第2章 第2节 第1课时 分子的空间结构与价层电子对互斥模型-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修2作业与测评教用word（人教版2019）

化学　选择性必修2　[人教版]作业与测评 第二节　分子的空间结构 第1课时　分子的空间结构与价层电子对互斥模型 (建议用时：15分钟) 1．(1)三原子分子的空间结构有______形(如CO2分子)和______形(如H2O分子)两种。 (2)大多数四原子分子采取________形(如CH2O分子)和________形(如NH3分子)两种空间结构。 (3)五原子分子最常见的为________形，如CH4分子，键角为________。 答案：(1)直线　V(或角)　 (2)平面三角　三角锥　 (3)四面体　109°28′ 2．(1)分子中中心原子周围的价层电子对(包括中心原子与结合原子间的__________和中心原子上的__________)由于__________而趋向尽可能彼此远离，分子尽可能采取对称的空间结构，以减小斥力，叫做价层电子对互斥模型。 (2)σ键电子对数由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几个σ键电子对。如H2O分子中，O有______个σ键电子对。NH3分子中，N有________个σ键电子对。 (3)中心原子上的孤电子对数＝(a－xb) ①a表示中心原子的价电子数； 对主族元素：a＝____________________； 对于阳离子：a＝_________________________________________________________； 对于阴离子：a＝____________________________________________________________。 ②x表示与______________结合的原子数。 ③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝________________________。 (4)由于价层电子对的相互排斥，可得到含有孤电子对的VSEPR模型，然后略去VSEPR模型中的中心原子上的________，便可得到分子的空间结构。 答案：(1)σ键电子对　孤电子对　相互排斥　(2)2　3 (3)①原子的最外层电子数　中心原子的价电子数减去离子的电荷数　中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)　②中心原子　 ③8减去该原子的价电子数 (4)孤电子对 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)所有的三原子分子都是直线形结构。(　　) (2)SiCl4、NH、CH3Cl均为正四面体结构。(　　) (3)NH3分子中心原子上的孤电子对数为1，分子为三角锥形，键角为107°。(　　) (4)分子的VSEPR模型和空间结构都相同。(　　) (5)根据VSEPR模型，H3O＋的空间结构为三角锥形。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 2．下列分子的空间结构是正四面体形的是(　　) A．P4 B．C2H2 C．BF3 D．CH3Cl 答案：A 3．用价层电子对互斥模型判断SO3的空间结构为(　　) A．正四面体形 B．V形 C．三角锥形 D．平面三角形 答案：D 解析：SO3的中心原子硫原子上的孤电子对数＝×(6－3×2)＝0，故价层电子对数＝σ键电子对数＝3，SO3的空间结构与其VSEPR模型一致，为平面三角形。 4．下列分子中，所有原子不可能处在同一平面上的是(　　) A．C2H2 B．CS2 C．NH3 D. 答案：C 解析：C2H2、CS2为直线形分子，NH3为三角锥形分子，为平面正六边形分子。 5．下列有关价层电子对互斥模型的描述正确的是(　　) A．价层电子对就是σ键电子对 B．孤电子对数由分子式来确定 C．分子的空间结构是价层电子对互斥的结果 D．孤电子对数等于π键数 答案：C 6．计算下列微粒中点“·”原子的孤电子对数。 (1)H2S __________；(2)PCl5__________； (3)BF3__________；(4)NH3__________。 答案：(1)2　(2)0　(3)0　(4)1 (建议用时：40分钟) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 对点 分子空间结构 共价键类型、分子空间结构 离子的VSEPR模型与空间结构 分子的空间结 构与价 层电子 对互斥 模型 分子空间结构 微粒中心原子价层 电子对数、 孤电子对 数的计算 分子空间结构 价层电子对间的斥力 键角与分子空 间结构 的关系 分子空间结构、 键角、价 层电子 对数的 计算 分子空间结构 分子或离子空间结 构与价层 电子对互 斥模型 分子空间结构 与价层 电子对 互斥 模型 分子或离子空间结 构与价层 电子对互 斥模型 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．下列分子的空间结构模型正确的是(　　) A．CO2： B．NH3： C．H2S： D．CH4： 答案：D 2．下列物质中既有极性键，又有非极性键的直线形分子是(　　) A．CS2 B．CH4 C．CH3CH2Cl D．