2.2分子的空间结构 课后练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

2.2分子的空间结构课后练习2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2 一、单选题 1．下列四种分子中，中心原子的杂化方式与其他三种不同的是 A． B． C． D． 2．CsCl是一种分析试剂，制备方法。下列说法正确的是 A．CsCl的电子式：   B．基态的核外电子排布式： C．的空间构型：三角锥形 D．中子数为18的Cl原子： 3．下列分子或离子中，不存在sp3杂化类型的是 A．SO B．NH3 C．C2H6 D．SO2 4．下列化学用语或图示表达不正确的是 A．Cl的原子结构示意图为 B．HClO的电子式为 C．水分子的VSEPR模型为 D．2pz电子云图为 5．下列说法正确的是 A．与的空间结构均为直线形 B．和中心原子的杂化方式相同 C．Si-O的键长小于C-O的键长 D．CO和SO价层电子对数相同 6．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是 A．甲酸甲酯 B．磷酸铵 C．苯甲醛 D．丙炔 7．下列符号表征不正确的是 A．次氯酸的结构式：H－Cl－O B．H2分子中σ键的电子云轮廓图：   C．H2S的VSEPR模型：   D．MgCl2的形成过程：   8．下列关于价层电子对互斥理论及杂化轨道理论的叙述不正确的是 A．价层电子对互斥理论将分子分成两类：中心原子有孤电子对的和无孤电子对的 B．价层电子对互斥理论既适用于单质分子，也适用于化合物分子 C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化形成的一组能量相近的新轨道 D．AB2型共价化合物的中心原子A采取的杂化方式可能不同 9．在分子中，键采用的成键轨道是 A． B． C． D． 10．下列说法错误的是 A．亚硝酰氟(NOF)的空间构型为V形 B．明矾的化学式： C．用电子式表示H2O的形成过程：   D．SCl2与S2Cl2分子中的硫原子均采取sp3杂化 11．下列图示或化学用语正确的是 A．分子的VSEPR模型： B．顺-2-丁烯的键线式： C．过氧化氢的电子式： D．分子中σ键的形成： 12．下列化学用语表达正确的是 A．氮气的电子式为 B．的结构示意图为 C．中子数是8的氮原子为 D．分子的立体构型为平面三角形 13．下列分子中的中心原子发生 sp2杂化的是 A．CH4 B．NH3 C．BF3 D．H2O 14．下列有关分子空间结构的说法中正确的是 A．HClO、、分子中所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构 B．和都是正四面体形分子且键角都为 C．分子中键角的大小： D．分子中，中心原子Be的共用电子对数等于2，其空间结构为直线形 15．已知结构为正四面体形的离子E和直线形离子G反应，生成三角锥形分子L和V形分子M(组成E、G、L、M粒子的元素原子序数均小于10)，反应过程用下图表示，则下列判断错误的是 A．四中粒子中都只含有极性键 B．L、M都是极性分子 C．L易溶于水，是因为与水形成分子间氢键 D．E、L、M的中心原子都采取sp2杂化 16．下列说法错误的是 A．、、分子中，中心原子上的孤电子对数最多的是 B．有机物中，键和键的比例为 C．某元素气态基态原子的逐级电离能依次为：738、1451、7733、10540、13630……，当它与氯气反应时生成物的化学式为 D．和都是正四面体形分子，键角为，键角为 17．法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法正确的是    A．该分子中C-N键的键长大于C-F键的键长 B．该有机物属于芳香族化合物 C．该分子中C原子的杂化方式有、 D．该分子中存在手性碳原子 18．下列有关说法正确的是 A．含有共价键的晶体一定是共价晶体 B．同一能层内的电子运动区域一定相同 C．电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大 D．中心原子采取杂化的型分子一定是非极性分子 19．都是重要的有机反应中间体，有关说法正确的是 A．CH中的所有原子共平面 B．CH空间结构为正四面体形 C．碳原子均采取sp3杂化 D．CH与CH形成的化合物中含有离子键 20．在造纸、纺织工业用于漂白工序，能水解：。下列说法正确的是 A．第一电离能：O>N B．的VSEPR模型： C．HClO的结构式： D．基态O原子价电子排布图： 21．