第2课时 分子的空间结构与分子性质
1.下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是（ ）
A.CH4和Br2 B.NH3和H2S
C.BF3和CO2 D.BeCl2和HCl
2.已知H2O2分子的空间结构可在二面角中表示，如图所示，则有关H2O2结构的说法中正确的是（ ）
A.分子的正、负电荷重心重合
B.分子中只有极性键
C.它是极性分子
D.它是非极性分子
3.下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是（ ）
A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B.SF6是由非极性键构成的分子
C.1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D.C2H2分子中不含非极性键
4.下列有机物分子中属于手性分子的是（ ）
①乳酸[CH3CH（OH）COOH]
②2-丁醇[CH3CH（OH）CH2CH3]
③
④丙三醇
A.只有① B.①和②
C.①②③ D.①②③④
5.下列说法正确的是（ ）
A.分子中只有极性键
B.CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
C.CO2分子中的化学键为非极性键
D.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
6.常温下三氯化氮（NCl3）是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，下列关于NCl3的说法正确的是（ ）
A.分子中N—Cl键是非极性键
B.分子中不存在孤电子对
C.NCl3分子是极性分子
D.因N—Cl键的键能大，它的沸点高
7.下列叙述中，不正确的是（ ）
A.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
B.臭氧是空间结构为角形的极性分子，在水中的溶解度大于氧气在水中的溶解度
C.硝酸根离子中所有原子都在一个平面上
D.CH3CH（OH）COOH为手性分子
8.下列叙述正确的是（ ）
A.NH3是极性分子，分子中氮原子处在3个氢原子所组成的三角形的中心
B.CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正四面体形的中心
C.H2O是非极性分子，分子中氧原子处在2个氢原子所连成的直线的中央
D.CO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央
9.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如图所示）。
已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N（NO2）3的说法正确的是（ ）
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质既有氧化性又有还原性
D.该分子为非极性分子
10.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
11.下列有关分子结构与性质的叙述中，不正确的是（ ）
A.是手性分子
B.碘易溶于四氯化碳，可以用“相似相溶”原理解释
C.凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构都是正四面体形，键角为109°28'
D.因为F3C—的极性大于Cl3C—的极性，所以三氟乙酸（F3CCOOH）的酸性大于三氯乙酸（Cl3CCOOH）的酸性
12.根据价电子对互斥理论，下列分子的空间结构和极性均正确的是（ ）
选项 分子式 价电子对 互斥模型 分子的 空间结构 分子极性
A SO2 平面三角形 角形 极性
B HCHO 平面三角形 三角锥形 极性
C PCl3 四面体形 正三角形 非极性
D SiF4 正四面体形 正四面体形 极性
13.短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大。X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，Y与X同主族，Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1。下列说法错误的是（ ）
A.XW4为非极性分子
B.Y、Z、W最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是W＜Y＜Z
C.ZW2分子是由极性键构成的极性分子
D.XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均为sp3杂化
14.（1）在较低温度下，CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量具有臭鸡蛋气味的气体X产生。
①X分子的空间结构是 ，中心原子杂化类型为 ，属于 （填“极性”或“非极性”）分子。
②CuFeS2与氧气反应生成SO2，SO2中中心原子的价电子对数为 ，共价键的类型有 。
（2）氨是 分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为 。
15.运送卫星的火箭所需反应物除液态过氧化氢外，还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5％，相对分子质量为32，分析发现该分子结构中只有单键。
（1）该氮氢化合物的电子式为 ，其中N原子采取 杂化方式，该分子是 （填“极性”或“非极性”）分子。
（2）若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，在该反应的反应物和反应产物中既含有极性键又含有非极性键的是 ，只含有非极性键的是 ，只含有极性键的是 。
（3）“笑气（N2O）”是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构（包括电子式）；又已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2O的电子式可表示为 ，由此可知它 （填“含有”或“不含”）非极性键。
