4.1.3 分子的空间结构
（分子的极性和手性分子）
课后分层练
1．根据已知的分子极性对相关分子结构判断正确的是( )
选项 A B C D
化学式 H2O O2F2 BF3 SF4
分子极性 极性 极性 非极性 极性
分子结构 直线形 直线形 平面正三角形 正四面体形
[答案] C
[解析] H2O 空间结构是 V 形，是极性分子，故 A 错误；O2F2 可类似 H2O2，H—O—O—H，
单看其中一个 O，氧原子形成 2 个 σ 键，含有 2 对孤电子对，O 原子及其连接的 H 原子、O
原子形成 V 形结构，故 B 错误；BF3分子结构是平面正三角形，B 原子位于正三角形的中心，
该分子中正、负电荷重心重合，为非极性分子，故 C 正确；SF4中心 S 原子的价电子对数为
1
4＋ ×(6－1×4)＝5，有 1 对孤电子对，空间结构是四面体形，分子中正负电荷重心不重合，
2
为极性分子，故 D 错误。
2．下列事实中不可以用“相似相溶规则”说明的是( )
A．HCl 易溶于水 B．I2易溶于 CCl4
C．Cl2可溶于水 D．I2易溶于苯
[答案] C
[解析] 一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成的物质易
溶于非极性溶剂，HCl 是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O 是极性溶剂，苯、CCl4是非
极性溶剂，所以 HCl 易溶于水，I2易溶于苯、CCl4，C 项符合题意。
3．手性分子是指在分子结构 中，当 a、b、x、y 为彼此互不相同的原子或原子团时，
称此分子为手性分子，中心碳原子为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于
手性碳原子的是( )
[答案] A
[解析] HOOC—CH2—CHOH—COOH 中*号碳原子上连有两个一样的氢原子，不是手性碳
原子，故 A 正确； 中*号碳原子上连有四个不一样的基团：氢原子、甲基、
羧基和氨基，是手性碳原子，故 B 错误； 中*号碳原子上连有四
个不一样的基团：氢原子、—CH2OH、羟基以及剩余的取代基，是手性碳原子，故 C 错误；
中*号碳原子上连有四个不一样的基团：氢原子、—CH2OH、羟基以及醛基，是手性
碳原子，故 D 错误。
光
4．一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＋4H2 ===== CH4＋
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
[答案] B
[解析] 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。
5．在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气中逸散气体，如：NF3、CHClFCF3、CF4 等。
它们虽然是微量的，有些却是强温室气体。下列推测不正确的是( )
A．NF3分子呈三角锥形
B．CF4在 CCl4中溶解度比在水中的大
C．CHClFCF3存在手性碳原子
D．CHClFCF3中没有非极性键
[答案] D
1
[解析] NH3分子中价层电子对个数＝3＋ (5－3×1)＝4，所以氮原子杂化方式为 sp3，含有 1
2
对孤电子对，为三角锥形，NF3分子结构与氨气分子相似，所以 NF3分子呈三角锥形，故 A
正确；有机物一般难溶于水，易溶于有机物，CF4、CCl4均属于有机物，所以 CF4在有机物
CCl4 中溶解度比在水中的大，故 B 正确；碳原子连有 4 个不同的基团，则具有手性，则
CHClFCF3 存在手性碳原子，故 C 正确；根据原子成键规律，CHClFCF3 分子中存在碳碳非
极性共价键，故 D 错误。
6．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
[答案] A
[解析] 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
5＋1＋0 × 3
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
2
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。
7．下列说法正确的是( )
A．极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂
B．Br2和 H2O 均是极性分子，CCl4是非极性分子，所以 Br2难溶于 H2O 而易溶于 CCl4
C．CS2和白磷均是非极性分子，H2O 是极性分子，所以白磷难溶于 H2O 而易溶于 CS2
