1、第二章 分子结构与性质第二节分子的空间结构第1课时分子结构的测定和多样性价层电子对互斥模型【即时训练】一、单选题1根据价层电子对互斥理论及杂化轨道理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式分别为A直线形sp杂化B三角形sp2杂化C三角锥形sp2杂化D三角锥形sp3杂化2氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为A两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化BNH3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CNH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道D氨气分子极易溶于水而甲烷不易溶于水3下列描述中
2、正确的是A节日燃放的焰火与电子跃迁有关B氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子CCS2是空间构型为V形的极性分子DHCN、SiF4和的中心原子均为sp3杂化4一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24，下列叙述错误的是A该化合物中，W、X、Y之间均为共价键BX的氟化物中心原子的杂化方式为sp3杂化CX在周期表中的位置为第2周期第A族，且电负性XYDZ+核外电子空间运动状态有5种5根据价层电子对互斥理论，中心原子杂化轨道类型为sp2的微粒为ACH3ClBSOCNF3DCO6是“裸露”的质子，半径很小，易吸引生成水合氢离子
3、()。下列对上述过程的描述不合理的是A氧原子的杂化类型未发生改变B与的价层电子对数未发生改变C与的电子总数未发生改变DHOH的键角未发生改变7顺铂可抑制的复制过程，是治疗癌症的重要药物，铂(II)同Z和a结合的重金属配合物，其结构简式如图。X、Y、Z是原子半径依次增大的短周期元素，X、Z原子都有一个未成对电子，Y的第一电离能比同周期的相邻元素都大，a是由X、Y形成的分子。下列有关叙述正确的是A分子a的模型是四面体B顺铂的空间构型铂位于正四面体的中心CX、Y、Z三种元素形成的化合物中不可能含有离子键DY与Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性前者强82021 年1月20日中国科学院和中国工程院评选出
4、 2020 年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO2+4H2=CH4+2H2O，这是迄今最接近人造光合作用的方法。CO2可转化为CO、H2等燃料：CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) H1=+247 kJmol-1，下列有关CO2、CH4的说法正确的是ACH4的空间构型是三角锥形B电负性由大到小的顺序是OCHCC原子的电子排布式为1s22s22p4DCO2转化为CH4利用了CO2的还原性9As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成AsCl3，AsCl3用LiAlH4还原生成AsH3，下列说法正确的是AA
5、sCl3空间构型为平面正三角形BLiAlH4为共价化合物CAs2O3分子中As原子的杂化方式为sp3DAsH3分子键角大于109.510、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sp2杂化,且中所有原子均共面BCH与NH3、H3O+互为等电子体,几何构型均为三角锥形C与OH-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二、填空题11(1)是有机合成中常用的还原剂，中的阴离子空间结构是_、中心原子的杂化形式为_。(2)根据价电子对互斥理论，、的气态分子中，中心原子价电子对数不同于其他分子的是_。气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为_形，其中共价键的类型有
6、_种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。12铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。(1)基态的简化电子排布式为_。(2)实验室可用、苯酚()来检验。N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)，苯酚中碳原子的杂化轨道类型为_。(3)常作净水剂和补铁剂，的空间结构是_。(4)羰基铁可用作催化剂、汽油抗爆剂等。分子中含_配位键，与互为等电子体的离子是_(填化学式，写一种)。三、元素或物质推断题13W、M、X、Y、Z 是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M
