《高中化学》第26讲分子的空间结构

PAGE第26讲分子的空间结构层次1基础性1.(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是()A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体形B.SO32-和C.CF4和SF4均为非极性分子D.XeF2与XeO2的键角相等2.(2024·广东佛山南海区调研)关于BF3、NH3、H2S、O3、CH3COOH、SOCl2等分子,下列说法正确的是()A.所有分子都只存在σ键,不存在π键B.SOCl2分子中S原子的价层电子对数为3C.NH3与BF3的VSEPR模型和分子的空间结构均不同D.H2S、O3分子的空间结构均为直线形3.(2023·广东茂名模拟)用氨水吸收硫酸工厂尾气中的SO2,发生的反应为2NH3·H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O。下列说法正确的是()A.SO2分子的空间结构呈V形B.NH3的电子式为H·C.H2O是非极性分子D.SO32-中的S原子的杂化轨道类型为4.(2023·广东佛山二模)硫化钠法制备Na2S2O3涉及的化学反应为2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2。下列说法正确的是()A.Na2S的电子式为Na·B.SO2的空间结构为平面三角形C.Na2S2O3可用作还原剂D.该反应可以说明非金属性:S>C5.(2023·广东茂名检测)下表中各粒子对应的空间结构及杂化轨道类型均正确的是()选项粒子空间结构中心原子的杂化轨道类型AHCN直线形C原子:spBSO2V形S原子:sp3CH3O+平面三角形O原子:sp3DHCHO三角锥形C原子:sp26.磷酸亚铁锂(LiFePO4)常用作锂离子电池的正极材料,可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。下列说法中正确的是()A.FeCl3分子中存在σ键和π键B.NH4H2PO4中NH4C.NH4H2PO4中P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成π键D.苯胺()中C和N原子均采取sp2杂化层次2应用性7.(2023·广东深圳检测)下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是()选项粒子空间结构解释A氨基负离子(NH2直线形N原子采取sp杂化B二氧化硫(SO2)V形S原子采取sp3杂化C碳酸根离子(CO3三角锥形C原子采取sp3杂化D乙炔(C2H2)直线形C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键8.(2023·广东梅州二模)碱式碳酸氧钒铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O]是制备多种含钒产品的原料。有关说法不正确的是()A.NH4B.基态V4+的核外电子排布式为[Ar]3d1C.CO32-中C的轨道杂化类型为D.H2O是非极性分子9.科学家研发出两种含氯低温消毒剂,解决了低温消毒难题,具体反应如图所示。下列说法中正确的是()A.尿素分子中C、N原子均采取sp3杂化B.氯化铵的阳离子的VSEPR模型为正四面体形C.三聚氰酸中的N原子为sp2杂化D.二氯异氰尿酸钠中元素的电负性:Cl>O>N10.Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能,催化转化CO2的历程如图所示。下列说法不正确的是()A.CO2在催化条件下转化的产物是CO和H2OB.过程②→③涉及化学键的断裂与生成C.反应过程中,碳原子的杂化方式未发生改变D.CO2和H2O中心原子的价层电子对数不同,杂化方式不同11.中科院成功实现了电催化CO2生成C2H5OH和CO,合成过程如图所示。下列说法正确的是()A.1个C2H5OH分子含有9个σ键,不存在π键B.CO2能溶于水,其分子的空间结构为角形C.CO2和C2H5OH分子中碳原子的价层电子对数相同D.c-NC端发生的电极反应可能为2CO2+12e-+12H+C2H5OH+3H2O12.(2024·湖北武汉部分重点中学联考)X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若Y原子为所在周期中未成对电子数最多的原子,下列说法中正确的是()A.第一电离能:Y>W>ZB.XW2分子中σ键与π键的数目之比为2∶1C.Y的简单氢化物分子的空间结构为平面三角形D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z13.(2024·江苏南通调研)元素周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。816O、817O、818O是氧元素的3种核素,可以形成多种重要的化合物。亚硫酰氯(SOCl2)为黄色液体,其结构式为(),遇水发生水解。工业上可电解H2SO4与(NH4)2SO4的混合溶液制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8],过二硫酸铵与H2O2中都含有过氧键(—O—O—)。硝化法制硫酸的主要反应为NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=+41.8kJ·mol-1A.

