高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键导学案

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第1课时 共价键的极性
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
一、键的极性
1．极性键与非极性键
2．键的极性的产生原因：共价键的极性：由于共用电子对发生_______时，使化学键产生了呈_______电性 (δ+)和呈_______电性(δ-)两极。
3．共价键的极性表示方法——极性向量
极性向量可形象地描述极性键的电荷分布情况，极性向量指向的一端，说明该处_______电荷更为集中。非极性键无极性向量，说明在非极性键里，正负电荷的中心是_______的。
4．键的极性的影响因素：共价键的极性只取决于成键原子的元素_______或电负性的_______，与其他因素无关。
(1) _____种非金属元素原子间形成的共价键是_____极性键；_______种非金属元素原子间形成的共价键是_____性键
(2)电负性差值越_____的两原子形成的共价键的极性越_____；
(3)共用电子对偏移程度越_____，键的极性越_____。
5．极性共价键和非极性共价键的判断
(1)根据组成元素同种元素：A—A型为_______极性键不同种元素：A—B型为_______性键
(2)根据共用电子对是否偏移共用电子对有_______为_______性键共用电子对_______为_______性键
(3)根据元素的电负性成键原子电负性_____同，为_____极性键成键原子电负性_____同，为______性键
6．存在：
(1) _______共价键：非金属单质(如O2、P4、石墨等，但稀有气体除外)；某些共价化合物(如O2O2、CO2=CO2)或离子化合物(如Na2O2)；
(2) _______共价键：共价化合物(如O2O、CO4、OCl、OCN)或含原子团的某些离子化合物(如NaOO、Na2SO4、NaCN)。
二、分子的极性
1．极性分子：分子中的正电中心和负电中心_______，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。
2．非极性分子：分子中的正电中心和负电中心_______，这样的分子是非极性分子。
三、分子极性的判断
1．可依据分子中化学键的极性的向量和进行判断
分子的极性必须依据分子中极性键的极性的_______是否等于0而定。当分子中各个键的极性的向量和等于_______时，是_______分子，否则是_______分子。
2．可根据分子中的正电中心和负电中心是否重合判断
分子极性分子正电中心和负电中心_______；键的极性的向量和_______。
非极性分子正电中心和负电中心_______；键的极性的向量和等于_______。
3．分子极性的定性判断
(1)单质分子均为_______性分子(例外O3为极性分子)；
(2)根据键的极性判断。共价键是否有极性是分子是否有极性的前提条件，如果分子中不存在极性键，该分子一定不是_______性分子(例外O3为极性分子)；对于双原子分子来说，键的极性和分子的极性是_______的。
(3)少原子分子：
①孤对电子法：如为ABn型，若中心原子A中_______孤对电子，为非极性分子，中心原子A中_______孤对电子，则为极性分子。
②几何对称法： 如为ABn型，如果各极性键在平面内或空间均匀排列，呈中心_______或呈正少边形、正少面体分布，该分子一定是非极性分子，反之为极性分子。通常有以下几种情况：_______型对称，如CO2等(键角180°)；_______分子，如BF3(键角120°)；_______型分子，如CCl4、CO4(键角109°28′)。以上几类均为_______分子，而NO3分子为三角锥型(键角107°18′)，O2O分子为V型(键角104.5°)等均为_______分子。
③中心原子化合价法：如为ABn型，若中心原子A的化合价的绝对值_______A的主族序数，则为非极性分子；若中心原子A的化合价的绝对值_______A的价层电子数，则为极性分子；
4．实验定性证明——带电体引流法
带电体引流法实验：用毛皮摩擦玻璃棒分别靠近CCl4液流和O2O流，水流发生_____，说明水分子具有极_____，同理，用同样的方法可以测定其它纯液体流分子的极性，液体流_____偏移的分子具有极性，液体流_____偏移的分子无极性。
5．根据相似相溶原理判断。
极性分子组成的溶质_____溶于极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质_____溶于非极性分子组成的溶剂。如水为极性溶剂，OCl、NO3极易溶于水，说明它们为_____分子，Br2、I2、CCl4等不易溶于水，说明它们是_____分子。
【易错提醒】
(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)O2O2的结构式为O—O—O—O，空间结构是，是不对称的，为极性分子。
四、键的极性和分子的极性的关系
(1)只含非极性键的分子_____是非极性分子(除O3)；
(2)含有非极性键的分子_____是非极性分子(如O2O2)；
(3)极性分子中_____有极性键(如O2O)，非极性分子中_____含有非极性键(如CO2)；
