新教材适用2023-2024学年高中化学专题4分子空间结构与物质性质第1单元分子的空间结构第1课时分子的空间结构模型课后训练苏教版选择性必修2

第一单元分子的空间结构第1课时分子的空间结构模型课后训练巩固提升基础巩固1.甲酸分子(HCOOH)中碳原子的价电子对数为()。A.1B.2C.3D.4答案：C解析：甲酸分子中,碳原子形成3个σ键,故价电子对数为3,C项正确。2.氨气分子空间结构是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为()。A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,NH3为sp2杂化,而CH4是sp3杂化B.NH3分子中N原子形成三个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道C.NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子对的排斥作用较强D.氨气的相对分子质量大于甲烷答案：C解析：NH3中N原子形成3个σ键,有一对未成键的孤电子对,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,孤电子对对成键电子对的排斥作用较强,N—H键之间的键角小于109°28',所以氨气分子空间结构是三角锥形;CH4分子中C原子采取sp3杂化,杂化轨道全部用于成键,碳原子连接4个相同的原子,C—H键之间的键角相等为109°28',故CH4的空间结构为正四面体形,故A、B、D项错误,C正确。3.BF3是典型的平面三角形分子,它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成BF4-,则BF3和BF4-中B原子的杂化轨道类型分别是A.sp2、sp2 B.sp3、sp3C.sp2、sp3 D.sp3、sp2答案：C4.硒(Se)是第ⅥA族元素,则SeS3分子的空间结构是()。A.正四面体形B.V形C.三角锥形D.平面三角形答案：D解析：SeS3中的Se呈+6价,Se原子的价电子对全部用于形成共价键,Se周围有3个硫原子,故其分子的空间结构为平面三角形,D项正确。5.下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是()。A.CH4、CS2、BF3B.CO2、H2O、NH3C.C2H4、C2H2、C6H6D.CCl4、BeCl2、PH3答案：C解析：题中的CH4和CCl4为正四面体形分子,NH3和PH3为三角锥形分子,这几种分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子,C2H4为平面形分子,C6H6为平面正六边形分子,这些分子中的所有原子都处于同一平面,C项符合题意。6.下列有关描述正确的是()。A.NO3-为B.ClO3C.NO3D.ClO3答案：C解析：NO3-中N原子的价电子对数为5+12=3,没有孤电子对,NO3-为平面三角形微粒,故A项错误、C项正确。ClO3-中氯原子的价电子对数为7+127.(双选)SF6是一种无色气体,且具有很强的稳定性,可用于灭火。下列有关说法中正确的是()。A.电负性:S<FB.SF6分子是正四面体形结构C.SF6分子中硫原子周围无孤电子对D.氟原子的轨道表示式为答案：AC解析：F的电负性最大,A项正确;SF6分子中硫原子有6对价电子对,不是正四面体形结构,B项错误;D项违背泡利不相容原理,错误。8.(1)CO2分子中的C采取杂化,分子的结构式为,空间结构呈;(2)HCHO中的C采取杂化,分子的结构式为,空间结构呈;(3)H2S分子中的S采取杂化,分子的结构式为,空间结构呈。答案：(1)spOCO直线形(2)sp2平面三角形(3)sp3V形9.(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为。