X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与H2化合生成气体G，其水溶液呈碱性；游离态的Y常存在于火山喷口附近和地壳的岩层里；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可形成化合物Q和J。J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L。下列说法正确的是 A．G分子的立体构型是四面体形 B．G分子中X 原子的杂化轨道类型是sp3 C．Q和J都含共价键 D．R位于第四周期ⅠB族 22．下列化学用语表示正确的是 A．NH3中N的杂化轨道表示式： B．SO2分子的空间填充模型： C．的形成过程： D．基态Br原子的电子排布式：4s24p5 23．采用强还原剂硼氢化钾液相还原法制备纳米零价铁的离子反应如下：，其中反应前后B元素化合价不变。下列说法错误的是 A．纳米铁颗粒直径约为60nm，因此纳米铁是胶体 B．该反应的还原剂是，氢气既是氧化产物又是还原产物 C．若有参加反应，则反应中转移电子数目为 D．的空间构型为正四面体，中心原子杂化方式为 24．短周期的四种元素位置如图所示，若四种元素的核电荷数之和为52，则与四种元素推断相关的描述不正确的是 D A B C A．A的最高价氧化物用于制作光导纤维 B．B的最高价氧化物的水化物是一种强酸 C．C至少有两种价态的氧化物 D．D简单氢化物的VSEPR模型为四面体型 25．新型分子N8呈首尾不分的链状结构，其中N原子共有四种成键方式，除端位外，其它N原子采用3种不同的杂化轨道成键。若N8分子中形式电荷为0的N原子数为x，采用sp2杂化的N原子数为y，采用sp3杂化的N原子数为z，则x、 y、z分别为 A．3， 2，3 B．4， 3，2 C．4， 2， 2 D．4， 2，3 二、填空题 26．价层电子对数的确定 (1)σ键电子对数可由 确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。 (2)中心原子上的孤电子对数，确定方法如下： 中心原子上的孤电子对数= 。 ①a为 。 对主族元素：a= 。 对于阳离子：a= 。 对于阴离子：a= 。 ②x为 。 ③b为与中心原子结合的原子 。 27．钛及其化合物在人们的生活中起着十分重要的作用。尤其是二氧化钛、四氯化钛、钛酸钡等应用极广，回答下列问题： (1)二氧化钛是调制白油漆的常用颜料，钛的原子结构示意图为 ，基态Ti4+中的核外电子占据的原子轨道数为 。 (2)是一种储氢材料，可由和反应制得。 ①LiBH4由Li+和BH构成，BH的空间构型是 ，B原子的杂化轨道类型是 。 ②某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物，M的部分电离能如表所示。 I1 / kJ·mol-1 I2 / kJ·mol-1 I3 / kJ·mol-1 I4 / kJ·mol-1 I5 / kJ·mol-1 578 1817 2745 11575 14830 根据上述信息，判断M是 (填元素名称)，该元素的简单离子核外有 种运动状态不同的电子。M、O、B三种元素的电负性从大到小的顺序为 (填元素符号)。 28．按要求填空： (1)写出下列化合物的电子式：KCN ，NaClO (2)写出下列基态原子或离子核外电子排布式：P ，Fe2+ (3)写出下列微粒中心原子的杂化方式：CCl4 ，NO (4)铬原子的最高能层符号是 ，其价层电子的轨道表达式为 。 (5)比较第二电离能Cu Zn(填“>”、“=”、“<”)，理由是： 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D B B A A B D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D B C D D B A D A D 题号 21 22 23 24 25 答案 B A A B C 1．D 【详解】A．中中心原子的价层电子对数均为4，采取sp3杂化，A错误； B．中中心原子的价层电子对数均为4，采取sp3杂化，A错误； C．中中心原子的价层电子对数均为4，采取sp3杂化，C错误； D．中中心原子的价层电子对数为3，采取sp2杂化，D正确； 故选D。 【点睛】杂化轨道类型的判断方法: (1)价层电子对数与杂化轨道类型的对应关系：2-sp，3-sp2、4-sp3 (2)有机物中碳原子杂化类型：饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。 2．B 【详解】A．CsCl属于离子化合物，即电子式  ，A错误； B．基态的核外电子排布式：，B正确； C．的空间构型为平面三角形，C错误； D．中子数为18的Cl原子，D错误； 故选B。 3．D 【详解】A．硫酸根是AB4构型，中心原子采取sp3杂化，故A不符合题意； B．