D．H2O 是极性分子，CO2可溶于 H2O，因此 CO2是极性分子
[答案] C
[解析] “相似相溶规则”是经验规律，存在特殊情况，部分有机物分子是极性分子，但因为
极性很弱，所以大部分难溶于水，故 A 不正确；Br2是非极性分子，H2O 是极性分子，CCl4
是非极性分子，根据“相似相溶规则”，Br2难溶于 H2O 而易溶于 CCl4，故 B 不正确；CS2和
白磷均是非极性分子，H2O 是极性分子，所以白磷难溶于 H2O 而易溶于 CS2，故 C 正确；
CO2是非极性分子，CO2溶于 H2O 时，部分与 H2O 反应生成 H2CO3，故 D 不正确。
8．下列各项比较中前者大于(或强于)后者的是( )
A．CH4在水中的溶解度和 NH3在水中的溶解度
B．I2在水中的溶解度和 I2在 CCl4中的溶解度
C．I 与 H 形成共价键的极性和 F 与 H 形成共价键的极性
D．SO2在水中的溶解度和 CO2在水中的溶解度
[答案] D
[解析] CH4 不溶于水，NH3 极易溶于水，A 错误；I2 是非极性分子，水是极性分子，CCl4
是非极性分子，根据“相似相溶规则”，I2在水中的溶解度小于 I2在 CCl4中的溶解度，B 错误；
I 的非金属性小于 F，所以 I 与 H 形成共价键的极性比 F 与 H 形成共价键的极性弱，C 错误；
SO2 是极性分子，CO2 是非极性分子，水是极性分子，根据“相似相溶规则”可知 SO2 在水中
的溶解度较大，D 正确。
9．根据“相似相溶规则”和实际经验，下列叙述不正确的是( )
A．SO2易溶于水，也易溶于 CCl4
B．白磷(P4)易溶于 CS2，但难溶于水
C．碘易溶于苯，微溶于水
D．NaCl 易溶于水，难溶于 CCl4
[答案] A
[解析] SO2、水是极性分子，CCl4、P4、CS2、碘、苯都是非极性分子，根据“相似相溶规
则”，SO2难溶于 CCl4。
10．碘单质在水中的溶解度很小，但在 CCl4中的溶解度很大，这是因为( )
A．CCl4与 I2的相对分子质量相差较小，而 H2O 与 I2的相对分子质量相差较大
B．CCl4与 I2都是直线形分子，而 H2O 不是直线形分子
C．CCl4和 I2都不含氢元素，而 H2O 中含氢元素
D．CCl4和 I2都是非极性分子，而 H2O 是极性分子
[答案] D
[解析] 因水分子为极性分子，CCl4、I2 分子均为非极性分子，根据“相似相溶规则”，碘单
质在水中的溶解度很小，但在 CCl4中的溶解度很大，故选 D。
11．下列关于丙氨酸的说法正确的是( )
A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不同
B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性
C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子
D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同
[答案] D
[解析] 从题图可看出，丙氨酸的分子中有 1 个碳原子与—H、—CH3、—NH2和—COOH 相
连，是手性碳原子，故丙氨酸分子有手性异构体。Ⅰ和Ⅱ的结构不同，但由于其所含官能团相
同，化学性质相似，A 项错误；Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，且分子的极性相同，B 项错误；Ⅰ和Ⅱ的空
间结构不对称，故均是极性分子，C 项错误；Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类(极性键和非极性键、σ 键
和 π 键、单键和双键)和数目完全相同，D 项正确。
12．在有机物分子中，连有 4 个不同原子或原子团的碳原子称为“手性碳原子”，具有手性碳
原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子，该有
机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是( )
A．与新制银氨溶液共热
B．与甲酸发生酯化反应
C．与金属钠发生置换反应
D．与 H2发生加成反应
[答案] D
[解析] 若生成的新有机物为无光学活性的物质，则原有机物中的手性碳原子上至少有一个
原子或原子团发生转化使至少两个原子或原子团具有相同的结构。A 项反应后—CHO 转化
为—COONH4，手性碳原子仍存在；B 项反应后—CH2OH 转化为 ，手
性碳原子仍存在；C 项反应后—CH2OH 转化为—CH2ONa，手性碳原子仍存在；D 项反应后
—CHO 转化为—CH2OH，与原有机物手性碳原子上的一个原子团结构相同，不再存在手性
