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高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构第一课时测试题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构第一课时测试题，共12页。试卷主要包含了下列分子的空间结构模型正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．下列能够获得有机物所含官能团信息的方法是( )
A．红外光谱B．质谱法
C．色谱法D．核磁共振氢谱
2．如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为( )
A．CH3COOCH2CH3
B．CH3CH2CH2COOH
C．HCOOCH2CH2CH3
D．(CH3)2CHCH2COOH
3．现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是( )
A．质谱法B．晶体X射线衍射法
C．核磁共振氢谱法D．红外光谱法
4．下列分子的空间结构模型正确的是( )
5.下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是( )
A．H2OB．BeCl2
C．CH4D．PCl3
6．下列分子的中心原子的价层电子对数是3的是( )
A．H2OB．BF3
C．CH4D．NH3
7．下列离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是( )
A．SO eq \\al(2－,3) B．ClO eq \\al(－,4)
C．NO eq \\al(－,2) D．ClO eq \\al(－,3)
8．用VSEPR模型预测下列分子或离子的空间结构，其中正确的是( )
A．CH4与CH2Cl2均为正四面体
B．BeCl2与SO2为直线形
C．BF3与PCl3为三角锥形
D．NO eq \\al(－,3) 与CO eq \\al(2－,3) 为平面三角形
9．用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构，也可推测键角大小，下列判断正确的是( )
A．PCl3为平面三角形
B．SO3与CO eq \\al(2－,3) 为平面三角形
C．SO2键角大于120°
D．BF3是三角锥形分子
10．用价层电子对互斥模型(VSEPR)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，下列判断正确的是( )
A．SO2、CS2、HI都是直线形分子
B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
11．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．CS2B．H2O
C．NH3D．CCl4
12．下列分子中键角大小的比较正确的是( )
A．SO2>CO2B．H2O>H2S
C．CCl4>CH4D．SO2>SO3
13．反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可用于实验室制备CO2气体。下列有关该反应中各物质的说法正确的是( )
A.CO2和H2O均为三原子分子，二者空间结构相同
B．CaCO3中阴离子的VSEPR模型为四面体
C．键角由大到小的顺序为CO2>CO eq \\al(2－,3) >H2O
D．根据VSEPR模型可知，CaCl2的空间结构为直线形
[答题区]
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1．下列有关NH3和BF3的说法正确的是( )
A．NH3和BF3的空间结构都是三角锥形
B．NH3和BF3的中心原子的价层电子对数均为4
C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子最外层都达到8电子稳定结构
D．NH3中N原子上的孤电子对数为1，BF3中B原子上无孤电子对
2．下列各组微粒的空间结构相同的是( )
①NH3和H2O ②NH eq \\al(＋,4) 和H3O＋ ③NH3和H3O＋ ④O3和SO2 ⑤CO2和C2H2 ⑥SiO eq \\al(4－,4) 和SO eq \\al(2－,4)
A．全部B．除①④⑥以外
C．③④⑤⑥D．②⑤⑥
3．短周期主族元素A、B形成AB3型分子，下列有关叙述正确的是( )
A．若A、B为同一周期元素，则AB3分子一定为平面正三角形
B．若AB3分子中的价电子个数为24个，则AB3分子为平面正三角形
C.若A、B为同一主族元素，则AB3分子一定为三角锥形
D．若AB3分子为三角锥形，则AB3分子一定为NH3
4．CH eq \\al(＋,3) 、CH3·、CH eq \\al(－,3) 都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是( )
A．三种物质中所有原子均共面
B．CH eq \\al(－,3) 与NH3、H3O＋互为等电子体，空间结构均为三角锥形
C．CH eq \\al(＋,3) 与OH－形成离子化合物
D．两个CH3·或一个CH eq \\al(＋,3) 和一个CH eq \\al(－,3) 结合可得到不同化合物
5．下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是( )
A．NO eq \\al(－,2) 和NH eq \\al(＋,4) B．H3O＋和ClO eq \\al(－,3)
C．NO eq \\al(－,3) 和CO eq \\al(2－,3) D．PO eq \\al(3－,4) 和SO eq \\al(2－,4)
6．乙醇分子中氧原子的价层电子对数为( )
A．1B．2
C．3D．4
7．科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B．分子中4个氮原子共平面
C．该分子中的中心氮原子还有一对孤电子对
D．15.2g该物质含有6.02×1022个原子
8．第ⅤA族元素的原子R与Cl原子结合形成RCl3气态分子，其立体结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法不正确的是( )
A．每个原子都达到8电子稳定结构
B．键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°三种
C．RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3
D．分子中5个R—Cl键键能不相同
9．短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有关叙述正确的是( )
A．若A、B为同一周期元素，则AB3分子一定为平面三角形
B．若AB3分子的价电子数为24，则AB3分子可能为三角锥形
C．若A、B为同一主族元素，则AB3分子一定为三角锥形
D．若AB3分子为三角锥形，则AB3分子可能为NH3
二、非选择题
10．根据所学知识填空：
(1)三原子分子常见的空间结构有________形(如CO2)和________形(如H2O)。
(2)四原子分子常见的空间结构有________形和________形，如甲醛(HCHO)分子呈________形，键角约为________；氨分子呈________形，键角为________；需要注意的是白磷分子呈________形，键角为________。
(3)五原子分子最常见的空间结构为________形，如常见的CH4键角是________。
1．回答下列问题。
(1)利用VSEPR模型推测分子或离子的空间结构。
ClO eq \\al(－,4) ：____________；AlBr3(共价分子)：____________。
(2)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。
平面三角形分子：________，三角锥形分子：________，正四面体形分子：________。
2．20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)，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AXnEm的VSEPR模型填写下表：
