高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质第二节 分子的空间结构巩固练习

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质第二节 分子的空间结构巩固练习，共13页。试卷主要包含了单选题，填空题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
第二章第二节分子的空间结构同步练习
2022——2023学年高中化学人教版（2019）选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．下列分子的VSEPR模型与分子立体结构模型一致的是
A．NH3 B．CCl4 C．H2O D．PCl3
2．由共价键形成的分子具有一定的空间结构。下列分子中共价键之间的夹角最大的是
A． B． C． D．
3．下列分子的中心原子的价层电子对数是3的是
A． B． C． D．
4．如图所示，小黑球表示相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，小白球表示氢原子，小黑点表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。下列说法中正确的是

A．分子中，中心原子采用杂化的只有①③
B．①分子为正四面体结构，④分子为V形
C．②分子中键数与键数之比为
D．四种分子的键角大小顺序为②>③>①>④
5．、、都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是
A．碳原子均采取杂化，且中所有原子均共面
B．与、几何构型均为三角锥形
C．与形成离子化合物
D．两个或一个和一个结合可得到不同化合物
6．下列各组分子的中心原子杂化轨道类型相同，分子的空间结构不相同的是
A．、、 B．、、
C．、、环己烷 D．、、
7．世界上产量最大的通用塑料聚氯乙烯的一种制备流程如下：

对于该流程中涉及的几种物质及反应，下列说法正确的是
A．乙炔分子中的原子用杂化轨道形成了一个键和两个键
B．氯乙烯分子中所有原子都在同一平面上
C．氯乙烯和聚氯乙烯分子中原子采取的杂化方式相同
D．加成反应和加聚反应的过程中，原子的杂化方式不一定发生改变
8．氨气分子的空间结构是三角锥形，而甲烷分子的空间结构是正四面体形，这是因为
A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，中原子为杂化，而中原子是杂化
B．分子中氮原子形成3个杂化轨道，分子中碳原子形成4个杂化轨道
C．分子中中心原子上有一对未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强
D．氨气是四原子化合物，甲烷为五原子化合物
9．下列叙述正确的是
A．中间的键角为，中间的键角为，中间的键角为，说明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．的立体结构是正四边形
C．分子中各原子均达到稳定结构
D．的立体结构是三角锥形
10．用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列判断错误的是
A．、都是直线形的分子 B．的空间结构为平面三角形
C．、都是平面三角形的分子 D．是三角锥形的分子
11．顺铂是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属化合物；碳铂是顺式-1，1-环丁烷二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，结构简式如图所示，其毒副作用低于顺铂，下列说法正确的是

A．碳铂分子中所有碳原子在同一个平面内
B．顺铂分子中氮原子的杂化方式是
C．碳铂分子中杂化的碳原子与杂化的碳原子数之比为
D．1个1，1-环丁二羧酸()分子中含有键的数目为12
12．磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构如图所示。下列说法错误的是

A．基态Cl原子的核外电子有17种运动状态
B．C、N、O、P四种元素中电负性最大的是O
C．分子中磷原子的价层电子对数为4
D．该有机物中N的杂化方式只有一种
13．下列说法中正确的是
A．、、、分子中原子的最外层都不满足8电子稳定结构
B．和都是正四面体形分子且键角都为
C．的电子式为，离子呈平面正方形结构
D．分子中中心原子上有一个未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强
14．下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是
①BF3②③④C2H2⑤N2H4⑥苯分子
A．①②③ B．①③⑥ C．②③⑤ D．③④⑥
15．下列图形属于杂化轨道的是
A． B．
C． D．

二、填空题
16．20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为中心原子价层未参与成键的电子对（称为孤电子对），称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，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排布，不包括中心原子未成键的孤电子对。
Ⅲ、分子中价层电子对之间的斥力的主要顺序为：
i、孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力；
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)由的模型填写下表：

2
①___________
VSEPR模型
②___________
四面体形
价层电子对之间的键角
③___________

(2)请用模型解释为直线形分子的原因：___________。
(3)分子的空间结构为___________，请你预测水分子中的大小范围并解释原因：___________。
(4)和都属于型分子，S、O之间以双键结合，S与、S与F之间以单键结合。请你预测和分子的空间结构：___________。分子中___________（填“”或“=”）分子中。
17．填空。
(1)利用VSEPR理论推测分子或离子的空间结构：
___________；AlBr3(共价分子)___________。
(2)有两种活性反应中间体，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：
___________；  ___________。
(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构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___________。

三、结构与性质
18．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为____。
(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为___，羰基碳原子的杂化轨道类型为___。
(3)查文献可知，可用2—氯—4—氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲，其反应方程式为

