第三课时 分子的极性 手性分子
学习目标 1.了解极性分子、非极性分子的概念，学会判断分子极性的方法。2.了解分子的极性对分子性质的影响。3.知道手性异构体和手性分子，会判断手性碳原子。
一、分子的极性
1.极性分子和非极性分子
(1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心____________的分子。
(2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相________的分子。
(3)键的极性与分子极性的关系
①只含非极性键的双原子分子一定是____________分子。
②含有极性键的多原子分子，如果分子中正、负电荷重心相重合，则为____________分子，否则为________分子。
2.分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系
分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表分子
双原子分子 A2 非极性键 直线(对称) 非极性 N2等
AB 极性键 直线(不对称) 极性 CO、HF等
三原子分子 AB2 直线(对称) 非极性 CO2、CS2、BeCl2等
V形(不对称) 极性 H2O、H2S、SO2等
四原子分子 AB3 平面三角形(对称) 非极性 BF3、BCl3、SO3等
三角锥形(不对称) 极性 NH3、PCl3、NF3等
五原子分子 AB4 正四面体(对称) 非极性 CH4、SiF4等
ABnC4－n 四面体形(不对称) 极性 CH2Cl2等
3.分子极性的判断方法
(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。
(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。
(3)含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。
(4)判断ABn型分子极性的经验规律：
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。
②若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。
如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。
4.分子的极性对物质溶解性的影响——“相似相溶规则”
(1)一般情况下，由________分子构成的物质易溶于极性溶剂。水是一种常用的________溶剂，因此，NH3和HF等由________分子构成的物质都________溶于水。
(2)由____________分子构成的物质易溶于____________溶剂。例如，CCl4和苯等有机溶剂是____________溶剂，I2、Br2和CH4等由____________分子构成的物质都________溶于CCl4和苯等非极性溶剂中。
1.下列物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.CO2、H2S B.C2H4、CH4
C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl
2.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键的夹角为180°，由此可判断BeCl2是( )
A.由极性键形成的极性分子
B.由极性键形成的非极性分子
C.由非极性键形成的极性分子
D.由非极性键形成的非极性分子
3.回答下列问题：
①H2 ②O2 ③HCl ④P4 ⑤C60 ⑥CO2
⑦CH2===CH2 ⑧HCN ⑨H2O ⑩NH3
BF3 CH4 SO3 CH3Cl Ar
H2O2
(1)只含非极性键的是________；只含极性键的是________，既含极性键又含非极性键的是________。
(2)属于非极性分子的是________，属于极性分子的是________。
【题后归纳】
(1)一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，为空间不对称结构，故O3为极性分子。
(2)AB型分子均为极性分子。
(3)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)；极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)；含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。
二、手性分子
(一)知识梳理
1.手性异构体、手性分子
(1)手性异构体
如果一对分子，它们的________和________的排列方式完全相同，但如同________和________一样互为镜像(对映异构)，在三维空间里____________，这对分子互称手性异构体。
(2)手性分子
含有________________________的分子称为手性分子。
2.手性碳原子
(1)含义
连接________不同的________或________的碳原子称为手性碳原子。
(2)特点
每个手性碳原子所连接的原子或基团在空间的排布就像____________关系(或实物与其镜像关系)那样，相似但____________。
3.手性异构体的性质
(1)相同点
一对手性异构体的________性质(如沸点、熔点、密度等)基本相同。
(2)不同点
它们的________和____________往往不同。例如，苧烯的一对手性异构体的气味就完全不同，其中一种异构体存在于云杉的球果中，具有松节油的气味；而另一种存在于橙子中，具有橙子的气味。
(二)互动探究
乳酸()有很强的防腐保鲜功效，可用在果酒、饮料、肉类、食品、蔬菜腌制及罐头加工、水果贮藏，具有调节pH值、抑菌、延长保质期、调味保持食品色泽等作用。下图是两种乳酸分子的手性关系。
【问题讨论】
1.两种乳酸分子在结构上的相同点和差异点是什么？两者是同一种物质吗？
