第2章 第3节 课时1 共价键的极性-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 单选）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 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 任务一 键的极性与分子的极性 教材基础·预习 不同 不同 相同 吸引电子能力强 显电性 电中性 不同种 同种 不重合 不等于零 重合 等于零 非极性 极性 核心能力·探究 任务二 键的极性对化学性质的影响 教材基础·预习 越小 越大 大于 大于 大于 大 易 越小 越弱 课下巩固训练(十二)　 共价键的极性 学习目标 素养解读 1.能从共用电子对是否发生偏移的角度认识键的极性的实质是成键原子分别呈正电性和负电性。 2.知道分子可以分为极性分子和非极性分子。 3.知道分子极性和分子中键的极性、分子的空间结构密切相关 1.能从微观角度理解共价键的极性和分子极性的关系，培养“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。 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”的模型认知，培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养 【情境诱思】 联氨(N2H4)可用作火箭燃料，其分子结构如图所示。分析联氨中化学键的极性及分子的极性是怎样的？ 提示：从图中可以看出，联氨分子中既有N—H极性键，也有N—N非极性键；联氨分子结构不对称，是极性分子。 1．共价键的极性 项目 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 偏向 的原子 不发生偏移 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 H—Cl、 Cl—Cl、H—H 【提醒】 (1)根据元素电负性的大小判断共价键中键合原子的电性。形成共价键的两个原子，电负性大的原子呈负电性(用δ－表示)，电负性小的原子呈正电性(用δ＋表示)。 (2)电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强。 2．分子的极性 (1)极性分子和非极性分子 (2)键的极性与分子极性之间的关系 ①只含非极性键的分子一定是非极性分子。 ②含有极性键的分子，如果分子中各个键的极性的向量和等于零，则为 分子，否则为 分子。 ③极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。 【开拓思维】 臭氧是极性分子还是非极性分子？从结构上如何理解？ [提示]键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。 提示：O3是极性分子；臭氧分子的空间结构与水分子的相似，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，正、负电中心不重合，故其分子具有微弱的极性。 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，书面夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答： 问题1：写出H2O2的电子式，分析H2O2分子中共价键的种类有哪些？ 问题2：极性分子和非极性分子有何区别？ 提示：H2O2的电子式为，分子中H—O键为极性共价键，O—O键为非极性共价键。 提示：看分子的空间结构是否对称，若对称则为非极性分子，反之则为极性分子。 【要点归纳】 1．判断分子极性的一般思路 2．判断ABn型分子极性的方法 (1)化合价法 ABn型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，该分子为极性分子。具体实例如下： 分子 BF3 CO2 SO3(g) H2O NH3 SO2 中心原子的化合价的绝对值 3 4 6 2 3 4 中心原子的价电子数 3 4 6 6 5 6 分子极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性 (2)根据键的极性、分子空间结构判断 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(或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 类型 实例 键的极性 空间结构 分子极性 XY3 BF3 极性键 平面三角形 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 【典例分析】 【典例1】 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 解析：选C。 【对点练】 1.两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的是(　　 ) A． B． C． D． 答案：D 2．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中： (1)以非极性键相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 【情境诱思】 回顾CH3CH2OH、H2O分别与钠的反应，哪个反应更剧烈？从化学键极性强弱的角度解释原因是什么？ 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。 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。例如羧酸羧基中的羟基极性 ，酸性越强；极性 ，酸性越弱。 2．