专题04分子的空间结构-2021-2022学年高二化学下学期期末考试好题汇编（人教版2019选择性必修2）

专题04分子的空间结构1．下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是A．SO B．NO C．ClO D．ClO【答案】D【解析】A．SO的价层电子对数=3(6+26)=4，孤电子对数1，其VSEPR模型为四面体形，但其离子的空间构型为三角锥形，故A不符合题意；B．NO的价层电子对数为2+(5+14)=3，孤电子对数为1，其VSEPR模型为平面三角形，但其离子的空间立体构型是“V”，故B不符合题意；C．ClO的价层电子对数为3+(7+16)=4，孤电子对数为1，其VSEPR模型为四面体形，但其离子的空间构型为三角锥形，故C不符合题意；D．ClO的价层电子对数为4+(7+18)=4，孤电子对数为0，其VSEPR模型为正四面体形，其离子的空间构型也为正四面体形，孤D符合题意；答案D。2．（2022·重庆·西南大学附中高二期末）下列说法正确的是A．CO2分子中σ键和π键的数目之比为B．SO2和CS2均为V形分子C．NCl3子中的键角为D．SiF4和的中心原子均为sp3杂化【答案】D【解析】A．CO2的结构式为O=C=O，共价双键中含有1个σ键和1个π键，则该分子中含有2个σ键和2个π键，σ键和π键的个数之比为1：1，故A错误；B．SO2分子中S原子价层电子对数为，含有一个孤电子对，空间构型为V形，CS2中C原子价层电子对数为，不含孤电子对，空间构型为直线形，故B错误；C．NCl3中N原子价层电子对数为，含有一个孤电子对，该分子为三角锥形，键角小于120°，故C错误；D．SiF4中Si原子价层电子对数为，中S原子价层电子对数为，Si、S原子都采用sp3杂化，故D正确；答案选D。3．（2022·浙江温州·高二期末）鲍林提出杂化轨道理论能解释分子的空间结构，下列关于粒子的描述正确的是选项粒子空间结构解释ASO2V形S原子采取sp2杂化BBF3三角锥形B原子采取sp3杂化CC2H4平面三角形C原子采取sp2杂化DClO四面体形Cl原子采取sp3杂化【答案】A【解析】A．二氧化硫分子中硫原子的价电子对数=2+(622)/2=3，采取sp2杂化，含有1对孤对电子，空间结构为V形，A正确；B．三氟化硼分子中硼原子的价电子对数=3+(313)/2=3，采取sp2杂化，空间结构为平面三角形，B错误；C．乙烯分子中每个碳原子均形成3个σ键和1个π键，价层电子对数是3，采取sp2杂化，为平面形，C错误；D．氯酸根离子中氯原子的价电子对数=3+(7+123)/2=4，氯原子采取sp3杂化，含有一对孤对电子，空间结构为三角锥形，D错误；答案选A。4．（2022·重庆·西南大学附中高二期末）我国科学家发现了一类由组成的磁性超导材料。下列说法不正确的是A．变成时失去轨道电子B．基态原子核外有2个未成对电子C．的空间结构为平面三角形D．基态F原子的核外电子有9种空间运动状态【答案】D【解析】A．Fe变成Fe2+时失去4s能级电子，Fe2+变成Fe3+时失去3d轨道电子，故A正确；B．Se原子的最外层电子排布式为4s24p4，Se原子核外有2个未成对电子，故B正确；C．中心原子As价层电子对数为，不含孤电子对，其空间构型为平面正三角形，故C正确；D．氟原子核电荷数为9，电子排布为1s22s22p5，则其核外电子有5种空间运动状态，故D错误；答案选D。5．（2022·河北·石家庄二中高二期末）下列分子空间结构和其VSEPR模型均一致的组是A．NH3、CH4、SO3 B．BF3、SF6、PCl3C．PCl3、CO2、CCl4 D．HCHO、HCN、CO2【答案】D【解析】A．NH3中心原子N的价层电子对数=3+(53×1)=4，其杂化方式为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，含有一对孤电子对，其分子的立体构型为三角锥形。CH4中心原子C的价层电子对数=4+(44×1)=4，其杂化方式为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，无孤电子对，其分子的立体构型为四面体形。SO3中心原子S的价层电子对数=3+(63×2)=3，其杂化方式为sp2杂化，VSEPR构型为平面三角形，无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形，A不符合题意；B．BF3中心原子B的价层电子对数=3+(33×1)=3，其杂化方式为sp2杂化，VSEPR构型为平面三角形，无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形。SF6中心原子S的价层电子对数=6+(66×1)=6，其杂化方式为sp3d2杂化，VSEPR构型为正八面体，无孤电子对，其分子的立体构型为正八面体。PCl3中心原子P的价层电子对数=3+(53×1)=4，其杂化方式为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，含有一对孤电子对，其分子的立体构型为三角锥形，B不符合题意；C．PCl3中心原子P的价层电子对数=3+(53×1)=4，其杂化方式为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，含有一对孤电子对，其分子的立体构型为三角锥形。CO2中心原子C的价层电子对数=2+(42×2)=2，其杂化方式为sp杂化，VSEPR构型为直线形，无孤电子对，其分子的立体构型为直线形。CCl4中心原子C的价层电子对数=4+(44×1)=4，其杂化方式为sp3杂化，VSEPR构型为正四面体形，无孤电子对，其分子的立体构型为正四面体形，C不符合题意；D．HCHO中心原子C的价层电子对数=3+(42×12)=3，其杂化方式为sp2杂化，VSEPR构型为平面三角形，无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形。HCN中心原子C的价层电子对数=2+(431)=2，其杂化方式为sp杂化，VSEPR构型为直线形，无孤电子对，其分子的立体构型为直线形。CO2中心原子C的价层电子对数=2+(42×2)=2，其杂化方式为sp杂化，VSEPR构型为直线形，无孤电子对，其分子的立体构型为直线形，D符合题意；故选D。6．（2022·辽宁·建平县实验中学高二期末）下列微粒的立体结构的判断正确的是A．