反应过程中，每生成1mol氯吡苯脲，断裂___个σ键，断裂___个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因为___。
②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是__、___、___。
19．下表为四种短周期元素的相关信息
元素
元素的相关信息
Y
原子最外层电子数是次外层电子数的2倍
Z
地壳中含量最多的元素
Q
短周期中金属性最强
R
常温下，R的单质是淡黄色固体，常在火山喷口附近沉积
回答下列问题(注：涉及元素的均要用对应元素的元素符号书写作答)
(1)Y元素的最简单氢化物的空间构型是___________。
(2)最高价的R与Z元素组成的化合物中R原子的杂化方式为___________，其中R在周期表中的位置是___________，R的基态原子电子排布式为___________。
(3)Z、Q、R相比，其原子半径由大到小的顺序是___________。
(4)与O3分子互为等电子体的一种分子为___________，阴离子为___________。
(5)Y与R相比，非金属性较强的是___________，能证明这一结论的事实是___________。(用化学方程式表示)
20．磷酸根离子的空间构型为_______，其中P的价层电子对数为_______、杂化轨道类型为_______。
(2)分子中氮原子的轨道杂化类型是_______；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(3)乙二胺()是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_______、_______。
(4)元素与N同族。预测的氢化物分子的立体结构为_______，其沸点比的_______(填“高”或“低”)，其判断理由是_______。
(5)中，电负性最高的元素是_______；P的_______杂化轨道与O的轨道形成_______键。
(6)的空间构型为_______(用文字描述)；抗坏血酸的分子结构如图所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为_______；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_______(填“难溶于水”或“易溶于水”)。


