第二章 第二节 专题探究3 粒子的空间结构-【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)

子对数为3+×(6-3x2)=3,无孤电子对，放分子空间结构为平面 杂化，故A错误：氨基乙酸钠中N原子价层电子对数=σ键个数+弧 电子对数，N原子的键数为3孤电子对数为1，N原子的价层电子 三角形。(2)BF,的价层电子对数为3，B原子采用sp2杂化，B原子 对数为4，故B正确：单键为g键，双键中有1个σ键和1个π键， 上没有弧电子对，则BF,分子的室间结构为平面三角形，F一B一F的 1mol氨基乙酸钠分子中有8molg键，故C错误：由于氨原子为sp 键角为120°，BF:中B原子价层电子对数为4，B原子采用p杂化， 杂化，和与其成键的另外三个原子不可能共平面，故D错误。 没有孤电子对，则BF:为正四面体形。(3)N用，分子中心原子N的 3.B解析：C2H4分子中含1个碳碳双键、4个碳氢单键，每个单键中 含1个σ键，双键中含1个g键和1个T键，A正确：F原子半径比 价层电子对数为3+2×(5-3x1)=4,N原子果用甲杂化，分子的空 C原子半径小，所以F一F罐比C一C键短，但是由于F一F键键长 间结构为三角锥形：NH中氮原子与NH,中氯原子杂化类型相同， 短，原子间斥力大，所以F,稳定性差，且F原子比C原子非金属性 强，所以F,化学性质更不稳定，B错误：NH,和PH,均为三角锥形结 均为p杂化。(4)H,0中0原子的价层电子对数为3+2×(6-1 构，由于电负性：N>P,成键电子靠近中心N原子，成键电子对间产生 3×1)=4,0原子采用p3杂化。H,0中H0一H键角比H20 的斥力大，所以NH,的键角比PH3大，C正确：BF?中心原子的价层 中H0一H键角大，因为H20中氧原子有2个孤电子对，H,0中氧 电子对数为3+2×(3-3×1)=3，中心原子采取即2杂化，没有孤电 原子只有1个孤电子对，排斥力较小。 子对，BF,的VSEPR模型为平面三角形：SO,中心原子的价层电子 第三周期第MA族 对数为3+ 2×(6-3×2)=3,中心原子采取p杂化，没有孤电子 对.S0,的VSEPR模型为平面三角形，D正确 4.C解析：二氧化碳分子的空间结构为直线形，键角为180°，碳酸根 (2)① ②s即3③<孤电子对对成键电子对的 离子的空间结构为平面三角形，键角为120°，水分子的空间结构为V 形，键角约为105°，则二氧化碳、碳酸根离子、水的键角依次减小 故A、B错误，C正确：氯化钙为离子化合物，不能用VSEPR模型预测 氯化钙的空间结构，故D错误。 排斥作用大于成键电子对间的排斥作用(3)B 5,A解析：已知咪唑分子具有类似装环的结构，则C、N都为p杂化 解析：(1)硫元煮的原子序数为16，位于元素周期表第三周期第1A 在形成大π键过程中，每个C原子提供1个电子，与H原子相连的N 族，价层电子排布式为33知‘，价层电子的轨道表示式为 原子提供2个电子，另一N原子提供1个电子，形成的大π键表示为 回四1口(2)①由雌黄分子中各原子均满是8电子结构可 3p ,N-甲基咪唑分子中，每个C原子提供1个电子，与甲基相连的N 原子提供2个电子，另一N原子提供1个电子，形成的大π键表示为 ,在形成大π键过程中每个原子首先形成单键，余下的最外层单 知，分子中硫原子形成2个共价键，砷原子形成3个共价键，则分子 电子或者孤电子对成大T键，则有电子3×1+2×2-1■6，故分子中的 大m键均可表示为Π，A正确：N-甲基咪唑(b)分子中的甲基是相 电子基，C一N键的键长：①>②，B错误：咪唑(a)和N-甲基咪隆(b) 中硫原子和砷原子的位置如图所示： :②由雌黄 都含大T键，a和b分子中的N原子都采取p杂化，环上的C原子 采取印杂化，但甲基上碳原子采取即3杂化，C错误：与碳碳双键和 H 碳氮双键直接相连的原子共面，则H,C )中C、N原 分子的结构示意图可知，分子中硫原子的价层电子对数为4，则硫原 1与 N 子的杂化方式为$p杂化：③由雌黄分子的结构示意图可知，分子中 碑原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，则神原子的VSEPR模 子均在同一平面上，但甲基中氢原子一定不能都共平面，D错误。 型为四面体形，由孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子 6.B解析：主族元素的价电子数等于主族序数等于最外层电子数，故 对间的排斥作用可知，键角：∠SAS小于109°28'。