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第1課時　共價鍵的極性
課后·訓練提升
1.兩種非金屬元素A、B所形成的下列分子中一定屬于極性分子的是(　　)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. B.B—A—B
C. D.
答案D
2.有一種AB2C2型分子,在該分子中A為中心原子。下列關于該分子的空間結構和極性的說法中,正確的是 (　　)。
A.假設為平面四邊形,則該分子一定為非極性分子
B.假設為四面體形,則該分子一定為非極性分子
C.假設為平面四邊形,則該分子可能為非極性分子
D.假設為四面體形,則該分子可能為非極性分子
答案C
解析假設其空間結構為平面四邊形,則AB2C2有2種結構,或,其中為極性分子,為非極性分子,故A項錯誤,C項正確;假設其空間結構為四面體形,則AB2C2有1種結構,由于B、C的原子半徑不同,該分子中的電荷分布不均勻,為極性分子,故B、D兩項錯誤。
3.常溫下三氯化氮(NCl3)是一種淡黃色的液體,其分子結構呈三角錐形。下列關于NCl3說法正確的是(　　)。
A.NCl3中N—Cl是非極性鍵
B.NCl3中N采用 sp2 雜化
C.NCl3是極性分子
D.因為N—Cl的鍵能大,所以NCl3的沸點高
答案C
解析不同原子之間形成的共價鍵為極性鍵,NCl3中N—Cl為極性鍵, A項錯誤。 NCl3中N上的價層電子對數=σ鍵電子對數+孤電子對數=3+=4,所以N采用sp3雜化,B項錯誤。NCl3為三角錐形分子,分子結構不對稱,NCl3為極性分子, C項正確。 沸點為物質的物理性質,NCl3的沸點與N—Cl的鍵能大無直接關系, D項錯誤。
4.已知H2O2的分子結構如圖所示。下列有關H2O2結構的說法中不正確的是(　　)。
A.分子的正電中心和負電中心不重合
B.H2O2分子內既含極性鍵又含非極性鍵
C.H2O2是極性分子
D.H2O2是非極性分子
答案D
解析由題圖中H2O2分子的空間結構可知H2O2分子內正電中心和負電中心不重合,H2O2為極性分子,A、C項正確,D項錯誤。H2O2是共價化合物,氫原子與氧原子之間形成極性鍵,氧原子和氧原子之間形成非極性鍵,B項正確。
5.鍵的極性及分子的空間結構影響分子的極性。下列敘述不正確的是(　　)。
A.CH4是由極性鍵構成的非極性分子
B.BF3分子中只含有B—F極性鍵,其分子一定是極性分子
C.非極性分子中可能同時含有極性鍵和非極性鍵
D.O3分子的空間結構為V形,是極性分子
答案B
解析CH4是正四面體形結構,C—H是極性鍵,正負電荷中心是重合的,為非極性分子,故A項正確;BF3分子為正三角形,正負電荷中心是重合的,為非極性分子,故B項錯誤;非極性分子中可能同時含有極性鍵和非極性鍵,如C2H2是非極性分子,含有C—H極性鍵和C≡C非極性鍵,故C項正確;O3分子中心氧原子的價層電子對數為3,有1個孤電子對,空間結構為V形,是極性分子,故D項正確。
6.P4與足量KOH溶液反應的化學方程式為P4+3KOH+3H2OPH3↑+3KH2PO2。下列說法不正確的是 (　　)。
A.H3PO2是三元酸
B.P4為非極性分子
C.H2O的空間結構為V形
D.PH3的鍵角小于NH3的鍵角
答案A
解析過量堿液與KH2PO2不反應,說明H3PO2是一元酸,不是三元酸,故A項錯誤;P4中含有的P—P為非極性鍵,分子中正負電荷中心重合,故P4為非極性分子,故B項正確;H2O中O原子為sp3雜化,有2個孤電子對,故空間結構為V形,故C項正確;N電負性比P的大,成鍵電子對更靠近中心原子,成鍵電子對之間斥力更大,故PH3的鍵角小于NH3的鍵角,故D項正確。
7.已知,部分物質分子的空間結構如下表:
序號 分子 空間結構
① PH3 三角錐形
② BeCl2 直線形
③ CH4 正四面體形
④ O3 V形
⑤ BF3 平面正三角形
⑥ NF3 三角錐形
(1)其中屬于極性分子的是　　　　　　　　,屬于非極性分子的是　　　　　　　　。(填序號)
(2)已知部分元素的電負性數值如下表:
元素 B C N P H
電負性 2.04 2.55 3.04 2.19 2.20