参考答案：
1．B
【详解】A．中心原子价层电子对为4，VSEPR模型为四面体形，中心N原子为杂化，有孤电子对，空间为三角锥形，故A不选；
B．中心原子价层电子对为4，VSEPR模型为四面体形，中心C原子为杂化，空间为(正)四面体形，故B选；
C．中心原子价层电子对为4，VSEPR模型为四面体形，中心O原子为杂化，有孤电子对，空间为V形分子，故C不选；
D．中心原子价层电子对为4，VSEPR模型为四面体形，中心P原子为杂化，有一对孤对电子，空间为三角锥形，故D不选；
故选B。
2．A
【详解】与的空间构型相同，均为直线形，夹角为；的空间构型为“V”形，夹角为；的空间构型为三角锥形，夹角为；的空间构型为正四面体形，夹角为，因此共价键之间的夹角最大，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
3．B
【详解】水分子中氧原子、甲烷分子中碳原子和氨分子中氮原子的价层电子对数都为4，三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3，故选B。
4．D
【详解】A．④分子的中心原子的价层电子对数为4，采取的是杂化，A错误；
B．①和④的中心原子采取的都是杂化，根据价层电子对互斥模型，①分子中含有1个孤电子对，为三角锥形，④分子中有2个孤电子对，为形分子，B错误；
C．1个②分子中含有2个单键和1个叄键，则键数目与键数目之比为，C错误；
D．根据价层电子对互斥模型，四种分子的键角大小顺序为②>③>①>④，D正确；
故选D。
5．B
【详解】A．中的碳原子价层电子对数是4，采取杂化，A错误；
B．中的碳原子采取杂化，分子构型为三角锥形，、的分子构型均为三角锥形，B正确；
C．与形成的是共价化合物，C错误；
D．两个结合得到的是乙烷，一个和一个结合得到的也是乙烷，D错误；
故选B。
6．B
【详解】A．中心原子都是杂化，其空间结构相同，A不符合题意；
B．中心原子都是杂化，孤电子对数不同，分子的空间结构不相同，B符合题意；
C．三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是杂化，环己烷中碳原子为杂化，C不符合题意；
D．三氧化硫和苯分子的中心原子为杂化，而丙炔中碳原子存在和杂化，D不符合题意；
故选B。
7．B
【详解】A．乙炔分子中的C原子采用sp杂化，形成的杂化轨道分别用于形成键和键，没有杂化的p轨道“肩并肩”重叠形成键，A项错误；
B．氯乙烯分子中的C原子采用sp2杂化，整个分子呈平面形，所有原子都在同一平面上，B项正确；
C．氯乙烯分子中的C原子是sp2杂化，聚氯乙烯分子中的C原子全部形成单键，均采取sp3杂化，C项错误；
D．由流程可知，加成反应和加聚反应中，均有键的断裂，C原子的杂化方式也将随之发生改变，D项错误；
故选B。
8．C
【分析】和中的中心原子都是杂化，都形成夹角为的四个杂化轨道，只是分子中原子利用其中3个杂化轨道与3个原子的轨道成键，另一个杂化轨道被孤电子对占据，所以分子为三角锥形，而分子中4个杂化轨道全部用于形成4个C-H键，所以分子为正四面体形。
【详解】A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型相同，均为杂化，故A错误；
B．两种分子的中心原子均形成4个杂化轨道，故B错误；
C．分子中中心原子上有一对未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强，所以分子为三角锥形，而分子中4个杂化轨道全部用于形成4个C-H键，所以分子为正四面体形，故C正确；
D．分子的空间结构和分子中含几个原子没有必然联系，故D错误；
故选C。
9．A
【详解】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，A正确；
B．中中心原子S有4个σ键，无孤对电子，价层电子对数为4，立体结构是正四面体形，B错误；
C．B原子只形成5个电子，不满足稳定结构，C错误；
D．的立体结构是平面三角形，D错误；
故选：A。
10．A
【详解】A．分子中孤电子对数为，孤电子对数不是整数，这时应当作1来处理，因为单电子也要占据一个轨道，价层电子对数，的模型为平面三角形，的空间构型为V形，HI的空间构型为直线形，A错误；
B．中N原子的价层电子对数，没有孤电子对，空间结构为平面三角形，B正确；
C．、中中心原子价层电子对数都是3且不含孤电子对，所以这两种分子都是平面三角形结构，C正确；
D．中价层电子对数，且含有1个孤电子对，所以为三角锥形结构，D正确；
故选：A。
11．C
【详解】A．碳铂中含饱和碳原子，6个碳原子不可能共平面，A错误；
B．顺铂分子中氮原子有3对σ键电子对，有1对孤电子对，其杂化方式是，B错误；
C．碳铂分子中酯基碳原子为杂化，而其他4个碳原子为杂化，C正确；
D．1，1-环丁二羧酸的结构中有4个饱和碳原子，和2个不饱和碳原子，则1个1，1-环丁二羧酸分子中含有18个键，D错误；
故选C。
12．D
【详解】A．基态Cl原子的核外有17个电子，每个电子运动状态均不相同，则核外电子有17种运动状态，故A正确；
B．非金属性越强，元素的电负性越大，非金属性：，四种元素中电负性最大的是O，故B正确；
C．分子中磷原子的价层电子对数为，故C正确；
D．1个该分子中有2个N原子形成的均是单键，1个N原子形成1个双键和一个单键，还有一个孤电子对，因此含有2个杂化的氮原子和1个杂化的氮原子，故D错误；
故选D。
13．D
【详解】A．N原子最外层有5个电子，与3个Cl原子形成3对共用电子对，所以分子中N原子最外层满足8电子稳定结构，Cl原子最外层也满足8电子稳定结构，故A错误；
B．白磷分子和甲烷分子都是正四面体形，但白磷分子的键角是，故B错误；
C．的电子式为，但铵根离子的空间结构为正四面体形，故C错误；
D．氨气分子中N原子与3个H原子形成3个共价单键，还有一个孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强，所以键角小于，故D正确；
选D。
14．B
【详解】①BF3分子中硼原子价层电子对数=3+=3，B的杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化；②分子中硫原子价层电子对数=3+(6-1×2-2×1)=4，杂化轨道数为4，所以采取sp3杂化；③ 分子中碳原子价层电子对数=3+(4-1×2-2×1)=3，杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化；④分子中每个碳原子价层电子对数=2+(4-3-1)=2，杂化轨道数为2，所以采取sp杂化；⑤N2H4分子中每个氮原子价层电子对数=3+(5-1×2-1)=4，杂化轨道数为4，所以采取sp3杂化；⑥苯分子中每个碳原子杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化。
综上所述，选B。
15．D
【分析】杂化轨道夹角为，据此分析解答。
【详解】A．根据键角大小可知，采用的的杂化方式为sp3杂化，A不符合题意；
B．根据键角大小可知，采用的的杂化方式为sp2杂化，B不符合题意；
C．上述表示的是未参与杂化的p轨道，C不符合题意；
D．根据键角大小可知，采用的的杂化方式为s杂化，D符合题意；
故选D。
16．(1) 4 直线形 180°
(2)CO2中C原子价层电子对数为2，由VSEPR模型知，两对成键电子对应尽量远离，故为直线形结构
(3) 形 水分子属于AX2E2，n＋m=4，VSEPR理想模型为正四面体形，价层电子对之间的夹角均为109°28′，根据III中的i，应有∠H—O—H

