第三节 分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性
基础过关练
题组一 键的极性
1.下列共价键中,属于非极性键的是( )
A.C—H B.C—Cl C. D.
2.下列物质中,既含有极性键又含有非极性键的是( )
A.CO B.CH C.C H D.NH Cl
2 4 2 4 4
3.下列化学键中,键的极性最强的是( )
A.H—F B.H—O C.H—N D.H—C
4.下列叙述正确的是( )
A.离子化合物中不可能存在非极性键
B.非极性分子中不可能既含有极性键又含有非极性键
C.非极性分子中一定含有非极性键
D.不同非金属元素的原子之间形成的化学键都是极性键
5.很多护肤品中含有保湿的甘油(丙三醇),已知其结构简式为CH OHCHOHCH OH。以下对甘油的叙
2 2
述正确的是( )
A.分子中只含有极性键
B.分子中只含有非极性键
C.分子中既含有σ键又含有π键
D.分子中既含有极性键又含有非极性键
6.下列各组分子中的共价键按极性由强至弱排序的是( )
A.HF、H O、NH 、CH B.CH 、NH 、H O、HF
2 3 4 4 3 2
C.H O、HF、CH 、NH D.HF、H O、CH 、NH
2 4 3 2 4 3
7.下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.SO 、H O、NH B.CH 、C H 、
2 2 3 4 2 4C.N 、Cl 、O D.H O 、CO、PCl
2 2 3 2 2 3
8.苯、乙烯、乙炔是常见的有机物分子,下列关于它们的说法不正确的是( )
A.都含有π键和σ键
B.都含有极性键和非极性键
C.三种分子中C原子的杂化方式共两种
D.都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
题组二 分子的极性
9.(2020江苏徐州一中高二月考)已知带静电的有机玻璃棒靠近纯水的细流,细流的方向会发生偏转,则
用带静电的有机玻璃棒靠近下列物质的细流时,细流的方向也发生偏转的是( )
A.苯 B.二硫化碳
C.过氧化氢 D.四氯化碳
10.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无关
11.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是( )
深度解析
A.CH 和H O B.CO 和HCl
4 2 2
C.NH 和H S D.HCN和BF
3 2 3
12.下列叙述正确的是( )
A.NH 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
3
B.CCl 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
4
C.H O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
2
D.CO 是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
2
13.已知N、P都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。NH 分子呈三角锥
3
形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H键间的夹角是107°。
(1)N 分子的空间结构为 ,它是一种 (填“极性”或“非极性”)分子。
4(2)PH 分子与NH 分子的空间结构 (填“相同”“相似”或“不相似”),P—H键
3 3
(填“有”或“无”)极性,PH 分子 (填“是”或“不是”)极性分子。
3
(3)常温下,NCl 是一种淡黄色油状液体。下列对NCl 的有关描述不正确的是 (填字母)。
3 3
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
题组三 键的极性对化学性质的影响
14.(原创)下列物质中,酸性最强的是( )
A.HCOOH B.HOCOOH
C.CH COOH D.C H COOH
3 6 13
15.(原创)下列物质中,酸性最强的是( )
A.CH ClCOOH B.CH FCOOH
2 2
C.CHF COOH D.CHBr COOH
2 2
能力提升练
题组一 键的极性和分子的极性的综合应用
1.(2020山东枣庄三中高二月考, )下列分子中中心原子采取sp2杂化且为非极性分子的是( )
A.CS B.H S C.SO D.SO
2 2 2 3
2.(双选)(2020山东济宁高二期末, )下列关于粒子的描述不正确的是( )
