魯科版高中化學選擇性必修2第2章微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)分層作業(yè)11分子的空間結(jié)構(gòu)與分子性質(zhì)含答案

分層作業(yè)11分子的空間結(jié)構(gòu)與分子性質(zhì)A級必備知識基礎(chǔ)練題組1.分子的對稱性1.下列化合物分子中含有兩個不對稱碳原子的是()A. B.C. D.2.助力神舟十三號載人飛船順利飛向太空的運載火箭發(fā)動機以偏二甲肼和液態(tài)N2O4為主要燃料,工作時發(fā)生的反應(yīng)為(H3C)2N—NH2+2N2O43N2+4H2O+2CO2。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.偏二甲肼[(H3C)2N—NH2]分子中C為手性碳原子B.H、C、N、O電負性依次增大C.C、N、O第一電離能由大到小的順序:N、O、CD.等物質(zhì)的量N2、CO2分子含有相同數(shù)目的π鍵3.下列物質(zhì)不存在對稱面和對稱軸的是()A.SO2 B.NH3C.CHClBrOH D.H2S4.下列化合物中具有旋光性的是()A.C(CH3)2F2 B.CH3CH2OHC. D.5.已知3-氯-2-丁氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為,一個3-氯-2-丁氨酸分子中含有個手性碳原子。其中一對鏡像異構(gòu)體用簡單的投影式表示為和則另一對鏡像異構(gòu)體的簡單投影式為和。

題組2.分子的極性6.下列分子中,屬于非極性分子的是()A.SO2 B.NH3C.BBr3 D.COCl27.CO2、CH4、BF3都是非極性分子,SO2、H2O、NH3都是極性分子,由此推測ABn型分子是非極性分子的經(jīng)驗規(guī)律是()A.所有原子在同一平面B.分子中每個鍵的鍵長應(yīng)相等C.分子中的每個鍵角相等D.在ABn中A原子沒有孤電子對8.下列說法正確的是()A.極性溶質(zhì)一定易溶于極性溶劑,非極性溶質(zhì)一定易溶于非極性溶劑B.用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近四氯化碳液流,四氯化碳液流流動方向發(fā)生變化C.硫黃難溶于水,易溶于CS2,符合相似相溶原理D.H2O是極性分子,CO2可溶于H2O,因此CO2是極性分子9.下列事實與分子的極性不相關(guān)的是()A.CO2能溶于水B.NH3易溶于水,難溶于CCl4C.微波爐的原理:微波可以使水分子共振D.用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近水流,水流方向發(fā)生變化10.有A、B、C、D、E五種短周期元素,它們的核電荷數(shù)按C、A、B、D、E的順序依次增大。C、D都能分別與A按原子個數(shù)比為1∶1或2∶1形成化合物。CB可與EA2反應(yīng)生成C2A和氣態(tài)物質(zhì)EB4。E的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍。回答下列問題。(1)寫出元素的名稱:A;E。

