第2-3-1讲-共价键的极性(解析版)

链接教材精准变式练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【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。【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【答案】C【分析】分子中既有极性键又有非极性键，则分子中必须既有同种元素原子间所成的键，又有不同种元素原子间所成的键，而在A、B选项中同种原子间没有成键，也就没有非极性键。要求分子为非极性分子，则分子中原子的排列一定是对称的，只有这样才能使分子中正、负电荷的中心重合，使分子无极性。【详解】A．二氧化硫是含有极性键的极性分子，A不符合题意；B．四氯化碳是含有极性键的非极性分子，B不符合题意；C．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；D．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。【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【答案】C【分析】【详解】A．乙烯中不仅含有C-H极性键也含有碳碳双键，碳碳双键属于非极性键，A错误；B．水中含有极性键，但正负电荷的中心不重合，是属于极性分子，B错误；C．甲烷和CS2含有极性键，并且结构对称，属于非极性分子，C正确；D．过氧化氢中含有O-O非极性键，D错误；答案选C。【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．1molS2Cl2分子中含有1mol非极性共价键和2mol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＞S2Cl2D．S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为【答案】A【详解】A．S2Cl2分子结构式是Cl-S-S-Cl，在1molS2Cl2分子中含有1mol非极性共价键S-S和2mol极性共价键S-Cl，由于分子不是直线型，分子结构不对称，因此该分子是极性分子，A错误；B．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；C．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；D．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，D正确；故合理选项是A。教材知识链接教材知识链接一．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—H2.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【答案】A【解析】卤素中非金属性越强，键的极性越大，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。（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．【答案】D【详解】A．是氮氢极性键构成的极性分子，故A不符合题意；B．是氢氯极性键构成的极性分子，故B不符合题意；C．是氮氮非极性键构成的非极性分子，故C不符合题意；D．是碳氧极性键构成的非极性分子，故D符合题意。综上所述，答案为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【答案】D【详解】A．H2O空间构型是V形，则H2O为极性键构成的极性分子，故A错；B．HCl为极性键构成的极性分子，故B错；C．氨气的空间构型为三角锥形结构，为极性分子，故C错；D．甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同、键角相等，正负电荷重心重合，所以甲烷为非极性分子，故D正确；答案选D。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【答案】A【解析】A．Cl2为直线形结构，含有非极性键，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，为非极性分子；C2H4中含有极性键和非极性键，是平面型分子，结构对称，分子中正负电荷重心重叠，为非极性分子，故A选；B．C2H4中含有极性键和非极性键，是平面型分子，结构对称，分子中正负电荷重心重叠，为非极性分子；CH4中含有极性键，不存在非极性键，为正四面体结构，结构对称，分子中正负电荷重心重叠，为非极性分子，故B不选；C．CO2中含有极性键，不存在非极性键，为直线形分子，结构对称，分子中正负电荷重心重叠，为非极性分子；H2S中含有极性键，不存在非极性键，空间结构为V形，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，故C不选；D．NH3中含有极性键，不存在非极性键，空间结构为三角锥形，正负电荷的中心不重合，属于极性分子；HCl中含有极性键，不存在非极性键，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，故D不选；故选A。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【答案】B【详解】A．CH4是由极性键构成的非极性分子，单质溴是由非极性键构成的非极性分子，故A不符合题意；B．氨气和硫化氢分子都是由极性键构成的极性分子，故B符合题意；C．BF3和二氧化碳都是由极性键构成的非极性分子，故C不符合题意；D．氯化铍是由极性键构成的非极性分子，HCl是由极性键构成的极性分子，故D不符合题意；故选B。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【详解】水分子空间结构为V形，正负电荷中心不能重叠，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．（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【答案】C【详解】A．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；B．S2Cl2分子中S-S为非极性键，S-Cl键为极性键，故B错误；C．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：，故C正确；D．Cl的电负性强于S，故S与间的共用电子对偏向于Cl，故D错误；故选C。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【答案】D【详解】A．根据三氯胺(NCl3)，三者中N的化合价均为−3，得到电负性：，故A错误；B．能形成分子间氢键，As电负性小，因此不能形成分子间氢键，故B错误；C．是极性分子，是三角锥形，因此是极性分子，故C错误；D．NH2Cl极易水解，生成一种用于杀菌的强氧化性酸，说明生成了次氯酸，因此一氯胺中+1价Cl与浓盐酸中−1价Cl发生氧化还原反应可产生，故D正确。综上所述，答案为D。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H2OB．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【答案】B【详解】A．