第2章 第2节 分子的空间结构 综合训练-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修2作业与测评课件PPT（人教版2019）

第二章　分子结构与性质 第二节　分子的空间结构 综合训练 (建议用时：40分钟) 题号 1 2 3 4 5 6 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 σ键的形成、杂化类型的 判断 σ键的形成、杂化类型的判断 微粒空间结构与中心原子杂化类型的关系 价层电子对互斥模型与微粒空间 结构 微粒空间结构与中心原子杂化类型的关系 杂化类型的判断、离子空间结构 题号 7 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 对点 杂化类型的判断、分子空间结构 键参数、分子空间结构 分子空间 结构 杂化类型的判断、分子空间结构 杂化类型的判断、离子空间 结构 σ键与π键、杂化类型的判断 键参数、杂化类型的 判断 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．(2024·西安一中高二期中)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为s­s σ键，p轨道与p轨道“头碰头”重叠形成的共价键可用符号表示为p­p σ键。下列分子中含有s­sp2 σ键的是(　　) A．H2O2 B．C2H4 C．C2H2 D．HCl 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 2．形成下列分子时，中心原子采用sp3杂化轨道和另一个原子的p轨道成键的是(　　) ①PF3　②CF4　③NH3　④H2O A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：PF3、CF4、NH3、H2O分子中P原子、C原子、N原子、O原子都采取sp3杂化，NH3和H2O分子中H原子以1s轨道与N或O原子形成σ键，PF3和CF4分子中F原子以2p轨道分别与P和C原子形成σ键。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 [重难点拨]　分子的空间结构与杂化类型的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的空间结构与杂化轨道的空间结构相同。 sp杂化：直线形；sp2杂化：平面三角形；sp3杂化：正四面体形(或四面体形)。 (2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键电子对的排斥作用，会使分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有所不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 7．化合物A( )是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状物质 (HB===NH)3通过反应3CH4＋2(HB===NH)3＋6H2O→3CO2＋6H3BNH3制得。下列有关叙述错误的是(　　) A．化合物A中不存在π键 B．反应前后碳原子的杂化类型不变 C．CH4、H2O、CO2分子的空间结构分别是正四面体形、V形、直线形 D．第一电离能：N>O>C>B 答案 解析：由CH4变为CO2，碳原子的杂化类型由sp3转化为sp，B错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 8．第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法中不正确的是(　　) A．每个原子最外层都达到8电子稳定结构 B．键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°几种 C．RCl5受热会分解生成分子呈三角锥形的RCl3 D．分子中5个R—Cl键键能不都相同 解析： RCl5分子中，R原子最外层达到10个电子，A错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 9．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分子一定为平面正三角形 B．若AB3分子中的价电子个数为24，则AB3分子可能为平面正三角形 C．若A、B为同一主族元素，则AB3分子一定为三角锥形 D．若AB3分子为三角锥形，则AB3分子一定为NH3 解析：A项，若为PCl3，则分子为三角锥形，错误；B项，BCl3满足要求，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，分子不一定为NH3，也可能为NF3等，错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10．(2024·大同一中高二期中)人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构如图所示，下列关于该化合物的说法正确的是(　　) A．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构 B．分子中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3 C．分子中“ ”为三角锥形结构 D．该化合物具有一定的挥发性 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 二、非选择题 12．下图是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题： (1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是______，作出该判断的主要理由是_________________________________。 sp2 答案 甲醛分子的空间结构为平面三角形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 (2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是________(填序号)。 ①单键　②双键　③σ键　④π键　⑤σ键和π键 (3)甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角________(填“＝”“>”或“<”)120°，出现该现象的主要原因是________________________________________________。 答案 ②⑤ < 碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 解析：(1)由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。 (2)醛类分子中都含有C===O键，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是σ键和π键的组合。 (3)由于碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强，所以甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角小于120°。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 13．(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子稳定结构，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。 (2)①CH2===CH2、②CH≡CH、③ 、④HCHO四种分子均能与H2发生加成反应，加成时这些分子中发生断裂的共价键的类型是________。这四种分子中碳原子采取sp2杂化的是________(填序号)。 (3)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为________；SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°(填“>”“<”或“＝”)。 答案 3∶1 sp2 π键 ①③④ sp2 < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 (4)①磷酸盐在微生物作用下可转化为PH3，PH3的中心原子的杂化方式为________。 ②PH3键角为93.6°，小于VSEPR模型的预测值，原因为____________________ ___________________________________________________________________________________________________________________。 ③HF的热稳定性比PH3强，原因为_____________________________________ _____________________________。 答案 sp3 PH3的VSEPR模型为四面体形，其中P原子上有一个孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力 F原子半径小，H—F键强度(或键能)大于H—P键 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 22 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 23 [重难点拨] 杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对越多，键角越小。例如，NH3中的氮原子与H2O中的氧原子均为sp3杂化，但键角分别为107°和105°。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 　　　　　　　　　　　　　 R 3．下列分子中，各微粒的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是(　　) A．NH3：平面三角形、sp3 B．CCl4：正四面体形、sp3 C．H2O：角形、sp2 D．COeq \o\al(2－,3)：三角锥形、sp2 ABn型分子或离子 中心原子杂化类型 中心原子上的孤电子对数 分子或离子的空间结构 实例 AB2 sp 0 直线形 CO2、CS2、BeCl2等 AB3 sp2 0 平面三角形 BF3、BCl3、BBr3、SO3、NOeq \o\al(－,3) AB2 1 V形 SO2 AB4 sp3 0 正四面体形 CH4、SiF4、NHeq \o\al(＋,4)、SOeq \o\al(2－,4)、POeq \o\al(3－,4)、SiOeq \o\al(4－,4) AB3 1 三角锥形 NH3、PCl3、NF3、H3O＋ AB2 2 V形 H2S、NHeq \o\al(－,2) 4．(2024·合肥一中高二期中)美国化学家鲍林有独特的想象力：只要给他物质的分子式就能大体上想象出这种物质的分子结构模型，根据VSEPR模型预测，下列各组离子中所有原子都在同一平面上的是(　　) A．NOeq \o\al(－,2)和SOeq \o\al(2－,3) B．H3O＋和ClOeq \o\al(－,3) C．NOeq \o\al(－,3)和SiOeq \o\al(2－,3) D．POeq \o\al(3－,4)和NHeq \o\al(＋,4) 5．下表中各粒子、粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　) 选项 粒子 空间结构 解释 A 氨基负离子(NHeq \o\al(－,2)) 直线形 N原子采取sp杂化 B 二氧化硫(SO2) V形 S原子采取sp3杂化 C 碳酸根离子(COeq \o\al(2－,3)) 三角锥形 C原子采取sp3杂化 D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键 解析：NHeq \o\al(－,2)中N原子采取sp3杂化，且孤电子对数为2，离子的空间结构为V形，A错误；SO2中S原子上的价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，孤电子对数为1，分子的空间结构为V形，B错误；COeq \o\al(2－,3)中中心C原子上的价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)×(4＋2－3×2)＝3，不含孤电子对，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，离子的空间结构为平面三角形，C错误。 解析：NHeq \o\al(＋,4)和SOeq \o\al(2－,4)都是正四面体形结构，中心原子均为sp3杂化，C错误。 6．下列关于(NH4)2SO4的说法不正确的是(　　) A．阴、阳离子的空间结构相同 B．含有两种类型的化学键 C．SOeq \o\al(2－,4)和NHeq \o\al(＋,4)的中心原子杂化方式均为sp2 D．第一电离能N>O>S 11．X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的基态原子的价层电子排布式为2s2，Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Z元素的某种核素通常用于测定文物的年代，Q是元素周期表中电负性最大的元素，E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，M的原子序数比E大1。下列说法正确的是(　　) A．EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3 B．X、Y元素的第一电离能大小关系：X<Y C．ZOeq \o\al(2－,3)的空间结构为三角锥形 D．键角：YQ3<ZQ4 解析：由题给信息可知，元素X、Y、Z、Q、E、M分别是Be、B、C、F、K、Ca。KBF4中BFeq \o\al(－,4)的中心原子上的价层电子对数＝4＋eq \f(3＋1－4×1,2)＝4，所以该阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化，A正确；Be原子的2s轨道为全充满稳定结构，其第一电离能大于同周期中相邻元素，所以X、Y元素的第一电离能：X>Y，B错误；COeq \o\al(2－,3)的中心原子上的价层电子对数为3＋eq \f(4＋2－2×3,2)＝3，且不含孤电子对，中心原子的杂化方式为sp2，空间结构为平面三角形，C错误；BF3呈平面三角形，键角为120°，CF4呈正四面体形，键角为109°28′，D错误。 解析：(1)COCl2分子中有1个C===O键和2个C—Cl键，其中σ键的数目为3，π键的数目为1，二者个数比为3∶1；COCl2分子中，中心原子C上的价层电子对数为3，采取sp2杂化。 (2)发生加成反应时破坏的均是π键。四种分子的碳原子轨道杂化类型分别为sp2、sp、sp2、sp2。 (3)SnBr2分子中Sn原子上的价层电子对数＝2＋eq \f(1,2)×(4－1×2)＝3，Sn原子的轨道杂化方式为sp2，VSEPR模型为平面三角形，中心Sn原子含有1个孤电子对，故SnBr2的空间结构为V形，孤电子对与成键电子对间的斥力更大，使SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角减小，小于120°。 $$