第二章 第二节 课时1 分子结构的测定分子的空间结构价层电子对互斥模型-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2（人教版2019)

第二节 分子的空间结构 课时1分子结构的测定 分子的空问结构价层电予对互斥模型 白题基础过关 限时：15min 题型1 分子结构的预测 B.分子中价层电子对相互排斥决定了分子的 1.现代化学常用的测定分子的相对分子质量的 空间结构 方法是 C.中心原子上的孤电子对也要占据中心原子 A.质谱法 B.晶体X射线衍射法 周围的空间并参与互相排斥 C.核磁共振氢谱法 D.红外光谱法 D.分子中键角越大，价电子对相互排斥力越 题型2常见分子的空间结构 大，分子越稳定 2.下列分子构型与分子中共价键键角对应正确 6.(2024·河北邢台高二月考)氯元素可形成多 的是 ( 种含氧酸，运用价层电子对互斥模型推断，下 A.V形分子：180 列含氧酸或含氧酸根离子中，键角最大的是 B.平面正三角形：120° ( C.三角锥形：10928 A.HCIO B.CIO C.CIO D.CIO D.正四面体形：10928' 7.(2024·宁夏银川高二月考)用价层电子对互 3.下列分子的空间结构错误的是 斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的 空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列 A.S02 B.NH,:- 判断正确的是 A.S02、OF2、CS2、HⅢ都是直线形的分子 C.CS,:一● D.CH,: B.BF,键角为120°，SiCl4键角大于120 C.COCL2、BF、SO,都是平面三角形的分子 4.(1)三原子分子常见的空间结构有 D.PCl,NF,、NH,、H,O、PCL,都是三角锥形 形（如C02)和 形（如H,0)。 的分子 (2)四原子分子常见的空间结构有 8.根据VSEPR模型完成表格。 形和 形，如甲醛(HCHO)分子呈 形，键角约为 :氨分子呈 分子或 中心原子孤 VSEPR模 空间结构 形，键角为 ;需要注意的是 离子 电子对数 型名称 名称 白磷分子呈 形，键角为 C02 (3)五原子分子最常见的空间结构为 co 形，如常见的CH,键角是 H20 题型3价层电子对互斥模型及其应用 NH, 5.(2023·吉林长春高二期末)下列关于价层电 CH, 子对互斥模型的叙述中不正确的是( NH; A.VSEPR模型可用来预测分子的空间结构 选择性必修第二册：RJ黑白题32 黑题应用提优 很时：35min 1.有机物Y的分子式为C:H,02,其红外光谱如图5.短周期主族元素A、B可形成AB,分子，下列 所示，则该有机物可能的结构简式为 有关叙述正确的是 100 A.若A、B为同一周期元素，则AB,分子一定 为平面正三角形 50 B.若AB,分子中的价层电子总数为24， /% 不对称一用 则AB,分子可能为平面正三角形 ( 4000 3000 200015001000 500 C.若A、B为同一主族元素，则AB,分子一定为 波级m 三角锥形 A.CH,COOCH,CH, B.OHCCH,CH,OCH, D.若AB分子为三角锥形，则AB,分子一定 C.HCOOCH,CH,CH, 为NH D.(CH,),CHCOOH 6.(2024·四川乐山高二期末)三氟化氯(CF3) 是极强助燃剂，液态时能发生自耦电离： 2.（2023·四川成都高二期中)由中心原子的价 电子数少于价层轨道总数的缺电子原子形成 2CIF一CIF:+CIF,其气态分子的结构如 图，下列说法正确的是 的化合物叫作缺电子化合物。下列物质中属 于缺电子化合物的是 ( A.BF B.CHCI C.SF D.P 3.(2023·重庆渝中高二期中)有机反应过程中. 随反应条件不同，成键的碳原子可以形成碳正 A.CF,中F元素显正价 离子(CH)、碳负离子(CH)、甲基（一CH)等 B.CF:中心原子孤电子对数为2 微粒。