2019-2020学年高中化学 专题4 分子空间结构与物质性质 第一单元 分子构型与物质的性质课后达

专题4分子空间结构与物质性质课后达标检测专题4分子空间结构与物质性质[基础巩固]1．下列现象中，不能用“相似相溶规则”解释的是()A．酒精与水以任意比互溶B．用纯碱洗涤油脂C．氨易溶于水D．用苯将溴水中的溴萃取出来专题4分子空间结构与物质性质解析：选B。酒精与水均为极性分子，且二者之间能形成氢键，酒精易溶于水，A正确；用纯碱洗涤油脂利用的是水解原理，B错误；NH3与H2O均是极性分子，相似相溶，且二者还能形成氢键，增大了其溶解性，C正确；苯与Br2均为非极性分子，互相溶解，D正确。专题4分子空间结构与物质性质2．下列有关苯分子中的化学键描述正确的是()A．每个碳原子的一个sp2杂化轨道参与形成大π键B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键C．碳原子的3个sp2杂化轨道与其他碳原子形成2个σ键和1个π键D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他碳原子的2p轨道形成σ键专题4分子空间结构与物质性质解析：选B。杂化轨道只能形成σ键，而不能形成π键。每个碳原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成σ键；每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成σ键；未参与杂化的2p轨道形成大π键。专题4分子空间结构与物质性质3．下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A．二硫化碳B．甲烷C．一氯乙烷D．乙炔解析：选D。A、B、D三项分子均为非极性分子，但A、B两项分子中不含有非极性键。专题4分子空间结构与物质性质4．下列关于SO2与CO2的说法正确的是()A．都是直线形结构B．中心原子都采取sp杂化C．硫原子和碳原子上都没有孤电子对D．SO2为V形结构，CO2为直线形结构解析：选D。CO2中碳原子是sp杂化，是直线形结构，SO2中硫原子是sp2杂化，是V形结构，有一对孤电子对。专题4分子空间结构与物质性质5．下列分子中，不含手性碳原子的是()解析：选B。如果一个碳原子连接四个不同的原子或基团，这样的碳原子叫手性碳原子，B选项中的物质不含这样的碳原子。专题4分子空间结构与物质性质6．关于结构如图所示的有机物的叙述中正确的是()专题4分子空间结构与物质性质A．1mol此有机物与足量Na发生反应，生成3molH2B．分子中有3个手性碳原子C．分子中sp2、sp3杂化的原子个数比为1∶1D．1mol此有机物与足量H2发生加成反应，有2molπ键断裂专题4分子空间结构与物质性质解析：选D。1mol此有机物含3mol—OH，与足量钠反应生成1．5molH2；该分子中只有六元环中两个连羟基的碳原子为手性碳原子；连有双键的4个碳原子为sp2杂化，其余3个碳原子及3个氧原子为sp3杂化；与H2加成时碳碳双键中的π键断裂。专题4分子空间结构与物质性质7．NH3、H2O、CH4三分子中键角的大小顺序正确的是()A．NH3H2OCH4B．CH4NH3H2OC．H2OCH4NH3D．H2ONH3CH4解析：选B。NH3、H2O、CH4分子的价层电子对模型均为正四面体形，价电子对间的夹角按理应为109．5°，由于NH3分子有一对孤电子对，H2O分子有两对孤电子对，孤电子对对成键电子对有较大的斥力，使成键电子对之间的夹角减小。所以三个分子的键角从大到小的顺序是CH4NH3H2O。专题4分子空间结构与物质性质8．下列说法不正确的是()A．HCHO分子中的C原子有两个未参与杂化的2p轨道形成π键B．H2O分子的键角不是90°C．SiH4是正四面体形分子，NCl3是三角锥形分子D．BCl3的空间构型是平面三角形专题4分子空间结构与物质性质解析：选A。HCHO中的C原子和O原子各以1个未杂化的2p轨道形成π键，A项错误。H2O分子的键角为104．5°；SiH4中Si原子和NCl3中的N原子均为sp3杂化，在SiH4中没有孤电子对，其分子构型为正四面体形；NCl3的中心原子N有1个sp3杂化轨道为孤电子对占有，另外3个杂化轨道与Cl原子的3p轨道上的电子成键，故NCl3分子的构型为三角锥形；BCl3中B原子为sp2杂化，BCl3为平面三角形分子，故B、C、D三项均正确。专题4分子空间结构与物质性质9．下列叙述正确的是()A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B．CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C．H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D．CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央专题4分子空间结构与物质性质解析：选C。本题主要考查常见物质的结构和空间构型。NH3是三角锥形的立体极性分子，A错；CCl4是以C原子为中心的正四面体形结构，B错；CO2是C原子在2个O原子中间的直线形分子，D错；水分子是O原子在2个H原子中间的V形分子，即，故选C。专题4分子空间结构与物质性质10．下列关于等电子体的说法中，正确的是()专题4分子空间结构与物质性质A．N2与CO不属于等电子体，故它们的熔、沸点和溶解度相差较大B．PO3－4与SO2－4不属于等电子体，故结构不相似C．NO－2与O3属于等电子体，故NO－2为O2的同素异形体D．苯与硼氮苯(如图)属于等电子体，故硼氮苯中含有大π键解析：选D。选项A、B中的CO与N2、PO3－4与SO2－4均属于等电子体。选项C中NO－2与O3属于等电子体，但NO－2与O2不是同素异形体。专题4分子空间结构与物质性质11．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，则该分子一定为非极性分子B．假设为四面体形，则该分子一定为非极性分子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专题4分子空间结构与物质性质解析：选C。