高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键第一课时同步训练题

第三节　分子结构与物质的性质

第一课时　共价键的极性

必备知识基础练

1.两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的是(　　)

A. B.B—A—B

C. D.

2.下列各组物质的分子中,都属于含极性键的非极性分子的是(　　)

A.CO2、H2S B.C2H4、CH4

C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl

3.下列叙述不正确的是(　　)

A.卤化氢分子中,卤族元素的非金属性越强,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.可判断A2B或AB2型分子是极性分子的依据是含有极性键且分子的空间结构不对称,分子的空间结构为键角小于180°的非直线形

D.非极性分子中各原子之间都以非极性键结合

4.下列各物质的酸性强弱关系正确的是(　　)

A.CH2Cl—COOH>CHCl2—COOH

B.CCl3—COOH<CFCl2—COOH

C.CH3CF2—COOH>CHF2—COOH

D.C17H35—COOH>C4H9—COOH

5.苯酚()具有弱酸性,乙醇是非电解质,水是弱电解质,三种物质中都含有—OH,在这三种物质中,氢氧键的极性由强到弱的顺序是(　　)

A.苯酚>乙醇>水 B.乙醇>水>苯酚

C.水>苯酚>乙醇 D.苯酚>水>乙醇

6.(2021·山东烟台高二检测)某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是非极性分子

7.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。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　　　(填“有”或“无”)极性,PH3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的键能大,故NCl3稳定

8.有下列粒子:

①CH4　②CH2CH2　③CH≡CH　④NH3

⑤N　⑥BF3　⑦H2O

填写下列空白(填序号):

(1)呈正四面体形的是　　　　　　。 

(2)中心原子轨道为sp3杂化的是　　　　　,为sp2杂化的是　　　　　　,为sp杂化的是　　　　　　。 

(3)所有原子共平面的是　　　　　　　　　　　,共线的是　　　　　　。 

(4)含有极性键的极性分子的是　　　　　　。 

关键能力提升练

以下选择题中有1~2个选项符合题意。

9.通常把原子总数相同及价层电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N是等电子体,键角均为60°

B.N和C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

10.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,其分子结构如右图所示。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

11.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别是sp、sp2、sp3

D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子

12.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2∶1。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W<Y<Z

C.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

13.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为　　　　,分子为　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 

14.(1)CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应:

NH3+CO2+H2O。

三聚氰酸的分子式为　　　　　　　　,三聚氰酸分子中C原子采取　　　　　　　　杂化,分子中碳原子形成的是　　　　　　　(填“极性”或“非极性”)键,三聚氰酸属于　　　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 

(2)氰气[(CN)2]为无色可燃气体,剧毒、有苦杏仁味,和卤素单质的结构相似,已知氰分子键之间夹角为180°并有对称性,(CN)2分子为　　　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 

(3)溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质,溴化碘的电子式是　　　　　　,它是由　　　　　　键形成的　　　　　　分子,IBr与水反应的化学方程式为　 　　　　　　。 

(4)O3分子是否为极性分子?　　　　　　(填“是”或“否”)。 

学科素养拔高练

15.(2021·广东深圳高二检测)在极性分子中,正电荷中心同负电荷中心间的距离称为偶极长,常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电荷中心的电量(q)有关,一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积,即μ=d·q。试回答下列问题:

(1)HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中μ=0的是　　　　　　　　。 

(2)对硝基氯苯()、邻硝基氯苯()、间硝基氯苯(),三种分子的偶极矩由大到小的排列顺序是　　　　　　　　　　　。 

(3)实验测得:μ(PF3)=1.03,μ(BCl3)=0。由此可知,PF3分子的空间结构是　　　　;BCl3分子的空间结构是　　　　　　。 

参考答案

第三节　分子结构与物质的性质

第一课时　共价键的极性

1.D　A项分子空间结构是正四面体形,结构对称是非极性分子,错误;B项分子空间结构是直线形,结构对称是非极性分子,错误;C项分子空间结构是平面正三角形,结构对称是非极性分子,错误;D项分子空间结构是三角锥形,结构不对称,正负电荷中心不重合,是极性分子,正确。

2.B　C项Cl2分子中无极性键。根据分子的空间结构可以判断A项中H2S,D项中NH3、HCl分子中正负电荷中心不重合,属于极性分子。故答案为B。

3.D　对比HF、HCl、HBr、HI分子中卤族元素(X为卤素原子)的非金属性越强,共价键的极性越强,A正确;CO2分子是极性键构成的非极性分子,B正确;A2B型分子如H2O、H2S分子是极性分子的依据是分子的空间结构不对称,而CO2、CS2为直线形分子,键角为180°,分子的空间结构对称,为非极性分子,C正确;空间结构对称的非极性多原子分子中可能含有极性键,如CH4,D错误。

4.B　羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关。羧基所连基团的极性越强,羧基中羟基的极性越大,越容易电离出H+,酸性越强,酸性:CH2Cl—COOH<CHCl2—COOH,A错误;CCl3—COOH<CFCl2—COOH,B正确;烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,酸性越弱,CH3CF2—COOH<CHF2—COOH,C错误;C17H35—COOH<C4H9—COOH,D错误。

