高中化学2022春人教版 选择性必修2 第二章 第三节 第1课时 共价键的极性（学案+课时练 word版含解析）
文档属性
| 名称 | 高中化学2022春人教版 选择性必修2 第二章 第三节 第1课时 共价键的极性（学案+课时练 word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 641.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-13 15:13:38 | ||
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文档简介
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
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 H—Cl、 Cl—Cl、H—H
2．分子的极性
(1)极性分子与非极性分子
(2)含极性键的双原子分子是极性分子，含非极性键的双原子分子是非极性分子。
(3)判断ABn型分子的极性
①完成下表：
分子 BeCl2 SO2 NH3 BF3 CH4
空间结构 直线形 V形 三角锥形 平面正三角形 正四面体形
正、负电荷中心是否重合 重合 不重合 不重合 重合 重合
分子的极性 非极性分子 极性分子 极性分子 非极性分子 非极性分子
②认真研究“①”中各分子中心元素化合价，寻找中心元素化合价与分子极性的关系。
提示 中心元素呈最高价的ABn型分子为非极性分子，否则为极性分子。
(4)探究判断下列复杂分子是极性分子还是非极性分子。
①P4(白磷) ②CH2==CH2 ③CH≡CH ④C2H5OH ⑤
极性分子：____(填序号，下同)；非极性分子：________。
提示 ④ ①②③⑤
1．键的极性与分子极性有何关系？
提示 ①只含有非极性键的分子一定是非极性分子，如P4。
②含极性键的分子，如果分子结构是空间对称的，则为非极性分子，否则为极性分子。
③注意：含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)；极性分子中不一定只含有极性键(如CH3CH2OH)。
2．臭氧是极性分子还是非极性分子？从结构上如何理解？
提示 O3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，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。
键的极性和分子极性的关系
1．下列能跟氢原子形成最强极性键的原子是( )
A．F B．Cl C．Br D．P
答案 A
解析 成键的两原子的电负性差别越大，极性越大，F的电负性最大，则跟氢原子形成的是最强极性键。
2．下列叙述正确的是( )
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．以极性键结合起来的分子一定是极性分子
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共价键
答案 A
解析 B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子的空间结构对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子；D项错误，非极性分子不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。
3．回答下列问题。
①H2 ②O2 ③HCl ④P4 ⑤C60 ⑥CO2
⑦CH2==CH2 ⑧HCN ⑨H2O ⑩NH3 BF3
CH4 SO3 CH3Cl Ar H2O2
(1)只含非极性键的是________(填序号，下同)；只含极性键的是______，既含极性键又含非极性键的是________。
(2)属于非极性分子的是__________，属于极性分子的是________。
答案 (1)①②④⑤ ③⑥⑧⑨⑩ ⑦
(2)①②④⑤⑥⑦ ③⑧⑨⑩
二、键的极性对化学性质的影响
羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，羧酸的酸性可用pKa(pKa＝－lg Ka)的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。
根据下表，回答有关问题：
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
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．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。
1．CH3CH2OH、H2O分别与钠反应，哪个反应更剧烈？解释原因。
提示 乙醇与钠反应没有水与钠反应剧烈，是由于C的电负性略大于H的电负性，烃基是推电子基团，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，—CF3是吸电子基团，使羧基中羟基的极性更大，更易电离出H＋。
1．下列物质中，酸性最强的是( )
A．HCOOH B．HOCOOH
C．CH3COOH D．C6H13COOH
答案 A
解析 推电子效应：—C6H13＞—CH3＞—H，HOCOOH是碳酸，故酸性：HCOOH＞CH3COOH＞HOCOOH＞C6H13COOH。
2．试比较下列有机酸的酸性强弱。
①CF3COOH ②CCl3COOH ③CHCl2COOH
④CH2ClCOOH ⑤CH3COOH ⑥CH3CH2COOH
答案 ①＞②＞③＞④＞⑤＞⑥
1．键的极性对物质的化学性质有重要影响
由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对会发生偏移，偏移的程度越大，即共价键的极性越强，在反应中越容易断裂。
