必考点05 分子的空间结构-高二化学下学期期中期末必考题精准练（人教版选择性必修2）

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必考点05  分子的空间结构题型一  分子结构的测定和多样性例1．（2021·浙江省开化中学高二期中）类比推理是化学中常用的思维方法，下列推理正确的是A．MgCl2溶液低温蒸干得到Mg(OH)2，NaCl溶液低温蒸干也可得到NaOHB．Na2O2与CO2反应生成Na2CO3与O2，推测Na2O2与SO2反应生成Na2SO3与O2C．Fe与S在加热条件下生成FeS，则Cu与S在加热条件下生成CuSD．CO2为直线形分子，推测COS(氧硫化碳)也是直线形分子例2．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对孤电子对例3．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　⑦C　⑧NA.①②③⑤⑥⑦ B.③⑦⑧C.④⑥⑧ D.③⑤例4．已知在CH4分子中C—H间的键角为109°28',NH3分子中N—H间的键角为107°,H2O分子中O—H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【解题技巧提炼】1．分子结构的测定测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。红外光谱可分析分子中含有何种化学键或官能团的信息；现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。2．常见分子空间结构(1)三原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CO2O==C==O180°直线形H2O105°V形 (2)四原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CH2O约120°平面三角形NH3107°三角锥形 (3)五原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CH4109°28′正四面体形CCl4109°28′正四面体形 (4)其他多原子分子的空间结构 题型二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系例1．（2021·浙江·诸暨中学高二期中）下列描述中正确的是A．CS2分子的立体构型为V形B．ClO的立体构型为平面三角形C．NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对D．SiF4和SO的中心原子均采取sp3杂化例2．（2021·吉林·梅河口市第五中学高二期中）氯化亚硫(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚硫分子的VSEPR模型、空间结构和中心原子(S)采取何种杂化方式的说法正确的是A．四面体形、三角锥形、sp3 B．平面三角形、平面三角形、sp2C．四面体形、平面三角形、sp3 D．四面体形、三角锥形、sp2例3．（2021·山东乳山·高二期中）下列化学用语表达正确的是A．SO3的VSEPR模型B．铍原子最外层原子轨道示意图：C．铬原子价电子排布式：3d54s1D．违反了洪特规则【解题技巧提炼】1．杂化轨道类型与分子空间结构的关系(1)当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的空间结构与杂化轨道的空间结构相同。杂化类型spsp2sp3轨道夹角180°120°109°28′杂化轨道示意图实例BeCl2BF3CH4分子结构示意图分子空间结构直线形平面三角形正四面体形 (2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键电子对的排斥作用，会使分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有所不同。ABn型分子中心原子杂化类型中心原子孤电子对数空间结构实例AB2sp21V形SO2AB3sp31三角锥形NH3、PCl3、NF3、H3O＋AB2或(B2A)2V形H2S、NH 2．判断中心原子杂化轨道类型的三种方法(1)根据杂化轨道数目判断杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：杂化轨道数目＝价层电子对数目＝σ键电子对数目＋中心原子的孤电子对数目，再由杂化轨道数目确定杂化类型。杂化轨道数目234杂化类型spsp2sp3 (2)根据杂化轨道的空间分布判断①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。(3)根据杂化轨道之间的夹角判断①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化。题型一  分子结构的测定和多样性1．下列说法不正确的是(   )A．不是所有的共价键(σ键)都具有方向性B．N≡N的键能比N=N与N—N的键能和大，所以N≡N不易发生加成反应C．根据电负性及价层电子对互斥理论可知，OF2分子的构型与H2O分子的构型相同D．基态Na原子核外电子占有3个能层、4个能级、6个原子轨道，有6种运动状态不同的电子2．三氟化氮(NF3)是无色无味的气体，它可由氨气和氟气反应得到，反应的化学方程式为4NH3+3F2=NF3+3NH4F。则下列有关NF3的叙述不正确的是A．NF3中N呈+3价 B．NF3是共价化合物C．NF3的氧化性比F2强 D．NF3分子呈三角锥形3．下列有关化学用语表示正确的是A．基态Cu的价电子排布式：3d94s2 B．HCN的结构式：H－C≡NC．水分子的球棍模型： D．CaCl2的电子式4．下列分子的空间构型为平面三角形的是（　 　）A．PCl3 B．BCl3 C．NH3 D．H2O题型二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系1．氨气分子的空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为(    )A．两种分子中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强D．氨气分子的原子总数为4而甲烷为52．乙二酸(HOOC-COOH)受热分解产物为CO、CO2和H2O。下列有关说法正确的是A．CO的结构式为C=OB．C、H、O元素电负性由大到小的顺序为O>H>CC．HOOC-COOH分子和CO2分子中碳原子轨道杂化类型相同D．HOOC-COOH分子内σ键与π键个数之比为7：23．杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列关于、、杂化轨道的夹角的比较正确的是(    )A．杂化轨道的夹角最大 B．杂化轨道的夹角最大C．杂化轨道的夹角最大 D．、、杂化轨道的夹角相等4．