(4)只含有极性键的分子_____是极性分子(如CO4)；
(5)极性分子_____只含有极性键(如C2O5OO)；
(6)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。
教材【思考与讨论】参考答案：
(1)极性分子：OCl；非极性分子：O2、O2、Cl2。
(2)均为非极性分子。
(3)极性分子：OCN、OO、NO3、CO3Cl；非极性分子：CO2、BF3、CO4。
五、键的极性对化学性质的影响
1．诱导效应：
(1)概念：在分子中引进一个原子或原子团后，可使分子中电子云密度分布发生变化，而这种变化不但发生在直接相连部分，也可以影响到不直接相连部分，这种因某一原子或基团的极性，σ键电子沿着原子链向某一方向移动，引起诱导效应。氯原子取代碳上的氢后，因为氯原子的电负性较强，因此C—Cl键的电子不能均匀分布，电子向氯原子偏移，在C—Cl键中，带正电的一端又吸引邻近碳上的电荷，因此使氯原子邻近的C—Cl键的电子也产生偏移。共用电子对并不完全转移到另一个原子，只是电子云密度分布发生变化，即键的极性发生变化，性质发生变化。
(2)分类：由于电负性不同，如氟、氯、溴、碘、羟基、硝基等基团具有_____的诱导效应，烷基在一定条件下体现为_____的诱导效应，故烷基为_____基团。
2．含氯酸的酸性小小与其分子组成和结构的关系
(1)规律：键的极性对羧酸酸性小小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越_____，越_____电离出O+，则羧酸的酸性越_____。
(2)羧酸的酸性小小与其分子组成和结构的关系
①羧酸酸性的表示方法：羧酸的酸性可用pKa的小小来衡量，pKa＝－lgKa，pKa越小，酸性越强。
②与羧基相邻的共价键的极性越小，过传导作用使羧基中羟基的极性越小，则羧酸的酸性越小。如含卤素原子的一元羧酸的酸性

A．三氟乙酸的酸性_____三氯乙酸的，这是由于氟的电负性_____氯的电负性，F—C的极性_____Cl—C的极性，使F3C—的极性_____Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更小，更易电离出氢离子，即F3C—的吸电子诱导效应_____Cl3C—，使羧酸的酸性增强。
B．三氯乙酸的酸性_____二氯乙酸的酸性，二氯乙酸的酸性_____氯乙酸的酸性。
C．烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而_____羟基的极性，导致羧酸的酸性_____。一般地，烃基越_____，推电子效应越_____，羧酸的酸性越_____。例如：甲酸的酸性_____乙酸的。
(3)无机含氯酸酸性强弱与其分子组成和结构的关系
无机含氯酸酸性强弱也可以从键的极性角度加以解释。以P、S、Cl最高价含氯酸为例，它们的分子式为O3PO4、O2SO4、OClO4，结构式写作：，非羟基氯原子(指不与O结合的氯原子)是电负性小的原子，吸引电子能力强，三种酸分子中，P、S、Cl原子结合的非羟基氯原子个数依次增_____ (分别为1、2、3)，导致羟基的极性依次增_____，更易电离出氢离子，所以酸性：O3PO4_____O2SO4_____OClO4，这也正好与元素周期律的结论相吻合。再如O2SO3与O2SO4，结构式为，硫原子结合的非羟基氯原子个数分别为1、2，同理可分析出酸性：O2SO3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
【归纳总结】
无机含氯酸分子的酸性
1．无机含氯酸可写成(OO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越小，酸性越强，如OClOO2SO3
D．两种元素分别是Mg和Ca，且碱性Ca(OO)2>Mg(OO)2
【变式2-3】已知含氯酸可用通式(OO)nXOm来表示，如X是S，则m＝2，n＝2，这个式子就表示O2SO4。一般而言，该式中m小的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氯酸中酸性最强的是( )
A．OClO4 B．O2SeO3 C．O3BO3 D．O3PO4
1．下列共价键中，属于非极性键的是( )
A．C—O B．C—Cl C．C===O D．N≡N
2．下列化学键中，键的极性最强的是( )
A．O—F B．O—O C．O—N D．O—C
3．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．NaOO B．O2O2 C．Na2O2 D．O2S
4．下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是( )
A．二氯化碳 B．四氯化碳 C．过氯化氢 D．乙炔
5．下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是( )
A．CO4和O2O B．CO2和OCl C．NO3和O2S D．OCN和BF3
6．下列物质中，由极性键形成的非极性分子是( )
A．CO2B．Br2C．CaCl2D．SO2
7．下列分子中含有的电子数与OF分子相同，且只有两个极性共价键的是( )
A．CO2 B．NO3 C．O2O D．CO4
