新教材高中化学第二章分子结构与性质第二节第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课时练习（含解析）新人教版选择性

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(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题，每小题5分，共40分)1．下列常见分子的空间结构最相近的是()A．CO2和SO2 B．CH4和NH3C．CH2O和BBr3 D．H2O和BeCl2【解析】选C。CO2和SO2的空间结构分别为直线形和V形，A错误；CH4和NH3的空间结构分别为正四面体形和三角锥形，B错误；CH2O和BBr3的空间结构均为平面三角形，其中后者为正三角形，C正确；H2O和BeCl2的空间结构分别为V形和直线形，D错误。2．下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是()A．键角为180°的分子，空间结构是直线形B．键角为120°的分子，空间结构是平面三角形C．键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形D．键角为90°～109°28′之间的分子，空间结构可能是V形【解析】选B。键角为180°的分子，空间结构是直线形，例如CO2分子是直线形分子，A正确；苯分子的键角为120°，但其空间结构是平面正六边形，B错误；白磷分子的键角为60°，空间结构为正四面体形，C正确；水分子的键角为105°，空间结构为V形，D正确。3．(2021·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的二氧化氮分子、劳动面前人人平等的磷酸分子、有机族的第一代长老的甲烷分子、我在梦中被创造的苯分子、江湖剑客的甲醛分子。下列说法正确的是()A．NO2分子的空间结构为直线形B．POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))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【解析】选B。NO2分子是V形，A错误；POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))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呈平面三角形，分子的空间结构为平面三角形，D错误。4．以下分子或离子的结构为正四面体形且键与键夹角为109°28′的是()①CH4②SiCl4③CH3Cl④P4⑤SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))A．①②④ B．①②③④⑤C．①② D．①②⑤【解析】选D。在CH4和SiCl4中，结构为正四面体形且键与键夹角为109°28′；CH3Cl中氢原子与氯原子间的排斥作用力不同且氢原子与氯原子半径不同，空间结构不是正四面体形；P4是正四面体结构，键角为60°；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))中，S原子价层电子对数为4，没有孤电子对，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))为正四面体形，键角为109°28′。5．(2021·海口高二检测)下列说法正确的是()A．BF3和NCl3分子中各原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构B．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′C．NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))的电子式为，离子呈平面正方形结构D．PCl3和NH3都是三角锥形分子，都存在未成键电子对成键电子的排斥作用【解析】选D。NCl3分子中各原子都满足8电子稳定结构，但BF3分子中的B原子不满足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；NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))为正四面体结构而非平面正方形结构，C错误；PCl3分子中的P和NH3分子中的N都有一对未成键电子，由于未成键电子对成键电子的排斥作用，使其呈三角锥形，D正确。6．下列分子的VSEPR模型与分子的立体构型相同的是()A．SiCl4B．SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))C．SOCl2D．SeO2【解析】选A。分子中无孤电子对时VSEPR模型与分子立体构型相同，A正确；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))VSEPR模型为四面体形，分子立体构型是三角锥形，B错误；SOCl2的价层电子对数＝1＋2＋eq\f(1,2)×(6－2－1×2)＝4，一对孤电子对，VSEPR模型四面体形，分子立体构型是三角锥形，C错误；SeO2的VSEPR模型为三角形，分子立体构型是V形，D错误。【补偿训练】下列描述中正确的是()A．CS2为V形分子B．ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的空间构型为平面三角形C．SF6中有6对完全相同的成键电子对D．SiF4和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的中心原子均无孤电子对【解析】选C。CS2为直线形分子，ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))空间构型为三角锥形，SiF4无孤电子对，而SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))有1对孤电子对。7．以下分子或离子的立体构型不是三角锥形的是()A．NF3B．SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))C．SO2D．H3O＋【解析】选C。NF3、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、H3O＋中的中心原子价层电子对数均为4，孤电子对数均为1，它们均为三角锥形，SO2为V形。8．我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)Cl(用R代表)，经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。从结构角度分析，R中两种阳离子不同之处为()B．中心原子的价层电子对数C．立体结构D．共价键类型【解析】选C。R中两种阳离子分别是H3O＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，二者的中心原子的VSEPR模型都是四面体形，中心原子的价层电子对数都是4，都是共价键，H3O＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))的空间结构分别为三角锥形、正四面体形。二、非选择题(本题包括2小题，共30分)9．(16分)(1)计算下列分子或离子中带“·”原子的价电子对数。(2)计算下列微粒中带“·”原子的孤电子对数。(3)用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的立体构型。①H2Se________；②NHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))________；③BBr3________；④CHCl3________；⑤SiF4________。【解析】(1)价电子对数分别为4、2、3、4。(2)孤电子对数分别为2、0、0、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：化学式H2SeNHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))BBr3CHCl3SiF4中心原子上的孤电子对数22000中心原子的σ键电子对数22344价层电子对数44344H2Se、NHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))因中心原子上有两对孤电子对，立体构型均为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。答案：(1)①4②2③3④4(2)①2②0③0④1(3)①V形②V形③平面三角形④四面体形⑤正四面体形10．(14分)(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，则光气分子的空间构型为______________________________(用文字描述)。(3)NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))的立体构型是________。(4)KNO3中NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的空间构型为____________，写出与NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))结构相同的一种阴离子的化学式________________________。(5)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角______120°(填“＞”“＜”或“＝”)。【解析】(1)BBr3分子B的价层电子对数为3，没有孤电子对，所以构型为平面正三角形，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OC=S；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)NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))分子中N的价层电子对数为3，有1对孤电子对，所以立体构型是V形。(4)KNO3中NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的空间构型为平面三角形，COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))与NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))结构相同。(5)SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数是eq\f(4－2×1,2)＋2＝3，配位原子数为2，含有一对孤电子对，SnBr2空间构型为V形，键角小于120°。答案：(1)120°(2)O=C=S平面三角形(3)V形(4)平面三角形COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(5)＜(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)11．下列分子或离子为直线形的是()A．NHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))B．NOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))C．SF2D．NCl3【解析】选B。NHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))价层电子对数是4，孤电子对数是2，VSEPR模型是四面体形，空间构型是V形，A错误；NOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))价层电子对数是2，孤电子对数是0，VSEPR模型和空间构型是直线形，B正确；SF2价层电子对数是4，孤电子对数是2，VSEPR模型是四面体形，空间构型是V形，C错误；NCl3价层电子对数是4，孤电子对数是1，VSEPR模型是四面体形，空间构型是三角锥形，D错误。12．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分子一定为平面正三角形B．若AB3分子中的价电子个数为24个，则AB3分子可能为平面正三角形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【解析】选B。若为PCl3，则分子为三角锥形，A错误；BCl3满足要求，其分子为平面正三角形，B正确；若分子为SO3，则为平面正三角形，C错误；分子不一定为NH3，也可能为NF3等，D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)13．(2021·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：ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))____________；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分子的空间构型为________。【解析】(1)ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))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，有一对孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))、CHeq\o\al(\s\up1(－),\s\d