性键，b正确；NCb分子中正、负电中心不重合，故该分子为极性分子，c正确。

4.（1）判断AB〃型分子的极性

①完成下表：

分子BeClS0S03CC14

22PH3

平面正正四

空间结构直线形V形

锥形三角形面体形

正、负电中心是否重合重合不重合不重合重合重合

非极性极性极性非极性非极性

分子的极性

分子分子分子分子分子

②认真研究①中各分子中心原子的化合价，寻找中心原子的化合价与分子极性的关系。

答案中心原子的化合价呈最高价的AB”型分子为非极性分子，否则为极性分子。

（2）探究判断下列分子是极性分子还是非极性分子。

①PM白磷）②CH2=CH2③CH三CH

A

④C2H50H⑤

极性分子：（填序号，下同）：

非极性分子：O

答案④①②③⑤

二、键的极性对化学性质的影响

粉酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，瓶酸的酸性可用pKa(pKa=-lgKa)的大小来衡量,

pKa越小，酸性越强。

根据下表，回答有关问题：

竣酸pKa

丙酸(C2H5co0H)4.88

乙酸(CH3coOH)4.76

甲酸(HCOOH)3.75

氯乙酸(CH2CICOOH)2.86

二氯乙酸(CHCI2coOH)1.29

三氯乙酸(CChCOOH)0.65

三氟乙酸(CF3coOH)0.23

1.三氟乙酸和三氯乙酸哪个酸性强？原因是什么？

提示酸性：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C1Y的极性，

使&C—的极性大于CbC—的极性，导致三氟乙酸的竣基中的羟基的极性更大，更易电离出氢盅子。

2.甲酸和乙酸哪个酸性强？原因是什么？

提示酸性：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，使竣基中的羟基的

极性越小，竣酸的酸性越弱。

r深度思考」

I.CH3cH2OH、H2O分别与钠反应，哪个反应更剧烈？解释原因。

提示水与钠反应更剧烈，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。

2.三氟乙酸(CF3coOH)的酸性远强于乙酸(CH3coOH)的原因是什么？

提示由于F的电负性较大，一CF,是吸电子基团，使竣基中羟基的极性更大，更易电离出H%

r应用体验」

1.下列物质中，酸性最强的是()

A.HCOOHB.HOCOOH

C.CH3COOHD.C6HI3COOH

答案A

解析推电子效应：—C6HI?>—CH3>—H,HOCOOH是碳酸，故酸性最强的是HCOOHo

2.下列几种有机骏酸中，按酸性由强到弱的顺序排列正确的是()

①乙竣(CH3coOH)②氯乙酸(CH2cleOOH)③三氯乙酸(CC13coOH)④三氟乙酸(CF3coOH)

A.②①©③B.①②③④

C.④③②①D.③②④①

答案C

解析由于电负性：F>C1>H,则键的极性：C—F>C—C1>C—H,故三氟乙酸中竣基中的羟基的极性最大，

最易电离出氢离子，酸性最强；乙酸中竣基中的羟基的极性最小，酸性最弱。酸性强弱顺序：

CF3COOH>CC13COOH>CH2C1COOH>CH3COOH,C正确。

3.CH3coOH是一种弱酸，而氯乙酸(C1CH2coOH)的酸性强于CH3coOH,这是因为Y1是一种吸

电子基团，能使一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，能减弱一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：

(l)HCOOH显酸性，而H?O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)CH3co0H的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3co0H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”)o

(4)下列酸中：CF3coOH、CChCOOH.CHChCOOH,CH2CICOOH,酸性最强的是。

答案⑴吸—CHO⑵推—CH3⑶强

(4)CF3COOH

解析(l)HCOOH显酸性，HzO显中性，说明HCOOH分子中存在吸电子基团，能使一OH上的H原子活

泼性增强而使该物质的酸性大于水，HCOOH中含有一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，能减弱一OH上H原子的活

泼性而使该物质的酸性减弱，CH^COOH中含有一CH3,—CH：属于推电子基团。

⑶一CGHF属于吸电子基团，一CH，属于推电子基团，故C6HsCOOH的酸性比CH3coOH的酸性强。

课时对点练［分值：100分］

（选择题1~13题，每小题6分，共78分）

对点训练

题组一键的极性与分子的极性

LX、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.XY4B.XY3C.XY2D.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。