(2)寫出EC4中E的化合價:。

(3)寫出D2A2的化學鍵種類:。

(4)C2A是由(填“極性”或“非極性”,下同)鍵形成的分子;EB4是由鍵形成的分子。

(5)任寫一種與C2A互為等電子體的微粒(寫化學式)。

B級關(guān)鍵能力提升練以下選擇題中,有1~2個選項符合題意。11.H2O2是常用的氧化劑,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示,兩個氫原子猶如在半展開的書的頁面上。下列關(guān)于H2O2的說法正確的是()A.H2O2是非極性分子B.H2O2分子中O原子采取sp2雜化C.H2O2在H2O中的溶解度小于在苯中的溶解度D.H2O2的電子式:12.有X、Y、Z、Q、T五種元素,X元素原子的M電子層的p軌道上有兩個未成對電子且無空軌道;Y元素原子的價電子排布式為3d64s2,Z元素原子的L電子層的p軌道上有一個空軌道;Q元素原子的L電子層的p軌道上只有一對成對電子;T元素原子M電子層的p軌道上有三個未成對電子。下列說法不正確的是()A.T元素有一種單質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形B.ZQ分子中含有2個σ鍵和1個π鍵C.X元素和Q元素能形成兩種只含極性鍵的極性分子D.Z元素與X、Q元素均能形成直線形非極性分子13.我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如下圖所示,從結(jié)構(gòu)角度分析R中兩種陽離子的不同之處是()A.中心原子的雜化軌道類型B.共價鍵之間的夾角C.空間結(jié)構(gòu)D.共價鍵類型14.SO3和O3的混合氣體經(jīng)光解作用可生成一種新分子,結(jié)構(gòu)簡式如下所示,下列說法正確的是()A.O3的鍵角為109°28'B.SO3與O3均為非極性分子C.SO3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形D.O3中心原子為sp2雜化15.硫-氮化合物是現(xiàn)代無機化學研究的熱點之一。如圖是已經(jīng)合成的某硫-氮化合物(S4N4)的分子結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法正確的是()A.其分子中各原子最外層都達到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.其分子中只含極性鍵C.其分子是極性分子D.其與化合物S2N2互為同素異形體16.X、Y、Q、Z、W、M、N是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,X的核外電子總數(shù)與其電子層數(shù)相同;Y和W同主族且W的原子序數(shù)為基態(tài)Y原子價電子數(shù)的3倍;Z是同周期中電負性最大的元素,Z與M同主族;基態(tài)N原子d軌道中成對電子與單電子的數(shù)目比為4∶3。下列說法不正確的是()A.簡單離子半徑大小順序:W>Y>Q>ZB.W、M形成的一種化合物以[WM4]+[WM6]-形式存在,其中[WM6]-的空間結(jié)構(gòu)可能是正八面體C.Y與X形成的Y2X4為極性分子D.元素N位于元素周期表的第4周期ⅦB族17.氣態(tài)PCl5的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法中不正確的是()A.每個原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.鍵角有60°、90°、120°、180°幾種C.分子中5個P—Cl鍵鍵能不同D.PCl5為非極性分子18.下列關(guān)于NH4+、NH3、NA.三種微粒中氮原子的雜化方式不相同B.鍵角大小關(guān)系:NH4+>NH3C.三種微粒的空間結(jié)構(gòu)相同D.三種微粒所含有的電子數(shù)相等19.科學家發(fā)現(xiàn)鉑的兩種化合物a()和b()。實驗測得a和b具有不同的特性:a具有抗癌作用,而b沒有。則下列關(guān)于a、b的敘述正確的是()A.a和b屬于同分異構(gòu)體B.a和b中心原子為sp3雜化C.a和b都為極性分子D.a和b的空間結(jié)構(gòu)是四面體形20.有A、B、C、D四種主族元素,原子序數(shù)依次增大,A元素原子2p軌道上有2個未成對電子。B元素原子的p軌道中有3個未成對電子,其簡單氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的簡單氫化物中最大。C的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4,其最高價氧化物中含C的質(zhì)量分數(shù)為40%,且其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)。D元素原子得一個電子填入3p軌道后,3p軌道為全充滿狀態(tài)。請回答下列問題:(1)AC2分子中含有個π鍵,屬于(填“極性”或“非極性”)分子。

(2)B的簡單氫化物的空間結(jié)構(gòu)為,B原子采用雜化。

(3)C元素的電負性(填“>”“<”或“=”)D元素的電負性,用一個化學方程式表示:。

C級學科素養(yǎng)拔高練21.回答下列問題:(1)A、B、C、D四種元素,已知A原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子,B原子的電子總數(shù)恰好與D原子最外層電子數(shù)相等,且D原子最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3倍,又知A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大。據(jù)此推知:①B與D組成的化合物中,屬于極性分子的化學式為;屬于非極性分子的結(jié)構(gòu)式為。

②A與C組成的四核分子屬于(填“極性”或“非極性”)分子。

③由A、B、D組成的相對分子質(zhì)量最小的分子屬于(填“極性”或“非極性”)分子。(2)①CH3COO[Cu(NH3)2]中C原子軌道的雜化類型是。與NH3分子互為等電子體的陰離子為。

②ClO4-的空間結(jié)構(gòu)為(用文字描述);NaNT可由(雙聚氰胺)為原料制備。雙聚氰胺中碳原子雜化軌道類型為③草酸(HOOCCOOH)分子中碳原子軌道的雜化類型是;與SiF4互為等電子體的陰離子的化學式為。

