课时梯级训练(8) 分子结构的测定 价层电子对互斥模型（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2（人教版2019 单选版）

课时梯级训练(8)　分子结构的测定　价层电子对互斥模型 1．已知某有机物X的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法错误的是(　　) 未知物X的红外光谱 未知物X的核磁共振氢谱 A.若X的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3 B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子 C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数 D．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键 A　解析：由红外光谱图可知分子中含有C—H、C—O、O—H，若A的化学式为C2H6O，满足化学键的结构简式为CH3CH2OH，A错误；由核磁共振氢谱中有3组峰，说明该有机物分子中3种不同化学环境的氢原子，B正确；核磁共振氢谱只能确定氢原子种类，不能确定分子中的氢原子总数，C正确；由红外光谱可知分子中至少含有C—H、C—O、O—H三种不同的化学键，D正确。 2．下列化学用语表述正确的是(　　) B．次氯酸的结构式：H—Cl—O C．SO3的VSEPR模型： D．用原子轨道描述氯化氢分子中化学键的形成： 3．(2024·辽宁期末联考)用价层电子对互斥模型预测H2S和NH的空间结构，两个结论都正确的是(　　) A．直线形；正四面体形　　　 B．V形；平面正方形 C．直线形；平面正方形 D．V形；正四面体形 D　解析：H2S中S原子的孤电子对数为×(6－2×1)＝2，σ键电子对数为2，S原子的价层电子对数为4，H2S的空间结构为V形；NH中N的孤电子对数为×(5－1－4×1)＝0，σ键电子对数为4，N原子的价层电子对数为4，NH的空间结构为正四面体形，D正确。 4．下列分子或离子中，中心原子价层电子对互斥模型为四面体形，且分子或离子空间结构为V形的是(　　) A．NH B．ClO C．H3O＋ D．H2Se D　解析：NH中N的价层电子对数为4，不含有孤电子对，其空间结构是正四面体形，A错误；ClO中氯原子的价层电子对数为4，含有1个孤电子对，则其空间结构是三角锥形，B错误；H3O＋中氧原子的价层电子对数为4，含有1个孤电子对，则其空间结构是三角锥形，C错误；H2Se中Se的价层电子对数为4，含有2个孤电子对，则其空间结构是V形，D正确。 5．价层电子对互斥模型(VSEPR模型)可有效解释和预测分子的空间结构，下列解释均正确的是(　　) 分子(或离子) 中心原子上的价层电子对数 分子的空间结构 A NH3 4 平面三角形 B PCl 4 正四面体形 C BeCl2 2 V形 D BF3 3 三角锥形 B　解析：NH3中氮原子的价层电子对数为3＋＝4，分子的空间结构为三角锥形，A错误；PCl中磷原子的价层电子对数为4＋＝4，分子的空间结构为正四面体形，B正确；BeCl2中铍原子的价层电子对数为2＋＝2，则BeCl2分子的空间结构为直线形，C错误；BF3中硼原子的价层电子对数为3＋＝3，则分子的空间结构为平面三角形，D错误。 6．由徐光宪院士发起院士学子同创的《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了BF3、NH3、H2S、O3、CH3COOH、SOCl2等众多“分子共和国”中的明星。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3 C．NH3、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 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，硫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3＋＝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中硼原子的价层电子对数为3＋＝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分子中心硫原子价层电子对数为2＋＝4，含有2个孤电子对，则H2S分子空间结构为V形，O3分子中氧原子价层电子对数为2＋＝3，有1个孤电子对，则O3分子呈V形，D错误。 7．(2024·浙江温州期末)下列化学用语表示正确的是(　　) A．基态F原子的轨道表示式：1s22s22p5 B．CH4的空间填充模型： C．SO3的VSEPR模型： 8．氯元素有多种化合价，可形成Cl－、ClO－、ClO、ClO、ClO等离子。下列说法错误的是(　　) A．基态Cl－核外电子的空间运动状态有9种 B．键角：ClO＜ClO＜ClO C．ClO－的中心原子是Cl，价层电子对数为4 D．