2．羧基的酸性大小与分子组成和结构的关系
(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性
①含相同个数的不同卤素原子的羧酸，卤素原子的电负性数值越大，酸性越强。
②含不同数目的同种卤素原子的羧酸，卤素原子的数目越多，羧酸的酸性越强。
(2)只含烃基的一元羧酸的酸性
随着烃基加长，酸性的差异越来越小。
(3)只含烃基的多元羧酸的酸性
烃基所含碳原子数越少，羧基个数越多，酸性越强。
1．下列叙述正确的是( )
A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，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
答案 A
解析 卤素的非金属性越强，键的极性越强，A项正确；以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，但以极性键结合形成的多原子分子，也可能是非极性分子，如CO2，B项错误；A2B型如H2O、H2S等，AB2型如CO2、CS2等，判断其是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键及分子的空间结构是否对称，如CO2、CS2为直线形，分子的空间结构对称，为非极性分子；如H2O，有极性键，分子的空间结构不对称，为极性分子，C项错误；多原子分子，其分子的空间结构对称，这样的非极性分子中可能含有极性键，D项错误。
2．下列中心原子采取sp2杂化且为非极性分子的是( )
A．CS2 B．H2S C．SO2 D．SO3
答案 D
3．下列叙述正确的是( )
A．NO、N2O、NO2、NH3都是非极性分子
B．CO2、SO3、BCl3、NF5都是非极性分子
C．H2O、NH3是极性分子，分子中的O—H比N—H的极性弱
D．PCl5、NCl3、SO3、BF3、CCl4都是非极性分子
答案 B
解析 根据ABn型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，若不相等则为极性分子。中心原子N原子价电子数为5，四种化合物中没有一种氮元素的化合价为＋5，故A项错误；中心原子C、S、B、N的化合价等于其价电子数，CO2、SO3、BCl3、NF5均为非极性分子，故B项正确；O的电负性比N的电负性强，对成键电子对的吸引力也强，分子中O—H比N—H的极性强，故C项错误；NCl3分子中N原子化合价与其价电子数不等，故D项错误。
4．①PH3分子的空间结构为三角锥形，②BeCl2分子的空间结构为直线形，③CH4分子的空间结构为正四面体形，④CO2为直线形分子，⑤BF3分子的空间结构为平面三角形，⑥NF3分子结构为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是( )
A．①⑥为极性分子，②③④⑤为非极性分子
B．只有④为非极性分子，其余为极性分子
C．只有②⑤是极性分子，其余为非极性分子
D．只有①③是非极性分子，其余是极性分子
答案 A
5．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：
(1)以非极性键结合的非极性分子是________。
(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是________。
(3)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是________。
(4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________。
(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是____。
(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是________。
答案 (1)N2 (2)CS2 (3)NH3 (4)CH4 (5)H2O (6)HF
解析 不同元素间形成的共价键均为极性键，以极性键形成的分子，正负电荷中心重合的为非极性分子，不重合的为极性分子。
题组一 键的极性与分子的极性
1．下列各组分子中，按共价键极性由强到弱排序正确的是( )
A．HF H2O NH3 CH4
B．CH4 NH3 H2O HF
C．H2O HF CH4 NH3
D．HF H2O CH4 NH3
答案 A
解析 共价键极性的强弱取决于形成共价键的两原子的电负性，其电负性相差越大，形成的共价键极性越强。
2．X、Y为两种不同元素，由它们组成的下列物质的分子中，肯定有极性的是( )
A．XY4 B．XY3 C．XY2 D．XY
答案 D
解析 不同种元素对电子对的吸引能力不同，分子必有极性。
3．下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是( )
A．CH4和Br2 B．NH3和H2O
C．H2S和CCl4 D．CO2和HCl
答案 B
解析 CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子，NH3、H2O、H2S、HCl都是由极性键形成的极性分子。
4．下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是( )
A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥
C．③④⑥ D．④⑥
答案 D
解析 ①MgCl2只有离子键，不存在共价键，故错误；②H2S中含有极性键，空间结构为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，故错误；③白磷为单质，分子中只含有非极性键，属于非极性分子，故错误；④BF3中含有极性键，为平面三角形分子，正负电荷中心重合，为非极性分子，故正确；⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正负电荷的中心不重合，为极性分子，故错误；⑥四氯化碳中含有极性键，空间结构为正四面体形，正负电荷中心重合，为非极性分子，故正确。