根据公式计算杂化轨道：，采取sp3杂化，故B不符合题意； C．乙烷C2H6是烷烃，采取sp3杂化，故C不符合题意； D．根据公式计算杂化轨道：，采取sp2杂化，故D符合题意； 答案选D。 4．B 【详解】A．Cl的核外电子数为17，原子结构示意图表示正确，A正确； B．次氯酸是共价化合物，是氧原子分别与氢原子、氯原子形成共价键，B错误； C．水分子的价电子对数为4，VSEPR模型为正四面体，C正确； D．p电子云轮廓为哑铃形，D正确； 故选B。 5．B 【详解】A．中心S原子价层电子对数为3，含有1个孤电子对，空间构型为V形，的空间结构为直线形，故A错误； B．中心O原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化；中心N原子价层电子对数为4，采用sp3杂化，故B正确； C．原子半径：Si>C，则键长：Si-O>C-O，故C错误； D．CO中C原子的价层电子对数为3，SO中S原子的价层电子对数为4，故D错误； 答案选B。 6．A 【详解】A．甲酸甲酯的结构简式为HCOOCH3，有两种杂化方式的碳原子，杂化类型分别为sp2、sp3，故A符合题意； B．磷酸铵的化学式为(NH4)3PO4，NH中N的杂化方式为sp3，PO中P的杂化方式为sp3，故B不符合题意； C．苯甲醛的结构简式为    ，苯环、醛基上的碳原子杂化方式均为sp2，故C不符合题意； D．丙炔的结构简式为CH3C≡CH，碳原子杂化方式为sp3、sp，故D不符合题意； 答案为A。 7．A 【详解】A．次氯酸的结构式：H－O－Cl，故A错误； B．H2分子中为s-sσ键，电子云轮廓图为  ，故B正确； C．H2S分子中含有2个σ键，2个孤电子对，为sp3杂化，故VSEPR模型为  ，故C正确； D．MgCl2为离子化合物，故形成过程为  ，故D正确； 故选A。 8．B 【详解】A．在VSEPR理论中，将分子分成了中心原子含孤电子对与不含孤电子对两种情况，显然分子的VSEPR模型与立体构型可能相同(不含孤电子对的情况下)，也可能不同(含孤电子对的情况下)，A项正确； B．VSEPR模型的研究对象仅限于化合物分子，不适用于单质分子，B项错误； C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的1个s轨道和3个p轨道通过杂化形成的一组能量相近的新轨道，故C正确； D．AB2型共价化合物由于其中心原子具有的孤电子对数可能不同，则其采取的杂化方式也可能不同，D项正确； 故选B。 9．D 【详解】分子中的每个C原子都含有4个键，为杂化，与Cl原子形成化学键时，Cl原子的3p轨道上的单电子参与成键，所以采用的成键轨道为； 综上所述，本题正确答案为D。 10．C 【详解】A．NOF中N采取sp2杂化，空间结构为V形，A正确； B．明矾的化学式：或，B正确； C．H2O属于共价化合物，用电子式表示形成过程时不可以用弧线箭头，C错误； D．SCl2与S2Cl2分子中的硫原子均采取sp3杂化，D正确； 故选C。 11．D 【详解】A．NH3分子中N原子价层电子对数=3+1/2(5-3×1)=4，VSEPR模型为四面体，A错误； B．顺-2-丁烯的键线式为 ，题目中为反-2-丁烯，B错误； C．过氧化氢是共价化合物，不带电荷，C错误； D．氢原子和氯原子头碰头形成H一Cl的σ键，则HCl分子中键的形成原理正确，D正确； 答案选D。 12．B 【详解】A．氮原子最外层有5个电子，两个氮原子间共用三对电子，可以使得每个氮原子最外层都达到8电子稳定结构，则氮气的电子式为：，A项错误； B．的结构示意图为，B项正确； C．中子数是8的氮原子为，C项错误； D．分子的立体构型为三角锥形，D项错误； 答案选B。 13．C 【详解】A．CH4的中心碳原子形成4个σ键，无孤电子对，为sp3杂化，故A不符合； B．NH3的中心N原子形成3个σ键，孤电子对为1，为sp3杂化，故B不符合； C．BF3的B原子形成3个σ键，无有孤电子对，采用sp2杂化，故C符合； D．H2O的O原子形成2个σ键，孤电子对数为2，为sp3杂化，故D不符合； 故选C。 14．D 【详解】A．中的和中的都未达到8电子结构，A错误。 B．和都是正四面体形结构，但是的键角为；的键角为，B错误。 C．的空间结构为直线形，键角为；中存在1个孤电子对键角小于；的空间结构为平面正三角形，键角为；的空间结构为三角锥形键角为；的空间结构为正四面体形，键角为；分子中键角的大小为，C错误； D．分子中，中心原子的价层电子对数等于2，即成键电子对数等于2，没有孤电子对，其空间排布为直线形，故D正确； 选D。 15．D 【分析】由题意知，正四面体形的离子E和直线形离子G反应，生成三角锥形分子L和V形分子M(组成E、G、L、M粒子的元素原子序数均小于10），则E为，G为OH-，L为NH3，M为H2O。 