下列说法不正确的是 ( C.CF的空间结构为直线形 A.1mol一CH,中含有7mol电子 D.CF,分子的F一C一F键角大于NH, B.CH中所有的原子不都在一个平面内 的H一N一H键角 C.CH的空间结构为平面三角形 7.(2024·山西长治高二期末)短周期元素W、 D.键角：CH>CH X、Y和Z的原子序数依次增大，Z位于第三周 4.(2024·黑龙江伊春高二期中)类推是化学学 期，W是宇宙中最多的元素，W,X是维持生命 习和研究中常用的思维方法。下列类推正确 过程的必需物质，WY可用于玻璃的刻蚀，ZX 的是 ( 是酸雨的主要形成原因之一。下列说法错误 A.C,H,为直线形分子，则C,CL,也为直线形分子 的是 ( B.CH,和P,都为正四面体形，CH,中键角为 A.在这四种元素中Y的第一电离能最大 10928′，P中键角也为10928 B.W,X分子的键角大于W,Z分子的键角 C.SCl2分子的空间结构为V形，则SCl, C.ZY。的中心原子的价层电子对数是6 的VSEPR模型也是V形 D.WY用于玻璃的刻蚀，利用了其强氧化性 D.基态V的价层电子排布式为3d'4s2,基态 8.(2023·天津红桥区高二月考)价层电子对互 Cr的价层电子排布式为3d4s2 斥（简称VSEPR)模型可用于预测简单分子的 第二章黑白题33 空间结构。请回答下列问题： 子，A为中心原子，X为与中心原子相结合的 (1)利用价层电子对互斥模型推断下列分子 原子，E为中心原子最外层未参与成键的电 或离子的空间结构： 子对（称为孤电子对），(n+m)称为价层电子 ①Se03 对数。分子中的价层电子对总是相互排斥， ②SC1, 均地分布在中心原子周围的空间： ③Noi Ⅱ.分子的空间结构是指分子中的原子在空间 ④NO, 的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对： ⑤HCHO Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序如下： ⑥HCN ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电 (2)利用价层电子对互斥模型推断键角的 子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力： 大小： ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之 ①甲醛分子中H一C一H的键角 (填 间的斥力>单键与单键之间的斥力： “>”“<”或“=”，下同)120°。 ⅲ.X原子得电子能力越弱，A一X形成的共 ②SnBr,分子中Br-Sn一Br的键角 用电子对之间的斥力越强： 120°。 iv.其他。 ③PCL,分子中Cl一P一C1的键角 请仔细阅读上述材料，回答下列问题： 10928‘。 (1)根据要点I可以画出AX,E.的VSEPR (3)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒 理想模型，请填写下表： 中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据 2 图所示的这两种微粒的球棍模型，写出相应 n+m VSEPR理想模型 正四面体形 的化学式： 价层电子对之 10928 间的理想键角 (2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分 子的原因： :B: (3)H,0分子的空间结构为 ,请你 (4)按要求写出第二周期非金属元素组成的中 预测水分子中∠H一0一H的大小范围并解 性分子的化学式：平面形分子 ,三角 释原因： 锥形分子 ,四面体形分子 (4)S0,CL,和S0F2都属AX,E,型分子， 压轴挑战1 S0之间以双键结合，S一C1、S一F之间以 9.20世纪50年代科学家提出价 单键结合。