比較下列鍵的極性的相對大小(填“>”或“<”)。
①P—H　　C—H
②B—F　　N—F
答案(1)①④⑥　②③⑤
(2)①<　②>
解析(1)PH3分子的空間結構為三角錐形,分子中正、負電中心不重合,為極性分子;BeCl2分子的空間結構為直線形,分子中正、負電中心重合,為非極性分子;CH4分子的空間結構為正四面體形,C原子位于正四面體的中心,分子中正、負電中心重合,為非極性分子;O3分子的空間結構為V形,分子中正、負電中心不重合,為極性分子;BF3分子的空間結構為平面正三角形,B原子位于平面正三角形的中心,分子中正、負電中心重合,為非極性分子;NF3分子的空間結構為三角錐形,正、負電中心不重合,為極性分子。所以①④⑥為極性分子,②③⑤為非極性分子。(2)通過比較兩成鍵原子對應元素的電負性之差判斷鍵的極性的相對大小。根據表中數據,P、H電負性差為0.01,C、H電負性差為0.35,所以C—H的極性較大;F的電負性最大,B的電負性比N的電負性小,所以B、F的電負性之差較大,B—F的極性較大。
8.現有四種短周期元素A、B、C、D,已知:①C、D在同一周期,A、B在同一主族;②它們可以組成化合物A2C、B2C2、DC2、D2A4等;③B的陽離子與C的陰離子的核外電子排布相同;④B2C2同A2C或DC2反應都生成氣體C2,B與A2C反應生成氣體A2,A2與氣體C2按體積比2∶1混合后點燃能發生爆炸,其產物是一種常溫下常見的無色無味的液體。請回答下列問題。
(1)寫出元素符號:A　　　　　　　　、D　　　　　　　　。
(2)化合物A2C、B2C2、DC2和D2A4中,
①既含有離子鍵,又含有非極性鍵的化合物是　　　,其電子式為　　　　　　　　　　;按原子軌道重疊方式分類,其所含非極性鍵的類型是　　　　　。
②分子中的鍵角為180°的化合物是　　　　　,其結構式為　　　　　　　　　　。
(3)D2A4是　　　　　(填“極性”或“非極性”)分子,該分子中含有　　　　個σ鍵、　　　　個π鍵。
答案(1)H　C
(2)①Na2O2　Na+]2-Na+　σ鍵
②CO2　OCO
(3)非極性　5　1
解析(1)由題給信息分析可知A為H元素,B為Na元素,C為O元素,D為C元素。
(2)H2O為共價化合物,不含有離子鍵;Na2O2為離子化合物,含有離子鍵和非極性鍵;CO2為共價化合物,不含有離子鍵;C2H4為共價化合物,不含有離子鍵,則既含有離子鍵,又含有非極性鍵的是Na2O2,其電子式為
Na+]2-Na+,過氧根離子中O原子間以原子軌道“頭碰頭”的重疊形式形成σ鍵;化合物分子中的鍵角是180°的是CO2,結構式為OCO。
(3)C2H4為結構對稱的非極性分子,分子中含有4個C—H σ鍵,1個碳碳雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵。(共45張PPT)
第1課時　共價鍵的極性
目 標 素 養
1.知道共價鍵可分為極性共價鍵和非極性共價鍵,分子可分為極性分子和非極性分子;知道分子極性與分子中鍵的極性、分子的空間結構密切相關。
2.能說明分子間作用力(范德華力、氫鍵)對物質熔、沸點等性質的影響,能列舉含有氫鍵的物質及其性質特點。形成宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養。
3.結合實例認識分子的手性對其性質的影響。
知 識 概 覽
1.鍵的極性和分子的極性。
(1)鍵的極性。
(2)極性分子和非極性分子。
(3)鍵的極性與分子極性之間的關系。
①只含非極性鍵的分子一定是　非極性　分子。
②含極性鍵的分子,如果分子中各個鍵的極性的向量和等于零,則為　非極性　分子,否則為　極性　分子。
③極性分子中一定含有極性鍵,非極性分子中不一定含有非極性鍵。
微解讀極性分子中一定含有極性鍵,非極性分子中不一定含有非極性鍵,如CO2、CH4等。
微思考單質分子中的共價鍵一定是非極性鍵嗎 單質分子一定是非極性分子嗎
提示:不一定。大多數單質分子中的共價鍵是非極性鍵,大多數單質分子是非極性分子,但有少數例外,如O3分子中的共價鍵是極性鍵,其中心氧原子呈正電性,兩端的氧原子呈負電性,整個分子正、負電性不重合,O3分子是極性分子。