直线形 B．

平面三角形 C．

三角锥形 D．

V形【答案】C【解析】A．SO3分子的中心原子S原子上含有3个σ键，中心原子上的孤电子对数==0，无孤电子对，空间构型是平面三角形，A错误；B．CS2中C原子的价层电子对数=2+=2，属于sp杂化，不存在孤电子对，空间构型为直线形，B错误；C．NH3分子中N原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+=4，含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥型，C正确；D．H3O+中心O原子的价层电子对个数=3+=3+1=4，有1对孤电子对，则微粒的立体结构为三角锥形，D错误；故选：C。7．（2022·湖南师大附中高二期末）下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1对孤电子对的是A．CH4、NH3 B．BBr3、SOC．SO2、BeCl2 D．PCl3、H3O+【答案】D【解析】A．CH4中碳原子价层电子对数=4+=4且不含孤电子对，NH3分子中N原子价层电子对数=3+=4且含有1个孤电子对，则C、N原子都采用sp3杂化，但C原子不含孤电子对，故A错误；B．BBr3中B原子价层电子对数=3+=3且不含孤电子，B原子采用sp2杂化，SO中S原子价层电子对数=3+=4且含有1个孤电子，则S原子采用sp3杂化，故B错误；C．SO2中S原子价层电子对数=2+=3且含有1个孤电子对，则S原子采用sp2杂化，BeCl2中Be原子价层电子对数=2+=2且不含孤电子，则Be采用sp杂化，故C错误；D．PCl3中P原子价层电子对数=3+=4且含有1个孤电子对，H3O+中O原子价层电子对数=3+=4且含有一个孤电子对，P、O原子都采用sp3杂化，故D正确；故选：D。8．（2021·湖北·高二期末）氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物，向盛有10mL水的锥形瓶中，小心滴加8~10滴SOCl2，可观察到剧烈反应，液面上方有雾形成，并有带刺激性气味的气体逸出，该气体中含有使品红溶液褪色的SO2。下列关于氯化亚砜分子的VSEPR模型、分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是A．四面体形、三角锥形、sp3B．平面三角形、V形、sp2C．平面三角形、平面三角形、sp2D．四面体形、三角锥形、sp2【答案】A【解析】SOCl2中S原子成2个S−Cl键，1个S=O，价层电子对数=σ键个数+孤电子对个数=3+1=4，杂化轨道数是4，故S原子采取sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，含一对孤电子，分子形状为三角锥形，故A正确。综上所述，答案为A。9．（2022·宁夏·平罗中学高二期末）下列说法正确的是A．已知非金属性O>N>C，可推知氢化物的稳定性H2O2>N2H4>C2H6B．已知CO2分子构型为直线形，可推知CS2、N2O都为直线形C．已知硅酸难溶于水，可推知硅酸不能与NaOH溶液反应D．已知N的电负性比B(硼)大，可推知NF3的键角比BF3大【答案】B【解析】A．已知非金属性O＞N＞C，可推知最简单气态氢化物的稳定性H2O＞NH3＞CH4，但H2O2、N2H4、C2H6均不是最简单气态氢化物，选项A错误；B．CS2、N2O与CO2均为等电子体，等电子体的结构相似，已知CO2分子构型为直线形，则CS2、N2O都为直线形，选项B正确；C．硅酸难溶于水，但硅酸与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，选项C错误；D．