高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 分子的空间结构第2课时习题

专题4　分子空间结构与物质性质

第一单元　分子的空间结构

第2课时　分子的极性　手性分子

基础过关练

题组一　键的极性与分子的极性

1.下列说法正确的是 (　　)

A.含有非极性键的分子一定是非极性分子

B.非极性分子中一定含有非极性键

C.由极性键形成的双原子分子一定是极性分子

D.分子的极性与键的极性无关

2.(2021山东潍坊高二上期末)下列各组物质中,都是只由极性键构成的极性分子的是              (　　)

A.CH4和CCl4 B.H2O和H2O2

C.PCl3和NF3 D.BeCl2和OF2

3.(2020江苏徐州一中高二下月考)已知带静电的有机玻璃棒靠近纯水的细流,水流方向发生改变,则用带静电的有机玻璃棒靠近下列物质的细流时,细流方向也发生偏转的是              (　　)

A.苯 B.二硫化碳

C.过氧化氢 D.四氯化碳

4.已知N、P都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键间的夹角约是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“相似”或“不相似”),P—H键　　　　(填“有”或“无”)极性,PH3分子　　　　(填“是”或“不是”)极性分子。 

(3)常温下,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

题组二　相似相溶规则

5.物质在不同溶剂中的溶解性一般遵循“相似相溶规则”。下列装置不宜用于HCl尾气吸收的是              (　　)

6.下列现象不能用“相似相溶规则”解释的是 (　　)

A.氯化氢易溶于水 

B.氯气能被氢氧化钠溶液吸收

C.碘易溶于四氯化碳 

D.碘难溶于水

7.下列三种有机物:①苯酚,②乙酸乙酯,③木糖醇[CH2OH(CHOH)3CH2OH],在常温下它们的水溶性大小顺序正确的是              (　　)

A.①>②>③ B.③>①>②

C.③>②>① D.②>①>③

8.(2020天津第二十中学高二下检测)根据“相似相溶规则”,溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大的原因是              (　　)

A.溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素

B.溴、碘是单质,四氯化碳是化合物

C.Br2、I2是非极性分子,CCl4也是非极性分子,而水是极性分子

D.以上说法都不对

题组三　手性分子和手性碳原子

9.下列说法不正确的是 (　　)

A.互为手性异构体的分子互为镜像

B.利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子

C.手性异构体分子组成相同

D.手性异构体性质相同

10.(2020福建厦门外国语学校高二下测试)下列化合物中含有手性碳原子的是              (　　)

A. B.

C.CCl2F2 D.H2N—CH2—COOH

11.手性分子往往具有一定的光学活性。乳酸分子是手性分子,如图。乳酸中的手性碳原子是　              (　　)

A.① B.② C.③ D.②③

12.(2021辽宁丹东高二下期末)下列叙述中,不正确的是 (　　)

A.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强

B.臭氧是空间结构为V形的极性分子,在水中的溶解度大于氧气

C.硝酸根离子中所有原子都在一个平面上

D.CH2OHCH(OH)CHO为手性分子

能力提升练

题组一　极性分子、非极性分子及其性质

1.[2021江苏G4(苏州中学、盐城中学、扬州中学、常州中学)高三上期末,]2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展,排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法:CO2+4H2CH4+2H2O。下列有关CO2、CH4的说法正确的是              (　　)

A.CO2的空间结构是V形

B.电负性由大到小的顺序是O>C>H

C.CH4是极性分子

D.CO2转化为CH4利用了CO2的还原性

2.(2021山西太原第五中学高二下阶段性检测,)某物质的结构简式如图所示。下列说法不正确的是              (　　)

A.该分子属于极性分子

B.该分子中C—F键的极性强于C—N键的极性

C.该分子中所有C原子都为sp3杂化

D.该分子中σ键与π键数目之比为15∶4

3.()相同条件下,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

4.(2021吉林长春东北师范大学附属中学高二上期末,)下列分子结构图中的“”表示元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“”表示氢原子,“”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键。

下列说法正确的是 (　　)

A.只有分子③的中心原子采用sp3杂化

B.1个分子②中含有两个σ键

C.分子①和④价电子对分布的几何构型相同

D.分子④是非极性分子

5.(2020山西省实验中学高二下月考,)下列说法正确的是 (　　)

A.Na2O2和NaOH所含化学键类型完全相同

B.NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键

C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变

D.H2O2是含非极性键的极性分子

题组二　手性分子及其判断方法

6.()下列关于丙氨酸的说法中,正确的是 (　　)