微訓練1(1)PH3分子與NH3分子的空間結構相似,P—H為　　　　　(填“極性”或“非極性”)共價鍵,PH3分子為　　　　　(填“極性”或“非極性”)分子。
(2)與NH3相比,PH3的熱穩定性更　　　　。
答案:(1)極性　極性　(2)弱
2.鍵的極性對化學性質的影響。
(1)鍵的極性對物質的化學性質有重要的影響。例如羧酸羧基中的羥基極性　越大　,酸性越強;極性　越小　,酸性越弱。
(2)烴基是　推電子　基團,烴基越　長　推電子效應越　大　,使羧基中的羥基極性越　小　,羧酸的酸性越　弱　,所以甲酸、乙酸、丙酸隨著烴基加長,酸性逐漸減弱。
微訓練2 鍵的極性對物質的性質有重要影響,例如,羥基與鹵素原子等吸電子基團相連會使羥基H的活性增強,與烴基等推電子基團相連會使羥基H的活性減弱(烴基越長影響越大)。據此判斷下列酸中酸性最強的是(　　)。
A.CH3COOH
B.CH3CH2COOH
C.ClCH2COOH
D.FCH2COOH
答案:D
解析:羥基與鹵素原子等吸電子基團相連會使羥基H的活性增強,由于F、Cl的吸電子能力使相連的羥基上的H原子的活性增強,酸性增強,故FCH2COOH、ClCH2COOH的酸性較強,F的電負性比Cl的大,吸電子能力更強,故酸性: FCH2COOH>ClCH2COOH;羥基與烴基等推電子基團相連會使羥基H的活性減弱(烴基越長影響越大),酸性減弱,故CH3COOH、CH3CH2COOH的酸性較弱,—CH2CH3的推電子能力比—CH3的強,羥基上的H原子的活性減弱,故酸性: CH3COOH>CH3CH2COOH,四種酸的酸性強弱排列為FCH2COOH>ClCH2COOH>CH3COOH>CH3CH2COOH,故酸性最強的是FCH2COOH。
問題探究
用酸式滴定管分別盛裝A和B兩種純液體,打開活塞,讓A和B呈線狀慢慢流下。將摩擦帶電的玻璃棒分別接近A和B純液體流,現象如圖所示。根據實驗現象分析A、B兩種分子是極性分子還是非極性分子,并簡要說明判斷依據。
提示:A分子為非極性分子,B分子為極性分子。當帶靜電的玻璃棒靠近A純液體流時,液體流不偏轉,說明A純液體流不受玻璃棒所帶電荷的影響,A分子為非極性分子;當帶靜電的玻璃棒靠近B純液體流時,液體流發生偏轉,說明B純液體流與玻璃棒之間有電性作用,因此B中存在呈正電性的部分和呈負電性的部分,B分子為極性分子。
歸納總結
1.判斷分子極性的一般思路。
2.分子極性的判斷方法。
(1)只含有非極性鍵的雙原子分子或多原子分子是非極性分子,如O2、H2、P4、C60。
(2)含有極性鍵的雙原子分子都是極性分子,如HCl、HF、HBr。
(3)含有極性鍵的多原子分子,空間結構對稱的是非極性分子;空間結構不對稱的是極性分子。
(4)判斷ABn型分子極性的經驗規律:
①若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數,則為非極性分子;若不等于該元素所在的主族序數,則為極性分子。
②若中心原子有孤電子對,則為極性分子;若無孤電子對,則為非極性分子。
如CS2、BF3、SO3、CH4、PCl5為非極性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3為極性分子。
典例剖析
【例1】 已知下列分子:①BF3,②CCl4,③NH3,④H2O,⑤C2H4,⑥CS2。其中只含極性鍵的非極性分子有(　　)。
A.①②⑥ B.①②⑤
C.②④⑤ D.①③④
答案:A
解析:①BF3中含有極性鍵,空間結構為平面三角形,為非極性分子;②CCl4中含有極性鍵,空間結構為正四面體形,為非極性分子;③NH3中含有極性鍵,空間結構為三角錐形,為極性分子;④H2O中含有極性鍵,空間結構為V形,為極性分子;⑤C2H4中含有極性鍵C—H和非極性鍵C=C,平面形分子,為非極性分子;⑥CS2中含有極性鍵,空間結構為直線形,為非極性分子。
規律總結
分子的極性與鍵的極性和分子空間結構的關系:

學以致用
1.在極性分子中,正電中心同負電中心間的距離稱為偶極長,通常用d表示。極性分子的極性強弱同偶極長和正(或負) 電中心的電量(q)有關,一般用偶極矩(μ)來衡量。分子的偶極矩定義為偶極長和偶極上一端電荷電量的乘積,即μ=d·q。下列四組分子中,所有分子都符合μ=0的是(　　)。