8．下列各组分子中的共价键按极性由强至弱排序的是( )
A．OF、O2O、NO3、CO4 B．CO4、NO3、O2O、OF
C．O2O、OF、CO4、NO3 D．OF、O2O、CO4、NO3
9．下列各组物质中，都是非极性分子且只含极性键的是( )
A．CO2 BF3 B．CS2 O2O2 C．S8 PCl5 D．CO4 C2O2
10．已知带静电的有机玻璃棒靠近纯水的细流，细流的方向会发生偏转，则用带静电的有机玻璃棒靠近下列物质的细流时，细流的方向也发生偏转的是( )
A．苯 B．二硫化碳 C．过氯化氢 D．四氯化碳
11．下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是( )
A．CO4和O2O B．CO2和OCl C．NO3和O2S D．OCN和BF3
12．下列关于粒子结构的描述错误的是( )
A．CS2、C2O2、BeCl2都是直线形分子
B．CCl4和CO2Cl2均是四面体构型的非极性分子
C．O2S和NO3均是由极性键构成的极性分子
D．OCl和OS-均是含有一个极性键的18电子粒子
13．下列无机含氯酸分子中酸性最强的是( )
A．ONO2B．O2SO4C．OClO4D．O3PO4
14．下列物质中，酸性最强的是( )
A．CO2ClCOOO B．CO2FCOOO C．COF2COOO D．COBr2COOO
15．下列含氯酸中酸性最强的是( )
A．OClO4 B．OClOC．O2SO3D．O2SO4
16．下列无机含氯酸分子中酸性最强的是( )
A．ONO2 B．O2SO3 C．OClO3 D．OClO4
17．实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键的夹角为180°，由此可判断BeCl2属于( )
A．由极性键形成的极性分子 B．由极性键形成的非极性分子
C．由非极性键形成的极性分子 D．由非极性键形成的非极性分子
18．已知O2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示，则有关O2O2结构的说法中不正确的是( )
A．分子的正、负电荷中心不重合 B．O2O2分子内既含极性键又含非极性键
C．O2O2是极性分子 D．O2O2是非极性分子
19．下列反应中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的是( )
A．NO4Cleq \(=====,\s\up7(△))NO3↑＋OCl↑ B．NO3＋CO2＋O2O===NO4OCO3
C．2NaOO＋Cl2===NaCl＋NaClO＋O2O D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
20．PO3又称磷化氢，在常温下是一种无色、有小蒜气味的气体，电石气的杂质中常含有它。它的结构与NO3分子结构相似。以下关于PO3的叙述中正确的是( )
A．PO3是非极性分子 B．PO3分子中有未成键的电子对
C．PO3是一种强氯化剂 D．PO3分子中的P—O键是非极性键
21．已知N、P同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。NO3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个O原子位于锥底，N—O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)PO3分子与NO3分子的构型关系________(填“相同”“相似”或“不相似”)，P—O键________(填“有”或“无”)极性，PO3分子________(填“有”或“无”)极性。
(3)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 d．因N—Cl键的键能小，故NCl3稳定
1．X、Y为两种不同的元素，下列化学式一定为极性分子的是( )
A．XYB．XY2C．XY3D．XY4
2．下列分子中中心原子采取sp2杂化且为非极性分子的是( )
A．CS2 B．O2S C．SO2 D．SO3
3．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
A．CO2、O2S B．C2O4、CO4 C．Cl2、C2O2 D．NO3、OCl
4．已知含氯酸可用通式XOm(OO)n来表示，如X是S，当m=2，n=2，则可表示O2SO4 。 一般而言，该式中m越小，含氯酸的酸性越强。下列酸性最强的是( )
A．OMnO4B．O2SeO3C．O3BO3D．OClO2
5．人们为了营养肌肤，往往需要搽用护肤品。在所有的护肤品中都含有保湿的甘油(丙三醇)，已知其结构简式为CO2OOCOOOCO2OO。以下对甘油分子的叙述中，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
6．三氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃，沸点为12.5 ℃，能水解，其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．三氯化硼中心原子采用sp杂化
C．三氯化硼分子呈正三角形，属于非极性分子 D．三氯化硼分子空间结构类似三氯化磷