碳原子，故选 D。
13．有且只有一个手性碳原子的有机物分子为手性分子，下列有机物分子中属于手性分子的
是( )
①新戊烷[(CH3)4C] ②乳酸[CH3CH(OH)COOH] ③甘油
④
A．①②③ B．②和④
C．①和③ D．②③④
[答案] B
[解析] ②乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子中，有一个碳原子所连的四个取代基分别是羟基、
甲基、氢原子和羧基，该碳原子具有手性，②正确；④ 分子中，有一个碳原
子所连的四个取代基分别是羟基、甲基、氢原子和苯基，该碳原子具有手性，④正确。
14．有下列微粒：CH4、CO2、NH3、BF3、H2O、HF。
填写下列空白：
(1)呈正四面体的是________。
(2)中心原子的轨道杂化类型为 sp 杂化的是_________________________，为 sp2 杂化的是
________。
(3)以极性键结合，而且分子极性最大的是________________________。
(4)以极性键结合，具有三角锥形结构的极性分子是________，具有 V 形结构的极性分子是
________。
[答案] (1)CH4 (2)CO2 BF3 (3)HF (4)NH3 H2O
[解析] CH4 分子中 C 原子杂化轨道数＝δ 键数＋孤电子对对数＝4＋0＝4，所以采取 sp3 杂
化，空间结构为正四面体形；CO2分子中 C 原子杂化轨道数＝δ 键数＋孤电子对对数＝2＋0
＝2，采取 sp 杂化，空间结构为直线形；NH3 分子中氮原子杂化轨道数＝δ 键数＋孤电子对
对数＝3＋1＝4，所以采取 sp3杂化，空间结构为三角锥形；BF3分子中 B 原子杂化轨道数＝
δ 键数＋孤电子对对数＝3＋0＝3，所以采取 sp2杂化，空间结构为平面三角形；HF 分子中 F
原子和 H 原子直接形成极性键，无杂化，其空间结构为直线形。
(1)呈正四面体的是 CH4。
(2)中心原子的轨道杂化类型为 sp 杂化的是 CO 22，为 sp 杂化的是 BF3。
(3)以极性键结合的分子有 NH3、H2O、HF，由于非金属性越强，极性越强，则分子极性最
大的是 HF。
(4)以极性键结合的分子有 NH3、H2O、HF，具有三角锥形结构的极性分子是 NH3，具有 V
形结构的极性分子是 H2O。
15．Ⅰ．有以下物质：①HF ②Cl2 ③H2O ④N2 ⑤C2H4。
(1)只含有极性键的是________。
(2)只含有非极性键的是________。
(3)既有极性键又有非极性键的是________。
(4)只含有 σ 键的是________。
(5)既有 σ 键又有 π 键的是________。
(6)属于极性分子的是________。
(7)属于非极性分子的是________。
Ⅱ．COCl2分子的结构式为 ，COCl2分子内含有________(填选项字母)。
A．4 个 σ 键
B．2 个 σ 键、2 个 π 键
C．2 个 σ 键、1 个 π 键
D．3 个 σ 键、1 个 π 键
[答案 ] Ⅰ． (1)①③ (2)②④ (3)⑤ (4)①②③ (5)④⑤ (6)①③ (7)②④⑤
Ⅱ．D
[解析] Ⅰ．(1)由不同种非金属元素形成的共价键是极性键，则只含有极性键的是①③。
(2)由同种非金属元素形成的共价键是非极性键，则只含有非极性键的是②④。
(3)既含有极性键又含有非极性键的是⑤。
(4)单键都是 σ 键，双键或三键中既有 σ 键也有 π 键，所以只含有 σ 键的是①②③。
(5)既含有 σ 键又含有 π 键的是④⑤。
(6) 分子中各键全部为非极性键时，分子是非极性的(O3 除外)。当一个分子中各个键完全相
同，都为极性键，但分子的构型是对称的，则分子是非极性的，属于极性分子的是①③。
(7)分子中正、负电荷重心相重合，从整个分子来看，电荷分布是均匀的，对称的，这样的分
子为非极性分子，属于非极性分子的是②④⑤。
Ⅱ．σ 键存在于单键中，在双键中一个为 σ 键，一个为 π 键；在三键中，一个为 σ 键，二个
为 π 键；即可得 COCl2分子内含有 3 个 σ 键、1 个 π 键。
1．下列选项中，键的极性相同，分子极性也相同的是( )
A．H2O、CO2 B．PCl3、SO3
C．BF3、NF3 D．COCl2、CH2O
[答案] D
[解析] H2O 和CO2 中的键均为极性键，H2O 是极性分子，CO2 是非极性分子，故A 错误； PCl3、
SO3中的键均为极性键，PCl3是极性分子，SO3是非极性分子，故 B 错误；BF3、NF3中的键
均为极性键，BF3是非极性分子，NF3是极性分子，故 C 错误；COCl2、CH2O 中的键均为极
性键，分子极性大致相同，故 D 正确。
