1、第2章微粒间相互作用与物质性质第2节共价键与分子的空间结构第3课时分子的空间结构与分子性质课后篇素养形成必备知识基础练1.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的一组是() A.CH4和Br2B.NH3和H2OC.H2S和CCl4D.CO2和HCl答案B解析A项中CH4、Br2为非极性分子;C项中CCl4为非极性分子;D项中CO2为非极性分子。2.(2021安徽马鞍山第二中学高二检测)下列分子中,不含不对称碳原子的是()A.B.C.D.CH3CHClCH2CHO答案B解析如果一个碳原子连接四个不同的原子或基团,这样的碳原子叫不对称碳原子,B选项中的物质不含不对称碳原子。3.CO2、CH4、
2、BF3都是非极性分子,SO2、H2O、NH3都是极性分子,由此推测ABn型分子是非极性分子的经验规律是()A.所有原子在同一平面B.分子中每个键的键长应相等C.A的相对原子质量小于BD.在ABn中A原子没有孤电子对答案D解析CO2、CH4、BF3的中心原子的所有价电子都参与成键,没有孤电子对,都是对称结构,而SO2、H2O、NH3的中心原子最外层都有未参与成键的孤电子对,都不是对称结构。4.下列化合物分子中含有两个不对称碳原子的是()A.B.C.D.答案B解析根据不对称碳原子的定义判断,A项中有一个不对称碳原子,B项中有两个不对称碳原子,C项中有三个不对称碳原子,D项中没有不对称碳原子。5.(
3、2021山东烟台高二检测)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.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子答案B解析A项中CO2属于非极性分子;C项中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱;D项中H2O是角形结构。6.下列化合物中,化学键的类型和分子的极性或非极性皆相同的是()A.CO2和SO2B.CH4和PH3C.BF3和NH3D.HCl和HI答案D解析题目所给各物质分子中均含极性键。CO2、CH4、BF3都为非极性分子,SO2、PH3、NH3、HCl、HI都为极性分子。7.已知
4、H2O2的分子空间结构可在二面角中表示,如图所示,则有关H2O2的结构的说法中正确的是()A.分子的正、负电荷重心重合B.分子的正、负电荷重心不重合C.H2O2是含极性键的非极性分子D.H2O2是只含非极性键的极性分子答案B解析由H2O2分子的空间结构可知,其正、负电荷重心不重合,H2O2是含极性键和非极性键的极性分子。8.有A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序依次增大。C、D都能分别与A按原子个数比为11或21形成化合物。CB可与EA2反应生成C2A和气态物质EB4。E的M层电子数是K层电子数的2倍。回答下列问题。(1)写出元素的名称:A.;E.。(2)
5、画出E的原子结构示意图。(3)写出D2A2的电子式。(4)C2A是由(填“极性”或“非极性”,下同)键形成的分子;EB4是由键形成的分子。(5)任写一种与C2A互为等电子体的微粒(写化学式)。答案(1)氧硅(2) (3)Na+2-Na+(4)极性极性极性非极性(5)H2S(合理即可)解析E的M层电子数是K层电子数的2倍,故E应为Si,且可知EA2为SiO2,气态EB4为SiF4,由反应4HF+SiO2SiF4+2H2O可知,C为H,A为O,C、D分别与A形成原子个数比为11或21的化合物,可判断D为Na。关键能力提升练9.(双选)(2021山东滕州一中高二检测)下列叙述正确的是()A.NH3是
6、极性分子,分子中氮原子处在3个氢原子所组成的三角形的中心B.CCl4是非极性分子,分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正四面体形的中心C.H2O是极性分子,分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央D.CO2是非极性分子,分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央答案BC解析NH3是三角锥形的极性分子,A错误;CCl4是以碳原子为中心的正四面体形结构,B正确;水分子是角形分子,C正确;CO2是碳原子在2个氧原子中央的直线形分子,D错误。10.下列有机化合物分子中属于手性分子的是()乳酸CH3CH(OH)COOH2-丁醇CH3CH(OH)CH2CH3丙三醇A.只有B.和C.D.答案C解析写
7、出各分子的结构简式:、,由此可知中存在不对称碳原子(用*标记的),都属于手性分子;而中中间的碳原子连有2个CH2OH,不是不对称碳原子,不属于手性分子。11.X、Y为两种不同元素,由它们组成的下列物质的分子中,肯定有极性的是()A.XY4B.XY3C.XY2D.XY答案D解析若A、B、C项中分子空间结构均匀对称,即:A为正四面体结构,B为三角形结构,C为直线形结构,则均为非极性分子。但D为双原子构成的化合物,一定为极性分子。12.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中NN键之间的键角都是108.1,下列有关N(NO2)3的说法正确的是()A.分子中N、