7、的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。X 的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭；Y 的基态原子核外有 6 个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。(1)MX的空间构型是_。H2X分子的VSEPR模型名称为_。(2)0.2 mol WX2 中含有的键数目为_。(3)W、M、X、Y的第一电离能由大到小顺序为_。(请用元素符号回答)(4)COCl2俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，光气分子的结构式为_，其中碳氧原子之间共价键是_(填序号)。a.2个键 b.2个键 c.1个键，1个键(5)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但G
8、e原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_。14有X、Y、Z、W、M五种常见短周期元素，其原子半径随着原子序数递增的变化如图所示。已知：基态X原子p能级的成对电子与未成对电子数相等；Y的简单离子带一个单位电荷，其电子排布与X的简单离子相同；W的最高价氧化物十分坚硬，能溶于烧碱溶液，但不溶于盐酸；Y、Z的最高价氧化物对应的水化物及M的氢化物的水溶液两两皆能反应。回答下列问题：(1)基态Z原子的电子排布式为_；X、Y、Z、M的简单离子半径由小到大的顺序为_(用离子符号表示)。(2)X、Y按原子个数比11形成的化合物的化学式为_，该化合物的电子式为_。(3)电负性与第一电离能都大于X
9、元素，其单质在加热条件下与等物质的量的烧碱完全反应，生成钠盐、和一种气体。该气体的分子式为_，其空间结构为_。(4)Z与M形成的化合物为气体，其分子式为，每个原子最外层都达到8电子结构，写出其结构式：_。5参考答案1D【详解】在分子中，中心N原子的价层电子对数为4，根据杂化轨道理论可推知中心N原子的杂化方式为杂化，且有1个孤电子对，空间结构为三角锥形。故选：D。2B【详解】根据价层电子对互斥理论可知，两种分子的中心原子均为sp3杂化，A项错误；氨气中氮原子含有1对孤对电子，而甲烷中碳原子没有孤对电子，B正确；杂化轨道均为4个，C项错误；水溶性与分子的极性有关，极性是由构型决定的，所以D项为空间
10、构型的结果，D项错误。3A【详解】A节日燃放的焰火是原子由激发态到基态发生的电子的跃迁，与电子跃迁有关，故A正确；B氢原子的电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少，而不表示一个电子，故B错误；CCS2和CO2的分子构型相同，二硫化碳的结构式为S=C=S，空间构型是直线型，故C错误；DSiF4和的中心原子的价层电子对数为4对，均为sp3杂化，HCN的结构式为H-CN，碳原子采用sp杂化，故D错误；答案选A。4B【详解】元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24，结合化合物的结构分析，W为H，X为B，Y为C，Z为Na;A在化合物中，H、B、N之间形成共价键，故A正确；BBF3中
11、中心原子是B，其价层电子对是，所以中心原子的杂化方式为sp2杂化，故B错误；CB有两个电子层，且最外层电子数为3，所以在周期表中的位置为第2周期第A族，同周期电负性逐渐增强，所以BN，故C正确；DNa+的核外电子排布式是1S22S22P6,共有5个运动轨道，就有5种空间运动状态，故D正确；故答案为：B5D【详解】ACH3Cl中C形成4个键，孤电子对数= =0，价层电子对个数=4+0=4，中心C原子为sp3杂化，A错误；BSO离子中的S形成3个 键，孤电子对数= =1，价层电子对个数=3+1=4，则中心原子S杂化类型是sp3，B错误；CNF3分子中N形成3个键，孤电子对数= =1，价层电子对个数
12、=3+1=4，中心原子N原子杂化类型分别为sp3，C错误；DCO中C形成3个键，孤电子对数= =0，价层电子对个数=3+0=3，中心原子N原子杂化类型分别为sp2，D正确；答案选D。6D【详解】AO原子为中心原子，其杂化类型都是sp3杂化，A不符合题意；B价层电子对数都为4，B不符合题意；CH+是“裸露”的质子，核外无电子，故H2O与H3O+的电子总数未发生改变，C不符合题意；DH2O分子构型为折线形，H3O+分子构型为三角锥形，故键角不同，D符合题意；故选D。7A【详解】ANH3中，N原子的价电子对数为，所以NH3的模型是四面体，A项正确；BPt连接不同原子，其空间构型不为正四面体，B项错误
13、；CX、Y、Z三种元素形成的化合物NH4Cl中含有离子键，C项错误；D元素的非金属性越大，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：ClN，所以Cl元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强，D项错误；答案选A。8B【详解】A 中心原子碳的价层电子对数=4+ =4，sp3杂化，CH4的空间构型是正四面体，故A错误；B 同周期从左到右元素的电负性变大，电负性由大到小的顺序是OCH，故B正确；C C是6号元素，C原子的电子排布式为1s22s22p2，故C错误；D CO2转化为CH4，C由+4价降为-4价，利用了CO2的氧化性，故D错误；故选B。9C【详解】AAsCl3中As原子上的孤电子对数为，