请你预测S0,Cl2和S0,F2分子 层电子对互斥模型（简称 的空间结构： S0,C12分子中 VSEPR模型)，用于预测简单分子的空间结 ∠Cl-S-CI (填“<”“>”或 构。其要点可以概括为： “=”)S0,F2分子中∠F-S-F。 I.用AXEm表示只含一个中心原子的分 进阶突破拔高练P0 选择性必修第二册：RJ黑白题345.C解析：碳碳双键中有一个U键和一个：键，碳碳单键为σ键，： 比π键牢固，B正确 ,键和π键的键能不同，所以C一C健的键能不是C一C键键能的 5.D解析：C02中存在π键，g键两类共价键，A正确：Sah中只存 2倍，故C错误 在σ键.B正确：由于电负性：H<C,故H一0键的极性强于C一0键. 6.(1)C一C键和C一H键键能较大，所形成的烷经稳定，而硅烷中 C正确：键长：C=C<C一C,D错误 Si一S键和Si一H键的健能较小，易断裂，导致长链硅烷难以形成 6.C解析：图中阴影部分H,S(g)→H,S()为H,S在催化剂表面的 (2)S一H键的键能小于C一日键的键能，SH:的稳定性小于CH,的 吸附，H,S(al)→2H(d)+S(a)表示H,S的离解.离解过程有化学 稳定性：C一H键的键能大于C一0键的键能，C一H键比C一0键稳 键的断裂，消耗能量，故A错误：S原子的半径大于0原子，所 定，而S引一H健的键能却远小于0键的键能.所以S；一H键不稳 以H一S键的键长大于H一0键，H一S的键能较弱，故B错误.C正 定而领向于形成更稳定的S引一0键 确；据图可知阴影部分出现H(ad),S(ad),有H一S键的断裂.部分 重难聚焦 S(g)与H(g)生成H,S(g).存在H一S键的形成.故D错误 7.C解析：1l物质分解为气态原子消耗能量即该物质的键能，设 7.D解析：生成物的总能量和反应物的总能量之差即为反应热，故白 C0,的碳氧双键键能为xkJ·m,由△H=反应物的总键能-生成 磷的燃烧热为E2一￡，，A项正确：白磷分子形成正四面体结构.故1 物的总键能=(2×632kJ·m1+2×1076k」·1)- 个白磷分子中含6个P一P键，B项正确：由图2可知，P,0中每个 (946kJ·mol-1+2×2xkJ·mol1)=-742kJ·mo1,解得x=803.故 磷原子与4个氧原子形成4个：键，4个磷原子共形成16个，键.故 选C。 1mlP,0。中g键的数日为16VA,C项正确：白磷燃烧的化学方程 黑题 应用提优 式为P,+50,直警p,0o.小d白砖完全燃烧需断开6mlP-P健 题号1 和5ml0一0键，形成12olP一0键和4nwlP=0键，反应热 答案AAA △H=反应物的总键能-生成物的总键能，即E,-E,=6m+5e-4E(P 6r+50-12h-(E,-E2) 1.A解析：键长：C一C>CC>C=C,A错误：由于0原子的半径小于 0)-12b,得E(P一0)= 4 ,D项错误 C原子，键长：C一H>H一0，则键能：C一H<H一0，B正确：∠C一C一0 中有双键，是平面三角形，标准键角是120°，∠一C一C的中心碳是 8.(1)1:1(2)3(3)C+2H,s0,(浓)△C0,↑+2s0,↑+2H,0 三角锥形，标准键角是107°.所以键角∠C一C=O>∠H一C一C. 解析：X、Y,Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数 C正确：单键均为：键，双键中含个心键、个π键，侧该分子中心 依次增大。X元素的一种核素的质量数为12.巾子数为6，质子数为 键和T键的数目之比为8：1，D正确。 12-6=6,X为C,Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重 2.A解析：由元素在周期表中的位置可知X为N,W为P,Y为S,Z为 要元素，Y为N,Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且 Br,R为Ar。