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
2.乳酸的结构为，其分子结构中有几个手性碳原子？用*将手性碳原子标出来。
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
3.有机物具有手性，若它与H2发生加成反应后，其产物还有手性吗？
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
【探究归纳】
1.手性分子的成因
当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是手性原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。例如，CHBrClF的手性结构如图1所示。又如丙氨酸分子(手性碳原子上连接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性结构如图2所示。
2.手性分子的判断
有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如
，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。
3.手性合成
生产手性药物必须把手性异构体分离开，因为对于手性药物，一个手性异构体往往能治病、没有毒副作用，而另一个可能是无效甚至是有害的。按照获得2001年诺贝尔化学奖的三位科学家的合成方法，可以只得到或者主要得到一种手性分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成。手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。手性合成是当代化学的热点之一，是21世纪化学研究的重要领域。
1.下列分子中含有手性碳原子的是( )
A.CBr2FCl
B.CH3CH2CH2OH
C.CH3CH2CH3
D.CH3CH(NO2)COOH
2.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
3.在有机物分子中含有________个手性碳原子。该有机物与乙酸发生酯化反应，生成的有机物的结构简式是________，它________(填“有”或“没有”)光学活性。
1.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是( )
A.CH4和Br2 B.NH3和H2O
C.H2S和CCl4 D.CO2和HCl
2.下列叙述正确的是( )
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.既含极性键又含非极性键的分子一定是极性分子
3.下列现象中，不能用“相似相溶规则”解释的是( )
A.乙醇与水以任意比例互溶
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
4.下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是( )
A.
B.
C.
D.
5.在H2S、PH3、CO2、CCl4、O2中：
(1)以非极性键结合的非极性分子是________。
(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是________。
(3)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是________。
(4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________。
(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是________。
第三课时 分子的极性 手性分子
一、1.(1)不相重合 (2)重合 (3)①非极性 ②非极性 极性
4.(1)极性 极性 极性 易 (2)非极性 非极性 非极性 非极性 易
对点训练
1.B [由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此C项中Cl2中无极性键。之后根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3、HCl分子中正、负电荷重心不重合，属于极性分子。]
2.B [BeCl2中Be—Cl是不同元素原子形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl键的夹角为180°，即3个原子在一条直线上，说明分子是对称的，其正电荷重心与负电荷重心重合，故BeCl2是由极性键形成的非极性分子，故B项正确。]
3.(1)①②④⑤ ③⑥⑧⑨⑩ ⑦
(2)①②④⑤⑥⑦ ③⑧⑨⑩
二、1.(1)组成 原子 左手 右手 不能重叠 (2)手性异构体 2.(1)四个 原子 基团 (2)左右手 不能重叠 3.(1)物理 (2)旋光性 生理作用
问题讨论
1.提示 两种乳酸分子的组成基团完全相同，但二者呈镜像对称关系；二者是两种不同的物质，互为同分异构体。
2.提示 只有一个手性碳原子；。
3.提示 该有机物与H2加成的产物是，该物质不存在手性碳原子，无手性。
对点训练
1.D [在有机物分子中，当一个碳原子连有4个不同的原子或原子团时，这种碳原子被称为“手性碳原子”，题目所给4个选项中，只有CH3CH(NO2)COOH中
的碳原子连接了4个不同的原子或原子团，故D项正确。]
2.D [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。]
3.1 没有
解析分子中连接CH3COOCH2—、—H、—CH2CHO、—CH2OH 4个不同原子团的碳原子是手性碳原子；发生酯化反应后，—CH2OH变为
，原来的手性碳原子上连接了2个相同的基团，不再是手性碳原子，因而没有光学活性。
课堂达标训练