5.D　苯酚具有弱酸性,说明苯酚分子结构中的—OH的极性较强,在水溶液中能够发生电离;水属于弱电解质,乙醇是非电解质,说明乙醇分子结构中的—OH的极性比水、苯酚弱,在有机反应中,氢氧键容易断裂的是苯酚,氢氧键的极性由强到弱的顺序是苯酚>水>乙醇。

6.B　H2O2是极性分子,故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的断裂和非极性键H—H、O—O的形成,故B正确;分子的极性与分子内共价键的极性和分子的空间结构密切相关,分子中的正负电中心是否重合是判断分子极性的依据,中心重合是非极性分子,不重合是极性分子,如甲烷是极性键形成的非极性分子,故C错误;H2O是极性分子,故D错误。

7.答案 (1)非极性　(2)相似　有　有　(3)a

解析 (1)N4分子是正四面体结构,是一种非极性分子。

(2)NH3分子与PH3分子结构相似,P—H为不同元素原子之间形成的共价键,为极性键,PH3分子空间结构为三角锥形,正、负电荷中心不重合,PH3为极性分子。

(3)NCl3中N原子的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,该分子为三角锥形,a错误;N、Cl之间形成的键应为极性键,b正确;NCl3分子中正、负电荷中心不重合,故该分子为极性分子,c正确;共价键的键能越大,含有该键的物质越稳定,d正确。

8.答案 (1)①⑤　(2)①④⑤⑦　②⑥　③

(3)②③⑥⑦　③

(4)④⑦

解析 (1)①CH4中C原子采取sp3杂化,空间结构为正四面体形,②C2H4中C原子采取sp2杂化,空间结构为平面形,③C2H2中C原子采取sp杂化,空间结构为直线形,④NH3中氮原子采取sp3杂化,空间结构为三角锥形,⑤N中氮原子采取sp3杂化,空间结构为正四面体形,⑥BF3中硼原子采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,⑦H2O中O原子采取sp3杂化,空间结构为V形。

(2)由(1)分析可知,中心原子轨道为sp3杂化的是①④⑤⑦,中心原子轨道为sp2杂化的是②⑥;为sp杂化的是③。

(3)①CH4空间结构是正四面体形,所有原子不共面也不共线,②C2H4空间结构是平面形,所有原子共平面而不共线;③CH≡CH空间结构是直线形,所有原子共平面也共线;④NH3空间结构是三角锥形,所有原子不共面也不共线,⑤N空间结构是正四面体形,所有原子不共面也不共线,⑥BF3空间结构是平面三角形,所有原子共平面而不共线;⑦H2O空间结构是V形,所有原子共平面而不共线。

(4)④为含有N—H极性键的极性分子,⑦为含有O—H极性键的极性分子。

9.BD　CH4和N是等电子体,都是正四面体结构,键角均为109°28',A项不正确;N和C是等电子体,均为平面正三角形结构,B项正确;H3O+和PCl3价层电子总数不相等,不是等电子体,C项不正确;B3N3H6与苯是等电子体,两种分子的空间结构相似,二者都是非极性分子,D项正确。

10.A　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。

11.B　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个孤电子对,H2O分子空间结构为V形。

12.BD　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,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2∶1,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,正负电荷中心重合,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Si<S<Cl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Y<Z<W,B项错误;ZW2是SCl2,由于分子中硫原子上有2个孤电子对,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数都是4,所以均为sp3杂化,D项错误。

13.答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p2　

(2)共价键

(3)正四面体　sp3杂化　非极性

解析 依题意,X为第四周期第ⅣA族元素Ge,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,短周期元素Y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。

14.答案 (1)C3H3N3O3　sp2　极性　非极性

(2)非极性

(3　极性　极性　IBr+H2OHIO+HBr

(4)是

解析 (1)三聚氰酸的分子式为C3H3N3O3,该分子中C形成2个单键和1个双键,则应采取sp2杂化,碳原子与氧、氮原子间形成极性键。三聚氰酸分子各键排列对称,为非极性分子。(2)(CN)2的结构式为N≡C—C≡N,是非极性分子。(3)I和Br的电负性相差不大,形成的化学键是极性共价键,电子式为,IBr中正电荷中心与负电荷中心不重合,属于极性分子。(4)O3分子的空间结构与水分子的相似,空间结构不对称,呈V形,所以O3分子是极性分子。

15.答案 (1)CS2

(2)邻硝基氯苯>间硝基氯苯>对硝基氯苯

(3)三角锥形　平面三角形

解析 μ=0,表示分子的空间结构对称,正、负电荷中心重合,为非极性分子,μ≠0,表示分子的空间结构不对称,正、负电荷中心不重合,是极性分子。(1)中CS2是空间结构对称的直线形分子。(2)中从对称性角度分析,对位>间位>邻位,故μ由大到小的顺序为邻位>间位>对位。(3)中AB3型分子的空间结构只有两种可能,前者为不对称的三角锥形(极性分子),后者为高度对称的平面三角形(非极性分子)。