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第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·上海市北虹高级中学高二期末）下列各气体在水中溶解度最大的是
A．H B．HCl C．CO D．Cl
2 2 2
【答案】B
【详解】H、CO、Cl 都为非极性分子，水为极性分子，HCl为极性分子，根据相似相溶原理，HCl在水
2 2 2
中溶解度最大，故B符合题意；
综上所述，答案为B。
2．下列叙述中正确的是
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．BCl 与NCl 均为三角锥形结构，均为极性分子
3 3
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
【答案】A
【详解】
A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子，A正确；
B．BCl 为平面三角形结构，为非极性分子，B错误；
3
C．某些共价化合物，如CH、C H 等也是非极性分子，C错误；
4 2 4
D．非极性分子中不一定含有非极性键，如CH、CO 等，D错误；
4 2
故选A。
3．（2022·浙江·高二期末）下列物质的分子中既有σ键又有π键，并含有非极性键的是
①NH ②N ③HO ④HCl ⑤C H ⑥C H
3 2 2 2 4 2 2
A．②⑤⑥ B．①②⑤⑥ C．②③④ D．②④⑥
【答案】A
【详解】①NH 分子中只有N-H键；②N 分子中有氮氮三键，为非极性键，既有σ键又有π键；③HO
3 2 2
分子中只有O-H键；④HCl分子中有H-Cl键；⑤C H 分子中有碳碳双键；为非极性键，既有σ键又有π
2 4
键；⑥C H 分子中有碳碳三键，为非极性键，既有σ键又有π键；所以②⑤⑥分子中既有σ键又有π键；
2 4
并含有非极性键，
故答案选A。
4．（2022·浙江·高二期末）下列说法正确的是
A．s电子的形状为球形 B．单质气体分子均为非极性分子
C．Fe 和Zn位于元素周期表不同区 D．3p2 表示3p能级有两个轨道
【答案】C【详解】A．s电子的电子云形状为球形，A错误；
B．单质气体分子不一定为非极性分子，如臭氧就是以极性共价键结合的极性分子，B错误；
C．Fe 和Zn分别位于元素周期表中的d区、ds区，C正确；
D．3p2 表示3p能级上有两个电子，D错误；
故选C。
5．（2022·宁夏·贺兰县景博中学高二阶段练习）下列叙述正确的是
A． 与 均为10电子粒子，它们互为等电子体
B．Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大
C．HO直线形分子，是非极性分子
2
D．N、O、F的电负性逐渐增大
【答案】D
【详解】A． 与 均为10电子粒子，但原子数分别为5、4，等电子体需满足原子数相等，它们不
互为等电子体，A错误；
B．同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势， Mg的最外层为3s电子全充满的稳定结构，难以失去
电子，第一电离能最大，B错误；
C．HO含有极性键，氧原子含有孤对电子，空间结构不对称，属于极性分子，C错误；
2
D．同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，则N、O、F的电负性逐渐增大，D正确；
故选D。
6．（2021·福建·上杭县才溪中学高二期中）下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是
A．NH 和HS B．CH 和Br C．BF 和CO D．BeCl 和HCl
3 2 4 2 3 2 2
【答案】A
【分析】一般来讲，极性键是指不同的非金属元素原子之间形成的共价键，可以用通式A−B键表示，反之
为非极性键，即A−A键；极性分子是指整个分子的正、负电荷的中心不重合，反之为非极性分子，以此进