第2课时 分子的空间结构与分子性质
1.B CH4是由极性键构成的非极性分子，单质溴是由非极性键构成的非极性分子，A不符合题意；氨和硫化氢分子都是由极性键构成的极性分子，B符合题意；BF3和二氧化碳都是由极性键构成的非极性分子，C不符合题意；氯化铍是由极性键构成的非极性分子，HCl是由极性键构成的极性分子，D不符合题意。
2.C H2O2分子的空间结构是二面角结构，所以正、负电荷重心不重合，A错误；该分子中存在 H—O 极性键和O—O非极性键，B错误；根据H2O2的结构式知，该分子的正、负电荷重心不重合，为极性分子，C正确，D错误。
3.C 1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此 32 g S8分子中所含σ键为×8＝1 mol，A错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B错误；单键中有1个σ键，三键中有1个σ键和2个π键，因此1 mol乙炔中含有3 mol σ键和2 mol π键，C正确；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D错误。
4.C 写出各分子的结构简式：
①、②③、④，可知①②③中存在不对称碳原子（用*标记的），而④中2号碳原子连有2个相同的—CH2OH，不是不对称碳原子。
5.D 同种原子形成的共价键是非极性键，即 CC 键是非极性键，A错误；CH4是非极性分子，B错误；二氧化碳的结构式为OCO，其中的化学键为极性键，C错误；CH4分子中碳原子的杂化类型是sp3杂化，而CO2分子中碳原子是sp杂化，D正确。
6.C NCl3分子中氮原子上的价电子对数＝3＋＝4，孤电子对数为1，结构不对称，为三角锥形，为极性分子；N—Cl键为极性键，键能大说明分子稳定，由分子构成的物质的沸点高低与共价键的强弱无关。
7.A 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错误；臭氧是空间结构为角形的极性分子，氧气是非极性分子，水是极性分子，根据“相似相溶”原理可知，臭氧在水中的溶解度大于氧气在水中的溶解度，B正确；硝酸根离子中，中心原子是氮原子，孤电子对数为×（5＋1－2×3）＝0，价电子对数为3，N的空间结构为平面三角形，所有原子都在一个平面上，C正确；碳原子连接四个不同的原子或基团时，该碳原子为不对称碳原子，CH3CH（OH）COOH中的第二个碳原子为不对称碳原子，因此该分子属于手性分子，D正确。
8.B NH3是三角锥形的极性分子，A错误；CCl4是以碳原子为中心的正四面体形结构，B正确；水分子是极性分子，空间结构为角形，C错误；CO2是碳原子在2个氧原子中央的直线形分子，D错误。
9.C 由于N、O为不同原子，其电负性不同，所以N、O间形成极性键，A错误；四个氮原子形成三角锥形结构，B错误；该分子结构不对称，所以它是极性分子，D错误。
10.C 若AB2C2型分子为平面结构，则可能为对称结构，也可能是不对称结构；若为四面体结构，则一定是不对称结构。
11.C 分子中碳原子连接四个不同的原子或基团时，为不对称碳原子，该分子为手性分子，A正确；碘是非极性分子，四氯化碳也为非极性分子，根据“相似相溶”原理分析，碘易溶于四氯化碳， B正确；中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构不一定都是正四面体形，可能为三角锥形、角形、一般的四面体形， C错误；F3C—的极性大于Cl3C—的极性，使羧基电离出氢离子的能力不同，所以三氟乙酸（F3CCOOH）的酸性大于三氯乙酸（Cl3CCOOH）的酸性，D正确。
12.A SO2分子中，中心原子S的价电子对数是2＋＝3，杂化类型是sp2杂化，SO2的价电子对互斥模型是平面三角形，S原子上有1个孤电子对，则分子为角形，分子结构不对称，是极性分子，A正确；HCHO分子中，中心原子C的价电子对数是3＋＝3，杂化方式为sp2杂化，价电子对互斥模型为平面三角形，C原子上没有孤电子对，分子的空间结构为平面三角形，分子结构不对称，是极性分子，B错误；PCl3分子中，中心原子P的价电子对数是3＋＝4，P原子采取sp3杂化，价电子对互斥模型为四面体形，P原子上有1个孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，PCl3分子结构不对称，是极性分子，C错误；SiF4分子中，中心原子Si的价电子对数是4＋＝4，Si原子采取sp3杂化，价电子对互斥模型为四面体形，Si原子上没有孤电子对，分子的空间结构为正四面体形，SiF4分子结构对称，是非极性分子，D错误。
13.B 短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大，X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，则X是C元素；Y与X同主族，则Y是Si元素；Z和W原子中未成对电子数之比为 2∶1，且二者原子序数都大于Y，则Z是S元素、W是Cl元素。CCl4分子为正四面体形结构，正、负电荷重心重合，为非极性分子，A项正确；非金属性：Si＜S＜Cl，所以Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜W，B项错误；ZW2是SCl2，由于分子中硫原子上有两对孤电子对，故SCl2的空间结构为角形，是极性分子，C项正确；CCl4、SiCl4、SCl2分子中的中心原子价电子对数都是4，所以均为sp3杂化，D项正确。
14.（1）①角形 sp3杂化 极性 ②3 σ键、π键 （2）极性 sp3杂化
解析：（1）①根据臭鸡蛋气味的气体判断出X为H2S。H2S与H2O一样，中心原子杂化类型为sp3杂化，分子的空间结构为角形，属于极性分子。②由价电子对互斥理论知，SO2中中心原子S的价电子对数＝2＋＝3。（2）NH3是以极性键形成的极性分子。NH3分子中含有3个σ键和1对孤电子对，N原子采取sp3杂化。
15.（1）H︰︰︰H sp3 极性
（2）N2H4和H2O2 N2 H2O
（3）︰︰︰N︰︰︰ 含有