8B.亚硫酰氯空间结构为平面三角形C.SO2、SO3的中心原子轨道杂化类型均为sp2D.SO2晶体中存在S和O2之间的强烈作用层次3创新性14.快离子导体是一类具有优良离子导电能力的固体电解质,研究得最多的是Ag、Cu、Li、Na、F、O等的快离子导体。(1)Cu-e-Cu+的过程中,失去的电子是基态Cu原子轨道上的电子。(2)N、O、F的第一电离能从小到大的顺序为(用元素符号表示);NH3、PH3的键角:>。(3)CH3+、—CH3、CH3-都是重要的有机反应中间体。C—CH3、CH3-中碳原子的杂化方式分别为、(4)分子中碳原子的杂化方式为,所有碳原子(填“能”或“不能”)处于同一平面内。第26讲分子的空间结构1.A解析CH4和H2O的价层电子对数均为4,VSEPR模型均为四面体结构,A正确;SO32-中S的价层电子对数为4,有1个孤电子对,为三角锥形,CO32-的价层电子对数是3,为平面三角形,B错误;CF4为正四面体结构,为非极性分子,SF4中S的价层电子对数为5,故分子结构不对称,为极性分子,C错误;XeF2和XeO22.C解析根据原子的成键规律推测,SOCl2的结构式为,硫原子和氧原子间有π键,S原子的价层电子对数为4,A、B错误。NH3中氮原子的价层电子对数为4,含有1个孤电子对,其VSEPR模型为四面体形,分子的空间结构为三角锥形;BF3中B原子的价层电子对数为3,不含孤电子对,其VSEPR模型和分子空间结构均为平面三角形,C正确。H2S分子中心S原子价层电子对数为4,含有2个孤电子对,则H2S分子空间结构为角形;O3分子中O原子价层电子对数为2+6-2×22=3,有1个孤电子对,则O33.A解析SO2中S原子的价层电子对数=2+6-2×22=3,含一对孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形,A正确;NH3的电子式为H··N··H····H,B错误;H2O中O原子杂化轨道数=σ键数+孤电子对数=2+6-22=4,所以采取sp3杂化,空间结构为V形,为极性分子,C错误;SO32-中S原子孤电子对数=4.C解析Na2S是离子化合物,其电子式为Na+[··S······]2-Na+,A错误;SO2中心原子价层电子对数为2+12(6-2×2)=2+1=3,空间结构为V形,B错误;Na2S2O3中S化合价为+2价,能升高,因此可用作还原剂,C正确;该反应中碳化合价未变,硫化钠中硫化合价升高,二氧化硫中硫化合价降低,5.A解析HCN中心原子为C,有2个σ键,无孤电子对,故为sp杂化,空间结构为直线形,A正确;SO2中心原子为S,有2个σ键,1对孤电子对,故为sp2杂化,空间结构为V形,B错误;H3O+中心原子为O,有3个σ键,1对孤电子对,故为sp3杂化,空间结构为三角锥形,C错误;HCHO中心原子为C,有3个σ键,无孤电子对,故为sp2杂化,空间结构为平面三角形,D错误。6.B解析FeCl3分子中只存在Fe—Cl,属于σ键,不存在π键,A错误;NH4+的中心N原子价层电子对数为4,采取sp3杂化,则NH4+的空间结构为正四面体形,B正确;NH4H2PO4中P原子的价层电子对数为4,采取sp3杂化,杂化轨道只能形成σ键或容纳孤电子对,不能形成π键,故P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成σ键,C错误;苯胺()中C和N原子的价层电子对数分别为3、4,则C原子采取sp2杂化,N原子采取sp3杂化7.D解析氨基负离子中氮原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2,所以氮原子的杂化方式为sp3杂化,离子的空间结构为V形,A错误;二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤电子对数为1,所以硫原子的杂化方式为sp2杂化,粒子的空间结构为V形,B错误;碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0,所以碳原子的杂化方式为sp2杂化,离子的空间结构为平面三角形,C错误;乙炔分子中含有碳碳三键,碳原子的杂化方式为sp杂化,粒子的空间结构为直线形,且中心原子C无孤电子对,D正确。8.D解析N原子价层电子对数为4+5-1-1×42=4,采用sp3杂化,NH4+的空间结构为正四面体形,A正确;23号钒元素基态V4+的核外电子排布式为[Ar]3d1,B正确;CO32-中C原子价层电子对数为3+4+2-2×32=3,C轨道杂化类型为sp2杂化,C正确;H2O中O原子价层电子对数为2+6-9.B解析尿素中N原子采取sp3杂化,C原子采取sp2杂化,A错误;NH4+中心原子N原子为sp3杂化,则VSEPR模型为正四面体形,B正确;三聚氰酸中的N原子均形成单键,采取sp3杂化,C错误;元素的电负性:O>Cl>N,10.C解析由转化过程可知,Ni是催化剂,CO2在催化条件下转化生成H2O和CO,A正确;过程②中CO2的CO断裂,生成H2O时形成O—H,B正确;CO2中C采取sp杂化,在②中C形成三条键,则C采取sp2杂化,因此反应过程中,碳的杂化方式发生改变,C错误;CO2和H2O中心原子的价层电子对数分别为2、4,前者采取sp杂化,后者采取sp3杂化,D正确。11.D解析由乙醇的结构简式可知,1个C2H5OH分子含有8个σ键,不存在π键,A错误;CO2分子中碳原子的价层电子对数为2,孤电子对数为0,则分子的空间结构为直线形,B错误;CO2和C2H5OH分子中碳原子的价层电子对数分别为2、4,C错误;由图可知,酸性条件下二氧化碳在c-NC端得到电子发生还原反应生成乙醇,电极反应式为2CO2+12e-+12H+C2H5OH+3H2O,D正确。12.D解析X、Y、Z、W均为短周期元素,由相对位置关系推知,X和Y在第二周期,Z和W在第三周期;Y原子为所在周期中未成对电子数最多的原子,即其核外电子排布式为1s22s22p3,即Y为N元素,则X为C元素,Z为P元素,W为S元素。元素的第一电离能:N>P>S,即Y>Z>W,A错误;XW2是CS2,其结构简式为SCS,故分子中有2个σ键和2个π键,其数目之比为1∶1,B错误;Y的简单氢化物分子为NH3,NH3的空间结构为三角锥形,C错误;元素的非金属性:N>P,则酸性:HNO3>H3PO4,D正确。13.C解析

816O的中子数为16-8=8,817O的中子数为17-8=9,818O的中子数为18-8=10,A错误;亚硫酰氯分子中S为sp3杂化,该分子空间结构为三角锥形,B错误;SO2和SO3分子中中心原子轨道杂化类型均为sp2,C正确14.答案(1)4s(2)O<N<FNH3PH3(3)平面正三角形sp3sp3(4)sp3不能解析(1)Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,铜失去1个电子,失