N2,Br2都是双原子分子，A正确：稀有气体分子中不存 有2个未成对电子，与X,Y不同族，Z为SW是一种常见元素.可以 在化学键，B错误：原子半径：N<P,故键长：N一H<P一H,键长越小， 形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色品体即四氧化 化学键越稳定，键能：N一H>P一H,C错误：原子半径：P>S,键长： 三铁，W为Fe。(1)C元素的一种氧化物C0和CN与N,结构相似： P一1H>S一H,故键能：P—H<S一H,电负性：P<S,故键的极性： 可推知CN的结构式为(C=N),HCN的结构式为HC=N,单键 P一H<S一H.D错误 为g键，三键为1个，键和2个m键，w键和T键数目之比为2：2 3.A解析：02和0；键长分别是121pm.112pm,但键能分别为 1:1。(2)由题图可看出，每个碳原子能与三个碳原子形成单键，故 496灯·mo',628J·mm1,键长越短，键能越大，因此a<b,A正 能形成3个，健。(3)5的最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓 确：氧气中不含00键，0一0键的键能不是496k」·mo,B错 硫酸，碳与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳，二氧化硫和水 误：O中氧原子之同形成的是非极性共价单键，并且有1对共用电 9.(1)AGD(2)A(3)C(4)HFHI大于 子，电子式为：0：0：]2，不存在云键，C错误：根据以上分析 解析：(1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减 小，稳定性逐渐减弱，A项正确：从键能看，氯气，溴单质、碘单质的稳 可知键长越短，键能越大，D错误 定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误：由表格数 压轴挑战 据知，E(H一0)>E(N一H),又因为r(0)<r(N),则H20的沸点 4.(1)0.074mD5263④(2)BC(3)①>2124500kJ 比NH,高，C项正确：还原性与失电子能力有关，还原性：Hl>HB> 990kJ HC>HF,D项正确。(2)由碳碳键的数据知A项正确：由0一O键 解析：()从图上数据可以看出，H一H键的键长为0.074m:体系能 O一O键的键能知B项错误：C一H键的键长大于N一H键的键长，但 量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)氢气分子中含有一个g 是N一H键的键能反面较小，C项错员：由C一H,N一H的键能知， 键，A错误：共价键的本质就是高概率地出现在原子间的电子与原子 CH,的键能较大，而稳定性较弱，D项错误。(3)乙烯断裂一个云 间的电性作用.B正确：④已经达到稳定状态，由④到⑤核阿距离进 一步减小，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，必须消耗外界的 键，键能为(615-347.7)kJ·1=267.3k·m1,乙块断裂2个m 能量，C正确：氢气分子中含有一个非极性共价键，D错误 键总键能为(812-347.7)k」·广1■464.3k」·mol1,说明乙块断裂 (3)①Si一Si键的键长大于SC键的键长，键能小，故x>176.2从 两个π键难于乙烯断裂一个管键，C项正确。(4)键能越大，键长越 图上读出，H一H键的键能为436kJ·m',每千克H,燃烧（生成水 短，所以HX分子中键长最短的是HF,键长最长的是H:相同原子形 燕气)放出的热量约为，1000g 成的共价键，共用电子对越多，键长越短，故0一0键的键长大于 ×(467kJ·ma1×2- 2g·mol0 00键的键长 4361·mml1-498W·mmrl×了)=124500：每摩尔硅完全燃 第二节分子的空间结构 烧放出的热量约为460k幻·mol1×4mol-498kJ·mo1×1l- 课时1分子结构的测定分子的空间结构价层电子对互斥模型 176kJ·mal1×2mol=990kJ 白题 第一节 阶段综合 题号1 2 3 567 黑题 阶设强化 客案ABB D D C 题号1 3 3456 7 1.A 2.B解析：V形分子键角为105，故A项错误：平面正三角形键角为 答案CDA 120°，故B项正确：三角锥形键角为107°，故C项错误：正四面体形 1.G2.D 键角为10928或60°.