4.1 分子的空间结构（第3课时 分子的极性 手性分子）-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练（苏教版2019选择性必修2）

专题4 分子的空间结构与物质性质 第一单元 分子的空间结构 第3课时 分子的极性 手性分子 1．认识分子的极性和空间构型的关系，能根据分子的组成与空间构型预测分子的极性。 2．认识分子的极性对物质性质的影响。 3．了解手性异构体和手性分子的概念。 重点：分子的极性与空间构型的关系；手性异构体和手性分子。 难点：分子的极性与对物质性质的影响。 一、分子的极性 1．极性分子和非极性分子 (1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心______________的分子。 (2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心_______的分子。 2．分子极性的判断方法 (1)双原子分子： 相同元素原子构成的单质分子，分子的正、负电荷重心重合，为_______分子。 不同元素原子构成的双原子分子，分子的正、负电荷重心不重合，为_______分子。 (2)多原子分子： 分子是否有极性取决于分子的______________，分子的空间结构为对称结构，为_______分子；分子的空间构型为不对称结构，为_______分子。 3．分子的极性对物质性质的影响 (1)分子的极性对物质的_______、_______、_______等物理性质有显著的影响。一般情况下，极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点_______。 (2)相似相溶规则： 一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于_______溶剂，如NH3易溶于水；由非极性分子构成的物质易溶于_______溶剂，如I2易溶于CCl4。 【名师点拨】分子的空间构型与分子的极性之间的关系 分子类型 分子空间构型 键角 键的极性 分子极性 常见物质 A2 直线形(对称) — 非极性键 非极性分子 H2、O2、N2等 AB 直线形(非对称) — 极性键 极性分子 HX、CO、NO等 AB2 直线形(对称) 180° 极性键 非极性分子 CO2、CS2等 A2B 折线形(不对称) — 极性键 极性分子 H2O、H2S等 AB3 正三角形(对称) 120° 极性键 非极性分子 BF3、SO3等 三角锥型(不对称) — 极性键 极性分子 NH3、PCl3等 AB4 正四面体型(对称) 109.5° 极性键 非极性分子 CH4、CCl4等 【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，为空间不对称结构，故O3为极性分子。 (2)AB型分子均为极性分子。 (3)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)；极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)；含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。 二、手性分子 1．手性异构体和手性分子 _______和_____________________完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。含有手性异构体的分子称为______________。 2．手性碳原子 当四个不同的原子或基团连接在______________上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的_________称为手性碳原子。 一对手性异构体的物理性质基本相同，但它们的______________和______________往往不同。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子(　 　) (2)以极性键结合的分子一定是极性分子(　 　) (3)非极性分子只能是双原子单质分子(　 　) (4)非极性分子中，一定含有非极性共价键(　 　) (5)极性分子中不可能含有非极性键(　 　) (6)互为手性异构的分子组成相同，官能团不同(　 　) (7)手性异构体的性质不完全相同(　 　) (8)手性异构体是同分异构体的一种(　 　) (9)手性分子之间因分子式相同，其性质也相同(　 　) 2．在H2S、PH3、CO2、CCl4、O2中： (1)以非极性键结合的非极性分子是________； (2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是________； (3)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是________； (4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________； (5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是________。 3．指出下列分子中哪些是手性分子，并用*标出手性碳原子。 (1)(CH3)2CHCOOH (2)CHBrCl2 (3)CH3CH2COOH (4)CH3CH(NH2)COOH 4．乳酸的结构为，其分子结构中有几个手性碳原子？用*将手性碳原子标出来。 5．有机物具有手性，若它与H2发生加成反应后，其产物还有手性吗？ ►问题一 分子的极性 【典例1】下列有关分子的叙述中正确的是(　　) A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子 B．以极性键结合起来的分子一定是极性分子 C．非极性分子只能是双原子单质分子 D．非极性分子中一定含有非极性共价键 【解题必备】分子极性的判断方法 1．双原子分子 分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性。 (1)单质分子由同种元素组成，原子之间以非极性键结合，是非极性分子。 (2)化合物由不同种元素组成，原子之间以极性键结合，是极性分子。 2．多原子分子 (1)分子的极性取决于分子的空间构型，与键的极性无关。 ①若分子的空间构型是对称的，则是非极性分子，例：CH4、CO2、BF3； ②若分子的空间构型是不对称的，则是极性分子，例：NH3、H2O、CCl3F、CH2Cl2。 ③只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多数是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。 (2)ABm型分子的极性 ①空间构型为直线形、平面三角形、正四面体型，为非极性分子；空间构型为V形、三角锥型，为极性分子。 ②中心原子的价电子对有不参与成键，即存在孤电子对，分子的空间构型不对称的，为极性分子。 (3)不是ABm型分子，一般是极性分子。 3．根据中心原子的价电子参与成键情况判断 (1)常见的多原子分子，若中心原子的价电子全部参与成键，形成的分子空间构型往往是对称的，该分子是非极性分子，如三原子分子CO2、CS2(直线形)、四原子分子BF3(平面三角形)、五原子分子CH4、CCl4(正四面体)以及C2H2、C2H4、C6H6等都是非极性分子。 (2)若中心原子有不参与成键的电子，形成的分子空间构型往往是不对称的，其分子是极性分子。如H2O、H2S、SO2(V形)，NH3(三角锥型)。 (3)空间结构对称，但化学键不等性的分子也是极性分子。如CH3Cl、C6H5Br等。 【变式1-1】下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是　(　　) A．CO2和SO2 B．CH4和SO2 C．BF3和NH3 D．HCl和HI 【变式1-2】已知硫磺不溶于水，易溶于CS2，由此判断硫磺属于________分子（填“极性”、“非极性”） ►问题二 手性分子 【典例2】莽草酸的结构简式为，其分子中手性碳原子的个数为(　　) A．1 B．2 C．3 D．4 【解题必备】手性分子和手性碳原子的确定 1．手性分子的确定 (1)观察实物与其镜像能否重合，如果不能重合，说明是手性分子。如图： (2)有机物分子中如果有一个手性碳原子，则该有机物分子就是手性分子，具有手性异构体。 2．手性碳原子的确定 (1)判断一种有机物是否具有手性碳原子，就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。如：，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，中心碳原子即为手性碳原子。 如其中*C即为手性碳原子。具有手性异构的分子都具有特殊的光学性质。 (2)不饱和碳原子(如碳碳双键、—C≡C—等中的碳原子)一定不是手性碳原子。 【变式2-1】在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子称为“手性碳原子”，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子A中含有一个手性碳原子，该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是(　　) A．分子A中的—CHO转化为—COOH B．与甲酸发生酯化反应 C．与金属钠发生反应 D．分子A中的—CHO与H2发生加成反应生成—CH2OH 【变式2-2】下列关于丙氨酸的说法正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不同 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子 D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同 1．下列叙述正确的是(　　) A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，热稳定性也越强 B．只含非极性键的分子不一定是非极性分子 C．判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键 D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合 2．膦(PH3)又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子空间结构是三角锥形。下列关于PH3的叙述正确的是(　　) A．