1、第三节分子结构与物质的性质第一课时共价键的极性课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.下列说法正确的是() A.含有非极性键的分子一定是非极性分子B.非极性分子中一定含有非极性键C.由极性键形成的双原子分子一定是极性分子D.分子的极性与键的极性无关答案C解析含有非极性键的分子不一定是非极性分子,如H2O2;非极性分子中不一定含有非极性键,如CH4、CO2均是非极性分子,却不含非极性键;分子的极性不仅与键的极性有关,还与分子空间结构有关。2.X、Y为两种不同的元素,下列化学式表示的物质一定为极性分子的是()A.XYB.XY2C.XY3D.XY4答案A解析A项,在XY分子中X、Y是不同的原子,吸引电子能
2、力不同,正、负电荷中心不重合,一定是极性分子;B项,三原子在同一条直线上时就是非极性分子,如CO2;C项,四原子若在同一平面内就是非极性分子,如BF3,不在同一平面内就是极性分子,如NH3;D项,该分子若是正四面体结构,则是非极性分子。3.(双选)下列关于粒子结构的描述错误的是()A.CS2、C2H2、BeCl2都是直线形分子B.CCl4和CHCl3均是四面体形的非极性分子C.H2S和NH3均是由极性键构成的极性分子D.HCl和HS-均是含有一个极性键的极性分子答案BD解析由于CH键的键长小于CCl键的键长,故CH2Cl2的空间结构不是对称的正四面体形,因而属于极性分子,B错误;HS-不是分子
3、,是阴离子,D项错误。4.(双选)通常状况下,NCl3是一种油状液体,其分子空间结构与氨分子相似,下列对NCl3的有关叙述正确的是()A.NCl3分子中NCl键的键长比CCl4分子中CCl键的键长大B.NCl3分子是非极性分子C.NCl3分子中的所有原子均达到8电子稳定结构D.NBr3与NCl3分子的空间结构相似答案CD解析C原子的原子半径大于N原子的原子半径,所以CCl4中CCl键的键长比NCl3中NCl键的键长大,A错误;NCl3分子的空间结构与氨分子相似,都是三角锥形结构,氨分子是极性分子,所以NCl3分子也是极性分子,B错误;NCl3分子中N原子最外层电子数为5+3=8,NCl3分子中
4、Cl原子最外层电子数为7+1=8,所以N原子和Cl原子均达到8电子稳定结构,C正确;NBr3与NCl3分子的空间结构都是三角锥形,D项正确。5.(2019上海等级考)下列说法不正确的是()A.含有共价键的化合物就是共价化合物B.含有极性键的分子可能是非极性分子C.有电子转移的反应是氧化还原反应D.水溶液中能完全电离的电解质是强电解质答案A解析含有共价键的化合物也可能是离子化合物,如NaOH、NH4Cl等,A项错误;含有极性键的分子可能是非极性分子,如CH4,B项正确;有电子转移的反应一定是氧化还原反应,C项正确;水溶液中能完全电离的电解质是强电解质,D项正确。6.(双选)科学家最近研制出有望成
5、为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中NNN键角都是108.1,下列有关N(NO2)3的说法正确的是()A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键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均为键答案CD解析N和O两种原子属于不同非金属元素的原子,它们之间形成的共价键是极性键,A项错误;因为该分子中NNN键角都是108.1,所以该分子中四个氮原子不可能共平面,B项错误;由该分子的空间结构可知,分子空间结构不对称,是极性分子,C项正确;该物质分子中氮原子之间的共价键都是单键,故均为键,D项正确。7.过氧化氢(H2O2)是一种医用消毒杀菌
6、剂,已知H2O2分子的空间结构如图所示。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9352,而两个OH键与OO键的夹角均为9652。试回答:(1)H2O2分子的电子式为,结构式为。(2)H2O2分子中存在(填“极性”或“非极性”,下同)键和键,为分子。(3)H2O2分子中氧元素的化合价为,原因是。答案(1)HOOHHOOH(2)极性非极性极性(3)-1价OO键为非极性键,OH键为极性键,共用电子对偏向于氧,故氧元素显-1价解析(2)H2O2分子的空间结构为不对称结构,应为极性分子,含有OO非极性键和OH极性键。提升能力跨越等级1.(双选)通常把原子总数相同及价电
7、子总数也相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法正确的是()A.CH4和NH4+是等电子体,键角均为60B.NO3-和CO32-是等电子体,均为平面正三角形结构C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构D.B3N3H6和苯是等电子体,二者都是非极性分子答案BD解析解题关键是利用等电子体具有相似结构,判断键角和分子的空间结构。CH4和NH4+是等电子体,都是正四面体结构,键角均为10928,A项不正确;NO3-和CO32-是等电子体,均为平面正三角形结构,B项正确;H3O+和PCl3价电子总数不相等,不是等电子体,C项不正确;B3N3H6与苯是等电子体
8、,两种分子的空间结构相似,二者都是非极性分子,D项正确。2.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D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2+3S+4HCl答案A解析从S2Cl2分子的空间结构可知,该分子空间结构不对称,为极性分子。3.下列叙述正确的是()A.NH3、CO、CO2都是极性分子B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C.HCl、H2S、NH3分子中的中心原子的杂化方式分
9、别是sp、sp2、sp3D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子答案B解析A项中CO2属于非极性分子;C项,中心原子S、N均采取sp3方式杂化,形成HCl分子时,氯原子没有采取轨道杂化;D项,H2O分子中的O原子上有2对孤电子对,H2O分子空间结构为V形。4.小明同学在学习钠的化合物的性质时,记录了以下四个化学反应方程式:Na2SiO3+H2O+CO2Na2CO3+H2SiO3Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2Na2CO3+H2SO3Na2SO3+H2O+CO2Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2请你根据学过的知识判断,4个反应中涉及的4种含氧酸中酸性最强的