1.B [A项中CH4、Br2为非极性分子；C项中CCl4为非极性分子；D项中CO2为非极性分子。]
2.A [若双原子分子中化学键为非极性键，则该分子一定是非极性分子，如O2、N2等，A项正确；以极性键结合的分子正、负电荷重心重合，则该分子是非极性分子，如CH4、BF3、CO2等，B、C项错误；既含极性键又含非极性键的分子可能是极性分子，如CH3CH2OH等，也可能是非极性分子，如CH≡CH等，D项错误。]
3.B [乙醇与水分子均为极性分子，且二者可形成分子间氢键，A正确；Na2CO3水解使溶液显碱性，油脂在碱性条件下水解，B错误；NH3与H2O均是极性分子，且二者还能形成分子间氢键，增大了NH3的溶解性，C正确；苯与Br2均为非极性分子，D正确。]
4.A [中连接了2个氢原子，不是手性碳原子，A符合题意；均连接了4个不同的原子或原子团，属于手性碳原子，B、C、D不符合题意。]
5.(1)O2 (2)CO2 (3)PH3 (4)CCl4 (5)H2S(共68张PPT)
第一单元 分子的空间结构
专题4 分子空间结构与物质性质
第三课时 分子的极性 手性分子
1.了解极性分子、非极性分子的概念，学会判断分子极性的方法。
2.了解分子的极性对分子性质的影响。
3.知道手性异构体和手性分子，会判断手性碳原子。
学习目标
一、分子的极性
二、手性分子
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
一、分子的极性
对点训练
1.极性分子和非极性分子
(1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心__________的分子。
(2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相______的分子。
(3)键的极性与分子极性的关系
①只含非极性键的双原子分子一定是________分子。
②含有极性键的多原子分子，如果分子中正、负电荷重心相重合，则为________分子，否则为______分子。
不相重合
重合
非极性
非极性
极性
2.分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系
分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表分子
双原子分子 A2 非极性键 直线(对称) 非极性 N2等
AB 极性键 直线(不对称) 极性 CO、HF等
三原子分子 AB2 直线(对称) 非极性 CO2、CS2、BeCl2等
V形(不对称) 极性 H2O、H2S、SO2等
四原子分子 AB3 平面三角 形(对称) 非极性 BF3、BCl3、SO3等
三角锥形 (不对称) 极性 NH3、PCl3、NF3等
五原子分子 AB4 正四面体(对称) 非极性 CH4、SiF4等
ABnC4－n 四面体形(不对称) 极性 CH2Cl2等
3.分子极性的判断方法
(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。
(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。
(3)含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。
(4)判断ABn型分子极性的经验规律：
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。
②若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。
如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。
4.分子的极性对物质溶解性的影响——“相似相溶规则”
(1)一般情况下，由______分子构成的物质易溶于极性溶剂。水是一种常用的______溶剂，因此，NH3和HF等由______分子构成的物质都易溶于水。
(2)由________分子构成的物质易溶于________溶剂。例如，CCl4和苯等有机溶剂是________溶剂，I2、Br2和CH4等由________分子构成的物质都____溶于CCl4和苯等非极性溶剂中。
极性
极性
极性
非极性
非极性
非极性
非极性
易
1.下列物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.CO2、H2S B.C2H4、CH4
C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl
解析 由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此C项中Cl2中无极性键。之后根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3、HCl分子中正、负电荷重心不重合，属于极性分子。
B
2.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键的夹角为180°，由此可判断BeCl2是( )
A.由极性键形成的极性分子
B.由极性键形成的非极性分子
C.由非极性键形成的极性分子
D.由非极性键形成的非极性分子
B
解析 BeCl2中Be—Cl是不同元素原子形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl键的夹角为180°，即3个原子在一条直线上，说明分子是对称的，其正电荷重心与负电荷重心重合，故BeCl2是由极性键形成的非极性分子，故B项正确。
3.回答下列问题：
①H2 ②O2 ③HCl ④P4 ⑤C60 ⑥CO2 ⑦CH2===CH2 ⑧HCN ⑨H2O ⑩NH3 BF3 CH4 SO3 CH3Cl Ar H2O2
(1)只含非极性键的是____________；只含极性键的是_____________________，既含极性键又含非极性键的是___________。
(2)属于非极性分子的是______________________，属于极性分子的是______________。