PH3分子中有未成键的孤电子对 B．PH3是非极性分子 C．PH3是一种强氧化剂 D．PH3分子的P—H键是非极性键 3．下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是(　　) A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥ C．③④⑥ D．④⑥ 4．SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法错误的是(　　) A．是非极性分子 B．键角∠FSF并不都等于90° C．S和F之间共用电子对偏向F D．中心原子S采取sp3杂化 5．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的热稳定性依次增强 D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子 6．下列现象不能用“相似相溶规则”解释的是(　　) A．蔗糖易溶于水 B．萘易溶于四氯化碳 C．氯气易溶于氢氧化钠溶液 D．酒精易溶于水 7．下列化合物在水中的溶解度，排列顺序正确的是(　　) a．HOCH2CH2CH2OH b．CH3CH2CH2OH c．CH3CH2COOCH3 d．HOCH2CH(OH)CH2OH A．d＞a＞b＞c B．c＞d＞a＞b C．d＞b＞c＞a D．c＞d＞b＞a 8．下列分子中，不含手性碳原子的是(　　) A． B． C． D．CH3CHClCH2CHO 9．下列有机物分子中属于手性分子的是(　　) ①乳酸[CH3CH(OH)COOH] ②2-丁醇[CH3CH(OH)CH2CH3] ③ ④丙三醇() A．只有① B．①和② C．①②③ D．①②③④ 10．图中两分子所表示的物质间的关系是(　　) A．互为同分异构体　　　 B．是同一种物质 C．互为手性异构体 D．互为同系物 1．氮化硅(熔点1 900 ℃)具有高强度、高韧性，常用作LED的基质材料，通过SiH4与NH3发生反应3SiH4＋4NH3===Si3N4＋12H2制得。下列说法错误的是(　　) A．键角：SiH4>NH3 B．SiH4稳定性强于NH3，可证明非金属性：N>Si C．Si3N4属于共价晶体 D．SiH4为由极性键构成的非极性分子 2．咪唑()是生产抗真菌药物的主要原料之一，具有类似于苯的平面结构，易溶于水。下列说法错误的是(　　) A．咪唑的水溶液中存在4种氢键 B．分子中C—N键的极性小于N—H键的极性 C．分子中C—H键的键长大于N—H键的键长 D．咪唑中两个N原子的孤电子对均占据sp2杂化轨道 3．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．该物质的分子是极性分子 D．该物质分子中氮原子之间的共价键为π键 4．(1)3-氯-2-丁氨酸的结构简式为，该有机物分子中含有____________个手性碳原子，其中—NH2中N原子的杂化轨道类型是________。 (2)青蒿素是从黄花蒿中提取得到的一种无色针状晶体，分子结构如图所示，则青蒿素分子中含有________个手性碳原子。 5．已知N、P是同属于元素周期表ⅤA族的元素，N在第2周期，P在第3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键间的夹角是107°18′。 (1)PH3分子与NH3分子的结构关系是________(填“相似”或“不相似”)，P—H键________(填“有”或“无”)极性，PH3分子________(填“有”或“无”)极性。 (2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是________。 (3)NH3与PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________(填字母)。 A．键的极性N—H键比P—H键强 B．分子的极性NH3比PH3强 C．相对分子质量PH3比NH3大 D．NH3分子之间存在特殊的分子间作用力 6．在极性分子中，正电荷重心同负电荷重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)电荷重心的电量(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分子是________构型；BCl3分子是________构型。 (4)GeCl4化合物的空间结构为________，中心原子采取________杂化，分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题4 分子的空间结构与物质性质 第一单元 分子的空间结构 第3课时 分子的极性 手性分子 1．认识分子的极性和空间构型的关系，能根据分子的组成与空间构型预测分子的极性。 2．认识分子的极性对物质性质的影响。 3．了解手性异构体和手性分子的概念。 重点：分子的极性与空间构型的关系；手性异构体和手性分子。 难点：分子的极性与对物质性质的影响。 一、分子的极性 1．极性分子和非极性分子 (1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子。 (2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相重合的分子。 