2024-2025学年新教材高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质第2节第2课时分子的空间结构与分子性质课时分层作业含解析鲁科版选择性必修2

PAGE7-分子的空间结构与分子性质(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．下列分子中，属于含极性键的非极性分子的是()A．SO2 B．H2C．BBr3 D．NH3C[SO2、NH3属于含极性键的极性分子；H2属于含非极性键的非极性分子。]2．某探讨性学习小组对手性分子提出了以下四个观点：①互为手性异构体的分子互为镜像②利用手性催化剂合成可得到一种或主要得到一种手性分子③互为手性异构体的分子组成相同④手性异构体的性质相同你认为正确的是()A．①②③ B．①②④C．②③④ D．全部A[互为手性异构体的分子结构不同，性质不同，故④错误，①②③均正确。]3．两种非金属元素A、B所形成的下列分子中，属于极性分子的是()D[对于多原子分子是否是极性分子，取决于分子的结构是否对称，即正、负电荷的重心是否重合。A项中分子为正四面体形，结构对称，正、负电荷的重心重合，是非极性分子；B项中分子为直线形，结构对称，正、负电荷的重心重合，是非极性分子；C项中分子为平面正三角形，结构对称，正、负电荷的重心重合，是非极性分子；D项中分子为三角锥形，结构不对称，正、负电荷的重心不重合，是极性分子。]4．(素养题)(双选)常温下三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl3的说法正确的是()A．分子中N—Cl键是极性键B．分子中不存在孤电子对C．NCl3分子是极性分子D．因N—Cl键的键能大，它的沸点高AC[NCl3分子中N原子上还有一对孤电子对，结构不对称，为三角锥形，为极性分子。N—Cl键为极性键，键能大说明分子稳定，而物质熔、沸点的凹凸与共价键的强弱无关。]5．下列电子式表示的物质中，属于极性分子的是()C[A项为离子化合物，不存在分子；B项为非极性分子；D项为阳离子。]6．下列分子中，既含有极性键又含有非极性键的是()A．CH2Cl2 B．HCHOC．H2O D．CH2=CH—CH3D[同种元素的原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素的原子之间形成的共价键是极性键。CH2Cl2、HCHO和H2O中都只含有极性键，CH2=CH—CH3中既含有极性键又含有非极性键，D正确。]7．意大利科学家制造出了由4个氧原子构成的氧分子，并用质谱仪探测到了它的存在。若该氧分子具有空间对称结构，下列关于该氧分子的说法正确的是()A．是一种新的氧化物B．不行能含有极性键C．是极性分子D．是臭氧的同分异构体B[由题目信息可知，该氧分子为O4，是氧元素的一种新的单质，A、D项错误；O4分子具有空间对称结构，则其为非极性分子，C项错误。]8．运用微波炉加热，具有使物质受热匀称、表里一样、速度快、热效率高等优点。其工作原理是炉内的微波场以几亿次的高频变更外电场的方向，水分子因而能高频振动，产生热效应，这是因为()A．水分子具有极性共价键B．水分子中有共用电子对C．水由氢、氧两元素组成D．水分子是极性分子D[只有极性分子才能在电场中定向移动，非极性分子几乎不发生定向移动。水分子是由极性键构成的极性分子，故选D。]9．在有机物分子中，当碳原子连有四个不同的原子或基团时，这种碳原子称为“手性碳原子”，凡具有一个手性碳原子的化合物肯定具有光学活性。下列分子中含有“手性碳原子”的是()A．CBr2F2 B．CH3CH2C．CH3CH2CH3 D．CH3CH(OH)COOHD10．CO2、CH4、BF3都是非极性分子，SO2、H2O、NH3都是极性分子，由此推想ABn型分子是非极性分子的阅历规律是()A．全部原子在同一平面上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D[CO2、CH4、BF3的中心原子的全部价电子都参加成键，没有孤电子对，都是对称结构，而SO2、H2O、NH3的中心原子上都有未参加成键的孤电子对，都不是对称结构。]11．3­氯­2­丁氨酸的结构简式为一个3­氯­2­丁氨酸分子中含有________个手性碳原子。其中一对镜像异构体用简洁的投影式表示为则另一对镜像异构体的简洁投影式为[解析]依据手性碳原子四周连接四个不同的原子或基团这一规律可以推断该物质的手性碳原子个数；参按例子可以知道对应异构体关系就像我们照镜子一样，其另一种就是该物质在镜子中的“镜像”。12．下列物质结构图中，eq\o(•)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(1)试写出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，用带静电的玻璃棒靠近细流，细流发生偏转的是________________(填分子式)。(3)写出1个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杂化轨道成键？其分子空间结构是什么形态？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]依据题给条件，很简洁推断出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偏移，BF3为非极性分子；1个H—C≡N分子中含有一个C—Hσ键、一个C—Nσ键和两个π键。[答案](1)NH3HCNBF3CO(NH2)2(2)NH3、HCN、CO(NH2)2(3)2个σ键，2个π键(4)NH3分子中N原子以sp3杂化轨道成键，呈三角锥形；BF3分子中，B原子以sp2杂化轨道成键，呈平面正三角形13．主族元素A、B、C、D的原子序数都小于18，A与D同主族，B与C在同一周期，A、D原子的价电子数都是1，C原子最外层电子数比B原子少2个，且最外层电子数是次外层电子数的2倍。A、B的单质在常温下均为气体，它们在高温下以体积比2∶1完全反应，生成物在常温下为液体。此液体与D单质能猛烈反应生成A的单质。所得溶液滴入酚酞显红色，同时溶液中含有与氖原子的电子层结构相同的阳离子。