(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的大小范围并解释原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，S、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________(填“<”“>”或“＝”)SO2F2分子中∠F—S—F。
3．根据VSEPR，确定CO2、SO2、CO eq \\al(2－,3) 、H2O、NH3、CH4、NH eq \\al(＋,4) 分子的空间结构。
4.完成下列问题。
(1)已知氯与硫均有多种含氧微粒，S有：SO2、SO eq \\al(2－,3) 、SO3、SO eq \\al(2－,4) ；Cl有：HClO、ClO eq \\al(－,2) 、ClO eq \\al(－,3) 、ClO eq \\al(－,4) ，其中空间结构为V形的微粒有____________；为三角锥形的有____________；为平面正三角形的有____________；为正四面体形的有____________。
(2)已知：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，而且孤电子对越多，对成键电子对的斥力越大，所以含有孤电子对的分子其键角要小于VSEPR模型中的键角；不含孤电子对的分子中，原子间形成化学键越多，斥力越大：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。
①SiH4、PH3、H2S分子中H—Si—H、H—P—H、H—S—H的键角大小顺序为：________________________________。
②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°。
③PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角________109°28′。
④俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)形状为：____________________，其分子中有两种键角：124.3°、111.4°，其中Cl—C—Cl的键角为________。
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
必备知识基础练
1．答案：A
解析：红外光谱可测定有机物的共价键以及官能团，故A正确；质谱可测定有机物的相对分子质量，与官能团信息无关，故B错误；色谱法可利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果，故C错误；核磁共振氢谱可测定H原子种类，可测定碳骨架信息，故D错误；故选A。
2．答案：A
解析：由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3—和—CH2—，含有C===O双键，C—O—C单键，因此该分子中有2个—CH3，1个—CH2—，书写C4H8O2的结构简式，据此解答。
A的结构简式为，分子中存在不对称—CH3、C—O—C和C===O，且分子式为C4H8O2，A符合题意；B的结构简式为CH3CH2CH2—COOH，分子中只含有1个甲基，2个—CH2—，不存在C—O—C单键，B不符合题意；C的结构简式为，分子中只含有1个甲基，2个—CH2—，C不符合题意；D的结构简式为，分子中存在对称—CH3，不存在C—O—C单键，且含碳数为5，D不符合题意；故选A。
3．答案：A
解析：现代化学常用质谱法测定分子的相对分子质量，故选A。
4．答案：D
解析：可以利用价层电子对互斥理论计算出中心原子的杂化方式和孤电子对数，进而判断分子的空间结构。
CO2的中心原子，无孤电子对，其空间结构为直线形，A模型错误；H2O的空间结构为V形，B模型错误；NH3的空间结构为三角锥形，C模型错误；CH4的空间结构为正四面体形，D模型正确；故选D。
5．答案：D
解析：A.H2O中O原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(6－2×1)＝2；B.BeCl2中Be原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(2－2×1)＝0；C.CH4中C原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(4－4×1)＝0；D.PCl3中P原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1。带有一对孤电子对的是PCl3。故选D。
6．答案：B
解析：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。
7．答案：B
解析：亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形，所以离子的空间结构模型与空间结构不一致，故A错误；高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0，离子的VSEPR模型和空间结构都为正四面体形，所以离子的空间结构模型与空间结构一致，故B正确；亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为三角锥形，空间结构为V形，所以离子的空间结构模型与空间结构不一致，故C错误；氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形，所以离子的空间结构模型与空间结构不一致，故D错误；故选B。
8．答案：D
解析：CH4分子中价层电子对个数＝4＋eq \f(1,2)×(4－1×4)＝4，不含孤电子对，所以其空间结构为正四面体形，CH2Cl2分子中价层电子对个数＝4＋eq \f(1,2)×(4－1×4)＝4，不含孤电子对，有H和Cl，所以其空间结构为四面体，A错误；BeCl2分子中价层电子对个数＝2＋eq \f(1,2)×(2－2×1)＝2，不含孤电子对，所以其空间结构为直线形，SO2分子中价层电子对个数＝2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，含1个孤电子对，所以其空间结构为V形，B错误；BF3分子中价层电子对个数＝3＋eq \f(1,2)×(3－3×1)＝3，不含孤电子对，所以其空间结构为平面三角形，PCl3分子中价层电子对个数＝3＋eq \f(1,2)×(5－3×1)＝4，含1个孤电子对，所以其空间结构为三角锥形，C错误；NO eq \\al(－,3) 离子中价层电子对个数＝3＋eq \f(1,2)×(5＋1－2×3)＝3，不含孤电子对，所以其空间结构为平面三角形，CO eq \\al(2－,3) 离子中价层电子对个数＝3＋eq \f(1,2)×(4＋2－2×3)＝3，不含孤电子对，所以其空间结构为平面三角形，D正确；故选D。
9．答案：B
解析：PCl3中价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)×(5－3×1)＝4，含有1个孤电子对，为三角锥形，选项A错误；SO3与CO eq \\al(2－,3) 中心原子价电子对数均为3，无孤电子对，都是平面三角形，选项B正确；SO2中中心S原子价层电子对个数为2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，且S原子上含有1个孤电子对，所以SO2为V形分子，键角小于120°，选项C错误；BF3中中心B原子价层电子对个数为3＋eq \f(1,2)×(3－3×1)＝3，无孤电子对，是平面三角形分子，键角为120°，选项D错误；故选B。
10．答案：C
解析：SO2中价层电子对数n＝2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，有一对孤电子对，V形，CS2、HI都是直线形的分子，A项错误；BF3中价层电子对个数n＝3＋eq \f(1,2)×(3－1×3)＝3，为平面三角形，所以BF3键角为120°，SnBr2中价层电子对个数n＝2＋eq \f(1,2)×(4－1×2)＝3，含有一个孤电子对，为V形，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以SnBr2键角小于120°，B项错误；COCl2中价层电子对个数n＝3＋eq \f(1,2)×(4－2－1×2)＝3，平面三角形的分子，BF3中价层电子对个数n＝3＋eq \f(1,2)×(3－1×3)＝3，为平面三角形，SO3中价层电子对个数n＝3＋eq \f(1,2)×(6－2×3)＝3，为平面三角形，C项正确；PCl3、NH3中价层电子对个数均为n＝3＋eq \f(1,2)×(5－1×3)＝4，为三角锥形，PCl5中价层电子对个数均为n＝5＋eq \f(1,2)×(5－1×5)＝5，为三角双锥形，D项错误；故选C。