ClO的空间结构为三角锥形 C　解析：基态Cl－的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，电子占据轨道总数为1＋1＋3＋1＋3＝9，故其空间运动状态有9种，A正确；ClO、ClO、ClO的中心氯原子价层电子对数均为4，含有孤电子对数分别为2、1、0，中心原子所含孤电子对数越大，排斥力越大，键角越小，故键角：ClO＜ClO＜ClO，B正确；ClO－的中心原子是O，价层电子对数为4，C错误；ClO的中心氯原子价层电子对数为4，含1个孤电子对，则其VSEPR模型为四面体形，略去孤电子对，可知其空间结构为三角锥形，D正确。 9．PH3分子与NH3分子的空间结构相同，下列关于PH3和NH3的说法正确的是(　　) A．PH3和NH3分子中都含有σ键和π键 B．PH3和NH3的空间结构均为平面三角形 C．PH3中H—P—H的键角小于NH3中H—N—H的键角 D．PH3中P—H的键能大于NH3中N—H的键能 C　解析：PH3和NH3分子中只存在P—H、N—H，故只含σ键，不存在π键，A错误；PH3和NH3的中心原子价层电子对数均为3＋＝4，都含1个孤电子对，则其空间结构均为三角锥形，B错误；由于N的电负性大于P，NH3中氮原子的σ键电子对偏向于N的程度大于PH3中磷原子的σ键电子对偏向于P的程度，NH3分子中氮原子的σ键电子对的排斥作用力大于PH3，故NH3的键角大于PH3，C正确；磷原子半径大于氮原子，则PH3中P—H的键长大于NH3中N—H的键长，P—H的键能小于N—H的键能，D错误。 10．多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是(　　) A．NO和NH B．H3O＋和ClO C．NO和CO D．PO和SO C　解析：NO中心原子的价层电子对数＝2＋(5＋1－2×2)×＝3，含有一个孤电子对，空间结构为V形，NH中心原子的价层电子对数＝4＋(5－1－4×1)×＝4，没有孤电子对，空间结构为正四面体，A不符合题意；H3O＋中心原子的价层电子对数＝3＋(6－1－3×1)×＝4，含有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，ClO中心原子的价层电子对数＝3＋(7＋1－3×2)×＝4，含有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，B不符合题意；NO中心原子的价层电子对数＝3＋(5＋1－3×2)×＝3，没有孤电子对，空间结构为平面三角形，CO中心原子的价层电子对数＝3＋(4＋2－2×3)×＝3，没有孤电子对，空间结构为平面三角形，C符合题意；PO中心原子的价层电子对数＝4＋(5＋3－4×2)×＝4，没有孤电子对，空间结构为正四面体，SO中心原子的价层电子对数＝4＋(6＋2－4×2)×＝4，没有孤电子对，空间结构为正四面体，D不符合题意。 11．有X、Y两种活性反应中间体粒子，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．X的组成为CH B．Y的组成为CH C．X的价层电子对数为3 D．Y中键角大于120° D　解析：由图可知，X为平面三角形结构，其碳原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，其组成为CH，A、C正确；Y为三角锥形结构，其碳原子的价层电子对数为4，故其组成为CH，键角比120°小，B正确，D错误。 12．离子液体广泛应用于科研和生产中。某离子液体结构如图，其中阳离子有类似苯环的特殊稳定性。下列说法错误的是(　　) A．阳离子中所有C、N可能共面 B．阴离子的VSEPR模型为正四面体形 C.阳离子中存在的大π键为 D．若阳离子中—C2H5被氢原子替代，阳离子不会发生缔合 D　解析：阳离子有类似苯环的特殊稳定性，苯环是平面形结构，则阳离子中所有C与N可能共面，A正确；阴离子[AlCl4]－中Al的价层电子对数为4，不含孤电子对，则其VSEPR模型为正四面体形，B正确；阳离子存在五元环结构，环状结构中存在的大π键为，C正确；若阳离子中—C2H5被氢原子替代，H和N形成氢键，阳离子会发生缔合，D错误。 13．中科院通过调控N-carbon的孔道结构和表面活性位构型，成功实现了电催化CO2生成C2H5OH和CO，合成过程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．1个C2H5OH分子含有8个σ键，不存在π键 B．CO2能溶于水，其分子的空间结构为V形 C．CO2和C2H5OH分子中碳原子的价层电子对数不同 D．c-NC端发生的电极反应可能为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H5OH＋3H2O B　解析：由乙醇的结构式可知，1个C2H5OH分子含有8个σ键，不存在π键，A正确；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，而C2H5OH分子中碳原子的价层电子对数为4，B错误，C正确；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。 14.在VSEPR模型中，电子对斥力大小顺序可认为：孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对，当电子对之间的夹角大于90°时，斥力可忽略。当价层电子对数为5时，分子空间结构为三角双锥形。PCl5是典型的三角双锥形分子，两个编号为①的Cl原子和P原子在一条直线上，三个编号为②的Cl原子构成平面正三角形。