试回答下列问题：(1)写出元素符号：B________，D________。(2)写出元素原子的价电子排布式：A______________，C________。(3)B与C在高温下完全反应后的生成物的化学式为________，它是由________(填“极性”或“非极性”)键形成的________分子，分子的空间结构呈________。(4)A与B的单质以体积比2∶1形成的化合物的中心原子的杂化方式为________，分子的空间结构呈________。[解析]由题意知A、B、C、D四种元素分别为H、O、C、Na，C与O2完全反应的生成物为CO2，它是由极性键构成的非极性分子，为直线形结构。H2O中氧原子实行sp3杂化，为角形分子。[答案](1)ONa(2)1s12s22p2(3)CO2极性非极性直线形(4)sp3角形[素养培优练]14．科学家最近研制出有望成为高效火箭推动剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N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、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C[由于N、O为不同原子，其电负性不同，所以N、O间形成极性键，A错；如图四个氮原子形成三角锥形结构，所以B错；该分子结构不对称，所以它是极性分子，D错。]15．下列温室气体中，和CO2一样，既是非极性分子，全部原子的最外层电子又都达到8电子稳定结构的是()A．N2O B．CF2=CF2C．CCl2F2 D．SFB[N2O中不是全部原子都达到8电子稳定结构，A错误；CF2=CF2是非极性分子，全部原子的最外层电子都达到8电子稳定结构，B正确；CCl2F2中正、负电荷重心不重合，是极性分子，C错误；SF616．下列反应过程中同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的是()A．H2＋CuOeq\o(=,\s\up10(△))Cu＋H2OB．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑C．2KClO3eq\o(=,\s\up10(MnO2),\s\do8(Δ))2KCl＋3O2↑D．2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2OB[A项，反应过程中存在非极性键、离子键的断裂以及金属键和极性键的形成，不符合；B项，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成，符合；C项，反应过程中不存在非极性共价键的断裂和极性共价键的形成，不符合；D项，反应过程中不存在非极性共价键的形成，不符合。]17．有五种元素X、Y、Z、Q、T，X元素为主族元素，X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子结构为3d64s2；Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充溢。下列叙述不正确的是()A．元素Y和Q可形成化合物Y2Q3B．X与T的最高价氧化物对应的水化物，前者的酸性比后者强，是因为前者的非羟基氧原子数目大于后者C．X和Q结合生成的化合物为离子化合物D．ZQ2是极性键构成的非极性分子C[依据题给信息可知，基态X原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，为S元素；基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为Fe元素；基态Z原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为C元素；基态Q原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为O元素；基态T原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素。元素Y和Q可形成化合物Fe2O3，A正确；X与T的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4、H3PO4，酸性：H2SO4>H3PO4，这是因为H2SO4的非羟基氧原子数目大于H3PO4，B正确；X和Q结合形成的化合物为SO2或SO3，它们都是共价化合物，C错误；ZQ2为CO2，由极性键构成，但CO2是直线形分子，属于非极性分子，D正确。]18．在极性分子中，正电荷重心与负电荷重心间的距离称为偶极长，通常用r表示。极性分子的极性强弱与偶极长和电荷量(q)有关，一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩是偶极长和电荷量的乘积，即μ＝rq。在非极性分子中，其正、负电荷重心重合，故μ为0。试回答下列问题：(1)HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中μ＝0的有________。(2)试验测得：μ(PF3)＝1.03、μ(BCl3)＝0。①由此可知，PF3分子的空间结构为________________。②BCl3分子的空间结构为________________，中心原子的杂化方式为________________。(3)治癌药物Pt(NH3)2Cl2具有平面四边形结构，Pt处在四边形中心，NH3和Cl分别处在四边形的4个顶点。已知该化合物有两种同分异构体，棕黄色化合物的μ>0，淡黄色化合物的μ＝0。试写出两种同分异构体的结构简式：________________(棕黄色)、______________(淡黄色)，在水中溶解度较大的是________________(填结构简式)。[解析](1)HCl是由极性键形成的双原子极性分子；依据价电子对互斥理论可知，CS2是直线形分子，正、负电荷重心重合，为非极性分子，其偶极矩为0；H2S、SO2都是角形结构，是极性分子，其μ＞0。(2)①μ(PF3)＝1.03说明PF3是极性分子，则PF3是三角锥形结构。②μ(BCl3)＝0说明BCl3是非极