题组二 极性分子、非极性分子的判断
5．下列叙述正确的是( )
A．NH3是极性分子，分子中氮原子是在3个氢原子所组成的三角形的中心
B．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正方形的中心
C．H2O是极性分子，分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央
D．CO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央
答案 C
6．下列叙述正确的是( )
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
答案 B
解析 A项，CO2是非极性分子；B项，CH4、CCl4都是正四面体结构，分子中的正负电荷中心重合，且C—H、C—Cl为极性键，故它们都是含有极性键的非极性分子；C项，根据同主族元素性质递变规律可知热稳定性：HF>HCl>HBr>HI；D项，H2O是V形分子。
7．膦(PH3)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。以下关于PH3的叙述正确的是( )
A．PH3分子中有未成键的孤电子对
B．PH3是非极性分子
C．PH3是一种强氧化剂
D．PH3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NH3类似，PH3是极性分子；C项错误，PH3中P处于最低价态，不可能具有强氧化性(＋1价氢的氧化性极弱)；D项错误，由于P和H的电负性明显不同，故P—H是极性键。
8．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．两个原子之间共用两对电子对，形成的化学键一定有极性
答案 C
解析 空间结构不对称的分子为极性分子，如O3分子中只含非极性键，但空间结构不对称，正负电荷中心不重合，是极性分子，故A错误；CO2是非极性分子，但含有的是极性键，故B错误；由极性键形成的双原子分子，分子中正负电荷中心不重合，所以是极性分子，故C正确；两个原子之间共用两对电子对可能是相同原子形成，如C==C，为非极性键，也可能是不同原子形成，如C==O，为极性键，故D错误。
题组三 键的极性对化学性质的影响
9．下列物质中，酸性最强的是( )
A．CH2ClCOOH B．CH2FCOOH
C．CHF2COOH D．CHBr2COOH
答案 C
解析 电负性：F＞Cl＞Br，则酸性最强的是CHF2COOH，故选C。
10．从深海鱼油中提取的被称作“脑黄金”的DHA(C21H31COOH)就是一种不饱和度很高的脂肪酸。下列说法正确的是( )
CH3CH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH2COOH
DHA的结构简式
A．酸性：C21H31COOH＜CH3COOH
B．DHA中含有的元素电负性最大的是碳元素
C．DHA中碳原子存在三种杂化形式
D．DHA中所有原子共面
答案 A
解析 推电子效应：—C21H31＞—CH3，故酸性：C21H31COOH＜CH3COOH，A项正确；C、H、O三种元素中，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项错误；DHA中存在—CH3结构，故所有原子不可能共面，D项错误。
11．有一种AB2C2型分子，在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中，正确的是( )
A．假设为平面四边形，则该分子一定为非极性分子
B．假设为四面体形，则该分子一定为非极性分子
C．假设为平面四边形，则该分子可能为非极性分子
D．假设为四面体形，则该分子可能为非极性分子
答案 C
解析
12．(2020·烟台高二检测)中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs)，能利用太阳光高效分解水，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．H2O2中存在非极性共价键，是非极性分子
B．反应Ⅰ中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
C．非极性分子中一定有非极性键，极性分子中一定有极性键
D．H2O是非极性分子
答案 B
解析 H2O2是极性分子，A错误；反应Ⅰ是H2O生成H2和H2O2，涉及极性键H—O的断裂和非极性键H—H、O—O的形成，B正确；分子的极性与分子内共价键的极性和分子的空间结构密切相关，分子中的正负电荷中心重合的是非极性分子，不重合的是极性分子，如甲烷是极性键形成的非极性分子，故C错误；H2O是极性分子，故D错误。
13．(2020·北京丰台区高二检测)近年来，利用电化学催化方法进行CO2转化的研究引起了世界范围内的高度关注。如图是以Cu作为催化剂时CO2转化为甲酸的反应过程，下列有关说法不正确的是( )
A．过程①说明在催化剂作用下，O—C—O之间形成了一种特殊的化学键
B．过程②和③吸收了能量并形成了O—H和C—H
C．CO2和HCOOH中均只含有极性共价键
D．每1 mol CO2完全转化为甲酸需得到2 mol e－
答案 B
解析 过程①中碳氧双键断裂，O—C—O之间形成了一种特殊的化学键，故A正确；化学键的形成要放出能量，故过程②和③放出了能量并形成了O—H和C—H，故B错误；不同种原子之间形成的共价键为极性共价键，故CO2和HCOOH中均只含有极性共价键，故C正确；二氧化碳转化为甲酸时，碳元素化合价由＋4价变为＋2价，故1 mol CO2完全转化为甲酸需得到2 mol e－，故D正确。
