高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键第1课时课后练习题

第三节　分子结构与物质的性质

第1课时　共价键的极性

基础过关练

题组一　键的极性

1.(2021辽宁阜新第二高级中学月考)下列物质中,既含有非极性共价键又含有极性共价键的是(　　)

A.NaOH　　　　　　B.H2O2　　　　　C.Na2O2　　　　D.H2S

2.大多数有机物分子里的碳原子与碳原子或碳原子与其他原子相结合的化学键是(　　)

A.只有极性键

B.只有非极性键

C.有极性键或非极性键

D.有离子键

3.很多护肤品中含有保湿的甘油(丙三醇),已知其结构简式为CH2OHCHOHCH2OH。以下对甘油的叙述正确的是(　　)

A.分子中只含有极性键

B.分子中只含有非极性键

C.分子中既含有σ键又含有π键

D.分子中既含有极性键又含有非极性键

4.下列各组分子中的共价键按极性由强至弱排序的是(　　)

A.HF、H2O、NH3、CH4　　　　　

B.CH4、NH3、H2O、HF

C.H2O、HF、CH4、NH3　　　　　

D.HF、H2O、CH4、NH3

5.短周期元素X、Y、Z的原子序数之和为20,且Y2-与Z+核外电子排布相同。下列化合物中同时存在极性共价键和非极性共价键的是　(　　)

A.X2Y2　　　　　B.X2Y　　　　　C.ZX　　　　　D.ZYX

题组二　分子的极性

6.(2022四川雅安中学月考)下列分子既有σ键又有π键,且属于非极性分子的是(　　)

A.CO2　　　　　B.Cl2　　　　　C.H2O　　　　　D.HCl

7.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是(　　)

A.CH4和H2O　　　　　B.CO2和HCl

C.NH3和H2S　　　　　D.HCN和BF3

8.已知N、P都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键间的夹角是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分子与NH3分子的空间结构　　　　　　(填“相同”“相似”或“不相似”),P—H键　　　　(填“有”或“无”)极性,PH3分子　　　　(填“是”或“不是”)极性分子。 

(3)常温下,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

题组三　键的极性对羧酸酸性的影响

9.下列物质中,酸性最强的是(　　)

A.HCOOH　　　　　  B.H2CO3

C.CH3COOH　　　　　D.C6H13COOH

10.下列物质中,酸性最强的是(　　)

A.CH2ClCOOH　　　　　

B.CH2FCOOH

C.CHF2COOH　　　　　

D.CHBr2COOH

能力提升练

题组一　键的极性和分子的极性的综合应用

1.将金属钠投入足量水中,关于此过程说法错误的是(　　)

A.发生了化学变化　　　　　　　　　B.破坏了极性共价键

C.生成了极性分子　　　　　　　　　D.形成了非极性共价键

2.(2020山东莱西第一中学月考)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由于存在分子间氢键而稳定性强

3.(2021山东枣庄期末)某药物主要成分的结构简式如图所示,其中X、Y、W三种元素的原子序数依次增大,基态W原子的电子分布于3个能级。下列说法错误的是(　　)

A.该分子中有2个X原子的杂化方式相同

B.X、Y、W的第一电离能大小顺序为W>X>Y

C.Y的氢化物分子中只含极性键

D.元素W可以形成非极性分子

4.(2020山东济宁期末)下列关于粒子的描述不正确的是(　　)

A.H2S和NH3均是价层电子总数为8的极性分子,且H2S分子的键角   较大

B.HS-和HCl均是含一个极性键的18电子粒子

C.CH4和CCl4均是四面体形的非极性分子

D.1 mol O中含中子、质子、电子的数目均为10NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)

5.(2021四川遂宁期中)研究表明:H2O2具有立体结构,两个氢原子像在一本半展开的书的两页纸上,两页纸面的夹角为93°52',氧原子在书的夹缝上,O—H键与O—O键之间的夹角为96°52'。下列说法不正确的是(　　)

A.H2O2分子中既含极性键,又含非极性键

B.H2O2为极性分子

C.H2O2分子中的两个O原子均是sp3杂化

D.H2O2分子中既有σ键,又有π键

6.下列叙述不正确的是(　　)

A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越强,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型分子是极性分子的依据:具有极性键且分子空间结构不对称,键角小于180°,为非直线形结构

