高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构第1课时课后复习题

一、选择题(每小题4分，共48分)

1．下列说法正确的是(　D　)

A．所有的分子都是由两个或两个以上的原子构成

B．所有的三原子分子都是直线形结构

C．所有的四原子分子都是平面三角形结构

D．五原子分子不一定是正四面体形结构

解析：稀有气体为单原子分子，H2O为V形，SO3是平面三角形，NH3是三角锥形，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等都是四面体形，但不是正四面体形结构。

2．下列分子中键角最大的是(　B　)

A．H2O　　 　　B．CO2　　 　　C．BF3　　 　　D．CH4

解析：四个选项中键角最大的为直线形的CO2分子，键角为180°，其次为平面三角形分子BF3，键角为120°，再次为正四面体形分子CH4，键角为109°28′，最小的是V形分子H2O，由于水分子中存在2对孤电子对，其对成键电子对的排斥作用较强，键角被压缩到104.5°。

3．下列物质的立体构型与NH3分子相同的是(　A　)

A．H3O＋  B．H2O  C．CH4  D．CO2

解析：氨气分子中N原子的价层电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，含有一对孤电子对，故氨气分子为三角锥形结构。H3O＋中氧原子的价层电子对数＝3＋×(6－3×1－1)＝4，含有一对孤电子对，所以它为三角锥形结构，A项正确；H2O中氧原子的价层电子对数＝2＋×(6－2×1)＝4，含有2对孤电子对，所以水分子为V形结构，B项错误；同理可确定CH4是正四面体形结构，CO2为直线形结构，C、D项错误。

4．用价层电子对互斥理论预测H2S和PCl3的立体构型，两个结论都正确的是(　B　)

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

解析：H2S中S原子的价层电子对数＝2＋×(6－2×1)＝4，含有2对孤电子对，所以其立体构型为V形；PCl3中P原子的价层电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，含有1对孤电子对，所以其立体构型为三角锥形，故选B。

5．有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：(X)，(Y)。下列说法错误的是(　C　)

A．X的组成为CH   B．Y的组成为CH

C．X的价层电子对数为4   D．Y中键角小于120°

解析：由图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有三对价层电子对，其组成为CH，A项正确，C项错误；Y为三角锥形结构，其碳原子有四对价层电子对，故其组成为CH，键角比120°小，B、D项正确。

6．下列说法中正确的是(　D　)

A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构

B．P4和CH4都是正四面体形分子，且键角都为109°28′

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

解析：NCl3分子的电子式为，分子中各原子都满足8电子稳定结构，A错误；P4为正四面体分子，但其键角为60°，B错误；NH为正四面体结构而非平面正方形结构，C错误；NH3分子电子式为，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正确。

7．S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl，下列有关该分子的说法正确的是(　C　)

A．每个中心原子上有3对孤电子对

B．属于直线形分子

C．分子中共有10对未成键电子对

D．分子中含有三个π键

解析：S2Cl2分子的中心原子是硫，硫原子、氯原子分别有2对、3对未成键电子对，A项错误，C项正确；该分子的每个中心原子形成2个σ键且有2对孤电子对，故S2Cl2不可能是直线形分子，B项错误；单键均是σ键，D项错误。

8．下列有关描述正确的是(　C　)

A．NO为V形微粒

B．ClO的立体模型为平面三角形

C．NO的VSEPR模型、立体构型均为平面三角形

D．ClO的VSEPR模型、立体构型相同

解析：NO中N原子的价层电子对数＝3＋×(5－2×3＋1)＝3，没有孤电子对，故A项错误，C项正确；ClO中氯原子的价层电子对数＝3＋×(7－3×2＋1)＝4，有1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形而立体构型为三角锥形，B、D项错误。

9．下列有关NH3和BF3的说法正确的是(　B　)

A．NH3和BF3的立体构型都是三角锥形

B．NH3中N原子上有1对孤电子对，BF3中B原子上无孤电子对

C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构

D．NH3和BF3的中心原子的价层电子对数均为4

解析：A项，BF3的立体构型为平面三角形，错误；B项，NH3中N原子上的孤电子对数＝×(5－3×1)＝1，BF3中B原子上的孤电子对数＝×(3－3×1)＝0，正确；C项，NH3·BF3中氢原子形成2电子稳定结构，错误；D项，BF3中B原子的价层电子对数为3＋0＝3，错误。

10．下列物质中，化学键类型和分子空间构型皆相同的是(　B　)

A．CO2和SO2  B．CH4和SiH4

C．BF3和PH3  D．HCl和NH4Cl

解析：NH4Cl中存在离子键，其余分子内均为共价键，CO2为直线形，SO2为V形，BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，CH4和SiH4为正四面体形。

11．下列对应关系不正确的是(　B　)