(3)由孤电子对 C,02的价电子总数为24，A正确：C0中含有三键，故键和T键的 对成键电子对的排斥作用大于成键电子对间的排斥作用可知，四氟 个数比为1：2，B不正确：根据C,02的结构式及杂化方式的基本判 化硫分子中孤电子对位于图中B处。 断方法，C原子的杂化方式为即，C正确：根馨碳原子的杂化方式判 压轴挑战 断C,02和C02的杂化方式相同，故分子的空间结构相同，D正确。 10.(1)NH3p3H202、NH4、C2H,(合理即可)(2)N05、N0、 7.D解析：X形成1个化学键，则X可能为H、F、C1,Y形成4个键，则 C0子S0片(3)正四面体形g键(4)3：2 Y可能为C、Si,Z失去1个电子，形成4个共价键，则Z为N或P,W 解析：由“A的核外电子总数与其周期数相同”可知A是氢：由“D 形成1个化学键，则W为H、F、C1,阴离子带1个负电荷，则R为P 原子的1电子层中成对电子与未成对电子占据的轨道数相同，并且 或N,W的氢化物的水溶液能腐蚀玻璃，则W为F,Z的最简单氢化 无空轨道"可知D是氧：由“B原子的L电子层中未成对电子数 物易液化，可用作制冷剂，又因元素原子序数依次增大，则X、Y、Z 与D相同，但还有空轨道”可知B是碳：由“A、B、C、D,E的原子 W、R分别为H,C、N、F、P。所有的Y(碳)都连接了四个共价键，满 序数依次增大”可知C是氨：由“A、B、C、D、E为短周期元素 足8电子结构，两个Z(氯)一个连接了三个共价键，满足8电子结 和“D与E同主族”可知E是硫 构，另一个连接了四个共价键，多出一个电子，但是由于在阳离子中 阳离子的一个正电荷消去了多出的电子，仍然满足8电子结构，A正 专题探究3粒子的空间结构 确：Y为C元素，该离子液体中饱和碳原子周围有4个σ键，采取s即 杂化，碳碳双键上的C原子采取即杂化，B正确；PF6有6个成键电 黑盟 专强化 子对，孤电子对数为5+11X60,空间结构为正八面体形，F一P-甲 题号1 2 3 4 5 6 7 8 2 的键角为90°或180°，C正确：W为F元素，无最高正价，不存在最高 答案BBBCABDD 价氧化物对应的水化物，D错误 1.B解析：在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，N原子 8.D解析：X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价层电子排 形成三个共用电子对，F原子形成一个共用电子对，则N,2分子的 布式为2s,X为Be:Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子， Y的质子数为5，Y为B:Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子 结构式为N=N ,双键中含有1个σ键和1个T键，单键中含 研究生物化学反应和测定文物的年代，Z为C:Q是元素周期表中电 F 负性最大的元素，Q为F:E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰 有1个G键，因此1个N2F,分子中含有3个心键，1个rT键，根据双 中，E为K:M的原子序数比E大5，M为C,由上述分析可知，X为 键的结构特点可知，四个原子处于同一平面，N原子的价层电子对 Be、Y为BZ为C、Q为F、E为K、M为Cr。KBF:中阴离子的中心原 数=25--2=3，因此N原子采取p杂化，故选B。 子孤电子对数为3+14×1=0，价层电子对数为4+0=4，则阴离子中 2 2 2.B解析：氨基乙酸钠中氨原子采取即杂化，而碳原子采取即3、印2 心原子的杂化方式为p杂化，A帮误：B阳的最外层电子数全满，为 选择性必修第二册·RJ黑白题14 稳定结构，第一电离能较大，则X、Y元素的第一电离能大小关系：X> 原子间共用2对电子，原子外围达到稳定结构，其电子式为 Y,B错误：C0时中中心原子孤电子对数为4+22x3=0,价层电子对 2 C2*[:N::C::N:]2,A正确：H20中0为p3杂化，S02中s 数为3+0▣3.侧中心原子的杂化方式为即2杂化.空间结构为平面三 为sp2杂化，两分子均为V形，但健角：H,0<S02,B错误；氰胺分子 角形，C错误：M即Cr为24号元素，按构造原理，其价尽电子排布式 (H,N一C-N)中氨基氯原子杂化方式为即，C=N中氮原子杂化方 为34'，是元素周期表前四周期基态原子未成对电子最多的元素， 式为即，C错误：非金腻性越强电负性越大，C0(NH2)2分子中各元 素的电负性大小关系应为O>N>C>H,D错误。 