人教版高中化学选择性必修2第2章第3节第1课时共价键的极性课件+练习含答案(教师用)

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名称 人教版高中化学选择性必修2第2章第3节第1课时共价键的极性课件+练习含答案(教师用)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-05-04 18:57:44

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第二章 第三节 第1课时
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”释放出氢原子,若点火氢原子就会在该种频率下持续燃烧,上述中“结合力”实质是( D )
A.π键 B.非极性共价键
C.离子键 D.极性共价键
答案:D
解析:一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,水分子是由H原子和O原子构成的,H原子和O原子之间存在极性共价键,“释放出氢原子”必须破坏水分子内的氢氧键,故“结合力”实质是极性共价键,故D正确。故选D。
2.下列有关NH3的说法错误的是( B )
A.属于极性分子
B.空间结构模型:
C.电子式为
D.含有极性键
答案:B
解析:NH3中N—H键为极性键,氨为三角锥形结构,故为极性分子,A正确;由于氨为三角锥形,故其空间结构模型为,B错误;氨中N原子和H原子形成σ键,且N原子上还有一个孤电子对,故电子式为,C正确;N—H键为极性共价键,D正确。故选B。
3.下列关于化学键的说法中正确的是( B )
A.构成单质分子的粒子一定含有共价键
B.不同种元素间形成的共价键一定是极性键
C.非极性键只存在于双原子单质分子中
D.不同元素组成的多原子分子中的化学键一定是极性键
答案:B
解析:构成单质分子的粒子不一定含有共价键,如稀有气体分子为单原子分子,不含有共价键,A错误;不同种元素的电负性不同,形成的共价键一定为极性键,B正确;非极性键除存在于双原子单质分子中外,也可能存在于多原子的化合物中,如H2O2或Na2O2,C错误;不同元素组成的多原子分子中的化学键不一定全是极性键,也可能有非极性键,如H2O2,D错误。故选B。
4.肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查阅资料得知,肼是一种良好的极性溶剂,沿肼分子球棍模型的N—N键方向观察,看到的平面图如下图所示。下列说法不正确的是( C )
A.肼分子中的氮原子采用sp3杂化
B.肼分子中既有极性键又有非极性键
C.肼分子是非极性分子
D.肼与偏二甲肼互称同系物
答案:C
解析:肼分子中的每个氮原子都有三个σ键,还有一对孤对电子,因此电子对有四对,因此采用sp3杂化,A正确;肼分子中既有N—H极性键又有N—N非极性键,B正确;由图可知,肼分子中6个原子不在同一平面上,结构不对称,因此是极性分子,C错误;肼与偏二甲肼结构相似,组成相差两个—CH2—结构,因此互称同系物,D正确。故选C。
5.①PH3的分子构型为三角锥形,②BeCl2的分子构型为直线形,③CH4分子的构型为正四面体形,④CO2为直线形分子,⑤BF3分子构型为平面正三角形,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 )
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
解析:非极性键只能由相同种类的原子之间形成,极性分子只能由不同种类的原子之间形成。但在形成分子的时候,主要取决于分子的结构,当分子中的电子云能均匀分布的时候,分子无极性,否则分子有极性。④CO2分子为直线形,极性抵消,为非极性分子;③CH4为正四面体,故极性也可抵消,为非极性分子;②BeCl2分子构型为直线形分子,故极性可抵消,为非极性分子;⑤BF3分子构型为三角形,极性抵消,故为非极性分子;⑥NF3中由于N原子的孤对电子对F原子的排斥作用,使电子不能均匀分布,故为极性分子;①PH3中P原子的孤对电子对H原子的排斥作用,使电子不能均匀分布,故为极性分子。结合以上分析可知,①⑥为极性分子,②③④⑤为非极性分子,A正确。故选A。
6.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂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( B )
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由于是非极性分子而稳定性强
答案:B
解析:H2O2是极性分子,A错误;反应Ⅰ是在催化剂作用下H2O分解生成H2和H2O2,涉及极性键H—O键的断裂和非极性键H—H键、O—O键的形成,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、负电中心重合的是非极性分子,不重合的是极性分子,如CO2为直线形分子,只有极性键C===O,由于正、负电中心重合,故属于非极性分子;再如O3只含有非极性键,为V形分子,正、负电中心不重合,为极性分子,C错误;H2O分子是极性分子,由于H—O键键能大,故H2O稳定性强,D错误。故选B。
7.由徐光宪院士发起院士学子同创的《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了BF3、NH3、H2S、O3、CH3COOH、SOCl2等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是( A )
A.键角:NH3B.酸性:CH3COOH>CF3COOH
C.SOCl2分子中只存在σ键,不存在π键
D.H2S、O3分子的空间结构均为直线形,且均为非极性分子
答案:A