D.非极性分子中,各原子间都应以非极性键结合

7.(2020四川成都测试)肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查阅资料得知,肼是一种良好的极性溶剂,沿肼分子球棍模型的N—N键方向观察,其结构如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.肼分子中的氮原子采用sp3杂化

B.肼分子中既有极性键又有非极性键

C.肼分子是非极性分子

D.肼与偏二甲肼互为同系物

8.已知运送卫星的火箭所需燃料除液态H2O2外,还有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,结构分析发现该化合物分子中只有单键。

(1)该氮氢化合物的电子式为　　　　,其中N原子采取　　　　杂化,该分子是　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 

(2)若该物质与液态H2O2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　　　　　　　(填化学式,下同),只含有非极性键的是　　　　,只含有极性键的是　　　　。 

(3)已知NH3分子中的N原子有一个孤电子对,能发生反应:NH3+HCl NH4Cl。试写出将上述液态氮氢化合物加入足量盐酸中时,发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

题组二　键的极性对物质性质的影响

9.使用微波炉加热,具有使受热物质均匀受热、表里一致、速度快、热效率高等优点。微波炉工作原理是通电后炉内的微波场以几亿赫兹的高频改变外电场的方向,水分子因而能迅速摆动,产生热效应。水分子能迅速摆动是因为(　　)

A.水分子中具有极性共价键　　　　　

B.水分子是极性分子

C.水由氢、氧两种元素组成　　　　　

D.水分子中有共用电子对

10.新兴大脑营养学研究表明:大脑的发育和生长与不饱和脂肪酸有密切的联系,从深海鱼油中提取的被称作“脑黄金”的DHA(C21H31COOH)就是一种不饱和度很高的脂肪酸。下列说法正确的是(　　)

DHA的结构简式

A.酸性:C21H31COOH<CH3COOH

B.DHA中含有的元素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

11.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原子具有更强的活泼性。有的基团属于斥电子基团,能减弱—OH上H原子的活泼性。试依据上述规律填空:

(1)HCOOH显酸性,而H2O为中性,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属于吸电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性　　　　(填“强”或“弱”)。 

(4)CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH中,酸性最强的是　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.B　NaOH中不含非极性共价键、Na2O2中不含极性共价键;H2O2中含有极性共价键和非极性共价键;H2S中不含有非极性共价键。

2.C　碳原子和碳原子之间形成非极性共价键,碳原子和其他原子之间形成极性共价键。

3.D　在甘油分子中,碳原子与碳原子、碳原子与氧原子、碳原子与氢原子、氧原子与氢原子之间都是共价单键,故分子中只含有σ键,C项错误;分子中既含有极性键(C—H键、O—H键、C—O键)又含有非极性键(C—C键),因此A、B项错误,D项正确。

4.A　共价键极性的比较,主要看成键的两个原子吸引键合电子能力的差别,差别越大,则共用电子对偏移程度越大,键的极性越强。F、O、N、C四种元素的电负性依次减弱,即它们吸引键合电子的能力依次减弱,形成的简单氢化物中键的极性也依次减弱。

5.A　由题意知Y为O、Z为Na,则X为H。H2O2中既有非极性共价键,又有极性共价键,故A正确;H2O中只有极性共价键,故B错误;NaH中只有离子键,故C错误;NaOH中没有非极性共价键,故D错误。

6.A　H2O和HCl是极性分子,Cl2中不含有π键。

7.C　极性键一般存在于不同元素原子之间;极性分子是分子的正电中心和负电中心不重合的分子。NH3是呈三角锥形的极性分子;CO2是呈直线形的非极性分子;H2O、H2S都是呈V形的极性分子;HCl、HCN都是呈直线形的极性分子;CH4是呈正四面体形的非极性分子;BF3是呈平面三角形的非极性分子。

归纳总结

(1)键的极性主要取决于成键原子的种类。

(2)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,但只含有极性键。

(3)含有非极性键的分子不一定为非极性分子,如H2O2是含有极性键、非极性键的极性分子。

8.答案　(1)非极性　(2)相似　有　是　(3)a

解析　(1)N4分子是正四面体结构,是非极性分子。

(2)NH3分子与PH3分子空间结构相似,P—H键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,正电中心与负电中心不重合,为极性分子。

(3)NCl3中N原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,该分子呈三角锥形,a错误;N、Cl之间形成的键为极性键,b正确;NCl3分子中正电中心与负电中心不重合,故该分子为极性分子,c正确。

