新教材2024-2025学年高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质分层作业10分子的空间结构与分子性质鲁科版选择性必修2

第2章分层作业10分子的空间结构与分子性质A级必备学问基础练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Br2 B.NH3和H2OC.H2S和CCl4 D.CO2和HCl2.某化学家探讨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.非极性分子中确定有非极性键,极性分子中确定有极性键D.H2O是非极性分子3.下列叙述正确的是()A.以非极性键结合起来的双原子分子确定是非极性分子B.以极性键结合起来的分子确定是极性分子C.非极性分子只能是双原子单质分子D.非极性分子中各原子确定共面4.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5.下列化合物分子中含有两个不对称碳原子的是()A.B.C.D.6.试验测得BeCl2为共价化合物,两个Be—Cl键的夹角为180°,由此可推断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7.下列共价键①H—H键、②H—F键、③H—O键、④H—N键中,键的极性由小到大的依次正确的是()A.①②③④ B.④③②①C.①④③② D.②③④①8.下列说法正确的是()A.极性溶质确定易溶于极性溶剂,非极性溶质确定易溶于非极性溶剂B.Br2和H2O均是极性分子,CCl4是非极性分子,所以Br2易溶于H2O而难溶于CCl4C.CS2和白磷均是非极性分子,H2O是极性分子,所以白磷难溶于H2O而易溶于CS2D.H2O是极性分子,CO2可溶于H2O,因此CO2是极性分子9.[2024河北邢台二中高二期末]SO3和O3的混合气体经光解作用可生成一种新分子,结构简式如下所示,下列说法正确的是()A.O3的键角为109°28'B.SO3与O3均为非极性分子C.SO3的空间结构为平面三角形D.SO3中心原子为sp3杂化10.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的依次依次增大。C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或2∶1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)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)。

B级关键实力提升练以下选择题中有1~2个选项符合题意。11.下列关于链状葡萄糖(结构如图)的叙述错误的是()A.分子中含有σ键和π键两种共价键B.分子间存在氢键,使其熔、沸点较高C.2~6号碳原子均为sp3杂化D.每个分子中有5个手性碳原子12.丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子,存在手性异构体,其结构如图所示:下列关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是()A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在1个不对称碳原子B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,都是非极性分子C.Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子,只含有极性键,不含非极性键D.Ⅰ和Ⅱ所含的化学键相同13.X、Y为两种不同元素,由它们组成的下列物质的分子中,确定有极性的是()A.XY4 B.XY3C.XY2 D.XY14.有一种AB2C2型分子,在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中,正确的是()A.假设为平面四边形,则该分子确定为非极性分子B.假设为四面体形,则该分子确定为非极性分子C.假设为平面四边形,则该分子可能为非极性分子D.假设为四面体形,则该分子可能为非极性分子15.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、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16.科学家发觉铂的两种化合物a()和b()。试验测得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17.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()①与H2发生加成反应②与乙酸发生酯化反应A.都没有 B.①②C.只有① D.只有②18.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态?C级学科素养拔高练19.回答下列问题:(1)A、B、C、D四种元素,已知A原子核内只有一个质子,B原子的电子总数恰好与D原子最外层电子数相等,且D原子最外层电子数是其次外层电子数的3倍,又知A、B、C、D的原子序数依次增大。据此推知:①A与D组成的化合物中,既有极性键又有非极性键的是(填化学式)。

②B与D组成的化合物中,属于极性分子的化学式为;属于非极性分子的结构式为。

③A与C组成的四核分子属于(填“极性”或“非极性”)分子。

④由A、B、D组成的相对分子质量最小的分子属于(填“极性”或“非极性”)分子。

(2)双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂,已知H2O2分子的结构如图1所示。H2O2分子不是直线形的,两个氢原子如同在半绽开的书的两面纸上,书面夹角为93°52',而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52'。试回答:图1①下列关于H2O2的说法正确的是(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②H2O2分子的电子式为。

③H2O2分子中氧元素的化合价为,缘由是

。

④H2O2难溶于CS2,主要缘由是

。

(3)已知白磷(P4)的结构如图2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,它应当是(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。