①②④⑤
③⑥⑧⑨⑩
⑦
①②④⑤⑥⑦
③⑧⑨⑩
【题后归纳】
(1)一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，为空间不对称结构，故O3为极性分子。
(2)AB型分子均为极性分子。
(3)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)；极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)；含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。
二、手性分子
对点训练
(一)知识梳理
1.手性异构体、手性分子
(1)手性异构体
如果一对分子，它们的______和______的排列方式完全相同，但如同______和______一样互为镜像(对映异构)，在三维空间里__________，这对分子互称手性异构体。
(2)手性分子
含有____________的分子称为手性分子。
组成
原子
左手
右手
不能重叠
手性异构体
2.手性碳原子
(1)含义
连接______不同的______或______的碳原子称为手性碳原子。
(2)特点
每个手性碳原子所连接的原子或基团在空间的排布就像________关系(或实物与其镜像关系)那样，相似但__________。
四个
原子
基团
左右手
不能重叠
3.手性异构体的性质
(1)相同点
一对手性异构体的______性质(如沸点、熔点、密度等)基本相同。
(2)不同点
它们的________和__________往往不同。例如，苧烯的一对手性异构体的气味就完全不同，其中一种异构体存在于云杉的球果中，具有松节油的气味；而另一种存在于橙子中，具有橙子的气味。
物理
旋光性
生理作用
(二)互动探究
【问题讨论】
1.两种乳酸分子在结构上的相同点和差异点是什么？两者是同一种物质吗？
提示 两种乳酸分子的组成基团完全相同，但二者呈镜像对称关系；二者是两种不同的物质，互为同分异构体。
【探究归纳】
1.手性分子的成因
当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是手性原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。例如，CHBrClF的手性结构如图1所示。又如丙氨酸分子(手性碳原子上连接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性结构如图2所示。
3.手性合成
生产手性药物必须把手性异构体分离开，因为对于手性药物，一个手性异构体往往能治病、没有毒副作用，而另一个可能是无效甚至是有害的。按照获得2001年诺贝尔化学奖的三位科学家的合成方法，可以只得到或者主要得到一种手性分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成。手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。手性合成是当代化学的热点之一，是21世纪化学研究的重要领域。
1.下列分子中含有手性碳原子的是( )
A.CBr2FCl B.CH3CH2CH2OH
C.CH3CH2CH3 D.CH3CH(NO2)COOH
D
2.下列关于丙氨酸的说法正确的是( )
D
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
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。
1
没有
课堂达标训练
1.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是( )
A.CH4和Br2 B.NH3和H2O
C.H2S和CCl4 D.CO2和HCl
解析 A项中CH4、Br2为非极性分子；C项中CCl4为非极性分子；D项中CO2为非极性分子。
B
2.下列叙述正确的是( )
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.既含极性键又含非极性键的分子一定是极性分子
解析 若双原子分子中化学键为非极性键，则该分子一定是非极性分子，如O2、N2等，A项正确；以极性键结合的分子正、负电荷重心重合，则该分子是非极性分子，如CH4、BF3、CO2等，B、C项错误；既含极性键又含非极性键的分子可能是极性分子，如CH3CH2OH等，也可能是非极性分子，如CH≡CH等，D项错误。
A
3.下列现象中，不能用“相似相溶规则”解释的是( )
A.乙醇与水以任意比例互溶 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
解析 乙醇与水分子均为极性分子，且二者可形成分子间氢键，A正确；Na2CO3水解使溶液显碱性，油脂在碱性条件下水解，B错误；NH3与H2O均是极性分子，且二者还能形成分子间氢键，增大了NH3的溶解性，C正确；苯与Br2均为非极性分子，D正确。
B
4.下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是( )
A
5.在H2S、PH3、CO2、CCl4、O2中：
(1)以非极性键结合的非极性分子是________。
(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是________。
(3)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是________。
(4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________。
(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是________。
O2
CO2
PH3
CCl4
H2S
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意
