2.3.1 共价键的极性-2022-2023学年高二化学课后培优分级练（人教版2019选择性必修2）（解析版）

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课时共价键的极性培优第一阶——基础过关练1．（2022·上海市北虹高级中学高二期末）下列各气体在水中溶解度最大的是A．H2 B．HCl C．CO2 D．Cl2【答案】B【详解】H2、CO2、Cl2都为非极性分子，水为极性分子，HCl为极性分子，根据相似相溶原理，HCl在水中溶解度最大，故B符合题意；综上所述，答案为B。2．下列叙述中正确的是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．BCl3与NCl3均为三角锥形结构，均为极性分子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键【答案】A【详解】A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子，A正确；B．BCl3为平面三角形结构，为非极性分子，B错误；C．某些共价化合物，如CH4、C2H4等也是非极性分子，C错误；D．非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等，D错误；故选A。3．（2022·浙江·高二期末）下列物质的分子中既有σ键又有π键，并含有非极性键的是①NH3

②N2

③H2O

④HCl

⑤C2H4

⑥C2H2A．②⑤⑥ B．①②⑤⑥ C．②③④ D．②④⑥【答案】A【详解】①NH3分子中只有N-H键；②N2分子中有氮氮三键，为非极性键，既有σ键又有π键；③H2O分子中只有O-H键；④HCl分子中有H-Cl键；⑤C2H4分子中有碳碳双键；为非极性键，既有σ键又有π键；⑥C2H4分子中有碳碳三键，为非极性键，既有σ键又有π键；所以②⑤⑥分子中既有σ键又有π键；并含有非极性键，故答案选A。4．（2022·浙江·高二期末）下列说法正确的是A．s电子的形状为球形 B．单质气体分子均为非极性分子C．Fe和Zn位于元素周期表不同区 D．3p2表示3p能级有两个轨道【答案】C【详解】A．s电子的电子云形状为球形，A错误；B．单质气体分子不一定为非极性分子，如臭氧就是以极性共价键结合的极性分子，B错误；C．Fe和Zn分别位于元素周期表中的d区、ds区，C正确；D．3p2表示3p能级上有两个电子，D错误；故选C。5．（2022·宁夏·贺兰县景博中学高二阶段练习）下列叙述正确的是A．与均为10电子粒子，它们互为等电子体B．Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大C．H2O直线形分子，是非极性分子D．N、O、F的电负性逐渐增大【答案】D【详解】A．与均为10电子粒子，但原子数分别为5、4，等电子体需满足原子数相等，它们不互为等电子体，A错误；B．同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势，Mg的最外层为3s电子全充满的稳定结构，难以失去电子，第一电离能最大，B错误；C．H2O含有极性键，氧原子含有孤对电子，空间结构不对称，属于极性分子，C错误；D．同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，则N、O、F的电负性逐渐增大，D正确；故选D。6．（2021·福建·上杭县才溪中学高二期中）下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是A．NH3和H2S B．CH4和Br2 C．BF3和CO2 D．BeCl2和HCl【答案】A【分析】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。【详解】A．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；B．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，为非极性键形成的极性分子，不满足条件，故B错误；C．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；D．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；故答案选A。7．（2022·江苏·泗阳县实验高级中学高二阶段练习）“中国芯”的主要原材料是高纯单晶硅，反应，可用于纯硅的制备。下列有关说法正确的是A．为极性分子 B．的电子式为C．单晶硅为分子晶体 D．晶体硅中含有键【答案】B【详解】A．和CH4的空间构型一样，都是正四面体构型，结构对称，为非极性分子，故A错误；B．为共价化合物，氢原子和氯原子通过共用一个电子对结合，电子式为，故B正确；C．单晶硅与金刚石的晶体结构相似，为空间立体网状结构，为共价晶体，故C错误；D．晶体硅中每个Si原子和其它4个Si原子形成共价键，而2个Si原子共用一条键，每个Si原子实际拥有2条键，所以晶体硅中含有键，故D错误；答案选B。8．（2022·浙江·高二期末）下列表示不正确的是A．HCN分子中的极性 B．CO2的空间结构模型C．sp2杂化轨道 D．H2O的VSEPR模型【答案】A【详解】A．HCN分子中氮的电负性更强，故极性，A错误；B．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；C．sp2杂化轨道为平面三角形结构，图示正确，C正确；D．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．（2021·四川省安岳县兴隆中学高二期中）徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是A．H2O2分子的立体构型为直线形B．CO2分子为非极性分子C．BF3分子中B原子为sp3杂化，分子为三角锥形D．CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化【答案】B【详解】A．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，故A项错误；B．CO2分子为直线形分子，分子内正、负电荷中心重合，为非极性分子，故B项正确；C．BF3分子中B原子为sp2杂化，分子为平面三角形，故C项错误；D．CH3COOH分子中甲基C原子采取sp杂化，羧基C原子采用sp2杂化，故D项错误；故答案为B。10．（2022·福建福州·高二期中）下列说法不正确的是A．某微粒空间构型为V形，则中心原子一定为sp2杂化B．CH2Cl2是四面体型的极性分子C．某微粒空间构型为三角锥形，则该微粒一定是极性分子D．中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型可能不是正四面体【答案】A【详解】A．若中心原子是sp3杂化，而且含有2个孤电子对，则微粒空间构型为V形，如H2O中心原子O原子价层电子对为2+2=4，若为sp2杂化，有一个孤电子对时，微粒空间构型也是V形，故A错误；B．