14、键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，略去VSEPR模型中中心原子上的孤电子对，则 AsCl3空间构型为三角锥形，故A错误；BLiAlH4由Li+和构成，属于离子化合物，故B错误；CAs2O3分子中As原子形成3个 键，As原子上有1对孤电子对，故As原子的杂化方式为sp3，故C正确；DAsH3中As原子上的孤电子对数为，键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，由于孤电子对有较大的斥力，故 AsH3分子键角小于109.5，故D错误；答案选C。10B【详解】A由于中的碳原子采用的是sp2杂化，价层电子对数为3，所以分子构型为平面三角形，但和中的碳原子的价
15、层电子对都是3 ，采用的是sp2杂化，的碳原子价层电子对是4，采用的是sp3杂化，故A的说法错误；B中的碳原子采用的是sp3杂化，价层电子对是4，由于结构中有孤电子对，所以分子构型为三角锥型，与NH3、H3O+的原子数和价电子数都相等，所以它们为等电子体。所以它们的分子构型均为三角锥型，故 B的说法正确；C与OH-通过OH-的孤对电子形成共价键，形成的是共价化合物，故C的说法错误；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，故D的说法错误；本题答案B。11正四面体形 平面三角 2 【详解】(1)的中心原子的价电子对数为，故采取杂化，呈正四面体形结构；故答案为：正四面体形；(2)价电子
16、对数包括键电子对数和孤电子对数，中S的键电子对数为2，孤电子对数为，故价电子对数为4，同理，中S的价电子对数为，中S的价电子对数为，中S的价电子对数不同于、，故答案为：；气态为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的空间结构为平面三角形；S和O之间形成3个键和1个4中心6电子的大键，则其中共价键的类型有2种；固态为三聚分子，分子中每个S与4个O成键，S无孤电子对，故S原子的杂化轨道类型为；故答案为：平面三角；2；。12 杂化 正四面体形 10 (或) 【详解】(1)位于第四周期族，基态原子电子排布式为，失去2个电子变为，因此的简化电子排布式为；(2)同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，但，同主
17、族元素从上到下第一电离能逐渐减小，所以第一电离能大小顺序是；苯环的空间结构为平面正六边形，即C的杂化类型为；(3)中中心原子S有4个键，孤电子对数为，价电子对数为4，的空间结构为正四面体形。(4)与形成配位键，因此分子中含有配位键；根据等电子体的定义，与互为等电子体的离子是或；13平面正三角形 正四面体 0.4NA NOCCr c Ge的原子半径大，难以形成键 【详解】(1)MX即为NO中心N原子价层电子对数为=3，不含孤电子对，所以空间构型为平面正三角形；H2X即H2O，中心O原子价层电子对数为=4，所以VSEPR模型名称为正四面体；(2)WX2即为CO2，结构式为O=C=O，双键含有1个键
18、、1个键，所以0.2molCO2中含有0.4mol键，数目为0.4NA；(3)W、M、X、Y分别为C、N、O、Cr，Cr为金属元素，第一电离能较小，同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级轨道半满，更稳定，第一电离能大于O元素，所以第一电离能由大到小顺序NOCCr；(4)COCl2分子中C原子采取sp2杂化成键，C原子与Cl原子之间只能形成C-Cl单键，故C原子与O原子之间形成C=O双键，该分子的结构式是；碳氧原子之间共价键为双键，含1个键，1个键，故选c；(5)Ge的原子半径大，原子之间形成键较长，p-p轨道“肩并肩“程度很小或几乎不能重叠，所以Ge原子之间难以形成双键或
19、三键。14 V形 【详解】(1)Z为Al，基态Z原子的电子排布式为；核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时，离子半径随原子序数的增大而减小，则X、Y、Z、M的简单离子半径由小到大的顺序为。(2)X、Y按原子个数比11形成的化合物是过氧化钠，化学式为，该化合物的电子式为。(3)电负性与第一电离能都大于X元素，该元素是F，其单质在加热条件下与等物质的量的烧碱完全反应，生成钠盐、和一种气体，反应中F元素化合价降低，则氧元素化合价一定升高，因此方程式为2F2+2NaOH2NaF+H2O+OF2，该气体的分子式为，中心原子含有的孤对电子是，所以其空间结构为V形。(4)Z与M形成的化合物为气体，其分子式为，由于每个原子最外层都达到8电子结构，因此其结构式为。5
