高中化学人教版(新)选择性必修2 第二章 分子结构与性质 学案--共价键的极性

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。

2．知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。

3．能根据分子结构特点和键的极性来判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。

核心素养宏观辨识与微观探析：通过认识极性键与非极性键，极性分子与非极性分子的区别，形成“结构决定性质”的观念。

证据推理与模型认知：键的极性与分子极性关系的判断，建立能运用模型解释化学现象观点的意识。

知识梳理一、键的极性和分子的极性情境·探究素材1下列是九种物质的结构：[思考交流]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？素材2双氧水是一种医用消毒杀菌剂，能有效灭杀新冠病毒，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页纸上，书面夹角为93°52′，而两个O—H与O—O的夹角为96°52′。

如图所示：3．H2O2分子中共价键的类型有哪些？4．H2O2分子中正电中心和负电中心是否重合？H2O2属于极性分子还是非极性分子？归纳·总结1．共价键的极性(1)共价键(2)极性键与非极性键的存在①极性共价键存在于共价化合物(如HCl、H2O、HCN等)和部分离子化合物(如NaOH、Na2CO3等)中。

②非极性共价键存在于非金属单质(如O2、P4、金刚石等)，部分共价化合物(如H2O2中的O—O、CH2==CH2中的C==C等)，部分离子化合物(如Na2O2等)中。

[名师点拨](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)极性分子与非极性分子分子有极性分子和非极性分子之分。

分子的极性与分子的空间结构及分子中键的极性有关。

①极性分子：分子的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一个部分呈正电性(δ＋)，另一部分呈负电性(δ－)，这样的分子是极性分子。

如HCl、H2O、CH3Cl等。

②非极性分子：分子的正电中心和负电中心重合，分子中没有带正电和带负电的两部分，这样的分子是非极性分子。

如P4、CO2等。

(2)键的极性与分子的极性关系[名师点拨](1)一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，其空间结构不对称，故O3为极性分子。

(2)AB型分子均为极性分子。

(3)H2O2的结构式为H—O—O—H，空间结构如图所示，是不对称的，为极性分子。

(4)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)；极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)；含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。

巩固·练习1．下列物质中，分子中电荷空间分布对称的是()①CO2②CCl4③NH3④H2O⑤HBrA．①②③B．②④⑤C．③⑤D．①②2．下列有关分子的叙述中正确的是()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．以极性键结合起来的分子一定是极性分子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共价键3．下列属于既有极性键又有非极性键的极性分子的是()A．CS2B．CH4C．H2O2D．CH2==CH2二、键的极性对化学性质的影响情境·探究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p K a的大小来衡量，p K a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p K a[思考交流]1．试比较氯乙酸和氟乙酸的酸性强弱，并解释其原因。

2．试比较三氟乙酸和三氯乙酸的酸性强弱，并解释其原因。

3．试比较甲酸和乙酸酸性的强弱，并解释其原因。

归纳·总结1．羧酸的酸性大小与分子组成和结构的关系(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，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)只含烃基的一元羧酸的酸性随着烃基的加长，酸性的差异越来越小。

(3)只含烃基的多元羧酸的酸性烃基所含碳数越少，羧基个数越多，酸性越强。

2．原因解释(1)以三氯乙酸酸性大于二氯乙酸为例由于Cl3C—比Cl2HC—多一个氯原子，使Cl3C—的极性大于Cl2HC—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。

(2)烃基(R—)对羧酸酸性的影响烃基(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，故酸性：甲酸＞乙酸＞丙酸＞……。

巩固·练习1．下列羧酸的酸性比较错误的是()A．甲酸>乙酸>丙酸B．氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸C．氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸D．二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸2．下列属于推电子基团的是()A．—CHO B．—BrC．—CH3D．—OH3．试比较下列有机酸的酸性强弱。

