高中化学专题4分子空间结构与物质性质41分子构型与物质的性质练习苏教版

4.1分子构型与物质的性质

一、选择题

1.下列关于杂化轨道的说法错误的是（）

A.所有原子轨道都参与杂化

B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化

C.杂化轨道能量集中,有利于牢固成键

D.杂化轨道中不一定有电子

【解析】选A。参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太大,如1s与2s、2P能量相差太大， 不能形成杂化轨道,即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化,故A项错误,B项正确;杂化轨 道的电子云一头大一头小,成键时利用大的一头,可使电子云重叠程度更大,形成牢固的化学 键，故C项正确;并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对孤电 子对（如NH「H2O的形成），故D项正确。

2 .（2015 •淮阴高二检测）下列关于杂化轨道的叙述正确的是（）

A.杂化轨道可用于形成。键,也可用于形成n键

B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对

C.NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的3个p轨道与氢原子的s轨道杂化而成的

D.在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C-H O键

【解析】选B。杂化轨道只用于形如 键,或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成

n键，故B正确,A不正确;NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的1个s轨道和3个p轨 道杂化而成的,C不正确;在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨 道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C-HO键,剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子 的sp2杂化轨道重叠形成1个

C—Co键,D不正确。

【补偿训练】在CH； /中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是 （）

A.sp2 sp2 B.sp3 sp3 C.sp2 sp3 D.sp sp3

【解析】选C。—CH3中C的杂化轨道数为4,采用sp3杂化；中间C的杂化轨道数为3,采用sp2 杂化。

3 .用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为() A.正四面体型 B.V形

C.三角锥型 D.平面三角形

【解析】选D。SO分子中S的价电子对数=6-0 =3,由于结合3个O,故成键电子对数为3, 3 2

孤电子对数是0,其分子为平面三角形构型。

【补偿训练】下列分子或离子的空间构型为平面三角形的是()

A.NO- B.NH3

C.H O+ D.CO

3 2

【解析】选A。N 中N的孤电子对数=(5+1-32)/2=0,所以N。3中无孤电子对,N通过三对电

子与O成键,空间构型为平面三角形;NH3中N的孤电子对数为(5-3)/2=1,H3O+中O的孤电子对 数为(6-3-1)/2=1，在NH3和H3O+中都有1对孤电子对,还有3对电子成键,所以NH3、H°的空 间构型都为三角锥型;在82中C的孤电子对数为(4-22)/2=0,没有孤电子对,只有2对。键 电子对，故CO2分子为直线形。

4 .(2015 •梅州高二检测)下列关于NH3和CO"勺说法中正确的是() A.都是直线形结构

B.中心原子都采取sp杂化

C.NH3为三角锥型结构,CO2为直线形结构

D.氮原子和碳原子上都没有孤电子对

【解析】选C。NH3和CO2分子的中心原子分别采取sp3杂化和sp杂化的方式成键，但NH3分

子中氮原子上有1对孤电子对未参与成键,根据价电子对互斥理论,NH3的分子构型应为三角

锥型4。2的分子构型为直线形。

5 .下列叙述中正确的是()

A.以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子

B.以极性键结合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键

【解析】选A。A项是正确的,如O2、H2、N2等;B项错误，以极性键结合的分子不一定是极性 分子，若分子构型对称，正、负电荷重心重合，就是非极性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等;C 项错误，非极性键也存在于某些共价化合物中，如H2O2、C2H4、C2H50H，某些离子化合物中也存 在非极性键,如Na2O2;D项错误,非极性分子中不一定含有非极性键,如CH4、82等。 【方法规律】分子的极性是分子中化学键的极性向量和。只含有非极性键的分子一定是非极 性分子;而含极性键的分子，如果分子的空间结构是对称的，则键的极性相互抵消，各个键的 极性的向量和为零,整个分子就是非极性分子;反之,则是极性分子。

6 .下列化合物中含有手性碳原子的是（）

CH2—0H

CH—OH

12F2 B. CH2—OH

OH

C.CH3cH20H D.阻—CH—C（）OH

【解析】选D。根据手性碳原子的定义可知,手性碳原子是一个碳原子上连接4个不同的原

子或基团,只有D中物质的分子含有连接了 4个不同原子和基团的碳原子。

7 .下列叙述中不正确的是（）

A.卤化氢分子中，卤素的非金属性越强,共价键的极性越强,稳定性也越强

8 .以极性键结合的分子,一定是极性分子

C.判断A2B或AB2型分子为极性分子必须具有极性键且空间构型不对称

D.非极性分子中,各原子间可能既有极性键又有非极性键

【解析】选B。在HF、HC1、HBr、HI分子中，卤素的非金属性越强,H—X键的极性越强；以极 性键结合的双原子分子一定是极性分子，但以极性键结合的多原子分子也可能是非极性分子, 如82是非极性分子;A2B型分子如H20、H2S等,AB2型分子如SO2等,判断其是极性分子的根据 是必有极性键,且空间构型不对称。