枚D项错误 3.A解析：C好与0结构相似.则一个0巾含有1个三键.1个三 3.B解析：S02分子中$原子有6个电子，其中4个电子与0原子成 键含有1个，键和2个π键.因此1m0中含有2N,个 键，还剩余一个孤电子对，三对电子之间都有排斥力，因此S02分子 节键，A正确。 的空间结构是V形，A正确：NH1分子中，N提供5个电子，3个H共 4.B解析：CH,CH,含π键，反应时T键断裂形成键，说明U键 提供3个电子，所以共3对成键电子，有1个弧电子对，所以N田，分 正本参考答案黑白题11 子的空间结构是三角锥形，B错误：CS,分子为非极性分子，所以结 国题 应用提 构对称，和C0分子空间结构相同，为直线形.C正确：甲烷的中心原 子是碳原子，碳原子上的价电子都形成了共价键，属于AB型的结 题号1234567 构，当=4时，该分子是正四面体结构，所以甲烷是正四面体结构 答案A D正确 1.A解析：由红外光谱图可看出该分子中有不对称一CH,因此该分 4.(1)直线V(2)平面三角三角锥平面三角120°三角锥 子中有2个一CH,,由图也可以看出含有C一0双键、C0C单 107°正四面体60°(3)四面体10928 键.则Y的结构简式为CH,COOCH,CH,或CH,CH,COOCH,故 5.D解析：分子的稳定性与键角没有关系，D项错误 选A 6.D解析：根据价层电子对互斥模型可知，CO,中中心原子的价层电 2.A解析：BF,中心原子价电子数是3，价层轨道总数是4，前者小于 千对数为4+之×(8-2×4)=4，没有孤电子对，放其空间结构为正四 后者，所以是缺电子化合物，A正确：CHC1中心原子价电子数是4 价层轨道总数是4，不是缺电子化合物，B错误：SF。中心原子硫原子 面体形.键角为109°28'，C0:中中心原子的价层电子对数为3+ 价电子数是6.价层轨道总数是4.所以不是缺电子化合物，C错误： 2×(8-2×3)=4,有一个孤电子对，放其空间结构为三角锥形，由于 P,是单质不是化合物，D错误 3.A解析：1ml一CH中含有(6+3)mol=9m电子，A错误：C中 孤电子对对成键电子对其有排斥作用，所以其键角小于109°28 心原子有3个。键，孤电子对数为+-3 2 1,结构为三角锥形，所有 C0;中中心原子的价层电子对数为2+2×(8-2×2)=4，有两个孤 的原子不在同一个平面内，B正确：CH片的中心原子有3个键，孤 电子对，空问结构为V形，孤电子对数日增多，对成键电子对的排屏 电子对数为上上3 0,为平面三角形，C正确：CH5有一个弧电子对， 力变大.所以其键角也小于1928'。1HC0中中心原子的价层电子 CH;没有弧电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子 对数为2+2×(6-1×1-1x1)=4,有两个孤电子对，空间结构为 对之间的排斥力，所以键角：CH:>CH:,D正确 V形，孤电子对数目增多，对成键电子对的排斥力变大，所以其键角 4.A解析：C,H.C,C2中碳原子的杂化方式均为中，均为直线形分 也小于109°28，故选D 子，A正确：CH,为正四面体形，键角为10928’.而白砖的空间结构 7.C解析：S0,中中心原子价层电子对数=2+2×(6-2×2)=3且有 中体心无P原子.