第三节 分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性
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
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
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
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
题组二 极性分子、非极性分子的判断
5.使用微波炉加热,具有使物质受热均匀、表里一致、速度快、热效率高等优点。其工作原理是微波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
6.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
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
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个电子对,形成的化学键一定有极性
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
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中含有的元素中电负性最大的是碳元素
C.DHA中碳原子存在三种杂化方式
D.DHA中所有原子共面
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
12.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.H2O分子的VSEPR模型为V形
D.H2O是非极性分子
13.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.1 mol CO2完全转化为甲酸需得到2 mol e-
14.硫-氮化合物是现代无机化学研究的热点之一。如图是已经合成的某硫-氮化合物(S4N4)的分子结构。下列有关该物质的说法正确的是( )
A.其分子中各原子最外层都达到了8电子稳定结构
B.其分子中只含极性键
C.其分子是非极性分子
D.其与化合物S2N2互为同素异形体
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“平面四边形”或“四面体形”)。
(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空间结构图:淡黄色固体:__________________,黄绿色固体:________________。
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,有的基团属于推电子基团,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“推”)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“推”)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________________。
第三节 分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性
1.A 2.D 3.B
4.D [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,正负电中心重合,为非极性分子,故正确。]
5.D 6.C
7.A [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,+1价氢的氧化性极弱,不可能具有强氧化性;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.C [H2O2分子中含非极性键,但空间结构不对称,正负电中心不重合,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个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。]
9.C [电负性:F>Cl>Br,则酸性最强的是CHF2COOH。]
10.A [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sp3两种杂化方式,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.C [
]
12.B [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;H2O是极性分子,故D错误。]
13.B [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.A [硫原子最外层有6个电子,若形成两个共价单键,则达到8电子稳定结构,氮原子最外层有5个电子,若形成3个共价单键,则达到8电子稳定结构,据图可知,A项正确;该物质的分子中既含S—N极性键,也含N—N非极性键,B项错误;该分子正、负电中心不重合,属于极性分子,C项错误;同素异形体描述的对象是单质,而不是化合物,D项错误。]
15.(1)平面四边形 (2)非极性分子 极性分子
(3)
16.(1)吸 —CHO (2)推 —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,属于强吸电子基团。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,说明CH3COOH分子中存在推电子基团,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,—CH3属于推电子基团。
(3)—C6H5属于吸电子基团,—CH3属于推电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。