14．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
答案 B
解析 A项，稀有气体单质分子均为单原子分子，没有共价键；B项，NH4Cl为离子化合物；C、D两项，如Na2O2、H2O2等分子中含有非极性键。
15．已知，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题：
(1)PtCl2(NH3)2的结构是____________(填“平面正方形”或“四面体”)。
(2)淡黄色固体物质由________(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)组成，黄绿色固体物质由________组成。
(3)请在以下横线上画出这两种固体分子的几何构型图：淡黄色固体：________，黄绿色固体：________。
答案 (1)平面正方形 (2)非极性分子 极性分子 (3)
解析 (1)由于PtCl2(NH3)2存在两种同分异构体，所以是平面正方形结构。
(3)因为水是极性分子，所以淡黄色固体是非极性分子，黄绿色固体是极性分子，因此几何构型图分别是、。
16．CH3COOH是一种弱酸，而氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性强于CH3COOH，这是因为—Cl是一种强吸电子基团，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；这些作用统称为“诱导效应”。试依据上述规律填空：
(1)HCOOH显酸性，而H2O显中性，这是由于HCOOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是________。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH，这是由于CH3COOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是________。
(3)—C6H5也属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性________(填“强”或“弱”)。
(4)下列酸中：CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH，酸性最强的是________。
答案 (1)吸 —CHO (2)斥 —CH3 (3)强 (4)CF3COOH
解析 (1)HCOOH显酸性，H2O呈中性，说明HCOOH分子中存在强吸电子基团，能使—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—CHO，故属于强吸电子基团。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH，说明CH3COOH分子中存在斥电子基团，能减弱—OH上H原子的活泼性而使该物质的酸性减弱，CH3COOH中含有—CH3，所以—CH3属于斥电子基团。
(3)—C6H5属于吸电子基团，—CH3属于斥电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。
(4)吸电子的能力：—F＞—Cl＞—H，所以酸性最强的是CF3COOH。
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
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 H—Cl、 Cl—Cl、H—H
2．分子的极性
(1)极性分子与非极性分子
(2)含极性键的双原子分子是极性分子，含非极性键的双原子分子是非极性分子。
(3)判断ABn型分子的极性
①完成下表：
分子 BeCl2 SO2 NH3 BF3 CH4
空间结构 直线形 V形 三角锥形 平面正三角形 正四面体形
正、负电荷中心是否重合 重合 不重合 不重合 重合 重合
分子的极性 非极性分子 极性分子 极性分子 非极性分子 非极性分子
②认真研究“①”中各分子中心元素化合价，寻找中心元素化合价与分子极性的关系。
提示 中心元素呈最高价的ABn型分子为非极性分子，否则为极性分子。
(4)探究判断下列复杂分子是极性分子还是非极性分子。
①P4(白磷) ②CH2==CH2 ③CH≡CH ④C2H5OH ⑤
极性分子：____(填序号，下同)；非极性分子：________。
提示 ④ ①②③⑤
1．键的极性与分子极性有何关系？
提示 ①只含有非极性键的分子一定是非极性分子，如P4。
②含极性键的分子，如果分子结构是空间对称的，则为非极性分子，否则为极性分子。
③注意：含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)；极性分子中不一定只含有极性键(如CH3CH2OH)。
2．臭氧是极性分子还是非极性分子？从结构上如何理解？
提示 O3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，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。
键的极性和分子极性的关系
1．下列能跟氢原子形成最强极性键的原子是( )
A．F B．Cl C．Br D．P
答案 A
解析 成键的两原子的电负性差别越大，极性越大，F的电负性最大，则跟氢原子形成的是最强极性键。
2．下列叙述正确的是( )
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．以极性键结合起来的分子一定是极性分子
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共价键
答案 A