A.Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同

B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,都是非极性分子

C.Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列

D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目不完全相同

7.(2021辽宁锦州高二上期末,)下列有关分子结构与性质的叙述中,不正确的是              (　　)

A.是手性分子

B.碘易溶于四氯化碳,可以用“相似相溶规则”解释

C.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构都是正四面体形,键角为109°28'

D.F3C—的极性强于Cl3C—的极性,三氟乙酸(F3CCOOH)的酸性大于三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性

8.(2021吉林长春第二十九中学高二下考试,)下列说法不正确的是 (　　)

A.BF3为平面三角形分子

B.1个乳酸()分子中含有两个手性碳原子

C.H3PO4分子中P原子采取sp3杂化

D.酸性:H3PO4>HClO,因为H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数

9.(2021福建龙岩武平第一中学高二下月考,)某化合物的分子结构如图所示,则下列说法错误的是              (　　)

A.该分子中没有手性碳原子

B.Ni的简化电子排布式为[Ar]3d84s2

C.该分子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3两种

D.该分子中含有极性键、非极性键、配位键和金属键

答案全解全析

专题4　分子空间结构与物质性质

第一单元　分子的空间结构

第2课时　分子的极性　手性分子

基础过关练

1.C　含有非极性键的分子如果空间结构不对称,正、负电荷重心不重合,则为极性分子,如H2O2;由极性键形成的分子,如果正、负电荷重心重合,则为非极性分子,如CH4;分子的极性除与键的极性有关外,还与分子的空间结构有关。

2.C　CH4和CCl4都是由极性键构成的非极性分子,A项错误;H2O和H2O2都为极性分子,但H2O2分子中含有非极性键,B项错误;PCl3和NF3分子中,分别含有P—Cl、N—F极性键,且空间结构都不对称,所以都是极性分子,C项正确;BeCl2和OF2分子中都含有极性键,但BeCl2为非极性分子,D项错误。

3.C　苯的空间结构对称,为非极性分子,电荷分布均匀,用带静电的有机玻璃棒靠近苯的细流时,细流的方向不发生偏转,故A错误;二硫化碳的空间结构对称,为非极性分子,电荷分布均匀,用带静电的有机玻璃棒靠近二硫化碳的细流时,细流的方向不发生偏转,故B错误;过氧化氢的空间结构不对称,为极性分子,电荷分布不均匀,用带静电的有机玻璃棒靠近过氧化氢的细流时,细流的方向会发生偏转,故C正确;四氯化碳分子的空间结构对称,为非极性分子,电荷分布均匀,用带静电的有机玻璃棒靠近四氯化碳的细流时,细流的方向不发生偏转,故D错误。

4.答案　(1)非极性　(2)相似　有　是　(3)a

解析　(1)N4分子是正四面体结构,是非极性分子。

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

(3)NCl3中N原子的价电子对数为=4,孤电子对数为1,该分子为三角锥形,a错误;N、Cl之间形成的键为极性键,b正确;NCl3分子中正、负电荷重心不重合,故该分子为极性分子,c正确。

5.C　HCl是极性分子,易溶于水而难溶于CCl4。C项装置易发生倒吸,而A、D项装置均能防止倒吸。B项装置中HCl气体先通过CCl4,由于HCl难溶于CCl4,HCl经过CCl4后再被上层的水吸收,也可以有效防止倒吸。

6.B　A项,氯化氢分子和水分子都是极性分子,符合“相似相溶规则”;B项,氯气分子是非极性分子,氢氧化钠是离子化合物,氯气能被NaOH溶液吸收是因为发生了化学反应;C项,碘分子和四氯化碳分子都是非极性分子,符合“相似相溶规则”;D项,I2是非极性分子,H2O是极性分子,碘难溶于水可用“相似相溶规则”解释。

7.B　苯酚以及木糖醇分子中都含有羟基,可与水分子形成分子间氢键,木糖醇分子含有羟基数目比苯酚分子多,更易溶于水,溶解性:③>①,乙酸乙酯为酯类物质,难溶于水。

8.C　Br2、I2是非极性分子,易溶于非极性分子组成的溶剂,CCl4是非极性溶剂,水是极性溶剂,根据“相似相溶规则”可知,Br2、I2在水中溶解度很小,但在CCl4中溶解度很大,故选C。

9.D　互为手性异构体的分子性质有差异,D不正确。

10.B　分子中,每个碳原子所连接的四个基团或原子都有相同的,不存在手性碳原子,故A不符合题意;分子中,甲基中C原子上连有3个H原子,不是手性碳原子,羧基的碳原子为不饱和碳原子,不是手性碳原子,剩余的一个碳原子所连的四个基团或原子分别是氨基、甲基、氢原子和羧基,该碳原子为手性碳原子,故B符合题意;CCl2F2分子中没有手性碳原子,故C不符合题意;H2N—CH2—COOH中,—CH2—中含有2个H,羧基的碳原子为不饱和碳原子,该有机物中不存在手性碳原子,故D不符合题意。

