第2章 第2节 第1课时 分子结构的测定 多样的分子空间结构 价层电子对互斥模型-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步练测（人教版2019）

三、 典例剖析 L.气态分子气态原子稳定核间距越大相邻共 [例2][解析]健角的大小取决于成健原子轨道的夹 价键方向性空间结构 角，与键长、键能的大小无关，故A正确：反应热=反应 2.(1)推算(2)X射线衍射 物的总键能一生成物的总键能，通过反应物和生成物分 小试身手 子中键能的数据可以粗略预测反应热的大小，故B正 3.A题干未告知成键元素的种类，无法比较共价双键和 确：共价键的就能越大，断裂时需要的能量越大，共价键 共价单能键能的相对大小，成键元素相同时，共价双键 越牢固，由该键形成的分子越稳定，故C正确：)的原子 的键能比共价单键的键能要大，A错误：共价键的键长 半径大于F,则键长：O一H>HF,健能：O一H<H 是成健原子之间的核间距，一般来说，原子半径越小的 F,HF分子中的共价键比HO分子中的共价键牢固， 原子形成的共价键键长越短，B正确：键角是多原子分 故D错误。 子中两个相邻共价键之间的夹角，键角的大小影响分子 [答案]D 针对训练 的空间构型，C正确：可以利用X射线衍射实验测定共 价键的键长等参数，D正确 2.ACO的键角为180°，CH,的健角为10928'，H,0的 键角为105，A项错误：同周期主族元素从左至右，原子 互动探究解疑难 半径逐渐减小，因此键长：Si一H>P一H>S一H>C 要点一 H,B项正确：同主族元素从上至下，原子半径逐浙增 问题探究 大，因此键长：H一F<H一CI<H一Br<H一I,而键长 1.提示一定。共价单键全为G健，共价双健中有一个 越短，键能越大，因此键能：E(H一F)>E(H一CI)> G健和一个π键，共价三键中有一个。键和两个π健。 E(H一Br)>E(H一I),C项正确：结构相似的分子，共 2.提示是，分子中单键只有。键，只有双键和三键中才 份键的键能越大·共价键越难断梨，分子通常越稳定，D 含π键，故π键一定不能单独成键。 项正确 3.提示不相同。H原子的未成对电子位于1s轨道， 随堂巩固促应用 CI原子的未成对电子位于3p轨道，即H原子和H原 1.D。电子在形成共价键时，没有方向性，则不是所有的 子成键以1s和1s轨道“头碰头”重叠，H原子和C1原 共价键都具有方向性，故A错误：某原子跟其他原子形 子以1s和3p轨道“头碰头”重叠，C1原子和C1原子以 成共价键时，其共价能数不一定等于孩元素原子的价电 3p和3p轨道“头碰头”重叠， 子数，例如水分子中氧原子形成2个H一O,但氧原子 典例剖析 的价电子数是6，故B错误：甲烷分子中C原子形成4 [例1[解析]共价键的成健方式是由原子轨道的重 个共价键，故C错误：N原子最外层有5个电子，未成对 叠方式决定的，以“肩并肩”的方式重叠而成的是π键， 电子数为3，则1个N原子最多只能与3个H原子结合 以“头碰头”的方式重叠而成的是G键，A、C选项均错 形成NH,分子，是由共价键的饱和性决定的，故D 误：氮气分子中的氮氯三键不易断裂，B错误：CO.的结 正确 构式为O一C一()，根据共价键的成键规律可知，该分 2.C电子云以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为。 子中有两个键和两个π键，D选项正确 键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键，故 [答案].D A错误：g键是轴对称，而π键是镜面对称，故B错误： 针对训练 两个原子形成共价键时，根据电子云伸展方向可知，最 多只能形成一个G健，故C正确：稀有气体单质的组成 1.BG键均为轴对称，则s-sg健与s-pG健的电子云形秋 为单原子分子，不存在化学健，国此无：健和π健，故D 的对称性相同，A正确：在N。