解析：（1）由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数，计算可知其分子式为N2H4，该分子的结构式为，分子中的键全部是单键，故N原子的杂化方式与NH3分子中的N原子杂化方式相同，也是sp3杂化，该分子为极性分子。
（2）H2O2和N2H4反应后生成的物质无毒又不污染环境，故得到的是N2和H2O，反应的化学方程式为 N2H4＋2H2O2N2↑＋4H2O，两种反应物中都含有极性键和非极性键，在反应产物H2O中只含有极性键，N2中只含有非极性键。（3）因为N2O和CO2分子结构相似，故都为直线形，CO2的结构式为OCO，而N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，故N2O的结构式为 NNO。
2 / 3第2课时 分子的空间结构与分子性质
课程 标准 1.知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。 2.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响
分点突破（一） 分子中的原子排布与对称性
1.对称分子
概念 依据 的旋转或借助 的反映能够复原的分子
性质 性
与分子性 质的关系 分子的 、旋光性等都与分子的对称性有关
2.手性分子
（1）手性
一种分子和它在镜中的像，就如同人的左手和右手， 但不能重叠。
（2）手性分子
具有手性的分子。手性分子和它的镜像分子构成一对对映异构体。
（3）不对称碳原子
①定义：仅通过 连接其他原子的碳原子，当其所连接的四个原子或基团 时，这个碳原子称为不对称碳原子。
②应用：常用有无不对称碳原子推测分子是否为 分子，进而判断分子有无 。
1.下列说法正确的是（ ）
A.甘油（CH2OH—CHOH—CH2OH）分子含有1个不对称碳原子
B.互为对映异构体的化合物，所含的化学键的种类和数目完全相同
C.互为对映异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理性质和化学性质完全相同
D.互为对映异构体的化合物，分子组成不同，所以物理性质和化学性质也不同
2.下列分子中含有不对称碳原子的是（ ）
A.CH3COOH
B.（CH3）3CC（CH3）2CH2CH3
C.HOCH（CH3）COOH
D.CO（NH2）2（尿素）
分点突破（二） 分子中的电荷分布与极性
1.极性分子和非极性分子
类别 极性分子 非极性分子
概念 分子内存在 的分子 分子内不存在 的分子
双原子 分子 分子内含 键 分子内含 键
多原子 分子 分子空间结构 分子空间 结构对称
2.分子极性的判断
（1）对双原子分子来说，键的极性与分子的极性是一致的：化学键有极性，分子就有极性；反之，化学键无极性，分子也无极性。
（2）多原子分子的极性除了与键的极性有关外，还与分子的空间结构有关。
（3）经验规律
①化合价法：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，否则为极性分子。
②孤电子对法：若中心原子上有孤电子对，则为极性分子，否则为非极性分子。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、H2O、SO2等为极性分子。
3.分子极性对物质熔点、沸点、溶解性的影响
（1）分子的极性对物质的熔、沸点有一定的影响。分子极性 ，分子间的电性作用越强，克服分子间的作用力使物质熔化或汽化所需的外界能量就越高，熔、沸点就 。
（2）分子的极性对物质溶解性的影响。一般情况下，由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂，这在化学上称为“ ”原理。例如，氯化氢易溶于水，难溶于苯；碘易溶于CCl4，难溶于水。
分子极性的实验探究
1.实验目的
用带电的橡胶棒靠近液流检验分子的极性。
2.实验装置
3.实验步骤
（1）在酸式滴定管中加入四氯化碳，打开活塞，将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流。
（2）在另一酸式滴定管中加入蒸馏水，打开活塞，并将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流。
【交流讨论】
1.在上述实验中你会观察到什么现象？
2.根据实验现象你会得到什么结论？说明判断的理由。
3.非极性分子一定含有非极性键，含极性键的分子一定是极性分子吗？
1.已知BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，则BeCl2属于（ ）
A.由极性键构成的极性分子
B.由极性键构成的非极性分子
C.由非极性键构成的极性分子
D.由非极性键构成的非极性分子
2.用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流，现象如图所示。据此分析，A、B两种液体分子的极性判断正确的是（ ）
A.A是极性分子，B是非极性分子
B.A是非极性分子，B是极性分子
C.A、B都是极性分子
D.A、B都是非极性分子
3.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中：
（1）以非极性键结合的非极性分子是 ；
（2）以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是 ；
（3）以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是 ；
（4）以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是 ；
（5）以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是 ；
（6）以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是 。
题后点拨
键的极性与分子的极性
1.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
2.下列分子为手性分子的是（ ）
A.CH2Cl2
B.
C.
