人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构第1课时课时练习

第二节　分子的空间结构

第1课时　分子结构的测定　多样的分子空间结构　价层电子对互斥模型

知识点一　分子结构的测定与多样的分子空间结构的考查

1.下列分子的立体结构模型正确的是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A.CO2的立体结构模型:

B.PH3的立体结构模型:

C.H2S的立体结构模型:

D.CH4的立体结构模型:

2.下列分子的空间结构是正四面体形的是 (　　)

①CH4　②NH3　③CF4　④SiH4　⑤C2H4　⑥CO2

A.①②③ B.①③④

C.①③⑤ D.②④⑤

3.能说明CH4分子中的5个原子不在同一平面而为正四面体结构的是              (　　)

①两个键之间的夹角为109°28'

②C—H键为极性共价键

③4个C—H键的键能、键长相同

④二氯甲烷没有同分异构体

A.①② B.①③    C.②③ D.①④

知识点二　价层电子互斥模型的考查

4.若ABn的中心原子A没有未用于形成共价键的孤电子对,运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是              (　　)

A.若n=2,则分子的空间结构为V形

B.若n=3,则分子的空间结构为三角锥形

C.若n=4,则分子的空间结构为正四面体形

D.以上说法都不正确

5.下列有关价层电子对互斥模型的描述正确的是 (　　)

A.价层电子对就是σ键电子对

B.孤电子对数由分子式来确定

C.分子的空间结构是价层电子对互斥的结果

D.孤电子对数等于π键数

6.下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是 (　　)

A.H2O     B.NH3    C.N D.PCl3

7.下列分子中键角最大的是 (　　)

A.H2S   B.H2O

C.CCl4    D.NH3

8.用VSEPR模型预测下列分子或离子的空间结构,其中不正确的是 (　　)

A.N为正四面体形

B.CS2为直线形

C.HCN为V形

D.PCl3为三角锥形

9.右表是元素周期表中短周期的一部分。A、D两种元素原子的核内质子数之和为23。下列有关说法中不正确的是              (　　)

A.原子半径:A>B

B.C的气态氢化物的分子空间结构为平面三角形

C.最高价氧化物对应水化物的酸性:D>C

D.SiO2可溶解在溶有HB的溶液中

10.根据价层电子对互斥模型(VSEPR模型),下列分子或者离子的中心原子的VSEPR模型为四面体,且空间结构为三角锥形的是              (　　)

A.BF3     B.H2S

C.PCl3     D.S

11.对CO2和SO2的说法正确的是 (　　)

A.都是AB2型,所以都是直线形

B.C原子和S原子上都没有孤电子对

C.CO2是直线形结构,SO2是V形结构

D.都含有极性共价键和非极性共价键

12.下列说法中正确的是 (　　)

A.NO2、SO2、BF3、NCl3分子中各原子的最外层电子都不满足8电子的稳定结构

B.P4和CH4都是正四面体分子,且键角都为109°28'

C.N的电子式为,呈平面正方形结构

D.NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强

13.为了解释和预测分子的空间结构,科学家在归纳了许多已知分子空间结构的基础上,提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类:一类是　     ; 另一类是　　　　　。BF3和NF3都是四个原子的分子,BF3的中心原子是　　　　,NF3的中心原子是　　　　;BF3分子的空间结构是平面三角形,而NF3分子的空间结构是三角锥形的原因是　 　。 

14.(1)用VSEPR模型推测下列分子或离子的空间结构。

①HCN(H—C≡N)　　　　　　; 

②AlBr3(共价分子)　　　　　　;  

③C　　　　　　; 

④S　　　　　　。 

 (2)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构成的中性分子的化学式。

平面三角形分子　　　;三角锥形分子　　　　;四面体形分子　　　　。 

15.试回答下列问题:

(1)利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构:

SeO3　　　　;SCl2　　　　;N　　　　; 

N　　　　;HCHO　　　　;HCN　　　　。 

(2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小:

①SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角　　　　120°。 

②PCl3分子中,Cl—P—Cl的键角　　　　109.5°。 

16.已知A、B、C、D、E为中学常见的五种物质,均含有元素Y,有的还可能含有元素X、Z,元素X、Y、Z的原子序数依次递增。

①元素Y在A、B、C、D、E中所呈的化合价依次递增,其中只有B为单质。

②常温下将气体D通入水中发生反应,生成C和E。

③工业上以A、空气和水为原料,通过催化氧化法制取E。

请回答以下问题:

(1)A分子的空间结构是　　　;从轨道重叠的方式看,B分子中的共价键类型有　　　。 

 (2)写出②中反应的化学方程式:  　。 

(3)工业上,若输送Cl2的管道漏气,用A进行检验时可观察到大量白烟,同时有B生成。写出有关反应的化学方程式:　        。 

17.价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)可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,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主要顺序为:

①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;

②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;

③X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;

④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:

 (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)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:

参考答案

1.D　【解析】 CO2分子的空间结构是直线形,A不正确;PH3的空间结构为三角锥形,B不正确;H2S的空间结构为V形,C不正确;CH4的空间结构为正四面体形,D正确。

2.B　【解析】 CH4、CF4、SiH4分子的空间结构都是正四面体形,而NH3是三角锥形,CO2是直线形,C2H4是平面形分子。

3.D

4.C　【解析】 若中心原子A没有未用于成键的孤电子对,则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的空间结构为直线形;n=3时,分子的立体结构为平面三角形;n=4时,分子的空间结构为正四面体形。