正四面体构型的对称型分子属于非极性分子，如甲烷，偏四面体性的分子为极性分子，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等，故B正确；C．微粒中立体构型是三角锥型，说明中心原子A的价电子n=4且含有一个孤电子对，分子结构不对称，为极性分子，如PH3分子中价层电子对数，且含有一个孤电子对，其空间构型是三角锥型，分子结构不对称，为极性分子，故C正确；D．中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，若中心原子上含有1个孤电子对，则分子构型为三角锥形，含有2个孤电子对，则分子的构型为V形，所以中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型不一定都是正四面体，故D正确；故答案选A。11．下列各组都是由极性键构成的极性分子的是A．丙烯和 B．和 C．和 D．和【答案】C【详解】A．丙烯中存在碳碳非极性键和碳氢极性键，属于极性分子，中只存在碳氧极性键，属于非极性分子，A不选；B．中只存在碳氯极性键，属于非极性分子，中只存在氢硫极性键，属于极性分子，B不选；C．中只存在氢氧极性键，属于极性分子，中只存在氮氢极性键，属于极性分子，C选；D．中存在氧氧非极性键和氢氧极性键，属于极性分子，中只存在碳硫极性键，属于非极性分子，D不选；故选：C。【点睛】以极性键结合的双原子分子一定为极性分子；以极性键结合的多原子分子可能是极性分子，也可能是非极性分子，若空间结构对称，正、负电荷的重心重合，则为非极性分子，反之则为极性分子。培优第二阶——拓展培优练12．下列对分子的性质的解释中，正确的是A．氨气很稳定(很高温度才会部分分解)是因为氨分子中含有大量的氢键所致B．和HF均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子C．为正八面体结构，该物质可能难溶于苯，易溶于水D．物质的沸点：，分子的稳定性【答案】B【详解】A．氨分子稳定的原因是氨分子中键键能大，与氢键无关，A错误；B．和都是极性分子，水也是极性分子，故和均易溶于水，B正确；C．为正八面体结构，为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知其可能易溶于苯，难溶于水，C错误；D．HF分子之间存在氢键，HF的沸点最高，D错误；答案选B。【点睛】对物质熔、沸点高低判断及分子的稳定性容易混淆，判断物质熔、沸点高低时，首先看分子之间是否存在氢键，存在氢键的熔、沸点较高；对不存在氢键、结构相似的物质，相对分子质量大的熔、沸点较高；分子的稳定性与分子内的共价键的牢固程度有关。13．（2022·湖北孝感·高三阶段练习）科学研究发现蚊子能闻到CO2的气味，这种气味会刺激蚊子眼睛扫描特定的颜色，并朝其靠近，这项研究有助于人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等。下列有关CO2的说法错误的是A．CO2是直线形分子B．CO2是由极性键形成的非极性分子C．CO2分子中各原子均满足8电子稳定结构D．CO2形成的晶体为共价晶体【答案】D【详解】A．二氧化硅中C原子为sp杂化，为直线形分子，故A正确；B．形成于不同种元素间的共价键为极性键，二氧化碳中的碳氧双键为极性键，而二氧化碳是直线形分子，分子中正负电荷中心重合，故为非极性分子，故B正确；C．CO2的电子式为，各原子均满足8电子稳定结构，故C正确；D．二氧化碳晶体中分子间以分子间作用力结合形成分子晶体，故D错误；故选：D。14．（2022·江苏省如东高级中学高三开学考试）反应COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl可去除COCl2污染。下列说法正确的是A．COCl2是极性分子 B．NH3的电子式为C．CO(NH2)2含离子键和共价键 D．NH3的空间构型为平面三角形【答案】A【详解】A．COCl2的结构式如图所示，，分子的正负电荷中心不重合，是极性分子，A正确；B．NH3的电子式为，B错误；C．CO(NH2)2是由共价键形成的共价化合物，不含有离子键，C错误；D．NH3中N原子价层电子对数为，采取sp3杂化，有一对孤对电子，空间构型为三角锥形，D错误；答案选A。15．（2022·山西师范大学实验中学高二阶段练习）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．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【详解】A．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；B．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；C．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；D．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。16．（2022·浙江省浦江中学高二阶段练习）下列为极性分子的是A．I2 B．O3 C．P4 D．CH4【答案】B【详解】A．同种元素形成的分子属于非极性分子，I2是非极性分子，故A错误；B．正负电荷中心不重合的属于极性分子，O3是V形结构，故O3属于极性分子，故B正确；C．同种元素形成的分子属于非极性分子，P4是非极性分子，故C错误；D．正负电荷中心不重合的属于极性分子，CH4是正四面体形结构，故CH4属于极性分子，故D错误；故答案为B。17．（2022·江苏·淮海中学高二期末）下列有关、、的说法正确的是A．是非极性分子 B．的空间构型为平面三角形C．和的键角相同 D．和中S杂化方式均为【答案】D【详解】A．的空间构型为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，故A错误；B．中S原子的价层电子对数为4，含有一个孤电子对，空间构型为三角锥形，故B错误；C．中S原子的价层电子对数为，不含孤电子对，空间构型为平面三角形，键角为；中S原子的价层电子对数为，含有一个孤电子对，空间构型为三角锥形，键角小于，因此和的键角不相同，故C错误；D．中S原子的价层电子对数为3，含有一个孤电子对，采用杂化，中S原子的价层电子对数为，不含孤电子对，采用杂化，故D正确；故答案选D。18．（2022·江苏·泗阳县实验高级中学高二阶段练习）尿素[]是一种高效化肥，也是一种化工原料。反应：可用于尿素的制备。下列有关说法正确的是A．分子为极性分子 B．的沸点低于同族的C．分子的比例模型： D．尿素分子中键和键的数目之比为6∶1【答案】C【详解】A．CO2分子是直线分子，结构对称，为非极性分子，故A错误；B．NH3分子间存在氢键，沸点高于同族的，故B错误；C．水分子的空间构型是“V”型，水分子的比例模型是，故C正确；D．尿素分子的结构简式是，σ键和π键的数目之比为7:1，故D错误；故答案选C。19．（2022·福建·莆田华侨中学高二期中）在下列物质中：①HCl②N2③H2O2④Na2O2⑤CH4(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_______。【答案】(1)