解析 B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子的空间结构对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子；D项错误，非极性分子不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。
3．回答下列问题。
①H2 ②O2 ③HCl ④P4 ⑤C60 ⑥CO2
⑦CH2==CH2 ⑧HCN ⑨H2O ⑩NH3 BF3
CH4 SO3 CH3Cl Ar H2O2
(1)只含非极性键的是________(填序号，下同)；只含极性键的是______，既含极性键又含非极性键的是________。
(2)属于非极性分子的是__________，属于极性分子的是________。
答案 (1)①②④⑤ ③⑥⑧⑨⑩ ⑦
(2)①②④⑤⑥⑦ ③⑧⑨⑩
二、键的极性对化学性质的影响
羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，羧酸的酸性可用pKa(pKa＝－lg Ka)的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。
根据下表，回答有关问题：
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
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．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。
1．CH3CH2OH、H2O分别与钠反应，哪个反应更剧烈？解释原因。
提示 乙醇与钠反应没有水与钠反应剧烈，是由于C的电负性略大于H的电负性，烃基是推电子基团，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，—CF3是吸电子基团，使羧基中羟基的极性更大，更易电离出H＋。
1．下列物质中，酸性最强的是( )
A．HCOOH B．HOCOOH
C．CH3COOH D．C6H13COOH
答案 A
解析 推电子效应：—C6H13＞—CH3＞—H，HOCOOH是碳酸，故酸性：HCOOH＞CH3COOH＞HOCOOH＞C6H13COOH。
2．试比较下列有机酸的酸性强弱。
①CF3COOH ②CCl3COOH ③CHCl2COOH
④CH2ClCOOH ⑤CH3COOH ⑥CH3CH2COOH
答案 ①＞②＞③＞④＞⑤＞⑥
1．键的极性对物质的化学性质有重要影响
由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对会发生偏移，偏移的程度越大，即共价键的极性越强，在反应中越容易断裂。
2．羧基的酸性大小与分子组成和结构的关系
(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性
①含相同个数的不同卤素原子的羧酸，卤素原子的电负性数值越大，酸性越强。
②含不同数目的同种卤素原子的羧酸，卤素原子的数目越多，羧酸的酸性越强。
(2)只含烃基的一元羧酸的酸性
随着烃基加长，酸性的差异越来越小。
(3)只含烃基的多元羧酸的酸性
烃基所含碳原子数越少，羧基个数越多，酸性越强。
1．下列叙述正确的是( )
A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，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
答案 A
解析 卤素的非金属性越强，键的极性越强，A项正确；以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，但以极性键结合形成的多原子分子，也可能是非极性分子，如CO2，B项错误；A2B型如H2O、H2S等，AB2型如CO2、CS2等，判断其是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键及分子的空间结构是否对称，如CO2、CS2为直线形，分子的空间结构对称，为非极性分子；如H2O，有极性键，分子的空间结构不对称，为极性分子，C项错误；多原子分子，其分子的空间结构对称，这样的非极性分子中可能含有极性键，D项错误。
2．下列中心原子采取sp2杂化且为非极性分子的是( )
A．CS2 B．H2S C．SO2 D．SO3
答案 D
3．下列叙述正确的是( )
A．NO、N2O、NO2、NH3都是非极性分子
B．CO2、SO3、BCl3、NF5都是非极性分子
C．H2O、NH3是极性分子，分子中的O—H比N—H的极性弱
D．PCl5、NCl3、SO3、BF3、CCl4都是非极性分子
答案 B
解析 根据ABn型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，若不相等则为极性分子。中心原子N原子价电子数为5，四种化合物中没有一种氮元素的化合价为＋5，故A项错误；中心原子C、S、B、N的化合价等于其价电子数，CO2、SO3、BCl3、NF5均为非极性分子，故B项正确；O的电负性比N的电负性强，对成键电子对的吸引力也强，分子中O—H比N—H的极性强，故C项错误；NCl3分子中N原子化合价与其价电子数不等，故D项错误。
4．①PH3分子的空间结构为三角锥形，②BeCl2分子的空间结构为直线形，③CH4分子的空间结构为正四面体形，④CO2为直线形分子，⑤BF3分子的空间结构为平面三角形，⑥NF3分子结构为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是( )
A．①⑥为极性分子，②③④⑤为非极性分子
B．只有④为非极性分子，其余为极性分子
C．只有②⑤是极性分子，其余为非极性分子
D．只有①③是非极性分子，其余是极性分子
答案 A
5．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：
(1)以非极性键结合的非极性分子是________。
(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是________。