2．分子极性的判断方法 (1)双原子分子： 相同元素原子构成的单质分子，分子的正、负电荷重心重合，为非极性分子。 不同元素原子构成的双原子分子，分子的正、负电荷重心不重合，为极性分子。 (2)多原子分子： 分子是否有极性取决于分子的空间结构，分子的空间结构为对称结构，为非极性分子；分子的空间构型为不对称结构，为极性分子。 3．分子的极性对物质性质的影响 (1)分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。一般情况下，极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点高。 (2)相似相溶规则： 一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，如NH3易溶于水；由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂，如I2易溶于CCl4。 【名师点拨】分子的空间构型与分子的极性之间的关系 分子类型 分子空间构型 键角 键的极性 分子极性 常见物质 A2 直线形(对称) — 非极性键 非极性分子 H2、O2、N2等 AB 直线形(非对称) — 极性键 极性分子 HX、CO、NO等 AB2 直线形(对称) 180° 极性键 非极性分子 CO2、CS2等 A2B 折线形(不对称) — 极性键 极性分子 H2O、H2S等 AB3 正三角形(对称) 120° 极性键 非极性分子 BF3、SO3等 三角锥型(不对称) — 极性键 极性分子 NH3、PCl3等 AB4 正四面体型(对称) 109.5° 极性键 非极性分子 CH4、CCl4等 【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，为空间不对称结构，故O3为极性分子。 (2)AB型分子均为极性分子。 (3)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)；极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)；含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。 二、手性分子 1．手性异构体和手性分子 组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。含有手性异构体的分子称为手性分子。 2．手性碳原子 当四个不同的原子或基团连接在同一碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。 一对手性异构体的物理性质基本相同，但它们的旋光性和生理作用往往不同。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子(　√　) (2)以极性键结合的分子一定是极性分子(　×　) (3)非极性分子只能是双原子单质分子(　×　) (4)非极性分子中，一定含有非极性共价键(　×　) (5)极性分子中不可能含有非极性键(　×　) (6)互为手性异构的分子组成相同，官能团不同(　×　) (7)手性异构体的性质不完全相同(　√　) (8)手性异构体是同分异构体的一种(　√　) (9)手性分子之间因分子式相同，其性质也相同(　×　) 2．在H2S、PH3、CO2、CCl4、O2中： (1)以非极性键结合的非极性分子是________； (2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是________； (3)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是________； (4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________； (5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是________。 答案　(1)O2　(2)CO2　(3)PH3　(4)CCl4　(5)H2S 3．指出下列分子中哪些是手性分子，并用*标出手性碳原子。 (1)(CH3)2CHCOOH (2)CHBrCl2 (3)CH3CH2COOH (4)CH3CH(NH2)COOH 答案 (1)不是 (2)不是 (3)不是 (4)是 CH3*CH(NH2)COOH 4．乳酸的结构为，其分子结构中有几个手性碳原子？用*将手性碳原子标出来。 答案　只有一个手性碳原子：。 5．有机物具有手性，若它与H2发生加成反应后，其产物还有手性吗？ 答案　该有机物与H2发生加成反应后的产物是，该物质不存在手性碳原子，无手性。 ►问题一 分子的极性 【典例1】下列有关分子的叙述中正确的是(　　) A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子 B．以极性键结合起来的分子一定是极性分子 C．非极性分子只能是双原子单质分子 D．非极性分子中一定含有非极性共价键 答案 A 解析 非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子，A正确；CH4、CO2是以极性键结合的非极性分子，B、C、D错误。 【解题必备】分子极性的判断方法 1．