1.下列各组物质中，都是非极性分子且只含极性键的是( )
A.CO2 BF3 B.CS2 H2O2
C.S8 PCl5 D.CH4 C2H2
解析 CO2和BF3均是由极性键构成的非极性分子，A符合题意；CS2是由极性键构成的非极性分子，而H2O2是含有极性键和非极性键的极性分子，B不符合题意；S8是非极性键形成的非极性分子，PCl5是含有极性键的非极性分子，C不符合题意；CH4是含有极性键的非极性分子，C2H2是含有极性键和非极键的非极性分子，D不符合题意。
A
2.(2023·广州三中高二期末)下列叙述中正确的是( )
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的稳定性依次增强
D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
B
解析 NH3、CO是极性分子，CO2是非极性分子，A错误；CH4、CCl4均含有极性键，但它们的空间结构对称且无孤电子对，为非极性分子，B正确；元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，C错误；CS2、C2H2是直线形分子，H2O是V形分子，D错误。
3.(2023·达州一中高二月考)下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( )
A.CO2和SO2 B.CH4和NO2
C.BF3和NH3 D.HCl和HI
D
解析 CO2是含极性共价键的非极性分子，SO2是含极性共价键的极性分子，分子的极性不相同，A项不符合题意；CH4是含极性共价键的非极性分子，NO2是含极性共价键的极性分子，分子的极性不相同，B项不符合题意；BF3是含极性共价键的非极性分子，NH3是含极性共价键的极性分子，分子的极性不相同，C项不符合题意；HCl和HI都是含极性共价键的极性分子，D项符合题意。
4.下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是( )
A.①②③④⑥ B.①④⑤⑥
C.③④⑥ D.④⑥
D
解析 ①MgCl2只有离子键，不存在共价键，故错误；②H2S中含有极性键，空间结构为V形，正、负电荷重心不重合，为极性分子，故错误；③白磷为单质，分子中只含有非极性键，属于非极性分子，故错误；④BF3中含有极性键，为平面三角形分子，正、负电荷重心重合，为非极性分子，故正确；⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正、负电荷的重心不重合，为极性分子，故错误；⑥四氯化碳中含有极性键，空间结构为正四面体形，正、负电荷重心重合，为非极性分子，故正确。
5.下列有机物分子具有手性异构体的是( )
C
6.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.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
C.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
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
解析 NH3是极性分子，分子中N原子和3个H原子都位于三角锥的顶点，A不正确；H2O是极性分子，分子中O原子与2个H原子构成V 形结构，B正确；CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子组成的正四面体中心，C不正确；CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子连成直线的中央，D不正确。
B
7.判断XY2型分子是极性分子的主要依据是( )
A.分子中存在极性键
B.分子中存在离子键
C.直线形结构，两个X—Y键的夹角是180°
D.不是直线形结构，两个X—Y键的夹角小于180°
解析 X—Y键是极性键，只要不对称，正、负电荷重心不重合，XY2型分子即是极性分子。
D
8.一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，这就是“相似相溶规则”。以下事实不能用“相似相溶规则”解释的是( )
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4
C.Cl2可溶于水 D.NH3难溶于苯
C
解析 HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，C项符合题意。
9.(2023·潍坊高二期末)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法错误的是( )
D
A.是非极性分子
B.键角∠FSF并不都等于90°
C.S和F之间共用电子对偏向F
D.中心原子S采取sp3杂化
解析 该分子结构对称，正、负电荷重心相重合，所以为非极性分子，A正确；SF6结构对称，∠FSF可以是90°，但也有处于对角位置的∠FSF为180°，故键角∠FSF不都等于90°，B正确；由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C正确；中心原子S的价电子对数为6，不采取sp3杂化，D错误。
10.下列说法正确的是( )
A.非极性分子中的原子一定不含孤电子对
B.平面三角形分子一定是非极性分子
C.二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采用sp3杂化，键角均为109°28′
D.中心原子最外层满足8电子稳定结构的ABm型分子不一定是非极性分子
D
解析 A项，CH4、CCl4均是非极性分子，CH4分子中的原子无孤电子对，CCl4分子中的氯原子含有孤电子对，错误；B项，甲醛的中心原子C上无孤电子对，价电子对数为3，空间结构为平面三角形，但甲醛分子正负电荷重心不重合，为极性分子，错误；C项，CH2Cl2分子的空间结构是四面体形，而非正四面体形，键角不等于109°28′，错误；D项，NH3的中心原子N的最外层满足8电子稳定结构，但NH3为极性分子，正确。