11．答案：A
解析：CS2与CO2的空间结构相同，均为直线形，夹角为180°；H2O的空间结构为V形，夹角为105°；NH3的空间结构为三角锥形，夹角为107°；CCl4的空间结构为正四面体形，夹角为109°28′，因此CS2共价键之间的夹角最大，故A符合题意。
12．答案：B
解析：二氧化硫是V形，二氧化碳是直线形，则键角SO2＜CO2，A错误；由于电负性O大于S，共用电子对离O近，共用电子对间的排斥力大，所以键角H2O>H2S，B正确；CCl4与CH4均是正四面体形结构，键角相等，C错误；二氧化硫是V形，三氧化硫是平面三角形，由于二氧化硫分子中含有孤电子对，则键角SO2＜SO3，D错误；故选B。
13．答案：C
解析：二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0，分子的空间结构为直线形，水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，分子的空间结构为V形，二者空间结构不同，故A错误；碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3，分子的VSEPR模型为平面三角形，故B错误；二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0，分子的空间结构为直线形，键角为180°，碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3，分子的VSEPR模型为平面三角形，键角为120°，水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，分子的空间结构为V形，键角约为105°，则二氧化碳、碳酸根离子、水的键角依次减小，故C正确；氯化钙为离子化合物，不能用VSEPR模型预测氯化钙的空间结构，故D错误；故选C。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：根据价层电子对互斥理论，价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对数；NH3的价层电子对个数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，分子结构为三角锥形，BF3中B形成3个σ键，B原子的价层电子对个数＝3＋0＝3，无孤电子对，BF3分子结构为平面三角形，故A、B错误；NH3·BF3中B原子有空轨道，N原子有孤电子对，所以NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道，形成配位键，使B、N原子都达到8电子稳定结构，但H原子，可以达到2电子的稳定结构，不会达到8电子的稳定结构，故C错误；NH3中N原子上的孤电子对数为1，BF3中B形成3个σ键，无孤电子对，故D正确；故选D。
2．答案：C
解析：①NH3空间结构是三角锥形、H2O空间结构是V形，故①错误；②NH eq \\al(＋,4) 空间结构是四面体、H3O＋空间结构是三角锥，故②错误；③NH3空间结构是三角锥、H3O＋空间结构是三角锥，故③正确；④O3的结构为V形、SO2的结构为V形，故④正确；⑤CO2分子为直线形、C2H2分子为直线形，故⑤正确；⑥SiO eq \\al(4－,4) 空间结构是四面体、SO eq \\al(2－,4) 空间结构是四面体，故⑥正确；故选C。
3．答案：B
解析：若A、B为同一周期的P和Cl元素，形成PCl3时，中心原子磷是sp3杂化，空间结构为三角锥形，故A错误；若AB3分子中的价电子个数为24个，可以推出来A为硼或铝，B为氟或氯，无论哪种组合，中心原子都是sp2杂化，无孤电子对，分子都是平面正三角形，故B正确；若A、B为同一主族元素，硫和氧形成的三氧化硫，硫是sp2杂化，是平面正三角形，故C错误；若AB3分子为三角锥形，则AB3分子可能为NH3，也可能是PH3，故D错误；故选B。
4．答案：B
解析：由于CH eq \\al(＋,3) 中的碳原子价层电子对数为3，所以分子结构为平面三角形，但CH3·和CH eq \\al(－,3) 中的碳原子的价层电子对都是4，且含有1对孤电子对，空间结构为三角锥形，所有原子不可能共面，故A的说法错误；CH eq \\al(－,3) 中的碳原子价层电子对数是4，由于结构中有孤电子对，所以分子结构为三角锥形，CH eq \\al(－,3) 与NH3、H3O＋的原子数和价电子数都相等，所以它们为等电子体。所以它们的分子结构均为三角锥形，故B的说法正确；CH eq \\al(＋,3) 与OH－通过OH－的孤电子对形成共价键，形成的是共价化合物，故C的说法错误；两个CH3·结合得到的是乙烷，一个CH eq \\al(＋,3) 和一个CH eq \\al(－,3) 结合得到的也是乙烷，故D的说法错误；故选B。
5．答案：C
解析：NH eq \\al(＋,4) 是正四面体，故A错误；H3O＋和ClO eq \\al(－,3) 是三角锥形，故B错误；NO eq \\al(－,3) 和CO eq \\al(2－,3) 是平面结构，故C正确；PO eq \\al(3－,4) 和SO eq \\al(2－,4) 是正四面体，故D错误。
6．答案：D
解析：乙醇的结构简式为CH3CH2—O—H，氧与氢原子、碳原子成键，即氧原子有2对σ键电子对。由于碳原子只拿出一个电子与氧原子成键，故氧原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(6－1×1－1×1)＝2，价层电子对数为4，故选D。
7．答案：C
解析：分子中N、O间形成的共价键为不同元素原子之间形成的共价键，属于极性键，A错误；N(NO2)3的分子结构与NH3相似，分子中四个N原子构成三角锥形，B错误；该分子中N—N—N键角都是108.1°，分子结构为三角锥形，中心氮原子还有一对孤电子对，C正确；因为1个N(NO2)3分子含有10个原子，15.2g该物质，即0.1ml含有6.02×1023个原子，D错误；故选C。
8．答案：A
解析：第ⅤA族元素的原子R最外层有5个电子，形成5个共用电子对，所以RCl5中R的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故A错误；上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，所以键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°三种，故B正确；RCl5eq \(=====,\s\up7(△))RCl3＋Cl2↑，RCl3中R有一个孤电子对，为三角锥形结构，故C正确；键长越短，键能越大，分子中5个R—Cl键的键长不同，所以键能不同，故D正确；故选A。
9．答案：D
解析：三氯化磷分子中磷元素和氯元素都是第三周期元素，分子中磷原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，分子空间结构为三角锥形，故A错误；三氯化硼分子的价电子数为24，分子中硼原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子空间结构为平面三角形，故B错误；三氧化硫分子中硫元素和氧元素都是ⅥA族元素，分子中硫原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子空间结构为平面三角形，故C错误；氨分子和三氯化氮分子中氮原子的价层电子对数都为4，孤电子对数都为1，分子的空间结构都为三角锥形，所以空间结构为三角锥形的AB3分子可能为氨分子，故D正确；故选D。
10．答案：(1)直线 V
(2)平面三角 三角锥 平面三角 120° 三角锥 107° 正四面体 60°
(3)四面体 109°28′
解析：中心原子价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对个数；σ键个数＝配原子个数，孤电子对个数＝eq \f(1,2)×(a－xb)，a指中心原子价电子数，x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数；据此确定VSEPR模型，实际空间结构要去掉孤电子对。
(1)三原子分子常见的空间结构有V形或直线形。CO2分子中，中心原子孤电子对数＝eq \f(4－2×2,2)＝0、价电子对数2＋0＝2，则其空间结构为直线形，H2O分子中，中心原子孤电子对数＝eq \f(6－2×1,2)＝2、价层电子对数＝2＋2＝4，故空间结构为V形。