NF3分子中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4，为sp3杂化，空间构型为三角锥形，键角小于109.5°；BF3分子中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，故为sp2杂化，空间构型为平面三角形，FBF的键角是120°，故前者小于后者，选项D错误；答案选B。10．（2022·辽宁·建平县实验中学高二期末）徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如等。下列说法错误的是A．分子中O原子为杂化 B．分子中C原子为杂化C．分子中N原子为杂化 D．分子中C原子均为杂化【答案】D【解析】A．分子中O原子形成2个键，含有2对孤电子对，采取杂化，A项正确；B．分子中C原子形成2个键，没有孤电子对，采取杂化，B项正确；C．分子中N原子形成3个键，含有1对孤电子对，采取杂化，C项正确；D．分子中有2个碳原子，其中甲基上的碳原子形成4个键，没有孤电子对，采取杂化，D项错误；答案选D。11．（2022·江苏连云港·高二期末）下列关于和的说法正确的是A．分子中S原子均为杂化 B．中键角前者大C．能形成分子间氢键 D．的空间构型为平面正方形【答案】C【解析】A．分子的价层电子对数均为3，故中S原子均为杂化，A错误；B．SO2中有一个孤电子对，其对σ键电子对的排斥力较大，故SO2的键角较小，B错误；C．分子结构中也存在羟基，能形成分子间氢键，C正确；D．的层电子对数均为4，根据价层电子对互斥理论可知其空间构型为正四面体形，D错误；故选C。12．（2022·山东·曲阜一中高二期末）短周期元素X、Y、Z、W、E原子核外电子数依次增多。X的原子半径是短周期元素中最小的；Y、Z、W位于同一周期，Z元素基态原子中p轨道所含电子数与s轨道相等；E与W同主族。它们组成的某种分子的结构式如图所示，下列说法正确的是A．简单阴离子半径：B．同主族元素中E的最高价氧化物对应水化物的酸性最强C．电负性：D．离子的中心原子的杂化方式是杂化【答案】B【解析】X的原子半径是短周期元素中最小的，则X为H元素；Z元素基态原子中p轨道所含电子数与s轨道相等，其核外电子排布式为1s22s22p4，则Z为O；由分子结构可知W共用1对共用电子对，且原子序数比O大，则W为F，E为Cl，Y、Z、W位于同一周期，则Y为C；结合分析可知，X为H，Y为C，Z为O，W为F，E为Cl元素，A．电子层越多离子半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越多离子半径越大，则简单阴离子半径的大小顺序为W<Z<E，故A错误；B．E为Cl，同主族元素从上到下非金属性减弱，而F元素无最高价氧化物对应水化物，则HClO4的酸性最强，故B正确；C．非金属性越强其电负性越大，由非金属性：Cl<C<O，则电负性：E<Y<Z，故C错误；D．Y为C，Z为O，离子即的中心原子的价层电子对个数=3+=3，且不含孤电子对，所以C原子采用sp2杂化，故D错误；故选：B。13．（2022·广东东莞·高二期末）下列关于分子空间构型的判断，不正确的是A．CS2V形 B．CH4正四面体形 C．BF3平面三角形 D．NH3三角锥形【答案】A【解析】A．CS2分子内中心原子孤电子对数、价电子对数，则其空间构型为直线型，A错误；B．CH4孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4，故为sp3杂化、空间构型为正四面体，B正确；

C．BF3中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，故为sp2杂化、空间构型为平面三角形，C正确；