A.H S和NH 均是价电子总数为8的极性分子,且H S分子的键角较大
2 3 2
B.HS-和HCl均是含一个极性键的18电子微粒
C.CH Cl 和CCl 均是四面体形的非极性分子
2 2 4
D.1 mol D 16O中含中子、质子、电子的数目均为10N (N 代表阿伏加德罗常数的值)
2 A A
3.( )研究表明:H O 具有立体结构,两个氢原子像在一本半展开的书的两页纸上,两页纸面的夹角为
2 2
93°51',氧原子在书的夹缝上,O—H键与O—O键之间的夹角为96°52'。下列说法不正确的是( )A.H O 分子中既含极性键,又含非极性键
2 2
B.H O 为极性分子
2 2
C.H O 分子中的两个O原子均是sp3杂化
2 2
D.H O 分子中既有σ键,又有π键
2 2
4.( )下列叙述不正确的是( )
A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越强,稳定性也越强
B.以极性键结合的分子,不一定是极性分子
C.判断A B或AB 型分子是极性分子的依据:具有极性键且分子空间结构不对称,键角小于180°,为非
2 2
直线形结构
D.非极性分子中,各原子间都应以非极性键结合
5.( )甲醛分子式为CH O,有强烈刺激性气味,甲醛在常温下是气态,已被世界卫生组织确定为致癌和
2
致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A.C原子采取sp3杂化,O原子采取sp杂化
B.甲醛分子中中心原子价层电子对数为4,含有一对孤电子对,是三角锥形结构
C.一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D.甲醛分子为非极性分子
6.( )使用微波炉加热,具有使受热物质均匀受热、表里一致、速度快、热效率高等优点。微波炉工
作原理是通电后炉内的微波场以几亿赫兹的高频改变外电场的方向,水分子因而能迅速摆动,产生热
效应。水分子能迅速摆动是因为( )
A.水分子中具有极性共价键
B.水分子是极性分子
C.水由氢、氧两种元素组成
D.水分子中有共用电子对
7.( )已知运送卫星的火箭所需燃料除液态H O 外,还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢
2 2
元素的质量分数为12.5%,相对分子质量为32,结构分析发现该化合物分子中只有单键。
(1)该氮氢化合物的电子式为 ,其中N原子采取 杂化,该分子是 (填“极性”
或“非极性”)分子。(2)若该物质与液态H O 反应,产生两种无毒又不污染环境的物质,在该反应的反应物和生成物中既含
2 2
有极性键又含有非极性键的是 (填化学式,下同),只含有非极性键的是 ,只含有
极性键的是 。
(3)已知NH 分子中的N原子有一对孤电子对,能发生反应:NH +HCl NH Cl。试写出将上述液态
3 3 4
氮氢化合物加入足量盐酸中时,发生反应的化学方程式:
。
题组二 键的极性对物质性质的影响
8.(双选)(原创, )新兴大脑营养学研究表明:大脑的发育和生长与不饱和脂肪酸有密切的联系,从深海
鱼油中提取的被称作“脑黄金”的DHA(C H COOH)就是一种不饱和度很高的脂肪酸。下列说法正
21 31
确的是( )
DHA的结构简式
A.酸性:C H COOH<CH COOH
21 31 3
B.DHA中含有的元素电负性最大的是碳元素
C.DHA中碳原子存在两种杂化形式
D.DHA中所有原子共面
9.( )CH COOH是一种弱酸,而氯乙酸ClCH COOH的酸性强于CH COOH,这是因为—Cl是一种强
3 2 3
吸电子基团,能使—OH上的H原子具有更大的活泼性。有的基团属于斥电子基团,能减弱—OH上H
原子的活泼性。试依据上述规律填空:
(1)HCOOH显酸性,而H O显中性,这是由于HCOOH分子中存在 (填“吸”或“斥”)电子基
2
团,这种基团是 。
(2)CH COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH COOH分子中存在 (填“吸”或“斥”)电
3 3
子基团,这种基团是 。
(3)—C H 也属于吸电子基团,故C H COOH的酸性比CH COOH的酸性 (填“强”或“弱”)。
6 5 6 5 3
(4)下列酸中:CF COOH、CCl COOH、CHCl COOH、CH ClCOOH,酸性最强的是 。
3 3 2 2
答案全解全析基础过关练
1.D 2.C 3.A 4.D 5.D 6.A 7.B 8.D
9.C 10.C 11.C 12.C 14.A 15.C
1.D 键是由同种非金属元素原子间形成的非极性共价键,D正确。
