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第二章　分子结构与性质
第三节　分子结构与物质的性质
第一课时　共价键的极性
学习目标：1.了解共价键的极性。2.了解分子的极性及产生极性的原因。3.根据分子 结构特点和键的极性判断分子极性，并对分子性质及应用作出解释。
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研习任务一　键的极性和分子的极性
教材　认知
1. 键的极性
极性键与非极性键的比较
共价键 极性共价键 非极性共价键
成键原子 元素的原子 元素的原子
电子对 偏移 偏移
成键原子的 电性 一个原子呈正电性（δ＋），一个原子呈负 电性（δ－） 电中性
电负性 电负性不同 电负性相同
示例 H2、O2、Cl2
不同种　
同种　
发生　
不发生　
2. 分子的极性
非极性分子和极性分子的比较
重合　
正电　
负电　
非极性　
极
性　
非极性　
极性　
对称　
不对称　
3. 键的极性与分子的极性之间的关系
√




探究　活动
[问题探讨]
1. 下列是九种物质的结构：
　 　 　
　 　 　 　
（1）上述九种物质中含非极性共价键的物质有哪些？
（2）上述九种物质中，哪些是非极性分子？哪些是极性分子？
提示：P4、C60、CO2、BF3、CH4为非极性分子，HCN、H2O、NH3、CH3Cl为 极性分子。
提示： P4中的P—P为非极性共价键，C60中的C—C为非极性共价键。
2. 已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示：
（1）H2O2分子中共价键的类型有哪些？
提示：H2O2分子中H—O为极性共价键，O—O为非极性共价键。
（2）H2O2分子中正电重心和负电重心是否重合？H2O2属于极性分子还是非极性 分子？
提示：不重合；H2O2属于极性分子。
应用　体验
A. CH4 B. CO2 C. SO3 D. NH3
解析：CH4空间结构为正四面体，结构对称，属于非极性分子，故A错误；CO2空间 结构为直线形，结构对称，属于非极性分子，故B错误；SO3空间结构为平面三角 形，结构对称，属于非极性分子，故C错误；NH3空间结构为三角锥形，结构不对 称，正电重心和负电重心不重合，属于极性分子，故D正确。
D
A. CH4和Br2 B. NH3和H2S
C. BF3和CO2 D. BeCl2和HCl
解析：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；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； 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；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。
B
3. 在①HF、②H2O、③NH3、④CS2、⑤CH4、⑥N2、⑦BF3分子中：
（1）以非极性键结合的非极性分子是 （填序号，下同）。
解析：（1）以非极性键结合的非极性分子是N2。
（2）以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是 。
解析：（2）以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是CS2。
（3）以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是 。
解析：（3）以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是CH4。
（4）以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是 。
解析：（4）以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是NH3。
（5）以极性键结合的具有sp3杂化轨道和V形结构的分子是 。
解析：（5）以极性键结合的具有sp3杂化轨道和V形结构的分子是H2O。
⑥　
④　
⑤　
③　
②　
（6）以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是 。
⑦　
解析：（6）以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是BF3。
4. （1）判断AB n 型分子的极性。
①完成下表：
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认真研究①中各分子中心原子的化合价，寻找中心原子的化合价与分子极性 的关系。
。
（2）探究判断下列分子是极性分子还是非极性分子。
极性分子： （填序号，下同）；
非极性分子： 。
中心原子A的化合价呈最高价的AB n 型分子为非极性分子，否则为极性分子
④　
①②③⑤　
分子极性的判断方法
1. 键的极性法
2. 中心原子的化合价法
AB m 型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，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，其分子为极性分子，具体实例如下：
分子 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2
中心原子化合价绝对值 3 4 5 6 2 3 4
中心原子价电子数 3 4 5 6 6 5 6
分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性
3. AB n 型分子极性的经验规律
若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。
如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。
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研习任务二　键的极性对化学性质的影响
教材　认知
键的极性对化学性质的影响
（1）羧酸酸性与p Ka的关系
羧酸的酸性可用p Ka的大小来衡量，p Ka越小，酸性越 。
（2）羧酸的酸性大小与分子组成和结构的关系
①酸性强弱顺序
a.氟乙酸 氯乙酸 溴乙酸 碘乙酸。
b.三氯乙酸 二氯乙酸 氯乙酸。
c.三氟乙酸 三氯乙酸 三溴乙酸 三碘乙酸。
d.甲酸 乙酸 丙酸 丁酸。
强　
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＞　
＞　
＞　
＞　
＞　
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＞　
