第2章 第3节 第1课时 共价键的极性-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修2教用Word(人教版)

第三节　分子结构与物质的性质 第1课时　共价键的极性 【学习目标】　1.知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键，并能利用电负性判断共价键的极性。 2．认识极性分子和非极性分子，能根据分子的结构特点和键的极性判断分子的极性。 知识点一　键的极性和分子的极性 1．共价键的极性 (1)极性键和非极性键的比较 共价键 极性键 非极性键 成键原子 ____________原子 ______原子 电子对 ____________偏移 ______偏移 成键原子 的电性 一个原子呈正电性(δ＋)、另一个原子呈负电性(δ－) 呈电中性 表示形式 A—B、A===B、A≡B等 A—A、A===A、 A≡A等 实例 C—H、C===O、C≡N等 C—C、C===C、C≡C等 [说明]　(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)极性键和非极性键的存在 共价键 极性键 非极性键 物质类别 共价化合物、部分离子化合物 非金属单质、部分共价化合物、部分离子化合物 实例 HCl、NaOH、NH4Cl等 O2、H2O2、Na2O2等 2.分子的极性 　(1)完成下表： 分子 BeCl2 SO2 NH3 BF3 CH4 空间结构 ____________ ____ ____ ____ ____ 正电中心和负电中心 是否重合 ______ ____ ____ ____ ____ 分子的极性 ______ ____ ____ ____ ____ (2)根据上表中各分子中心原子的化合价，分析中心原子的化合价与分子极性的关系。 提示：(1)(从左到右、从上到下)直线形　V形　 三角锥形　平面正三角形　正四面体形　重合　 不重合　不重合　重合　重合　非极性分子　极性分子　极性分子　非极性分子　非极性分子 (2)ABn型分子中，若中心原子A的化合价的绝对值等于该原子的价电子数，则该分子为非极性分子，否则为极性分子。 键的极性和分子的极性的关系 [答案自填] 不同　同种　发生　不发生 非极性键　重合　等于零　不重合 不为零 (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)臭氧是由同种元素组成的单质，是非极性分子(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 1．(教材习题改编)下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是(　　) A．CH4和Br2 B．NH3和H2S C．BF3和CO2 D．BeCl2和HCl 解析：选B。A.CH4是由极性键构成的非极性分子，Br2是由非极性键构成的非极性分子，故A不符合题意；B.NH3和H2S都是由极性键构成的极性分子，故B符合题意；C.BF3和CO2都是由极性键构成的非极性分子，故C不符合题意；D.BeCl2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。 2．下列分子中，共价键的极性按由强到弱的顺序排列的是(　　) A．CH4>NH3>H2O>HF B．HF>H2O>NH3>CH4 C．H2O>HF>CH4>NH3 D．HF>H2O>CH4>NH3 解析：选B。比较共价键的极性，可比较成键的两个原子吸引电子能力的大小。两原子吸引电子的能力相差越大，电负性相差越大，共用电子对偏移的程度越大，键的极性越强。题中共价键的极性按H—F、H—O、H—N、H—C的顺序依次减弱。 3．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，下列有关NCl3的描述不正确的是__________(填字母)。　 a．该分子的空间结构为平面三角形 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为不同元素原子形成的共价键，为极性键，PH3分子的空间结构为三角锥形，正电中心和负电中心不重合，为极性分子。(3)NCl3中N原子的价层电子对数为3＋＝4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，a错误；N、Cl之间形成的共价键为极性键，b正确；NCl3分子中正电中心和负电中心不重合，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 知识点二　键的极性对化学性质的影响 羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，羧酸的酸性可用pKa(pKa＝－lg Ka)的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。根据下表，回答有关问题： 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 1.甲酸和乙酸哪个酸性强？原因是什么？ 提示：酸性：甲酸＞乙酸，原因是烃基(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。 2．三氟乙酸的酸性远强于乙酸的原因是什么？ 提示：由于F的电负性较大，—CF3是吸电子基团，使羧基中羟基的极性更大，更易电离出H＋。 3．三氟乙酸和三氯乙酸哪个酸性强？原因是什么？ 提示：酸性：三氟乙酸＞三氯乙酸，原因是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H＋。 1．键的极性对物质化学性质的影响 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，共价键的极性越强，在反应中越容易断裂。 2．羧基的酸性强弱与分子组成和结构的关系 (1)只含烃基的一元羧酸的酸性：随着烃基加长，酸性的差异越来越小。 (2)只含烃基的多元羧酸的酸性：烃基所含碳原子数越少，羧基数目越多，酸性越强。 (3)含卤素原子的一元羧酸的酸性 ①含相同数目的不同卤素原子的羧酸，卤素原子的电负性越大，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，酸性越强。 1．下列物质中，酸性最强的是(　　) A．HCOOH　　　　　　 B．HOCOOH C．CH3COOH D．C6H13COOH 解析：选A。推电子效应：—C6H13＞—CH3＞—H，HOCOOH是碳酸，故酸性最强的是HCOOH。 2．已知：三氯乙酸(CCl3COOH)的酸性强于三溴乙酸(CBr3COOH)的酸性。下列对于该事实的解释不正确的是(　　) A．CCl3COOH的相对分子质量小于CBr3COOH的相对分子质量 B．氯的电负性大于溴的电负性 C．CCl3COOH的羧基中的羟基更易电离 D．Cl—C的极性大于Br—C的极性 解析：选A。酸的酸性强弱与相对分子质量的大小没有直接关系。 3．分析表中数据，下列结论正确的是(　　) pKa 4.88 4.76 3.75 2.86 1.29 0.65 0.23 羧酸 丙酸 乙酸 甲酸 氯乙酸 二氯 乙酸 三氯 乙酸 三氟 乙酸 A.羧酸的酸性与羧基所连基团无关 B．羧酸的酸性与分子中氢原子数目有关 C．连接羧基的烃基越大，羧酸的酸性越强 D．羧酸的酸性与分子的组成和结构有关 解析：选D。羧酸的酸性与分子的组成和结构有关，与分子中氢原子数目无关，故B错误，D正确；羧基所连基团的极性越大，羧酸的酸性越强，而烃基越大，羧酸的酸性越弱，故A、C错误。 1．三氯化硼(BCl3)的熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，能水解，分子中键与键之间的夹角为120°。下列有关叙述正确的是(　　) A．三氯化硼在液态时能导电而在固态时不能导电 B．三氯化硼的中心原子采用sp杂化 C．三氯化硼分子呈平面三角形，属于非极性分子 D．三氯化硼分子的空间结构类似三氯化磷 解析：选C。三氯化硼是共价化合物，液态时不能电离出自由移动的离子，不能导电，故A错误；三氯化硼分子中硼原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，中心原子采用sp2杂化，分子的空间结构为平面三角形，属于非极性分子，故B错误，C正确；三氯化硼分子的空间结构为平面三角形，三氯化磷分子中磷原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，分子的空间结构为三角锥形，二者的空间结构不同，故D错误。 2．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为直线形的非极性分子 B．CO2为由极性共价键构成的非极性分子 C．BF3分子中的B原子满足8电子稳定结构 D．CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化 解析：选B。H2O2的空间结构不是直线形，且H2O2是极性分子，A错误；CO2分子中三个原子在同一直线上，两个O原子在C原子的两侧，C与O之间形成极性共价键，故CO2为由极性共价键构成的非极性分子，B正确；BF3分子中的B原子最外层有6个电子，C错误；CH3COOH分子中甲基C原子采用sp3杂化，羧基C原子采用sp2杂化，D错误。 3．下列有关共价键对物质化学性质的影响，说法错误的是(　　) A．乙二酸的酸性强于己二酸的 B．一元酸的酸性：一氯乙酸>二氯乙酸 C．由酸性ClCH2COOH>CH3COOH可知，酸性FCH2COOH>CH3COOH D．氮气的稳定性强于白磷(P4)的原因是N≡N的键能大于P—P的键能 解析：选B。羧基数目相同时，烃基越长推电子效应越大，羧基中的羟基的极性越小，酸性越弱，故乙二酸的酸性强于己二酸的，A正确；—Cl为吸电子基团，C—Cl越多，羧基中羟基的极性越大，酸性越强，故一元酸的酸性：一氯乙酸<二氯乙酸，B错误；—F和—Cl均为吸电子基团，甲基为推电子基团，F—C的极性大于Cl—C的极性，使得FCH2COOH羧基中羟基的极性大于ClCH2COOH羧基中羟基的极性大于CH3COOH羧基中羟基的极性，从而使得酸性：FCH2COOH>ClCH2COOH>CH3COOH，C正确；氮气中N≡N的键能较大，导致氮气的化学性质较稳定，不易与其他物质反应，而白磷中P—P的键能较小，导致白磷性质活泼，易发生自燃等化学变化，D正确。 4．PH3在常温下是一种无色、有大蒜气味的气体，电石气的杂质中常含有它。它的结构与NH3分子的结构相似。下列关于PH3的叙述正确的是(　　) A.PH3是非极性分子 B．PH3分子中含有孤电子对 C．PH3是一种强氧化剂 D．PH3分子中的P—H是非极性键 解析：选B。PH3与NH3分子的结构相似，因此PH3分子中P原子上含有孤电子对。P—H是由不同种原子形成的共价键，属于极性键。PH3分子的空间结构为三角锥形，正电中心和负电中心不重合，故分子有极性。PH3中P元素化合价为－3价，具有很强的还原性。 5．用下列粒子的化学式填空：CO2、SiCl4、(NH4)2SO4、H2S、C2H4、Cl2、NH3、H2O2、NaOH。 (1)只含非极性键的非极性分子：______________________________________________________。 (2)含极性键的非极性分子：__________________________________________________。 (3)既含极性键，又含非极性键的非极性分子：__________________。 (4)含非极性键的极性分子：_______________________________________________________。 (5)含极性键的极性分子：___________________________________。 (6)既含极性键，又含非极性键的极性分子： ____________________。 答案：(1)Cl2　(2)CO2、SiCl4、C2H4　(3)C2H4 (4)H2O2　(5)H2S、NH3、H2O2　(6)H2O2 学科网（北京）股份有限公司 $