行判断。
【详解】A．NH 含有极性键，空间构型为三角锥形，分子中正、负电荷的中心不重合，属于极性键形成
3
的极性分子；HS为V形，分子中正、负电荷的中心不重合，且含有极性键，属于极性键形成的极性分子，
2
满足条件，故A正确；
B．CH 含极性键，空间构型为正四面体形，分子中正、负电荷的中心重合，属于极性键形成的非极性分
4
子；Br 含有非极性键，为非极性键形成的极性分子，不满足条件，故B错误；
2
C．BF 分子中含有极性键，空间构型为平面三角形，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子；
3
CO 中含有极性键，但结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故C错误；
2
D．BeCl 中正、负电荷的中心是重合的，为非极性分子；HCl为极性键形成的极性分子，故D错误；
2
故答案选A。
7．（2022·江苏·泗阳县实验高级中学高二阶段练习）“中国芯”的主要原材料是高纯单晶硅，反应
，可用于纯硅的制备。下列有关说法正确的是A． 为极性分子 B． 的电子式为
C．单晶硅为分子晶体 D． 晶体硅中含有 键
【答案】B
【详解】A． 和CH 的空间构型一样，都是正四面体构型，结构对称，为非极性分子，故A错误；
4
B． 为共价化合物，氢原子和氯原子通过共用一个电子对结合，电子式为 ，故B正确；
C．单晶硅与金刚石的晶体结构相似，为空间立体网状结构，为共价晶体，故C错误；
D．晶体硅中每个Si原子和其它4个Si原子形成共价键，而2个Si原子共用一条键，每个Si原子实际拥
有2条键，所以 晶体硅中含有 键，故D错误；
答案选B。
8．（2022·浙江·高二期末）下列表示不正确的是
A．HCN分子中的极性 B．CO 的空间结构模型
2
C．sp2杂化轨道 D．HO的VSEPR模型
2
【答案】A
【详解】A ．HCN分子中氮的电负性更强，故极性 ，A错误；
B．空间结构模型是用一定大小的球体来表示不同的原子的模型；CO 的空间结构模型为： ，
2
B正确；
C．sp2杂化轨道为平面三角形结构，图示正确，C正确；
D．HO分子中中心O原子价层电子对数为2+ =4，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2对孤电子
2
对，所以HO分子是V形分子，HO的VSEPR模型正确，D正确；
2 2
故选A。
9．（2021·四川省安岳县兴隆中学高二期中）徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如
HO、CO、BF、CHCOOH 等。下列说法正确的是
2 2 2 3 3
A．HO 分子的立体构型为直线形
2 2
B．CO 分子为非极性分子
2
C．BF 分子中 B 原子为 sp3 杂化，分子为三角锥形
3
D．CHCOOH 分子中 C 原子均为 sp2 杂化
3
【答案】B
【详解】A．HO 分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，故A项错误；
2 2
B． CO 分子为直线形分子，分子内正、负电荷中心重合，为非极性分子，故B项正确；
2C． BF 分子中B原子为sp2杂化，分子为平面三角形，故C项错误；
3
D．CHCOOH分子中甲基C原子采取sp杂化，羧基C原子采用sp2杂化，故D项错误；
3
故答案为B。
10．（2022·福建福州·高二期中）下列说法不正确的是
A．某微粒空间构型为V形，则中心原子一定为sp2杂化
B．CHCl 是四面体型的极性分子
2 2
C．某微粒空间构型为三角锥形，则该微粒一定是极性分子
D．中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型可能不是正四面体
【答案】A
【详解】A．若中心原子是sp3杂化，而且含有2个孤电子对，则微粒空间构型为V形，如HO中心原子O
2
原子价层电子对为2+2=4，若为sp2杂化，有一个孤电子对时，微粒空间构型也是V形，故A错误；