(2)四原子分子常见的空间结构有平面三角形和三角锥形，如甲醛HCHO分子呈平面三角形，键角约为120°；氨分子呈三角锥形，键角为107°；需要注意的是白磷分子呈正四面体形，键角为60°。
(3)五原子分子最常见的空间结构为四面体形，如常见的CH4呈正四面体、键角是109°28′。
学科素养升级练
1．答案：(1)正四面体形 平面三角形
(2)BF3 NF3 CF4
解析：中心原子价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对个数；σ键个数＝配原子个数，孤电子对个数＝eq \f(1,2)×(a－xb)，a指中心原子价电子数，x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数；据此确定VSEPR模型，实际空间结构要去掉孤电子对。
(1)利用VSEPR模型推测分子或离子的空间结构。ClO eq \\al(－,4) 中的中心原子价层电子对数是4，没有孤电子对，空间结构为正四面体形。AlBr3分子中心原子价层电子对数是3，没有孤电子对，空间结构是平面三角形。
(2)第二周期非金属元素有硼、碳、氮、氧、氟。平面三角形分子：BF3(中心原子价层电子对数是3，没有孤电子对)，三角锥形分子：NF3(中心原子价层电子对数是4，有1对孤电子对)，正四面体形分子：CF4(中心原子价层电子对数是4，没有孤电子对)。
2．答案：(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)V形 水分子属于AX2E2，n＋m＝4，VSEPR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<109°28′
(4)四面体形 >
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′；
(2)二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为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结构为直线形结构，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，孤电子对数为2，所以分子的空间结构为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∠H—O—H略小于109°28′，故答案为：水分子属于AX2E2，n＋m＝4，VSEPR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<109°28′；
(4)当n＋m＝4时，VSEPR模型为四面体形，SO2Cl2和SO2F2中硫原子均无孤电子对，所以分子结构为四面体形，F原子的电负性大于氯原子，因为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，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。
3．答案：0 2 直线形 直线形 1 3 平面三角形 V形 0 3 平面三角形 平面三角形 2 4 四面体形 V形 1 4 四面体形 三角锥形 0 4 正四面体形 正四面体形 0 4 正四面体形 正四面体形
4．答案：(1)SO2、HClO、ClO eq \\al(－,2) SO eq \\al(2－,3) 、ClO eq \\al(－,3) SO3 SO eq \\al(2－,4) 、ClO eq \\al(－,4)
(2)①H—Si—H＞H—P—H＞H—S—H ②＜ ③＜ ④平面三角形 111.4°
解析：(1)SO2中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6－2×2)＝1，空间结构为V形；SO eq \\al(2－,3) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6＋2－3×2)＝1，空间结构为三角锥形；SO3中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6－3×2)＝0，空间结构为平面正三角形；SO eq \\al(2－,4) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6＋2－4×2)＝0，空间结构为正四面体形；HClO中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6－2×1)＝2，空间结构为V形；ClO eq \\al(－,2) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(7＋1－2×2)＝2，空间结构为V形；ClO eq \\al(－,3) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(7＋1－3×2)＝1，空间结构为三角锥形；ClO eq \\al(－,4) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(7＋1－4×2)＝0，空间结构为正四面体形；
(2)①SiH4中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(4－4×1)＝0，空间结构为正四面体形，键角为109°28′；PH3中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形；H2S中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6－2×1)＝2，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，由于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，而且孤电子对越多，对成键电子对的斥力越大，所以含有孤电子对的分子其键角要小于VSEPR模型中的键角；因此SiH4、PH3、H2S分子中H—Si—H、H—P—H、H—S—H的键角大小顺序为：H—Si—H＞H—P—H＞H—S—H；
②SnBr2中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(4－2×1)＝1，中心原子一共3对电子，VSEPR模型为平面三角形，但由于其中一对为孤电子对，因此Br—Sn—Br的键角小于120°；
③PCl3中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，中心原子一共4对电子，VSEPR模型为正四面体形，但由于其中一对为孤电子对，因此Cl—P—Cl的键角小于109°28′；
④COCl2中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(4－2×1－1×2)＝0，形状为平面三角形，其中C===O为双键，Cl—C—Cl为单键，因此Cl—C—Cl的键角为较小的111.4°。
必备知识基础练
进阶训练第一层
A
B
C
D
CO2
H2O
NH3
CH4
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
题号
8
9
10
11
12
13
答案
关键能力综合练
进阶训练第二层
学科素养升级练
进阶训练第三层
n＋m
2
①________
VSEPR模型
②________
四面体形
价层电子对之间的键角
③________
109°28′
分子或
离子
孤电子
对数
价层电
子对数
VSEPR
模型名称
分子或离子的
空间结构名称
CO2
________
________
________
________
SO2
________
________
________
________
CO eq \\al(2－,3)
________
________
________
________
H2O
________
________
________
________
NH3
________
________
________
________
CH4
________
________
________
________
NH eq \\al(＋,4)
________
________
________
________
1．下列能够获得有机物所含官能团信息的方法是( )
A．红外光谱B．质谱法
