2024-2025学年新教材高中化学第2章分子结构与性质第2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分层作业含解析新人教版选择性必修2

PAGE6-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(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．H2O2的结构式为H—O—O—H，下列有关H2O2的说法正确的是()A．是直线形分子B．是三角锥形分子C．氧原子有1对孤电子对D．氧原子的价层电子对数为4D[H2O2中的每个氧原子有6个价电子，形成了2个σ键，故还有4个电子没有成键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，C项错误，D项正确；以氧为中心的三个原子呈V形结构，H2O2中相当于有两个V形结构，故不行能是直线形或三角锥形分子，A、B项错误。]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．下列各组分子中全部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、PH3C[题中的CH4和CCl4为正四面体形分子，NH3和PH3为三角锥形分子，这几种分子中全部原子不行能都在同一平面上。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，这些分子中全部原子都是平面形结构。故选C项。]4．下列分子或离子中，中心原子的价层电子对的空间结构为正四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是()A．NHeq\o\al(＋,4) B．PH3C．H3O＋ D．OF2D[中心原子价层电子对的空间结构为正四面体形，且分子或离子的空间结构为V形的只有3个原子构成的分子或离子，OF2为V形结构。A选项NHeq\o\al(＋,4)是三角锥形的NH3结合了一个H＋，呈正四面体形，B项中PH3为三角锥形，C中H3O＋是V形的H2O结合了一个H＋，呈三角锥形。]5．下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是()A．H2O B．BeCl2C．CH4 D．PCl3D[方法1：选项中四种物质的电子式依次为。H2O有2对孤电子对，BeCl2和CH4没有孤电子对，PCl3有一对孤电子对。方法2：将选项中各物质的未知数据代入公式：中心原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)×(a－xb)，经计算知，选项中原子上的孤电子对数依次为2、0、0、1。]6．下列粒子的价层电子对数正确的是(点“·”的原子为中心原子)()A.eq\o(C,\s\do4(·))H44 B.eq\o(C,\s\do4(·))H4O21C.eq\o(B,\s\do4(·))H4F32 D.eq\o(S,\s\do4(·))H4O32A[对ABm型分子中心原子价电子对数：n＝eq\f(中心原子的价电子数＋每个配位原子供应的价电子数×m,2)。CH4中，n＝eq\f(4＋1×4,2)＝4，A正确；CO2中，n＝eq\f(4＋0×2,2)＝2，B不正确；BF3中，n＝eq\f(3＋1×3,2)＝3，C不正确；SO3中，n＝eq\f(6＋0×3,2)＝3，D不正确。]7．下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是()A．VSEPR模型可用来预料分子的空间结构B．分子中价电子对相互排斥确定了分子的空间结构C．中心原子上的孤电子对也要占据中心原子四周的空间并参加相互排斥D．分子中键角越大，价电子对相互排斥力越大，分子越稳定D[VSEPR模型可用来预料分子的空间结构，留意实际空间结构要去掉孤电子对，A正确；空间结构与价电子对相互排斥有关，所以分子中价电子对相互排斥确定了分子的空间结构，B正确；中心原子上的孤电子对也要占据中心原子四周的空间并参加相互排斥，且孤电子对间的排斥力＞孤电子对和成对电子对间的排斥力，C正确；分子的稳定性与键角没有关系，D不正确。]8．用价层电子对互斥理论预料H2S和BF3的空间结构，两个结论都正确的是()A．直线形；三角锥形B．V形；三角锥形C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形D[H2S与H2O类似，中心原子S上有2对孤电子对，为了减小孤电子对的排斥作用，只能将H和孤电子对相间排列，H2S分子构型呈V形；BF3分子的中心原子B上无孤电子对，当分子构型呈平面三角形时，成键电子对之间的斥力最小，分子最稳定。]9．氯的含氧酸根离子有ClO－、ClOeq\o\al(－,2)、ClOeq\o\al(－,3)、ClOeq\o\al(－,4)等，关于它们的说法中不正确的是()A．ClO－中Cl显＋1价B．ClOeq\o\al(－,2)的空间结构为直线形C．ClOeq\o\al(－,3)的空间结构为三角锥形D．ClOeq\o\al(－,4)是SOeq\o\al(2－,4)的等电子体B[ClOeq\o\al(－,2)空间结构为V形。]10．已知CH4中C—H间的键角为109°28′，NH3中N—H间的键角为107°，H2O中O—H间的键角为105°，则下列说法中正确的是()A．孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力B．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系A[电子对间排斥力的大小依次为孤电子对与孤电子对＞孤电子对与成键电子对＞成键电子对与成键电子对，恰好可以说明上述分子的键角大小关系。][素养培优练]11．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分子肯定为平面正三角形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．若为A、B为同一主族元素，则AB3分子肯定为三角锥形D．若AB3分子为三角形锥形，则AB3分子肯定为NH3B[A项，若为PCl3，则分子为三角锥形，错误；B项，BCl3满意要求，其分子为平面正三角形，正确；C项，若分子为SO3，则为平面正三角形，错误；D项，分子不肯定为NH3，也可能为NF3等。]12．