解析:NH3中的N为sp3杂化,BF3中的B为sp2杂化,故键角NH3<BF3,A正确;氟的电负性较强,使O—H的极性增强,更易电离出氢离子,故酸性:CH3COOH8.下列表示不正确的是( A )
A.HCN分子中的极性—C≡
B.CO2的空间结构模型
C.sp2杂化轨道
D.H2O的VSEPR模型
答案:A
解析:HCN分子中氮的电负性更强,故极性—C≡,A错误;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,CO2的空间结构模型为,B正确;sp2杂化轨道为平面三角形结构,图示正确,C正确;H2O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对孤电子对,所以H2O分子是V形分子,H2O的VSEPR模型正确,D正确。故选A。
9.某物质M是制造染料的中间体,由短周期X、Y、Z、W四种元素组成,其结构如图所示。X是周期表中原子半径最小的元素,基态W原子的3p轨道有5个电子,Y、Z同主族且能形成ZY2的化合物。下列说法正确的是( C )
A.电负性Y>Z>W
B.W的氧化物对应水化物一定为强酸
C.X2Y2是极性分子
D.Z最高价氧化物的VSEPR模型为四面体形
答案:C
解析:由M的球棍模型可知,X、Y、Z、W形成共价键的数目分别为1、2、6、1,由短周期X、Y、Z、W四种元素组成,X是原子半径最小的元素,则X为H元素,W的3p轨道有5个电子,则W为Cl元素;Y、Z同主族且能形成ZY2的化合物,则Y为O元素、Z为S元素。元素的非金属性越强,电负性越大,氯元素的非金属性强于硫元素,则电负性强于硫元素,即W>Z,故A错误;Cl的最高价氧化物对应的水化物才是强酸,不是最高价不一定是强酸,故B错误;过氧化氢的空间构型为结构不对称的书形,属于极性分子,故C正确;Z最高价氧化物是SO3,三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤电子对数==0,分子的空间构型为平面正三角形,故D错误。故选C。
10.SO3和O3的混合气体经光解作用可生成一种新分子,结构简式如下所示,下列说法正确的是( C )
A.O3的键角为109°28′
B.SO3与O3均为非极性分子
C.SO3的空间结构为平面三角形
D.SO3中心原子为sp3杂化
答案:C
解析:O3分子中心原子价层电子对数是2+=3,存在1对孤对电子,空间构型为V形,键角为116.5°,A错误;SO3的空间构型为平面三角形,正负电荷中心重合,为非极性分子,O3空间构型为V形,为极性分子,B错误;SO3分子中硫原子价层电子对数是3+=3,不存在孤对电子,气体SO3分子的空间构型为平面三角形,C正确;SO3中心原子价层电子对数是3,所以中心原子为sp2杂化,D错误。故选C。
11.二氯化二硫(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 )
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2S2Cl2+2H2O===SO2↑+3S↓+4HCl
答案:A
解析:S2Cl2分子结构式是Cl—S—S—Cl,在1 mol S2Cl2分子中含有1 mol非极性共价键S—S和2 mol极性共价键S—Cl,由于分子不是直线形,分子结构不对称,因此该分子是极性分子,A错误;S2Cl2分子结构式是Cl—S—S—Cl,因此S2Cl2的分子中所有原子最外层都达到了8电子稳定结构,B正确;S2Br2与S2Cl2结构相似,二者都是由分子构成,物质的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高。由于相对分子质量:S2Br2>S2Cl2,所以沸点:S2Br2>S2Cl2,C正确;S2Cl2与H2O发生氧化还原反应,根据元素的原子结构及原子守恒,可知发生的化学反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2O===SO2↑+3S↓+4HCl,D正确。故选A。
12.氯仿(CHCl3)常因保存不慎而被氧化,产生剧毒物光气(COCl2),反应为2CHCl3+O2―→2HCl+2COCl2,光气的结构式为,下列说法正确的是( A )
A.使用前可用硝酸银稀溶液检验氯仿是否变质
B.CHCl3分子为含极性键的非极性分子
C.1个COCl2分子中含有3个σ键、1个π键,中心碳原子采用sp杂化
D.COCl2分子中所有原子不可能共平面
答案:A
解析: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;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;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;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。
二、非选择题
13.双氧水是一种医用消毒杀菌剂,已知H2O2分子的结构如图所示:
H2O2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O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答:
(1)H2O2分子的电子式为                  ,结构式为          。
(2)H2O2分子中存在      键和      键,为      分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)H2O2难溶于CS2,其原因是                    。
(4)H2O2分子中氧元素的化合价为      价,原因是            
                           。