C．色谱法D．核磁共振氢谱
2．如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为( )
A．CH3COOCH2CH3
B．CH3CH2CH2COOH
C．HCOOCH2CH2CH3
D．(CH3)2CHCH2COOH
3．现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是( )
A．质谱法B．晶体X射线衍射法
C．核磁共振氢谱法D．红外光谱法
4．下列分子的空间结构模型正确的是( )
5.下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是( )
A．H2OB．BeCl2
C．CH4D．PCl3
6．下列分子的中心原子的价层电子对数是3的是( )
A．H2OB．BF3
C．CH4D．NH3
7．下列离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是( )
A．SO eq \\al(2－,3) B．ClO eq \\al(－,4)
C．NO eq \\al(－,2) D．ClO eq \\al(－,3)
8．用VSEPR模型预测下列分子或离子的空间结构，其中正确的是( )
A．CH4与CH2Cl2均为正四面体
B．BeCl2与SO2为直线形
C．BF3与PCl3为三角锥形
D．NO eq \\al(－,3) 与CO eq \\al(2－,3) 为平面三角形
9．用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构，也可推测键角大小，下列判断正确的是( )
A．PCl3为平面三角形
B．SO3与CO eq \\al(2－,3) 为平面三角形
C．SO2键角大于120°
D．BF3是三角锥形分子
10．用价层电子对互斥模型(VSEPR)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，下列判断正确的是( )
A．SO2、CS2、HI都是直线形分子
B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
11．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．CS2B．H2O
C．NH3D．CCl4
12．下列分子中键角大小的比较正确的是( )
A．SO2>CO2B．H2O>H2S
C．CCl4>CH4D．SO2>SO3
13．反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可用于实验室制备CO2气体。下列有关该反应中各物质的说法正确的是( )
A.CO2和H2O均为三原子分子，二者空间结构相同
B．CaCO3中阴离子的VSEPR模型为四面体
C．键角由大到小的顺序为CO2>CO eq \\al(2－,3) >H2O
D．根据VSEPR模型可知，CaCl2的空间结构为直线形
[答题区]
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1．下列有关NH3和BF3的说法正确的是( )
A．NH3和BF3的空间结构都是三角锥形
B．NH3和BF3的中心原子的价层电子对数均为4
C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子最外层都达到8电子稳定结构
D．NH3中N原子上的孤电子对数为1，BF3中B原子上无孤电子对
2．下列各组微粒的空间结构相同的是( )
①NH3和H2O ②NH eq \\al(＋,4) 和H3O＋ ③NH3和H3O＋ ④O3和SO2 ⑤CO2和C2H2 ⑥SiO eq \\al(4－,4) 和SO eq \\al(2－,4)
A．全部B．除①④⑥以外
C．③④⑤⑥D．②⑤⑥
3．短周期主族元素A、B形成AB3型分子，下列有关叙述正确的是( )
A．若A、B为同一周期元素，则AB3分子一定为平面正三角形
B．若AB3分子中的价电子个数为24个，则AB3分子为平面正三角形
C.若A、B为同一主族元素，则AB3分子一定为三角锥形
D．若AB3分子为三角锥形，则AB3分子一定为NH3
4．CH eq \\al(＋,3) 、CH3·、CH eq \\al(－,3) 都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是( )
A．三种物质中所有原子均共面
B．CH eq \\al(－,3) 与NH3、H3O＋互为等电子体，空间结构均为三角锥形
C．CH eq \\al(＋,3) 与OH－形成离子化合物
D．两个CH3·或一个CH eq \\al(＋,3) 和一个CH eq \\al(－,3) 结合可得到不同化合物
5．下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是( )
A．NO eq \\al(－,2) 和NH eq \\al(＋,4) B．H3O＋和ClO eq \\al(－,3)
C．NO eq \\al(－,3) 和CO eq \\al(2－,3) D．PO eq \\al(3－,4) 和SO eq \\al(2－,4)
6．乙醇分子中氧原子的价层电子对数为( )
A．1B．2
C．3D．4
7．科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B．分子中4个氮原子共平面
C．该分子中的中心氮原子还有一对孤电子对
D．15.2g该物质含有6.02×1022个原子
8．第ⅤA族元素的原子R与Cl原子结合形成RCl3气态分子，其立体结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法不正确的是( )
A．每个原子都达到8电子稳定结构
B．键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°三种
C．RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3
D．分子中5个R—Cl键键能不相同
9．短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有关叙述正确的是( )
A．若A、B为同一周期元素，则AB3分子一定为平面三角形
B．若AB3分子的价电子数为24，则AB3分子可能为三角锥形
C．若A、B为同一主族元素，则AB3分子一定为三角锥形
D．若AB3分子为三角锥形，则AB3分子可能为NH3
二、非选择题
10．根据所学知识填空：
(1)三原子分子常见的空间结构有________形(如CO2)和________形(如H2O)。
(2)四原子分子常见的空间结构有________形和________形，如甲醛(HCHO)分子呈________形，键角约为________；氨分子呈________形，键角为________；需要注意的是白磷分子呈________形，键角为________。
(3)五原子分子最常见的空间结构为________形，如常见的CH4键角是________。
1．回答下列问题。
(1)利用VSEPR模型推测分子或离子的空间结构。
ClO eq \\al(－,4) ：____________；AlBr3(共价分子)：____________。
(2)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。
平面三角形分子：________，三角锥形分子：________，正四面体形分子：________。
2．20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)，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AXnEm的VSEPR模型填写下表：
(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的大小范围并解释原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，S、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________(填“<”“>”或“＝”)SO2F2分子中∠F—S—F。
3．根据VSEPR，确定CO2、SO2、CO eq \\al(2－,3) 、H2O、NH3、CH4、NH eq \\al(＋,4) 分子的空间结构。
4.完成下列问题。