(3)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是________。
(4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________。
(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是____。
(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是________。
答案 (1)N2 (2)CS2 (3)NH3 (4)CH4 (5)H2O (6)HF
解析 不同元素间形成的共价键均为极性键，以极性键形成的分子，正负电荷中心重合的为非极性分子，不重合的为极性分子。
题组一 键的极性与分子的极性
1．下列各组分子中，按共价键极性由强到弱排序正确的是( )
A．HF H2O NH3 CH4
B．CH4 NH3 H2O HF
C．H2O HF CH4 NH3
D．HF H2O CH4 NH3
答案 A
解析 共价键极性的强弱取决于形成共价键的两原子的电负性，其电负性相差越大，形成的共价键极性越强。
2．X、Y为两种不同元素，由它们组成的下列物质的分子中，肯定有极性的是( )
A．XY4 B．XY3 C．XY2 D．XY
答案 D
解析 不同种元素对电子对的吸引能力不同，分子必有极性。
3．下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是( )
A．CH4和Br2 B．NH3和H2O
C．H2S和CCl4 D．CO2和HCl
答案 B
解析 CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子，NH3、H2O、H2S、HCl都是由极性键形成的极性分子。
4．下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是( )
A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥
C．③④⑥ D．④⑥
答案 D
解析 ①MgCl2只有离子键，不存在共价键，故错误；②H2S中含有极性键，空间结构为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，故错误；③白磷为单质，分子中只含有非极性键，属于非极性分子，故错误；④BF3中含有极性键，为平面三角形分子，正负电荷中心重合，为非极性分子，故正确；⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正负电荷的中心不重合，为极性分子，故错误；⑥四氯化碳中含有极性键，空间结构为正四面体形，正负电荷中心重合，为非极性分子，故正确。
题组二 极性分子、非极性分子的判断
5．下列叙述正确的是( )
A．NH3是极性分子，分子中氮原子是在3个氢原子所组成的三角形的中心
B．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正方形的中心
C．H2O是极性分子，分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央
D．CO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央
答案 C
6．下列叙述正确的是( )
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
答案 B
解析 A项，CO2是非极性分子；B项，CH4、CCl4都是正四面体结构，分子中的正负电荷中心重合，且C—H、C—Cl为极性键，故它们都是含有极性键的非极性分子；C项，根据同主族元素性质递变规律可知热稳定性：HF>HCl>HBr>HI；D项，H2O是V形分子。
7．膦(PH3)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。以下关于PH3的叙述正确的是( )
A．PH3分子中有未成键的孤电子对
B．PH3是非极性分子
C．PH3是一种强氧化剂
D．PH3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NH3类似，PH3是极性分子；C项错误，PH3中P处于最低价态，不可能具有强氧化性(＋1价氢的氧化性极弱)；D项错误，由于P和H的电负性明显不同，故P—H是极性键。
8．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．两个原子之间共用两对电子对，形成的化学键一定有极性
答案 C
解析 空间结构不对称的分子为极性分子，如O3分子中只含非极性键，但空间结构不对称，正负电荷中心不重合，是极性分子，故A错误；CO2是非极性分子，但含有的是极性键，故B错误；由极性键形成的双原子分子，分子中正负电荷中心不重合，所以是极性分子，故C正确；两个原子之间共用两对电子对可能是相同原子形成，如C==C，为非极性键，也可能是不同原子形成，如C==O，为极性键，故D错误。
题组三 键的极性对化学性质的影响
9．下列物质中，酸性最强的是( )
A．CH2ClCOOH B．CH2FCOOH
C．CHF2COOH D．CHBr2COOH
答案 C
解析 电负性：F＞Cl＞Br，则酸性最强的是CHF2COOH，故选C。
10．从深海鱼油中提取的被称作“脑黄金”的DHA(C21H31COOH)就是一种不饱和度很高的脂肪酸。下列说法正确的是( )
CH3CH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH2COOH
DHA的结构简式
A．酸性：C21H31COOH＜CH3COOH
B．DHA中含有的元素电负性最大的是碳元素
C．DHA中碳原子存在三种杂化形式
D．DHA中所有原子共面
答案 A
