人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构第一课时习题

第二节　分子的空间结构

第一课时　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型

必备知识基础练

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

2.下列分子中键角最大的是(　　)

A.H2O B.CO2

C.CH2O D.NH3

3.用价层电子对互斥模型推测SO3的空间结构为(　　)

A.正四面体形 B.V形

C.三角锥形 D.平面三角形

4.(2021·河北衡水高二检测)下列叙述正确的是 (　　)

A.CH4中C—H间的键角为109°28',NH3中N—H间的键角为107°,H2O中O—H间的键角为105°,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.S的空间结构是正四边形

C.BF3分子中各原子均达到8e-稳定结构

D.C的空间结构是三角锥形

5.(2021·山东济南高二检测)徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了光棍的快乐——二氧化氮分子、劳动面前人人平等——磷酸分子、有机族的第一代长老——甲烷分子、我在梦中被创造——苯分子、江湖剑客——甲醛分子。下列说法正确的是(　　)

A.NO2分子的空间结构为直线形

B.P分子为正四面体形分子

C.甲烷与氯气反应生成的四种氯代物的空间结构都是正四面体形

D.HCHO价层电子对互斥模型是平面三角形,空间结构是三角锥形

6.(1)计算下列分子或离子中带“·”原子的价层电子对数。

①CCl4　　　　　 

②Cl2　　　　　　 

③BCl3　　　　　　　 

④PCl3　　　　　　　 

(2)计算下列微粒中带“·”原子的孤电子对数。

①H2S　　　　　　 

②PCl5　　　　　　 

③BF3　　　　　　 

④NH3　　　　　　 

(3)用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。

①H2Se　　　　　　; 

②N　　　　　　; 

③BBr3　　　　　　; 

④CHCl3　　　　　　; 

⑤SiF4　　　　　　。 

7.(1)在BBr3分子中,Br—B—Br的键角是　　　　　。 

(2)羰基硫(COS)与CO2的结构相似,羰基硫(COS)分子的结构式为　　　　　　　　;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,则光气分子的空间结构为　　　　　　　　　　　(用文字描述)。 

(3)N的空间结构是　　　　　　。 

(4)KNO3中N的空间结构为　　　　　　　　,写出与N结构相同的一种阴离子:　　　　　　　　。 

(5)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中Sn—Br的键角　　　　　(填“>”“<”或“=”)120°。 

关键能力提升练

以下选择题中有1~2个选项符合题意。

8.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个孤电子对

9.下列分子或离子的中心原子上带有一个孤电子对的是(　　)

①BeCl2　②CH4　③NH3　④CH2O　⑤SO2

⑥H2S　⑦C　⑧N

A.①②③⑤⑥⑦ B.③⑦⑧

C.④⑥⑧ D.③⑤

10.实验测得BH3为平面三角形(键角均为120°),NH3为三角锥形(键角为107°),推断:①甲基,②甲基碳正离子(C),③甲基碳负离子(C)的键角相对大小顺序为(　　)

A.②>①>③ B.①>②>③

C.③>①>② D.①=②=③

11.下列说法正确的是(　　)

A.NCl3分子中所有原子均满足8电子稳定结构

B.P4和CH4都是正四面体结构且键角都为109°28'

C.N的电子式为[H]+,呈平面正方形结构

D.NH3分子中有1个孤电子对,它对成键电子对的排斥作用较强

12.(2021·广东深圳高二检测)(1)利用VSEPR模型推测下列物质的分子或离子的空间结构:

Cl　　　　　　　　; 

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,依据图中给出的这两种粒子的球棍模型,写出这两种活性反应中间体的相应化学式:

　　　　　　; 

　　　　　　。 

(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:　。 

(4)SO2Cl2和SO2F2都属于AXmEn型分子,S与O之间以双键结合,S与Cl、S与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　　　　　　(选填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。 

(5)O3分子的空间结构为　　　　　　。 

学科素养拔高练

13.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结构依次是正四面体形、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　　　　,HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,该分子的空间结构为　　　　　　。 

(2)Y的价层电子排布式为　　　　　,Y的最高价氧化物的VSEPR模型为　　　　　　　　　　　　　　。 

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

(4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形,这是因为　　　(填字母)。 

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个孤电子对,而D的氢化物分子中没有

参考答案

第二节　分子的空间结构

第一课时　分子结构的测定和多样性　

价层电子对互斥模型

1.B　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.B　H2O分子空间结构为V形,键角为105°;CO2分子空间结构为直线形,键角为180°;CH2O分子空间结构为平面三角形,键角约为120°;NH3分子空间结构为三角锥形,键角为107°。