2.C CO 、CH 中只含有极性键;C H 中含有极性键和非极性键;NH Cl中含有极性键和离子键。
2 4 2 4 4
3.A 一般,同周期元素随着核电荷数的增加,电负性逐渐增大,F、O、N、C这四种元素中C的电负性
最小,F的电负性最大,所以H—F键的极性最强。
4.D 过氧化钠的电子式为Na+[·· ·· ·· ·· ··]2-Na+,其中含有非极性键,A项错误; 、
O O
·· ··
均为非极性分子,分子中C—H键为极性键, 键和 键均为非极性键,B项错误;CO 、BF 、
2 3
CCl 等都是由极性键形成的非极性分子,C项错误;不同非金属元素原子形成的共用电子对发生偏移,
4
形成极性键,D项正确。
5.D 在甘油分子中,碳原子与碳原子、碳原子与氧原子、碳原子与氢原子、氧原子与氢原子之间都
是共价单键,故分子中只含有σ键,C项错误;分子中既含有极性键(C—H键、O—H键、C—O键)又含
有非极性键(C—C键),因此A、B项错误,D项正确。
6.A 共价键极性的比较,主要看成键的两个原子吸引电子能力的差别,差别越大,则共用电子对偏移程
度越大,键的极性越强。F、O、N、C四种元素的非金属性依次减弱,则它们吸引电子的能力也依次减
弱,形成的氢化物中键的极性也依次减弱。
7.B SO 、H O、NH 三种分子都是含有极性键的极性分子,A错误。CH 中碳氢键为极性键,分子为
2 2 3 4
正四面体结构,是非极性分子;C H 是平面结构,是非极性分子; 是平面正六边形结构,是非极性分
2 4
子,B正确。N 、Cl 、O 都含非极性键,C错误。H O 、CO、PCl 都是极性分子,D错误。
2 2 3 2 2 3
8.D 三种烃分子中都含有碳氢单键,因此都含有σ键,苯分子中含有大π键,乙烯分子中含有碳碳双键,
乙炔分子中含有碳碳三键,因此都含有π键,A正确;碳氢单键是极性键,碳原子之间形成的是非极性键,
即都含有极性键和非极性键,B正确;苯和乙烯均是平面形结构,碳原子是sp2杂化,乙炔是直线形结构,碳原子是sp杂化,因此三种分子中C原子的杂化方式共两种,C正确;乙烯和乙炔都能使溴水和酸性高
锰酸钾溶液褪色,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误。
9.C 苯的空间结构对称,为非极性分子,电荷分布均匀,用带静电的有机玻璃棒靠近苯的细流时,细流的
方向不发生偏转,故A错误;二硫化碳的空间结构对称,为非极性分子,电荷分布均匀,用带静电的有机玻
璃棒靠近二硫化碳的细流时,细流的方向不发生偏转,故B错误;H O 的空间结构不对称,为极性分子,
2 2
电荷分布不均匀,用带静电的有机玻璃棒靠近过氧化氢的细流时,细流的方向会发生偏转,故C正确;四
氯化碳分子的空间结构对称,为非极性分子,电荷分布均匀,用带静电的有机玻璃棒靠近四氯化碳的细
流时,细流的方向不发生偏转,故D错误。
10.C 含有非极性键的分子如果空间结构不对称,正电中心与负电中心不重合,则为极性分子,如H O ;
2 2
由极性键形成的分子,如果正电中心与负电中心重合,则为非极性分子,如CH ;分子的极性除与键的极
4
性有关外,还与分子的空间结构有关。
11.C 极性键是存在于不同元素原子之间的共价键;极性分子是分子的正电中心和负电中心不重合的
分子。NH 是呈三角锥形的极性分子;CO 是呈直线形的非极性分子;H O、H S都是呈V形的极性分
3 2 2 2
子;HCl、HCN都是呈直线形的极性分子;CH 是呈正四面体形的非极性分子;BF 是呈平面三角形的非
4 3
极性分子。
归纳总结 (1)键的极性取决于成键原子的种类。
(2)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。如CH 是非极性分子,但只含有极
4
性键。
(3)含有非极性键的分子不一定为非极性分子,如H O 是含有极性键、非极性键的极性分子。
2 2
12.C NH 是三角锥形结构,A错误;CCl 是正四面体结构,B错误;H O是V形结构,C正确;CO 是C原
3 4 2 2
子在2个O原子中间的直线形分子,D错误。
13.答案 (1)非极性 (2)相似 有 是 (3)a
解析 (1)N 分子是正四面体结构,是非极性分子。
4
(2)NH 分子与PH 分子空间结构相似,P—H键为不同元素原子之间形成的共价键,为极性键;PH 分子
3 3 3
的空间结构为三角锥形,正电中心与负电中心不重合,为极性分子。
(3)NCl
中N原子的价层电子对数为3+5-3×1=4,孤电子对数为1,该分子为三角锥形,a错误;N、Cl之
3
2
间形成的键为极性键,b正确;NCl 分子中正电中心与负电中心不重合,故该分子为极性分子,c正确。
314.A 推电子效应—C H >—CH >—H,HOCOOH是碳酸,故酸性
6 13 3
