-新教材高中化學(xué)課時(shí)檢測7分子的空間結(jié)構(gòu)與分子性質(zhì)含解析魯科版選擇性必修

PAGEPAGE8分子的空間結(jié)構(gòu)與分子性質(zhì)(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括8小題,每小題5分,共40分)1.偶極矩是電荷量與正、負(fù)電荷重心間的距離的乘積。用偶極矩可判斷分子的極性:一般來說極性分子的偶極矩不為零;非極性分子的偶極矩是零。下列分子中偶極矩不為零的是 ()A.BeCl2 B.BF3 C.PCl3 D.CH【解析】選C。由題意可知,非極性分子的偶極矩為零,極性分子的偶極矩不為零。在題給四種分子中,只有PCl3(結(jié)構(gòu)與NH3相似)是極性分子。2.(雙選)下列敘述正確的是 ()A.NH3、CO、CO2都是極性分子B.CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱D.CS2、H2O、C2H2都是直線形分子【解析】選B、C。A項(xiàng)中CO2屬于非極性分子;C項(xiàng)中HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱;D項(xiàng)中H2O是角形結(jié)構(gòu)。3.手性碳原子存在于許多有機(jī)化合物中特別是和生命現(xiàn)象有關(guān)的有機(jī)化合物中。例如:葡萄糖、果糖、乳酸等。下列有機(jī)化合物分子中含有兩個(gè)手性碳原子的是 ()A.B.C.D.【解析】選B。根據(jù)手性碳原子的概念判斷,A項(xiàng)中有一個(gè)手性碳原子,B項(xiàng)中有兩個(gè)手性碳原子,C項(xiàng)中有三個(gè)手性碳原子,D項(xiàng)中沒有手性碳原子。4.意大利科學(xué)家制造出了由4個(gè)氧原子構(gòu)成的氧分子,并用質(zhì)譜儀探測到了它的存在。若該氧分子具有空間對稱結(jié)構(gòu),下列關(guān)于該氧分子的說法正確的是 ()A.是一種新的氧化物 B.不可能含有極性鍵C.是極性分子 D.是臭氧的同分異構(gòu)體【解析】選B。由題目信息可知,該氧分子為O4,是氧元素的一種新的單質(zhì),A、D項(xiàng)錯(cuò)誤;O4分子具有空間對稱結(jié)構(gòu),則其為非極性分子,C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2021·日照高二檢測)最新發(fā)現(xiàn)C3O2是金星大氣的成分之一,化學(xué)性質(zhì)與CO相似。C3O2分子中結(jié)構(gòu)如下:OCCCO,下列說法中錯(cuò)誤的是 ()A.元素的電負(fù)性和第一電離能O>CB.CO分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為1∶2C.C3O2分子中C原子的雜化方式為spD.C3O2分子是一個(gè)具有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的極性分子【解析】選D。同周期,從左向右,原子半徑越來越小,電負(fù)性越來越大,第一電離能呈增大趨勢,O原子序數(shù)為8,C原子序數(shù)為6,故電負(fù)性和第一電離能均為O>C,故A正確;CO分子與N2分子互為等電子體,結(jié)構(gòu)相似,在N≡N鍵中,σ鍵數(shù)目為1,π鍵數(shù)目為2,σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為1∶2,故CO分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比也為1∶2,故B正確;C3O2分子的結(jié)構(gòu)式為OCCCO,3個(gè)C原子的σ鍵數(shù)均為2,C原子的孤電子對數(shù)為0,故C原子均為sp雜化,故C正確;C3O2分子中既有極性鍵(OC),也有非極性鍵(CC),另該分子高度對稱,屬于非極性分子,故D錯(cuò)誤。6.三氟化氮在半導(dǎo)體加工、太陽能電池制造和液晶顯示器制造中得到廣泛應(yīng)用。NF3分子中的中心原子采取sp3雜化,下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.NF3分子的空間構(gòu)型為三角錐形B.NF3易溶于有機(jī)溶劑C.NF3分子的N—F鍵的夾角與CH4分子中的C—H鍵的夾角相等D.NF3分子是非極性分子【解析】選A。N原子以sp3雜化形成四個(gè)雜化軌道,其中一個(gè)軌道已填入孤電子對,另外三個(gè)則與F原子的p軌道電子形成共價(jià)鍵,所以NF3為三角錐形,由于孤電子對對成鍵電子的排斥作用導(dǎo)致N—F鍵的鍵角小于CH4分子中的C—H鍵的鍵角,它是極性分子,不易溶于有機(jī)溶劑。7.(2021·北京朝陽區(qū)高二檢測)現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如表。下列說法正確的是 ()元素編號元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)T最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍XL層有3個(gè)未成對電子YL層p電子數(shù)比L層s電子數(shù)多2個(gè)Z最高正價(jià)為+7A.Z離子的結(jié)構(gòu)示意圖為B.TX-的中心原子采取sp2雜化C.元素T在周期表中表示為D.XZ3為極性分子,TY2為非極性分子【解析】選D。由信息可知,均為短周期元素,T的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,有2個(gè)電子層符合電子排布規(guī)律,最外層電子數(shù)為4,T為C;X的L層有3個(gè)未成對電子,可知2p上只有3個(gè)電子,X為N;Y的L層p電子數(shù)比L層s電子數(shù)多2個(gè),2p上有4個(gè)電子,Y為O;Z的最高正價(jià)為+7,可知Z為Cl,以此來解答。Z離子的結(jié)構(gòu)示意圖為,故A錯(cuò)誤;CN-的中心原子為C,其結(jié)構(gòu)中含C≡N鍵,為直線形結(jié)構(gòu),則中心原子為sp雜化,故B錯(cuò)誤;T為C,質(zhì)子數(shù)為6,相對原子質(zhì)量為12.00,價(jià)電子排布為2s22p2,故C錯(cuò)誤;NCl3為三角錐形結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)不對稱,屬于極性分子,CO2為直線形結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)對稱,屬于非極性分子,故D正確。8.(雙選)下列說法正確的是 ()A.CO2、BF3、CCl4等是極性鍵形成的非極性分子B.含非極性鍵的分子一定是非極性分子C.極性分子一定含有極性鍵,非極性分子一定含有非極性鍵D.以極性鍵結(jié)合的雙原子分子,一定是極性分子【解析】選A、D。由極性鍵構(gòu)成的分子若空間構(gòu)型對稱,則分子是非極性分子,A項(xiàng)說法正確;含非極性鍵的分子也可能含有極性鍵,也可能是極性分子,如CH3CH2OH等,B項(xiàng)說法錯(cuò)誤;CO2是由極性鍵形成的非極性分子,C項(xiàng)說法錯(cuò)誤;以極性鍵結(jié)合的雙原子分子都是極性分子,D項(xiàng)說法正確。二、非選擇題(本題包括3小題,共30分)9.(10分)(2020·日照高二檢測)雙氧水(H2O2)是一種醫(yī)用消毒殺菌劑,已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如圖所示:H2O2分子不是直線形的,兩個(gè)H原子猶如在半展開的書的兩面紙上,書面角為93°52',而兩個(gè)O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52'。試回答:(1)H2O2分子的電子式為_________________,