图2(4)[2024山东卷,16节选]吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增加,其中碱性最弱的是。

答案：1.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.B解析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键的断裂和非极性键H—H键、O—O键的形成,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亲密相关,分子中的正负电中心是否重合是推断分子极性的依据,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。3.A解析由非极性键结合的双原子分子为非极性分子,如氧气、氮气、氯气等,故A正确;以极性键结合起来的分子可能为非极性分子,如甲烷、二氧化碳等,故B错误;非极性分子可能为多原子分子,如甲烷、二氧化碳等,故C错误;非极性分子中各原子不确定共面,如甲烷为非极性分子,空间结构为正四面体形,其原子不共面,故D错误。4.D解析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中含有孤电子对,都不是对称结构。5.B解析依据不对称碳原子的定义推断,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。6.B解析BeCl2中Be—Cl键是不同元素形成的共价键,为极性键,两个Be—Cl键的夹角为180°,说明分子是对称的,正电荷重心与负电荷重心重合,BeCl2属于非极性分子,故BeCl2是由极性键形成的非极性分子。7.C解析非金属元素的电负性越大,其原子与氢原子形成的共价键的极性越强。第2周期元素的电负性:N<O<F,则共价键的极性H—N键<H—O键<H—F键,共价键H—H键是非极性键,因此H—H键的极性最小。8.C解析“相像相溶”原理是阅历规律,存在特别状况,部分有机化合物分子是极性分子,但因为极性很弱,所以大部分难溶于水,故A不正确;Br2是非极性分子,H2O是极性分子,CCl4是非极性分子,依据“相像相溶”原理,Br2难溶于H2O而易溶于CCl4,故B不正确;CS2和白磷均是非极性分子,H2O是极性分子,所以白磷难溶于H2O而易溶于CS2,故C正确;CO2是非极性分子,CO2溶于H2O时,部分与H2O反应生成H2CO3,故D不正确。9.C解析O3分子中中心原子的价电子对数是2+6-2×22=3,存在1对孤电子对,空间结构为角形,键角小于109°28',A错误;SO3分子中硫原子价电子对数是3+6-210.答案(1)氧硅(2)(3)(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+SiO2══SiF4↑+2H2O可知,C为H,A为O,B为F,C、D分别与A形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物,可推断D为Na。11.D解析单键都是σ键,双键中一个是σ键、一个是π键,故链状葡萄糖的分子中含有σ键和π键两种共价键,故A不符合题意;链状葡萄糖的分子中含有羟基,氢原子干脆与氧原子相连,可形成分子间氢键,使其熔、沸点较高,故B不符合题意;2~6号碳原子均形成四个单键,价电子对数为4,因此碳原子为sp3杂化,故C不符合题意;2~5号碳原子均连接4个不同原子或基团,为手性碳原子,但6号碳原子连两个氢原子,不是手性碳原子,1号碳原子连有三个原子或基团,也不是手性碳原子,因此每个分子中有4个手性碳原子,故D符合题意。12.AD解析Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1个不对称碳原子,A正确;Ⅰ和Ⅱ分子结构不对称,都是极性分子,B错误;Ⅰ和Ⅱ分子中既含有极性键又含有非极性键,C错误;Ⅰ和Ⅱ互为手性异构体,所含化学键相同,D正确。13.D解析若A、B、C项中分子空间结构匀称对称,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,确定为极性分子。14.C解析①分子为平面结构,如为,则为非极性分子,如为,则为极性分子。②分子为立体结构,为极性分子。15.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,所以四个氮原子不共平面,B错误;该分子结构不对称,所以是极性分子,D错误。16.B解析因为a和b具有不同的特性,所以a和b确定不是同一种物质。性质不同说明结构不同,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。依据分子的空间结构,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。17.D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。18.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。解析依据题给条件,很简单推断出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使其液体流偏移,BF3为非极性分子;H—C≡N中,含有一个C—Hσ键,一个C—Nσ键,两个π键。19.答案(1)①H2O2②COO═C═O③极性④极性(2)①ab②③-1价因为O—O键为非极性键,共用电子对不发生偏移;O—H键为极性键,共用电子对偏向于氧,故氧元素化合价为-1④因为H2O