双原子分子 分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性。 (1)单质分子由同种元素组成，原子之间以非极性键结合，是非极性分子。 (2)化合物由不同种元素组成，原子之间以极性键结合，是极性分子。 2．多原子分子 (1)分子的极性取决于分子的空间构型，与键的极性无关。 ①若分子的空间构型是对称的，则是非极性分子，例：CH4、CO2、BF3； ②若分子的空间构型是不对称的，则是极性分子，例：NH3、H2O、CCl3F、CH2Cl2。 ③只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多数是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。 (2)ABm型分子的极性 ①空间构型为直线形、平面三角形、正四面体型，为非极性分子；空间构型为V形、三角锥型，为极性分子。 ②中心原子的价电子对有不参与成键，即存在孤电子对，分子的空间构型不对称的，为极性分子。 (3)不是ABm型分子，一般是极性分子。 3．根据中心原子的价电子参与成键情况判断 (1)常见的多原子分子，若中心原子的价电子全部参与成键，形成的分子空间构型往往是对称的，该分子是非极性分子，如三原子分子CO2、CS2(直线形)、四原子分子BF3(平面三角形)、五原子分子CH4、CCl4(正四面体)以及C2H2、C2H4、C6H6等都是非极性分子。 (2)若中心原子有不参与成键的电子，形成的分子空间构型往往是不对称的，其分子是极性分子。如H2O、H2S、SO2(V形)，NH3(三角锥型)。 (3)空间结构对称，但化学键不等性的分子也是极性分子。如CH3Cl、C6H5Br等。 【变式1-1】下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是　(　　) A．CO2和SO2 B．CH4和SO2 C．BF3和NH3 D．HCl和HI 答案 D 解析 题目所给各物质分子中均有极性键。CO2、CH4、BF3为非极性分子，SO2、PCl3、NH3、HCl、HI为极性分子。故选D。 【变式1-2】已知硫磺不溶于水，易溶于CS2，由此判断硫磺属于________分子（填“极性”、“非极性”） 答案 非极性 解析 CS2为非极性分子，根据相似相溶规则，硫磺为非极性分子。 ►问题二 手性分子 【典例2】莽草酸的结构简式为，其分子中手性碳原子的个数为(　　) A．1 B．2 C．3 D．4 答案　C 解析　由莽草酸的结构简式可知连有羟基的三个碳原子都是手性碳原子。 【解题必备】手性分子和手性碳原子的确定 1．手性分子的确定 (1)观察实物与其镜像能否重合，如果不能重合，说明是手性分子。如图： (2)有机物分子中如果有一个手性碳原子，则该有机物分子就是手性分子，具有手性异构体。 2．手性碳原子的确定 (1)判断一种有机物是否具有手性碳原子，就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。如：，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，中心碳原子即为手性碳原子。 如其中*C即为手性碳原子。具有手性异构的分子都具有特殊的光学性质。 (2)不饱和碳原子(如碳碳双键、—C≡C—等中的碳原子)一定不是手性碳原子。 【变式2-1】在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子称为“手性碳原子”，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子A中含有一个手性碳原子，该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是(　　) A．分子A中的—CHO转化为—COOH B．与甲酸发生酯化反应 C．与金属钠发生反应 D．分子A中的—CHO与H2发生加成反应生成—CH2OH 答案 D 解析 若生成的新有机物为无光学活性的物质，则原有机物中的手性碳原子上至少有一个原子或基团发生转化使两个原子或基团具有相同的结构。A项反应后—CHO转化为—COOH，手性碳原子仍存在；B项反应后—CH2OH转化为，手性碳原子仍存在；C项反应后—CH2OH转化为—CH2ONa，手性碳原子仍存在；D项反应后—CHO转化为—CH2OH，与原有机物手性碳原子上的一个基团结构相同，不再存在手性碳原子。 【变式2-2】下列关于丙氨酸的说法正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不同 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子 D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同 答案　D 解析　从题图可看出，丙氨酸的分子中有1个碳原子与—H、—CH3、—NH2和—COOH相连，是手性碳原子，故丙氨酸分子有手性异构体。Ⅰ和Ⅱ的结构不同，但由于其所含官能团相同，化学性质相似，A项错误；Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，且分子的极性相同，B项错误；Ⅰ和Ⅱ的空间结构不对称，故均是极性分子，C项错误；Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类(极性键和非极性键、σ键和π键、单键和双键)和数目完全相同，D项正确。 