2．镍粉在 CO 中低温加热，生成无色挥发性液态 Ni(CO)4，呈正四面体结构。则下列可作为
溶解 Ni(CO)4的溶剂是( )
A．水 B．四氯化碳
C．盐酸 D．氯化钠溶液
[答案] B
[解析] Ni(CO)4 是无色挥发性液态，熔点低，说明 Ni(CO)4 是分子晶体，呈正四面体结构，
说明 Ni(CO)4是非极性分子，根据“相似相溶规则”，Ni(CO)4能溶于四氯化碳，选 B。
3．下列叙述正确的是( )
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
[答案] B
[解析] A 项，CO2 是非极性分子；B 项，CH4、CCl4 都是正四面体结构，分子中正、负电
荷重心互相重合，且 C—H 键、C—Cl 键均为极性键，故它们都是含有极性键的非极性分子；
C 项，根据同主族元素性质递变规律可知热稳定性：HF>HCl>HBr>HI；D 项，H2O 是 V 形
分子。
4．已知 CO2、BF3、CH4、SO3 都是非极性分子，NH3、H2S、H2O、SO2 都是极性分子，由
此可推知 ABn型分子是非极性分子的经验规律是( )
A．分子中不能含有氢原子
B．在 ABn分子中 A 原子没有孤电子对(或 A 原子最外层电子均已成键)
C．在 ABn分子中每个共价键的键长和键能都相等
D．分子中所有原子在同一平面内
[答案] B
[解析] CO2、CH4、BF3、SO3 的中心原子都不含孤电子对，分子都是对称结构，为非极性
分子。H2S、SO2、H2O、NH3的中心原子都含有孤电子对，分子都是不对称结构，为极性分
子。ABn分子的极性取决于分子的空间结构是否对称，而对称性与分子的中心原子是否含有
孤电子对有关，与其他因素无关。
5．膦(PH3)又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含
有磷化氢。它的分子空间结构与 NH3相似。以下关于 PH3的叙述正确的是( )
A．PH3分子中有未成键的孤电子对
B．PH3是非极性分子
C．NH3与 PH3相比，PH3比 NH3更易溶于水
D．键的极性：N—H 键比 P—H 键弱
[答案] A
[解析] A 项正确，P 原子最外层有 5 个电子，只有 3 个电子参与成键，另有 2 个电子形成
一个孤电子对；B 项错误，与 NH3类似，PH3是极性分子；C 项错误，NH3与 H2O 分子间易
形成氢键，更易溶于水；D 项错误，N 的电负性大于 P，与 H 的电负性差值更大，所以
N—H 键的极性更强。
6．如图所示，下列有关两分子的说法正确的是( )
A．二者互为同分异构体
B．二者是同一物质
C．二者是手性分子
D．二者互为同系物
[答案] B
[解析] 手性分子中应含有不对称碳原子，即同一个碳原子上连有四个不同的原子或基团，
所以二者不是手性分子；二者的分子式相同，结构也相同，故二者是同一物质。
7．下列说法不正确的是( )
A．乳酸分子( )是手性分子
B．水蒸气、液态水和冰中均存在氢键
C．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于 CS2，说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2
D．酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH 是因为 Cl 原子为吸电子基，使得 O—H 键
极性增强，易电离出 H＋
[答案] B
[解析 ]碳原子周围有 4 个不同的原子或原子团，该碳原子为手性碳原子；乳酸分子
( )中与羟基相连的碳原子是手性碳原子，乳酸分子是手性分子，故 A 正确； 液
态水和冰中均存在氢键，水蒸气中水分子间距离较大，分子间不能产生氢键，故 B 错误；根
据 “相似相溶规则 ”，硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于 CS2 ，说明分子极性：
H2O>C2H5OH>CS2，故 C 正确； 酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH 是因为 Cl 原
子为吸电子基，使得 O—H 键极性增强，易电离出 H＋，故 D 正确。
8．下列对分子性质的解释中，不正确的是( )
A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶规则”解释
B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子
C．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键
D．青蒿素的分子式为 C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含 7 个手性碳原子