結(jié)構(gòu)式為_________________。

(2)H2O2分子中存在________鍵和________鍵,為________(填“極性”或“非極性”)分子。

(3)H2O2難溶于CS2,其原因是___________________________。

(4)H2O2分子中氧元素的化合價(jià)為________________________________,

原因是_______________________________________________。

【解析】(1)(2)H2O2分子的立體構(gòu)型為不對稱結(jié)構(gòu),應(yīng)為極性分子,含有O—O非極性鍵和O—H極性鍵。(3)根據(jù)“相似相溶”原理可知,H2O2難溶于非極性溶劑CS2。(4)共用電子對的偏移決定了元素在化合物中的化合價(jià)答案:(1)H—O—O—H(2)極性非極性極性(3)因?yàn)镠2O2為極性分子,CS2為非極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理可知H2O2難溶于CS2(4)-1因?yàn)镺—O鍵為非極性鍵,O—H鍵為極性鍵,1個(gè)共用電子對偏向于氧,故氧元素顯-1價(jià)10.(10分)(2020·臺州高二檢測)下列物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖中,代表原子序數(shù)從1到10的元素的原子實(shí)(原子實(shí)是原子除去最外層電子后剩余的部分),小黑點(diǎn)代表除形成共價(jià)鍵外的其他最外層電子,短線代表共價(jià)鍵,如F2:。(1)試寫出四種圖示所代表的分子式:A________,B________,C________,D________。

(2)將上述四種物質(zhì)的液體呈細(xì)流流下,用帶靜電的玻璃棒靠近細(xì)流,細(xì)流發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是__________________(填分子式)。

(3)寫出B分子中極性共價(jià)鍵的類型和個(gè)數(shù):________________________。

(4)A、C分子中,中心原子以何種類型雜化軌道成鍵?其分子空間構(gòu)型是什么形狀?______________________________________________。

【解析】根據(jù)題給條件,很容易判斷出A、B、C、D四種物質(zhì)分別為NH3、HCN、BF3、CO(NH2)2;其中,NH3、HCN、CO(NH2)2為極性分子,易被靜電吸引或排斥而偏移,BF3為非極性分子;H—C≡N中,含1個(gè)C—Hσ鍵,1個(gè)C—Nσ鍵,2個(gè)π鍵。答案:(1)NH3HCNBF3CO(NH2)2(2)NH3、HCN、CO(NH2)2(3)2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵(4)NH3分子中N原子以sp3雜化軌道成鍵,呈三角錐形;BF3分子中,B原子以sp2雜化軌道成鍵,呈平面正三角形11.(10分)(2020·青島高二檢測)A、B、C、D、E為五種由短周期元素構(gòu)成的微粒,它們都有10個(gè)電子,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:微粒ABCDE原子核數(shù)雙核多核單核多核多核電荷數(shù)1-02+1+0其中:B是由極性鍵構(gòu)成的4原子分子,A和D可以形成B和E。(1)A、C、E的化學(xué)式是A________,C________,E________。