中，G键的强度比π键的 错误 小，B错误：氢原子的5轨道只能以“头碰头”方式形成 3.BA项，健角是决定分子空间结构的参数，与分子的 健，氧原子的D轨道可以形成“头碰头”的。健和“府并 稳定性无关C项，CH,、CC1,中CH键长小于C一CI 肩”的π健，C正确：H),分子中只有单键，则只有0能 键长，键角均为10928'：D项，C一C键由g键和π键组 没有π键，D正确 成，C一C键为G键，故C=C键的健能小于CC键的 要点二 2倍 问题探究 4.解析(2)CN与N.结构相似，推知HCN分子的结构 1.提示长：N一H<P一H,键能：N一H>P一H,故 式为H一C=N,则1个HCN分子中含有2个g键，2 NH的稳定性强于PH, 个π键，数目之比为1：1。(3)根据COC1分子的结构 2.提示化学反应就是破坏旧键生成新键的过程，由于键 式可知，1个C0C12分子中含有3个g能、1个π键. 能N=N>()一()，生成物的键能H一(O>N一H,说明 答案(1)。极性(2)1·1(3)D 生成物分子的稳定社HO>NH,所以N,与O,限H 反应的能力依次增强 3.提示氯的原子半径小，导致F一F键的键长小，由于 第二节分子的空间结构 F一F能的键长小，两个氣原子形成共价键时，原子核之 间的距离较小，两原子核之间的排斥力较大，导致F一F 第1课时分子结构的测定多样的分子空间结构 健的健能小，F。的稳定性较差，容易与其他物质发生化 价层电子对互斥模型 学反应 4.提示由键能数据可知，N=N键能大于N一N键能的 自主学习探新知 三倍，N一N铖能大于N一V键能的2倍，而C三C键能 小于C一C键能的3倍，C一(C键能小于C一C键能的2 1,化学性质 倍。就明乙烯、乙炔分子中的π键键能小，易新裂，故容 2.红外光谱 易发生加成反应，而N=N键中的π键键能大，不易断 3.(1)振动频率吸收峰化学键 裂，所以N,分子不易发生加成反应。 4.92 6 小试身手 180)、正四面体形（键角为109°28）：PH,由于中心原 1.A利用质谱仅可以测定分子的相对分子质量，通过红 子上存在1个孤电子对，VS正PR模型是四面体形，PH 外光谱可以测定物质所含化学键及官能团：利用禁外光 的空间结构为三角锥影。综上所逃，符合题意的是 清可墓别物质是否含共軛体系或测定芳香结构：核磁共 A项。 振氢谱可以反映等效氢的种类及相对数目。综上所述， [答案]A 不能够测定分子站构和化学键的方法是质谱法，答案 针对训练 为A。 DCH呈正四面体形，CHC,呈四面体形，A项错 误：B(CL,呈直线形，SO,呈V形，B项错误，BF,呈平面 L.直线V形180°直线形105°V形 三角形，PCL呈三角锥形，C顶错误：NO与C均 2.平面三角三角锥120°平面三角形107° 三角 呈平面三角形，D项正确。 锥形 随堂巩固促应用 3.四面体109°28'正四面体形 1,DCO,的空间结构为直线形，A项错误：H,O的空间 小试身手 结构为V形，B项错误：NH的空间结构为三角锥形，C 2.(1)×(2)×(3)×(4)× 项错误：CH,的空间结构为正四面体形，D项正确。 三、 2.AA项氧原子有两对未成键的价电子对：B项HCI分 1.空间结构相互排斥 子属于AB型分子，没有中心原子：C项NH的中心原 2.中心原子电子对孤电子对 子的价电子全部参与成键：D项碎原子有一对未成铍的 3.(1)价电子数原子的最外层电子数中心原子的价电 价电子对。 子数离子的电荷数中心原子的价电子数离子的 3.ABF、NH时和SO的g键电子对数(n)、中心原子 电荷数（绝对值） 上的孤电子对数()、中心原子上的价层电子对数(n十m) (2)与中心原子结合的原子数 分别为3,4,3,0,0、1,3,4,4，VSEPR模型分别为平面正 (3)最多能接受的电子数18诚去该原子的价电 三角形、正四面体形、四面体形，BF,和NH中心原子 子数 上没有孤电子对，空间结构与VSEPR模型相同，分别 4.24四面体V 为平面正三角形，正四面体形，而S()的空间结构为 小试身手 三角锥形 3.B 4.