高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构精品当堂检测题

第二章　第二节

A组·基础达标

1．下列分子的空间结构与水分子相似的是(　　)

A．CO2 B．H2S

C．PCl3 D．SiCl4

【答案】B

【解析】H2S与H2O分子的空间结构相似，均为V形分子；而CO2为直线形分子、PCl3为三角锥形分子、SiCl4为正四面体形分子。

2．下列分子中键角最大的是(　　)

A．H2O B．CO2

C．CH2O D．NH3

【答案】B

【解析】H2O分子为V形，键角为105°；CO2分子为直线形，键角为180°；CH2O分子为平面三角形，键角约为120°；NH3分子为三角锥形，键角为107°。

3．用价层电子对互斥模型推测SO3的立体构型为(　　)

A．正四面体形 B．V形

C．三角锥形  D．平面三角形

【答案】D

【解析】SO3分子的中心原子S的价层电子对数＝3＋(6－3×2)＝3，故VSEPR模型为平面三角形结构；由于S原子上没有孤电子对，故SO3分子为平面三角形结构。

4．根据价层电子对互斥模型，判断H3O＋的空间结构是(　　)

A．三角锥形 B．正四面体形

C．平面正三角形 D．变形四面体

【答案】A

【解析】H3O＋中O原子价层电子对数＝3＋(6－1－3×1)＝4，O原子上含有1对孤电子对，根据价层电子对互斥模型，其立体构型为三角锥形。

5．用价层电子对互斥模型预测H2S和NO的空间结构，两个结论都正确的是(　　)

A．直线形；三角锥形 B．V形；三角锥形

C．直线形；平面三角形 D．V形；平面三角形

【答案】D

【解析】H2S分子的中心原子上的孤电子对数＝(6－2×1)＝2，因其σ键电子对数为2，故分子为V形结构；NO的中心原子上的孤电子对数＝(5＋1－3×2)＝0，因其σ键电子对数为3，则NO的空间结构为平面三角形。

6．下列常见分子中σ键、π键判断正确的是(　　)

A．CN－与N2结构相似，CH2===CHCN分子中σ键与 π 键数目之比为1∶1

B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与 π 键数目之比为2∶1

C．1 mol C2H2分子中含有的 π 键数目为2NA

D．已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的 π 键数目为6NA

【答案】C

【解析】CH2CHCN分子中含有6个σ键和3个π键，所以其数目之比为2∶1，A错误；CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为1∶2，B错误；1 mol H—CC—H中含有2NA π 键，C正确；若该反应中有4 mol N－H键断裂，则生成1.5 mol氮气，形成π键的数目是3NA，D错误。

7．下列与CH3CH3分子中碳原子杂化类型相同的是(　　)

A．CO2 B．NH3

C．C2H2 D．CS2

【答案】B

8．下列推断不正确的是(　　)

A．BF3为平面三角形分子

B．NH的电子式为

C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的s－p σ键

D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键

【答案】C

【解析】BF3分子的空间结构为平面三角形；NH的空间结构为正四面体形，电子式为；CH4中碳原子的1个2s轨道与3个2p轨道杂化形成4个sp3杂化轨道，4个sp3杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠，形成4个σ键。

9．(1)利用VSEPR模型推断下列分子或离子的空间结构。

PO__________；

CS2__________；

AlBr3(共价分子)__________。

(2)有两种化学反应中的活性中间体粒子，这两种粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：

__________________；

__________________。

(3)按要求写出第二周期非金属元素原子构成的中性分子的分子式。平面三角形分子：____________，三角锥形分子：_________________，正四面体形分子：______________。

【答案】(1)正四面体形　直线形　平面三角形

(2)CH　CH

(3)BF3　NF3　CF4

B组·能力提升

10．在白磷分子(P4)中，四个P原子分别处于正四面体的四个顶点上，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷分子的说法正确的是(　　)