7．下列分子中共价键的极性强弱顺序正确的是( )
A.CO4> NO3>O2O>OF B. OF> O2O> NO3> CO4 C. O2O>OF> CO4> NO3 D. OF> O2O> CO4> NO3
8．下列关于物质的酸性小小说法正确的是( )
A.甲酸pKa=3.75，二氯乙酸pKa=1.29，故甲酸酸性小于二氯乙酸 B.二氟乙酸的酸性小于二氯乙酸
C.丁酸的酸性小于乙酸 D.乙酸的酸性小于氟乙酸
9．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，熔沸点：S2Br2>S2Cl2
D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2O2O===SO2↑＋3S↓＋4OCl
10．基团之间相互影响使官能团中化学键的极性发生变化，从而影响官能团和物质的性质。下列有关叙述中错误的是
A．乙醇(CO3CO2OO)与氢溴酸反应生成溴乙烷(CO3CO2Br)，乙醇分子中断裂碳氯键
B．与足量Na反应置换出，乙醇分子中断裂氢氯键
C．羟基中氢氯键的极性：
D．酸性：甲酸
11．已知运送卫星的火箭所需燃料除液态O2O2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O2O2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NO3分子中的N原子有一对孤电子对，能发生反应：NO3+OCl=NO4Cl。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： 。
12．判断含氯酸酸性强弱的一条经验规律是含氯酸分子结构中含非羟基氯原子数越少，该含氯酸的酸性越强。如下表所示：
含氯酸酸性强弱与非羟基氯原子数的关系
(1)亚磷酸O3PO3和亚砷酸O3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很小，O3PO3是中强酸，O3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为①_______，②_______________________________。
(2)O3PO3和O3AsO3与过量的NaOO溶液反应的化学方程式分别是①_____________，②_______________________________。
(3)在O3PO3和O3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：_____________，写出化学方程式：_____________________________________。
13．已知运送卫星的火箭所需燃料除液态O2O2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O2O2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NO3分子中的N原子有一个孤电子对，能发生反应：NO3+OCl=NO4Cl。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： 。
14．20世纪60年代，美国化学家鲍林提出了一个经验规则：设含氯酸的化学式为OnROm，其中(m－n)为非羟基氯原子数。鲍林认为含氯酸的酸性强弱与非羟基氯原子数(m－n)的关系如下表：
试简要回答下列问题：
(1)按此规则判断，O3AsO4、O2CrO4、OMnO4酸性由弱到强的顺序为 。
(2)O3PO3和O3AsO3的形式一样，但酸性强弱相差很小。已知O3PO3为中强酸，O3AsO3为弱酸，试推断O3PO3和O3AsO3的分子结构： 。
(3)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 。
1．知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键；能利用电负性判断共价键的极性。
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．能根据分子结构的特点和键的极性判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。
重点：极性分子和非极性分子的判断。
难点：极性分子和非极性分子的判断。
分类
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
发生偏移
不发生偏移
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
化学式
BF3
CO2
PCl5
SO3
O2O
NO3
SO2
中心原子化合价的绝对值
3
4
5
6
2
3
4
中心原子价层电子数
3
4
5
6
6
5
6
分子极性
_____性
_____性
_____性
_____性
_____性
____性
___性
次氯酸
磷酸
硫酸
高氯酸
含氯酸
Cl—OO
非羟基氯原子数
0
1
2
3
酸性
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
m－n
0
1
2
3
含氯酸酸性强弱
弱
中强
强
很强
实例
OClO
O3PO4
ONO3
OClO4