5.C　【解析】 价层电子对数是σ键电子对数与孤电子对数之和,孤电子对数是指没有成键的价电子对数,其与中心原子价层电子总数、与中心原子结合的原子最多能接受的电子数及与中心原子结合的原子数有关,A、B、D项错误。

6.A　【解析】 A项,氧原子有两对未成键的价电子对;B项,氮原子有一对未成键的价电子对;C项,N的中心原子的价电子全部参与成键;D项,磷原子有一对未成键的价电子对。

7.C　【解析】 题中四种物质中的中心原子的价层电子对数都是4,CCl4中不存在孤电子对,键角为109°28';NH3中存在1对孤电子对,H2S和H2O中存在2对孤电子对,由于孤电子对的排斥作用,导致NH3、H2S和H2O的键角小于109°28'。

8.C　【解析】 N、CS2、HCN中心原子上的价电子都用于形成共价键,没有孤电子对,所以其空间结构分别为正四面体形、直线形、直线形;PCl3中心P原子上有一对孤电子对,未用于形成共价键,其空间结构为三角锥形。

9.B　【解析】 A、C的原子序数差为8,结合“A、D两种元素原子的核内质子数之和为23”知,A为7号元素N,D为16号元素S,那么C为P,B为F。PH3呈三角锥形,B项错误。

10.C　【解析】 VSEPR模型为四面体说明该微粒的价层电子对数是4,空间结构为三角锥形说明该微粒中含有1对孤电子对。BF3分子中B原子的价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,故A错误;H2S分子中S原子的价层电子对数是4,VSEPR模型为四面体,孤电子对数为2,空间结构为V形,故B错误;PCl3分子中P原子的价层电子对数是4,VSEPR模型为四面体,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,故C正确;S中S原子的价层电子对数是4,VSEPR模型为四面体,孤电子对数为0,空间结构为正四面体形,故D错误。

11.C

12.D　【解析】 NCl3分子的电子式为,分子中各原子都满足8电子的稳定结构,A项错误;P4为正四面体形分子,但其键角为60°,B项错误;N为正四面体结构而非平面正方形结构,C项错误;NH3分子的电子式为,有一对未成键电子,由于未成键电子对成键电子的排斥作用,使其键角为107°,呈三角锥形,D项正确。

13.中心原子上的价电子都用于形成共价键　中心原子上有孤电子对　B　N　BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键而呈平面三角形;而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键,还有1对未成键的孤电子对,占据了N原子周围的空间,形成三角锥形

14.(1)①直线形　②平面三角形

③平面三角形　④正四面体形

(2)C　C　(3)BF3　NF3　CF4

15.(1)平面三角形　V形　直线形　V形　平面三角形　直线形

(2)①<　②<

【解析】 (1)SeO3中,Se的价层电子对数为3+×(6-3×2)=3,孤电子对数为0,SeO3为平面三角形;SCl2中,S的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,孤电子对数为2,SCl2为V形;N中,N的价层电子对数为2,孤电子对数为0,N为直线形;N中,N的价层电子对数为3,孤电子对数为1,N为V形;HCHO分子中有1个碳氧双键,看作1对成键电子,2个C—H单键为2对成键电子,C原子的价层电子对数为3,且无孤电子对,所以HCHO分子的空间结构为平面三角形;HCN分子的结构式为H—C≡N,含有1个C≡N键,看作1对成键电子,1个C—H单键为1对成键电子, 故C原子的价层电子对数为2,且无孤电子对,所以HCN分子的空间结构为直线形。(2)SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数目是2+=3,成键电子对数=2,孤电子对数=1,由于孤电子对与Sn—Br键的排斥作用大于Sn—Br键之间的排斥作用,故键角<120°。

PCl3分子中,P的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,含有1对孤电子对,由于孤电子对与P—Cl键的排斥作用大于P—Cl键间的排斥作用,所以Cl—P—Cl的键角小于109.5°。

16.(1)三角锥形　σ键和π键

(2)3NO2+H2O2HNO3+NO

(3)8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl

【解析】 由①可知Y元素在A中显负价,在C、D、E中显正价,由③可知A为NH3,E为HNO3,由②可知D为NO2,C为NO,则B为N2。

(1)NH3的电子式为,根据价层电子对互斥模型可知其空间结构为三角锥形;N2的结构式为N≡N,含有σ键和π键。

(3)由题给信息可知,Cl2与NH3反应生成N2和NH4Cl,其反应的化学方程式为8NH3+3Cl26NH4Cl+N2。

17.

(2)CO2属AX2E0,n+m=2,故为直线形

 (3)V形　水分子属AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体形,根据Ⅲ中的①,应有H—O—H键角<109°28'

(4)

【解析】 VSEPR模型的判断方法:在分子中当n+m=2, 且不存在孤电子对时为直线形分子;当n+m=3时,如果没有孤电子对时为平面三角形,如果有1对孤电子对时为V形;当n+m=4时,如果没有孤电子对时为正四面体形,如果有1对孤电子对时为三角锥形,如果有2对孤电子对时为V形。所以水分子中n+m=4,且有2对孤电子对,是V形结构,根据Ⅲ中的①,H—O—H键角小于109°28'。