解析中心原子上孤电子对数及粒子的立体构型如 互动探究解疑难 下表： 要点 问题探究 AB. 中心原子 孤电子对数 分子或离子 分子或离子 1.提示乙醇分子结构中，羟基上的氧原子有2个成键电 的立体构型 子对和2对孤电子对（见图中乙醇结构的①②③）④)，价 AB CS, 直线形 层电子对数是4，共有4个空间取向，中心氧原子上的价 电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略去中心原子（氧 AB CH.O,BF 平面三角形 原子)上的张电子对可得CO一H呈V形。 AB, NH 正四面体形 2,提示在乙酸分子中，中心原子是羧基（一C一）上的 AB S). V形 碳原子，中心碳原子（装基碳）上有3个威键电子对（见 AB PC1、HO 三角锥形 A.B 2 HS V形 图中乙酸结构中的①②③)，孤电子对数为0：一C 上的成键电子对权有一个空间取向，因此，中心碳原子 答案 的价电子对共有3个空间取向，相互排斥而远离，因此， 微粒立体构型 选项序号 直线形 ① C—C一)呈平而三角形 V形 ③8 平面三角形 ④①① 3.提示在乙醇、乙酸分子结构中，甲基碳(H 三角锥形 ②⑤ 中心原子，中心碳原子上的价层电子对数是4，全部是 正四面体形 ⑥ 成键电子对，弧电子对数是0，中心碳原子上的4对成键 电子对共有4个空间取向，相互排斥而远离，故 第2课时杂化轨道理论简介 HC一C茎四面体结构 自主学习探新知 H 典例剖析 1,2s2psp3p6正四面体 C例][解析]CS、PH,PH的G健电子对数(n)、中 3.(1)1310928正四面体(2)11180°直线 心原子上的孤电子对数(m)、中心原子上的价层电子对 (3)12120°平面三角形 数(n十m)分别为2、3、4,0,1.0,2、4、4。CS与PH的 小试身手 VSEPR模型与空间结构相同，分别为直线形（键角为 D 7高中化学·选修性必修2（人教版） 随堂巩固促应用 略证反情迁移运用 1.下列说法正确的是 C.CH,、CCL,中键长相等，键角不同 A.所有的原子轨道都具有一定的伸展方向， D.C一C键的键能是C一C键的2倍 因此所有的共价键都具有方向性 4.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家 B.某原子跟其他原子形成共价键时，其共价 族，请填写下列空格 键数一定等于该元素原子的价电子数 (1)CH,中的化学键从形成过程来看，属于 C.基态C原子有两个未成对电子，所以最多 (填“。”或“π”)键，从其极性来看属 只能形成2个共价键 于 键。 D.1个N原子最多只能与3个H原子结合 (2)已知CN厂与N,结构相似，推算HCN分 形成NH分子，是由共价键的饱和性决 子中。键与π键数目之比为 定的 (3)利用CO可以合成化工原料COC1, 2.(四川绵阳高二月考)下列说法正确的是 A.π键是由两个p电子以“头碰头”方式重叠 COCL分子的结构式为 C1一C一C1,每个 而成 COC2分子内含有的。键、π键数目为 B.。键是镜面对称，而π键是轴对称 (填字母)。 C.两个原子之间形成共价键时，最多有一个 A.4个g键 。键 B.2个G键、2个π键 D.气体单质中，一定有σ键，可能有π键 C.2个。键、1个π键 3.下列说法正确的是 D.3个g键、1个r键 A.键角越大，该分子越稳定 B.共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该 提示请完成《素能提升训练》训练（五） 键的分子越稳定 第二节 分子的空间结构 第1课时 分子结构的测定 多样的分子空间结构 价层电子对互斥模型 学习目标 核心素养 1.宏观辨识与微观探析：通过认识分子结构，辨识 1.