①CF3COOH②CCl3COOH③CHCl2COOH④CH2ClCOOH⑤CH3COOH⑥CH3CH2COOH________________________。

当堂检测1．下列物质中含有非极性键的分子是()A．CaF2B．H2O2C．CO2D．NaOH2．带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流时，细流会发生偏转的是() A．CS2B．液溴C．CCl4D．H2O3．下列叙述正确的是()A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B．CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C．H2O是极性分子，分子中O原子处在2个H原子所连成的直线的中点D．CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中点4．下列各组物质中，都是由极性键构成的非极性分子是()A．CO2和CH4B．NH3和H2OC．BF3和H2D．CS2和H2O25．在HF、H2O、NH3、CO2、CH4、N2分子中：(1)以非极性键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________。

参考答案知识梳理一、情境·探究[思考交流]1．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．提示：P4、C60、CO2、BF3、CH4为非极性分子，HCN、H2O、NH3、CH3Cl为极性分子。

3．提示：H2O2分子中H—O为极性共价键，O—O为非极性共价键。

4．提示：不重合；H2O2属于极性分子。

巩固·练习1．【答案】D【解析】在由三个或三个以上原子形成的化合物中，空间结构对称的分子，其电荷的空间分布对称，如直线形的CO2，正四面体形的CCl4。

2．【答案】A【解析】对于抽象的选择题可用举反例法以具体的物质判断正误。

A项正确，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子的空间结构对称，正电中心和负电中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，非极性分子不一定是双原子单质分子，如CH4等；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。

3．【答案】C【解析】CS2是只含C==S极性键的非极性分子，不含非极性键，A项不符合题意；CH4是只含C—H极性键的非极性分子，不含非极性键，B项不符合题意；H2O2是既含H—O极性键又含O—O非极性键的极性分子，C项符合题意；CH2==CH2是既含C—H极性键又含C==C非极性键的非极性分子，D项不符合题意。

二、情境·探究[思考交流]1．提示：氟乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性；原因是电负性：F>Cl，C—F的极性大于C—Cl的极性，导致氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H ＋，故氟乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性。

2．提示：三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性；其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F 3C—的极性大于Cl 3C—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 ＋。

3．提示：甲酸的酸性大于乙酸的酸性；其原因是烃基(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。

巩固·练习1．【答案】C【解析】键的极性越大，对羧酸中羟基的影响越大，越易电离出H ＋而使酸性越强。

极性：—CCl 3>—CHCl 2>—CH 2Cl ，故酸性：三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸，C 项错误。

2．【答案】C【解析】烃基[如甲基(—CH 3)]是推电子基团。

3．【答案】①＞②＞③＞④＞⑤＞⑥ 当堂检测 1．【答案】B【解析】氟化钙中钙离子和氟离子之间以离子键结合，故A 错误；过氧化氢中氢原子和氧原子之间以极性共价键结合，氧原子与氧原子之间以非极性共价键结合，故B 正确；二氧化碳分子中碳原子和氧原子之间以极性共价键结合，故C 错误；氢氧化钠中含有氧氢极性共价键，且NaOH 也不是分子，故D 错误。

2．【答案】D【解析】二硫化碳分子是直线形结构，是非极性分子，电荷分布均匀，用带静电的有机玻璃棒靠近，不发生偏转，故A 错误；溴分子是非极性分子，电荷分布均匀，用带静电的有机玻璃棒靠近，不发生偏转，故B 错误；四氯化碳分子是正四面体结构，是非极性分子，电荷分布均匀，用带静电的有机玻璃棒靠近，不发生偏转，故C 错误；H 2O 为V 形结构，水分子是极性分子，电荷分布不均匀，用带静电的有机玻璃棒靠近，发生偏转，故D 正确。

3．【答案】D【解析】N 与3个H 原子形成σ键，孤电子对数为5－32＝1，所以N 原子采取sp 3杂化，为三角锥形分子，该分子正、负电荷中心不重合，为极性分子，A错误；CCl4中C原子采取sp3杂化，为正四面体结构，为非极性分子，B错误；H2O中O原子采取sp3杂化，为V 形分子，分子中O原子和2个H原子不在一条直线上，为极性分子，C错误；CO2中C原子采取sp杂化，为直线形分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中点，为非极性分子，D正确。