本题考查了分子极性与分子的空间结构的关系。专题4分子空间结构与物质性质12．下列说法不正确的是()A．某微粒空间构型为三角锥形，则该微粒一定是极性分子B．某微粒空间构型为V形，则中心原子一定有孤电子对C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道D．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型都是正四面体形专题4分子空间结构与物质性质解析：选D。三角锥形分子的中心原子一定为sp3杂化，且有1对孤电子对，因此一定是极性分子；V形分子中的中心原子可能为sp2杂化或者为sp3杂化，若为sp2杂化则有1对孤电子对，若为sp3杂化则有2对孤电子对；sp3杂化轨道中参与杂化的s轨道和p轨道为同一电子层中的原子轨道，二者的能量相近；中心原子为sp3杂化的分子也可能为V形分子或三角锥形分子。专题4分子空间结构与物质性质13．指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。(1)CO2分子中的C采取________杂化，分子的结构式为________________，空间构型是________。(2)CH4分子中的C采取__________杂化，分子的结构式为________________，空间构型是________。(3)H2S分子中的S采取__________杂化，分子的结构式为________________，空间构型是________。专题4分子空间结构与物质性质解析：杂化轨道所用原子轨道的能量相近，且杂化轨道只能用于形成σ键和容纳孤电子对，剩余的p轨道还可以形成π键。杂化轨道类型决定了分子(或离子)的空间构型，如sp3杂化轨道间的夹角为109．5°，空间构型为四面体形，分子的空间构型为四面体形、三角锥形或V形。因此，也可根据分子的空间构型确定分子(或离子)中杂化轨道的类型，如CO2为直线形分子，因此分子中杂化轨道类型为sp杂化。专题4分子空间结构与物质性质答案：(1)spO==C==O直线形(2)sp3正四面体形(3)sp3V形专题4分子空间结构与物质性质14．1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和________。专题4分子空间结构与物质性质(2)此后，等电子原理又有所发展。例如：由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO－2互为等电子体的分子有________、________；这些等电子体的空间构型为________形。专题4分子空间结构与物质性质(3)CS2、BeCl2(g)、NO＋2具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此，它们的结构与由第2周期两元素组成的________分子的结构相同，微粒呈________形，中心原子采取________杂化。(4)CO2－3、NO－3等微粒具有相同的通式：________，它们的总价电子数都等于________，因此，它们与由第ⅥA族两元素组成的________分子结构相同，呈________形，中心原子都采取________杂化。专题4分子空间结构与物质性质答案：(1)N2COCO2N2O(2)O3SO2V(3)CO2(或N2O)直线sp(4)AX324SO3平面三角sp2专题4分子空间结构与物质性质[能力提升]15．元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88．9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。(1)在X和Y两种元素形成的化合物中：①X的质量分数为50%的化合物的化学式为________；该分子的中心原子发生________杂化，分子构型为________。专题4分子空间结构与物质性质②X的质量分数为60%的化合物的化学式为________；该分子的中心原子发生________杂化，分子构型为________。(2)由元素X、Y和氢三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式：________、________，两种酸的酸根阴离子分别为________和________，其空间构型分别为________和________。(3)在由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是________(写分子式)，分子构型为V形的是________(写分子式)。专题4分子空间结构与物质性质解析：本题综合考查元素推断、轨道杂化以及分子构型和物质性质。根据氢化物化学式H2X，知M（X）M（X）＋2×100%＝88．9%。可推知，X的相对原子质量为16，则X为O，Y为S，则其氧化物为SO2、SO3，形成的酸分别为H2SO3和H2SO4，对应的酸根阴离子分别为SO2－3和SO2－4。对于各种微粒的空间构型，如SO2、SO3、SO2－3和SO2－4，可依据步骤依次判断如下：专题4分子空间结构与物质性质SO2SO3SO2－3SO2－4价电子对数3344成键电子对数2334孤电子对数1010杂化轨道数3344空间构型V形平面三角形三角锥形正四面体形氧元素与氢元素形成的化合物可能为H2O或H2O2，其中H2O分子为V形，H2O2分子中存在非极性键“—O—O—”。专题4分子空间结构与物质性质答案：(1)①SO2sp2V形②SO3sp2平面三角形(2)H2SO3H2SO4SO2－3SO2－4三角锥形正四面体形(3)H2O2H2O专题4分子空间结构与物质性质16．有A、B、C、D、E五种元素，它们的原子序数依次增大，且都小于20。其中D、E是金属元素；A与E属同一主族，且最外层只有1个电子，其中A的原子核内没有中子，E单质与水剧烈反应并伴有一定的燃烧现象；D原子的电子层数与最外层电子数相同，且次外层具有8个电子；C原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；B原子的最外层电子数是奇