HC≡CH 答案：D 解析：CS2和HC≡CH为直线形分子，但CS2中只有极性键。 [重难点拨]　 (1)①常见直线形分子： CO2、HCN(H—C≡N)、乙炔(H—C≡C—H)。 ②四原子分子中，CH2O分子中的C===O键、C—H键的键长不同，其分子结构为平面(等腰)三角形；SO3、BF3为平面正三角形；P4(白磷)为正四面体形()，键角为60°。 (2)AB2(或A2B)型分子可能是直线形分子，也可能是V形分子，AB3(或A3B)型分子可能是平面三角形分子，也可能是三角锥形分子，AB4型分子一定是正四面体形分子。 3．下列离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是(　　) A．SO B．ClO C．NO D．ClO 答案：B 解析：SO的中心原子上的价层电子对数为4，其中含有一个孤电子对，所以其VSEPR模型为四面体形，而SO的空间结构为三角锥形；ClO的中心原子上的价层电子对数为4，不含孤电子对，所以其VSEPR模型与其空间结构一致；NO的中心原子上的价层电子对数为3，其中含有一个孤电子对，其VSEPR模型与其空间结构不一致；ClO的中心原子上的价层电子对数为4，其中含有一个孤电子对，其VSEPR模型与其空间结构不一致。 4．下列关于分子的空间结构及价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是(　　) A．可以通过红外光谱推断乙醇分子中含有碳碳键、碳氧键、碳氢键及羟基官能团 B．分子中价层电子对相互排斥决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周围的空间并互相排斥 D．分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越大，分子越稳定 答案：D 5．下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是(　　) A．CH4、CS2、BF3 B．CO2、H2O、NH3 C．C2H4、C2H2、C6H6(苯) D．CCl4、BeCl2、PH3 答案：C 6．下列微粒的中心原子的价层电子对数、孤电子对数均正确的是(　　) 选项 分子或离子 价层电子对数 孤电子对数 A CS2 4 1 B OF2 2 0 C SO 3 1 D NH 4 0 答案：D 7．用短线“—”表示共用电子对，用“”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为，则以下叙述错误的是(　　) A．R为三角锥形 B．R可以是BF3 C．R中含极性键 D．键角小于109°28′ 答案：B 解析：B原子最外层含有3个电子，BF3中B原子形成3个共价键，B原子上没有孤电子对，所以R不是BF3，故B错误。 8．已知在CH4中，C—H键间的键角为109°28′，NH3中，N—H键间的键角为107°，H2O中，O—H键间的键角为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 答案：A 解析：由中心原子上孤电子对数的计算公式可知，CH4中碳原子上无孤电子对，NH3中的氮原子上有1个孤电子对，H2O中的氧原子上有2个孤电子对。结合题给键角的大小关系，知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，A正确。 9．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 答案：B 解析：键角为180°的分子，空间结构是直线形，例如CO2分子的空间结构是直线形，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。 10．下列有关说法正确的是(　　) ①HClO、BF3、NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构 ②P4和CCl4都是正四面体形分子且键角都为109°28′ ③分子中键角的大小：BeCl2>SO3>CCl4>NH3 ④BeF2分子中，中心Be原子的价层电子对数等于2，其空间结构为直线形，成键电子对数等于2，没有孤电子对 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案：C 解析：HClO中H原子的最外层电子数为1＋1＝2，不满足8电子稳定结构，BF3中B原子最外层电子数为3＋3＝6，B原子不满足8电子稳定结构，①错误。P4是四原子的正四面体，键角是60°，而CCl4是五原子的正四面体，键角为109°28′，②错误。BeCl2中Be形成2个σ键，无孤电子对，键角为180°；SO3分子为平面三角形，键角为120°；NH3中N形成3个σ键，孤电子对数＝＝1，为三角锥形，键角为107°；CCl4中C形成4个σ键，无孤电子对，为正四面体形，键角为109°28′，分子中键角的大小：BeCl2>SO3>CCl4>NH3，③正确。BeF2分子中，铍原子含有两个共价单键，不含孤电子对，为直线形结构，④正确。 [重难点拨]　 (1)①价层电子对互斥模型(VSEPR模型)指的是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。 ②当中心原子上无孤电子对时，分子的空间结构与价层电子对互斥模型一致； 当中心原子上有孤电子对时，分子的空间结构与价层电子对互斥模型不一致。 (2)确定ABm型分子或离子空间结构的思路：σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数＝中心原子上的价层电子对数―→VSEPR模型分子或离子的空间结构。 11．硫化羰(分子式为COS)是一种有臭鸡蛋气味的无色气体，可视为由一个硫原子取代了CO2分子中的一个氧原子后形成的，下列有关硫化羰的说法正确的是(　　) A．硫化羰的结构式为C===O===S B．分子中三个原子位于同一直线上 C．中心原子价层电子对数为4 D．分子是V形结构 答案：B 解析：由题干信息可知，硫化羰的中心原子是碳，结构式为O===C===S，中心C原子价层电子对数是2，属于直线形分子。 二、非选择题 12．(1)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与成键的电子对(称为孤电子对)，(n＋m)为价层电子对数。请填写下表： n＋m 2 ________ VSEPR理想模型 ________ 正四面体形 价层电子对之间的理想键角 ________ 109°28′ (2)请用(1)中理论解释CO2为直线形分子的原因：____________________________________________________________。 (3)用价层电子对互斥模型判断下列分子或离子的空间结构： 分子或离子 PbCl2 PF3Cl2 ClO 空间结构 ________ ________ ________ 答案：(1) n＋m 2 4 VSEPR理想模型 直线形 正四面体形 价层电子对之间的理想键角 180° 109°28′ (2)CO2分子中n＋m＝2，故CO2为直线形 (3) 分子或离子 PbCl2 PF3Cl2 ClO 空间结构 V形 三角双锥形 正四面体形 解析：(3)PbCl2中中心原子Pb上的孤电子对数是(4－1×2)÷2＝1，价层电子对数是2＋1＝3，所以PbCl2的空间结构是V形；PF3Cl2分子中中心原子P上的价层电子对数是5＋0＝5，所以PF3Cl2的空间结构是三角双锥形；ClO中中心原子Cl上的价层电子对数是4＋×(7＋1－4×2)＝4，且不含孤电子对，所以ClO的空间结构是正四面体形。 13．短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题： (1)Z的氢化物的结构式为________，HZO分子的中心原子上的价层电子对数的计算式为________________________，该分子的空间结构为________。 (2)Y的价层电子排布式为________，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为____________。 (3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是________，该分子中的键角是________。 (4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为________(填字母)。 a．两种分子的中心原子上的价层电子对数不同 b．D、E的非金属性不同 c．E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有 答案：(1)H—Cl　2＋×(6－1×1－1×1)＝4　V形　(2)3s23p4　平面三角形　 (3)SiCl4　109°28′　(4)c 解析：由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。HClO中氧原子是中心原子，价层电子对数＝2＋×(6－1×1－1×1)＝4，孤电子对数为2，所以HClO分子的空间结构为V形。SO3中硫原子上的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。SiCl4是正四面体结构，键角为109°28′。CH4、NH3的中心原子上价层电子对数均为4，分子结构不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子结构与元素的非金属性强弱无关。 14．(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间结构。 PO________________；CO________________；AlBr3(共价分子)______________。 (2)有两种活性反应中间体粒子，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)按要求写出第二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__________________。 答案：(1)正四面体形　平面三角形　平面三角形 (2)CH　CH　(3)BF3　NF3　CF4 解析：(1)PO是AB4型，成键电子对数是4，孤电子对数为0，为正四面体形。CO和AlBr3是AB3型，成键电子对数是3，孤电子对数为0，是平面三角形。 (2)AB3型，中心原子上无孤电子对的呈平面三角形，有一个孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH、CH。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$