(1)已知氯与硫均有多种含氧微粒，S有：SO2、SO eq \\al(2－,3) 、SO3、SO eq \\al(2－,4) ；Cl有：HClO、ClO eq \\al(－,2) 、ClO eq \\al(－,3) 、ClO eq \\al(－,4) ，其中空间结构为V形的微粒有____________；为三角锥形的有____________；为平面正三角形的有____________；为正四面体形的有____________。
(2)已知：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，而且孤电子对越多，对成键电子对的斥力越大，所以含有孤电子对的分子其键角要小于VSEPR模型中的键角；不含孤电子对的分子中，原子间形成化学键越多，斥力越大：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。
①SiH4、PH3、H2S分子中H—Si—H、H—P—H、H—S—H的键角大小顺序为：________________________________。
②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°。
③PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角________109°28′。
④俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)形状为：____________________，其分子中有两种键角：124.3°、111.4°，其中Cl—C—Cl的键角为________。
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
必备知识基础练
1．答案：A
解析：红外光谱可测定有机物的共价键以及官能团，故A正确；质谱可测定有机物的相对分子质量，与官能团信息无关，故B错误；色谱法可利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果，故C错误；核磁共振氢谱可测定H原子种类，可测定碳骨架信息，故D错误；故选A。
2．答案：A
解析：由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3—和—CH2—，含有C===O双键，C—O—C单键，因此该分子中有2个—CH3，1个—CH2—，书写C4H8O2的结构简式，据此解答。
A的结构简式为，分子中存在不对称—CH3、C—O—C和C===O，且分子式为C4H8O2，A符合题意；B的结构简式为CH3CH2CH2—COOH，分子中只含有1个甲基，2个—CH2—，不存在C—O—C单键，B不符合题意；C的结构简式为，分子中只含有1个甲基，2个—CH2—，C不符合题意；D的结构简式为，分子中存在对称—CH3，不存在C—O—C单键，且含碳数为5，D不符合题意；故选A。
3．答案：A
解析：现代化学常用质谱法测定分子的相对分子质量，故选A。
4．答案：D
解析：可以利用价层电子对互斥理论计算出中心原子的杂化方式和孤电子对数，进而判断分子的空间结构。
CO2的中心原子，无孤电子对，其空间结构为直线形，A模型错误；H2O的空间结构为V形，B模型错误；NH3的空间结构为三角锥形，C模型错误；CH4的空间结构为正四面体形，D模型正确；故选D。
5．答案：D
解析：A.H2O中O原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(6－2×1)＝2；B.BeCl2中Be原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(2－2×1)＝0；C.CH4中C原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(4－4×1)＝0；D.PCl3中P原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1。带有一对孤电子对的是PCl3。故选D。
6．答案：B
解析：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。
7．答案：B
解析：亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形，所以离子的空间结构模型与空间结构不一致，故A错误；高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0，离子的VSEPR模型和空间结构都为正四面体形，所以离子的空间结构模型与空间结构一致，故B正确；亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为三角锥形，空间结构为V形，所以离子的空间结构模型与空间结构不一致，故C错误；氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形，所以离子的空间结构模型与空间结构不一致，故D错误；故选B。
8．答案：D
解析：CH4分子中价层电子对个数＝4＋eq \f(1,2)×(4－1×4)＝4，不含孤电子对，所以其空间结构为正四面体形，CH2Cl2分子中价层电子对个数＝4＋eq \f(1,2)×(4－1×4)＝4，不含孤电子对，有H和Cl，所以其空间结构为四面体，A错误；BeCl2分子中价层电子对个数＝2＋eq \f(1,2)×(2－2×1)＝2，不含孤电子对，所以其空间结构为直线形，SO2分子中价层电子对个数＝2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，含1个孤电子对，所以其空间结构为V形，B错误；BF3分子中价层电子对个数＝3＋eq \f(1,2)×(3－3×1)＝3，不含孤电子对，所以其空间结构为平面三角形，PCl3分子中价层电子对个数＝3＋eq \f(1,2)×(5－3×1)＝4，含1个孤电子对，所以其空间结构为三角锥形，C错误；NO eq \\al(－,3) 离子中价层电子对个数＝3＋eq \f(1,2)×(5＋1－2×3)＝3，不含孤电子对，所以其空间结构为平面三角形，CO eq \\al(2－,3) 离子中价层电子对个数＝3＋eq \f(1,2)×(4＋2－2×3)＝3，不含孤电子对，所以其空间结构为平面三角形，D正确；故选D。
9．答案：B
解析：PCl3中价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)×(5－3×1)＝4，含有1个孤电子对，为三角锥形，选项A错误；SO3与CO eq \\al(2－,3) 中心原子价电子对数均为3，无孤电子对，都是平面三角形，选项B正确；SO2中中心S原子价层电子对个数为2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，且S原子上含有1个孤电子对，所以SO2为V形分子，键角小于120°，选项C错误；BF3中中心B原子价层电子对个数为3＋eq \f(1,2)×(3－3×1)＝3，无孤电子对，是平面三角形分子，键角为120°，选项D错误；故选B。
10．答案：C
解析：SO2中价层电子对数n＝2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，有一对孤电子对，V形，CS2、HI都是直线形的分子，A项错误；BF3中价层电子对个数n＝3＋eq \f(1,2)×(3－1×3)＝3，为平面三角形，所以BF3键角为120°，SnBr2中价层电子对个数n＝2＋eq \f(1,2)×(4－1×2)＝3，含有一个孤电子对，为V形，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以SnBr2键角小于120°，B项错误；COCl2中价层电子对个数n＝3＋eq \f(1,2)×(4－2－1×2)＝3，平面三角形的分子，BF3中价层电子对个数n＝3＋eq \f(1,2)×(3－1×3)＝3，为平面三角形，SO3中价层电子对个数n＝3＋eq \f(1,2)×(6－2×3)＝3，为平面三角形，C项正确；PCl3、NH3中价层电子对个数均为n＝3＋eq \f(1,2)×(5－1×3)＝4，为三角锥形，PCl5中价层电子对个数均为n＝5＋eq \f(1,2)×(5－1×5)＝5，为三角双锥形，D项错误；故选C。
11．答案：A
解析：CS2与CO2的空间结构相同，均为直线形，夹角为180°；H2O的空间结构为V形，夹角为105°；NH3的空间结构为三角锥形，夹角为107°；CCl4的空间结构为正四面体形，夹角为109°28′，因此CS2共价键之间的夹角最大，故A符合题意。
12．答案：B