[答案] C
[解析] 碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性
溶剂水，所以都可用“相似相溶规则”解释，A 正确；过氧化氢中含有极性键 O—H 和非极性
键 O—O，其正电荷重心和负电荷重心不相重合，属于极性分子，B 正确；水很稳定(1 000 ℃
以上才会部分分解)是因为水中含有的 H—O 键非常稳定，与分子间氢键无关，C 错误；手性
碳原子连接的 4 个原子或原子团互不相同，根据青蒿素的结构图，可知该分子中包含 7 个手
性碳原子，如图： ，D 正确。
9．下列对一些实验事实的解释正确的是( )
选项 实验事实 解释
A 水加热到较高温度都难以分解 水分子间存在氢键
B 白磷分子为正四面体结构 白磷分子中 P—P 键间的键角是 109°28′
C 用苯萃取碘水中的 I2 苯和 I2均为非极性分子且苯与水不互溶
D HF 的沸点高于 HCl H—F 键的键长比 H—Cl 键的键长短
[答案] C
[解析] 水分子的稳定性与化学键有关，与氢键无关，水加热到较高温度都难以分解说明水中
存在的化学键较强，故 A 错误；白磷分子的空间结构是正四面体形，四个顶点上分别占有
一个磷原子，键角为 60°，故 B 错误；碘和苯都是非极性分子，水是极性分子，由“相似相
溶规则”可知，碘易溶于苯，不溶于水，则可用苯萃取碘水中的碘，故 C 正确；非金属氢化
物的熔、沸点与分子间作用力和氢键有关，与键长无关，氟化氢分子间能形成氢键，氯化氢
分子间不能形成氢键，则氟化氢的沸点高于氯化氢，故 D 错误。
10．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] D
[解析] 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。
10．S2Cl2的分子结构与 H2O2相似，如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．S2Cl2是极性分子
B．S2Cl2分子中，S 为＋1 价，Cl 为－1 价
C．S2Cl2分子中既含有极性键又含有非极性键
D．S2Cl2的相对分子质量比 H2O2大，熔、沸点高
[答案] D
[解析] 该分子中，电荷分布是不均匀的，不对称的，所以是极性分子，故 A 正确；S2Cl2
分子中，S 为＋1 价，Cl 为－1 价，故 B 正确；Cl—S—S—Cl 中硫原子和硫原子之间存在非
极性键，硫和氯原子之间存在极性键，故 C 正确；S2Cl2 和 H2O2 均属于分子晶体，H2O2 中
存在氢键，H2O2的熔、沸点高，故 D 错误。
11 ． C2O3 是一种无色无味的气体，结构式如图，可溶于水生成草酸： C2O3 ＋
H2O===HOOCCOOH。下列说法正确的是( )
A．甲酸与草酸互为同系物
B．C2O3是非极性分子
C．晶体熔点：草酸＞冰＞三氧化二碳＞干冰
D．CO2、C2O3和 HOOCCOOH 分子中碳原子的杂化方式均相同
[答案] C
[解析] 同系物是结构相似，分子组成相差若干个 CH2 的物质，甲酸(HCOOH)与草酸
(HOOCCOOH)不符合要求，不互为同系物，A 错误；由图可知 C2O3正、负电荷重心不相重
合，是极性分子，B 错误；草酸、冰、三氧化二碳、干冰均是分子晶体，草酸分子间和 H2O
分子间均能形成氢键，熔点会更高，草酸形成的氢键数目更多，熔点在四者中最大，CO2相
对分子质量比 C2O3低，熔点也低于 C2O3，所以四者熔点大小为草酸＞冰＞三氧化二碳＞干
冰，C 正确；CO2 中碳原子的杂化方式为 sp 杂化，C2O3 中碳原子的杂化方式为 sp2 杂化，
HOOCCOOH 分子中碳原子的杂化方式为 sp2杂化，杂化方式不全部相同，D 错误。
12．
试回答下列问题：
(1)A、B 分子中所含化学键类型________(填“相同”或“不同”，下同)，分子极性________。
(2)A、B 两种分子在 CCl4中溶解度较大的是________________。
(3)将 A、B 加入 Br2 的 CCl4 溶液中，可得物质 C，则 C 的结构简式为________，C 物质
________(填“有”或“无”)手性异构体。
[答案] (1)相同 不同 (2)B (3)CHClBrCHClBr 有
[解析] (1)A、B 分子中所含化学键为碳氢共价键、碳氯共价键和碳碳双键，化学键类型相
同；B 分子中正、负电荷重心相重合，是非极性分子，A 分子中正、负电荷重心不相重合，
是极性分子。
(2)极性分子易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子易溶于非极性分子组成的溶剂，CCl4