B．正四面体构型的对称型分子属于非极性分子，如甲烷，偏四面体性的分子为极性分子，如CHCl、
3
CHCl、CHCl 等，故B正确；
2 2 3
C．微粒中立体构型是三角锥型，说明中心原子A的价电子n=4且含有一个孤电子对，分子结构不对称，
为极性分子，如PH 分子中价层电子对数 ，且含有一个孤电子对，其空间构型是三角
3
锥型，分子结构不对称，为极性分子，故C正确；
D．中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，若中心原子上含有1个孤电子对，则分子构型为三角锥形，含
有2个孤电子对，则分子的构型为V形，所以中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型不一定都
是正四面体，故D正确；
故答案选A。
11．下列各组都是由极性键构成的极性分子的是
A．丙烯和 B． 和 C． 和 D． 和
【答案】C
【详解】A．丙烯中存在碳碳非极性键和碳氢极性键，属于极性分子， 中只存在碳氧极性键，属于非
极性分子，A不选；
B． 中只存在碳氯极性键，属于非极性分子， 中只存在氢硫极性键，属于极性分子，B不选；
C． 中只存在氢氧极性键，属于极性分子， 中只存在氮氢极性键，属于极性分子，C选；
D． 中存在氧氧非极性键和氢氧极性键，属于极性分子， 中只存在碳硫极性键，属于非极性分子，
D不选；
故选：C。
【点睛】以极性键结合的双原子分子一定为极性分子；以极性键结合的多原子分子可能是极性分子，也可
能是非极性分子，若空间结构对称，正、负电荷的重心重合，则为非极性分子，反之则为极性分子。
培优第二阶——拓展培优练12．下列对分子的性质的解释中，正确的是
A．氨气很稳定(很高温度才会部分分解)是因为氨分子中含有大量的氢键所致
B． 和HF均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子
C． 为正八面体结构，该物质可能难溶于苯，易溶于水
D．物质的沸点： ，分子的稳定性
【答案】B
【详解】A．氨分子稳定的原因是氨分子中 键键能大，与氢键无关，A错误；
B． 和 都是极性分子，水也是极性分子，故 和 均易溶于水，B正确；
C． 为正八面体结构，为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知其可能易溶于苯，难溶于水，C错误；
D．HF分子之间存在氢键，HF的沸点最高，D错误；
答案选B。
【点睛】对物质熔、沸点高低判断及分子的稳定性容易混淆，判断物质熔、沸点高低时，首先看分子之间
是否存在氢键，存在氢键的熔、沸点较高；对不存在氢键、结构相似的物质，相对分子质量大的熔、沸点
较高；分子的稳定性与分子内的共价键的牢固程度有关。
13．（2022·湖北孝感·高三阶段练习）科学研究发现蚊子能闻到CO 的气味，这种气味会刺激蚊子眼睛扫
2
描特定的颜色，并朝其靠近，这项研究有助于人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等。下列有关CO 的说法
2
错误的是
A．CO 是直线形分子
2
B．CO 是由极性键形成的非极性分子
2
C．CO 分子中各原子均满足8电子稳定结构
2
D．CO 形成的晶体为共价晶体
2
【答案】D
【详解】A．二氧化硅中C原子为sp杂化，为直线形分子，故A正确；
B．形成于不同种元素间的共价键为极性键，二氧化碳中的碳氧双键为极性键，而二氧化碳是直线形分子，
分子中正负电荷中心重合，故为非极性分子，故B正确；
C．CO 的电子式为 ，各原子均满足8电子稳定结构，故C正确；
2
D．二氧化碳晶体中分子间以分子间作用力结合形成分子晶体，故D错误；
故选：D。
14．（2022·江苏省如东高级中学高三开学考试）反应COCl +4NH=CO(NH )+2NHCl可去除COCl 污染。
2 3 2 2 4 2
下列说法正确的是
A．COCl 是极性分子 B．NH 的电子式为
2 3
C．CO(NH) 含离子键和共价键 D．NH 的空间构型为平面三角形
2 2 3【答案】A