了解分子结构的测定方法。 分子结构的多样性及复杂性 2.认识共价分子结构的多样性和复杂性 2.证据推理与模型认知：结合价层电子对互斥模 3,理解价层电子对互斥模型的含义，并能判断简单分子 型与分子的立体构型，能论证证据与模型建立 或离子的空间结构。 及其发展之间的关系。 26 第二章分子结构与性质。 自主学习探新知 谋前预习双基装刻 一、分子结构的测定 :《小试身手 1.分子结构的最早测定方法：早年的科学家主1.不能够测定分子结构和化学键的方法是 要靠对物质的 进行系统总结得出规 ( 律，再推测分子的结构。 A.质谱法 B.红外光谱 2.现代的分子结构测定方法：科学家应用 C.紫外光谱 D.核磁共振氢谱 、晶体X射线衍射等现代仪器和方法测 二、多样的分子空间结构 定分子的结构。 1.三原子分子的立体结构 3.红外光谱工作原理 (1)原理：红外线透过分子时，分子会吸收跟 有 形和 (又称角形)两 它的某些化学键的 相同的红外线， 种，如： 再记录到图谱上呈现 。通过和已有 化 谱图库比对，或通过量子化学计算，可分析出 电子式 结构式 键角立体构型 立体构 型名称 分子中含有何种 或官能团的信息。 (2)红外光谱仪原理示意图 G0 光源 红外 C0,O::C::O0C-0 000 红橙 检测仪 紫外 光诺 红外图谐 0 HO H:O:H 4.质谱法：相对分子质量的测定 H H .o 用高能电子流轰击样品分子，使分子失去电 子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分2.四原子分子 子离子和碎片离子各自具有不同的相对质 大多数采取 形和 形两种空 量，它们在磁场的作用下到达检测器的时间 间结构，如： 因相对质量而先后有别，其结果被记录为质 谱图。 化学式 电子式 结构式 键角 立体构 立体构型 型名称 如甲苯分子的质谱图： CH:9 92 H CH.O 0: 约 CI H 4山4em 30405060708090100110 H 质待比（四） NH. H N H H H H 880 读谱：相对分子质量=最大质荷比，甲苯的相 对分子质量为 27 高中化学·选修性必修2（人教版） 3.五原子分子 :3.价层电子对的确定方法 五原子分子的形状更多，最常见的是 价 。键电子对数一每个。健有1对电子 形，如： 电 化 对 中心原子上的孤电子对数 (a-rb) 电子式 结构式 立体构 键角 立体构型 型名称 其中： H H (1)a为中心原子的 CH, H:C:H 对于主族元素：a= 对于阳离子：a= 这小试身手 对于阴离子：a= 2.判断下列说法的正误（正确的打“/”，错误的 打“X”)。 (2)x为 (1)所有的三原子分子都是直线形结构。( (3)b为与中心原子结合的原子 (2)所有的四原子分子都是平面三角形结构。 氢为 ,其他原子为 4.VSEPR模型与分子或离子的空间结构 (3)五原子分子的空间结构都是正四面体。 。键电子对数十孤电子对数一价层电子对数 ( 价层电子对相互互乐，VSEPR模型略去狐电子对， (4)P,和CH,都是正四面体分子且键角都为 分子或离子的空间结构。 109°28'. HO的中心原子上有 对孤电子对，与 三、价层电子对互斥模型 中心原子上的。键电子对相加等于 1.价层电子对互斥模型 它们相互排斥形成 形VSEPR模 分子的 是中心原子周围的“价层电 型。略去VSEPR模型中的中心原子上的孤 子对” 的结果。 电子对，因而H2O分子呈 形。 2.价层电子对 小试身手 VSEPR的“价层电子对”是指分子中的 3.下列微粒中，含有孤电子对的是 与结合原子间的。键 和中心原 A.SiH, B.H,O 子上的 C.CH D.NH 互动探究解疑难 委点归纳 重摊突致 要点 利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构 情境探究 。