HCOOH>CH COOH>HOCOOH>C H COOH。
3 6 13
15.C 电负性F>Cl>Br,则酸性最强的是CHF COOH,答案为C。
2
能力提升练
1.D 2.AC 3.D 4.D 5.C 6.B 8.AC
1.D 根据价层电子对互斥模型可知,CS 分子中碳原子含有的孤电子对数=4-2×2=0,因此二硫化碳是
2
2
直线形结构,属于非极性分子,碳原子是sp杂化,A不正确;H S分子中S原子含有的孤电子对数=6-2×1
2
2
=2,因此H S是V形结构,属于极性分子,S原子是sp3杂化,B不正确;SO 分子中S原子含有的孤电子对
2 2
数=6-2×2=1,因此SO 是V形结构,属于极性分子,S原子是sp2杂化,C不正确;三氧化硫分子中S原子
2
2
含有的孤电子对数=6-3×2=0,因此SO 是平面三角形结构,属于非极性分子,S原子是sp2杂化,D正确。
3
2
2.AC H S和NH 均是价电子总数为8的极性分子,NH 的键角约为107°,而H S的键角比H O的小,
2 3 3 2 2
接近90°,故H S分子的键角较小,A错误;HS-和HCl均是含一个极性键的18电子微粒,B正确;CH Cl
2 2 2
和CCl 均是四面体形,前者是极性分子,后者是非极性分子,C错误;1个D 16O分子含10个质子、10个
4 2
中子、10个电子,则1 mol D 16O中含中子、质子、电子的物质的量均为10 mol,数目为10N ,D正确。
2 A
3.D A项,1个H O 分子中存在2个O—H极性键和1个O—O非极性键,正确;B项,根据H O 的立体
2 2 2 2
结构知,H O 分子中正电中心和负电中心不重合,H O 为极性分子,正确;C项,H O 中两个O原子都分
2 2 2 2 2 2
别形成1个氢氧σ键和1个氧氧σ键,每个O原子上还有两对孤电子对,两个O原子均为sp3杂化,正
确;D项,H O 分子中只有单键,所以只有σ键,没有π键,错误。
2 2
4.D 非极性分子中,各原子间不一定以非极性键结合,如CO 中含极性键,D错误。
2
5.C 一个甲醛分子中含有两个碳氢键,一个碳氧双键,C原子采取sp2杂化,氧原子形成一个碳氧双键,
含有2对孤电子对,O原子采取sp2杂化,A错误;甲醛分子中中心原子价层电子对数为3,不含孤电子对,
是平面三角形结构,B错误;一个甲醛分子中含有两个碳氢键、一个碳氧双键,双键含有一个σ键和一个π键,所以共含有3个σ键和1个π键,C正确;甲醛分子为平面三角形结构,碳原子位于三角形内部,
空间结构不对称,所以为极性分子,D错误。
6.B 根据微波炉的工作原理可知,水分子之所以能迅速摆动是因为水分子是极性分子,故选B。
H H
7.答案 (1)H··········H sp3 极性
N N
·· ··
(2)N H 和H O N H O
2 4 2 2 2 2
(3)N H +2HCl N H Cl
2 4 2 6 2
解析 (1)由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数可知其分子式为N H ,分子中的键全部是单
2 4
键,它的结构可看作是NH 分子中的一个H原子被—NH 取代后所得,故N原子的杂化方式与NH 分
3 2 3
子中的N原子杂化方式相同,是sp3杂化,该分子为极性分子。(2)N H 与H O 反应后得到N 和H O,两
2 4 2 2 2 2
种反应物中都含有极性键和非极性键,在生成物H O中只含有极性键,N 中只含有非极性键。(3)因为
2 2
在N H 分子的每个N原子上各有一对孤电子对,故一分子N H 能与两分子HCl反应。
2 4 2 4
8.AC 推电子效应—C H >—CH ,故酸性C H COOH<CH COOH,A项正确;C、H、O三种元素中
21 31 3 21 31 3
O元素的电负性最大,B项错误;DHA中,碳原子存在sp2和sp3两种杂化形式,C项正确;DHA中存在—
CH 结构,故所有原子不可能共面,D项错误。
3
9.答案 (1)吸 —CHO
(2)斥 —CH
3
(3)强
(4)CF COOH
3
解析 (1)HCOOH显酸性,H O呈中性,说明甲酸分子中存在强吸电子基团,能使—OH上的H原子活泼
2
性增强,甲酸中含有醛基,故醛基属于强吸电子基团。(2)CH COOH酸性弱于HCOOH,说明乙酸分子中
3
存在斥电子基团,能减弱—OH上H原子的活泼性而使该物质的酸性减弱,乙酸中含有—CH ,故—CH
3 3
属于斥电子基团,导致乙酸的酸性小于甲酸。(3)由题给信息可知,—C H 属于吸电子基团,—CH 属于
6 5 3
斥电子基团,故C H COOH的酸性比CH COOH的酸性强。(4)—F、—Cl、—H的吸电子的能力由大
6 5 3
到小的顺序为—F>—Cl>—H,故酸性最强的是CF COOH。
3
