课时梯级训练(12) 分子的空间结构(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版2019）

课时梯级训练(12)　分子的空间结构 题型一　杂化轨道理论 1．甲烷中的碳原子是sp3杂化，下列用*表示碳原子的杂化和甲烷中的碳原子杂化状态一致的是 (　　) A．CH3C*H2CH3 B．C*H2===CHCH3 C．CH2===C*HCH3 D．CH≡C*H A　解析：碳原子与其他原子全部以单键相连时，碳原子为sp3杂化。 2．下列推断正确的是 (　　) A．BF3为三角锥形分子 B．NH的电子式为，呈平面正方形结构 C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的spσ键 D．乙炔分子为直线形，有2个π键相互垂直且垂直于直线 D　解析：BF3为平面三角形，A错误；NH为正四面体结构，B错误；CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的sp3杂化轨道形成的s­sp3σ键，C错误。 题型二　价层电子对互斥模型 3．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，下列说法正确的是 (　　) A．CH4和NH是等电子体，键角均为60° B．NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构 C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩” 式重叠的轨道 B　解析：CH4和NH是正四面体结构，键角是109°28′，A错误；NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构，B正确；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错误；苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故其等电子体B3N3H6分子中也存在，D错误。 4．(1) SO2中中心原子的价电子对数为________，空间结构为________。 (2)SO中心原子轨道的杂化类型为________。 (3)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价电子对数不同于其他分子的是________。 (4)固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S的杂化轨道类型为________。 答案：(1)3　V形　(2)sp3　(3)H2S　(4)sp3 解析：(1)SO2分子的中心原子S提供6个价电子，每个O提供0个单电子，所以S的价电子对数为n＝＝3，所以杂化轨道类型是sp2，中心原子有1个孤电子对，空间结构为V形。 (2)SO中中心原子S的价电子对数为n＝＝4，则S为sp3杂化。 (3)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的价电子对数分别为n＝＝4，n＝＝3，n＝＝3，因此中心原子价电子对数不同于其他分子的是H2S。 (4)根据图示可以得出固体三氧化硫中SO4原子团，为四面体构型，因此硫原子的杂化轨道类型为sp3。 题型三　分子的极性 5．下列对分子性质的解释，不正确的是 (　　) A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶规则”解释 B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子 C．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键 D．青蒿素的分子式为C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含7个手性碳原子 C　解析：碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用“相似相溶规则”解释，A正确；过氧化氢中含有O—H极性键和O—O非极性键，其正电荷中心和负电荷中心不相重合，属于极性分子，B正确；水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有的H—O键非常稳定，与分子间氢键无关，C错误；手性碳原子连接的4个原子或原子团互不相同，根据青蒿素的结构图，可知该分子中包含7个手性碳原子，如图：，D正确。 6．下列说法不正确的是 (　　) A．乳酸分子()是手性分子 B．水蒸气、液态水和冰中均存在氢键 C．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2 D．酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH是因为氯原子为吸电子基，使得O—H键极性增强，易电离出H＋ B　解析：碳原子连接4个不同的原子或原子团，该碳原子为手性碳原子；乳酸分子()中与羟基相连的碳原子是手性碳原子，乳酸分子是手性分子，A正确； 液态水和冰中均存在氢键，水蒸气中水分子间距离较大，分子间不能产生氢键，B错误； 根据“相似相溶规则”，硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2，C正确；酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH是因为氯原子为吸电子基，使得O—H键极性增强，易电离出H＋，D正确。 7．关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法正确的是 (　　) A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子 B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔点、沸点最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性 B　解析：CS2与二氧化碳相似，都是直线形分子，为非极性分子，而水是极性溶剂，根据“相似相溶规则”，则二硫化碳在水中的溶解度不大，A错误；二氧化硫为V形分子，氨气为三角锥形分子，都是极性分子，所以易溶于水，B正确；二硫化碳为非极性分子，常温下为液体，但二氧化硫、氨气在常温下均为气体，所以二硫化碳的熔点、沸点最高，C错误；氨气在水中的溶解度大不仅仅是因为氨气分子有极性，还因为氨气与水分子间能形成氢键，增大氨气的溶解度，D错误。 8．六氟化硫在高电压下仍有良好的绝缘性，性质稳定，分子结构如图所示。