问题探究 乙醇和乙酸同样可以用“价电子对相互排斥：1.根据上述图示，结合价层电子对互斥理论，分 而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子结构。 析判断乙醇分子中C一O一H的空间构型是 什么？ ④ 00 o H 乙载 28 第二章分子结构与性质。 2.根据上述图示，结合价层电子对互斥模型分： 对于阳离子：a=价电子数一离子电荷数，如 () NH中a=5-1=4。 析判断乙酸分子结构中C一C一O的空间构 对于阴离子：a=价电子数+|离子电荷数|， 型是什么？ 如：CO中a=4+|-2引=6。 (2)x表示与中心原子结合的原子数，如： CO中x=3,NH中x=4 (3)b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=8一该原子 3.根据上述图示，结合价层电子对互斥理论分 的价电子数。 H 常用的有： 析乙醇、乙酸分子中H一 C-C 的空间构型 H卤族元素 氧族元素 氨族元素 元素 H (F,Cl.Br、ID ((0、S等】 (N,P等) 是什么？ b 2 3.根据价层电子对互斥模型判断分子的空间 结构 (1)判断步骤： 判断中心原子的 中心原子价层电子对数=。键 价层电子对数() 数+号(a-b) 归纳总结 1.价层电子对互斥模型(VSEPR)基本观点 一n=2直线形 确定VSEPR模型 n=3平面三角形 (1)价层电子对互斥模型认为，分子的空间构 型是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥 一=4正四而体 确定分子的 的结果。价层电子对是指分子中的中心原子 略去中心原子孤电子对后的空间结构 空间构型 上的电子对，包括。键电子对和中心原子上 (2)常见分子的VSEPR模型和分子的空间 的孤电子对（未形成共价键的电子对）。 结构 (2)分子中的价层电子对由于排斥力作用而 趋向于尽可能远离以减小排斥力，分子尽可 孤电价层 分子或 键 VSEPR 电子 子对电子 电子对的 离子的 能采取对称的空间构型。电子对之间的夹角 实例 排列方式 数对数 模型 立体 对数 越大，排斥力越小 构型 2.中心原子上价层电子对数的确定方法 HgCl. 2 2 直线形 6键电子对数 。键电子对数由 直线形BeCL、 价层 化学式确定 CO. 电子对 中心原子上 (a-xb) 孤电子对数 2 平面 BF. 由公式号（口一0确定孤电子对数 3 0 A 三角形 BCT 三角形 (1)a表示中心原子的价电子数。 对主族元素的原子：a=最外层电子数，如氧 SnBr: V形 PbCL 元素的a=6。 29 高中化学·选修性必修2（人教版） 续表：典例剖析 T例]确定CS、PH,、PH的VSEPR模型与 σ键孤电价层 分子或 电子对的 VSEPR 电子子对电子 离子的 实例 空间结构，判断下列说法中正确的是() 排列方式 模型 立体 对数 数对数 构型 A.CS2,PH3、PH的c键电子对数分别为 2、3、4 B.PH3、PH的中心原子上的价层电子对数 正四面 CH、 体形 CCI, 均为4，所以空间结构均为正四面体 C.CS2分子的键角为120 D.CS2、PH、PH的VSEPR模型与空间结 四面 三角 NH. 构相同 体形 锥形 NF, 针对训练 用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体 结构，其中正确的是 () 2 2 V形 H.O A.CH,与CH2CL,均为正四面体形 4.价层电子对之间的斥力大小 B.BeCL,与SO2为直线形 (1)由于孤电子对比成键电子对更靠近中心 C.BF,与PC14为三角锥形 原子的原子核，因而价层电子对之间的斥力 D.NO,与CO为平面三角形 大小顺序：孤电子对与孤电子对之间的斥力 1课堂小结川 >孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键 红外光谱仪测定化学键或 电子对与成键电子对之间的斥力。 