A.HCl、CS2、H2S、SO2 B.BF3、CCl4、BeCl2、CO2
C.N2、NH3、H2O、CCl4 D.CH4、SO3、NH3、H2O
答案:B
解析:HCl是極性鍵形成的雙原子極性分子,μ>0;H2S、SO2都是V形分子,均為極性分子,μ>0;CS2是直線形分子,為非極性分子,其偶極矩為0, A項不符合題意。BF3為平面三角形分子, CCl4為正四面體形分子,BeCl2、CO2均為直線形分子,B項所涉及分子的空間結構均對稱,均為非極性分子,所有分子都符合μ=0, B項符合題意。N2和CCl4均為非極性分子,μ=0;NH3分子為三角錐形,水分子為V形,NH3、H2O都屬于極性分子,μ>0, C項不符合題意。 CH4為正四面體形分子,SO3為平面三角形分子,兩者均為非極性分子,μ=0;NH3和水都屬于極性分子, μ>0, D項不符合題意。
問題探究
常溫下苯酚在水中的溶解度不大,20 ℃時100 g水可溶解9.2 g苯酚。取2 mL苯酚濁液于試管中,向其中逐滴加入氫氧化鈉溶液,濁液變澄清。再逐滴加入鹽酸,溶液又變渾濁。
請從化學鍵角度解釋濁液變澄清的原因。
提示:苯酚分子中苯基是吸電子基,使O—H的極性變強,能電離出H+,表現弱酸性,所以苯酚能和氫氧化鈉反應,生成易溶于水的苯酚鈉,濁液變澄清。
歸納總結
1.由于不同元素電負性的差異,成鍵原子的共用電子對會發生偏移。偏移程度越大,共價鍵極性越強。
2.鍵的極性與乙醇的性質。
典例剖析
【例2】 現有4種有機弱酸,其酸性的強弱為
下列說法中不正確的是(　　)。
A.與羧基相連的基團推電子效應越大,羧酸的酸性越弱
B.等濃度的4種酸溶液中水電離出的c水(H+):
D.由題中信息可推知酸性:CCl3COOH>CH2ClCOOH
答案:C
規律總結 羧基的酸性強弱與分子組成和結構的關系。 (1)含鹵素原子的一元羧酸的酸性 ①含相同個數的不同鹵素原子的羧酸,鹵素原子的電負性數值越大,羧酸的酸性越強。 ②含不同數目的同種鹵素原子的羧酸,鹵素原子的數目越多,羧酸的酸性越強。 (2)只含烴基的一元羧酸的酸性
隨著烴基加長,酸性的差異越來越小。
(3)只含烴基的多元羧酸的酸性 烴基所含碳原子數越少,羧基個數越多,酸性越強。
學以致用
2.CH3COOH是一種弱酸,而氯乙酸ClCH2COOH的酸性強于CH3COOH,這是因為—Cl是一種強吸電子基團,能使羥基中O—H的極性增強,更易斷裂。有的基團屬于推電子基團,能使羥基中O—H的極性減弱,難以斷裂。依據上述規律填空:
(1)HCOOH顯酸性,而H2O顯中性,這是由于HCOOH分子中存在　　(填“吸”或“推”)電子基團,這種基團是　　　　。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,這是由于CH3COOH分子中存在　　　(填“吸”或“推”)電子基團,這種基團是　　　。
(3)—C6H5屬于吸電子基團,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性　　　　(填“強”或“弱”)。
(4)在CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH四種酸中,酸性最強的是　　　　　　　。
答案:(1)吸　醛基 (2)推　甲基
(3)強 (4)CF3COOH
解析:(1)HCOOH顯酸性,H2O呈中性,說明甲酸中存在強吸電子基團,能使—OH上的H原子活潑性增強而使該物質的酸性強于水的,甲酸中含有醛基,醛基屬于強吸電子基團。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH的,說明乙酸分子存在推電子基團,能減弱—OH上H原子的活性而使該物質的酸性減弱,乙酸中含有—CH3,所以—CH3屬于推電子基團,導致乙酸的酸性弱于甲酸的。
(3)—C6H屬于吸電子基團,—CH3屬于推電子基團, C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性強。
(4)吸電子的能力—F>—Cl>—H,酸性最強的是CF3COOH。
1.下列化學鍵中,鍵的極性最強的是(　　)。
A.H—F B.H—O