④苯甲醇()中碳原子的雜化軌道類型為。與BH4-互為等電子體的陽離子為(填化學式),BH4-答案：1.B解析根據(jù)不對稱碳原子的定義判斷,A項中有一個不對稱碳原子,B項中有兩個不對稱碳原子,C項中有三個不對稱碳原子,D項中沒有不對稱碳原子。2.A解析偏二甲肼[(H3C)2N—NH2]分子中C連接的四個原子中有3個H,不屬于手性碳原子,A錯誤;根據(jù)同周期從左到右電負性逐漸增大,同主族從上到下電負性逐漸減小,H、C、N、O電負性依次增大,故B正確;根據(jù)同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢,但ⅡA族大于ⅢA族,ⅤA族大于ⅥA族,則C、N、O第一電離能由大到小的順序:N、O、C,故C正確;氮氣含有氮氮三鍵,二氧化碳含有兩個碳氧雙鍵,因此等物質(zhì)的量的N2、CO2分子含有相同數(shù)目的π鍵,故D正確。3.C解析SO2、NH3、H2S均含對稱面和對稱軸,CHClBrOH中的碳原子為不對稱碳原子,本身為手性分子,不存在對稱軸與對稱面。4.D解析手性分子具有旋光性,中心原子連有四個不同的原子或基團的化合物才具有手性。A項中C原子連有兩個—CH3、兩個F原子,故A項不是手性分子;分子中兩個C原子分別連有2種和3種不同的原子或基團,故B項不是手性分子;分子中1、3號C原子結(jié)構(gòu)對稱,故2號C原子連有3種原子或基團,1、3號C原子均連有2個氫原子,即連有3種不同原子或基團,故C項不是手性分子;分子中2號C原子連有—CH3、—H、—COOH、—OH四種不同的原子或基團,故D項是手性分子。5.答案2解析根據(jù)手性碳原子周圍連接四個不同的原子或基團這一規(guī)律可以判斷該物質(zhì)的手性碳原子個數(shù);參照例子可以知道對應(yīng)異構(gòu)體關(guān)系就像我們照鏡子一樣,其另一種就是該物質(zhì)在鏡子中的“鏡像”。6.C解析根據(jù)價電子對互斥理論可得四種分子的結(jié)構(gòu)如下:、、、,SO2、NH3分子中含有極性鍵,各鍵的空間排列不對稱,為極性分子;C項,雖然BBr3分子中含有極性鍵,但各鍵的空間排列對稱,平面正三角形,為非極性分子;D項,分子中正、負電荷的重心不重合,為極性分子。7.D解析CO2、CH4、BF3的中心原子的所有價電子都參與成鍵,沒有孤電子對,都是對稱結(jié)構(gòu),而SO2、H2O、NH3中含有孤電子對,都不是對稱結(jié)構(gòu)。8.C解析“相似相溶”原理是經(jīng)驗規(guī)律,存在特殊情況,部分有機化合物分子是極性分子,但因為極性很弱,所以大部分難溶于水,故A錯誤;CCl4是非極性分子,不具有正、負極,用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近四氯化碳液流,液流流動方向不變,B錯誤;根據(jù)“相似相溶”原理,硫黃難溶于H2O而易溶于CS2,故C正確;CO2是非極性分子,CO2溶于H2O時,部分與H2O反應(yīng)生成H2CO3,故D錯誤。9.A解析CO2能溶于水的原因是CO2能和水發(fā)生反應(yīng),與分子的極性無關(guān),A符合題意;氨氣、水均為極性分子,四氯化碳為非極性分子,根據(jù)相似相溶可知,NH3易溶于水,難溶于CCl4,故B不符合題意;水分子是極性分子,有正、負極,當水分子遇上電場,它會調(diào)整方向,最終共振,故C不符合題意;用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近水流,水流方向發(fā)生變化,說明水分子為極性分子,故D不符合題意。10.答案(1)氧硅(2)+4(3)非極性鍵、離子鍵(4)極性極性極性非極性(5)H2S(合理即可)解析E的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍,故E應(yīng)為Si,且可知EA2為SiO2,氣態(tài)EB4為SiF4,由反應(yīng)4HF+SiO2SiF4↑+2H2O可知,C為H,A為O,B為F,C、D分別與A形成原子個數(shù)比為1∶1或2∶1的化合物,可判斷D為Na。11.D解析H2O2是由極性鍵和非極性鍵構(gòu)成的極性分子,A錯誤;H2O2分子中O原子采取sp3雜化,B錯誤;過氧化氫為極性分子,水為極性溶劑而苯為非極性溶劑,根據(jù)“相似相溶”原理知,H2O2在H2O中的溶解度大于在苯中的溶解度,C錯誤;H2O2為共價化合物,各原子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其電子式為,D正確。12.BC解析X元素原子的M電子層的p軌道上有兩個未成對電子且無空軌道,則其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,X為S元素;Y元素原子的價電子排布式為3d64s2,Y為Fe元素;Z元素原子的L電子層的p軌道上有一個空軌道,則其基態(tài)原子的價電子排布式為2s22p2,Z為C元素;Q元素原子的L電子層的p軌道上只有一對成對電子,Q為O元素;T元素原子M電子層的p軌道上有三個未成對電子,T為P元素。