D正确。 9.(1)四面体形三角锥形4(2)sp< 5.C解析：同一周期从左到右元素的电负性逐新增大，同一主族从上 10.(1)正四面体形即3(2)H2S平面三角p3(3)p 到下元素的电负性逐渐减小，该催化剂中电负性最大的元素是 氮，A错误：：可看成个碘原子为中心原子，中心原子价层电子对 (4)p3、s即 解析：(1)AH中的阴离子为AH:,中心A原子的价层电子对 数为248-2x1 5,B错误：原子与相邻的3个碳原子形成3个G 2 数为4，无弧电子对，则空间结构是正四面体形，中心原子的杂化类 键，硼原子为即杂化，则该催化剂中的硼原子与相邻的3个碳原子 型为p3。(2)根据价层电子对互斥模型，HzS,S02,S0的气态分 构成平面结构，C正确：b反应为I+2c一3，因此b反应中生成 子中，H2S的中心原子价层电子对数为4，S02、S03的中心原子价 3mol厂时得到2mal电子，D结误 层电子对数为3，则中心原子价层电子对数不同于其他分子的 6.C解析：根据氮原子在结构中形成四个单键判断，氯原子采用p杂 是H2S。气态三氧化硫分子中，S原子发生即2杂化，其空间结构为 化，A错误：根据碳铂中有4个碳原子采用的是即杂化判断，所有碳 平面三角形：三聚分子中，S原子形成4个σ键，则杂化轨道类型 原子不可能在同一平面上，B错误：根据碳原子成键特点判断杂化类 为sp3。(3)ZC01中，阴离子C0的中心C原子的价层电子对数 为3，C原子的杂化方式为即2。(4)根据化合物结构简式可知，双 型，形成4个单键的碳原子采用即杂化，有4个碳原子，形成双键的 碳原子采用p2杂化，有2个碳原子，故其数日之比为2：1，C正确： 键碳原子发生p2杂化，单键碳原子发生即3杂化，则C原子的杂 根据单键是σ键，双键中有1个σ键和1个π键可知，σ键有26个， 化类型有p,p。 D错误。 11,(1)0(2)N[:H](3)H-0-0-Hp3(4)V形4 7.B解析：BH3中心原子B的价层电子对数是3，为平面三角形结构。 C12+H,0一C+H+HCI0(5)PC11三角锥形 通常是以二聚体BH。的形式存在，A正确；HBOH和HB(OH)2中 解析：A,B、C、D为原子序数依次增大的四种短周期元素，C、D为同 心原子B的价层电子对数是3，VSEPR模型为平面三角形结构， 周期元素，C的核外电子总数是最外层电子数的3倍，且C、D原子 B(OH)中B的价层电子对数是4，VSEPR模型为正四面体，B错误： 序数大于A、B,则C为P:D最外层有一个未成对电子，D为C:A 该反应是NBH4中-1价H与H,O中+1价H的归中反应，所以反应 和B具有相同的电子排布，则A为O、B为Na。(1)四种元素中电 过程中仅氢元素化合价发生变化，C正确：该反应是NaBH,中-1 负性最大的是0。(2)B的氢化物为离子化合物氢化钠，电子式 价H与H20中+1价H的归中反应，所以1 mol BH与H20转化为 为Na[H]。(3)A的原子个数比为1：1的氢化物为过氧化氢 B(0H):释放出4molH2,D正确。 结构式为H一0一0一H.其中0原子形成2个共价键且存在2个弧 8.D解析：第VA族元素最外层有5个电子，根据RCL,的结构图，C 电子对，故杂化方式为s即’。(4)化合物C10的中心原子形成2个 原子达到8电子稳定结构，R最外层应有10个电子，不满足8电子 共价键且存在2个孤电子对，故杂化方式为即，空间结构为V形， 稳定结构.A错误：分子中5个R一C1键的键长不全相等，则键能不 中心原子的价层电子对数为4：单质氯气(D)与水反应生成盐酸和 相同，B错误：R最外层的5个电子，与5个C原子形成5个化学键， 次氯酸，离子方程式为C1,+H,0=一CI+H+HCI0。(5)P最外层 无未成对电子，C错误：根据RC,的结构图，箍角(C一R一C1)有90° 有5个电子，P和C形成的分子中每个原子外层都满足8电子稳定 (R和三角形平面顶点以及上顶，点或下顶，点)、120°（三角形平面顶 结构，则该分子的分子式为PC,该分子中瞬形成3个共价键且有 点和R)、180(上下两个顶点和R)三种，D正确。 1个孤电子对，空间结构为三角锥形。 9.(1)122s22p5323p3d4s2或[Ar]3d4s2Mn(2)pp3H2 第二节阶段综合 C02(3)平面三角形知 解析：(1)C0的核电荷数为27，基态原子核外电子排布式为1 阶段强化 2s22p323p53742或[Ar]3d4s2:M如的价层电子排布式为3dP4s2 题号1234567 8 有5个未成对电子：C0的价层电子排布式为3d'4.2,未成对电子数 较多的为M。