【解析】（1）
当n+m=2时，VSEPR模型为直线形，键角为180°；当n+m=4时，VSEPR模型为四面体形，键角为109°28′，故答案为：4；直线形；180°；
（2）
二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，分子属于AX2E0型，由VSEPR模型知，两对成键电子对应尽量远离，所以二氧化碳的空间构型为直线形结构，故答案为：CO2中C原子价层电子对数为2，由VSEPR模型知，两对成键电子对应尽量远离，故为直线形结构；
（3）
水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，所以分子的空间构型为V形；由于水分子中氧原子的价层电子对数为4，水分子的VSEPR模型为四面体形，价层电子对之间的夹角均为109°28′，但是由于两对未成键电子对的排斥作用，导致略小于，故答案为：水分子属于AX2E2，n＋m=4，VSEPR理想模型为正四面体形，价层电子对之间的夹角均为109°28′，根据III中的i，应有∠H—O—H。
17．(1) 三角锥形 平面三角形
(2) CH CH
(3) BF3 NF3 CF4

【解析】(1)
中Cl原子价电子对数是，有1个孤电子对，为三角锥形；AlBr3(共价分子)中Al原子价电子对数是，无孤电子对，AlBr3为平面三角形；
(2)
呈平面三角形，C原子价电子对数是3，所以是CH；呈三角锥形，C原子价电子对数是4，有1个孤电子对，所以是CH。
(3)
由第二周期非金属元素构成的中性分子中，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面体形的是CF4。
18．(1)1
(2) sp3、sp2 sp2
(3) NA NA
(4) H−O键的键能大于H−N键的键能 V形 三角锥形 直线形

【解析】（1）
氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数为1。
（2）
根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，取sp3杂化，剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，采取sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，采取sp2杂化。
（3）
由于σ键比π键稳定，根据反应方程式可知，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的N=C键中的π键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N−H键。
（4）
①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，H−O键的键能大于H−N键的键能，所以H2O分子比NH3分子稳定。
②H2O分子中O原子的价层电子对数=2+=4，孤电子对数为2，所以其空间结构为V形；NH3分子中N原子的价层电子对数=3+=4，孤电子对数为1，所以其空间结构为三角锥形；CO2分子中C原子的价层电子对数=2+=2，不含孤电子对，所以其空间结构为直线形。
19．(1)正四面体形
(2) sp2 第三周期第VIA族 1s22s22p63s23p4 或[Ne]3s23p4
(3)Na>S>O
(4) SO2
(5) S

【分析】Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，Y是C元素；Z是地壳中含量最多的元素，Z是O元素；Q是短周期中金属性最强的元素，Q是Na元素；常温下，R的单质是淡黄色固体，常在火山喷口附近沉积，R是S元素。
(1)
Y是C元素，最简单氢化物是CH4，空间构型是正四面体形；
(2)
最高价的S与O元素组成的化合物是SO3，S原子的价电子对数是3，杂化方式为sp2，S是16号元素，在周期表中的位置是第三周期第VIA族，S的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p4；
(3)
电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，O、Na、S原子半径由大到小的顺序是Na>S >O；
(4)
等电子体是组成原子数相同、价电子数也相同的微粒，与O3分子互为等电子体的一种分子为SO2，阴离子为；
(5)
C与S相比，非金属性较强的是S，元素非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强，碳酸钠和硫酸反应生成二氧化碳能证明S的非金属性大于C，反应方程式是。
20． 正四面体 4 三角锥形 低 分子间存在氢键 O 正四面体形 易溶于水
【详解】(1)中中心P原子的价层电子对数为，不含孤电子对，因此其空间构型为正四面体，P原子采取杂化方式，形成4个杂化轨道，故答案为：正四面体；4；；
(2)中中心N原子的孤电子对数为，价层电子对数为，杂化类型为杂化，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但基态N原子的轨道为半充满稳定结构，N元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，故第一电离能：，故答案为：；；
(3)乙二胺中N原子形成3个键，有1个孤电子对，杂化轨道数为4，采取杂化，C原子形成4个键，杂化轨道数为4，采取杂化，故答案为：；；
(4)元素与N位于同主族，的氢化物()分子的立体结构与N的氢化物()分子的立体结构相同，均为三角锥形；的沸点比的沸点低，是因为分子间存在氢键，故答案为：三角锥形；低；分子间存在氢键；
(5)同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，则电负性：；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则电负性：；中H元素显正价，P元素显负价，则电负性：，由此可得电负性：，故中，电负性最高的是氧(O)，P与O原子形成4个键，且无孤电子对，则P采用杂化，P的杂化轨道与O的轨道形成键，故答案为：O；；；
(6)的中心S原子最外层有6个电子，按照模型，价层电子对数为4，故中的S原子为杂化，空间构型为正四面体形，形成双键的碳原子为杂化，四个键均为单键的碳原子为杂化；抗坏血酸分子中有四个羟基，羟基为亲水性基团，则抗坏血酸易溶于水，故答案为：正四面体形；；易溶于水。