课堂小练(六) 分子的空间结构和价层电子对互斥模型(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修2（人教版，单选）

课堂小练(六)　分子的空间结构和价层电子对互斥模型 　 一、选择题 1.TBC的一种标准谱图如图所示,它是 (　　) A.核磁共振氢谱 B.质谱 C.红外光谱 D.紫外光谱 解析　核磁共振氢谱用于测定H原子的种类和数目;质谱用于测定有机物的相对分子质量;红外光谱横坐标为波数,紫外光谱横坐标为波长。 答案　C 2.下列各组分子中所有的原子都处于同一平面的是 (　　) A.CH4、CS2、BF3 B.CO2、H2O、NH3 C.甲醛(CH2O)、C2H2、苯(C6H6) D.CCl4、BeCl2、PH3 解析　CH4和CCl4为正四面体形分子,NH3和PH3为三角锥形分子,所有原子不可能在同一平面内。 答案　C 3.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 解析　键角为180°的分子,空间结构是直线形,如CO2分子是直线形分子,A项正确;苯分子的键角为120°,但其空间结构是平面正六边形,B项错误;白磷分子的键角为60°,空间结构为正四面体形,C项正确;水分子的键角为105°,空间结构为V形,D项正确。 答案　B 4.根据价层电子对互斥模型,判断下列分子或者离子的空间结构不是三角锥形的是 (　　) A.PCl3　　B.H3O+ C.HCHO　　D.PH3 解析　PCl3中P原子含有的孤电子对数是×(5-1×3)=1,σ键电子对数为3,P的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,PCl3的空间结构为三角锥形,A项不符合题意;H3O+中O原子含有的孤电子对数是×(6-1-1×3)=1,σ键电子对数为3,O的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,H3O+的空间结构为三角锥形,B项不符合题意;HCHO中碳原子含有的孤电子对数是×(4-1×2-2×1)=0,σ键电子对数为3,C的价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,甲醛的空间结构是平面三角形,C项符合题意;PH3中P原子含有的孤电子对数是×(5-1×3)=1,σ键电子对数为3,P的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,PH3的空间结构为三角锥形,D项不符合题意。 答案　C 5.下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是 (　　) A.VSEPR模型可用来预测分子的空间结构 B.分子中价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参与互相排斥 D.分子中键角越大,价电子对相互排斥力越大,分子越稳定 解析　VSEPR模型可用来预测分子的空间结构,A项正确;空间结构与价电子对相互排斥有关,所以分子中价电子对相互排斥决定了分子的空间结构,B项正确;中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥,且孤电子对间的排斥力>孤电子对和成键电子对间的排斥力,C项正确;分子的稳定性与键角没有关系,D项错误。 答案　D 6.用价层电子对互斥模型(VSEPR模型)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。下列判断正确的是 (　　) A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120° C.COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子 解析　SO2是V形分子,CS2、HI是直线形的分子,A项错误;BF3键角为120°,是平面三角形结构,而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,还有一个孤电子对,该孤电子对对成键电子对有排斥作用,使键角小于120°,B项错误;COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子,C项正确;PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形结构,D项错误。 答案　C 7.下列物质的空间结构与NH3分子相同的是 (　　) A.H3O+　 　B.H2O C.CH4　 　D.CO2 解析　氨分子中N原子的价层电子对数=3+×(5-3×1)=4,含有一个孤电子对,故氨分子为三角锥形结构。H3O+中氧原子的价层电子对数=3+×(6-3×1-1)=4,含有一个孤电子对,所以H3O+为三角锥形结构,A项正确;H2O中氧原子的价层电子对数=2+×(6-2×1)=4,含有2个孤电子对,所以水分子为V形结构,B项错误;同理可确定CH4是正四面体形结构,CO2为直线形结构,C、D两项错误。 答案　A 8.下列有关描述正确的是 (　　) A.N为V形分子 B.CO2的空间填充模型为 C.N的VSEPR模型、空间结构均为平面三角形 D.Cl的VSEPR模型、空间结构相同 解析　N中N原子的价层电子对数=3+×(5-2×3+1)=3,没有孤电子对,N为平面三角形,故A项错误,C项正确;CO2为直线形分子,所以空间填充模型应为,B项错误;Cl中氯原子的价层电子对数=3+×(7-3×2+1)=4,有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形而空间结构为三角锥形,D项错误。 答案　C 9.S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl,下列有关该分子的说法正确的是 (　　) A.每个中心原子上有3个孤电子对 B.属于直线形分子 C.分子中共有10个未成键电子对 D.分子中含有三个π键 解析　S2Cl2分子的中心原子是硫,硫原子、氯原子分别有2个、3个未成键电子对,A项错误,C项正确;该分子的每个中心原子形成2个σ键且有2个孤电子对,其空间结构与H2O2相似,属于异面分子,故S2Cl2不可能是直线形分子,B项错误;单键均是σ键,D项错误。 答案　C 10.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,下列叙述错误的是 (　　) A.R与BF3的空间结构不相同 B.键角:PH3<NH3<109°28' C.R可以是PH3或AsH3 D.R分子的中心原子上的价层电子对数为3 解析　R的空间结构为三角锥形,BF3中心原子价层电子对数为3+0=3,其空间结构是平面三角形,因此其空间结构与BF3不相同,故A项正确;PH3、NH3都为三角锥形,键角小于109°28',而N的电负性大,吸引电子的能力比P强,因此NH3共用电子对之间的排斥力比PH3共用电子对之间的排斥力大,其键角大,所以键角:PH3<NH3<109°28',故B项正确;可能为NH3,根据第ⅤA族元素原子的特点得到R可以是PH3或AsH3,故C项正确;R分子的中心原子上的价层电子对数为3+1=4,故D项错误。 