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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
【典例1】下列叙述正确的是( )
A.构成单质分子的微粒一定含有共价键
B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C.非极性键只存在于双原子单质分子里
D.不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键
【典例2】(2021·福建·泉州科技中学高二期中)下列物质中既含有极性键,又含有非极性键的极性分子的是
A.二氧化硫 B.四氯化碳 C.过氧化氢 D.乙炔
【典例3】(2021·山东莒县·高二期中)下列各组分子中,只由极性键构成的非极性分子的一组是
A.C2H4和CO2 B.H2O和HF C.CH4和CS2 D.H2O2和BF3
【典例4】(2021·四川·遂宁中学高二期中)二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构与H2O2相似。常温下,S2Cl2遇水易水解,并产生使品红溶液褪色的无色气体。下列说法不正确的是
A.1 mol S2Cl2分子中含有1 mol非极性共价键和2 mol极性共价键,是非极性分子
B.S2Cl2分子中所有原子最外层都达到了8电子稳定结构
C.S2Br2与S2Cl2结构相似,沸点:S2Br2>S2Cl2
D.S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为
教材知识链接
一.键的极性和分子的极性
1.共价键的极性
极性键
非极性键
定义
由不同原子形成的共价键,电子对发生偏移
电子对不发生偏移的共价键
原子吸引电子能力
不同
相同
共用电子对
共用电子对偏向吸引电子能力强的原子
共用电子对不发生偏移
成键原子电性
显电性
电中性
成键元素
一般是不同种非金属元素
同种非金属元素
举例
Cl—Cl、H—H
2.分子的极性
(1)极性分子与非极性分子
(2)共价键的极性与分子极性的关系
二.键的极性对化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如,羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸,羧基可电离出
H+而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关,如下表所示:
不同羧酸的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
【思考】
1.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸酸性的原因。
提示 由于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。
2.三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性的原因。
提示 由于Cl3C—比Cl2CH—多一个氯原子,使Cl3C—的极性大于Cl2CH—的极性,导致三氯乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子。
3.甲酸的酸性大于乙酸酸性的原因。
提示 烃基(R—)是推电子基团,烃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。
精准变式题
(变式训练1)下列叙述中正确的是( )
A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越大,热稳定性也越强
B.以极性键结合的分子,一定是极性分子
C.判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键
D.非极性分子中,各原子间都应以非极性键结合
(变式训练2)(2022·四川资阳·高二期末)下列物质中,由极性键构成的非极性分子是
A. B. C. D.
(变式训练3)(2022·四川绵阳·高二期末)下列分子属于非极性分子的是
A.H2O B.HCl C.NH3 D.CH4
1.(2021·吉林·通化县综合高级中学高二期末)下列各组分子中,均含有非极性键且属于非极性分子的是
A.Cl2、C2H4 B.C2H4、CH4 C.CO2、H2S D.NH3、HCl
2.(2021·福建·泉州市第六中学高二期中)下列各组物质中,属于由极性键构成的极性分子的是
A.和 B.和 C.和 D.和
3.使用微波炉加热,具有使受热物质均匀,表里一致、速度快、热效率高等优点,其工作原理是通电炉内的微波场以几亿的高频改变电场的方向,水分子因而能迅速摆动,产生热效应,这是因为
A.水分子具有极性共价键
B.水分子中有共用电子对
C.水由氢、氧两元素组成
D.水分子是极性分子
4.(2021·四川达州·高二期末)已知结构如图所示,下列关于的说法正确的是
A.是非极性分子 B.分子只含非极性键
C.沸点: D.S与间的共用电子对偏向于S
5.(2022·江苏泰州·高二期末)氯胺是饮用水消毒剂,包括一氯胺(NH2Cl)、二氯胺(NHCl2)和三氯胺(NCl3),三者中N的化合价均为−3。NH2Cl极易水解,生成一种用于杀菌的强氧化性酸,制备反应为。下列说法正确的是
A.电负性:
B.能形成分子间氢键,也能
C.是极性分子,是非极性分子
D.一氯胺与浓盐酸混合可产生
6.(2021·福建莆田·高二期末)下列推论正确的
A.SiH4的沸点高于CH4,可推测H2S的沸点高于H2O
B.NH为正四面体,可推测出PH也为正四面体结构
C.CO2是直线形的非极性分子,可推测SO2也是直线形的非极性分子
D.NH3极易溶于水,PH3也极易溶于水
7.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是
A.和 B.和 C.和 D.和
8.(2022·山东淄博·高二期末)CH4、NH3和N2H4均可作为燃料电池的燃料。下列说法错误的是
A.CH4、NH3和N2H4中C、N杂化方式均相同
B.CH4和NH3的空间结构分别为正四面体形、三角锥形
C.CH4、NH3和N2H4均为极性分子
D.沸点:N2H4>NH3>CH4
9.(2022·广东电白·高二期末)下列含有极性键的非极性分子是
①CCl4 ②NH3 ③CH4 ④CO2 ⑤N2 ⑥H2S ⑦SO2 ⑧CS2 ⑨H2O ⑩HF
A.②③④⑥⑧ B.①③④⑤⑦ C.①③④⑧ D.以上均不是
10.(2022·辽宁葫芦岛·高二期末)下列说法错误的是
A.两个原子之间最多能形成1个键
B.HF、HCl、HBr、HI的沸点逐渐升高
C.是一种含极性键和非极性键的极性分子
D.气体单质分子中不一定有键和键
11.(2021·吉林·辽源市田家炳高级中学校高二期中)在下列物质中:①HCl②Cl2③H2O2④Na2O2⑤C2H4⑥NaOH⑦Ar⑧HCN
(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,又有极性键构成的非极性分子是_________。
(3)既有离子键,又有共价键的是________。
(4)既有σ键又有π键的是_________。
(5)只存在范德华力的分子_________。
12.已知N、P同属于元素周期表的第ⅤA族元素。呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,间的夹角是107°。
(1)分子的空间结构为,它是一种_______(填“极性”成“非极性”)分子。
(2)分子与分子的结构_______(填“相似”或“不相似”),为_______(填“极性”或“非极性”)键,为_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)是一种淡黄色油状液体,下列对的有关描述不正确的是_______(填标号)。
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
13.双氧水是一种医用消毒杀菌剂,已知分子的结构如图所示:
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,书面角为93°52',而两个键与键的夹角均为96°52′.试回答:
(1)分子的电子式为__________,结构式为__________.
(2分子中存在_________键和___________键,为____________分子.(填“极性”或“非极性”)
(3)难溶于,其原因是___________________________________________.
(4)分子中氧元素的化合价为________价,原因是_______________________________.
14.(2021·吉林长春·高二期中)Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种,Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等,R与Q同族,Y和Z的阴离子与Ar原子的电子结构相同且Y原子序数小于Z。
(1)Q的最高价氧化物,其固态属于________晶体,俗名叫____________。
(2)R的氢化物分子的空间构型是________________,属于_________分子(填“极性”或“非极性”);它与X形成的化合物可作为一种重要的陶瓷材料,其化学式为____________;
(3)X的常见氢化物的空间构型是 ________________,它的另一氢化物X2H4是火箭燃料的成分,其电子式是_______________,X的杂化轨道类型________________。
(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是________和________;Q与Y形成的化合物的电子式为________,属于_________分子(填“极性”或“非极性”)。
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