(2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是。

(3)化合物[H3O]+中阳离子的空间结构为,阴离子的中心原子轨道采用杂化。(4)X的单质与氢气可化合生成气体G,其水溶液pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是。(5)S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示,S原子采用的轨道杂化方式是。答案：(1)sp3、sp2(2)sp2(3)三角锥形sp3(4)sp3(5)sp3解析：(1)CH3COOH分子中,—CH3和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。(2)上的碳原子形成3个σ键和1个π键,是sp2杂化。(3)阳离子是H3O+,呈三角锥形;阴离子中,硼原子形成4个σ键(含1个配位键),采用sp3杂化。(4)G是NH3分子,N原子采取sp3杂化。(5)每个硫原子均形成2个S—S键,还有2对孤电子对,杂化方式为sp3。10.请回答下列问题。(1)利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构:SeO3;SCl2;NO2+;NOHCN。(2)利用价电子对互斥模型推断键角的大小:①甲醛分子中H—C—H的键角(填“>”“<”或“=”,下同)120°;②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角120°;③PCl3分子中,Cl—P—Cl的键角109°28'。答案：(1)平面三角形V形直线形V形直线形(2)①<②<③<解析：(1)SeO3中,Se的价电子对数为12×(6+0)=3,孤电子对数为0,SeO3为平面三角形;SCl2中,S的价电子对数为12×(6+2)=4,孤电子对数为2,SCl2为V形;NO2+中,N的价电子对数为12×(5-1)=2,孤电子对数为0,NO2+为直线形;NO2-中,N的价电子对数为12×(5+1)=3,孤电子对数为1,NO2-为V形;HCN分子的结构式为H—C≡N,含有1个C≡N键,看作1个σ键电子对,1个C—H键为1个(2)甲醛为平面形分子,由于CO键与C—H键之间的排斥作用大于2个C—H键之间的排斥作用,所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。SnBr2分子中,Sn原子的价电子对数是4+22=3,成键电子对数为2,孤电子对数为1,由于孤电子对与Sn—Br键的排斥作用大于Sn—Br键之间的排斥作用,故键角<120°。PCl3分子中,P的价电子对数为12×(5+3)=4,含有1对孤电子对,由于孤电子对与P—Cl键的排斥作用大于P—Cl键间的排斥作用,所以Cl—P—Cl的键角小于109°28'能力提升1.(双选)下列关于NH4+、NH3、NH2-三种微粒的说法不正确的是A.三种微粒所含有的电子数相等B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同C.三种微粒的空间结构相同D.键角大小关系:NH4+>NH答案：CD解析：NH4+、NH3、NH2-含有的电子数均为10,A项正确;NH4+、NH3、NH2-三种微粒中氮原子的杂化方式均为sp3杂化,B项正确;NH4+的空间结构为正四面体形,NH3为三角锥形,NH2-为V形,C项错误;NH4+、2.(双选)化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图所示:下列说法正确的是()。A.碳、氮原子的杂化类型相同B.氮原子与碳原子分别为sp3杂化与sp2杂化C.1molA分子中所含σ键的数目为10NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)D.编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子不在同一平面内答案：BD解析：A分子中碳、氮原子各形成了3个σ键,氮原子有1对孤电子对而碳原子没有,故氮原子是sp3杂化而碳原子是sp2杂化,A项错误,B项正确;1个A分子中有1个碳氧双键,故1个A分子中有12对共用电子对、11个σ键,C项错误;氮原子为sp3杂化,相应的四个原子形成的是三角锥形结构,不可能共平面,D项正确。3.1919年,美国物理化学家朗缪尔提出等电子原理:原子总数相同、价电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理,仅由第二周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是和;和。(2)此后,等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的粒子,只要其原子总数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与NO2-互为等电子体的分子有、答案：(1)N2COCO2N2O(2)SO2O3解析：(1)仅由第二周期元素组成的共价分子,即C、N、O、F组成的共价分子中,N2与CO均有10个价电子,CO2与N2O均有16个价电子。(2)依题意,只要原子总数相同,各原子最外层电子数之和也相同,可互称等电子体,NO2-为三原子粒子,各原子最外层电子数之和为5+6×2+1=18,SO2、O3也为三原子粒子,各原子最外层电子数之和为6×4.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分子中中心原子价电子对数的计算式为,该分子的空间结构为。(2)Y的外围电子排布式为,Y的最高价氧化物的价电子分布的几何构型为。(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的最简单氢化物分子的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的氢化物分子中中心原子上有一对孤电子对,而D的氢化物分子中中心原子上没有答案：(1)H—Cl6+1+12V(2)3s23p4平面三角形(3)SiCl4109°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,价电子对数=6+1+12=4,所以HClO分子的空间结构为V形。SO3中硫原子的价电子对数为3,价电子分布的几何构型为平面三角形。SiCl4是正四面体形结构,键角为109°28'。CH4、NH3的中心原子的价电子对数均为4,分子的空间结构不同的根本原因是NH3分子中中心原子上有孤电子对,而CH4分子中中心原子上没有,5.氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式为,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为。(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为,羰基碳原子的杂化轨道类型为。(3)查文献可知,可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲:+,反应过程中,每生成1mol氯吡苯脲,断裂个σ键,断裂个π键。(设NA表示阿伏加德罗常数的值)(4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因:。②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是,中心原子的杂化类型分别是。答案：(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)NANA(4)①H—O键的键能大于H—N键的键能②V形、三角锥形、直线形sp3、sp3、sp解析：(1)氯元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p5,所以未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知,有2个氮原子均形成3个单键,孤电子对数为1,属于sp3杂化;剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键,孤电子对数为1,是sp2杂化;羰基碳原子形成2个单键和1个双键,为sp2杂化。(3)由于σ键比π键更稳定,根据反应的化学方程式可以看