【详解】A．由分析四种粒子中都只存在不同种原子间的共价键，都是极性键，故A正确； B．NH3和H2O分子构型分别为三角锥形和V形，不满足中心对称，正负电荷中心不重合，都是极性分子，故B正确； C．氨气分子与水分子形成分子间氢键，使得氨气易溶于水，故C正确； D．、NH3、H2O的中心原子的价层电子对数都是4，都采取sp3杂化，故D错误； 故选D。 16．B 【详解】A．中心原子有1对孤电子对，中心原子有2对孤电子对，中心原子没有孤电子对，中心原子孤电子对最多的是，A正确； B．分子中，1个单键有一个键，一个双键有1个键和1个键，的结构式为：，键为9，键为1，键和键比例为，B错误； C．根据该元素的气态基态原子的电离能，第三电离能远大于第一电离能和第二电离能，该元素位于周期表中第Ⅱ主族，当它与氯气反应时生成物的化学式为，C正确； D．和都是正四面体形分子，形成的四面体四个顶点为P原子，所以键角为，形成的四面体，C原子在四面体中心，四个Cl原子在四面体的顶点，所以键角为，D正确； 故选B。 17．A 【详解】A．r(N)>r(F)，故C-N键的键长大于C-F键的键长，故A正确；     B．该有机物中没有苯环，不属于芳香族化合物，故B错误； C．该分子中C原子的杂化方式只有，故C错误；     D．该分子中不存在手性碳原子，故D错误。 答案为：A。 18．D 【详解】A．分子晶体、离子晶体、共价晶体中都可以含共价键，故A错误； B．核外电子不在同一区域里运动，能量高的电子在离核远的区域里运动，能量低的电子在离核近的区域里运动，同一能层有不同能级，故B错误； C．元素电负性越大，非金属性越强，但第一电离能不一定越大，例如电负性：N<O，而第一电离能N>O，故C错误； D．中心原子采取杂化且为型分子是以中心原子为中心的正四面体结构，一定是非极性分子，故D正确； 故选D。 19．A 【详解】A．CH中碳原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，离子的空间结构为平面三角形，所以离子中的所有原子共平面，故A正确； B．CH中碳原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，离子的空间结构为三角锥形，故B错误； C．CH中碳原子的价层电子对数为3，碳原子的杂化方式取sp2杂化，故C错误； D．CH与CH形成的化合物为只含有共价键的共价化合物乙烷，故D错误； 故选A。 20．D 【详解】A．一般情况下，同一周期元素，从左往右元素的第一电离能依次增大，氮元素位于第ⅤA，2p能级半满，所以第一电离能：N＞O，A错误； B．的价层电子数为4，孤电子数为1，VSEPR模型：四面体型，B错误； C．HClO中O原子分别与H、Cl原子形成共价键，结构式为H-O-Cl，C错误； D．基态O原子价电子为2s22p4，排布图：，D正确； 故选D。 21．B 【分析】X的单质与H2化合生成气体G，其水溶液呈碱性，则G为氨气，X为N；游离态的Y常存在于火山喷口附近和地壳的岩层里，则Y为S；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍，则R为Fe。Z与钠元素可形成化合物J，J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L，L为氯化银，则Z为Cl。经判断X、Y、Z、R分别为氮、硫、氯、铁。 【详解】A．G为氨，分子中含有3条共价键，1对孤电子对，立体构型为三角锥形，A说法错误； B．G分子为氨，其中N原子的杂化轨道类型是sp3，B说法正确； C．Q和J即硫化钠和氯化钠，化合物中只含有离子键，C说法错误； D．R为Fe，位于第四周期VIII族，D说法错误； 答案为B。 22．A 【详解】 A．NH3中N的杂化类型为sp3杂化，轨道上有5个电子，所以杂化轨道表示式为，故A正确； B．二氧化硫分子中心S原子有1对孤电子对 、价层电子对数=2+1=3，故为sp2杂化、空间构型为V形，则SO2分子的空间填充模型为，故B错误； C．HCl中H和Cl共用一对电子，不存在电子的得失，其形成过程为，，故C错误； D．基态Br原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p5，故D错误； 故选A。 23．A 【详解】A．纳米铁颗粒直径约为60nm，因此纳米铁分散在分散剂中，形成的分散系是胶体，A错误； B．根据该反应，中H为-1价，反应中生成H2，化合价升高，H2O中H为+1价，生成H2化合价升降低，所以还原剂是，氢气既是氧化产物又是还原产物，B正确； C．根据反应，中H为-1价，反应中生成H2，化合价升高8，6molH2O参加反应，转移8mole−，3molH2O参加反应，则反应中转移电子的物质的量为4mol，数目为，C正确； D．