H2O分子中含有分子间氢键，故H2S的沸点低于H2O，故A错误；B．NH和PH中心原子都形成4个δ键,没有孤电子对,为正四面体结构,故B正确；C．CO2的中心原子C原子的杂化是sp杂化，但是SO2的中心原子S原子的杂化是sp2杂化，所以SO2不是直线形，故C错误；D．NH3能与水分子间形成氢键，极易溶于水，PH3不能形成氢键，故D错误；故选B。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【答案】B【分析】不同原子构成的共价键是极性键；分子中正负电荷中心不重合，电荷分布不均匀的分子为极性分子，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀的为非极性分子，据此分析判断。【详解】A．CH4和CCl4中均含有极性键，均为正四面体形分子，分子中正负电荷的中心是重合的，即均为非极性分子，故A不选；B．H2S和HCl都含有极性键，H2S为V形分子，二者分子中正负电荷的重心不重合，都是极性分子，故B选；C．CO2和CS2都含有极性键，都是直线形分子，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，都是非极性分子，故C不选；D．NH3含有极性键，是三角锥形分子，电荷分布是不均匀的，不对称的，是极性分子；CH4中含有极性键，为正四面体形分子，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，是非极性分子，故D不选；故选B。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【答案】C【详解】A．CH4、NH3和N2H4中C、N都为sp3杂化，故杂化方式均相同，故A正确；B．CH4的中心原子为sp3杂化，无孤对电子，为正四面体形，NH3的中心原子为sp3杂化，一个孤电子对，为三角锥形，故B正确；C．CH4为正四面体形的对称结构，为非极性分子，故C错误；D．因为N2H4、NH3都存在分子间氢键，故N2H4、NH3的沸点高于CH4，N2H4分子间氢键数目多于NH3，故N2H4沸点高于NH3，故沸点：N2H4＞NH3＞CH4，故D正确；故选C。9．（2022·广东电白·高二期末）下列含有极性键的非极性分子是①CCl4②NH3③CH4④CO2⑤N2⑥H2S⑦SO2⑧CS2⑨H2O⑩HFA．②③④⑥⑧ B．①③④⑤⑦ C．①③④⑧ D．以上均不是【答案】C【分析】同种非金属元素之间形成非极性共价键，不同非金属元素之间形成极性键，由极性键构成的分子，结构对称，正负电荷的中心重合，则为非极性分子，据此分析。【详解】①CCl4为正四面体结构，含有极性键，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，为非极性分子，①符合题意；②NH3为三角锥结构，含有极性键，正负电荷的重心不重合，电荷分布不均匀，为极性分子，②不符合题意；③CH4为正四面体结构，含有极性键，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，为非极性分子，③符合题意；④CO2中有C、O元素之间形成极性键，且分子结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，④符合题意；⑤N2中只有N、N原子形成的非极性键，属于非极性分子，⑤不符合题意；⑥H2S中有H、S元素之间形成极性键，分子结构不对称，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，⑥不符合题意；⑦SO2中有O、S元素之间形成极性键，分子结构不对称，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，⑦不符合题意；⑧CS2中有C、S元素之间形成极性键，且分子结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，⑧符合题意；⑨H2O中H、O元素形成的极性键，但结构不对称，属于极性分子，⑨不符合题意；⑩HF中H、F元素形成的极性键，但结构不对称，属于极性分子，⑩不符合题意；综上所述可知：含有极性键的非极性分子是①③④⑧，故合理选项是C。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【答案】B【详解】A．两个原子之间形成的第一条键为σ键，第二条开始为π键，则最多能形成l个σ键，A正确；B．HCl、HBr、HI的沸点逐渐升高，而HF分子间存在氢键，其沸点高于HCl，B错误；C．H2O2种存在H-O、O-O键，从结构上看，是二面角结构，正负电荷中心不能重合，是一种含极性键和非极性键的极性分子，C正确；D．气体单质分子中不一定键和键，如He气体，为单原子分子，不存在化学键，D正确；故选B。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___。【答案】②①⑧⑤④⑥⑤⑧①②⑤⑦⑧【分析】①HCl为只含有极性键的极性分子；②Cl2为只含有非极性键的非极性分子；③H2O2为既有非极性键，又有极性键构成的极性分子；④Na2O2为既有离子键，又有非极性键的离子化合物；⑤C2H4为平面结构，为既有非极性键，又有极性键构成的非极性分子⑥NaOH为既有离子键，又有极性键的离子化合物；⑦Ar为单原子分子；⑧HCN为只含有极性键的极性分子；据此分析解答。【详解】(1)由以上分析知，只存在非极性键的分子是Cl2，故选②；只由极性键构成的极性分子是HCl、HCN，故选①⑧；(2)既有非极性键，又有极性键构成的非极性分子是C2H4为，故选⑤；(3)既有离子键，又有共价键的是Na2O2、NaOH，故选④⑥；(4)共价单键为σ键，双键、三键中才有π键，C2H4的结构简式为CH2=CH2，HCN为，则既有σ键又有π键的C2H4、HCN，故选⑤⑧；(5)氢键存在于含有O-H、N-H、F-H键的化合物分子间，则只存在范德华力的分子是HCl、Cl2、C2H4、Ar、HCN，故选①②⑤⑦⑧。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【答案】非极性相似极性极性a【详解】(1)由图中可知，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，答案为：非极性；(2)与是同主族元素形成的氢化物，结构相似，为不同种元素原子之间形成的共价键，为极性键，的空间结构为三角锥形，正、负电荷重心不重合，为极性分子，答案为：相似；极性；极性；(3)a．中N原子的价层电子对数为，孤电子对数为1，该分子呈三角锥形，a不正确；b．由不同元素形成，为极性键，b正确；c．该分子呈三角锥形，结构不对称，为极性分子，c正确；综合以上分析，a符合题意，故选a。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_______________________________．【答案】极性非极性极性为极性分子，CS2为非极性分子，根据相似相溶规律可知难溶于CS2-1O-O键为非极性键，O-H键为极性键，共用电子对偏向于氧，故氧元素显价【详解】(1)分子的电子式为，结构式为H-O-O-H；(2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)为极性分子，CS2为非极性分子，根据相似相溶规律可知难溶于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，故氧元素显价。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