3.D　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.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;S的空间结构是正四面体形,B错误;B原子不满足8e-稳定结构,C错误;C的空间结构是平面三角形,D错误。

5.B　NO2分子是V形,A错误;P分子为正四面体形分子,B正确;甲烷与氯气反应生成的四种氯代物中,只有CCl4的空间结构是正四面体形,C错误;HCHO分子的价层电子对互斥模型是平面三角形,分子的空间结构也是平面三角形,D错误。

6.答案 (1)①4　②2　③3　④4　(2)①2　②0　③0　④1

(3)①V形　②V形　③平面三角形　④四面体形　⑤正四面体形

解析 (1)CCl4、Cl2、BCl3、PCl3价层电子对数分别为4+×(4-1×4)=4,2+×(2-1×2)=2,3+×(3-1×3)=3,3+×(5-1×3)=4。(2)H2S、PCl5、BF3、NH3孤电子对数分别为×(6-1×2)=2,×(5-1×5)=0,×(3-1×3)=0,×(5-1×3)=1。(3)根据原子的最外层电子排布,可以判断出各分子或离子的中心原子上的孤电子对数和σ键电子对数:

H2Se、N因中心原子上有两个孤电子对,空间结构均为V形;BBr3为平面三角形;CHCl3分子中由于H原子和Cl原子不同,不能形成正四面体形;SiF4为正四面体形。

7.答案 (1)120°　(2)OCS　平面三角形

(3)V形

(4)平面三角形　C(合理即可)

(5)<

解析 (1)BBr3分子中B的价层电子对数为3,没有孤电子对,所以空间结构为平面三角形,Br—B—Br的键角是120°。(2)羰基硫(COS)与CO2的结构相似,故羰基硫(COS)结构式为OCS;光气分子的结构式为,碳原子有3个σ键,没有孤电子对,故COCl2为平面三角形。(3)N分子中N的价层电子对数为3,有1个孤电子对,所以空间结构是V形。(4)KNO3中N的空间结构为平面三角形,C与N结构相同。(5)SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数是+2=3,含有1个孤电子对,SnBr2空间结构为V形,键角小于120°。

8.C　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个孤电子对。

9.D　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,故含有一个孤电子对的是③⑤。

10.A　①甲基(—CH3)含有3个σ键,1个孤电子,VSEPR模型为正四面体,粒子空间结构为三角锥形结构,由于孤电子的影响小于孤电子对,故键角大于107°小于120°;②甲基碳正离子(C)含有3个σ键,没有孤电子对,VSEPR模型为正三角形,该微粒为平面三角形结构,键角为120°;③甲基碳负离子(C)含有3个σ键,1个孤电子对,VSEPR模型为正四面体形,该微粒为三角锥形结构,键角约为107°,故选A。

11.AD　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正确;P4为正四面体形,但其键角为60°,B错误;N为正四面体形而非平面正方形,C错误;NH3分子的电子式为H,有1个孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用,使其键角为107°,分子呈三角锥形,D正确。

12.答案 (1)三角锥形　平面三角形　(2)C　C

(3)BF3　NF3　CF4　(4)四面体形　>　(5)V形

解析 (1)Cl是AB3型离子,价层电子对数是4,孤电子对数是1,为三角锥形。AlBr3是AB3型分子,价层电子对数是3,孤电子对数为0,是平面三角形。(2)AB3型分子或离子中,中心原子无孤电子对的呈平面三角形,有一个孤电子对的呈三角锥形,所以分别是C、C。(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。(4)SO2Cl2和SO2F2中的硫原子是中心原子,此时m+n=4且没有孤电子对,由于原子种类不同,是四面体形。根据Cl得电子能力比F弱,Cl—S形成的共用电子对的斥力强,键角大。(5)O3分子的空间结构为V形。

13.答案 (1)H—Cl　2+×(6-1×1-1×1)　V形

(2)3s23p4　平面三角形

(3)SiCl4　109°28'

(4)c

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,其价层电子对数=2+×(6-1×1-1×1)=4,所以HClO分子的空间结构为V形。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,分子空间结构不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有,分子空间结构与元素的非金属性强弱无关。