11.用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流，根据图分析，这两种液体分子可以是( )
A
A.A可以是CCl4，B可以是C2H5OH
B.A可以是C2H5OH，B可以是H2O
C.A和B都可以是CS2
D.A和B都可以是C2H5OH
解析 带静电的玻璃棒会使极性分子细流的方向发生改变。CCl4和CS2是非极性分子，而C2H5OH和H2O是极性分子。
12.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
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。
B
解析 由分子结构可知，该分子结构不对称，所以属于极性分子，故 A正确；该分子中含有饱和碳原子，与周围4个原子相连，构成四面体结构，氮原子与周围3个原子相连，构成三角锥形结构，所以该分子中所有原子不可能共面，故B错误；若与碳原子相连的4个原子或原子团均不同，则该碳原子为手性碳原子，根据结构可知，分子中存在1个手性碳原子，故C正确；由结构可知，脯氨酸分子中同时含有羧基和亚氨基，可形成分子内氢键，故D正确。
14.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
B
解析 CO2、CH4、BF3、SO3中所有电子都参与形成了共价键，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，而对称性与分子是否含有孤电子对有关，与其他因素无关。
15.将下列粒子的符号填入相应的空格内：O2、CO2、H2O、N2、(NH4)2SO4、SiCl4、H2S、C2H4、CH4、Cl2、C2H2、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、NaOH、SiO2、CH3Cl。
(1)只含非极性键的非极性分子：______________。
(2)含极性键的非极性分子：______________________________。
(3)既含极性键，又含非极性键的非极性分子：________________。
O2、N2、Cl2
CO2、SiCl4、C2H4、CH4、C2H2
C2H4、C2H2
(4)含非极性键的极性分子：______________________。
(5)含极性键的极性分子：______________________________________________。
(6)既含极性键，又含非极性键的极性分子：__________________________。
H2O2、CH3CH2OH
H2O、H2S、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、CH3Cl
H2O2、CH3CH2OH
2
sp3
7
B级 素养培优练
17.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。它的分子空间结构是三角锥形。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.PH3是一种强氧化剂
D.PH3分子的P—H键是非极性键
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，PH3中P处于最低价态，不可能具有强氧化性(＋1价氢的氧化性极弱)；D项错误，由于P和H的电负性明显不同，故P—H是极性键。
18.(2024·阜阳三中高二调研)已知：手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8和CF4等。它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是( )
A.NF3是平面型分子
B.CHClFCF3分子中有两个手性碳原子
C.CF4在CCl4中的溶解度比在水中的小
D.NF3分子可以与HCl反应生成HNF3Cl
D
19.已知，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题：
(1)PtCl2(NH3)2是平面四边形结构，还是四面体结构____________。
平面四边形
解析 由于PtCl2(NH3)2存在两种同分异构体，所以是平面四边形结构。
(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的几何构型图：淡黄色固体
______________，黄绿色固体_________________。
(3)淡黄色固体物质由____________组成，黄绿色固体物质由__________组成(填“极性分子”或“非极性分子”)。
非极性分子
极性分子作业15 分子的极性 手性分子
(分值:80分)
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意(1~14题,每题4分,共56分)
1.下列各组物质中,都是非极性分子且只含极性键的是 ( )
CO2 BF3 CS2 H2O2
S8 PCl5 CH4 C2H2
2.(2023·广州三中高二期末)下列叙述中正确的是 ( )
NH3、CO、CO2都是极性分子
CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
3.(2023·达州一中高二月考)下列化合物中,化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是 ( )
CO2和SO2 CH4和NO2
BF3和NH3 HCl和HI
4.下列物质:①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳,其中含极性键的非极性分子是 ( )
①②③④⑥ ①④⑤⑥
③④⑥ ④⑥
5.下列有机物分子具有手性异构体的是 ( )
CH4 CH3CH2OH
CH3COOH
6.下列叙述正确的是 ( )