A．白磷分子中的键角为109°28′ B．分子中共有4对共用电子对

C．白磷分子中的键角为60° D．分子中有6对孤电子对

【答案】C

【解析】根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合，从而形成正四面体结构，所以键角为60°，分子中共有6个共价单键(即6对共用电子对)，4对孤电子对。

11．下列分子或离子的中心原子上带有一对孤电子对的是　　(　　)

①BeCl2　②CH4　③NH3　④CH2O　⑤SO2　⑥H2S 　⑦CO　⑧NH

A．①②③⑤⑥⑦ B．③⑦⑧

C．④⑥⑧ D．③⑤

【答案】D

【解析】根据孤电子对数＝(a－xb)，可以计算出各微粒中心原子上的孤电子对数分别为0、0、1、0、1、2、0、0，故含有一对孤电子对的是③⑤。

12．已知在CH4分子中C—H键间的键角为109°28′，NH3分子中N—H键间的键角为107°，H2O分子中O—H键间的键角为105°，则下列说法正确的是(　　)

A．孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力

B．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力

C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力

D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系

【答案】A

【解析】孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力，孤电子对对成键电子对的排斥导致分子中的键角变小，A正确。

13．下列描述正确的是(　　)

A．CS2为V形分子

B．NCl3分子的空间结构为平面三角形

C．SF6中有4对完全相同的成键电子对

D．SiF4和H2O分子中的中心原子均为sp3杂化

【答案】D

【解析】CS2与CO2分子的空间结构相似，均为直线形分子，A错误；NCl3分子中氮原子上有1对孤电子对，其空间结构为三角锥形，B错误；SF6中有6对完全相同的成键电子对，C错误；SiF4和H2O分子中的中心原子含有的价层电子对数均是4，中心原子均为sp3杂化，D正确。

14．下列说法正确的是(　　)

A．NCl3分子呈平面三角形，这与氮原子采取sp2杂化密切相关

B．sp3杂化轨道是由中心原子的任意1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道

C．中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形或三角锥形或V形

D．AB3型分子的空间结构必为平面三角形

【答案】C

【解析】NCl3分子中的氮原子上的价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝3＋＝4，因此NCl3分子中氮原子是sp3杂化，A错误；sp3杂化轨道是原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道“混杂”起来，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道，B错误；一般中心原子采取sp3杂化的分子所得到的4个杂化轨道空间结构为正四面体形，如果这4个sp3杂化轨道都参与成键，则分子的空间结构为正四面体形，如甲烷分子，但如果某些杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据，则所形成分子的空间结构会发生变化，如NH3、PCl3分子是三角锥形，H2O分子是V形，C正确，D错误。

15．原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。

请回答下列问题：

(1)碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。已知乙烯和苯分子都是平面结构。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取sp杂化的是____________(写结构简式，下同)，采取sp2杂化的是____________，采取sp3杂化的是__________________。试写出一种有机物分子的结构简式，要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子：________________。

(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，可能的原因是____________________。

(3)由于阳离子所带电荷的作用，阴、阳离子形成化合物时，阴离子的电子云会发生变化，使离子键逐渐向共价键过渡。阳离子所带电荷数越多，阴离子半径越大时，电子云变化越大，导致所形成的化合物在水中的溶解度越小。由此可知，四种卤化银(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的顺序为__________。

【答案】(1)CHCH　CH2CH2、　　CH3CH3　 (其他合理答案均可)

(2)CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，故键角依次减小

(3)AgF>AgCl>AgBr>AgI

【解析】(1)乙烷分子中的碳原子采取sp3杂化，乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2杂化，乙炔分子中的碳原子采取sp杂化，同时含有三种不同杂化方式的碳原子的有机物分子中应该同时含有烷基(或环烷基)、碳碳双键(或苯环)和碳碳三键。(2)H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3杂化，而O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用最大，键角最小；N原子上有1对孤电子对，对成键电子对的排斥作用使键角缩小，但比水分子的键角要大；C原子上无孤电子对，CH4分子中的键角最大。