2.（2023•泉州第六中学高二月考）下列各组物质中，属于由极性链构成的极性分子的是（）

A.CHi和Br2B.NH3和H2s

C.BR和CO2D.BeCL和HC1

答案B

解析CH4是由极性键构成的非极性分子，Br2是由非极性键构成的非极性分子，故A不符合题意；NH3和

H2s都是由极性键构成的极性分子，故B符合题意；BF3和CO?都是由极性键构成的非极性分子，故C不

符合题意；BeQ?是由极性键构成的非极性分子，HQ是由极性健构成的极性分子，故D不符合题意。

3.已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示，下列有关H2O2结构的说法不正确的是（）

A.分子的正、负电中心不重合

B.H2O2分子内既含极性键乂含非极性键

C.H2O2是极性分子

D.H2O2是非极性分子

答案D

解析由题图知，七。2分子的空间结构是二面角形，正、负电中心不重合，为极性分子，A、C正确，D

错误；比。2是共价化合物，氢原子与氧原子之间形成极性共价健，氧原子和氧原子之间形成非极性共价键，

B正确。

4.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N（NC）2）3（如图所示）。已知该分子中N—N—N键角都是

108.1°,下列有关N（NCh）3的说法正确的是（）

N

/|\

（”N（）N（）2

A.该分子中N、O间形成的共价键是非极性键

B.该分子中四个氮原子共平面

C.该分子是非极性分子

D.该分子中氮原子之间的共价键均为。键

答案D

解析N和O两种原子属于不同非金属元素的原子，它们之间形成的共价键是极性键，A项错误；因为该

分子中N—N—N键角都是108.1°,所以该分子中四个氮原子不可能共平面，B项错误；由该分子的空间结

构可知，分子空间结构不对称，是极性分子，C项错误；该分子中氮原子之间的共价键都是单键，故均为

。键，D项正确。

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（g）有关，一般用偶极矩⑴）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/=必,。下列四组分子中，所有分子都符合R=0的是（）

A.HCKCSz、H2S、SO2B.BF3、CCI4、BeCl2>CO；

C.N2、NH3、H2O、CChD.CH4>SO3、NH3、H2O

答案B

解析HCI是由极性键构成的极性分子，bi不等于0；H2S.SO?都是V形分子，即极性分子，四不等于0;

CS2是直线形分子，即非极性分子，H=0,故A不符合题意；BF,为平面三角形分子，CCL为正四面体形分

子，BeCb、CO?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N=0,

故B符合题意；N?和C04均为非极性分子，N=0；NH3为三角锥形分子，为V形分子，都属于极性分

子…不等于0,故C不符合题意；CH,为正四面体形分子，S03为平面三角形分子，二者均为非极性分子，

「0；NH3为三角锥形分子，比0为V形分子，都属于极性分子，N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.CH2CICOOHB.CH2FCOOH

C.CHF2COOHD.CHBraCOOH

答案C

解析电负性：F>Cl>Br,则酸性最强的是CHF2COOHO

7.分析表中数据，下列结论正确的是（）

氯乙二氯三氯三氟

按酸丙酸乙酸甲酸

酸乙酸乙酸乙酸

pKa4.884.763.752.861.290.650.23

A.相对分子质量越大，粉酸的酸性越强

B.段酸的酸性大小与分子中氢原子数目有关

C.连接粉基的烷基越大，竣酸的酸性越强

D.竣酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关

答案D

解析竣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；竣基所连基团的极性越大，如一CF3,竣酸的酸性越强，而烷基越大，酸性越弱，故C错

误。

8.（2023•广东六校联盟高二联考）数据是科学推理中的重要证据，根据表中的数据所得推论正确的是（）

粉酸pVa=-lgKa

丙酸(C2H5coOH)4.88

乙酸(CH3COOH)4.76

甲酸(HCOOH)3.75

氯乙酸(CH2cleOOH)2.86

二氯乙酸(CHC12coOH)1.29

三氯乙酸（CCI3COOH）0.65

三氟乙酸（CF3coOH）0.23

A.相同浓度下，乙酸的酸性一定强于氯乙酸

B.烷基是吸电子基团，烷基越长，吸电子效应越大，使竣基中的羚基的极性越小，酸酸的酸性越弱

C.卤素原子是推电子基团，卤素原子使得粉基中羟基的极性变小，导致二氯乙酸的酸性强于氯乙酸

D.氟原子的电负性人于氯原子，使F3C—的极性人于CbC—的极性，使三氟乙酸拨基中羟基的极性增人，

导致三氨乙酸容易电离出氢离子

答案D

解析由题表可知电离平衡常数K(CH3co0H)=10-4.76,Ka(CH2cleOOH)=10-2.86,电离平衡常数越大电离程

度越大，则相同浓度下，氯乙酸的酸性强于乙酸，A错误；烷基为推电子基团，烷基越长，推电子效应越

大，则酸性越弱，故酸性：甲酸〉乙酸,丙酸，B错误；卤素原子为吸电子基团，卤素原子越多，吸电子效

应越大，故酸性：二氯乙酸,氯乙酸，C错误；电负性越大吸引电子能力越强，F的电负性大于C1,贝IJF—

C极性大于C1-C的极性，导致RC—极性大于CbC—的极性，则三氟乙酸的竣基中的羟基的极性更大，

更易电离出氢离子，所以三氟乙酸的酸性较强，D正确。

9.(2024•南京高二期中)下列有关共价键对物质化学性质的影响，说法错误的是()

