第4讲 分子的空间结构-2022-2023学年高二化学学科素养能力竞赛专题训练

第17讲 高二化学学科素养能力竞赛专题训练——分子的空间结构 【题型目录】 模块一：易错试题精选 模块二：培优试题精选 模块三：全国名校竞赛试题精选 【典例例题】 模块一：易错试题精选 1．多位化学家用简单的偶联反应合成了如下这个有趣的“纳米小人”分子。有关该分子的结构说法不正确的是 A．该分子中的C原子采取的杂化方式有：、、 B．该分子中的O原子采取杂化 C．“纳米小人”头部的所有原子不能在同一平面内 D．“纳米小人”手、脚部位的碳原子不杂化 【答案】D 【详解】A．该分子中碳碳三键上的C原子采取杂化，苯环上的C原子采取杂化，其他碳原子采取杂化，A正确； B．该分子中的O原子有2对σ键电子对，有2对孤电子对，故其采取杂化，B正确； C．“纳米小人”头部的C原子均为杂化，C原子与周围的H原子形成四面体，不在同一平面上，C正确； D．“纳米小人”手、脚部位的碳原子都属于饱和碳原子，均采取杂化，D错误； 故选D。 2．磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构如图所示。下列说法错误的是 A．基态Cl原子的核外电子有17种运动状态 B．C、N、O、P四种元素中电负性最大的是O C．分子中磷原子的价层电子对数为4 D．该有机物中N的杂化方式只有一种 【答案】D 【详解】A．基态Cl原子的核外有17个电子，每个电子运动状态均不相同，则核外电子有17种运动状态，故A正确； B．非金属性越强，元素的电负性越大，非金属性：，四种元素中电负性最大的是O，故B正确； C．分子中磷原子的价层电子对数为，故C正确； D．1个该分子中有2个N原子形成的均是单键，1个N原子形成1个双键和一个单键，还有一个孤电子对，因此含有2个杂化的氮原子和1个杂化的氮原子，故D错误； 故选D。 3．反应可用于实验室制备CO2气体。下列有关该反应中各物质的说法正确的是 A．和均为三原子分子，二者空间结构相同 B．中阴离子的模型为四面体 C．键角由大到小的顺序为 D．根据模型可知，CaCl2的空间结构为直线形 【答案】C 【详解】A．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，二者空间结构不同，故A错误； B．碳酸根离子中碳原子的的价层电子对数为3，分子的VSEPR模型为平面三角形，故B错误； C．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，键角为180°，碳酸根离子中碳原子的的价层电子对数为3，分子的VSEPR模型为平面三角形，键角为120°，水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，键角约为105°，则二氧化碳、碳酸根离子、水的键角依次减小，故C正确； D．氯化钙为离子化合物，不能用VSEPR模型预测氯化钙的空间结构，故D错误； 故选C。 4．如图所示，小黑球表示相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，小白球表示氢原子，小黑点表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。下列说法中正确的是 A．分子中，中心原子采用杂化的只有①③ B．①分子为正四面体结构，④分子为V形 C．②分子中键数与键数之比为 D．四种分子的键角大小顺序为②>③>①>④ 【答案】D 【详解】A．④分子的中心原子的价层电子对数为4，采取的是杂化，A错误； B．①和④的中心原子采取的都是杂化，根据价层电子对互斥模型，①分子中含有1个孤电子对，为三角锥形，④分子中有2个孤电子对，为形分子，B错误； C．1个②分子中含有2个单键和1个叄键，则键数目与键数目之比为，C错误； D．根据价层电子对互斥模型，四种分子的键角大小顺序为②>③>①>④，D正确； 故选D。 5．、、都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是 A．碳原子均采取杂化，且中所有原子均共面 B．与、几何构型均为三角锥形 C．与形成离子化合物 D．两个或一个和一个结合可得到不同化合物 【答案】B 【详解】A．中的碳原子价层电子对数是4，采取杂化，A错误； B．中的碳原子采取杂化，分子构型为三角锥形，、的分子构型均为三角锥形，B正确； C．与形成的是共价化合物，C错误； D．两个结合得到的是乙烷，一个和一个结合得到的也是乙烷，D错误； 故选B。 6．化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂，其结构式如图所示，A能除去锅炉水中溶解的氧气。下列说法正确的是 A．A分子中所有原子都在同一平面内 B．A分子中所含的σ键与π键个数之比为10：1 C．A分子中C、N均为sp2杂化 D．A与足量O2反应生成CO2、N2、H2O的物质的量之比为1：2：3 【答案】D 【详解】A．由于氨气分子空间结构为三角锥形，即氮原子与所连的三个原子不在同一平面，所以A分子中所有原