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(2－,4)A．①②④ B．①②③④⑤C．①② D．①②⑤D[在CH4和SiCl4中，中心原子价层电子对数均为4，且没有孤电子对，4个氢原子和4个氯原子在空间呈正四面体形排列，且键角为109°28′；CH3Cl可看成CH4中一个氢原子被一个氯原子替换，由于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，故CH3Cl的空间结构不是正四面体形；P4是正四面体结构，但键角为60°；SOeq\o\al(2－,4)中，S原子价层电子对数为4，没有孤电子对，SOeq\o\al(2－,4)为正四面体形，键角为109°28′。]13．(双选)下列有关NH3和BF3的说法正确的是()A．NH3的空间结构是三角锥形B．NH3中N原子上有1对孤电子对，BF3中B原子上无孤电子对C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构D．NH3和BF3的中心原子的价层电子对数均为4AB[B项，NH3中N原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)×(5－3×1)＝1，BF3中B原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)×(3－3×1)＝0，正确；C项，NH3·BF3中氢原子形成2电子稳定结构，错误；D项，BF3中B原子的价层电子对数为3＋0＝3，错误。]14．(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为________。(2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C=S键的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为________。(3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是________(双选)。a．两个键之间的夹角为109°28′b．C—H键为极性共价键c．4个C—H键的键能、键长都相等d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体)[解析](1)、(2)中可由键角干脆推断分子的空间结构。(3)五原子分子CH4可能有平面四边形和正四面体两种空间结构，不管为哪种，b、c两项都成立；若为前者，则键角为90°，CH2Cl2有两种：和；若为后者，则键角为109°28′，CH2Cl2只有一种。[答案](1)V形(2)直线形(3)ad15．(1)利用VSEPR理论推想分子或离子的空间结构：ClOeq\o\al(－,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。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：________；________。(3)按要求写出由其次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________。[解析](1)ClOeq\o\al(－,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(＋,3)、CHeq\o\al(－,3)。(3)由其次周期非金属元素构成的中性分子中，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面体形的是CF4。[答案](1)三角锥形平面三角形(2)CHeq\o\al(＋,3)CHeq\o\al(－,3)(3)BF3NF3CF416．20世纪50年头科学家提出价层电子对互斥理论(简称VSEPR模型)，用于预料简洁分子空间结构。其要点可以概括：Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参加成键的电子对(称为孤电子对)，(n＋m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是相互排斥，匀称地分布在中心原子四周的空间；Ⅱ.分子的空间结构是指分子中的原子在空间中的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对；Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要依次为ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力；ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力；ⅲ.X原子得电子实力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强；ⅳ.其他。请细致阅读上述材料，回答下列问题：(1)依据要点Ⅰ可以画出AXnEm的VSEPR志向模型，请填写下表：n＋m2________VSEPR志向模型正四面体形价层电子对之间的志向键角____109°28′(2)请用VSEPR模型说明CO2为直线形分子的缘由：_________________________________________________________。(3)H2O分子的空间构型为________，请你预料水分子中∠H—O—H的大小范围并说明缘由：_________________________________________________。(4)SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0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。请你预料SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构：________________，SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl________(选填“<”“>”或“＝”)SO2[解析]VSEPR模型的推断方法：在分子中当n＋m＝2为直线形分子；当n＋m＝3时，假如没有孤电子对时为平面三角形，假如有孤电子对时为V形；当n＋m＝4时，假如没有孤电子对时为正四面体形，假如有一对孤电子对时为三角锥形，假如有两对孤电子对时