D.CH3CH2COOCH2CH3
3.下列叙述不正确的是（ ）
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
B.以极性键结合的分子，不一定是极性分子
C.判断A2B或AB2型分子是极性分子的依据是具有极性键且分子的空间结构不对称，键角小于180°，为非直线形结构
D.非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
4.X、Y、Z、M、Q是中学化学常见的五种元素，原子序数依次增大，其相关结构或性质信息如下表所示。
元素 结构或性质信息
X 其原子最外层电子数是内层电子数的2倍
Y 基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1
Z 非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰
M 单质在常温、常压下是气体，基态原子的M层上有1个未成对的p电子
Q 其与X形成的合金为目前用量最多的金属材料
（1）Q元素基态原子的电子排布式是 。
（2）比较Y元素与氧元素的第一电离能： ＞ （填元素符号）；X和Z形成的化合物XZ2为一种液体溶剂，其分子中的σ键和π键数目之比为 ，该化合物 溶于水（填“易”或“难”）。
（3）Y的最简单氢化物分子中含有 （填“极性”或“非极性”，下同）共价键，是 分子，电子式为 。
第2课时 分子的空间结构与分子性质
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.对称轴 对称面 对称 极性 2.（1）相似 （3）①单键 均不相同 ②手性 旋光性
自主练习
1.B 甘油分子中不含不对称碳原子，A错误；互为对映异构体的化合物是具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，所含的化学键的种类和数目完全相同，在手性分子中，化学性质相似，旋光性不同，则物理性质不同，B正确，C、D错误。
2.C HO*CH（CH3）COOH的*C上所连接的四个基团不相同，C符合题意。
分点突破（二）
师生互动
1.正、负两极 正、负两极 极性 非极性 不对称
2.（2）非极性 非极性 极性 3.（1）越大 越高
（2）相似相溶
探究活动
交流讨论
1.提示：四氯化碳液流方向不变，水流方向发生改变。
2.提示：四氯化碳是非极性分子，水分子是极性分子。橡胶棒不能使四氯化碳液流方向改变，说明四氯化碳液流与橡胶棒无电性作用，四氯化碳分子中无正极和负极之分，是非极性分子；而橡胶棒能使水流方向发生改变，说明水流与橡胶棒之间有电性作用，证明水分子中存在正、负两极，是极性分子。
3.提示：不一定。分子是否具有极性与分子中是否存在正、负极有关，如CCl4、CH4、CO2等，是由极性键形成的分子，但分子内没有正、负极，属于非极性分子。
自主练习
1.B BeCl2中Be—Cl键是由不同元素形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl键间的夹角为180°，说明分子是对称的，正电荷重心与负电荷重心重合，BeCl2属于非极性分子，故BeCl2是由极性键构成的非极性分子，B项正确。
2.B 观察图示实验现象可知，液体A不受玻璃棒所带电荷的影响，A分子是非极性分子；液体B受玻璃棒所带电荷的影响，B分子是极性分子。
3.（1）N2 （2）CS2 （3）CH4 （4）NH3
（5）NH3、H2O、CH4 （6）BF3
解析：HF是含有极性键的双原子分子，为极性分子；H2O中氧原子采取sp3杂化方式，与H原子形成极性键，为极性分子；NH3中有极性键，N原子采取sp3杂化，为三角锥形结构；CS2与CO2相似，为由极性键形成的具有直线形结构的非极性分子；CH4中C原子采取sp3杂化方式，与H原子形成极性键，为具有正四面体形结构的非极性分子；N2是以非极性键结合的非极性分子；BF3中B原子采取sp2杂化方式，与F形成极性键，为非极性分子。
【教学效果·勤检测】
1.C “相似相溶”原理是经验规律，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，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”原理，Br2难溶于H2O而易溶于CCl4，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，C正确；CO2是非极性分子，CO2溶于H2O时，部分CO2与H2O反应生成H2CO3，D不正确。
2.B CH2Cl2中的碳原子所连接的4个基团分别为2个H原子、2个Cl原子，没有不对称碳原子，所以该分子不属于手性分子，A不符合题意；中间的碳原子连接四个不同的基团，该碳原子具有不对称性，所以该有机物属于手性分子，B符合题意；中的碳原子为不饱和碳原子，该分子不属于手性分子，C不符合题意；CH3CH2COOCH2CH3中中间碳原子为不饱和碳原子，另外四个碳原子所连接的四个基团都有相同的，没有不对称碳原子，所以该有机物不属于手性分子，D不符合题意。
3.D 对比HF、HCl、HBr、HI分子中H—X极性键的强弱，可知卤素原子的非金属性越强，键的极性越强，A正确；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CO2，B正确；A2B型如H2O、H2S等，AB2型如CO2、CS2等，判断其为极性分子的依据是必有极性键且电荷分布不对称，C正确；CO2、CH4等多原子分子，其电荷分布对称，这样的非极性分子中含有极性键，D错误。
4.（1）[Ar]3d64s2（或1s22s22p63s23p63d64s2）
（2）N O 1∶1 难 （3）极性 极性
H︰︰H
解析：X原子最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层最多含有8个电子，则X含有两个电子层，最外层含有4个电子，则X为C元素；Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，s层含有2个电子，则n＝2，Y的最外层电子排布式为2s22p3，则Y为N元素；Z为非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰，则Z为S元素；M的基态原子的M层上有1个未成对的p电子，则M的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，为铝元素或氯元素，由于M单质常温、常压下是气体，则M为Cl元素；Q与X形成的合金为目前用量最多的金属材料，该合金为钢，则Q为Fe元素。（1）Q为Fe元素，铁原子核外有26个电子，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。（2）核外电子排布处于半充满、全充满、全空状态时结构稳定，N原子的2p能级是半充满状态，是稳定状态，因此第一电离能：N＞O；X和Z形成的化合物XZ2为CS2，结构式为SCS，σ键和π键数目之比为1∶1，该化合物是非极性分子，难溶于水。（3）Y是N，最简单氢化物NH3分子中含有极性共价键，是极性分子，N与H原子共用1对电子，电子式为H︰︰H。
5 / 5(共71张PPT)
第2课时 分子的空间结构与分子性质
课
程 标
准 1.知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与
分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。
2.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响
目 录
1、基础知识·准落实
3、学科素养·稳提升
2、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 分子中的原子排布与对称性
1. 对称分子
概念 依据 的旋转或借助 的反映能