是非极性分子，所以 B 分子在 CCl4中溶解度较大。
(3)CHCl===CHCl 能 与 单 质 溴 发 生 加 成 反 应 ， 方 程 式 为 CHCl===CHCl ＋
Br2―→CHClBrCHClBr。
CHClBrCHClBr 中的碳原子所连接的四个基团不一样，属于手性分子，存在手性异构体。
13．在极性分子中，正电荷重心与负电荷重心间的距离称为偶极长，通常用 r 表示。极性分
子的极性强弱与偶极长和电荷量(q)有关，一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩是偶极长
和电荷量的乘积，即 μ＝rq。在非极性分子中，其正、负电荷重心重合，故 μ 为 0。试回答
下列问题：
(1)HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中 μ＝0 的有________________。
(2)实验测得：μ(PF3)＝1.03、μ(BCl3)＝0
①由此可知，PF3分子的空间结构为_________________________；
②BCl3分子的空间结构为________________，中心原子的杂化方式为________________。
(3)治癌药物 Pt(NH3)2Cl2具有平面四边形结构，Pt 处在四边形中心，NH3和 Cl 分别处在四边
形的 4 个顶点。已知该化合物有两种同分异构体，棕黄色化合物的 μ>0，淡黄色化合物的 μ＝
0。试写出两种同分异构体的结构简式：______________(棕黄色)、______________(淡黄
色)，在水中溶解度较大的是______________(填结构简式)。
[答案] (1)CS2 (2)三角锥形 平面正三角形 sp2杂化
(3)
[解析] (1)HCl 是由极性键形成的双原子极性分子；根据价电子对互斥理论可知，CS2 是直
线形分子，正、负电荷重心重合，为非极性分子，其偶极矩为 0；H2S、SO2 都是 V 形结构，
是极性分子，其 μ>0。
(2)①μ(PF3)＝1.03 说明 PF3是极性分子，则 PF3是三角锥形结构；
②μ(BCl3)＝0 说明 BCl3 是非极性分子，其正、负电荷重心重合，应是平面正三角形结构；
中心原子 B 与 3 个 Cl 原子形成 3 个共价键(没有孤电子对)，即 B 原子的杂化方式是 sp2杂化。
(3)根据题意，Pt(NH3)2Cl2具有平面四边形结构，若 μ＝0，则为非极性分子，NH3和 Cl 分别
对称分布在四边形的 4 个顶点上，即正、负电荷重心重合，故淡黄色化合物是 ；
若 μ>0，则为极性分子，NH3和 Cl 在四边形的 4 个顶点上的分布是不对称的，即正、负电荷
重心不重合，故棕黄色化合物是 ；根据“相似相溶规则”，水是极性分子，因此属
于极性分子的溶质易溶解在水中，即在水中溶解度较大的是棕黄色化合物，其结构简式为
。4.1.3 分子的空间结构
（分子的极性和手性分子）
课后分层练
1．根据已知的分子极性对相关分子结构判断正确的是( )
选项 A B C D
化学式 H2O O2F2 BF3 SF4
分子极性 极性 极性 非极性 极性
分子结构 直线形 直线形 平面正三角形 正四面体形
2．下列事实中不可以用“相似相溶规则”说明的是( )
A．HCl 易溶于水 B．I2易溶于 CCl4
C．Cl2可溶于水 D．I2易溶于苯
3．手性分子是指在分子结构 中，当 a、b、x、y 为彼此互不相同的原子或原子团时，
称此分子为手性分子，中心碳原子为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于
手性碳原子的是( )
光
4．一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＋4H2 ===== CH 4
＋
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
5．在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气中逸散气体，如：NF3、CHClFCF3、CF4 等。
它们虽然是微量的，有些却是强温室气体。下列推测不正确的是( )
A．NF3分子呈三角锥形
B．CF4在 CCl4中溶解度比在水中的大
C．CHClFCF3存在手性碳原子
D．CHClFCF3中没有非极性键
6．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
7．下列说法正确的是( )
A．极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂
B．Br2和 H2O 均是极性分子，CCl4是非极性分子，所以 Br2难溶于 H2O 而易溶于 CCl4