答案:(1) H—O—O—H (2)极性 非极性 极性 (3)H2O2为极性分子,CS2为非极性分子,根据相似相溶规律可知H2O2难溶于CS2 (4)-1 O—O键为非极性键,O—H键为极性键,共用电子对偏向于氧,故氧元素显-1价
解析:(1)H2O2分子的电子式为,结构式为H—O—O—H。
(2)H2O2分子中存在极性键H—O键和非极性键O—O键,分子是不对称的结构,正电与负电中心不重合,所以是极性分子。
(3)H2O2为极性分子,CS2为非极性分子,根据相似相溶规律可知H2O2难溶于CS2。
(4)O—O键为非极性键,O—H键为极性键,共用电子对偏向于氧,故氧元素显-1价。
14.(1)CS2是一种常用溶剂,每个CS2分子中存在      个σ键。在H—S、H—Cl两种共价键中,化学键的极性较大的是      ,键长较长的是      。
(2)水与CO2中,分子极性较小的是      (填分子式)。
(3)SO2与CO2分子的空间结构分别是      和      ;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         
                                  。
(4)醋酸分子的球棍模型如图所示。在醋酸分子中,碳原子的轨道杂化类型有      。
答案:(1)2 H—Cl键 H—S键 (2)CO2
(3)V形 直线形 SO2 CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”规律,SO2在H2O中的溶解度较大 (4)sp3、sp2
解析:(1)CS2分子为直线形结构,结构式为S===C===S,每个双键中有1个σ键和1个π键,所以每个CS2分子中存在2个σ键。电负性:Cl>S,原子半径:S>Cl,所以在H—S、H—Cl两种共价键中,化学键的极性较大的是H—Cl键,键长较长的是H—S键。
(2)水分子为V形结构,二氧化碳分子为直线形结构,因此分子极性较小的是CO2。
(3)SO2分子中中心S原子的价层电子对数是2+=3,含有一对孤电子对,分子空间结构为V形;CO2分子中中心C原子的价层电子对数是2+=2,不存在孤电子对,其分子空间结构是直线形;因为CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”规律,SO2在H2O中的溶解度较大。
(4)在醋酸分子中甲基上碳原子的轨道杂化类型是sp3杂化,羧基上碳原子的轨道杂化类型是sp2杂化。
15.判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强。如下表所示:
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸
含氧酸 Cl—OH
非羟基氧原子数  0 1 2 3
酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸
(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似,但它们的酸性差别很大,H3PO3是中强酸,H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为①      ,②       。
(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是①    
          ,②                    。
(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸,分析反应情况:       
      ,写出化学方程式:                   。
答案:(1)
(2)H3PO3+2NaOH===Na2HPO3+2H2O H3AsO3+3NaOH===Na3AsO3+3H2O (3)H3PO3为中强酸,不与盐酸反应,H3AsO3可与盐酸反应 H3AsO3+3HCl===AsCl3+3H2O
解析:(1)从已知信息看,无非羟基氧的酸为弱酸。有一个非羟基氧的为中强酸。而有两个及以上的为强酸。已知H3PO3为中强酸,则其结构中有1个非羟基氧,结构简式为。H3AsO3为弱酸,则没有非羟基氧,所有的均为—OH,结构简式为。(2)与过量的碱反应生成正盐。从信息可知羟基可以电离出H+,H3PO3为二元酸对应的酸根为HPO,而H3AsO3为三元酸其对应的酸根为AsO。所以反应方程式为H3AsO3+3NaOH===Na3AsO3+3H2O和H3PO3+2NaOH===Na2H2AsO3+2H2O。(3)H3PO3为中强酸,不与盐酸反应;H3AsO3为两性物质,可与盐酸反应生成盐AsCl3和H2O。所以方程式为H3AsO3+3HCl===AsCl3+3H2O。
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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
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。
1.共价键的极性
一、键的极性和分子的极性
极性键 非极性键
定义 由_______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 _______ _______
共用电子对 共用电子对偏向_______________的原子 共用电子对________偏移
不同
不同
相同
吸引电子能力强
不发生
极性键 非极性键
成键原
子电性 _________ _________
成键元素 一般是_______非金属元素 _______非金属元素
举例
Cl—Cl、H—H
一般:电负性差值<1.7为共价键,且电负性差值越大,键的极性越大。
显电性
电中性
不同种
同种
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