【详解】A．COCl 的结构式如图所示， ，分子的正负电荷中心不重合，是极性分子，A正
2
确；
B．NH 的电子式为 ，B错误；
3
C．CO(NH) 是由共价键形成的共价化合物，不含有离子键，C错误；
2 2
D．NH 中N原子价层电子对数为 ，采取sp3杂化，有一对孤对电子，空间构型为三角锥形，
3
D错误；
答案选A。
15．（2022·山西师范大学实验中学高二阶段练习）仿(CHCl )常因保存不慎而被氧化，产生剧毒物光气
3
(COCl )，反应为2CHCl +O →2HCl+2COCl ，光气的结构式为 ，下列说法正确的是
2 3 2 2
A．使用前可用硝酸银稀溶液检验氯仿是否变质
B．CHCl 分子为含极性键的非极性分子
3
C．1个COCl 分子中含有3个σ键、1个π键，中心碳原子采用sp杂化
2
D．COCl 分子中所有原子不可能共平面
2
【答案】A
【详解】A．若光气变质会有氯化氢生成，氯化氢与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀，氯仿与硝酸银溶液
不反应，则使用前可用硝酸银稀溶液检验氯仿是否变质，故A正确；
B．三氯甲烷的空间构型为结构不对称的四面体形，所以三氯甲烷分子是含有极性键的极性分子，故B错
误；
C．由结构式可知，光气分子中形成双键的碳原子的杂化方式为sp2杂化，故C错误；
D．羰基为平面结构，由结构式可知，光气分子中所有原子共平面，故D错误；
故选A。
16．（2022·浙江省浦江中学高二阶段练习）下列为极性分子的是
A．I B．O C．P D．CH
2 3 4 4
【答案】B
【详解】A．同种元素形成的分子属于非极性分子，I 是非极性分子，故A错误；
2
B．正负电荷中心不重合的属于极性分子，O 是V形结构，故O 属于极性分子，故B正确；
3 3
C．同种元素形成的分子属于非极性分子，P 是非极性分子，故C错误；
4
D．正负电荷中心不重合的属于极性分子，CH 是正四面体形结构，故CH 属于极性分子，故D错误；
4 4
故答案为B。17．（2022·江苏·淮海中学高二期末）下列有关 、 、 的说法正确的是
A． 是非极性分子 B． 的空间构型为平面三角形
C． 和 的键角相同 D． 和 中S杂化方式均为
【答案】D
【详解】A． 的空间构型为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，故A错误；
B． 中S原子的价层电子对数为4，含有一个孤电子对，空间构型为三角锥形，故B错误；
C． 中S原子的价层电子对数为 ，不含孤电子对，空间构型为平面三角形，键角为 ；
中S原子的价层电子对数为 ，含有一个孤电子对，空间构型为三角锥形，键角小于
，因此 和 的键角不相同，故C错误；
D． 中S原子的价层电子对数为3，含有一个孤电子对，采用 杂化， 中S原子的价层电子对数
为 ，不含孤电子对，采用 杂化，故D正确；
故答案选D。
18．（2022·江苏·泗阳县实验高级中学高二阶段练习）尿素[ ]是一种高效化肥，也是一种化
工原料。反应： 可用于尿素的制备。下列有关说法正确的是
A． 分子为极性分子 B． 的沸点低于同族的
C． 分子的比例模型： D．尿素分子中 键和 键的数目之比为6∶1
【答案】C
【详解】A．CO 分子是直线分子，结构对称，为非极性分子，故A错误；
2
B．NH 分子间存在氢键，沸点高于同族的 ，故B错误；
3
C．水分子的空间构型是“V”型，水分子的比例模型是 ，故C正确；
D．尿素分子的结构简式是 ，σ键和π键的数目之比为7:1，故D错误；
故答案选C。
19．（2022·福建·莆田华侨中学高二期中）在下列物质中：①HCl②N ③HO ④NaO ⑤CH
2 2 2 2 2 4
(1)只存在非极性键的分子是_______；只由极性键构成的极性分子是_______(填序号，下同)。
(2)既有非极性键，又有极性键构成的分子是_______。
(3)既有离子键，又有共价键的是_______。(4)既有σ键又有π键的是_______。
【答案】(1) ② ①
(2)③
(3)④
(4)②