C．CS2和白磷均是非极性分子，H2O 是极性分子，所以白磷难溶于 H2O 而易溶于 CS2
D．H2O 是极性分子，CO2可溶于 H2O，因此 CO2是极性分子
8．下列各项比较中前者大于(或强于)后者的是( )
A．CH4在水中的溶解度和 NH3在水中的溶解度
B．I2在水中的溶解度和 I2在 CCl4中的溶解度
C．I 与 H 形成共价键的极性和 F 与 H 形成共价键的极性
D．SO2在水中的溶解度和 CO2在水中的溶解度
9．根据“相似相溶规则”和实际经验，下列叙述不正确的是( )
A．SO2易溶于水，也易溶于 CCl4
B．白磷(P4)易溶于 CS2，但难溶于水
C．碘易溶于苯，微溶于水
D．NaCl 易溶于水，难溶于 CCl4
10．碘单质在水中的溶解度很小，但在 CCl4中的溶解度很大，这是因为( )
A．CCl4与 I2的相对分子质量相差较小，而 H2O 与 I2的相对分子质量相差较大
B．CCl4与 I2都是直线形分子，而 H2O 不是直线形分子
C．CCl4和 I2都不含氢元素，而 H2O 中含氢元素
D．CCl4和 I2都是非极性分子，而 H2O 是极性分子
11．下列关于丙氨酸的说法正确的是( )
A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不同
B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性
C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子
D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同
12．在有机物分子中，连有 4 个不同原子或原子团的碳原子称为“手性碳原子”，具有手性碳
原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子，该有
机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是( )
A．与新制银氨溶液共热
B．与甲酸发生酯化反应
C．与金属钠发生置换反应
D．与 H2发生加成反应
13．有且只有一个手性碳原子的有机物分子为手性分子，下列有机物分子中属于手性分子的
是( )
①新戊烷[(CH3)4C] ②乳酸[CH3CH(OH)COOH] ③甘油
④
A．①②③ B．②和④
C．①和③ D．②③④
14．有下列微粒：CH4、CO2、NH3、BF3、H2O、HF。
填写下列空白：
(1)呈正四面体的是________。
(2)中心原子的轨道杂化类型为 sp 杂化的是_________________________，为 sp2 杂化的是
________。
(3)以极性键结合，而且分子极性最大的是________________________。
(4)以极性键结合，具有三角锥形结构的极性分子是________，具有 V 形结构的极性分子是
________。
15．Ⅰ．有以下物质：①HF ②Cl2 ③H2O ④N2 ⑤C2H4。
(1)只含有极性键的是________。
(2)只含有非极性键的是________。
(3)既有极性键又有非极性键的是________。
(4)只含有 σ 键的是________。
(5)既有 σ 键又有 π 键的是________。
(6)属于极性分子的是________。
(7)属于非极性分子的是________。
Ⅱ．COCl2分子的结构式为 ，COCl2分子内含有________(填选项字母)。
A．4 个 σ 键
B．2 个 σ 键、2 个 π 键
C．2 个 σ 键、1 个 π 键
D．3 个 σ 键、1 个 π 键
1．下列选项中，键的极性相同，分子极性也相同的是( )
A．H2O、CO2 B．PCl3、SO3
C．BF3、NF3 D．COCl2、CH2O
2．镍粉在 CO 中低温加热，生成无色挥发性液态 Ni(CO)4，呈正四面体结构。则下列可作为
溶解 Ni(CO)4的溶剂是( )
A．水 B．四氯化碳
C．盐酸 D．氯化钠溶液
3．下列叙述正确的是( )
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
4．已知 CO2、BF3、CH4、SO3 都是非极性分子，NH3、H2S、H2O、SO2 都是极性分子，由
此可推知 ABn型分子是非极性分子的经验规律是( )
A．分子中不能含有氢原子
B．在 ABn分子中 A 原子没有孤电子对(或 A 原子最外层电子均已成键)
C．在 ABn分子中每个共价键的键长和键能都相等
D．分子中所有原子在同一平面内
5．膦(PH3)又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含