1．下列叙述正确的是(　　) A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，热稳定性也越强 B．只含非极性键的分子不一定是非极性分子 C．判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键 D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合 答案　A 解析　CO2、CS2为直线形，分子的空间结构对称，含有极性键，为非极性分子，C、D项错误。 2．膦(PH3)又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子空间结构是三角锥形。下列关于PH3的叙述正确的是(　　) A．PH3分子中有未成键的孤电子对 B．PH3是非极性分子 C．PH3是一种强氧化剂 D．PH3分子的P—H键是非极性键 答案　A 解析　A项正确，P原子最外层有5个电子，只有3个电子参与成键，另有2个电子形成1对孤电子对；B项错误，与NH3类似，PH3是极性分子；C项错误，PH3中P处于最低价态，不可能具有强氧化性(＋1价氢的氧化性极弱)；D项错误，由于P和H的电负性明显不同，故P—H键是极性键。 3．下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是(　　) A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥ C．③④⑥ D．④⑥ 答案　D 解析　①MgCl2只有离子键，不存在共价键，故错误；②H2S中含有极性键，空间结构为V形，正、负电荷重心不相重合，为极性分子，故错误；③白磷为单质，分子中只含有非极性键，属于非极性分子，故错误；④BF3中含有极性键，为平面三角形分子，正、负电荷重心相重合，为非极性分子，故正确；⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正、负电荷重心不相重合，为极性分子，故错误；⑥四氯化碳中含有极性键，空间结构为正四面体形，正、负电荷重心相重合，为非极性分子，故正确。 4．SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法错误的是(　　) A．是非极性分子 B．键角∠FSF并不都等于90° C．S和F之间共用电子对偏向F D．中心原子S采取sp3杂化 答案　D 解析　该分子结构对称，正、负电荷重心相重合，所以为非极性分子，A正确；SF6结构对称，∠FSF可以是90°，但也有处于对角位置的∠FSF为180°，故键角∠FSF不都等于90°，B正确；由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C正确；中心原子S的价电子对数为6，不采取sp3杂化，D错误。 5．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的热稳定性依次增强 D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子 答案　B 解析　A项，CO2是非极性分子；B项，CH4、CCl4都是正四面体结构，分子中正、负电荷重心相重合，且C—H键、C—Cl键均为极性键，故它们都是含有极性键的非极性分子；C项，根据同主族元素性质递变规律可知热稳定性：HF>HCl>HBr>HI；D项，H2O是V形分子。 6．下列现象不能用“相似相溶规则”解释的是(　　) A．蔗糖易溶于水 B．萘易溶于四氯化碳 C．氯气易溶于氢氧化钠溶液 D．酒精易溶于水 答案　C 解析　氯气易溶于氢氧化钠是因为氯气能和氢氧化钠反应生成溶于水的盐(氯化钠和次氯酸钠)，不能用“相似相溶规则”解释。 7．下列化合物在水中的溶解度，排列顺序正确的是(　　) a．HOCH2CH2CH2OH b．CH3CH2CH2OH c．CH3CH2COOCH3 d．HOCH2CH(OH)CH2OH A．d＞a＞b＞c B．c＞d＞a＞b C．d＞b＞c＞a D．c＞d＞b＞a 答案　A 解析　这些物质中CH3CH2COOCH3不能与水形成氢键，则溶解度最小，分子中含有羟基数目越多，与水形成的氢键越多，则溶解度越大，所以溶解度：HOCH2CH(OH)CH2OH＞HOCH2CH2CH2OH＞CH3CH2CH2OH＞CH3CH2COOCH3，即d＞a＞b＞c。 8．下列分子中，不含手性碳原子的是(　　) A． B． C． D．CH3CHClCH2CHO 答案　B 9．下列有机物分子中属于手性分子的是(　　) ①乳酸[CH3CH(OH)COOH] ②2-丁醇[CH3CH(OH)CH2CH3] ③ ④丙三醇() A．只有① B．①和② C．①②③ D．①②③④ 答案　C 10．图中两分子所表示的物质间的关系是(　　) A．互为同分异构体　　　 B．是同一种物质 C．互为手性异构体 D．互为同系物 答案 B 解析 题图中的分子不含手性碳原子，所以两分子不是手性分子；两分子的分子式相同，结构相同，故两分子表示的物质是同一种物质。 1．氮化硅(熔点1 900 ℃)具有高强度、高韧性，常用作LED的基质材料，通过SiH4与NH3发生反应3SiH4＋4NH3===Si3N4＋12H2制得。下列说法错误的是(　　) A．键角：SiH4>NH3 B．