够复原的分子
性质 性
与分子性 质的关系 分子的 、旋光性等都与分子的对称性有关
对称轴
对称面
对称
极性
2. 手性分子
（1）手性
一种分子和它在镜中的像，就如同人的左手和右手，
但不能重叠。
（2）手性分子
具有手性的分子。手性分子和它的镜像分子构成一对对映异
构体。
相
似
（3）不对称碳原子
①定义：仅通过 连接其他原子的碳原子，当其所连
接的四个原子或基团 时，这个碳原子称为不对
称碳原子。
②应用：常用有无不对称碳原子推测分子是否为 分
子，进而判断分子有无 。
单键
均不相同
手性
旋光性
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 甘油（CH2OH—CHOH—CH2OH）分子含有1个不对称碳原子
B. 互为对映异构体的化合物，所含的化学键的种类和数目完全相同
C. 互为对映异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理性质和
化学性质完全相同
D. 互为对映异构体的化合物，分子组成不同，所以物理性质和化学
性质也不同
解析： 甘油分子中不含不对称碳原子，A错误；互为对映异构
体的化合物是具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，所含的
化学键的种类和数目完全相同，在手性分子中，化学性质相似，旋
光性不同，则物理性质不同，B正确，C、D错误。
2. 下列分子中含有不对称碳原子的是（ ）
A. CH3COOH
B. （CH3）3CC（CH3）2CH2CH3
C. HOCH（CH3）COOH
D. CO（NH2）2（尿素）
解析： HO*CH（CH3）COOH的*C上所连接的四个基团不相
同，C符合题意。
分点突破（二） 分子中的电荷分布与极性
1. 极性分子和非极性分子
类别 极性分子 非极性分子
概念 分子内存在
的分子 分子内不存在
的分子
双原子 分子 分子内含 键 分子内含 键
多原子 分子 分子空间结构 分子空间结构对称
正、负两
极
正、负两
极
极性
非极性
不对称
2. 分子极性的判断
（1）对双原子分子来说，键的极性与分子的极性是一致的：化学
键有极性，分子就有极性；反之，化学键无极性，分子也无
极性。
（2）多原子分子的极性除了与键的极性有关外，还与分子的空间
结构有关。
②孤电子对法：若中心原子上有孤电子对，则为极性分子，
否则为非极性分子。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、
H2O、SO2等为极性分子。
（3）经验规律
①化合价法：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，否则为极性分子。
3. 分子极性对物质熔点、沸点、溶解性的影响
（2）分子的极性对物质溶解性的影响。一般情况下，由于极性分
子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子
组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组
成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组
成的溶剂，这在化学上称为“ ”原理。例如，
氯化氢易溶于水，难溶于苯；碘易溶于CCl4，难溶于水。
（1）分子的极性对物质的熔、沸点有一定的影响。分子极性
，分子间的电性作用越强，克服分子间的作用力使物质
熔化或汽化所需的外界能量就越高，熔、沸点就 。
越
大
越高
相似相溶
分子极性的实验探究
1. 实验目的
用带电的橡胶棒靠近液流检验分子的极性。
2. 实验装置
3. 实验步骤
（1）在酸式滴定管中加入四氯化碳，打开活塞，将用毛皮摩擦过
的橡胶棒靠近四氯化碳液流。
（2）在另一酸式滴定管中加入蒸馏水，打开活塞，并将用毛皮摩
擦过的橡胶棒靠近水流。
【交流讨论】
1. 在上述实验中你会观察到什么现象？
提示：四氯化碳液流方向不变，水流方向发生改变。
2. 根据实验现象你会得到什么结论？说明判断的理由。
提示：四氯化碳是非极性分子，水分子是极性分子。橡胶棒不能使
四氯化碳液流方向改变，说明四氯化碳液流与橡胶棒无电性作用，
四氯化碳分子中无正极和负极之分，是非极性分子；而橡胶棒能使
水流方向发生改变，说明水流与橡胶棒之间有电性作用，证明水分
子中存在正、负两极，是极性分子。
3. 非极性分子一定含有非极性键，含极性键的分子一定是极性分
子吗？
提示：不一定。分子是否具有极性与分子中是否存在正、负极有
关，如CCl4、CH4、CO2等，是由极性键形成的分子，但分子内没
有正、负极，属于非极性分子。
1. 已知BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，则
BeCl2属于（ ）
A. 由极性键构成的极性分子
B. 由极性键构成的非极性分子
C. 由非极性键构成的极性分子
D. 由非极性键构成的非极性分子
解析： BeCl2中Be—Cl键是由不同元素形成的共价键，为极性
键，两个Be—Cl键间的夹角为180°，说明分子是对称的，正电荷
重心与负电荷重心重合，BeCl2属于非极性分子，故BeCl2是由极性
键构成的非极性分子，B项正确。
2. 用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流，现象如图所示。据
此分析，A、B两种液体分子的极性判断正确的是（ ）
A. A是极性分子，B是非极性分子
B. A是非极性分子，B是极性分子
C. A、B都是极性分子
D. A、B都是非极性分子
解析： 观察图示实验现象可知，液体A不受玻璃棒所带电荷的
影响，A分子是非极性分子；液体B受玻璃棒所带电荷的影响，B
分子是极性分子。
3. 在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中：
（1）以非极性键结合的非极性分子是 ；
（2）以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是 ；
（3）以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子
是 ；
（4）以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是 ；
（5）以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是
；
N2
CS2
CH4
NH3
NH3、
H2O、CH4
（6）以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是 。
解析：HF是含有极性键的双原子分子，为极性分子；H2O中
氧原子采取sp3杂化方式，与H原子形成极性键，为极性分
子；NH3中有极性键，N原子采取sp3杂化，为三角锥形结
构；CS2与CO2相似，为由极性键形成的具有直线形结构的非
极性分子；CH4中C原子采取sp3杂化方式，与H原子形成极性
键，为具有正四面体形结构的非极性分子；N2是以非极性键
结合的非极性分子；BF3中B原子采取sp2杂化方式，与F形成
极性键，为非极性分子。
BF3
题后点拨
键的极性与分子的极性
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. 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
解析： “相似相溶”原理是经验规律，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，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”原理，Br2难溶于H2O而易溶于CCl4，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，C正确；CO2是非极性分子，CO2溶于H2O