10、是()A.H2SO4B.H2SO3C.H2SiO3D.H2CO3答案A解析都是二元酸,根据较强酸可以生成较弱酸的反应规律,4种含氧酸的酸性强弱顺序是:H2SO4H2SO3H2CO3H2SiO3。5.(双选)短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大。X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍,Y与X同主族,Z和W原子中未成对电子数之比为21。下列说法错误的是()A.XW4为非极性分子B.Y、Z、W最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是WYZC.ZW2分子是由极性键构成的极性分子D.XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均为sp杂化答案BD解析短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大,X原子
11、的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍,则X是C元素;Y与X同主族,则Y是Si元素;Z和W原子中未成对电子数之比为21,且二者原子序数都大于Y,则Z是S元素、W是Cl元素。CCl4分子为正四面体结构,正负电荷重心重合,为非极性分子,A项正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性SiSCl元素,所以Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是YZW,B项错误;ZW2是SCl2,由于分子中硫原子上有两对孤电子对,故SCl2为V形极性分子,C项正确;CCl4、SiCl4、SCl2分子中的中心原子价层电子对个数都是4,所以均为sp3杂化,D项错误。6.20世纪60年代
12、美国化学家鲍林提出了一个经验规则:设含氧酸的化学式为HnROm,其中(m-n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(m-n)的关系如下表:m-n0123含氧酸酸性强弱弱中强强很强实例HClOH3PO4HNO3HClO4试简要回答下列问题:(1)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为。(2)按此规则判断碳酸应属于酸,与通常认为的碳酸的强度是否一致?,其可能的原因是。答案(1)H3AsO4H2CrO4HMnO4(2)中强不一致溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3解析(1)根据非羟基氧原子数与酸性强弱的关系可得:H3AsO4H2CrO4
13、HMnO4m-n123酸性:H3AsO4H2CrO4HMnO4。(2)H2CO3中非羟基氧原子数为1,应为中强酸,与通常认为的碳酸是弱酸不一致。其可能原因是溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3。7.已知与碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成化合物的分子式是XY4。试回答:(1)X元素的基态原子的电子排布式为,Y元素原子的最外层电子的轨道表示式为。(2)若X、Y两元素电负性分别为1.8和3.0,试判断XY4中X与Y之间的化学键为(填“共价键”或“离子键”)。(3)该化合物分子的空间结构为形,中心原子的轨道杂化类型
14、为,分子为(填“极性分子”或“非极性分子”)。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)共价键(3)正四面体sp3杂化非极性分子解析依题意,X为第四周期第A族元素Ge,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3,则Y是Cl元素,Cl元素原子最外层电子的轨道表示式为。GeCl4分子中Ge与Cl形成的是极性共价键,分子的空间结构为正四面体形,中心原子为sp3杂化,为非极性分子。贴近生活拓展创新北斗卫星导航系统是中国自行研制并开发的,其中第八颗和第九颗北斗卫星是被长征三号甲运载火箭送入太空预定转移轨道的。已
15、知运送卫星的火箭所需燃料除液态过氧化氢外,还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%,相对分子质量为32,结构分析发现该分子结构中只有单键。(1)该氮氢化合物的电子式为,其中N原子采取杂化方式,该分子是(填“极性”或“非极性”)分子。(2)若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应,产生两种无毒又不污染环境的物质,在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是,只含有非极性键的是,只含有极性键的是。(3)NH3分子中的N原子上有一对孤电子对,能发生反应:NH3+HClNH4Cl。试写出将上述氮氢化合物通入足量盐酸时,发生反应的化学方程式:。(4)“笑气”(N2O)是
16、人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构(包括电子式);又已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连,则N2O的电子式可表示为,由此可知它(填“含有”或“不含”)非极性键。答案(1)HNHNHHsp3极性(2)N2H4和H2O2N2H2O(3)N2H4+2HClN2H6Cl2(4)NNO含有解析(1)由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数,计算可知其分子式为N2H4,它的结构可看作是NH3分子中的一个H原子被NH2取代后所得,该分子的结构式为,分子中的键全部是单键,故N原子的杂化方式与NH3分子中的N原子杂化方式相同,也是sp3杂化,该分子为极性分子。(2)两者反应后生成的物质无毒又不污染环境,故得到的是N2和H2O,反应的化学方程式为N2H4+2H2O2N2+4H2O,两种反应物中都含有极性键和非极性键,在生成物H2O中只含有极性键,N2中只含有非极性键。(3)因为在N2H4分子中的N原子上各有一对孤电子对,故一分子N2H4能与两分子HCl反应,反应的化学方程式为N2H4+2HClN2H6Cl2。(4)因为N2O和CO2分子结构相似,故都为直线形,CO2的结构式为OCO,而N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连,故N2O的结构式为NNO,其电子式为NNO,分子中既含有氮氧极性键又含有氮氮非极性键。