解析：二氧化硫是V形，二氧化碳是直线形，则键角SO2＜CO2，A错误；由于电负性O大于S，共用电子对离O近，共用电子对间的排斥力大，所以键角H2O>H2S，B正确；CCl4与CH4均是正四面体形结构，键角相等，C错误；二氧化硫是V形，三氧化硫是平面三角形，由于二氧化硫分子中含有孤电子对，则键角SO2＜SO3，D错误；故选B。
13．答案：C
解析：二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0，分子的空间结构为直线形，水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，分子的空间结构为V形，二者空间结构不同，故A错误；碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3，分子的VSEPR模型为平面三角形，故B错误；二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0，分子的空间结构为直线形，键角为180°，碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3，分子的VSEPR模型为平面三角形，键角为120°，水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，分子的空间结构为V形，键角约为105°，则二氧化碳、碳酸根离子、水的键角依次减小，故C正确；氯化钙为离子化合物，不能用VSEPR模型预测氯化钙的空间结构，故D错误；故选C。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：根据价层电子对互斥理论，价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对数；NH3的价层电子对个数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，分子结构为三角锥形，BF3中B形成3个σ键，B原子的价层电子对个数＝3＋0＝3，无孤电子对，BF3分子结构为平面三角形，故A、B错误；NH3·BF3中B原子有空轨道，N原子有孤电子对，所以NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道，形成配位键，使B、N原子都达到8电子稳定结构，但H原子，可以达到2电子的稳定结构，不会达到8电子的稳定结构，故C错误；NH3中N原子上的孤电子对数为1，BF3中B形成3个σ键，无孤电子对，故D正确；故选D。
2．答案：C
解析：①NH3空间结构是三角锥形、H2O空间结构是V形，故①错误；②NH eq \\al(＋,4) 空间结构是四面体、H3O＋空间结构是三角锥，故②错误；③NH3空间结构是三角锥、H3O＋空间结构是三角锥，故③正确；④O3的结构为V形、SO2的结构为V形，故④正确；⑤CO2分子为直线形、C2H2分子为直线形，故⑤正确；⑥SiO eq \\al(4－,4) 空间结构是四面体、SO eq \\al(2－,4) 空间结构是四面体，故⑥正确；故选C。
3．答案：B
解析：若A、B为同一周期的P和Cl元素，形成PCl3时，中心原子磷是sp3杂化，空间结构为三角锥形，故A错误；若AB3分子中的价电子个数为24个，可以推出来A为硼或铝，B为氟或氯，无论哪种组合，中心原子都是sp2杂化，无孤电子对，分子都是平面正三角形，故B正确；若A、B为同一主族元素，硫和氧形成的三氧化硫，硫是sp2杂化，是平面正三角形，故C错误；若AB3分子为三角锥形，则AB3分子可能为NH3，也可能是PH3，故D错误；故选B。
4．答案：B
解析：由于CH eq \\al(＋,3) 中的碳原子价层电子对数为3，所以分子结构为平面三角形，但CH3·和CH eq \\al(－,3) 中的碳原子的价层电子对都是4，且含有1对孤电子对，空间结构为三角锥形，所有原子不可能共面，故A的说法错误；CH eq \\al(－,3) 中的碳原子价层电子对数是4，由于结构中有孤电子对，所以分子结构为三角锥形，CH eq \\al(－,3) 与NH3、H3O＋的原子数和价电子数都相等，所以它们为等电子体。所以它们的分子结构均为三角锥形，故B的说法正确；CH eq \\al(＋,3) 与OH－通过OH－的孤电子对形成共价键，形成的是共价化合物，故C的说法错误；两个CH3·结合得到的是乙烷，一个CH eq \\al(＋,3) 和一个CH eq \\al(－,3) 结合得到的也是乙烷，故D的说法错误；故选B。
5．答案：C
解析：NH eq \\al(＋,4) 是正四面体，故A错误；H3O＋和ClO eq \\al(－,3) 是三角锥形，故B错误；NO eq \\al(－,3) 和CO eq \\al(2－,3) 是平面结构，故C正确；PO eq \\al(3－,4) 和SO eq \\al(2－,4) 是正四面体，故D错误。
6．答案：D
解析：乙醇的结构简式为CH3CH2—O—H，氧与氢原子、碳原子成键，即氧原子有2对σ键电子对。由于碳原子只拿出一个电子与氧原子成键，故氧原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(6－1×1－1×1)＝2，价层电子对数为4，故选D。
7．答案：C
解析：分子中N、O间形成的共价键为不同元素原子之间形成的共价键，属于极性键，A错误；N(NO2)3的分子结构与NH3相似，分子中四个N原子构成三角锥形，B错误；该分子中N—N—N键角都是108.1°，分子结构为三角锥形，中心氮原子还有一对孤电子对，C正确；因为1个N(NO2)3分子含有10个原子，15.2g该物质，即0.1ml含有6.02×1023个原子，D错误；故选C。
8．答案：A
解析：第ⅤA族元素的原子R最外层有5个电子，形成5个共用电子对，所以RCl5中R的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故A错误；上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，所以键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°三种，故B正确；RCl5eq \(=====,\s\up7(△))RCl3＋Cl2↑，RCl3中R有一个孤电子对，为三角锥形结构，故C正确；键长越短，键能越大，分子中5个R—Cl键的键长不同，所以键能不同，故D正确；故选A。
9．答案：D
解析：三氯化磷分子中磷元素和氯元素都是第三周期元素，分子中磷原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，分子空间结构为三角锥形，故A错误；三氯化硼分子的价电子数为24，分子中硼原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子空间结构为平面三角形，故B错误；三氧化硫分子中硫元素和氧元素都是ⅥA族元素，分子中硫原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子空间结构为平面三角形，故C错误；氨分子和三氯化氮分子中氮原子的价层电子对数都为4，孤电子对数都为1，分子的空间结构都为三角锥形，所以空间结构为三角锥形的AB3分子可能为氨分子，故D正确；故选D。
10．答案：(1)直线 V
(2)平面三角 三角锥 平面三角 120° 三角锥 107° 正四面体 60°
(3)四面体 109°28′
解析：中心原子价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对个数；σ键个数＝配原子个数，孤电子对个数＝eq \f(1,2)×(a－xb)，a指中心原子价电子数，x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数；据此确定VSEPR模型，实际空间结构要去掉孤电子对。
(1)三原子分子常见的空间结构有V形或直线形。CO2分子中，中心原子孤电子对数＝eq \f(4－2×2,2)＝0、价电子对数2＋0＝2，则其空间结构为直线形，H2O分子中，中心原子孤电子对数＝eq \f(6－2×1,2)＝2、价层电子对数＝2＋2＝4，故空间结构为V形。
(2)四原子分子常见的空间结构有平面三角形和三角锥形，如甲醛HCHO分子呈平面三角形，键角约为120°；氨分子呈三角锥形，键角为107°；需要注意的是白磷分子呈正四面体形，键角为60°。
(3)五原子分子最常见的空间结构为四面体形，如常见的CH4呈正四面体、键角是109°28′。
学科素养升级练
1．答案：(1)正四面体形 平面三角形
(2)BF3 NF3 CF4