②

①(2)③(3)④(4)②【分析】不同非金属元素之间易形成极性键，同种非金属元素之间易形成非极性键，正负电荷中心重合的分子为非极性分子；共价单键为σ键，共价双键中含有1个σ键、1个π键，共价三键中含有1个σ键、2个π键，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，据此分析解答。（1）同种非金属元素之间易形成非极性键，所以只存在非极性键的是氮气；不同非金属元素之间易形成极性键，正负电荷中心重合的分子为非极性分子，氯化氢是由极性键构成的极性分子，双氧水是由极性键和非极性键构成的极性分子，甲烷是由极性键构成的非极性分子，故答案为：②；①；（2）双氧水中H－O原子之间存在极性键，O－O原子之间存在非极性键，故答案为：③。（3）过氧化钠中钠离子和过氧根离子之间存在离子键，氧原子和氧原子之间存在共价键，故答案为：④；（4）氮气分子中含有三键，所以既存在σ键又存在π键的分子是氮气，故答案为：②。20．（2022·内蒙古·赤峰市元宝山区第一中学高二期中）回答下列问题。(1)在H-S、H-Cl两种共价键中，键的极性较强的是_______，键长较长的是_______。在四种酸①HClO4；②H2SO4；③HNO2；④HClO中，酸性由弱到强的顺序为_______。(用序号表示)(2)下列气态分子①BeCl2；②BCl3；③CCl4；④H2O中，其键角由大到小的顺序为_______。(用序号表示)(3)SO2与CO2在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_____。【答案】(1)