有磷化氢。它的分子空间结构与 NH3相似。以下关于 PH3的叙述正确的是( )
A．PH3分子中有未成键的孤电子对
B．PH3是非极性分子
C．NH3与 PH3相比，PH3比 NH3更易溶于水
D．键的极性：N—H 键比 P—H 键弱
6．如图所示，下列有关两分子的说法正确的是( )
A．二者互为同分异构体
B．二者是同一物质
C．二者是手性分子
D．二者互为同系物
7．下列说法不正确的是( )
A．乳酸分子( )是手性分子
B．水蒸气、液态水和冰中均存在氢键
C．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于 CS2，说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2
D．酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH 是因为 Cl 原子为吸电子基，使得 O—H 键
极性增强，易电离出 H＋
8．下列对分子性质的解释中，不正确的是( )
A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶规则”解释
B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子
C．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键
D．青蒿素的分子式为 C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含 7 个手性碳原子
9．下列对一些实验事实的解释正确的是( )
选项 实验事实 解释
A 水加热到较高温度都难以分解 水分子间存在氢键
B 白磷分子为正四面体结构 白磷分子中 P—P 键间的键角是 109°28′
C 用苯萃取碘水中的 I2 苯和 I2均为非极性分子且苯与水不互溶
D HF 的沸点高于 HCl H—F 键的键长比 H—Cl 键的键长短
10．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
10．S2Cl2的分子结构与 H2O2相似，如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．S2Cl2是极性分子
B．S2Cl2分子中，S 为＋1 价，Cl 为－1 价
C．S2Cl2分子中既含有极性键又含有非极性键
D．S2Cl2的相对分子质量比 H2O2大，熔、沸点高
11 ． C2O3 是一种无色无味的气体，结构式如图，可溶于水生成草酸： C2O3 ＋
H2O===HOOCCOOH。下列说法正确的是( )
A．甲酸与草酸互为同系物
B．C2O3是非极性分子
C．晶体熔点：草酸＞冰＞三氧化二碳＞干冰
D．CO2、C2O3和 HOOCCOOH 分子中碳原子的杂化方式均相同
12．
试回答下列问题：
(1)A、B 分子中所含化学键类型________(填“相同”或“不同”，下同)，分子极性________。
(2)A、B 两种分子在 CCl4中溶解度较大的是________________。
(3)将 A、B 加入 Br2 的 CCl4 溶液中，可得物质 C，则 C 的结构简式为________，C 物质
________(填“有”或“无”)手性异构体。
13．在极性分子中，正电荷重心与负电荷重心间的距离称为偶极长，通常用 r 表示。极性分
子的极性强弱与偶极长和电荷量(q)有关，一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩是偶极长
和电荷量的乘积，即 μ＝rq。在非极性分子中，其正、负电荷重心重合，故 μ 为 0。试回答
下列问题：
(1)HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中 μ＝0 的有________________。
(2)实验测得：μ(PF3)＝1.03、μ(BCl3)＝0
①由此可知，PF3分子的空间结构为_________________________；
②BCl3分子的空间结构为________________，中心原子的杂化方式为________________。
(3)治癌药物 Pt(NH3)2Cl2具有平面四边形结构，Pt 处在四边形中心，NH3和 Cl 分别处在四边
形的 4 个顶点。已知该化合物有两种同分异构体，棕黄色化合物的 μ>0，淡黄色化合物的 μ＝
0。试写出两种同分异构体的结构简式：______________(棕黄色)、______________(淡黄
色)，在水中溶解度较大的是______________(填结构简式)。
