第2章 第2节 第1课时 分子空间结构的理论分析-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2五维课堂Word课时作业（鲁科版2019）

1．下列关于原子轨道的说法正确的是(　　) A．杂化轨道形成共价键时，只能形成σ键不能形成π键 B．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 C．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其空间结构都是正四面体形 D．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的 解析：A　[AB3型的共价化合物，A原子可能采取sp2杂化或sp3杂化，B错误；中心原子采取sp3杂化，轨道形状是正四面体形，但如果中心原子还有孤电子对，分子的空间结构则不是正四面体，C错误；CH4分子中的sp3杂化轨道是C原子的一个2s轨道与三个2p轨道杂化而成，D错误。] 2．下列关于丙烯(CH3－CH＝CH2)的说法正确的是(　　) A．丙烯分子中3个碳原子在同一直线上 B．丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化 C．丙烯分子中不存在非极性键 D．丙烯分子中有8个σ键，1个π键 解析：D　[乙烯分子中所有原子共平面，甲烷分子为正四面体结构，所以该分子中3个C原子不在同一直线上，但是位于同一平面上，故A错误；甲基上C原子价电子对个数是4、碳碳双键两端的C原子价电子对个数都是3，根据价电子对互斥理论判断C原子采用sp3杂化、其余两个C原子采用sp2杂化，故B错误；同种非金属元素之间易形成非极性键，不同种非金属元素之间易形成极性键，该分子中存在非极性键C－C键、极性键C－H键，故C错误；共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键、一个是π键，所以该分子中含有8个σ键，1个π键，故D正确。] 3．B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是(　　) A．其熔点主要取决于所含化学键的键能 B．形成大π键的电子全部由N提供 C．分子中B和N的杂化方式相同 D．分子中所有原子共平面 解析：A　[无机苯的熔点主要取决于分子间的作用力，A错误；B原子最外层3个电子，与其他原子形成3个σ键，N原子最外层5个电子，与其他原子形成3个σ键，还剩余2个电子，故形成大π键的电子全部由N原子提供，B正确；无机苯与苯互为等电子体，分子中含有大π键，故分子中B、N原子的杂化方式均为sp2杂化，C正确；无机苯与苯为等电子体，分子中含有大π键，故分子中B、N原子的杂化方式为sp2杂化，所以分子中所有原子共平面，D正确。] 4．图中1、2、3号碳原子的杂化类型分别是(　　) A．sp3、sp、sp2　　　　 B．sp2、sp、sp2 C．sp2、sp2、sp3 D．sp2、sp2、sp2 解析：D　[双键含有1个π键，1个σ键，CH2＝CH－COOH分子中存在C＝C，双键C价电子对数＝σ键个数＋孤电子对数＝3＋0＝3，不含孤电子对，所以图中1、2号，C原子采用sp2杂化；－COOH中，碳原子价电子对数＝3＋0＝3，形成3个σ键，无孤电子对，杂化方式为sp2杂化，所以图中3号C原子采用sp2杂化。] 5．关于下表所列四种微粒的各项描述完全正确的一项是(　　) A B C D 分子或离子的化学式 H2F＋ PCl3 NO BH 中心原子的杂化轨道类型 sp sp3 sp2 sp3 VSEPR模型名称 直线形 四面体形 平面三角形 正四面体形 分子或离子的空间结构名称 直线形 四面体形 V形 三角锥形 解析：C　[H2F＋中F的价电子对数＝2＋＝4，其中2对孤电子对，VSEPR模型名称为四面体形，中心原子采用sp3杂化，离子空间结构为V形，故A错误；PCl3中P的价电子对数＝3＋＝4，其中1对孤电子对，VSEPR模型名称为四面体形，中心原子采用sp3杂化，分子空间结构为三角锥形，故B错误；NO中N的价电子对数＝2＋＝3，其中1对孤电子对，VSEPR模型名称为平面三角形，中心原子采用sp2杂化，离子空间结构为V形，故C正确；BH中B的价电子对数＝4＋＝4，无孤电子对，VSEPR模型名称为正四面体形，中心原子采用sp3杂化，离子的空间结构为正四面体形，故D错误。] 6．下列各组物质中，中心原子的杂化轨道类型相同的一组是(　　) A．CO2和SO2 B．NH3和BF3 C．H2O和BeCl2 D．CH4和CF4 解析：D　[CO2分子中C的价电子对数＝2＋＝2，VSEPR模型为直线形，采用sp杂化，SO2分子中S的价电子对数＝2＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，采用sp2杂化，所以中心原子的杂化类型不相同，故A不选；NH3分子中N的价电子对数＝3＋＝4，VSEPR模型为四面体形，采用sp3杂化，BF3分子中B的价电子对数＝3＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，采用sp2杂化，所以中心原子的杂化类型不相同，故B不选；H2O分子中O的价电子对数＝2＋＝4，VSEPR模型为四面体形，采用sp3杂化，BeCl2分子中Be的价电子对数＝2＋＝2，VSEPR模型为直线形，采用sp杂化，所以中心原子的杂化类型不相同，故C不选；CH4分子中C的价电子对数＝4＋＝4，VSEPR模型为四面体形，采用sp3杂化，CF4分子中C的价电子对数＝4＋＝4，VSEPR模型为四面体形，采用sp3杂化，所以中心原子的杂化类型相同，故选D。] 