八.乙二酸的酸性强于己二酸

B.一元酸的酸性：氯乙酸,二氯乙酸

C.由酸性C1CH2COOH>CH3COOH.可知酸性FCH2COOH>CH5COOH

D.氮气稳定性强于白磷(PA)的原因是N三N的键能大于P-P的键能

答案B

解析一C1为吸电子基团，CY1个数越多，使得竣基中的羟基极性越大，酸性越强，一元酸的酸性：氯

乙酸〈二氯乙酸，B错误；一F和一C1均为吸电子基团，甲基为推电子基团，FY的极性大于Cl—C的极

性，使得FCH2coOH中的羟基的极性>QCH2coOH中的羟基的极性,CH3coOH中的羟基的极性，从而使

得酸性：FCH2COOH>C1CH2COOH>CH?COOH,C正确；氮气中的N三N键能较大，导致氮气化学性质稳

定，一般不易与其他物质反应，而白磷中的P-P的键能较小，使白磷性质活泼，易发生自燃等化学变化，

D正确。

ID综合强化

10.下列有关分子的结构与性质的说法正确的是()

A.BB「3、N03分子的空间结构均为平面三角形

B.SO:与CO2分子的空间结构均为直线形

C.CH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BBn中心原子B的价层电子对数为3+铲=3,故空间结构为平面正三角形，NCb中心原子N的价

层电子对数为3用3二4,空间结构为三角锥形，A错误；CO?中心原子C的价层电子对数为2+野二2,

空间结构为直线形，SOz中心原子S的价层电子对数为2隹2=3,含有I个孤电子对，则SO2的空间结构

为V形，B错误；CH4为正四面体结构，分子结构对称，属于非极性分子，NH3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，使竣基中羟基的极性越小，较酸的酸性越弱，D正确。

11.瞬［PH"又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它

的分子空间结构是三角锥形。下列关于Ph的叙述正确的是（）

A.PHj分子中有未成键的孤电子对

B.PH：.是非极性分子

C.PH：.是一种强氧化剂

D.PH：；分子的P—H是非极性键

答案A

解析A项正确，P原子最外层有5个电子，只有3个电子参与成键，另有2个电子形成一个孤电子对；B

项错误，与N%类似，PH，是极性分子；C项错误，P%中P处于最低价态，+1价氢的氧化性极弱，不可

能具有强氧化性；D项错误，由于P和H的电负性明显不同，故P—H是极性键。

12.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂（C3N4/CQDS）,能利川太阳光高效分解水，原理如图所示。下

列说法正确的是（）

C：NCQDs

A.H2O2中存在非极性共价键，是非极性分子

B.反应【中涉及极性键的断裂和非极性键的形成

C.H2O分子的VSEPR模型为V形

D.H9是非极性分子

答案B

解析比。2是极性分子，A错误；反应I是H?O生成H2和H2O2,涉及极性键H—O的断裂和非极性键

H—H、0—0的形成，B正确；H20是极性分子，故D错误。

13.硫-氮化合物是现代无机化学研究的热点之一。如图是已经合成的某硫-氮化合物（S’NO的分子结构。下

列有关该物质的说法正确的是（）

口

O-S•一N

A.其分子中各原子最外层都达到了8电子稳定结构

B.其分子中只含极性键

C.其分子是非极性分子

D.其与化合物S2N2互为同索异形体

答案A

解析硫原子最外层有6个电子，若形成两个共价单键，则达到8电子稳定结构，氮原子最外层有5个电

子，若形成3个共价单键，则达到8电子稳定结构，据图可知，A项正确；该物质的分子中既含S-N极

性键，也含N—N非极性键，B项错误；该分子正、负电中心不重合，属于极性分子，C项错误；同素异

形体描述的对象是单质，而不是化合物，D项错误。

14.（12分）（l）CCh的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用N%捕获CO?生成重要

化工产品三聚氨酸的反应：

三聚氧酸的分子式为,三聚轨酸分子中C原子采取杂化，分子中碳原子形

成的是（填“极性”或“非极性”，下同）键，三聚徂酸属于分子。

（2）辄［（CN）2］为无色可燃气体、剧毒、有苦杏仁味，和卤素单质的结构相似，已知钮分子内键之间夹角

为180。并有对称性，（CN）2的结构式为,

（CN