(2)C02的分子结构为直线形，C的价层电子对数 答案DA DACCBD 为2，中心碳原子为s即杂化，CH0H中心碳原子形成4个g键，C上 1.D 没有孤电子对，C为即杂化：H2、C02均为直线结构，正负电荷中心 2.A解析：杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子 重合，属于非极性分子。(3)N0所中心N原子价层电子对数为3+ 对，不能形成π键，A正确：NF,中N原子的价层电子对数为3+ 5-3×1 4,N:中N原子的价层电子对数为44子-14X 51-3×2-3,无孤电子对，空间结构为平面三角形：N原子采用p 2 =4.,杂化方 2 2 杂化。 式均为即3，B错误：SC2属于AB2型共价化合物，S原子的价层电子 3 4 (2)C1、Ar四面体形(3)5 对数为2,6-2x1=4,中心原子S采用即杂化轨道成键，C错误：B, 10.(1)p tttt ft HFHF与水分子间可形成氢键，而PH,与水分子间不能形成氢 型的共价化合物，其VSEPR模型和分子的空间结构不一定一致，如 键(4)s即3 B距，中B原子价层电子对数为34331 =3,BF,的VSEPR模型和 解析：基态原子只有一种形状的轨道填有电子，即只有s能级填充 2 电子，且易形成共价键，即X为H:基态原子核外的M层中只有两 分子的空间结构一致，均为平面正三角形，NH,中N原子价层电子 对成对电子，即价层电子排布式为3s23p,该元素为S:前四周期 对数为3+5-3X1=4,N,的VSEPR模型为四面体形，分子的空间结 中，基态原子的未成对电子数最多的元素为C:与S同周期，且在该 2 周期元素中第一电离能由大到小排第三位的元素为P:元素周期表 构为三角锥形，其VSEPR模型和分子空间结构不一致，D错误。 中电负性最大的元素为F。(1)S位于元素周期表的p区，基态C 3.D解析：S02是V形分子，键角不是180°，A错误：H20是V形分 3d 4- 子，键角为105°，C0是平面三角形结构，键角为120°，B错误：PC: 原子的价层电子锁道表示式为11口1口口(2)与P 和N田是p杂化，均有一个孤电子对，分子空间结构为三角锥 同周期且第一电离能比其大的元素为CI、A:PH分子中，P原子 形，S0中心原子也是p杂化但无孤电子对，空间结构为正四面体 的VSEPR模强为四面体形。(3)基态F原子有5种空间运动状 形，C错误：HCH0、BC,SO,中心原子的价层电子对数均为3，孤电 态：HF和PH3在水中溶解度较大的为HF,原因为HF与水分子间 子对数均为0，均采取s印2杂化，都是平面三角形结构，D正确。 可形成氢键，面PH3与水分子间不能形成氢键。(4)PF,的空间结 4.A解析：CaCN2是离子化合物，由Ca2和CN构成，CN中C、N 构为三角锥形，其中心原子的杂化轨道类型为p杂化。 正本参考答案黑白题15专题探究3 粒子的空间结构 黑题 专题强化 限时：35min 1.(2023·黑龙江大庆高二期末)N2F2分子中的 D.根据VSEPR模型可知，CaCl2的空间结构 所有原子均符合8电子稳定结构，对该分子的 为直线形 有关说法正确的是 ( 5.(2024·山东青岛高二期末)咪唑(a)和N-甲 A.2个σ键，2个T键 基咪唑(b)都是合成医药中间体的重要原料， B.3个σ键，1个T键 其分子中有多个相互平行的p轨道连贯重叠 C.分子中的四个原子在一条直线上 构成一个大π键，对于这个大键一般用上 D.分子中的N原子采取sp杂化 标表示重叠轨道数，下标表示电子数，a、b结 2.氨基乙酸钠(H2N一CH,COONa)用于有机产 构如图。下列说法正确的是 品的合成，也可用于工业洗涤剂中间体的生 产以及生化研究。下列说法正确的是( A.碳、氮原子的杂化类型相同 B.氨基乙酸钠中N原子的价层电子对数为4 A.大π键均表示为Π C.1mol氨基乙酸钠分子中所含σ键的物质 B.C一N键的键长：①<② 的量为10mol C.C、N原子均为sp2杂化 D.a、b所有原子均在同一平面上 D.氮原子和与其成键的另外三个原子在同一 6.最新发现C,02是金星大气的 平面内 成分之一，化学性质与C0相 3.(2023·广东潮州高二期末)下列有关物质结 似。C,02分子结构为0CC-C=0,下 构与性质的论述错误的是 ( 列说法中不正确的是 A.C2H4分子中有5个σ键，1个T键 A.