9.A　推电子效应—C6H13>—CH3>—H,则酸性最强的是HCOOH。

10.C　电负性F>Cl>Br,则酸性最强的是CHF2COOH,故选C。

能力提升练

1.C　将金属钠投入足量水中,发生反应生成氢氧化钠和氢气,A正确;破坏了水分子中的极性共价键,B正确;反应中生成的分子只有H2,H2为非极性分子,故C错误;氢气含非极性共价键,形成了非极性共价键,D正确。

2.B　H2O2是极性分子,A错误;反应Ⅰ是在催化剂作用下H2O生成H2和H2O2,涉及极性键H—O键的断裂和非极性键H—H键、O—O键的形成,B正确;非极性分子中不一定有非极性键,如CO2,C错误;H2O分子间氢键影响的是物理性质,而稳定性是化学性质,D错误。

3.C　

由以上分析结合“X、Y、W三种元素的原子序数依次增大,基态W原子的电子分布于3个能级”可知,W为第二周期的F元素、X为N元素、Y为O元素。N原子有sp3和sp2两种杂化方式,该分子中有2个N原子为sp3杂化,A项正确;N的2p轨道为半充满结构,故第一电离能N>O,X、Y、W的第一电离能大小顺序为F>N>O,B项正确;O可以形成H2O和H2O2两种氢化物,H2O2中含有极性键和非极性键,C项错误;F2是非极性分子,D项正确。

4.A　H2S和NH3均是价层电子总数为8的极性分子,NH3的键角为107°,而H2S的键角比H2O的小,水分子的键角为105°,故H2S分子的键角较小,A错误;HS-和HCl均是含一个极性键的18电子粒子,B正确;CH4和CCl4均是四面体形的非极性分子,C正确;1个O分子中含10个质子、10个中子、10个电子,则1 mol O中含中子、质子、电子的物质的量均为10 mol,数目均为10NA,D正确。

5.D　A项,1个H2O2分子中存在2个O—H极性键和1个O—O非极性键,正确;B项,根据H2O2的立体结构知,H2O2分子中正电中心和负电中心不重合,H2O2为极性分子,正确;C项,H2O2中两个O原子都分别形成1个氢氧σ键和1个氧氧σ键,每个O原子上还有2个孤电子对,两个O原子均为sp3杂化,正确;D项,H2O2分子中只有单键,所以只有σ键,没有π键,错误。

6.D　非极性分子中,各原子间不一定以非极性键结合,如CO2中含极性键,D错误。

7.C　肼分子中每个N原子形成3个σ键,还有一个孤电子对,所以其价层电子对数是4,则N原子采用sp3杂化,A正确;肼分子中N原子之间存在非极性键,N原子和H原子之间存在极性键,所以该分子中既有极性键又有非极性键,B正确;肼分子的正电中心与负电中心不重合,所以是极性分子,C错误;肼和偏二甲肼结构相似,在分子组成上相差2个CH2原子团,互为同系物,D正确。

8.答案　(1) 　sp3　极性

(2)N2H4和H2O2　N2　H2O

(3)N2H4+2HCl N2H6Cl2

解析　(1)由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数可知其分子式为N2H4,分子中的键全部是单键,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,故N原子的杂化方式与NH3分子中的N原子杂化方式相同,是sp3杂化,该分子为极性分子。(2)N2H4与H2O2反应后得到N2和H2O,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分子的每个N原子上都有一个孤电子对,故一分子N2H4能与两分子HCl反应。

9.B　根据微波炉的工作原理可知,水分子之所以能迅速摆动是因为水分子是极性分子,故选B。

10.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。

11.答案　(1)吸　—CHO　(2)斥　—CH3　(3)强

(4)CF3COOH

解析　(1)HCOOH显酸性,H2O为中性,说明甲酸分子中存在吸电子基团,能使—OH上的H原子活泼性增强,甲酸中含有醛基,故醛基属于吸电子基团。(2)CH3COOH酸性弱于HCOOH,说明乙酸分子中存在斥电子基团,能减弱—OH上H原子的活泼性,乙酸中含有—CH3,故—CH3属于斥电子基团,导致乙酸的酸性弱于甲酸。(3)由题给信息可知,—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。(4)—F、—Cl、—H吸电子的能力由大到小的顺序为—F>—Cl>—H,故酸性最强的是CF3COOH。