(2)B分子是________分子(填“極性”或“非極性”),室溫下,等物質(zhì)的量的B與鹽酸反應(yīng)后,溶液pH______7(填“<”“>”或“=”)。

(3)B、E兩種分子的空間構(gòu)型分別為B__________,E__________。

【解析】常見的10電子微粒有分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne;離子:Na+、Mg2+、Al3+、F-、O2-、N3-、OH-、N、H3O+等。據(jù)題給信息可知A為OH-、C為Mg2+、B為NH3、D為N、E為H2O。答案:(1)OH-Mg2+H2O(2)極性<(3)三角錐形角形(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括1小題,共5分)12.(2021·龍巖高二檢測)下列敘述中正確的是 ()A.PCl3、N2、BF3分子中所有原子的最外層電子都滿足8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.第一電離能:Al<Si<S<PC.NH3、CO、CO2都是極性分子D.NH2—CH2—COOH含有手性碳原子【解析】選B。依據(jù)原子結(jié)構(gòu)可知,B原子最外層3個(gè)電子,和氟原子形成三個(gè)共價(jià)鍵,是6電子結(jié)構(gòu),故A錯(cuò)誤;同一周期元素,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素,所以第三周期就有Al<Si<S<P,故B正確;CO2結(jié)構(gòu)對稱,正負(fù)電荷重心重合,所以二氧化碳為非極性分子,故C錯(cuò)誤;NH2—CH2—COOH中一個(gè)碳原子為不飽和碳原子,另一個(gè)碳原子所連接的四個(gè)基團(tuán)有2個(gè)是一樣的,沒有手性碳原子,不屬于手性分子,故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括2小題,共25分)13.(10分)(2020·銅陵高二檢測)在極性分子中,正電荷重心與負(fù)電荷重心間的距離稱為偶極長,通常用d表示。極性分子的極性強(qiáng)弱與偶極長和電荷量(q)有關(guān),一般用偶極矩(μ)來衡量。分子的偶極矩是偶極長和電荷量的乘積,即μ=dq。在非極性分子中,其正、負(fù)電荷重心重合,故μ為0。試回答下列問題:(1)HCl、CS2、H2S、SO2四種分子中μ=0的有___________________。

(2)實(shí)驗(yàn)測得:μ(PF3)=1.03、μ(BCl3)=0。①由此可知,PF3分子的空間構(gòu)型為________________;

②BCl3分子的空間構(gòu)型為________________,

中心原子的雜化方式為________________。

(3)治癌藥物Pt(NH3)2Cl2具有平面四邊形結(jié)構(gòu),Pt處在四邊形中心,NH3和Cl分別處在四邊形的4個(gè)頂點(diǎn)。已知該化合物有兩種同分異構(gòu)體,棕黃色化合物的μ>0,淡黃色化合物的μ=0。試寫出兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:________________、

______________________________,

在水中溶解度較大的是_______________(填結(jié)構(gòu)簡式)。

【解析】(1)HCl是由極性鍵形成的雙原子極性分子;根據(jù)價(jià)電子對互斥理論可知,CS2是直線形分子,正、負(fù)電荷重心重合,為非極性分子,其偶極矩為0;H2S、SO2都是角形結(jié)構(gòu),是極性分子,其μ>0。(2)①μ(PF3)=1.03說明PF3是極性分子,則PF3是三角錐形結(jié)構(gòu)。②μ(BCl3)=0說明BCl3是非極性分子,其正、負(fù)電荷重心重合,應(yīng)該是平面正三角形結(jié)構(gòu);中心原子B與3個(gè)Cl原子形成3個(gè)共價(jià)鍵(沒有孤電子對),即B的雜化方式是sp2雜化。(3)根據(jù)題意,Pt(NH3)2Cl2具有平面四邊形結(jié)構(gòu),若μ=0,則為非極性分子,NH3和Cl分別對稱分布在四邊形的4個(gè)頂點(diǎn)上,即正、負(fù)電荷重心重合,故淡黃色化合物是;若μ>0,則為極性分子,NH3和Cl在四邊形的4個(gè)頂點(diǎn)上的分布是不對稱的,即正、負(fù)電荷重心不重合,故棕黃色化合物是。根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,水是極性分子,因此屬于極性分子的溶質(zhì)易溶解在水中,即在水中溶解度較大的是棕黃色化合物,其結(jié)構(gòu)簡式為。答案:(1)CS2(2)①三角錐形②平面正三角形sp2雜化(3)14.(15分)(2020·濟(jì)寧高二檢測)W、X、Y、Z四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大。其中X原子的價(jià)電子排布式為2s22p2,Y原子的L電子層中有三個(gè)未成對電子,且無空軌道;W、Z的原子序數(shù)相差10,且Z原子的第一電離能在同周期中最低?；卮鹣铝袉栴}:(1)寫出Y元素基態(tài)原子的最外層電子軌