＞　
＞　
＞　
②原因解释（以三氟乙酸＞三氯乙酸为例）
由于氟的电负性大于氯，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＋，故酸性：三氟 乙酸＞三氯乙酸。
③烷基（R—）对羧酸酸性的影响
烷基（R—）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越 小，羧酸的酸性越弱，故酸性：甲酸＞乙酸＞丙酸＞……
探究　活动
[问题探讨]
1. CH3CH2OH、H2O分别与钠反应，哪个反应更剧烈？解释原因。
提示：水与钠反应更剧烈，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。
2. 三氟乙酸（CF3COOH）的酸性远强于乙酸（CH3COOH）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＋。
应用　体验
A. HCOOH B. HOCOOH
C. CH3COOH D. C6H13COOH
解析：推电子效应：—C6H13＞—CH3＞—H，HOCOOH是碳酸，故酸性最强的是 HCOOH。
A
①乙酸（CH3COOH） ②氯乙酸（CH2ClCOOH）
③三氯乙酸（CCl3COOH） ④三氟乙酸（CF3COOH）
A. ②①④③ B. ①②③④
C. ④③②① D. ③②④①
解析：由于电负性：F＞Cl＞H，则键的极性：C—F＞C—Cl＞C—H，故三氟乙酸中 羧基中的羟基的极性最大，最易电离出氢离子，酸性最强；乙酸中羧基中的羟基的极 性最小，酸性最弱。酸性强弱顺序：CF3COOH＞CCl3COOH＞CH2ClCOOH＞ CH3COOH，C正确。
C
3. 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 推电子基团，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“推”）电子基团，这种基团是 。
解析：（1）HCOOH显酸性，H2O显中性，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。
吸　
—CHO　
（2）CH3COOH的酸性弱于HCOOH，这是由于CH3COOH分子中存在 （填 “吸”或“推”）电子基团，这种基团是 。
解析：（2）CH3COOH的酸性弱于HCOOH，说明CH3COOH分子中存在推电子基 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，—CH3属于推电子基团。
（3）—C6H5属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性 （填 “强”或“弱”）。
解析：（3）—C6H5属于吸电子基团，—CH3属于推电子基团，故C6H5COOH的酸性 比CH3COOH的酸性强。
推　
—CH3　
强　
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课时作业
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
解析：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；BCl3为平面三 角形结构，为非极性分子，B错误；正电荷重心与负电荷重心重合的分子属于非极性 分子，某些共价化合物，如CH4、C2H4等也是非极性分子，C错误；非极性分子中不 一定含有非极性键，如CH4、CO2等，D错误。
A
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A. ①②④ B. ②④⑤
C. ③⑤⑥ D. ①②⑤
解析：非极性分子中电荷的空间分布是均匀的，①CO2呈直线形；②CCl4呈正四面体 形；④BH3呈平面三角形，三者属非极性分子，故A正确；③NH3呈三角锥形；⑤H2O 呈V形；⑥HBr是双原子分子，故③⑤⑥为极性分子，B、C、D错误。
A
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A. 分子中不能含有氢原子
B. 在AB n 分子中A原子没有孤电子对（或A原子最外层电子均已成键）
C. 在AB n 分子中每个共价键的键长和键能都相等
D. 分子中所有原子在同一平面内
解析：由题意可知，甲烷是含有氢原子的非极性分子，故A错误；由题意可知，非极 性分子中中心原子A的最外层电子均已成键，都不含孤电子对，故B正确；氨分子为 极性分子，分子中氮氢键的键长和键能都相等，故C错误；水分子、硫化氢分子和二 氧化硫都是极性分子，分子中所有原子在同一平面内，故D错误。
B
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A. 分子的正、负电中心不重合
B. H2O2分子内既含极性键又含非极性键
C. H2O2是极性分子
D. H2O2是非极性分子
解析：由题图知，H2O2分子的空间结构是二面角形，正、负电中心不重合，为极性分 子，A、C正确，D错误；H2O2是共价化合物，氢原子与氧原子之间形成极性共价 键，氧原子和氧原子之间形成非极性共价键，B正确。
D
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A. 卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性也越强，稳定性也越强
B. 以极性键结合的分子，不一定是极性分子
C. 判断A2B或AB2型分子是否为极性分子必须知道该分子的空间结构
D. 非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
解析：非金属性越强，对应氢化物越稳定，键的极性越强，则卤化氢分子中，卤素的 非金属性越强，共价键的极性越强，稳定性也越强，故A正确；以极性键结合的分 子，可能结构对称，如甲烷、二氧化碳等均为只含极性键的非极性分子，故B正确； 判断A2B或AB2型分子为极性分子，正、负电荷的中心不重合，结构一定不对称，即 判断分子是否为极性分子必须知道该分子的空间结构，故C正确；非极性分子中，可 能只含极性键，如甲烷，故D错误。
D
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A. 分子中只有极性键
B. CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
C. CO2分子中的化学键为非极性键
D. CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
D