时，部分CO2与H2O反应生成H2CO3，D不正确。
2. 下列分子为手性分子的是（ ）
A. CH2Cl2 B.
C. D. CH3CH2COOCH2CH3
解析： CH2Cl2中的碳原子所连接的4个基团分别为2个H原子、2
个Cl原子，没有不对称碳原子，所以该分子不属于手性分子，A不
符合题意； 中间的碳原子连接四个不同的基
团，该碳原子具有不对称性，所以该有机物属于手性分子，B符合
题意； 中的碳原子为不饱和碳原子，该分子不属于手性
分子，C不符合题意；CH3CH2COOCH2CH3中中间碳原子为不饱和
碳原子，另外四个碳原子所连接的四个基团都有相同的，没有不对
称碳原子，所以该有机物不属于手性分子，D不符合题意。
3. 下列叙述不正确的是（ ）
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
B. 以极性键结合的分子，不一定是极性分子
C. 判断A2B或AB2型分子是极性分子的依据是具有极性键且分子的空
间结构不对称，键角小于180°，为非直线形结构
D. 非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
解析： 对比HF、HCl、HBr、HI分子中H—X极性键的强弱，可
知卤素原子的非金属性越强，键的极性越强，A正确；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CO2，B正确；A2B型如H2O、H2S
等，AB2型如CO2、CS2等，判断其为极性分子的依据是必有极性键
且电荷分布不对称，C正确；CO2、CH4等多原子分子，其电荷分
布对称，这样的非极性分子中含有极性键，D错误。
4. X、Y、Z、M、Q是中学化学常见的五种元素，原子序数依次增
大，其相关结构或性质信息如下表所示。
元素 结构或性质信息
X 其原子最外层电子数是内层电子数的2倍
Y 基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1
Z 非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃烧时有明亮的蓝
紫色火焰
M 单质在常温、常压下是气体，基态原子的M层上有1个未
成对的p电子
Q 其与X形成的合金为目前用量最多的金属材料
（1）Q元素基态原子的电子排布式是
。
解析：X原子最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层最多
含有8个电子，则X含有两个电子层，最外层含有4个电子，
则X为C元素；Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，
s层含有2个电子，则n＝2，Y的最外层电子排布式为2s22p3，
则Y为N元素；Z为非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃
烧时有明亮的蓝紫色火焰，则Z为S元素；M的基态原子的M层
[Ar]3d64s2（或
1s22s22p63s23p63d64s2）
上有1个未成对的p电子，则M的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，为铝元素或氯元素，由于M单质常温、常压下是气体，则M为Cl元素；Q与X形成的合金为目前用量最多
的金属材料，该合金为钢，则Q为Fe元素。（1）Q为Fe元素，铁原子核外有26个电子，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
（2）比较Y元素与氧元素的第一电离能： ＞ （填元
素符号）；X和Z形成的化合物XZ2为一种液体溶剂，其分子
中的σ键和π键数目之比为 ，该化合物 溶于水
（填“易”或“难”）。
N
O
1∶1
难
解析： 核外电子排布处于半充满、全充满、全空状态时结构稳定，N原子的2p能级是半充满状态，是稳定状态，因此第一电离能：N＞O；X和Z形成的化合物XZ2为CS2，结构式为S C S，σ键和π键数目之比为1∶1，该化合物是非极性分子，难溶于水。
（3）Y的最简单氢化物分子中含有 （填“极性”或“非
极性”，下同）共价键，是 分子，电子式为
。
极性
极性
H︰
︰H
解析：Y是N，最简单氢化物NH3分子中含有极性共价键，是极
性分子，N与H原子共用1对电子，电子式为H︰ ︰H。
学科素养·稳提升
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内化知识 知能升华
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1. 下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是（ ）
A. CH4和Br2 B. NH3和H2S
C. BF3和CO2 D. BeCl2和HCl
解析： CH4是由极性键构成的非极性分子，单质溴是由非极性
键构成的非极性分子，A不符合题意；氨和硫化氢分子都是由极性
键构成的极性分子，B符合题意；BF3和二氧化碳都是由极性键构
成的非极性分子，C不符合题意；氯化铍是由极性键构成的非极性
分子，HCl是由极性键构成的极性分子，D不符合题意。
2. 已知H2O2分子的空间结构可在二面角中表示，如图所示，则有关
H2O2结构的说法中正确的是（ ）
A. 分子的正、负电荷重心重合
B. 分子中只有极性键
C. 它是极性分子
D. 它是非极性分子
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解析： H2O2分子的空间结构是二面角结构，所以正、负电荷重
心不重合，A错误；该分子中存在 H—O 极性键和O—O非极性
键，B错误；根据H2O2的结构式知，该分子的正、负电荷重心不重
合，为极性分子，C正确，D错误。
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3. 下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是
（ ）
A. 32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B. SF6是由非极性键构成的分子
C. 1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D. C2H2分子中不含非极性键
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解析： 1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此 32 g S8分子中所含σ
键为 ×8＝1 mol，A错误；根据SF6的结构模型可知，
SF6是由S—F极性键构成的，B错误；单键中有1个σ键，三键中有1
个σ键和2个π键，因此1 mol乙炔中含有3 mol σ键和2 mol π键，C正