有4个价层电子对，空间构型为正四面体，中心原子杂化方式为sp3，D正确； 故选A。 24．B 【分析】设B的原子序数为x，则D的原子序数为x-8，A的原子序数为x-1，C的原子序数为x+1，则x+(x-8)+(x-1)+(x+1)=52，x=15，所以上述四种元素分别是A为Si、B为P、C为S、D为N元素，结合对应的单质、化合物的性质以及元素周期律分析解答。 【详解】由以上分析可知A为Si、B为P、C为S、D为N元素。 A．A为Si，对应的氧化物为二氧化硅，可用于制作光导纤维，A正确； B．B为P，其对应的最高价氧化物的水化物H3PO4是—种中强酸，B错误； C．C为S，能够形成SO2、SO3两种不同价态的氧化物，C正确﹔ D．D为N元素，N元素的简单氢化物NH3中N原子的价层电子对数为3+=4，故N杂化类型是sp3杂化，NH3的VSEPR模型为四面体型，D正确； 故合理选项是B。 25．C 【解析】略 26．(1)分子式 (2) (a-xb) 中心原子的价电子数 原子的最外层电子数 中心原子的价电子数-离子的电荷数 中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值) 与中心原子结合的原子数 最多能接受的电子数 【详解】（1）σ键电子对数可由分子式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。 （2）中心原子上的孤电子对数，确定方法如下：中心原子上的孤电子对数=(a-xb)。①a为中心原子的价电子数。对主族元素：a=原子的最外层电子数。对于阳离子：a=中心原子的价电子数-离子的电荷数。对于阴离子：a=中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值)。②x为与中心原子结合的原子数。③b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。 27．(1) 9 (2) 正四面体形 sp3 铝 10 O＞B＞Al 【详解】（1）Ti元素是22号元素，基态Ti核外电子排布式为：[Ar]3d24s2，则钛的原子结构示意图为，基态Ti4+中的核外电子排布，占据的原子轨道数为1+1+3+1+3=9。 （2）①LiBH4由Li+和BH构成，BH中中心原子孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4，故空间构型为正四面体形，B原子的杂化轨道类型是sp3。 ②M是第三周期金属元素，由表知：M的I4电离能是I3的4.2倍，即I4剧增，则可判断M的最外层有3个电子、则M是铝(填元素名称)，该元素的简单离子Al3+核外有10个电子，每个电子运动状态均不相同，则铝离子核外有10种运动状态不同的电子。同周期从左向右电负性增大，同主族从上到下电负性减小，M(Al)、O、B三种元素的电负性从大到小的顺序为O＞B＞Al (填元素符号)。 28． 1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 sp3 sp2 N ＞ Cu失去一个电子后价层电子排布为3d10全满稳定的结构，再失去一个电子较困难，Zn失去一个电子后价层电子排布为3d104s1，再失去一个电子是4s1上的电子 【详解】(1)KCN为离子化合物由钾离子和氰根离子构成，其电子式为，NaClO为离子化合物由钾离子和氰根离子构成，其电子式为； (2)P为15号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3，铁的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 或[Ar]3d64s2，4s为最外层，两个电子容易失去，故亚铁离子的核外电子排布式应该为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6； (3)CCl4相当于CH4上的四个氢原子被氯原子取代形成的产物，甲烷为正四面体结构，C原子采取sp3杂化，则CCl4中心原子C原子也采取sp3杂化，NO中心原子N原子价层电子对数为3+ =3，N原子采取sp2杂化； (4)铬原子为第四周期元素，有四个电子层，最高能层符号是N，基态Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，其价层电子的轨道表达式为； (5)Cu失去一个电子后价层电子排布为3d10全满稳定的结构，再失去一个电子较困难，Zn失去一个电子后价层电子排布为3d104s1，再失去一个电子是4s1上的电子，则第二电离能Cu＞Zn。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$