7．下列叙述正确的是(　　) A．NH3分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心 B．CCl4分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心 C．H2O分子中O原子处在2个H原子所组成的直线的中央 D．CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连接的直线的中央 解析：D　[NH3分子为三角锥形分子，N原子位于锥顶，A错误；CCl4分子为正四面体形分子，B错误；H2O分子为V形结构，C错误；CO2分子为直线形，C原子位于两个O原子连线的中央，D正确。] 8．下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是(　　) A．H2O　B．HCl　　C．NH　　D．PCl3 解析：A　[A项，氧原子有两对未成键的价电子对；B项，HCl分子属于AB型分子，没有中心原子；C项，NH的中心原子的价电子全部参与成键；D项，磷原子有一对未成键的价电子对。] 9．H2O2的结构式为H－O－O－H，下列有关H2O2的说法正确的是(　　) A．是直线形分子 B．是三角锥形分子 C．氧原子有1对孤电子对 D．氧原子的价电子对数为4 解析：D　[H2O2中的每个氧原子有6个价电子，形成了2个σ键，故还有4个电子没有成键，孤电子对数为2，价电子对数为4，C项错误，D项正确；以氧为中心的三个原子呈V形结构，H2O2中相当于有两个V形结构，故不可能是直线形或三角锥形分子，A、B项错误。] 10．(双选)下列有关NH3和BF3的说法正确的是(　　) A．NH3的空间结构是三角锥形 B．NH3中N原子上有1对孤电子对，BF3中B原子上无孤电子对 C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构 D．NH3和BF3的中心原子的价电子对数均为4 解析：AB　[B项，NH3中N原了上的孤电子对数＝×(5－3×1)＝1，BF3中B原子上的孤电子对数＝×(3－3×1)＝0，正确；C项，NH3·BF3中氢原子形成2电子稳定结构，错误；D项，BF3中B原子的价电子对数为3＋0＝3，错误。] 11．下列粒子的价电子对数正确的是(点“·”的原子为中心原子)(　　) 解析：A　[对ABm型分子中心原子价电子对数：n＝ 。 CH4中，n＝＝4，A正确；CO2中，n＝＝2，B不正确；BF3中，n＝＝3，C不正确；SO3中，n＝＝3，D不正确。] 12．下列分子或离子中，中心原子的价电子对的空间结构为正四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是(　　) A．NH B．PH3 C．H3O＋ D．OF2 解析：D　[中心原子价电子对的空间结构为正四面体形，且分子或离子的空间结构为V形的只有3个原子构成的分子或离子，OF2为V形结构。A选项NH是三角锥形的NH3结合了一个H＋，呈正四面体形，B项中PH3为三角锥形，C中H3O＋是V形的H2O结合了一个H＋，呈三角锥形。] 13．氯的含氧酸根离子有ClO－、ClO、ClO、ClO等，关于它们的说法中不正确的是(　　) A．ClO－中Cl显＋1价 B．ClO的空间结构为直线形 C．ClO的空间结构为三角锥形 D．ClO是SO的等电子体 解析：B　[ClO空间结构为V形。] 14．(1)在BF3分子中，F－B－F的键角是　________　，硼原子的杂化轨道类型为　________　，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间结构为　________　。 (2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被－NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是　________　；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是　________　。 (3)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中氧原子采用　________　杂化。H3O＋中H－O－H键角比H2O中H－O－H键角大，原因为________________________________________________________________________。 (4)SO的空间结构是　________　，其中硫原子的杂化轨道类型是　________　。 解析：(1)因为BF3的空间结构为平面三角形，所以F－B－F的键角为120°，BF3分子中σ键数为3，孤电子对数＝(3－1×3)＝0，故杂化轨道数为3，应为sp2杂化；BF中B原子形成σ键数为4，孤电子对数＝(3＋1－1×4)＝0，为sp3杂化，为正四面体形。 (2)在NH3分子中，有3个N－H键和一对孤电子对，根据价电子对互斥模型判断分子空间结构为三角锥形；在N2H4中，氮原子价电子对数为＝4，所以氮原子的杂化轨道方式为sp3杂化。(3)H3O＋中氧原子采用sp3杂化。(4)SO的中心原子S的成键电子对数为4，无孤电子对，为正四面体形结构，中心原子采用sp3杂化。 答案：(1)120°　sp2　正四面体形 (2)三角锥形　sp3 (3)sp3　H2O中氧原子有2对孤电子对，H3O＋中氧原子只有1对孤电子对，排斥力较小 (4)正四面体形　sp3 15．(1)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子空间结构为　________　，其中氧原子的杂化轨道方式为　________　。 (2)CS2分子中，共价键的类型有　________　(选填σ键、π键)，C原子的杂化轨道类型是　________　杂化。 (3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物，该化合物的空间结构为　________　，中心原子的杂化轨道类型为　________　。 (4)化合物Cl2O的空间结构为　________　，中心原子的价电子对数为　________　。 解析：(1)OF2分子中O原子的价电子对数＝2＋(6－2×1)＝4，则O原子的杂化类型为sp3杂化，含有2对孤电子对，所以分子的空间结构为V形。 (2)CS2分子中，共价键的类型有σ键和π键，C原子的杂化轨道类型是sp杂化。 (3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物为PCl3，该化合物中P原子的价电子对数为3＋(5－3×1)＝3＋1＝4，所以空间结构为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化。 (4)化合物Cl2O的中心原子的价电子对数为2＋(6－2×1)＝2＋2＝4，空间结构为V形。 答案：(1)V形　sp3　(2)σ键和π键　sp (3)三角锥形　sp3　(4)V形　4 16．20世纪50年代科学家提出价电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子的空间结构。其要点可以概括为： Ⅰ.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)称为价电子对数。分子中的价电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间。 Ⅱ.分子的空间结构是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对。 Ⅲ.分子中价电子对之间的斥力的主要顺序为： ⅰ.孤电子对与孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对与成键电子对之间的斥力； ⅱ.双键与双键之间的斥力＞双键与单键之间的斥力＞单键与单键之间的斥力； ⅲ.X原子得电子能力越弱，A－X形成的共用电子对之间的斥力越强； ⅳ.其他。 请仔细阅读上述材料，回答下列问题： (1)请填写下表： n＋m 2 VSEPR理想模型 正四面体形 价电子对之间的理想键角 109°28′ (2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)H2O分子的空间结构为________________________________________________________________________， 请你预测水分子中∠H－O－H的大小范围并解释原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，S＝O之间以双键结合，S－Cl、S－F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构：　______________________　。 解析：(2)CO2中C的价电子对数为2＋(4－2×2)＝2，由VSEPR模型知，两对电子对应尽量远离，故为直线形结构，即CO2分子为直线形分子。 (3)H2O分子中中心O原子的价电子对数为2＋(6－2×1)＝4，价电子对共有4对，分占不同的位置。它们同样要尽量远离，故它的VSEPR模型为四面体形(含两对孤电子对)，故H2O为V形结构。 (4)中心原子S原子的价电子对数为4＋(6－2×2－2×1)＝4,4对价电子对，它们应尽量远离，故为四面体形结构，由于周围原子的半径不同，故它们的空间结构为变形的四面体形。 答案：(1) 4 直线形 180° (2)CO2中C周围的价电子对数为2，由VSEPR模型知，两对电子对应尽量远离，故为直线形结构 (3)V形　∠H－O－H的大小应略小于109°28′，因为H2O分子中中心O原子价电子对数为4，电子对共有4对，分占不同的位置，它们同样要尽量远离，故它的VSEPR模型为四面体形，但是由于两对孤电子对的排斥作用，导致∠H－O－H略小于109°28′ (4)变形的四面体形结构 学科网（北京）股份有限公司 $$