SF4和BrF3价层电子对数也都是5，但它们分别有1个和2个孤电子对，以如图为参照，则它们的孤电子对分别占据什么位置时，价层电子对间斥力最小(　　) A B C D SF4 ① ① ② ② BrF3 ①① ②② ①① ②② D　解析：SF4的孤电子对若在①位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有三组，而SF4的孤电子对在②位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有两组，孤电子对在②时价层电子对间斥力最小；BrF3有两个孤电子对，若均在①上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的有6组，斥力太大，若一个在①上，一个在②上，则还有孤电子对与孤电子对之间夹角为90°的1组，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，斥力较大，若两个孤电子对均在②上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的为4组，此时价层电子对之间斥力最小。 15．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，下列说法正确的是(　　) A.第一电离能：Y>W>Z B.XW2分子中σ键与π键的数目之比为2∶1 C.Y的简单氢化物分子的空间结构为平面三角形 D.最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z 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为氮元素，则X为碳元素，Z为磷元素，W为硫元素。元素的第一电离能：N>P>S，即Y＞Z＞W，A错误；XW2即CS2，其结构式为S===C===S，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，依据价层电子对互斥模型，氮原子的σ键电子对数为3，孤电子对数为×(5－3×1)＝1，故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。 16．氮族元素是指元素周期表中第ⅤA族的所有元素，包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等元素，在农药、化肥等领域有广泛应用。回答下列问题： (1)基态Bi的价层电子轨道表示式为________________________。 (2)AsO中和AsO中O—As—O键角较大的是________。 (3)氮元素的常见含氧酸根离子为NO，其空间结构为________。 解析：(2)AsO中As的价层电子对数为4＋×(5＋3－4×2)＝4＋0＝4，则AsO为正四面体形，O—As—O键角为109°28′；AsO中As的价层电子对数为3＋×(5＋3－3×2)＝3＋1＝4，含有1个孤电子对，由于孤电子对的排斥作用，导致O—As—O键角减小，小于109°28′。 (3)NO的中心氮原子的价层电子对数为3＋×(5＋1－3×2)＝3＋0＝3，则其空间结构为平面三角形。 17．磷、硫、氯是重要的非金属元素。回答下列问题： (1)基态氯原子的核外电子排布式为______________；第三周期中第一电离能均大于同周期相邻元素的是________(填元素符号)。 (2)氮和磷氢化物性质的比较：热稳定性强弱为NH3________PH3(填“>”或“<”)。沸点：N2H4____________P2H4(填“>”或“<”)，其沸点大小的判断依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)，已知SO2分子中共含有5个孤电子对，则SO2中的大π键应表示为________。SO2分子中键角∠OSO________SO3分子中键角∠OSO(填“>”“＜”或“＝”)。 答案：(1)1s22s22p63s23p5　Mg和P (2)＞　＞　N2H4能够形成分子间氢键，P2H4不能形成氢键，导致N2H4的沸点高于P2H4 (3)　＜ 解析：(1)已知Cl是17号元素，故基态氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族与第ⅢA族、第ⅤA族与第ⅥA族反常，故第三周期中第一电离能均大于同周期相邻元素的是Mg和P。 (2)由于N的电负性比P大，且N的原子半径比P的小，即N—H键长比P—H键长短，键能N—H比P—H的大，故热稳定性：NH3＞PH3，由于N2H4能够形成分子间氢键，P2H4不能形成氢键，导致N2H4的沸点高于P2H4，故沸点：N2H4＞P2H4。 (3)SO2分子中中心硫原子价层电子对数为2＋＝3，有1个孤电子对，SO2分子中含有5个孤电子对，则每个氧原子中含有2个孤电子对，硫原子和每个氧原子之间存在一个σ键，SO2中每个氧原子均有1个未成键电子，S原子提供两个电子，大π键由3个原子和4个电子组成，则SO2中的大π键可表示为，SO3分子中中心硫原子价层电子对数为3＋＝3，故SO3为平面三角形结构，而SO2为V形结构，故SO2分子中键角∠OSO＜SO3分子中键角∠OSO。 学科网（北京）股份有限公司 $$