确；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D错误。
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4. 下列有机物分子中属于手性分子的是（ ）
①乳酸[CH3CH（OH）COOH]
②2-丁醇[CH3CH（OH）CH2CH3]
③
④丙三醇
A. 只有① B. ①和②
C. ①②③ D. ①②③④
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解析： 写出各分子的结构简式：
① 、② ③ 、
④ ，可知①②③中存在不对称碳原子（用
*标记的），而④中2号碳原子连有2个相同的—CH2OH，不是不对
称碳原子。
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5. 下列说法正确的是（ ）
A. 分子中只有极性键
B. CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
C. CO2分子中的化学键为非极性键
D. CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
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解析： 同种原子形成的共价键是非极性键，即 C C 键
是非极性键，A错误；CH4是非极性分子，B错误；二氧化碳的
结构式为O C O，其中的化学键为极性键，C错误；
CH4分子中碳原子的杂化类型是sp3杂化，而CO2分子中碳原子
是sp杂化，D正确。
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6. 常温下三氯化氮（NCl3）是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥
形，下列关于NCl3的说法正确的是（ ）
A. 分子中N—Cl键是非极性键
B. 分子中不存在孤电子对
C. NCl3分子是极性分子
D. 因N—Cl键的键能大，它的沸点高
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解析： NCl3分子中氮原子上的价电子对数＝3＋ ＝4，孤
电子对数为1，结构不对称，为三角锥形，为极性分子；N—Cl键
为极性键，键能大说明分子稳定，由分子构成的物质的沸点高低与
共价键的强弱无关。
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7. 下列叙述中，不正确的是（ ）
A. HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
B. 臭氧是空间结构为角形的极性分子，在水中的溶解度大于氧气在
水中的溶解度
C. 硝酸根离子中所有原子都在一个平面上
D. CH3CH（OH）COOH为手性分子
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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错
误；臭氧是空间结构为角形的极性分子，氧气是非极性分子，水是
极性分子，根据“相似相溶”原理可知，臭氧在水中的溶解度大于
氧气在水中的溶解度，B正确；硝酸根离子中，中心原子是氮原子，孤电子对数为 ×（5＋1－2×3）＝0，价电子对数为3，N 的空间结构为平面三角形，所有原子都在一个平面上，C正确；碳原子连接四个不同的原子或基团时，该碳原子为不对称碳原子，CH3CH（OH）COOH中的第二个碳原子为不对称碳原子，因此该分子属于手性分子，D正确。
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8. 下列叙述正确的是（ ）
A. NH3是极性分子，分子中氮原子处在3个氢原子所组成的三角形的中心
B. CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正四面体形的中心
C. H2O是非极性分子，分子中氧原子处在2个氢原子所连成的直线的中央
D. CO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央
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解析： NH3是三角锥形的极性分子，A错误；CCl4是以碳原子
为中心的正四面体形结构，B正确；水分子是极性分子，空间结构
为角形，C错误；CO2是碳原子在2个氧原子中央的直线形分子，D
错误。
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9. 科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如图所
示）。
已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N（NO2）3的
说法正确的是（ ）
A. 分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B. 分子中四个氮原子共平面
C. 该物质既有氧化性又有还原性
D. 该分子为非极性分子
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解析： 由于N、O为不同原子，其电负性不同，所以N、O间形
成极性键，A错；四个氮原子形成三角锥形结构，B错；该分子结
构不对称，所以它是极性分子，D错。
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10. 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
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解析： 若AB2C2型分子为平面结构，则可能为对称结
构 ，也可能是不对称结构 ；若为四面体结构，
则一定是不对称结构。
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11. 下列有关分子结构与性质的叙述中，不正确的是（ ）
A. 是手性分子
B. 碘易溶于四氯化碳，可以用“相似相溶”原理解释
C. 凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构都是正四面体形，
键角为109°28'
D. 因为F3C—的极性大于Cl3C—的极性，所以三氟乙酸
（F3CCOOH）的酸性大于三氯乙酸（Cl3CCOOH）的酸性
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解析： 分子中碳原子连接四个不同的原子或基团时，为不对