下列有关六氟化硫的推测正确的是 (　　) A．六氟化硫分子中各原子均为8电子稳定结构 B．六氟化硫易溶于水 C．六氟化硫分子中含极性键、非极性键 D．六氟化硫分子中6个S—F键键长、键能都相等 D　解析：S最外层有6个电子，F最外层有7个电子，S与6个F形成6个共价键，使SF6分子中F为8电子稳定结构，而S最外层为12个电子，不是8电子稳定结构，A错误；SF6分子高度对称，属于非极性分子，而H2O分子是极性分子，根据“相似相溶规则”可知：由非极性分子构成的物质易溶于由非极性分子构成的物质中，由极性分子构成的物质易溶于由极性分子构成的物质中，因此六氟化硫难溶于水，B错误；同种元素的原子形成的共价键是非极性键，不同种元素的原子形成的共价键是极性键。在六氟化硫分子中含有的S—F键都是极性键，不存在非极性键，C错误；六氟化硫分子中含有的6个S—F键都是σ键，物质为正八面体结构，因此S—F键的键长、键能都相等，D正确。 9．氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)用于有机产品的合成、工业洗涤剂中间体以及生化研究。下列说法正确的是 (　　) A．碳、氮原子的杂化类型相同 B．氨基乙酸钠中心原子N的价电子对数为4 C．1 mol氨基乙酸钠中所含σ键为10 mol D．氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内 B　解析：氨基乙酸钠中氮原子是sp3杂化，而碳原子是sp3、sp2杂化，A错误；氨基乙酸钠中存在2个N—H键、1个C—N键，N原子上含有1对孤电子对，价层电子对数＝共价键单键数＋孤电子对个数，则N原子的价电子对数为4，B正确；1 mol氨基乙酸钠中有1 mol碳氧双键，有8 mol σ键，C错误；由于氮原子为sp3杂化，故相应的四个原子形成的是三角锥形结构，不可能共平面，D错误。 10．“”表示相关元素的原子，“”表示氢原子，小黑点“·”表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。下列关于几种分子的说法正确的是 (　　) A．上述分子中，中心原子采取sp3杂化的只有①② B．①分子为正四面体结构，④分子为平面形结构 C．②分子中σ键数与π键数之比为2∶1 D．四种分子的键角由大到小的顺序②>③>①>④ D　解析：①中中心原子形成3个单键，有一对孤电子对，为sp3杂化，空间构型为三角锥形，②中中心原子形成一个单键和一个三键，为sp杂化，空间构型为直线形，③中中心原子形成4个相同的单键，为sp3杂化，空间构型为正四面体，④中中心原子形成2个单键，有2对孤电子对，为sp3杂化，空间构型为V形。中心原子采取sp3杂化的有①③④，A错误，B错误；②中有3个σ键和2个π键，C错误；②的键角为180°，①③④中心原子均为sp3杂化，③中无孤电子对，①有1对孤电子对，④有2对孤电子对，孤电子对数越多，排斥作用越大，键角越小，D正确。 11．(1)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是________，中心原子的杂化形式为________。 (2)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为________，碳原子的杂化形式为________。 (3)NO的空间结构为___________________________________________(用文字描述)。 (4)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。 从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________(填标号)。 A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价电子对数 C．空间结构 D．共价键类型 答案：(1)正四面体　sp3 (2)平面三角形　sp2　(3)平面(正)三角形 (4)ABD　C 解析：(1)LiAlH4中的阴离子是AlH，中心原子铝原子的价电子对数n＝＝4，所以中心原子采取sp3杂化，配位原子数为4，轨道构型和实际构型一致，都是正四面体；(2)ZnCO3中，阴离子CO中价电子对数n＝＝3，碳原子的杂化形式为sp2，配位原子数为3，轨道构型和实际构型一致，都是平面三角形；(3)NO中价电子对数n＝＝3，配位原子数为3，轨道构型和实际构型一致，都是平面三角形；(4)根据图可知，阳离子是NH和H3O＋，NH中心原子N的价电子对数n＝＝4，杂化类型为sp3，空间结构为正四面体形；H3O＋中心原子O的价电子对数n＝＝4，杂化类型为sp3，轨道构型为正四面体，因为配位原子数为3，则实际空间结构为三角锥形，因此相同之处为ABD项，不同之处为C项。 12．回答下列问题： (1)碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，采取sp杂化的分子是________(写结构简式，下同)，采取sp2杂化的分子是________________，采取sp3杂化的分子是________。试写出一种有机物分子的结构简式，要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子：____________________。 (2)第三周期中，某元素的氢化物含五核18电子，采取sp3杂化，空间结构呈正四面体形的化学式为________。 (3)化合物[H3O]＋中阴离子的中心原子轨道采用________杂化。 (4)X的单质与氢气可化合生成气体G，其水溶液pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是________。 (5)硫单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，硫原子采用的轨道杂化方式是________。 (6)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________。 (2)SiH4　(3)sp3　 (4)sp3　(5)sp3 (6)sp3　σ键电子对与孤电子对的斥力差异造成的 解析：(1)有机物中饱和碳原子是sp3杂化，双键上的碳原子是sp2杂化，三键上的碳原子是sp杂化。 (2)第三周期中，某元素的氢化物含五核18电子，sp3杂化，空间结构呈正四面体形的化学式为SiH4。 (3) 中心原子形成四个σ键，采用sp3杂化。 (4)G是NH3分子，氮原子采取sp3杂化。 (5)硫原子形成2个S—S键，还有2对孤电子对，杂化方式为sp3。 (6)H2O和H3O＋中的氧原子均采取sp3杂化，其键角的差异是由σ键电子对与孤电子对的斥力差异造成的。 学科网（北京）股份有限公司 $$