【易错提醒】CO2、cs2等多原子分子,其空间构型对称,这样的非极性分子中可以含有极性键。 8.（双选）下列分子中,属于非极性分子的是（）

A.S02 B.BeCl2 C.BBr3 D.C0Cl2

【解析】选B、C。A、B、C三项利用“化合价法”判断:S02中S的化合价为+4,价电子数为

6,S02为极性分子;86酊2中Be的化合价为+2,价电子数为2,该分子为非极性分子;BB「中B

的化合价为+3,价电子数为3,该分子为非极性分子;D项结构为。W,此结构为非对称结 构，故为极性分子。

9 .（2015 •杭州高二检测）氯化硼的熔点为-107℃,沸点为12.5℃,在其分子中键与键之间的 夹角为120° ,它能水解，下列有关叙述正确的是（）

A.氯化硼分子间含有氢键 B.氯化硼中心原子采用sp杂化

C.氯化硼分子呈正三角形,属非极性分子

D.其分子空间结构类似H2O

【解析】选C。根据氢键含义氯化硼分子间不含氢键,由于氯化硼分子中键与键之间的夹角

为120° ,说明氯化硼分子是平面三角形，中心原子采用sp2杂化，为极性键形成的非极性分 子。

10.（2015 •天津高二检测）2015年韩国首尔大学的科学家将水置于一个足够强的电场中，在 20℃时,水分子瞬间凝固形成“暖冰”。下列关于“暖冰”的说法正确的是（） A.暖冰中水分子是直线形分子

B.水凝固形成20℃时的“暖冰”所发生的变化是化学变化

C.暖冰中水分子的各原子均满足8电子稳定结构

D.在电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”

【解析】选D。暖冰中水分子的组成不会改变所发生的变化是物理变化,水分子的氧原子满

足8电子稳定结构,而氢原子是2电子稳定结构。

11.（双选）（2015 •浙江高考节选）下列说法正确的是（）

A.HOCH2cH （OH）CH20H 与 CH3CHC1CH2CH3 都是手性分子

B.NHJ和CH4的空间构型相似

C.BF3与',都是平面形分子

D.C02和H20都是直线形分子

【解析】选B、C。手性分子是化学中结构上镜像对称而又不能完全重合的分子连有四个不

同原子或基团的碳原子称为手性碳原子,HOCH2cH（OH）CH20H不是手性分子,A项错误,NT工和 CH4的空间构型都是正四面体,B项正确;BF3是平面三角形,苯是平面结构,C项正确;CO2是直 线形分子,而H2O是V形分子,D项错误。

二、非选择题

12.有下列微粒：

① CH4 ② CH2=CH2 ③ CH 三 CH ④ NH3 ⑤ NH「

⑥BF3⑦匕⑧H2O⑨H2O2

填写下列空白（填序号）：

（1）呈正四面体的是 ____ 。

⑵中心原子轨道为SP3杂化的是,为SP2杂化的是,为SP杂化的 是。

⑶所有原子共平面的是 ______ ,共线的是 _______ 。

（4）含有极性键的极性分子是 ____ 。

【解析】CH4、NH「NT工、P4、H2O、与02中心原子各有四对价层电子对，为sp3杂化，这些微粒 空间构型分别为正四面体型、三角锥型、正四面体型、正四面体型、V形、二面角形。BF3、 CH2=CH2的中心原子为sp2杂化，分别为平面三角形、平面形。CH三CH中心原子为sp杂化, 为直线形。

答案：（1）①⑤⑦（2）①④⑤⑦⑧⑨ ②⑥ ③

⑶②③⑥⑧ ③（4）④⑧⑨

【补偿训练】（2015 •台州高二检测）若ABn的中心原子上有一对孤电子对未能成键，当n=2 时,其分子结构为 __ ;当n=3时,其分子结构为。

【解析】若中心原子上有未成键的孤电子对,根据价层电子对互斥模型,其与成键电子对之间 存在斥力,AB2型分子为V形（如SO2）。AB3型分子为三角锥型（如NH3）。

答案:V形三角锥型

【方法规律】若中心原子上有孤电子对,则它对成键电子对的排斥作用较强,导致键角减小。

13 .（2015 •苏州高二检测）已知A、B、C三种分子所含原子的数目依次为1、3、6,且都含有 18个电子,C是一种有毒的有机物。

⑴组成A分子的原子的元素符号是 ______ ;

⑵从B分子的立体结构判断，该分子属于 分子（填“极性”或“非极性”）;

（3）C的熔、沸点比CH4的熔、沸点高,其主要原因是（须指明C是何物质）— 【解析】含有18个电子的微粒中，由单个原子组成的分子为氩,元素符号是Ar;B分子中含有 3个原子,应该是H2S,空间构型为V形,属于极性分子;在分析由6个原子组成的C分子时,应 该注意从三种9电子基（一CH「一NH2、一。用入手，结合C是一种有毒的有机物即可判断C

为CH3OH,CH30H的熔、沸点比CH4的熔、沸点高,其主要原因是CH3OH分子之间能形成氢键。

答案：⑴Ar⑵极性

（3）C是CH3OH,分子之间能形成氢键

14 .（2015 •南京高二检测）（1）BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为

和。

⑵元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化