解析：当中心原子在第ⅤA族时，AB3分子应是三角锥形；当中心原子在第ⅣA族时，AB4分子是正四面体形；当中心原子在第ⅣA族时，AB2分子是直线形；当中心原子在第ⅥA族时，AB2分子是V形。

12．下列关于价电子对互斥理论的叙述不正确的是(　C　)

A．价电子对互斥理论可用来预测分子的空间构型

B．分子中中心原子的价电子对的相互排斥作用决定了分子的空间构型

C．中心原子上的孤电子对不参与相互排斥作用

D．分子中键角越大，价电子对之间的斥力越小，分子越稳定

解析：中心原子上的孤电子对会占据中心原子周围的空间，并参与相互排斥作用。

二、非选择题(共52分)

13．(14分)三原子分子或离子的常见立体构型有直线形与V形两种；四原子分子或离子的常见立体构型有平面三角形、三角锥形等；五原子分子或离子最常见的立体构型是四面体形；硫化氢分子中，两个H—S键的键角接近90°，H2S分子的空间构型为V形；二氧化碳分子是直线形分子，则分子中的键角呈180°；甲烷分子中，两个相邻C—H键的夹角是109°28′，说明CH4分子的空间构型为正四面体形。

解析：组成确定的微粒，其空间构型既与中心原子的σ键电子对数有关，也与中心原子是否存在孤电子对有关，由于这些微粒的中心原子有些有孤电子对，有些则没有，故它们的立体构型有所不同。

14．(14分)已知：①CS2　②PCl3　③H2S　④CH2O　⑤H3O＋

⑥NH　⑦BF3　⑧SO2。请回答下列问题：

(1)中心原子没有孤电子对的是①④⑥⑦(填序号，下同)。

(2)立体构型为直线形的分子或离子有①；立体构型为平面三角形的分子或离子有④⑦。

(3)立体构型为V形的分子或离子有③⑧。

(4)立体构型为三角锥形的分子或离子有②⑤；立体构型为正四面体形的分子或离子有⑥。

解析：(2)CS2的中心原子的价电子对数＝2＋(4－2×2)＝2，不含孤电子对，故为直线形；CH2O的中心原子的价电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；BF3的中心原子的价电子对数＝3＋(3－3×1)＝3，不含孤电子对，故为平面三角形。(3)H2S的中心原子的价电子对数＝2＋(6－2×1)＝4，含2对孤电子对，故为V形结构；SO2的中心原子的价电子对数＝2＋(6－2×2)＝3，含1对孤电子对，故为V形结构。(4)PCl3的中心原子的价电子对数＝3＋(5－3×1)＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；H3O＋的中心原子的价电子对数＝3＋(6－3×1－1)＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；NH的中心原子的价电子对数＝4＋(5－4×1－1)＝4，不含孤电子对，故为正四面体形。

15．(10分)短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间构型依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题：

(1)Z的氢化物的结构式为H—Cl，HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为2＋×(6－1×1－1×1)，该分子的立体构型为V形。

(2)Y的价层电子排布式为3s23p4，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为平面三角形。

(3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是SiCl4，该分子中的键角是109°28′。

(4)D、E的最简单氢化物的分子空间构型分别是正四面体形与三角锥形，这是因为c(填序号)。

a．两种分子的中心原子的价层电子对数不同

b．D、E的非金属性不同

c．E的氢化物分子中有一对孤电子对，而D的氢化物分子中没有

解析：由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。HClO中氧原子是中心原子，价层电子对数＝2＋×(6－1×1－1×1)＝4，SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。SiCl4是正四面体结构，键角为109°28′。CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子构型不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。

16．(14分)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立体结构。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(称为孤对电子)，(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.分子的立体构型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对电子；

Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：

ⅰ.孤对电子之间的斥力>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)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分子为直线形的原因：CO2属于AX2E0，n＋m＝2，故为直线形。

(3)H2O分子的立体构型为V形，请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围为∠H—O—H<109°28′，原因是水分子属于AX2E2，n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体，价层电子对之间的夹角均为109°28′。根据Ⅲ－ⅰ，应有∠H—O—H<109°28′。

(4)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，S===O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分子的立体构型：四面体形。

解析：(1)若价层电子对数为2，则n只能是2，m只能是0，故是直线形结构，其键角是180°；若分子是正四面体结构，键角是109°28′，则价层电子对数一定是4。

(2)CO2分子中中心原子含有的孤电子对数是(4－2×2)÷2＝0，即不含有孤对电子，CO2属于AX2E0，n＋m＝2，故CO2分子是直线形结构。

(3)H2O分子中中心原子含有的孤电子对数是(6－1×2)÷2＝2，即水分子是V形结构。由于水分子属于AX2E2，n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体，价层电子对之间的夹角均为109°28′。根据Ⅲ－ⅰ可知，应有∠H—O—H<109°28′。

(4)由于SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，故n＋m＝4。又因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；故两者都是四面体形结构，而不是正四面体结构。