白磷的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,A正確;CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),分子中含有1個σ鍵和2個π鍵,B錯誤;SO2分子中S原子的價電子對數(shù)為2+12×(6-2×2)=3,且含一對孤電子對,采取sp2雜化,為角形分子,結(jié)構(gòu)不對稱,屬于極性分子,SO3中S原子的價電子對數(shù)為3+12×(6-2×3)=3,無孤電子對,采取sp2雜化,為平面三角形結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)對稱,屬于非極性分子,C錯誤;CS2與CO2的結(jié)構(gòu)相似,為直線形分子,結(jié)構(gòu)對稱,均屬于非極性分子13.BC解析由上述分析可知,NH4+和H3O+中心原子的雜化軌道類型均為sp3雜化,故A不符合題意;NH4+的空間結(jié)構(gòu)為正四面體,鍵角為109°28',H3O+的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,由于O的孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力,導(dǎo)致鍵角小于109°28',故B符合題意;NH4+的空間結(jié)構(gòu)為正四面體,H3O+的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,故C符合題意;NH4+和H3O14.CD解析O3分子中中心原子的價電子對數(shù)是2+6-2×22=3,中心原子為sp2雜化,鍵角大于109°28',A錯誤,D正確;SO3分子中硫原子價電子對數(shù)是3+6-2×32=3,中心原子為sp2雜化,不存在孤電子對,SO3分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,正、負電荷重心重合,15.AC解析硫原子最外層有6個電子,若形成兩個共價單鍵,則達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),氮原子最外層有5個電子,若形成3個共價單鍵,則達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),據(jù)圖可知,A項正確;該物質(zhì)的分子中既含S—N極性鍵,也含N—N非極性鍵,B項錯誤;該分子正、負電荷重心不重合,屬于極性分子,C項正確;同素異形體描述的對象是單質(zhì),而不是化合物,D項錯誤。16.D解析X、Y、Q、Z、W、M、N是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,X的核外電子總數(shù)與其電子層數(shù)相同,則X為H元素;Z和M同主族,Z是同周期中電負性最大的元素,推知Z為F、M為Cl;Y和W同主族且W的原子序數(shù)為基態(tài)Y原子價電子數(shù)的3倍,可推知Y為N元素、W為P元素,故Q為O元素;基態(tài)N的d軌道中成對電子與單電子的數(shù)目比為4∶3,N的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2,故N為Co。電子層數(shù)越多,半徑越大,電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,半徑越小,則簡單離子半徑大小順序為P3->N3->O2->F-,故A正確;P、Cl形成的一種化合物以[PCl4]+[PCl6]-形式存在,其中[PCl6]-中心原子價電子對數(shù)為6+12(5+1-6×1)=6,空間結(jié)構(gòu)可能是正八面體,故B正確;Y2X4為N2H4,每個N原子與連接的兩個H原子及另一個N原子構(gòu)成三角錐形,每個N原子上都有一對孤電子對,故N2H4一定為極性分子,故C正確;N為Co,元素N位于元素周期表的第4周期Ⅷ族,故D17.AB解析P原子最外層有5個電子,形成5對共用電子對,所以PCl5中P的最外層電子數(shù)為10,不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故A錯誤;上下兩個頂點與中心P原子形成的鍵角為180°,中間為平面三角形,構(gòu)成三角形的鍵角為120°,頂點與平面形成的鍵角為90°,所以鍵角有90°、120°、180°幾種,故B錯誤;鍵長越短,鍵能越大,P—Cl鍵長不同,所以鍵能不同,故C正確;PCl5為對稱結(jié)構(gòu),正、負電荷重心重合,為非極性分子,故D正確。18.BD解析NH4+氮原子價電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對數(shù)=4+5-1-4×12=4,所以N原子采用sp3雜化;NH3中N原子價電子對數(shù)為3+5-3×12=4,所以N原子采用sp3雜化;NH2-中N原子價電子對數(shù)為2+5+1-2×12=4,所以N原子采用sp3雜化,A錯誤;NH4+中,不含孤電子對,氨分子中含1對孤電子對,NH2-含2對孤電子對,含有孤電子對越多,分子中的鍵角越小,所以鍵角大小關(guān)系:NH4+>NH3>NH19.A解析因為a和b具有不同的特性,性質(zhì)不同說明結(jié)構(gòu)不同,而a與b的分子式是相同的,所以a和b互為同分異構(gòu)體,故A正確;a和b的空間結(jié)構(gòu)若是四面體形,兩個氯原子就不存在相鄰和相間之分,因此a與b的空間結(jié)構(gòu)只能是平面四邊形,中心原子不可能為sp3雜化,B、D錯誤。根據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu),a中正、負電荷重心不重合,為極性分子,b中正、負電荷重心重合,為非極性分子,故C錯誤。20.答案(1)2非極性(2)三角錐形sp3(3)<H2S+Cl22HCl+S↓解析由題意可知,A元素原子的核外電子排布式為1s22s22p2或1s22s22p4,A為碳元素或氧元素。B元素原子的價電子排布式為ns2np3,為ⅤA族元素,由B的簡單氫化物的溶解度信息可知B為氮元素,則A為碳元素。C的最高正價和最低負價的代數(shù)和為4,其為ⅥA族元素,為硫元素。D元素原子的價電子排布式為3s23p5,D為氯元素。(1)CS2的結(jié)構(gòu)式為SCS,含有2個π鍵