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
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
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
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
7.判断XY2型分子是极性分子的主要依据是 ( )
分子中存在极性键
分子中存在离子键
直线形结构,两个X—Y键的夹角是180°
不是直线形结构,两个X—Y键的夹角小于180°
8.一般来说,由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂,这就是“相似相溶规则”。以下事实不能用“相似相溶规则”解释的是 ( )
HCl易溶于水 I2易溶于CCl4
Cl2可溶于水 NH3难溶于苯
9.(2023·潍坊高二期末)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法错误的是 ( )
是非极性分子
键角∠FSF并不都等于90°
S和F之间共用电子对偏向F
中心原子S采取sp3杂化
10.下列说法正确的是 ( )
非极性分子中的原子一定不含孤电子对
平面三角形分子一定是非极性分子
二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采用sp3杂化,键角均为109°28'
中心原子最外层满足8电子稳定结构的ABm型分子不一定是非极性分子
11.用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流,根据图分析,这两种液体分子可以是 ( )
A可以是CCl4,B可以是C2H5OH
A可以是C2H5OH,B可以是H2O
A和B都可以是CS2
A和B都可以是C2H5OH
12.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 ( )
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
CCl4与I2都是直线形分子,而H2O不是直线形分子
CCl4和I2都不含氢元素,而H2O中含氢元素
CCl4和I2都是非极性分子,而H2O是极性分子
13.(2023·东莞四中高二期中)2021年诺贝尔化学奖颁给了“在不对称催化方面”做出贡献的两位科学家,脯氨酸( )是不对称有机催化剂中的一种。下列关于脯氨酸分子的说法错误的是 ( )
该分子为极性分子
分子中所有原子可能共面
分子中存在手性碳原子
可形成分子内氢键
14.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 ( )
分子中不能含有氢原子
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)
在ABn分子中每个共价键的键长和键能都相等
分子中所有原子在同一平面内
15.(6分)将下列粒子的符号填入相应的空格内:O2、CO2、H2O、N2、(NH4)2SO4、SiCl4、H2S、C2H4、CH4、Cl2、C2H2、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、NaOH、SiO2、CH3Cl。
(1)(1分)只含非极性键的非极性分子: 。
(2)(1分)含极性键的非极性分子: 。
(3)(1分)既含极性键,又含非极性键的非极性分子: 。
(4)(1分)含非极性键的极性分子: 。
(5)(1分)含极性键的极性分子: 。
(6)(1分)既含极性键,又含非极性键的极性分子: 。
16.(5分)(1)(2分)3-氯-2-丁氨酸的结构简式为
,该有机物分子中含有 个手性碳原子,其中—NH2中N原子的杂化轨道类型是 。
(2)(1分)青蒿素是从黄花蒿中提取得到的一种无色针状晶体,分子结构如图所示,则青蒿素分子中含有 个手性碳原子。
(3)(2分)下列分子中若有手性分子,请用“*”标出其手性碳原子;若无手性分子,此小题不必作答。
B级 素养培优练
(17~18题,每题4分,共8分)
17.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。它的分子空间结构是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是 ( )
PH3分子中有未成键的孤电子对
PH3是非极性分子
PH3是一种强氧化剂
PH3分子的P—H键是非极性键
18.(2024·阜阳三中高二调研)已知:手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体,如NF3、CHClFCF3、C3F8和CF4等。它们虽是微量的,有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是 ( )
NF3是平面型分子
CHClFCF3分子中有两个手性碳原子
CF4在CCl4中的溶解度比在水中的小
NF3分子可以与HCl反应生成HNF3Cl
19.(5分)已知,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度较小,另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大。请回答下列问题:
(1)(1分)PtCl2(NH3)2是平面四边形结构,还是四面体结构 。
(2)(2分)请在以下横线上画出这两种固体分子的几何构型图:淡黄色固体 , 黄绿色固体 。
(3)(2分)淡黄色固体物质由 组成,黄绿色固体物质由 组成(填“极性分子”或“非极性分子”)。
作业15 分子的极性 手性分子
1.A [CO2和BF3均是由极性键构成的非极性分子，A符合题意；CS2是由极性键构成的非极性分子，而H2O2是含有极性键和非极性键的极性分子，B不符合题意；S8是非极性键形成的非极性分子，PCl5是含有极性键的非极性分子，C不符合题意；CH4是含有极性键的非极性分子，C2H2是含有极性键和非极键的非极性分子，D不符合题意。]