8、O间形成的共价键是非极性键B.分子中四个氮原子共平面C.该物质既有氧化性又有还原性D.该分子为非极性分子答案C解析由于N、O为不同元素的原子,其电负性不同,所以N、O原子间形成的是极性键,A错误;四个氮原子形成三角锥形结构,所以B错误;该分子结构不对称,所以是极性分子,D错误。13.科学家发现铂的两种化合物a()和b()。实验测得a和b具有不同的特性:a具有抗癌作用,而b没有。则下列关于a、b的叙述正确的是()A.a和b属于同一种物质B.a和b互为同分异构体C.a和b都为极性分子D.a和b的空间结构是四面体形答案B解析因为a和b具有不同的特性,所以a和b一定不是同一种物质。性质不同说明结构不同
9、,而a与b的分子式是相同的,所以a和b互为同分异构体。a和b的空间结构若是四面体形,两个氯原子就不存在相邻和相间之分,因此a与b的空间结构只能是平面四边形。根据分子的空间结构,a中正、负电荷重心不重合,为极性分子,b中正、负电荷重心重合,为非极性分子。14.有机化合物具有手性,发生下列反应后,生成的产物中仍有手性分子的是()与H2发生加成反应与乙酸发生酯化反应发生水解反应A.B.C.只有D.只有答案B解析原有机化合物中与OH相连的碳原子为不对称碳原子,与H2加成后,该碳原子连有两个乙基,不再具有手性;与乙酸发生酯化反应后,该碳原子所连四个取代基不同,仍具有手性;发生水解反应后,该碳原子所连四个
10、取代基也不同,仍具有手性。故选B项。15.下列物质结构图中,代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分),小黑点代表形成共价键的最外层电子,短线代表共价键,如F2的结构可表示为。(1)试写出A、B、C、D四种图示所代表的分子式:A,B,C,D。(2)将上述四种物质的液体呈细流流下,将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近细流,细流发生偏转的是(填分子式)。(3)写出B分子中极性共价键的类型和个数。(4)A、C分子中,中心原子以何种类型的杂化轨道成键?其分子空间结构是什么形状?答案(1)NH3HCNBF3CO(NH2)2(2)NH3、HCN、CO(NH2)2(3)2个键,2个
11、键(4)NH3分子中氮原子以sp3杂化轨道成键,呈三角锥形;BF3分子中,硼原子以sp2杂化轨道成键,呈三角形。解析根据题给条件,很容易判断出A、B、C、D四种物质分别为NH3、HCN、BF3、CO(NH2)2;其中,NH3、HCN、CO(NH2)2为极性分子,易被静电吸引或排斥而使其液体流偏移,BF3为非极性分子;HCN中,含有一个CH 键,一个CN 键,两个键。学科素养拔高练16.回答下列问题:(1)根据“相似相溶”原理,极性溶质能溶于极性溶剂,非极性溶质一般能溶于非极性溶剂。在a.苯、b.CH3OH、c.HCHO、d.CS2、e.CCl4五种分子中,碳原子采取sp2杂化的分子有(填字母)
12、。CS2分子的空间结构是,是(填“极性”或“非极性”)分子。CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2是(填“极性”或“非极性”)分子。金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液体Ni(CO)4,Ni(CO)4分子呈正四面体结构。Ni(CO)4易溶于下列(填字母)。a.水b.CCl4c.C6H6(苯)d.NiSO4溶液(2)双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂,已知H2O2分子的结构如下图所示。H2O2分子不是直线形的,两个氢原子犹如在半展开的书的两面纸上,书面夹角为9352,而两个OH键与OO键的夹角均为9652。试回答:下列关于H2O2的说
13、法中正确的是(填字母)。a.分子中有极性键b.分子中有非极性键c.氧原子的轨道发生sp2杂化d.分子是非极性分子H2O2分子的电子式为。H2O2分子中氧元素的化合价为,原因是。H2O2难溶于CS2,主要原因是。(3)已知白磷(P4)的结构如右图所示,可知每个磷原子以个共价键与另外的个磷原子结合成正四面体形结构,它应该是(填“极性”或“非极性”)分子,在CS2中(填“能”或“不能”)溶解,磷原子的杂化方式为。答案(1)ac直线形非极性非极性bc(2)abH-1因为OO键为非极性键,OH键为极性键,共用电子对偏向于氧,故氧元素化合价为-1因为H2O2为极性分子,CS2为非极性分子,根据“相似相溶”
14、原理可知H2O2难溶于CS2(3)33非极性能sp3杂化解析(1)C6H6、HCHO中每个碳原子与3个原子形成3个键,碳原子采取sp2杂化;CH3OH、CCl4中每个碳原子形成4个键,采取sp3杂化;CS2与CO2为等电子体,碳原子杂化轨道数为=2,碳原子采取sp杂化。CS2为直线形,属于非极性分子。CCl4、CS2是非极性溶剂,根据“相似相溶”原理可知,CrO2Cl2是非极性分子。由常温下Ni(CO)4易挥发可知,Ni(CO)4为共价化合物分子,由于Ni(CO)4为正四面体形,所以Ni(CO)4为非极性分子,根据“相似相溶”原理可知,Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。(2)H2O2中HO键为极性键,OO键为非极性键,各键排列不对称,H2O2为极性分子,氧原子价电子对数为=4,氧原子采取sp3杂化。由H2O2的分子结构可知,其电子式为H。通过共用电子对发生的偏移可判断元素在化合物中的化合价。H2O2为极性分子,CS2为非极性分子,根据相似相溶原理可知H2O2难溶于CS2。(3)P4分子中每个磷原子与3个磷原子以3个共价键结合成正四面体形结构,各键排列对称,属非极性分子,CS2是直线形分子,属非极性分子,故P4易溶于CS2。磷原子形成3个键,且有一对孤电子对,所以磷原子采取sp3杂化。9