类型 实例 键的极性 空间结构 分子极性
X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子
XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子
XY2
(X2Y) CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子
SO2 极性键 V形 极性分子
H2O、H2S 极性键 V形 极性分子
XY3 BF3 极性键 平面正三角形 非极性分子
NH3 极性键 三角锥形 极性分子
XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子
(3)利用化合价法判断
ABn型分子中,若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素的价电子数,则为非极性分子,否则为极性分子。如下表所示:
分子式 中心原子 分子极性
化合价绝对值 价电子数
CO2 4 4 非极性分子
BF3 3 3 非极性分子
CH4 4 4 非极性分子
H2O 2 6 极性分子
分子式 中心原子 分子极性
化合价绝对值 价电子数
NH3 3 5 极性分子
SO2 4 6 极性分子
SO3 6 6 非极性分子
PCl3 3 5 极性分子
PCl5 5 5 非极性分子
正|误|判|断
1.以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子。(   )
2.以极性键结合的分子一定是极性分子。(   )
3.非极性分子只能是双原子单质分子。(   )
4.非极性分子中,一定含有非极性共价键。(   )
5.极性分子中不可能含有极性键。(   )

×
×
×
×
深|度|思|考
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对孤电子对,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。
应|用|体|验
1.下列各组物质中,属于由极性键构成的极性分子的是(   )
A.NH3和H2S
B.CH4和Br2
C.BF3和CO2
D.BeCl2和HCl
答案:A
解析: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。NH3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,属于极性键形成的极性分子;H2S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,满足条件,故A正确;CH4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子;Br2含有非极性键,为非极性键形成的非极性分子,不满足条件,故B错误;BF3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;CO2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;BeCl2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。故选A。
2.下列分子既有σ键又有π键,且属于非极性分子的是(   )
A.C2H4 B.Cl2
C.H2O D.HCl
答案:A
解析:C2H4存在共价双键,含有σ键和π键,分子结构对称,正负电荷中心重合的分子是非极性分子,故A正确;Cl2只含有单键,只有σ键,故B错误;H2O中存在H—O,只有σ键,故C错误;HCl只含有单键,只有σ键,故D错误。故选A。
3.下列有关分子的叙述正确的是(   )
A.双原子分子AB一定是极性分子
B.三原子分子AB2一定是非极性分子
C.四原子分子AB3一定是极性分子
D.ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,则ABn一定是非极性分子
答案:A
解析:双原子分子AB型,原子不同,则共价键一定为极性共价键,构成的分子一定为极性分子,A正确;三原子分子AB2中若正、负电荷的中心不重合,就属于极性分子,如H2O为极性分子,B错误;四原子分子AB3若正、负电荷的中心重合,就属于非极性分子,如BF3,C错误;CH4的中心原子C最外层满足8电子结构,CH4是非极性分子,NH3的中心原子N最外层满足8电子结构,但NH3为极性分子,D错误。故选A。
4.在我国南海300~500 m深的海底存在着大量的“可燃冰”,其主要成分为甲烷水合物。在常温、常压下它会分解成水和甲烷,因而得名。下列关于甲烷和水这两种分子极性的描述正确的是(   )
A.两种分子都是极性分子
B.两种分子都是非极性分子
C.CH4是极性分子
D.H2O是极性分子,CH4是非极性分子
答案:D
解析:水是“V”形结构,是极性分子,甲烷是正四面体结构,是非极性分子,故A、B错误;甲烷是正四面体结构,CH4是非极性分子,故C错误;根据前面分析,H2O是极性分子,CH4是非极性分子,故D正确。故选D。
键的极性和分子极性的关系
1.键的极性与反应活性
(1)共价键的极性越强,键的活泼性也越强,容易发生断裂,易发生相关的化学反应。
(2)成键元素的原子吸引电子能力越强,电负性越大,共价键的极性就越强,在化学反应中该分子的反应活性越强,在化学反应中越容易断裂。
二、键的极性对化学性质的影响
2.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
羧酸 pKa
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
深|度|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。