解析 推电子效应：—C21H31＞—CH3，故酸性：C21H31COOH＜CH3COOH，A项正确；C、H、O三种元素中，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项错误；DHA中存在—CH3结构，故所有原子不可能共面，D项错误。
11．有一种AB2C2型分子，在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中，正确的是( )
A．假设为平面四边形，则该分子一定为非极性分子
B．假设为四面体形，则该分子一定为非极性分子
C．假设为平面四边形，则该分子可能为非极性分子
D．假设为四面体形，则该分子可能为非极性分子
答案 C
解析
12．(2020·烟台高二检测)中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs)，能利用太阳光高效分解水，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．H2O2中存在非极性共价键，是非极性分子
B．反应Ⅰ中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
C．非极性分子中一定有非极性键，极性分子中一定有极性键
D．H2O是非极性分子
答案 B
解析 H2O2是极性分子，A错误；反应Ⅰ是H2O生成H2和H2O2，涉及极性键H—O的断裂和非极性键H—H、O—O的形成，B正确；分子的极性与分子内共价键的极性和分子的空间结构密切相关，分子中的正负电荷中心重合的是非极性分子，不重合的是极性分子，如甲烷是极性键形成的非极性分子，故C错误；H2O是极性分子，故D错误。
13．(2020·北京丰台区高二检测)近年来，利用电化学催化方法进行CO2转化的研究引起了世界范围内的高度关注。如图是以Cu作为催化剂时CO2转化为甲酸的反应过程，下列有关说法不正确的是( )
A．过程①说明在催化剂作用下，O—C—O之间形成了一种特殊的化学键
B．过程②和③吸收了能量并形成了O—H和C—H
C．CO2和HCOOH中均只含有极性共价键
D．每1 mol CO2完全转化为甲酸需得到2 mol e－
答案 B
解析 过程①中碳氧双键断裂，O—C—O之间形成了一种特殊的化学键，故A正确；化学键的形成要放出能量，故过程②和③放出了能量并形成了O—H和C—H，故B错误；不同种原子之间形成的共价键为极性共价键，故CO2和HCOOH中均只含有极性共价键，故C正确；二氧化碳转化为甲酸时，碳元素化合价由＋4价变为＋2价，故1 mol CO2完全转化为甲酸需得到2 mol e－，故D正确。
14．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
答案 B
解析 A项，稀有气体单质分子均为单原子分子，没有共价键；B项，NH4Cl为离子化合物；C、D两项，如Na2O2、H2O2等分子中含有非极性键。
15．已知，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题：
(1)PtCl2(NH3)2的结构是____________(填“平面正方形”或“四面体”)。
(2)淡黄色固体物质由________(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)组成，黄绿色固体物质由________组成。
(3)请在以下横线上画出这两种固体分子的几何构型图：淡黄色固体：________，黄绿色固体：________。
答案 (1)平面正方形 (2)非极性分子 极性分子 (3)
解析 (1)由于PtCl2(NH3)2存在两种同分异构体，所以是平面正方形结构。
(3)因为水是极性分子，所以淡黄色固体是非极性分子，黄绿色固体是极性分子，因此几何构型图分别是、。
16．CH3COOH是一种弱酸，而氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性强于CH3COOH，这是因为—Cl是一种强吸电子基团，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；这些作用统称为“诱导效应”。试依据上述规律填空：
(1)HCOOH显酸性，而H2O显中性，这是由于HCOOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是________。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH，这是由于CH3COOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是________。
(3)—C6H5也属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性________(填“强”或“弱”)。
(4)下列酸中：CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH，酸性最强的是________。
答案 (1)吸 —CHO (2)斥 —CH3 (3)强 (4)CF3COOH
解析 (1)HCOOH显酸性，H2O呈中性，说明HCOOH分子中存在强吸电子基团，能使—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—CHO，故属于强吸电子基团。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH，说明CH3COOH分子中存在斥电子基团，能减弱—OH上H原子的活泼性而使该物质的酸性减弱，CH3COOH中含有—CH3，所以—CH3属于斥电子基团。
(3)—C6H5属于吸电子基团，—CH3属于斥电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。
(4)吸电子的能力：—F＞—Cl＞—H，所以酸性最强的是CF3COOH。