H-Cl

H-S

①＞②＞③＞④(2)①＞②＞③＞④(3)

SO2

因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大【解析】(1)元素的电负性越强，与H原子形成的共价键极性越强。同一周期元素原子序数越大，元素的非金属性越强，其电负性就越强，则S元素的电负性比Cl元素的小，所以共价键的极性：H-Cl＞H-S；原子半径越大，与相同原子形成的共价键的键长就越长。同一周期元素从左向右原子半径减小，则共价键的键长：H-S＞H-Cl；含氧酸分子中含有的非羟基O原子数目越多，则形成的该酸的酸性就越强。①HClO4分子中非羟基O原子数目是3，HClO4为很强酸；②H2SO4分子中非羟基O原子数目是2，H2SO4为很强酸；③HNO2分子中非羟基O原子数目是1，HNO2为弱酸；④HClO分子中非羟基O原子数目是0，HClO为弱酸，酸性比HNO2弱；则四种酸的酸性强弱顺序为：HClO4＞H2SO4＞HNO2＞④HClO，用序号表示为：①＞②＞③＞④；(2)①BeCl2的空间结构为直线形，键角为180°；②BCl3的空间结构为平面三角形，键角为120°，③CCl4为正四面体结构键角为109°28′；④H2O分子的空间结构为V形，键角为104.5°；所以键角由大到小的顺序为：BeCl2＞BCl3＞CCl4＞H2O，用序号表示为：①＞②＞③＞④；(3)SO2和CO2都是由分子构成的物质，SO2分子中的中心S原子的杂化方式为sp2杂化，而CO2分子中的中心C原子杂化方式是sp杂化，故SO2和CO2的空间构型分别为V形和直线形。因此SO2为极性分子，而CO2为非极性分子，根据相似相溶原理，相同条件下SO2在水中的溶解度更大。21．（2022·上海·格致中学高二阶段练习）羰基硫(COS)的结构与CO2类似，可作粮食熏蒸剂，防治虫类、真菌对粮食的危害。完成下列填空。(1)碳的原子结构示意图为_______，硫原子最外层电子排布式是_______，氧原子核外有_______种能量不同的电子。从结构上看，乙硫醇(CH3CH2SH)可视为乙醇中氧原子被硫替代而得的一种有机物，其分子中S-H的极性_______CH3CH2OH分子中O-H的极性(填“>”、“=”或“<”)。(2)与CO2相同，COS中所有原子最外层也都满足8电子结构，COS属于_______分子(填“极性”或“非极性”)，COS沸点_______CO2沸点(填“>”、“=”或“<”)。(3)羰基硫可用H2S和CO混合加热制得，反应方程式如下：CO+H2S⇌COS+H2。反应中起被还原的元素_______，氧化产物是_______。【答案】(1)

3s23p4

3

<(2)

极性

＞(3)

H

COS【解析】(1)碳是第6号元素，原子结构示意图为：，S的最外层有6个电子，最外层电子排布式是：3s23p4，相同能级中的原子能量相同，氧原子核外电子排布式为：1s22s22p4，能量不同的电子有3种，乙硫醇分子中S-H的极性小于CH3CH2OH分子中O-H的极性，因为S的电负性比O小，对键合电子的吸引力小，导致共用电子对的偏移减小，键极性减小，故答案为：；3s23p4；3；<；(2)COS的电子式为：，C为sp杂化，为直线形分子，但由于C=O与C=S键键长不同，空间结构不对称，为极性分子，COS与CO2均为分子晶体，COS的相对分子质量更大，范德华力更大，熔沸点更高，故答案为：极性；＞；(3)C元素化合价从+2→+4，H化合价从+1→0，H2S做氧化剂，H元素化合价降低，被还原，CO做还原剂，其对应产物为氧化产物COS，故答案为：H；COS。22．（2022·北京·人大附中高二期中）按要求回答以下内容。(1)Cu基态原子的价电子排布式_______；它位于周期表的_______区。(2)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形；SO2分子中的中心原子杂化方式为_______，SO的空间结构为______