C.H—N D.H—C
答案:A
解析:F、O、N、C這四種元素中C的電負性最小,F的電負性最大,所以H—F的極性最強。
2.判斷XY2型分子是極性分子的主要依據是(　　)。
A.分子中存在極性鍵
B.分子中存在離子鍵
C.直線形結構,兩個X—Y的夾角為180°
D.非直線形結構,兩個X—Y的夾角小于180°
答案:D
解析:存在極性鍵的分子也可能是非極性分子,如O=C=O, A項錯誤。XY2型分子是極性分子,說明其為共價化合物,則一定不含離子鍵, B項錯誤。如果XY2型分子為直線形結構,兩個X—Y的夾角為180°,則該分子的正電中心和負電中心重合,為非極性分子,如CS2等, C項錯誤。如果XY2型分子為非直線形結構,兩個X—Y的夾角小于180°,為V形結構,正電中心和負電中心不重合,為極性分子, D項正確。
3.(2023山東卷)下列分子屬于極性分子的是(　　)。
A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4
答案:B
解析:CS2與CO2分子的空間結構一樣,為直線形,且二者正電中心和負電中心重合,故屬于非極性分子,A項不符合題意;NF3與NH3結構類似,其空間結構為三角錐形,屬于極性分子,B項符合題意;SO3分子中,中心S原子采取sp2雜化,SO3分子的空間結構為平面三角形,屬于非極性分子,C項不符合題意;SiF4分子的空間結構為正四面體形,屬于非極性分子,D項不符合題意。
4.磷化氫(PH3)在常溫下是一種無色、有大蒜氣味的氣體,是電石氣中常含有的雜質。它的分子結構與NH3分子結構相似。以下關于PH3的敘述中正確的是(　　)。
A.PH3是非極性分子
B.PH3分子中有未成鍵的電子對
C.PH3是一種強氧化劑
D.PH3分子中的P—H是非極性鍵
答案:B
解析:PH3與NH3分子的空間結構相似,P原子上有一個孤電子對。P—H是不同種原子間形成的共價鍵,屬于極性鍵。根據PH3分子的空間結構可知該分子的正電中心和負電中心不重合,故分子有極性。PH3中P呈-3價,具有很強的還原性。
5.羰基硫(COS)的結構與CO2類似,可作糧食熏蒸劑,防治蟲類、真菌對糧食的危害。
(1)已知電負性C(2)羰基硫可用H2S和CO混合加熱制得:CO+H2S COS+H2。反應中的四種物質,屬于極性分子的是　　　　　　　。
(3)從結構上看,乙硫醇(CH3CH2SH)可看作乙醇分子中氧原子被硫原子取代得到的有機物,其分子中S—H的極性______ (填“>”“=”或“<”)CH3CH2OH分子中O—H的極性。
答案:(1)C=O　(2)CO、H2S、COS　(3)<
解析:(1)根據電負性C(2)CO是不同種元素的原子形成的雙原子分子,屬于極性分子;H2S是V形分子,屬于極性分子;C=O與C=S鍵長不同,鍵的極性也不同,COS為極性分子。
(3)S的電負性比O小,對鍵合電子的吸引力小,共用電子對的偏移減小,S—H極性減小,所以乙硫醇分子中S—H的極性小于CH3CH2OH分子中O—H的極性。
6.白磷可用作化學武器,其單質是四原子分子,空間結構示意圖如圖Ⅰ所示。六氧化四磷(P4O6)和十氧化四磷(P4O10)都是磷的氧化物。
(1)下列說法正確的是　　　(填序號)。
①白磷分子中的化學鍵是非極性鍵　②白磷分子中的化學鍵是σ鍵　③白磷分子是非極性分子　④白磷分子中的鍵角是109°28' °
(2)圖Ⅱ是一種磷的氧化物分子的空間結構示意圖,它的分子式是　　　　　;該分子　　　(填“有”或“無”)極性,主要原因是　　　　　　　　　　(從分子極性的角度進行說明)。
答案:(1)①②③
(2)P4O10　無　該分子的空間結構對稱,正、負電中心重合
解析:(1)由題意可知白磷分子中的4個磷原子應位于四面體的四個頂角,形成正四面體結構;磷原子之間形成單鍵,為σ鍵,也是非極性鍵;正四面體為對稱結構,故白磷分子為非極性分子;每個面均為正三角形,鍵角為60°。
(2)由圖可知白球均形成兩條鍵,灰球均形成五條鍵,故白球為氧原子,有10個,灰球為磷原子,有4個,故分子式為P4O10。由于該分子呈對稱結構,故無極性。

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