答案　D 11.已知在CH4中,C—H之间的键角为109°28',NH3中,N—H之间的键角为107°,H2O中O—H之间的键角为105°。下列说法正确的是 (　　) 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与成键电子对间的斥力之间的大小关系 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中氮原子上的孤电子对数为1,H2O中氧原子上的孤电子对数为2。根据题意知,CH4中C—H之间的键角>NH3中N—H之间的键角>H2O中O—H之间的键角,说明孤电子对对成键电子对的排斥作用较强,即孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力,A项正确。 答案　A 12.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　若为PCl3,则分子为三角锥形,A项错误;BCl3价电子数为24,满足要求,其分子为平面正三角形,B项正确;若分子为SO3,则为平面正三角形,C项错误;分子不一定为NH3,也可能为NF3等,D项错误。 答案　B 二、非选择题 13.(1)现有下列分子或离子:①CS2　②PCl3　③H2S　④CH2O　⑤H3O+　⑥N　⑦BF3　⑧SO2。 微粒的空间结构为直线形的有　　　　(填序号,下同);微粒的空间结构为V形的有　　　　;微粒的空间结构为平面三角形的有　　　　;微粒的空间结构为三角锥形的有　　　　;微粒的空间结构为正四面体形的有　　　　。  (2)若ABn的中心原子上有一个孤电子对未能成键,当n=2时,其空间结构为　　　　;当n=3时,其空间结构为　　　　。  (3)俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)的空间结构为平面三角形,但C—Cl键与CO键之间的夹角为124.3°;C—Cl键与C—Cl键之间的夹角为111.4°,解释其原因:　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　。  (4)氮可以形成多种离子,如N3-、N、、N、N2、N2等,已知N2与N2是由中性分子结合质子形成的,类似于N,因此有类似于N的性质。 ①预测下列微粒的空间结构:N:　　　　,:　　　　。  ②的结构式为　　　　。  解析　(1) 微粒 中心原子价 层电子对数 中心原子σ 键电子对数 中心原子 孤电子对数 空间结构 CS2 2 2 0 直线形 PCl3 4 3 1 三角锥形 H2S 4 2 2 V形 CH2O 3 3 0 平面三角形 H3O+ 4 3 1 三角锥形 N 4 4 0 正四面体形 BF3 3 3 0 平面三角形 SO2 3 2 1 V形 (2)中心原子上孤电子对数及粒子的空间结构如下表: ABn 中心原子 孤电子对数 分子或离子 分子或离子 的空间结构 AB2 0 CS2 直线形 AB3 CH2O、BF3 平面三角形 AB4 N 正四面体形 AB2 1 SO2 V形 AB3 PCl3、H3O+ 三角锥形 AB2 2 H2S V形 (3)COCl2的价层电子对数为3+×(4-2×1-1×2)=3,成键电子对数=3,孤电子对数=0,所以COCl2为平面三角形分子,但由于CO键与C—Cl键之间电子对的排斥作用强于C—Cl键与C—Cl键之间电子对的排斥作用,使CO键与C—Cl键之间的夹角增大(大于120°),使C—Cl键与C—Cl键之间的夹角减小(小于120°)。 (4)N中N原子价层电子对数为2+×(5+1-1×2)=4,N原子形成2个σ键,有2个孤电子对,故N为V形。与CO2属于等电子体,具有相同的结构,应为直线形离子。CO2结构式为OCO,故的结构式为[NNN]-。 答案　(1)①　③⑧　④⑦　②⑤　⑥ (2)V形　三角锥形 (3)CO键与C—Cl键之间电子对的排斥作用强于C—Cl键与C—Cl键之间电子对的排斥作用 (4)①V形　直线形　②[NNN]- 14.(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间结构。 P:　　　　　　;CS2:　　　　　　。  (2)为了解释和预测分子的空间结构,科学家在归纳了许多已知的分子空间结构的基础上,提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类:一类是　　　　 　　　　　;另一类是　　　　　　　　　　　　　　。  BF3和NF3都是四个原子的分子,BF3的中心原子是　　　　,NF3的中心原子是　　　　;BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥形的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析　(1)P中P原子的价层电子对数=4+×(5+3-4×2)=4,没有孤电子对,空间结构为正四面体形;CS2分子中C原子的价层电子对数=2+×(4-2×2)=2,没有孤电子对,空间结构为直线形。 答案　(1)正四面体形　直线形 (2)中心原子上的价电子都用于形成共价键　中心原子上有孤电子对　B　N　BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键,而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键,还有一个未成键的孤电子对,占据了N原子周围的空间,参与相互排斥,形成三角锥形 15.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分子的中心原子价层电子对数的计算式为　　　　　　　　　　　　　　　,该分子的空间结构为　　　　　。  (2)Y元素的基态原子价层电子排布式为　　　　,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　　　　(填选项字母)。  a.两种分子的中心原子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 解析　由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。(1)HClO中氧原子是中心原子,价层电子对数=2+×(6-1×1-1×1)=4,所以HClO分子的空间结构为V形。(2)SO3中硫原子的价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形。(3)SiCl4是正四面体结构,键角为109°28'。(4)CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4,分子空间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,分子空间结构与元素的非金属性强弱无关。 答案　(1)H—Cl　2+×(6-1×1-1×1)　V形 (2)3s23p4　平面三角形　(3)SiCl4　109°28'　(4)c 学科网（北京）股份有限公司 $$