顺铂是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物；碳铂是1，1－环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，结构如图所示，其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是(    )A．碳铂中所有碳原子不在同一平面上B．顺铂分子中氮原子的杂化方式是杂化C．碳铂分子中杂化的碳原子与杂化的碳原子数目之比为2∶1D．1mol1，1－环丁二羧酸含有键的数目为 1．（2021·全国·高二单元测试）下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是A．CH3CH=CH2 B．CH3-C≡CH C．CH3CH2OH D．CH≡CH2．下列分子和离子中，中心原子价层电子对的几何构型为四面体型且分子或离子的立体构型为V形的是A．SO2 B．H3O+ C．BeCl2 D．OF23．下列分子中，其空间构型说法错误的是A．NH3的空间构型属于三角锥形 B．CH4、白磷(P4)的空间构型都属于正四面体形C．苯、甲苯中所有的原子都共平面 D．乙烯、氯乙烯中所有的原子都共平面4．（2021·四川省绵阳南山中学高二期中）在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如、、，它们虽是微量的，有些却是强温室气体，下列推测不正确的是A．在中的溶解度比在水中大B．存在手性异构C．熔点：D．由价层电子对互斥理论可确定的构型为四面体，原子是杂化5．下表中各粒子对应的空间结构及杂化方式均正确的是 (　　)选项粒子空间结构杂化方式ASO3平面三角形S原子采取sp杂化BSO2V形S原子采取sp3杂化CC三角锥形C原子采取sp2杂化DC2H2直线形C原子采取sp杂化 6．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学高二期中）由短周期前10号元素组成的物质T和X有如图所示的转化。X不稳定，易分解。下列有关说法正确的是A．为使该转化成功进行，Y可以是酸性KMnO4溶液B．等物质的量的T、X分子中含有键的数目均为NAC．T分子中含有p-p键，该键的特征是轴对称，可旋转D．T分子的空间结构为三角锥形7．(双选)化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图所示:,下列说法正确的是(　　)A.碳、氮原子的杂化类型相同B.氮原子与碳原子分别为sp3杂化与sp2杂化C.1 mol A分子中所含σ键的数目为11NAD.编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内 8．价电子对互斥(简称VSEPR)理论可用于预测简单分子的空间结构。请回答下列问题：(1)利用价电子对互斥理论推断下列分子或离子的空间结构：①___________；  ②___________；   ③___________；④___________；  ⑤HCHO___________；   ⑥HCN___________。(2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小：①甲醛分子中的键角___________(填“＞”“＜”或“=”，下同)120°；②分子中的键角___________120°；③分子中的键角___________109°28′。(3)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据图所示的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：A：___________；B：___________。(4)按要求写出第2周期非金属元素组成的中性分子的化学式：平面形分子___________，三角锥形分子___________，四面体形分子___________。9．回答下列填空：（1）有下列分子或离子：①CS2，②PCl3，③H2S，④CH2O，⑤H3O＋，⑥NH4+，⑦BF3，⑧SO2。粒子的立体构型为直线形的有________(填序号，下同)；粒子的立体构型为V形的有________；粒子的立体构型为平面三角形的有________；粒子的立体构型为三角锥形的有____；粒子的立体构型为正四面体形的有____。（2）俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)为平面三角形，但C—Cl键与C=O键之间的夹角为124.3°；C—Cl键与C—Cl键之间的夹角为111.4°，解释其原因：____。10.20世纪50年代,科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),用于预测简单分子的空间结构。其要点可以概括为:Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成,A为中心原子,X为与中心原子相结合的原子,E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对),(n+m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥,尽可能均匀地分布在中心原子周围的空间;Ⅱ.分子的空间结构是指分子中的原子在空间的分布,不包括中心原子上未成键的孤电子对;Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力大小顺序为:ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力;ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力;ⅲ.X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强;ⅳ.其他……请仔细阅读上述材料,回答下列问题:(1)根据要点Ⅰ可以画出AXnEm的VSEPR理想模型,请填写下表:n+m2 VSEPR理想模型 正四面体形价层电子对之间的理想键角 109°28' (2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因:　。 (3)H2O分子的空间结构为　　　　,请你预测水分子中H—O—H键角的大小范围并解释原因:  　。 (4)SO2Cl2和SO2F2都属于AXnEm型分子,SO之间以双键结合,S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构:　　　　　　　　,SO2Cl2分子中Cl—S—Cl键角　　　　(填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中F—S—F键角。 (5)用价层电子对互斥模型(VSEPR模型)判断下列分子或离子的空间结构(当n+m=6时,VSEPR理想模型为正八面体)。分子或离子PbCl2XeF4SnCPF3Cl2HgC空间结构