分子结构 官能团信息 (2)孤电子对数越多，与成键电子对斥力越 的测定 质谱法测定分子的相对分 大，成键原子所形成的键角越小。例如 子质量 H,O和HO键角大小，HO中O只有 三原子分子：直线形或V形 个孤电子对，而H2O中O有两个孤电子对， 子的 多样的 所以HO的键角大于H,O分子的键角。 分子空 四原子分子：平面三角形或习 (3)结构相同的物质，元素的电负性越大，吸 间结构 间结构 角维形 引电子的能力越强，成键电子对距离中心原 五原子分子：常见的四面体形 子越近，成键电子对之间的斥力越大，键角越 计算价层电子对数 大。例如NH、PH、AsH中，中心原子都 价层电 根据价层电子对数判惭VSEPR 子对互 有1对孤电子对，NH分子的中心原子N的 斥模型 模型 电负性大，成键电子对距离中心原子较近，键 空间结构：将VSEPR模型中的 角越大，所以这三种物质键角由大到小的顺 孤电子对数减去 序为NH>PH>AsH2。 随堂巩固促应用 验证反馈迁移远用 1.下列分子的空间结构模型正确的是 ):2.下列分子或离子的中心原子上未用于成键的 A.C0。 B.H():oo 价电子对最多的是 C.NH. D.CH.: A.H2O B.HCI C.NH D.PCI 30 第二章分子结构与性质4 3.确定BF,NH和SO的VSEPR模型和：4.有下列分子或离子：①CS2;②PC1;③HS: 空间结构，判断下列说法正确的是( ④CHO:⑤HO:⑥NH;⑦BFa:⑧SO)2。 A.BF,和SO的空间结构分别为平面正三 微粒立体构型 选项序号 角形、三角锥形 直线形 V形 B.BF、NH和SO的VSEPR模型和空 平面三角形 间结构完全相同 三角锥形 C.NH的空间结构为三角锥形 正四面体形 D.BF、NH和SO的VSEPR模型和空 间结构均为平面正三角形 提宗、请完成《素能提升训练》训练（六） 第2课时杂化轨道理论简介 学习目标 核心素养 1,了解杂化轨道理论的基本内容 1.宏观辨识与微观探析：通过认识分子结构以及杂化轨道理 2.能够运用杂化轨道理论判断和解释简单分 论，探析杂化轨道类型与分子立体结构的关系。 子或离子的立体构型。 2.证据推理与模型认知：结合杂化轨道理论与分子的立体构 型，能正确判断VSEPR模型与杂化类型的关系。 自主学习探新知 课前预习双基落实 一，杂化轨道理论 :3.杂化轨道类型及其空间结构 1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 (1)sp杂化轨道 当碳原子与4个氢原子形成CH,分子时，碳 sp杂化轨道是由 个s轨道和 原子的 轨道和3个 轨道会 个p轨道杂化形成的。sp杂化轨道间的 发生混杂，得到4个新的能量相同、方向不同： 夹角是 ,立体构型为 形。 的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角 其杂化过程如下图所示： 109°28'，称为 杂化轨道，碳原子以4 个 杂化轨道分别与4个H原子的 1s轨道重叠形成4个C一H 键，呈 现 形的空间结构。 p杂化 2.杂化轨道的形成及其特点 1092 轨道的 原了内部能域村近的原了轨道重新组合 袋化 的过程 其形成 (2)sp杂化 禁化 条化后彩城的赛的德量相同的一组原子 轨道 杭道 sp杂化轨道由 个s轨道和 个p轨道杂化而得，sp杂化轨道间的夹角是 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子执道数 特点 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ,呈 形，其杂化过程如下图 ③杂化使原子的成键能力增远 所示： 31