解析：中心原子价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对个数；σ键个数＝配原子个数，孤电子对个数＝eq \f(1,2)×(a－xb)，a指中心原子价电子数，x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数；据此确定VSEPR模型，实际空间结构要去掉孤电子对。
(1)利用VSEPR模型推测分子或离子的空间结构。ClO eq \\al(－,4) 中的中心原子价层电子对数是4，没有孤电子对，空间结构为正四面体形。AlBr3分子中心原子价层电子对数是3，没有孤电子对，空间结构是平面三角形。
(2)第二周期非金属元素有硼、碳、氮、氧、氟。平面三角形分子：BF3(中心原子价层电子对数是3，没有孤电子对)，三角锥形分子：NF3(中心原子价层电子对数是4，有1对孤电子对)，正四面体形分子：CF4(中心原子价层电子对数是4，没有孤电子对)。
2．答案：(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)V形 水分子属于AX2E2，n＋m＝4，VSEPR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<109°28′
(4)四面体形 >
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′；
(2)二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为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结构为直线形结构，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，孤电子对数为2，所以分子的空间结构为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∠H—O—H略小于109°28′，故答案为：水分子属于AX2E2，n＋m＝4，VSEPR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<109°28′；
(4)当n＋m＝4时，VSEPR模型为四面体形，SO2Cl2和SO2F2中硫原子均无孤电子对，所以分子结构为四面体形，F原子的电负性大于氯原子，因为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，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。
3．答案：0 2 直线形 直线形 1 3 平面三角形 V形 0 3 平面三角形 平面三角形 2 4 四面体形 V形 1 4 四面体形 三角锥形 0 4 正四面体形 正四面体形 0 4 正四面体形 正四面体形
4．答案：(1)SO2、HClO、ClO eq \\al(－,2) SO eq \\al(2－,3) 、ClO eq \\al(－,3) SO3 SO eq \\al(2－,4) 、ClO eq \\al(－,4)
(2)①H—Si—H＞H—P—H＞H—S—H ②＜ ③＜ ④平面三角形 111.4°
解析：(1)SO2中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6－2×2)＝1，空间结构为V形；SO eq \\al(2－,3) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6＋2－3×2)＝1，空间结构为三角锥形；SO3中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6－3×2)＝0，空间结构为平面正三角形；SO eq \\al(2－,4) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6＋2－4×2)＝0，空间结构为正四面体形；HClO中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6－2×1)＝2，空间结构为V形；ClO eq \\al(－,2) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(7＋1－2×2)＝2，空间结构为V形；ClO eq \\al(－,3) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(7＋1－3×2)＝1，空间结构为三角锥形；ClO eq \\al(－,4) 中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(7＋1－4×2)＝0，空间结构为正四面体形；
(2)①SiH4中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(4－4×1)＝0，空间结构为正四面体形，键角为109°28′；PH3中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形；H2S中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(6－2×1)＝2，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，由于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，而且孤电子对越多，对成键电子对的斥力越大，所以含有孤电子对的分子其键角要小于VSEPR模型中的键角；因此SiH4、PH3、H2S分子中H—Si—H、H—P—H、H—S—H的键角大小顺序为：H—Si—H＞H—P—H＞H—S—H；
②SnBr2中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(4－2×1)＝1，中心原子一共3对电子，VSEPR模型为平面三角形，但由于其中一对为孤电子对，因此Br—Sn—Br的键角小于120°；
③PCl3中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，中心原子一共4对电子，VSEPR模型为正四面体形，但由于其中一对为孤电子对，因此Cl—P—Cl的键角小于109°28′；
④COCl2中心原子孤电子对数eq \f(1,2)×(4－2×1－1×2)＝0，形状为平面三角形，其中C===O为双键，Cl—C—Cl为单键，因此Cl—C—Cl的键角为较小的111.4°。
必备知识基础练
进阶训练第一层
A
B
C
D
CO2
H2O
NH3
CH4
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
题号
8
9
10
11
12
13
答案
关键能力综合练
进阶训练第二层
学科素养升级练
进阶训练第三层
n＋m
2
①________
VSEPR模型
②________
四面体形
价层电子对之间的键角
③________
109°28′
分子或
离子
孤电子
对数
价层电
子对数
VSEPR
模型名称
分子或离子的
空间结构名称
CO2
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SO2
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CO eq \\al(2－,3)
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H2O
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NH3
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CH4
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NH eq \\al(＋,4)
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相关试卷
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课时课时训练： 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构第1课时课时训练，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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