称碳原子，该分子为手性分子，A正确；碘是非极性分子，四氯
化碳也为非极性分子，根据“相似相溶”原理分析，碘易溶于四
氯化碳， B正确；中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构不一
定都是正四面体形，可能为三角锥形、角形、一般的四面体形，
C错误；F3C—的极性大于Cl3C—的极性，使羧基电离出氢离子的
能力不同，所以三氟乙酸（F3CCOOH）的酸性大于三氯乙酸
（Cl3CCOOH）的酸性，D正确。
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12. 根据价电子对互斥理论，下列分子的空间结构和极性均正确的是
（ ）
选项 分子式 价电子对 互斥模型 分子的 空间结构 分子极性
A SO2 平面三角形 角形 极性
B HCHO 平面三角形 三角锥形 极性
C PCl3 四面体形 正三角形 非极性
D SiF4 正四面体形 正四面体形 极性
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解析： SO2分子中，中心原子S的价电子对数是2＋ ＝3，
杂化类型是sp2杂化，SO2的价电子对互斥模型是平面三角形，S原
子上有1个孤电子对，则分子为角形，分子结构不对称，是极性分
子，A正确；HCHO分子中，中心原子C的价电子对数是3＋
＝3，杂化方式为sp2杂化，价电子对互斥模型为平面三
角形，C原子上没有孤电子对，分子的空间结构为平面三角形，
分子结构不对称，是极性分子，B错误；
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PCl3分子中，中心原子P的价电子对数是3＋ ＝4，P原子采取sp3
杂化，价电子对互斥模型为四面体形，P原子上有1个孤电子对，分子
的空间结构为三角锥形，PCl3分子结构不对称，是极性分子，C错误；
SiF4分子中，中心原子Si的价电子对数是4＋ ＝4，Si原子采取sp3
杂化，价电子对互斥模型为四面体形，Si原子上没有孤电子对，分子
的空间结构为正四面体形，SiF4分子结构对称，是非极性分子，D错
误。
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13. 短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大。X原子的s能级电
子总数是p能级电子总数的2倍，Y与X同主族，Z和W原子中未成
对电子数之比为2∶1。下列说法错误的是（ ）
A. XW4为非极性分子
B. Y、Z、W最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是W＜Y＜Z
C. ZW2分子是由极性键构成的极性分子
D. XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均为sp3杂化
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解析： 短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大，X原子
的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，则X是C元素；Y与X同
主族，则Y是Si元素；Z和W原子中未成对电子数之比为 2∶1，且
二者原子序数都大于Y，则Z是S元素、W是Cl元素。CCl4分子为
正四面体形结构，正、负电荷重心重合，为非极性分子，A项正
确；非金属性：Si＜S＜Cl，所以Y、Z、W的最高价氧化物对应
水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜W，B项错误；ZW2是SCl2，由
于分子中硫原子上有两对孤电子对，故SCl2的空间结构为角形，
是极性分子，C项正确；CCl4、SiCl4、SCl2分子中的中心原子价
电子对数都是4，所以均为sp3杂化，D项正确。
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14. （1）在较低温度下，CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量具有臭鸡
蛋气味的气体X产生。
①X分子的空间结构是 ，中心原子杂化类型为
，属于 （填“极性”或“非极性”）分子。
②CuFeS2与氧气反应生成SO2，SO2中中心原子的价电子对数
为 ，共价键的类型有 。
角形
sp3杂
化
极性
3
σ键、π键
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解析： ①根据臭鸡蛋气味的气体判断出X为H2S。H2S
与H2O一样，中心原子杂化类型为sp3杂化，分子的空间结构
为角形，属于极性分子。②由价电子对互斥理论知，SO2中
中心原子S的价电子对数＝2＋ ＝3。
（2）氨是 分子（填“极性”或“非极性”），中心原子
的轨道杂化类型为 。
解析： NH3是以极性键形成的极性分子。NH3分子中
含有3个σ键和1对孤电子对，N原子采取sp3杂化。
极性
sp3杂化
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H︰ ︰ ︰H
sp3
极性
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解析： 由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分
数，计算可知其分子式为N2H4，该分子的结构式
为 ，分子中的键全部是单键，故N原子的杂
化方式与NH3分子中的N原子杂化方式相同，也是sp3杂化，
该分子为极性分子。
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（2）若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应，产生两种无毒又不
污染环境的物质，在该反应的反应物和反应产物中既含有极
性键又含有非极性键的是 ，只含有非极性
键的是 ，只含有极性键的是 。
解析： H2O2和N2H4反应后生成的物质无毒又不污
染环境，故得到的是N2和H2O，反应的化学方程式为
N2H4＋2H2O2 N2↑＋4H2O，两种反应物中都含有极
性键和非极性键，在反应产物H2O中只含有极性键，N2
中只含有非极性键。
N2H4和H2O2
N2
H2O
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解析： 因为N2O和CO2分子结构相似，故都为直线形，
CO2的结构式为O C O，而N2O分子中氧原子只与一
个氮原子相连，故N2O的结构式为 N N O。
︰ ︰︰N︰︰ ︰
含有
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感谢欣赏
THE END