4.CH3CH2OH、H2O分别与钠反应,哪个反应更剧烈?解释原因。
提示:水与钠反应更剧烈,是由于C的电负性略大于H的电负性,烷基是推电子基团,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。
应|用|体|验
1.下列羧酸中酸性最弱的是(   )
A.HCOOH
B.CH3COOH
C.CH2ClCOOH
D.CHCl2COOH
答案:B
解析:烃基是推电子基团,导致羧基中O—H的极性减小,电离氢离子能力减弱,酸性减小,故酸性HCOOH>CH3COOH;Cl的电负性比H大,C—Cl的极性大于C—H,导致羧基中O—H的极性增大,电离氢离子能力增强,酸性增强,C原子数相同时,Cl原子越多,酸性越强,故酸性CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH,故酸性最弱的是CH3COOH,B符合题意。故选B。
2.数据是科学推理中的重要证据,由下表中的数据,所得推论正确的是(   )
A.相同浓度下,乙酸的酸性一定强于氯乙酸
B.烃基是吸电子基团,烃基越长,吸电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
C.卤素原子是推电子基团,卤素原子使得羧基中羟基的极性变小,导致二氯乙酸的酸性强于一氯乙酸
D.氟原子的电负性大于氯原子,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,使三氟乙酸羧基中羟基的极性增大,导致三氟乙酸容易电离出氢离子
答案:D
3.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。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,说明甲酸分子中存在强吸电子基团,能使—OH上的H原子活泼性增强,甲酸中含有醛基,故醛基属于强吸电子基团。(2)CH3COOH酸性弱于HCOOH,说明乙酸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,乙酸中含有—CH3,故—CH3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,—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)—F、—Cl、—H的吸电子的能力由大到小的顺序为—F>—Cl>—H,故酸性最强的是CF3COOH。
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,羧酸的酸性越强。
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)只含烷基的一元羧酸的酸性
随着烷基加长,酸性的差异越来越小。
(3)只含烷基的多元羧酸的酸性
烷基所含碳原子数越少,羧基个数越多,酸性越强。
随堂演练·知识落实
1.下列物质中既含有极性键,又含有非极性键的极性分子是(   )
A.二氧化硫 B.四氯化碳
C.过氧化氢 D.乙炔
答案:C
解析:二氧化硫是含有极性键的极性分子,A不符合题意;四氯化碳是含有极性键的非极性分子,B不符合题意;过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子,C符合题意;乙炔是含有极性键和非极性键的非极性分子,D不符合题意。故选C。
2.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
答案:A
解析:卤素中非金属性越强,键的极性越大,热稳定性也越强,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。
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
答案:D
解析:水分子空间结构为V形,正负电荷中心不能重合,是极性分子,极性分子在电场中会发生偏转,当电场方向改变时,分子运动方向改变,因此在高频改变方向的电场中水分子会迅速摆动,D符合题意。故选D。
4.已知S2Cl2结构如图所示,下列关于S2Cl2的说法正确的是(   )
A.S2Cl2是非极性分子
B.S2Cl2分子只含非极性键
C.沸点:S2Br2>S2Cl2
D.S与Cl间的共用电子对偏向于S
答案:C
解析:S2Cl2是展开书页型结构,Cl—S位于两个书页面内,该物质结构不对称,正负电荷重心不重合,为极性分子,故A错误;S2Cl2分子中S—S为非极性键,S—Cl键为极性键,故B错误;S2Br2与S2Cl2结构相似,相对分子质量S2Br2>S2Cl2,则分子间作用力S2Br2>S2Cl2,故沸点:S2Br2>S2Cl2,故C正确;Cl的电负性强于S,故S与Cl间的共用电子对偏向于Cl,故D错误。故选C。
5.已知N、P同属于元素周期表的第VA族元素。NH3呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H间的夹角是107°。
(2)PH3分子与NH3分子的结构_______(填“相似”或“不相似”),P—H为_______(填“极性”或“非极性”)键,PH3为_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)NCl3是一种淡黄色油状液体,下列对NCl3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
答案:(1)非极性 (2)相似 极性 极性 (3)a
解析:(1)由图中可知,N4呈正四面体形,结构对称,是一种含有非极性键的非极性分子。
(2)NH3与PH3是同主族元素形成的氢化物,结构相似,P—H为不同种元素原子之间形成的共价键,为极性键,PH3的空间结构为三角锥形,正、负电荷重心不重合,为极性分子。