键角为6)°.B错误：$C1,的价层电子对数为 4,VSEPR模型是四面体形，分子的空间结构为V形，C错误：基态C 1个孤电子对，二氧化硫为V形结构.CS,,HⅢ为直线形结构.A错 的价层电子排布式为34'，D错误 5.B解析：A项，若为PCL3,则分子为三角锥形，错误：B项，BC1,满足 误：BF,中中心原子价层电子对数=3+ 2×(3-3x1)=3,为平面三角 要求，其分子为平面正三角形，正确：C项，若分子为S0,则为平 面正三角形，错误；D项，分子不一定为NH,也可能为NF,等，错误 形结构，Si,中中心原子价层电子对数=4+2×(4-4×1)=4，为正 6.B解析：已知电负性：F>C,则CIF1中F元素显负价，A错误：CF 四面体形结构，所以BF,键角为120°，SiC4的键角等于10928'，小 中心原子口的孤电子对数为一(7+1-4x1)=2,即孤电子对数为2， 于120°，B错误：C0C12,BF,,S0,中心原子价层电子对数都是3且不 含弧电子对，所以这三种分子都是平面三角形结构，C正确：NH, B正确：CF中心原子C1的价层电子对数为2+)(7-1-2×1)=4 P,中中心原子价层电子对数=3+之×(5-3x1)=4且含有一个孤 故其空间结构为V形，C错误：CF,中心原子C的价层电子对数为 电子对，所以NH1.PC,为三角锥形结构，而PC1,是三角双锥形结 3+之(7-3x1)=5,有2个孤电子对，量三角双锥形，而NH,分子星 构，D错误。 三角锥形，但其中N原子上只有1个孤电子对，故分子的F一C1一F 8.0直线形直线形0平面三角形平面三角形2四面体形 键角小于NH,的H一N一H键角.D错误。 V形1四面体形三角锥形0正四面体形正四面体形 7.D解析：W是宁宙中最丰富的元素，则W是H:W,X是维持生命过 0正四面体形正四面体形 程的必需物质，则X为0：WY可用于玻璃的刻蚀，则WY为HF,Y为 四易错提醒 F:X,是酸雨的主要形成原因之一，且乙的原子序数比Y大，则Z 分子或离子的空何结构不一定与其价层电子对互斥模型完 为S:综上所述，W,X,Y、Z分别为H、0,F,S。0F同周期，同一周期 全一数，其规律如下： 主族元素从左到右第一电离能呈增大的趋势，0、下中下的第一电离 能更大，0S同主族，同一主族元素从上到下第一电离能减小，第 (1)若中心原子上没有孤电子对，VS下PR模型与分子或离子的空 电离能：0>S,F的第一电离能大于H,因此F的第一电离能在四种元 间结构一致 素中最大，故A正确：水和硫化氢的中心原子都有两个孤电子对，原 《2)若中心原子上有弧电子对，孤电于对也要占据中心原子周国 子半径：0<S,电负性：0>S,键长：0一H<S一H.成键电子对斥力： 的空间，并与成能电子对相互排斥，使得VSEPR模型与分子戎离 HO>H,S,所以键角水比硫化氢大，B正确：SF,中S的价层电子对 予的空问站构不一致。略去张电子对即得分于或寄子的空问结构。 数为6+6-6x1 2 6,C正确：HF用于玻璃的刻使：S0,+4HF一 中心原子 成健 中心原 VSEPR 上的价层 电子 子孤电 分子空 分于 SF,↑+2,0，发生的是非氧化还原反应，所以不是利用了其强氧化 实例 模型 间结构 类型 性.且HF没有强氧化性，D错误 电子对处 对数 于对数 8.(1)①平面三角形②V形③直线形①V形⑤平面三角形 0 AB: ⑥直线形(2)①<②<③<(3)CH5CH5(4)BF,NF 直线形 2 直线彩 Co:、B CF 平面 压轴挑战 平面 3 ABy s03,N0 9.(1)4直线形180°(2)C02属AX,E。,n+m=2,故为直线形 3 三角彩 三角形 (3)V形水分子属于AX,E,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体 2 V彩 AB, N03 形.价层电子对之间的夹角均为109°28。根据Ⅲ-，应有 ∠H0-H<10928 (4)四面体形> 四 AB. CH,SO 课时2杂化轨道理论 面体形 (正)国 白题 面体形 三角锥形 AB NH,.CIO 题号 2 3456 V彩 B.A H:0,H,S 答案 1B解析：杂化轨道只能用来形成σ键，A错误：原子轨道杂化前后轨 选择性必修第二册·RJ黑白题12