SiH4稳定性强于NH3，可证明非金属性：N>Si C．Si3N4属于共价晶体 D．SiH4为由极性键构成的非极性分子 答案　B 解析　非金属性：N>Si，则SiH4的稳定性弱于NH3，B错误。 2．咪唑()是生产抗真菌药物的主要原料之一，具有类似于苯的平面结构，易溶于水。下列说法错误的是(　　) A．咪唑的水溶液中存在4种氢键 B．分子中C—N键的极性小于N—H键的极性 C．分子中C—H键的键长大于N—H键的键长 D．咪唑中两个N原子的孤电子对均占据sp2杂化轨道 答案　D 解析　咪唑的水溶液中存在：—N…HN—、—N…H—O—H、H2O…HN—、H2O…H—O—H，4种氢键，A正确；C的电负性大于H，则分子中C—N键的极性小于N—H键的极性，B正确；氮原子半径小于碳，则分子中C—H键的键长大于N—H键的键长，C正确；咪唑中没有结合氢的氮原子形成2个σ键、1对孤电子对为sp2杂化轨道；—NH中氮原子形成3个σ键、1对孤电子对为sp3杂化轨道，D错误。 3．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．该物质的分子是极性分子 D．该物质分子中氮原子之间的共价键为π键 答案 C 解析 N和O两种原子之间形成的共价键是极性键，A错误；该分子中四个氮原子不可能共平面，B错误；由该分子的空间结构可知，分子空间结构不对称，是极性分子，C正确；该物质分子中氮原子之间的共价键为σ键，D错误。 4．(1)3-氯-2-丁氨酸的结构简式为，该有机物分子中含有____________个手性碳原子，其中—NH2中N原子的杂化轨道类型是________。 (2)青蒿素是从黄花蒿中提取得到的一种无色针状晶体，分子结构如图所示，则青蒿素分子中含有________个手性碳原子。 答案　(1)2　sp3　(2)7 解析　(1)连接4个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子，3-氯-2-丁氨酸的结构简式为，标“*”的碳原子为手性碳原子，所以一个该有机物分子中含有2个手性碳原子，其中—NH2中N含有1对孤电子对和3个共价键，则N的价电子对数为4，采取sp3杂化。(2)青蒿素分子中手性碳原子标识如图，共7个。 5．已知N、P是同属于元素周期表ⅤA族的元素，N在第2周期，P在第3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键间的夹角是107°18′。 (1)PH3分子与NH3分子的结构关系是________(填“相似”或“不相似”)，P—H键________(填“有”或“无”)极性，PH3分子________(填“有”或“无”)极性。 (2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是________。 (3)NH3与PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________(填字母)。 A．键的极性N—H键比P—H键强 B．分子的极性NH3比PH3强 C．相对分子质量PH3比NH3大 D．NH3分子之间存在特殊的分子间作用力 答案　(1)相似　有　有　(2)NH3　(3)D 解析　(1)N原子与P原子结构相似，NH3分子与PH3分子的结构也相似，P—H键为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键。(2)由N、P在元素周期表中的位置关系和元素周期律知，N比P的非金属性强。由元素的非金属性与氢化物之间的热稳定性关系知，NH3比PH3的热稳定性强。(3)“易液化”属于物质的物理性质，NH3与PH3都是通过共价键形成的分子，物理性质与化学键无关。按照范德华力与物质的物理性质的关系分析，应该是PH3比NH3的沸点高，PH3比NH3易液化；实际是NH3比PH3易液化，这种反常现象的客观存在是因为NH3可形成分子间氢键。 6．在极性分子中，正电荷重心同负电荷重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)电荷重心的电量(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分子是________构型；BCl3分子是________构型。 (4)GeCl4化合物的空间结构为________，中心原子采取________杂化，分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)。 答案 (1)CS2　(2)邻硝基氯苯>间硝基氯苯>对硝基氯苯　(3)三角锥型 平面三角形　(4)正四面体型　 sp3　非极性分子 解析 这是一道典型的信息给予题；μ＝0，表示分子构型对称，正、负电荷重心全重合，是非极性分子μ≠0，表示分子构型不对称，正、负电荷重心不重合，是极性分子。故： (1)中只能选CS2，它是一个对称的直线形分子。 (2)分子的对称性越强，偶极长越小，偶极矩越小，邻硝基氯苯、间硝基氯苯、对硝基氯苯的对称性逐渐增强，故偶极矩由大到小的顺序为邻硝基氯苯>间硝基氯苯>对硝基氯苯。 (3)中AB3型分子的构型只有两种可能，故前者为不对称的三角锥型(极性分子)，后者为高度对称的平面正三角形(非极性分子)。 (4)GeCl4化合物的空间结构和CCl4相似。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$