D．NH3中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4，故为sp3杂化、空间构型为三角锥形，D正确；答案选A。14．（2022·辽宁沈阳·高二期末）用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是A．SO2、CS2、HCN都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角为180°C．PCl3、NH3、GaCl3都是三角锥形的分子D．CH2O、CO、SO3都是平面三角形的粒子【答案】D【解析】A．SO2有2个键，孤电子对数为，根据夹层电子对互斥理论可知SO2为sp2杂化，分子为平面三角形；同理可知CS2为sp杂化，分子为直线型；HCN为sp杂化，分子为直线型，故A错误；B．BF3有3个键，孤电子对数为，为sp2杂化，分子为平面三角形，键角为120°，SnBr2有2个键，孤电子对数为，为sp2杂化，分子为平面三角形，有孤电子对，键角小于120°，故B错误；C．PCl3和NH3是sp3杂化，分子空间构型为三角锥形，GaCl3有3个键，孤电子对数为，为sp2杂化，分子为平面三角形，故C错误；D．CH2O、CO、SO3均采取sp2杂化，都是平面三角形的粒子，故D正确；故答案为D15．（2022·辽宁·高二期末）根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列结果错误的是选项分子或离子价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构名称A直线形直线形B平面三角形三角锥形C平面三角形平面三角形D四面体三角锥形【答案】B【解析】A．CO2中心原子价层电子对数为2，价层电子对互斥模型为直线形，不存在孤对电子，分子或离子的立体构型为直线形，故A正确；B．HCHO分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，不存在孤对电子，分子或离子的立体构型为平面三角形，故B错误；C．分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，不存在孤对电子，分子或离子的立体构型为正四面体形，故C正确；D．H3O+分子中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，存在一对孤对电子，分子或离子的立体构型为三角锥形，故D正确；故选B。16．（2021·陕西西安·高二期末）下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是A．H2S B．CO2 C．PCl3 D．CH4【答案】AH2O分子是V形结构，然后根据物质结构分析判断。A．H2S分子中的中心S原子采用sp3杂化，由于S原子上有2对孤电子对，因此H2S呈V形，A符合题意；B．CO2分子中的中心C原子采用sp杂化，由于C原子与2个O原子形成四对共用电子对，键角是180°，因此CO2呈直线形，B不符合题意；C．PCl3分子中的中心P原子采用sp3杂化，由于P原子上有1对孤电子对，因此PCl3呈三角锥形，C不符合题意；D．CH4分子中的中心C原子采用sp3杂化，C原子上与4个H原子形成4个共价键，键角是108°28′，因此CH4呈正四面体形，D不符合题意；故合理选项是A。17．（2021·甘肃·秦安县第一中学高二期末）等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、空间构型表。等电子体类型代表物质空间构型四原子24电子等电子体SO3平面三角形四原子26电子等电子体三角锥形五原子32电子等电子体CCl4四面体形回答下列问题：(1)下面物质分子或离子的空间构型：BrO___________，___________，___________。(2)由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有___________。(3)C2O和___________是等电子体，C2O离子具有较强的还原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn原子在元素周期表中的位置是___________，价电子排布式为___________。(4)HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。N的空间构型是___________，与N互为等电子体的分子的化学式为___________(写一种)。NH的电子式为___________。(5)已知H3B·NH3在一定条件下可逐步释放出氢最终转化为氮化硼，因此可作为储氢材料。H3B·NH3的等电子体的化学式为___________。【答案】

三角锥形

平面三角形

正四面体形

O

N2O4

第四周期ⅦB族

3d54s2

直线形

CO2(或N2O、CS2，写1个即可)

C2H6【解析】(1)等电子体结构相似，BrO与互为等电子体，由表格信息可知其空间构型是三角锥形；与SO3互为等电子体，，由表格信息可知其空间构型是平面三角形；与CCl4互为等电子体，则由表格信息可知其空间构型是正四面体形；(2)F2的价电子数14，由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有O；(3)C2O和N2O4是等电子体，C2O离子具有较强的还原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn是25号元素，Mn在元素周期表中位于第四周期第VIIB元素，其价电子排布式是3d54s2；(4)N的价电子数的16，其与CO2互为等电子体，故其空间构型是直线形；NH是NH3分子失去1个H+后剩余的部分，故其电子式为；(5)已知H3B·NH3在一定条件下可逐步释放出氢最终转化为氮化硼，因此可作为储氢材料。H3B·NH3的价电子数为14，其等电子体的化学式为C2H6。18．（2022·北京铁路二中高二期中）钙和铜合金可用作电解制钙的阴极电极材料，回答下列问题：(1)基态铜原子的价电子排布式为_______。(2)CaCO3高温分解可制得CaO。CaO与C在一定条件下可生成电石(CaC2)，电石与水反应生成Ca(OH)2和一种4原子气体分子。①写出电石与水反应的化学方程式_______；反应制得的气体中通常会含有硫化氢等杂质气体，可用_______吸收。②CaCO3中阴离子的空间构型为_______。③该气体分子中σ键与π键的数目之比为_______。④写出2种与互为等电子体的分子的化学式_______。(3)工业上电解CaCl2制Ca而不采用电解CaO的原因是_______。(4)在碱性溶液中，缩二脲HN(CONH2)2与CuSO4反应得到一种特征紫色物质，其结构如图所示，该反应原理可用于检验蛋白质或其他含键的化合物。缩二脲分子中碳原子与氮原子的杂化类型分别为_______、_______。【答案】(1)3d104s1(2)

CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑

硫酸铜溶液

平面三角形

3：2

CO、N2(3)CaO熔点高于CaCl2，熔化时消耗能量高(4)sp2

sp3【解析】(1)铜的原子序数为29，其基态原子的价电子排布式为：3d104s1。(2)①CaC2与水反应生成Ca(OH)2和一种4原子气体分子，该气体分子为C2H2，CaC2与水反应的化学方程式为：CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑，硫化氢能与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀，因此可用硫酸铜溶液吸收硫化氢。②CaCO3中阴离子为CO，CO的中心原子价层电子对数为3+=3，采取sp2杂化，空间构型为平面三角形。③该气体分子为C2H2，其结构式为HC≡CH，单键为σ键，三键为1个σ键、2个π键，则其中σ键与π键的数目之比为3:2。④的原子数为2、价电子总数为10，依据同主族变换和左右移位法可知，与互为等电子体的分子的化学式为：CO、N2。(3)氧化钙熔点比氯化钙熔点高，熔融时要消耗更高能量，为减少成本，因此工业上电解CaCl2制Ca而不采用电解CaO。(4)缩二脲分子中碳为双键碳，采取sp2杂化，氮原子形成的均为单键，采取sp3杂化。19．（2022·安徽滁州·高二期中）铝及其化合物在制造、化工等领域都有广泛应用。回答下列问题：(1)基态铝原子的核外电子排布式为_______，占据最高能级的电子云轮廓图形状为_______。基态铝原子比基态镁原子的第一电离能小，其原因是_______。(2)通常情况下，可由六氟铝酸铵[]受热分解制得，反应的化学方程式为_______。(3)具有较高的熔点(1040℃)，属于_______(填晶体类型)晶体。在178℃时升华，、的晶体类型不同的原因是_______。(4)在水溶液中实际上是以的形式存在。其中为配离子，Al原子的杂化方式为_______，该阴离子中存在的化学键有_______(填标号)。A．离子键

B．极性键

C．非极性键

D．金属键

E.配位键

F.氢键【答案】(1)

哑铃形(或纺锤形)

基态镁原子的3s轨道为全充满状态，3p轨道为全空状态，稳定性强(2)(3)

离子

F的电负性强于Cl，更容易得电子形成离子键而形成离子晶体(4)

BE【解析】(1)根据核外电子排布规律得基态铝原子的核外电子排布式为；p电子的电子云轮廓图形状为哑铃形或纺锤形；基态铝原子比基态镁原子的第一电离能小，其原因是基态镁原子的3s轨道为全充满状态，3p轨道为全空状态，稳定性强；(2)根据题给信息可知，可由六氟铝酸铵受热分解制得，反应的化学方程式为；(3)因为具有较高的熔点，且F的非金属性强，则属于离子晶体；为分子晶体，、晶体类型不同的原因是F的电负性强于Cl，更容易得电子形成离子键而形成离子晶体；(4)的配位数为4，则Al原子的杂化方式是；该阴离子中存在的化学键有极性键和配位键。20．（2022·浙江·宁波咸祥中学高二期中）硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，请根据下列信息回答有关问题。(1)硼砂中阴离子Xm(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，则在Xm中，2号硼原子的杂化类型为____；4号硼原子是否参与形成配位键?____(填“是”或“否”)。(2)BN中B的化合价为____，请解释原因：____。(3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间结构为____。【答案】(1)

sp2

是(2)

+3价

N的电负性大于B的电负性(3)正四面体形【解析】(1)由图可知，2号B原子的价层电子对数为3，无孤电子对，故B原子为sp2杂化，4号B原子与3、5、6号O原子之间形成共价键，与4号B原子相连的另一个O原子提供孤电子对，4号B原子提供接受孤电子对的空轨道，二者之间形成配位键，故答案为：sp2；是；(2)由于电负性：N＞B，所以BN中B的化合价为+3价，故答案为：+3；N的电负性大于B的电负性；(3)BF中B原子的价层电子对数为4，B原子无孤电子对，故BF