【分析】不同非金属元素之间易形成极性键，同种非金属元素之间易形成非极性键，正负电荷中心重合的
分子为非极性分子；共价单键为σ键，共价双键中含有1个σ键、1个π键，共价三键中含有1个σ键、2
个π键，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，据此分析解答。
（1）同种非金属元素之间易形成非极性键，所以只存在非极性键的是氮气；不同非金属元素之间易形成
极性键，正负电荷中心重合的分子为非极性分子，氯化氢是由极性键构成的极性分子，双氧水是由极性键
和非极性键构成的极性分子，甲烷是由极性键构成的非极性分子，故答案为：②；①；
（2）双氧水中H－O原子之间存在极性键，O－O原子之间存在非极性键，故答案为：③。
（3）过氧化钠中钠离子和过氧根离子之间存在离子键，氧原子和氧原子之间存在共价键，故答案为：④；
（4）氮气分子中含有三键，所以既存在σ键又存在π键的分子是氮气，故答案为：②。
20．（2022·内蒙古·赤峰市元宝山区第一中学高二期中）回答下列问题。
(1)在H-S、H-Cl两种共价键中，键的极性较强的是_______，键长较长的是_______。在四种酸①HClO；
4
②HSO ；③HNO；④HClO中，酸性由弱到强的顺序为_______。(用序号表示)
2 4 2
(2)下列气态分子①BeCl ；②BCl ；③CCl ；④HO中，其键角由大到小的顺序为_______。(用序号表示)
2 3 4 2
(3)SO 与CO 在相同条件下两者在水中的溶解度较大的是____(写分子式)，理由是_____。
2 2
【答案】(1) H-Cl H-S ①＞②＞③＞④
(2)①＞②＞③＞④
(3) SO 因为CO 是非极性分子，SO 和HO都是极性分子,根据“相似相溶”原理，SO 在HO中的
2 2 2 2 2 2
溶解度较大
【解析】(1)
元素的电负性越强，与H原子形成的共价键极性越强。同一周期元素原子序数越大，元素的非金属性越强，
其电负性就越强，则S元素的电负性比Cl元素的小，所以共价键的极性：H-Cl＞H-S；
原子半径越大，与相同原子形成的共价键的键长就越长。同一周期元素从左向右原子半径减小，则共价键
的键长：H-S＞H-Cl；
含氧酸分子中含有的非羟基O原子数目越多，则形成的该酸的酸性就越强。①HClO 分子中非羟基O原子
4
数目是3，HClO 为很强酸；②HSO 分子中非羟基O原子数目是2，HSO 为很强酸；③HNO 分子中非
4 2 4 2 4 2
羟基O原子数目是1，HNO 为弱酸；④HClO分子中非羟基O原子数目是0，HClO为弱酸，酸性比HNO
2 2
弱；则四种酸的酸性强弱顺序为：HClO＞HSO ＞HNO＞④HClO，用序号表示为：①＞②＞③＞④；
4 2 4 2
(2)
①BeCl 的空间结构为直线形，键角为180°；②BCl 的空间结构为平面三角形，键角为120°，③CCl 为正
2 3 4
四面体结构键角为109°28′；④HO分子的空间结构为V形，键角为104.5°；所以键角由大到小的顺序为：
2
BeCl ＞BCl ＞CCl ＞HO，用序号表示为：①＞②＞③＞④；
2 3 4 2
(3)SO 和CO 都是由分子构成的物质，SO 分子中的中心S原子的杂化方式为sp2杂化，而CO 分子中的中心
2 2 2 2
C原子杂化方式是sp杂化，故SO 和CO 的空间构型分别为V形和直线形。因此SO 为极性分子，而CO
2 2 2 2
为非极性分子，根据相似相溶原理，相同条件下SO 在水中的溶解度更大。
2
21．（2022·上海·格致中学高二阶段练习）羰基硫(COS)的结构与CO 类似，可作粮食熏蒸剂，防治虫类、
2
真菌对粮食的危害。完成下列填空。
(1)碳的原子结构示意图为_______，硫原子最外层电子排布式是_______，氧原子核外有_______种能量不
同的电子。从结构上看，乙硫醇(CHCHSH)可视为乙醇中氧原子被硫替代而得的一种有机物，其分子中S-
3 2
H的极性_______CHCHOH分子中O-H的极性(填“>”、“=”或“<”)。
3 2
(2)与CO 相同，COS中所有原子最外层也都满足8电子结构，COS属于_______分子(填“极性”或“非极