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p Ka 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. 相对分子质量越大，羧酸的酸性越强
B. 羧酸的酸性大小与分子中氢原子数目有关
C. 连接羧基的烷基越大，羧酸的酸性越强
D. 羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关
D
解析：p Ka是表示 Ka的负对数，p Ka越大，酸性越弱。羧酸的酸性强弱与其分子的组 成和结构有关，与相对分子质量和分子中氢原子数目无关，故A、B错误，D正确；羧 基所连基团的极性越强，如—CF3，羧酸的酸性越强，而烷基越大，酸性越弱，故C 错误。
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A. 乙二酸的酸性强于己二酸
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. 氮气稳定性强于白磷（P4）的原因是N≡N的键能大于P—P的键能
B
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解析：—Cl为吸电子基团，C—Cl个数越多，使得羧基中的羟基极性越大，酸性越 强，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中的羟基的极性＞ ClCH2COOH中的羟基的极性＞CH3COOH中的羟基的极性，从而使得酸性： FCH2COOH＞ClCH2COOH＞CH3COOH，C正确；氮气中的N≡N键能较大，导致氮气 化学性质稳定，一般不易与其他物质反应，而白磷中的P—P的键能较小，使白磷性质 活泼，易发生自燃等化学变化，D正确。
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A. 分子中只含极性键
B. SF6是极性分子
C. S与F之间共用电子对偏向S
D. S原子满足8电子稳定结构
解析：SF6中的键为6个S—F键，为极性键，此分子中只含极性键，故A正确；SF6是 结构对称、正负电荷重心重合的分子，为非极性分子，故B错误；由于F的电负性比S 的大，S与F之间共用电子对偏向F，故C错误；由SF6的结构式可知，化合物中S元素 化合价＋价电子数＝6＋6＝12，则S原子不是8电子稳定结构，故D错误。
A
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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，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，则该分子可能为非极性分子
C
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解析：
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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. H2O分子的VSEPR模型为V形
D. H2O是非极性分子
B
解析：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；H2O的中心原子O的价层电子对数为4， VSEPR模型为（正）四面体形，C错误；H2O是极性分子，故D错误。
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A. 其分子中各原子最外层都达到了8电子稳定结构
B. 其分子中只含极性键
C. 其分子是非极性分子
D. 其与化合物S2N2互为同素异形体
解析：硫原子最外层有6个电子，若形成两个共价单键，则达到8电子稳定结构，氮原 子最外层有5个电子，若形成3个共价单键，则达到8电子稳定结构，据图可知，A项 正确；该物质的分子中既含S—N极性键，也含N—N非极性键，B项错误；该分子 正、负电荷中心不重合，属于极性分子，C项错误；同素异形体描述的对象是单质， 而不是化合物，D项错误。
A
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13. 在极性分子中，正电荷重心与负电荷重心间的距离称为偶极长，通常用 d 表示。 极性分子的极性强弱与偶极长和电荷量（ q ）有关，一般用偶极矩（μ）来衡量。分 子的偶极矩是偶极长和电荷量的乘积，即μ＝ dq 。在非极性分子中，其正、负电荷重 心重合，故μ为0。试回答下列问题：
（1）HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中μ＝0的有 。
解析：（1）HCl是由极性键形成的双原子极性分子；根据价电子对互斥理论可知， CS2是直线形分子，正、负电荷重心重合，为非极性分子，其偶极矩为0；H2S、SO2 都是V形结构，是极性分子，其μ＞0。
CS2　
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（2）实验测得：μ（PF3）＝1.03、μ（BCl3）＝0。
①由此可知，PF3分子的空间结构为 。
②BCl3分子的空间结构为 ， 中心原子的杂化方式为 。
三角锥形　
平面正三角形　
sp2杂化　
解析：（2）①μ（PF3）＝1.03说明PF3是极性分子，则PF3是三角锥形结构。②μ （BCl3）＝0，说明BCl3是非极性分子，其正、负电荷重心重合，应该是平面正三角 形结构；中心原子B与3个Cl原子形成3个共价键（没有孤电子对），即B的杂化方式 是sp2杂化。
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（3）治癌药物Pt（NH3）2Cl2具有平面四边形结构，Pt处在四边形中心，NH3和Cl分 别处在四边形的4个顶点。已知该化合物有两种同分异构体，棕黄色化合物的μ＞0， 淡黄色化合物的μ＝0。试写出两种同分异构体的结构简 式： 、 ， 在水中溶解度较大的是 （填结构简 式）。
　
　
　
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解析：（3）根据题意，Pt（NH3）2Cl2具有平面四边形结构，若μ＝0，则为非极性分 子，NH3和Cl分别对称分布在四边形的4个顶点上，即正、负电荷重心重合，故淡黄 色化合物是 ；若μ＞0，则为极性分子，NH3和Cl在四边形的4个顶点上的分布 是不对称的，即正、负电荷重心不重合，故棕黄色化合物是 。根据“相似相 溶”规律，水是极性分子，因此属于极性分子的溶质易溶解在水中，即在水中溶解度 较大的是棕黄色化合物，其结构简式为 。
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