羧酸的酸性与其分子组成的关系 酸性强弱 解释 F3C—COOH＞Cl3C—COOH 氟的电负性 氯的电负性，F—C的极性 Cl—C的极性，使F3C—的极性 Cl3C—，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更 ，更 电离出H＋ HCOOH＞CH3COOH＞CH3CH2COOH 烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性 ，羧酸的酸性 [推论](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)只含烷基的羧酸的酸性 ①只含烷基的一元羧酸，随着烷基加长，酸性的差异越来越小。 ②只含烷基的多元羧酸，烷基所含碳原子数越少，羧基个数越多，酸性越强。 【对点练】 3.下列羧酸的酸性最弱的是(　　 ) A．CH3CH2COOH B．CH2BrCOOH C．HCOOH D．CH3COOH 解析：选A。推电子效应—CH2CH3>—CH3，故酸性HCOOH>CH3COOH >CH3CH2COOH；Br的电负性比C大，C—Br键的极性更大，导致羧基中—OH的极性增大，更易电离出H＋，酸性增大，故酸性CH2BrCOOH＞CH3COOH>CH3CH2COOH。 4．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”)。 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。 答案：(1)吸　—CHO　(2)斥　—CH3　(3)强 课堂加练·课后检测 【课堂加练题组】 1．下列物质中，既含有极性键又含有非极性键的是(　　 ) A．CO2 B．CH4 C．C2H4 D．NH4Cl 答案：C 2．用一带静电的玻璃棒分别靠近A、B两种纯液体流，现象如图所示，下列关于A、B两种液体分子的极性判断正确的是(　　 ) A．A是极性分子，B是非极性分子 B．A是非极性分子，B是极性分子 C．A、B都是极性分子 D．A、B都是非极性分子 解析：选B。带静电的玻璃棒靠近纯液体流后，B液体流发生偏离，说明B液体的分子有极性，故A是非极性分子，B是极性分子。 3．下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法错误的是(　　 ) A．SF6是由极性键构成的非极性分子 B．32 g S8分子中含有0.125 mol σ键 C．C2H2是既有极性键又有非极性键的非极性分子 D．S8中S原子的杂化方式为sp3杂化 解析：选B。32 g S8分子中含有σ键的物质的量为 eq \f(32 g,256 g·mol-1)×8＝1 mol，故B错误。 4．已知N、P均属于元素周期表的第ⅤA族元素。N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H间的夹角是107°。 (1)N4分子的空间结构为，它是一种________(填“极性”或“非极性”)分子。 (2)PH3分子中P—H______(填“有”或“无”，下同)极性，PH3分子______极性。 (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________(填字母)。 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 d．因N—Cl的键能大，故NCl3稳定 解析：(1)N4分子是正四面体形结构，是一种非极性分子。(2)P—H为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键，PH3分子的空间结构为三角锥形，正、负电中心不重合，PH3为极性分子。(3)NCl3中N原子的价层电子对数为3＋ eq \f(5－3×1,2)＝4，孤电子对数为1，该分子为三角锥形，a错误；N、Cl之间形成的键为极性键，b正确；NCl3分子中正、负电中心不重合，故该分子为极性分子，c正确；共价键的键能越大，含有该键的物质越稳定，d正确。 答案：(1)非极性　(2)有　有　(3)a 【基础达标练】 1．下列各物质的酸性强弱关系正确的是(　　) A．CH2Cl—COOH>CHCl2—COOH B．CCl3—COOH<CFCl2—COOH C．CH3CF2—COOH>CHF2—COOH D．C17H35—COOH>C4H9—COOH 答案：B 2．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 3．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．只含非极性键的分子不一定是非极性分子 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 解析：选A。卤素的非金属性越强，键的极性越强，A项正确；如CO2、CS2为直线形，分子的空间结构对称，含有极性键，为非极性分子，C、D项错误。 4．NH3、H2S等是极性分子，CO2、BF3、CCl4等是极性键构成的非极性分子，根据上述实例可以推测出ABn型分子为非极性分子的经验规律是(　　 ) A．分子中必须含有π键 B．在ABn分子中A原子没有孤电子对 C．在ABn分子间不能形成氢键 D．分子中每个共价键的键长应相等 解析：选B。BF3、CCl4中均为单键没有π键，A错误；在ABn分子中A原子的所有价层电子都构成共价键，A原子没有孤电子对，导致结构对称、正负电荷中心重合，所以为非极性分子，B正确；H2S分子间不能形成氢键，但是H2S属于极性分子，C错误；H2S分子中两个S—H键的键长相等，但H2S分子是极性分子，D错误。 5．从深海鱼油中提取的被称作“脑黄金”的DHA(C21H31COOH)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 解析：选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。 6．S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生有窒息性气味的气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，其分子结构如下图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是(　　 ) A．