2
性”)，COS沸点_______CO 沸点(填“>”、“=”或“<”)。
2
(3)羰基硫可用HS和CO混合加热制得，反应方程式如下：CO+HS COS+H 。反应中起被还原的元素
2 2 2
_______，氧化产物是_______。
⇌
【答案】(1) 3s23p4 3 <
(2) 极性 ＞
(3) H COS
【解析】(1)
碳是第6号元素，原子结构示意图为： ，S的最外层有6个电子，最外层电子排布式是：3s23p4，
相同能级中的原子能量相同，氧原子核外电子排布式为：1s22s22p4，能量不同的电子有3种，乙硫醇分子
中S-H的极性小于CHCHOH分子中O-H的极性，因为S的电负性比O小，对键合电子的吸引力小，导
3 2
致共用电子对的偏移减小，键极性减小，故答案为： ；3s23p4；3；<；
(2)
COS的电子式为： ，C为sp杂化，为直线形分子，但由于C=O与C=S键键长不同，空间结构
不对称，为极性分子，COS与CO 均为分子晶体，COS的相对分子质量更大，范德华力更大，熔沸点更高，
2
故答案为：极性；＞；
(3)
C元素化合价从+2→+4，H化合价从+1→0，HS做氧化剂，H元素化合价降低，被还原，CO做还原剂，
2
其对应产物为氧化产物COS，故答案为：H；COS。
22．（2022·北京·人大附中高二期中）按要求回答以下内容。
(1)Cu基态原子的价电子排布式_______ ； 它位于周期表的_______区。
(2)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形； SO 分子中的中心原子杂化方式为_______，
2
SO 的空间结构为_______。(3)近期我国科学家对嫦娥五号月球土壤样品进行了分析，研究表明每吨月壤样品的钛含量是地球土壤平均
含量的6倍多。Ti 在元素周期表的位置_______； 基态Ti原子的电子排布式 _______。
(4)H O 的空间结构示意图如下。
2 2
①下列关于HO 的说法中正确的是_______(填字母)。
2 2
A．分子中有极性键 B．分子中有非极性键
C．氧原子的轨道发生了sp2 杂化 D．分子是非极性分子
②HO 可使酸性KCr O 溶液由橙黄色变为绿色，铬元素被还原为+3价，该反应的离子方程式是_______。
2 2 2 2 7
【答案】(1) 1s22s22p63S23p63d104s1 ds
(2) 哑铃形 sp2 正四面体
(3) [Ar]3d24s2 第四周期第IVB族
(4) AB Cr O + 3H O+8H+=2Cr3++3O ↑+7H O
2 2 2 2 2
【解析】（1）
Cu元素原子核外电子数为29，根据能量最低原理可知，其基态原子的电子排布式为：
1s22s22p63S23p63d104s1，Cu处于周期表中第四周期IB族，属于ds区元素；
（2）
基态S原子电子占据最高能级为3p，电子云轮廓图为哑铃形；SO 分子中的S原子的价层电子对为2+
2
=3，孤电子对为1，杂化方式为sp2；SO 的价层电子对数为4+ =4，杂化方式为sp3，
不含孤电子对，空间构型为正四面体；
（3）
Ti原子序数22，原子核外有22个电子，按照构造原理可知，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2，在
周期表中的位置为第四周期第IVB族；
（4）
①A．H-O为极性键，故A正确；
B．O-O为非极性键，故B正确；
C．由HO 的结构可知，O原子形成1个O-H键、1个O-O键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂
2 2
化方式为sp3，故C错误；
D．过氧化氢中的键的极性不能相互抵消，是极性分子，故D错误；
故选：AB；
②HO 可与酸性KCr O 溶液发生氧化还原反应，铬元素被还原为+3价，氧元素被氧化为氧气，反应的离
2 2 2 2 7
子方程式是：Cr O + 3H O+8H+=2Cr3++3O ↑+7H O。
2 2 2 2 2