11.B　②号碳原子连接—CH3、—H、—COOH、—OH四种不同的基团或原子,为手性碳原子。

12.A　同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,非金属性:F>Cl>Br>I,故HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,A项错误;臭氧是空间结构为V形的极性分子,氧气是非极性分子,水是极性分子,根据相似相溶规则可知,臭氧在水中的溶解度大于氧气,B项正确;硝酸根离子中,中心原子是氮原子,价电子对数为=3,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,所有原子都在一个平面上,C项正确;碳原子连接四个不同的原子或原子团时,该碳原子为手性碳原子,CH2OHCH(OH)CHO中有一个手性碳原子,属于手性分子,D项正确。

能力提升练

1.B　CO2的中心碳原子价电子对数目为2,为sp杂化,空间结构是直线形,A错误;非金属元素的非金属性越强,电负性越大,则电负性由大到小的顺序是O>C>H,B正确;CH4是由极性键构成的非极性分子,C错误;CO2转化为CH4,C的化合价由+4价变为-4价,利用了CO2的氧化性,D错误。

2.C　根据结构简式可知该分子不具有对称结构,属于极性分子,A项正确;C—F键的极性强于C—N键的极性,B项正确;该分子中的C原子为sp2杂化,C项错误;该分子中每个单键为1个σ键,双键中含有1个σ键、1个π键,则该分子中σ键与π键数目之比为15∶4,D项正确。

3.A　题给物质中CH3CH2COOCH3不能与水分子形成氢键,则溶解度最小;分子中碳原子数相同,含有羟基数目越多,与水分子形成的氢键越多,则溶解度越大。所以溶解度:HOCH2CH(OH)CH2OH>HOCH2CH2CH2OH>CH3CH2CH2OH>CH3CH2COOCH3,即d>a>b>c。

4.C　①③④的中心原子虽然形成共价键的数目不同,但价电子对数都为4,所以都采用sp3杂化,A项错误;1个分子②中共含有3个σ键,B项错误;分子①和④的中心原子的价电子对数都为4,价电子对分布的几何构型都为四面体结构,C项正确;分子④是V形结构,正、负电荷的重心不重合,是极性分子,D项错误。

5.D　NaOH中含有离子键和极性共价键,Na2O2中含有离子键和非极性共价键,所以二者化学键类型不完全相同,A错误;氢键影响物质物理性质,不影响氢化物稳定性,NH3比PH3稳定是因为N元素非金属性强于P元素,B错误;化学反应的实质是旧键断裂和新键形成,CO2与水反应生成碳酸,则CO2溶于水存在共价键和分子间作用力的改变,干冰升华只有分子间作用力改变,C错误;H2O2是既含极性键又含非极性键的极性分子,D正确。

6.C　Ⅰ和Ⅱ在某些性质上有所不同,但它们有着相同的官能团,化学性质相似,故A错误;根据其结构可知,两种分子都是极性分子,故B错误;Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列,故C正确;Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体,所含化学键的种类与数目是相同的,故D错误。

7.C　分子中碳原子连接四个不同的原子或基团,含手性碳原子,该分子为手性分子,A项正确;碘是非极性分子,四氯化碳也为非极性分子,根据“相似相溶规则”分析,碘易溶于四氯化碳,B项正确;中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构不一定都是正四面体形,可能为三角锥形,C项错误;F3C—的极性强于Cl3C—的极性,使羧基电离出氢离子的能力不同,所以三氟乙酸(F3CCOOH)的酸性大于三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性,D项正确。

8.B　BF3中B为sp2杂化,没有孤电子对,故BF3为平面三角形分子,A项正确;碳原子连接四个不同的原子或基团时,该碳原子为手性碳原子,所以乳酸中只含1个手性C原子,B项错误;H3PO4分子中,中心P原子价电子对数为4,无孤电子对,采取sp3杂化,C项正确;H3PO4的非羟基氧原子数为1,次氯酸的非羟基氧原子数为0,H3PO4的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数,所以磷酸的酸性大于次氯酸的,D项正确。

9.D　该分子中没有手性碳原子,A项正确;Ni的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,Ni的简化电子排布式为[Ar]3d84s2,B项正确;该分子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3两种,C项正确;该分子中含有极性键、非极性键、配位键,没有金属键,D项错误。