一个C,02分子价电子总数为24 B.根据原子半径推知，F一F键的键能大于 B.C0分子中σ键和T键的个数比为1：1 C一C1键，F2化学性质更稳定 C.C,02分子中C原子的杂化方式均为sp C,NH,的成键电子对间排斥力较大，所 D.C,02与C02分子空间结构相同 以NH2的键角比PH,大 7.(2024·湖南衡阳高二期末)由原子序数依次 D.BF,和SO2中B、S杂化轨道类型相同，二 增大的短周期元素X、Y、Z、W、R组成的一种 者VSEPR模型均为平面三角形 离子液体（其阳离子中五元环上5个原子共 4.反应CaC03+2HCl=CaCL2+C02↑+H,0可 面)，其结构如图。Z的最简单氢化物易液化， 用于实验室制备C0,气体。下列有关该反应 可用作制冷剂。W的氢化物的水溶液能腐蚀 中各物质的说法正确的是 玻璃，Z、R为同一主族元素。下列说法错误 ( A.C02和H,0均为三原子分子，二者空间结 的是 构相同 B.CaCO,中阴离子的VSEPR模型为四面体 C.键角由大到小的顺序为C02>C0号>H,0 5图 选择性必修第二册·RJ黑白题3 A.阳离子中所有的Z和Y都满足8电子结构 LiAH中阴离子的空间结构是 中 B.该离子液体中Y原子有sp2和sp3两种杂化 心原子的杂化类型为 方式 (2)根据价层电子对互斥模型，H,S、 C.RW,空间结构中W一R一W的键角为90° S02、S0,的气态分子中，中心原子价层电子 或180 对数不同于其他分子的是 。气态 D.Z、W最高价氧化物对应水化物均为强酸 三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间 8.X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X原 结构为 形；固体三氧化硫中存在如 子的基态价电子排布式为2s2,Y 讲解 图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化 的基态原子核外有5种运动状态不同的电子， 轨道类型为 Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子 研究生物化学反应和测定文物的年代，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 (3)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石 数比E大5。下列说法正确的是 () (ZnC03)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创 A.EYQ,中阴离子中心原子的杂化方式为sp杂化 伤。ZnC03中，C原子的杂化方式为 B.X、Y元素的第一电离能大小关系：X<Y H.C CH C.Z与氧元素形成的离子Z0?的空间结构 (4)化合物 H 中碳原子的杂化类 为V形 CH-CH D.M为元素周期表前四周期基态原子未成对 型有 电子最多的元素 11.(2023·陕西宝鸡高二期中)A、B、C、D为原 9.(2024·吉林长春高二期中节选)非金属元素 子序数依次增大的四种短周期元素，A2和B 及其化合物广泛应用于生产、生活、国防等多 具有相同的电子排布；C、D为同周期元素，C 个领域。请回答下列问题： 的核外电子总数是最外层电子数的3倍：D最 (1)NH的VSEPR模型名称为 外层有一个未成对电子。请回答下列问题： 分子的空间结构名称为 ,中心原 (1)四种元素中电负性最大的是 子有 个杂化轨道。 (填元素符号)。 (2)氮可形成多种氧化物，N02和N,0(直线 (2)B的氢化物的电子式为 形分子)的中心原子均为N原子，但二者中心 (3)A的原子个数比为1：1的氢化物结构式 原子的杂化方式不同，二者均存在大π键( 为 ,其中A原子的杂化方式 中，3为形成大π键的原子数，4为大π键中 为 的共用电子个数)，N0中心氮原子的轨道杂 (4)化合物D2A的空间结构为 ,中 化方式为 ;N02中的0一N一0键角 心原子的价层电子对数为 ,单质D (填“>”“=”或“<”)N,0中的 与水反应的离子方程式为 N一N一O键角。 10.(2023·山西太原高二月考)回 (5)C和D形成的分子中每个原子外层都满 答下列问题： 足8电子稳定结构，则该分子的分子式 (1)LiAH是有机合成中常用的还原剂 为 该分子空间结构为 第二章黑白题39