2.B [NH3、CO是极性分子，CO2是非极性分子，A错误；CH4、CCl4均含有极性键，但它们的空间结构对称且无孤电子对，为非极性分子，B正确；元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，C错误；CS2、C2H2是直线形分子，H2O是V形分子，D错误。]
3.D [CO2是含极性共价键的非极性分子，SO2是含极性共价键的极性分子，分子的极性不相同，A项不符合题意；CH4是含极性共价键的非极性分子，NO2是含极性共价键的极性分子，分子的极性不相同，B项不符合题意；BF3是含极性共价键的非极性分子，NH3是含极性共价键的极性分子，分子的极性不相同，C项不符合题意；HCl和HI都是含极性共价键的极性分子，D项符合题意。]
4.D [①MgCl2只有离子键，不存在共价键，故错误；②H2S中含有极性键，空间结构为V形，正、负电荷重心不重合，为极性分子，故错误；③白磷为单质，分子中只含有非极性键，属于非极性分子，故错误；④BF3中含有极性键，为平面三角形分子，正、负电荷重心重合，为非极性分子，故正确；⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正、负电荷的重心不重合，为极性分子，故错误；⑥四氯化碳中含有极性键，空间结构为正四面体形，正、负电荷重心重合，为非极性分子，故正确。]
5.C [只有C项中分子存在手性异构体，中标有“*”的碳原子是手性碳原子，其余碳原子不是手性碳原子。]
6.B [NH3是极性分子，分子中N原子和3个H原子都位于三角锥的顶点，A不正确；H2O是极性分子，分子中O原子与2个H原子构成V 形结构，B正确；CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子组成的正四面体中心，C不正确；CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子连成直线的中央，D不正确。]
7.D [X—Y键是极性键，只要不对称，正、负电荷重心不重合，XY2型分子即是极性分子。]
8.C [HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，C项符合题意。]
9.D [该分子结构对称，正、负电荷重心相重合，所以为非极性分子，A正确；SF6结构对称，∠FSF可以是90°，但也有处于对角位置的∠FSF为180°，故键角∠FSF不都等于90°，B正确；由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C正确；中心原子S的价电子对数为6，不采取sp3杂化，D错误。]
10.D [A项，CH4、CCl4均是非极性分子，CH4分子中的原子无孤电子对，CCl4分子中的氯原子含有孤电子对，错误；B项，甲醛的中心原子C上无孤电子对，价电子对数为3，空间结构为平面三角形，但甲醛分子正负电荷重心不重合，为极性分子，错误；C项，CH2Cl2分子的空间结构是四面体形，而非正四面体形，键角不等于109°28′，错误；D项，NH3的中心原子N的最外层满足8电子稳定结构，但NH3为极性分子，正确。]
11.A [带静电的玻璃棒会使极性分子细流的方向发生改变。CCl4和CS2是非极性分子，而C2H5OH和H2O是极性分子。]
12.D [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。]
13.B [由分子结构可知，该分子结构不对称，所以属于极性分子，故 A正确；该分子中含有饱和碳原子，与周围4个原子相连，构成四面体结构，氮原子与周围3个原子相连，构成三角锥形结构，所以该分子中所有原子不可能共面，故B错误；若与碳原子相连的4个原子或原子团均不同，则该碳原子为手性碳原子，根据结构可知，分子中存在1个手性碳原子，故C正确；由结构可知，脯氨酸分子中同时含有羧基和亚氨基，可形成分子内氢键，故D正确。]
14.B [CO2、CH4、BF3、SO3中所有电子都参与形成了共价键，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，而对称性与分子是否含有孤电子对有关，与其他因素无关。]
15.(1)O2、N2、Cl2
(2)CO2、SiCl4、C2H4、CH4、C2H2
(3)C2H4、C2H2
(4)H2O2、CH3CH2OH
(5)H2O、H2S、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、
CH3Cl
(6)H2O2、CH3CH2OH
16.(1)2 sp3 (2)7
(3)a.
d.
解析 (1)连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，3－氯－2－丁氨酸的结构简式为，标“*”的碳原子为手性碳原子，所以一个该有机物分子中含有2个手性碳原子，其中—NH2中N含有1个孤电子对和3个共价键，则N的价电子对数为4，采取sp3杂化。(2)手性碳原子连接4个不同的原子或原子团，故青蒿素分子中手性碳原子标识如图，共7个。
17.A [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，PH3中P处于最低价态，不可能具有强氧化性(＋1价氢的氧化性极弱)；D项错误，由于P和H的电负性明显不同，故P—H是极性键。]
18.D [NF3分子中N原子价电子对数为3＋(5－3×1)＝3＋1＝4，是sp3杂化，分子呈三角锥形，A项错误；CHClFCF3中只有一个手性碳原子，B项错误；CF4为非极性分子，CCl4为非极性分子，CF4在水中的溶解度小于在CCl4中的溶解度，C项错误；NF3分子中N最外层有孤电子对，与NH3分子相似，可与H＋结合，D项正确。]
19. (1)平面四边形 (2)
(3)非极性分子 极性分子
解析 (1)由于PtCl2(NH3)2存在两种同分异构体，所以是平面四边形结构。
(2)因为水是极性分子，所以根据相似相溶规则可知淡黄色固体是非极性分子，黄绿色是极性分子，因此几何构型图分别是、。