为非极性分子 B．分子中既含有极性键，又含有非极性键 C．与S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2 D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl 解析：选A。从S2Cl2分子的图示可知该分子空间不对称，为极性分子。 7．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：____________。 解析： (1)由于PtCl2(NH3)2存在两种同分异构体，所以是平面四边形结构。 答案： (1)平面四边形 (2)非极性分子　极性分子 (3)　 【能力提升练】 8．(2024·江苏南通高二联考)用CO2和CH3OH合成碳酸二甲酯的反应为CO2＋2CH3OH eq \o(―――→,\s\up7(一定条件))(CH3O)2CO＋H2O。下列说法正确的是(　　 ) A．CH3OH是非极性分子 B．CO2中的键角小于H2O中的键角 C．CH3OH和H2O均只含有极性键 D．该反应过程中有极性键、非极性键的断裂和形成 解析：选C。CH3OH是极性分子，A错误；CO2为直线形分子，键角为180°，H2O为V形，键角为105°，B错误；CH3OH和H2O中只含有极性键，C正确；该反应过程中有极性键的断裂和形成，没有非极性键的断裂和形成，D错误。 9．科学家研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法不正确的是(　　 ) A．分子中N、O间形成的共价键是极性键 B．分子中四个氮原子共平面 C．该物质的分子是极性分子 D．该物质分子中氮原子之间的共价键为σ键 解析：选B。N和O两种原子之间形成的共价键是极性键，A正确；该分子中四个氮原子不可能共平面，B错误。 10．(2024·福建晋江高二检测)三氟化氯(ClF3)是极强助燃剂，能发生自耦电离：2ClF3ClF eq \o\al(－,4)＋ClF eq \o\al(＋,2)，其分子的空间结构如图，下列推测合理的是(　　 ) A．ClF3分子的中心原子杂化轨道类型为sp2 B．ClF3与Fe反应生成FeCl2和FeF2 C．ClF3分子是含有极性键的非极性分子 D．BrF3比ClF3更易发生自耦电离 解析：选D。三氟化氯中氯原子的价层电子对数为5，杂化方式不可能为sp2杂化，A错误；由三氟化氯是极强助燃剂可知，三氟化氯与铁反应生成氯化铁和氟化铁，B错误；由图可知，三氟化氯是结构不对称的三角锥形分子，属于含有极性键的极性分子，C错误；溴元素的电负性小于氯元素，溴氟键的极性强于氯氟键，则三氟化溴比三氟化氯更易发生自耦电离，D正确。 11．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 解析：选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；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。 12．地球上的物质不断变化，数10亿年来大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分： 目前空气的成分 N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等) 原始大气的主要成分 CH4、NH3、CO、CO2等 用上表所涉及的分子填写下列空白。 (1)含有10个电子的分子有________________________________(填化学式，下同)。 (2)由极性键构成的非极性分子有________________________________。 (3)分子中不含孤电子对的分子(稀有气体除外)有__________，它的空间结构为________。 (4)CO的结构可表示为O≡C，与CO结构最相似的分子是________，这两种结构相似的分子中，分子的极性________(填“相同”或“不相同”)。 答案：(1)H2O、Ne、CH4、NH3　(2)CH4、CO2　(3)CH4　正四面体形　(4)N2　不相同 13．在极性分子中，正电荷中心同负电荷中心间的距离称为偶极长，常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电荷中心的电量(q)有关，一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积，即μ＝d·q。 试回答以下问题： (1)HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中μ＝0的是________。 (2)对硝基氯苯、邻硝基氯苯、间硝基氯苯，三种分子的偶极矩由大到小的排列顺序是______________________________________________________。 (3)实验测得：μ(PF3)＝1.03、μ(BCl3)＝0。由此可知，PF3分子是______________结构；BCl3分子是___________结构。 (4)GeCl4化合物的空间结构为________形，中心原子采取____________杂化，分子为__________(填“极性分子”或“非极性分子”)。 解析：μ＝0表示分子空间结构对称，正、负电荷中心重合，是非极性分子，μ≠0表示分子空间结构不对称，正、负电荷中心不重合，是极性分子。(1)CS2是对称的直线形分子。(2)从对称性角度看，对位＞间位＞邻位，故μ由大到小的顺序为邻＞间＞对。(3)AB3型分子的空间结构只有两种可能，故前者为不对称的三角锥形(极性分子)，后者为高度对称的平面正三角形(非极性分子)。(4)GeCl4化合物的空间结构和CCl4相似。 答案：(1)CS2　(2)邻硝基氯苯＞间硝基氯苯＞对硝基氯苯　(3)三角锥形　平面正三角形　(4)正四面体　sp3　非极性分子 $$