第二章 第二节 分子的空间结构 综合训练-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2作业与测评课件PPT（人教版）

0 第二章　分子结构与性质 第二节　分子的空间结构 综合训练 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为s­s σ键，p轨道与p轨道 “头碰头”重叠形成的共价键可用符号表示为p­p σ键。下列分子中含有s­sp2 σ键的是 (　　) A．H2O2 B．C2H4 C．C2H2 D．HCl 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 [重难点拨] 　分子或离子的空间结构与杂化类型的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的空间结构与杂化轨道的空间结构相同。 sp杂化：直线形；sp2杂化：平面三角形；sp3杂化：正四面体形(或四面体形)。 (2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键电子对的排斥作用，会使分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有所不同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 7．化合物A( )是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状物质 (HB==NH)3通过反应3CH4＋2(HB==NH)3＋6H2O―→3CO2＋6H3BNH3制得。下列有关叙述错误的是(　　) A．化合物A中不存在π键 B．反应前后碳原子的杂化类型不变 C．CH4、H2O、CO2分子的空间结构分别是正四面体形、V形、直线形 D．第一电离能：N>O>C>B 解析：由CH4变为CO2，碳原子的杂化类型由sp3转化为sp，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 8．第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法中不正确的是(　　) A．每个原子最外层都达到8电子稳定结构 B．键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°几种 C．RCl5受热会分解生成分子呈三角锥形的RCl3 D．分子中5个R—Cl键键能不都相同 解析：RCl5分子中，R原子最外层达到10个电子，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 9．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：A项，若为PCl3，则分子为三角锥形，错误；B项，BCl3满足要求，其分子为平面正三角形，正确；C项，若分子为SO3，则为平面正三角形，错误；D项，分子不一定为NH3，也可能为NF3等，错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 10．人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构如图所示，下列关于该化合物的说法正确的是(　　) A．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构 B．分子中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3 C．分子中“ ”为三角锥形结构 D．该化合物具有一定的挥发性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 二、非选择题 12．如图是甲醛分子的模型。根据该图 和所学化学键知识回答下列问题： (1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是 ___，作出该判断的主要理由是_______________________________。 (2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是_____(填序号)。 ①单键　 ②双键　 ③σ键　 ④π键　 ⑤σ键和π键 (3)甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角__(填“＝”“>”或“<”)120°，出现该现象的主要原因是_____________________________________________。 sp2 甲醛分子的空间结构为平面三角形 ②⑤ < 碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 13．(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子稳定结构，COCl2分子中σ键和π键的个数比为_____，中心原子的杂化方式为____。 (2)①CH2==CH2、②CH≡CH、③ 、④HCHO四种分子均能与H2发生加 成反应，加成时这些分子中发生断裂的共价键的类型是____。这四种分子中碳原子采取sp2杂化的是_______(填序号)。 3∶1 sp2 π键 ①③④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 (3)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为___；SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角__120°(填“>”“<”或“＝”)。 (4)①磷酸盐在微生物作用下可转化为PH3，PH3的中心原子的杂化方式为___。 ②PH3键角为93.6°，小于VSEPR模型的预测值，原因为___________________ ________________________________________________________________________________________________________。 ③HF的热稳定性比PH3强，原因为_____________________________________ ________。 sp2 < sp3 PH3的VSEPR模型为 四面体形，其中P原子上有一个孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于 成键电子对与成键电子对之间的斥力 F原子半径小，H—F键强度(或键能)大于 H—P键 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 [重难点拨]　 杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对越多，键角越小。例如，NH3中的氮原子与H2O中的氧原子均为sp3杂化，但键角分别为107°和105°。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 　　　　　　　　　　　　　 R 2．BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成BFeq \o\al(－,4)，则BF3和BFeq \o\al(－,4)中B原子的杂化轨道类型分别是(　　) A．sp2、sp2 B．sp3、sp3 C．sp2、sp3 D．sp、sp2 解析：BF3中B原子的价层电子对数为3，所以为sp2杂化，BFeq \o\al(－,4)中B原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂化。 3．下列各微粒的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是(　　) A．NH3：平面三角形、sp3 B．CCl4：正四面体形、sp3 C．H2O：角形、sp2 D．COeq \o\al(2－,3)：三角锥形、sp2 ABn型分子或离子 中心原子杂化类型 中心原子上的孤电子对数 分子或离子的空间结构 实例 AB2 sp 0 直线形 CO2、CS2、BeCl2等 AB3 sp2 0 平面三角形 BF3、BCl3、BBr3、SO3、NOeq \o\al(－,3) AB2 1 V形 SO2 AB4 sp3 0 正四面体形 CH4、SiF4、NHeq \o\al(＋,4)、SOeq \o\al(2－,4)、POeq \o\al(3－,4)、SiOeq \o\al(4－,4) AB3 1 三角锥形 NH3、PCl3、NF3、 H3O＋ AB2 2 V形 H2S、NHeq \o\al(－,2) 4．美国化学家鲍林有独特的想象力：只要给他物质的分子式就能大体上想象出这种物质的分子结构模型，根据VSEPR模型预测，下列各组离子中所有原子都在同一平面上的是(　　) A．NOeq \o\al(－,2)和SOeq \o\al(2－,3) B．H3O＋和ClOeq \o\al(－,3) C．NOeq \o\al(－,3)和SiOeq \o\al(2－,3) D．POeq \o\al(3－,4)和NHeq \o\al(＋,4) 5．下表中各粒子、粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　) 选项 粒子 空间结构 解释 A 氨基负离子(NHeq \o\al(－,2)) 直线形 N原子采取sp杂化 B 二氧化硫(SO2) V形 S原子采取sp3杂化 C 碳酸根离子(COeq \o\al(2－,3)) 三角锥形 C原子采取sp3杂化 D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键 解析：NHeq \o\al(－,2)中N原子采取sp3杂化，且孤电子对数为2，离子的空间结构为V形，A错误；SO2中S原子上的价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋eq \f(1,2)×(6－2×2)＝3，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，孤电子对数为1，分子的空间结构为V形，B错误；COeq \o\al(2－,3)中中心C原子上的价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)×(4＋2－3×2)＝3，不含孤电子对，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，离子的空间结构为平面三角形，C错误。 6．下列关于(NH4)2SO4的说法不正确的是(　　) A．阴、阳离子的空间结构相同 B．含有两种类型的化学键 C．SOeq \o\al(2－,4)和NHeq \o\al(＋,4)的中心原子杂化方式均为sp2 D．第一电离能：N>O>S 解析：NHeq \o\al(＋,4)和SOeq \o\al(2－,4)都是正四面体形结构，中心原子均为sp3杂化，C错误。 11．X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的基态原子的价层电子排布式为2s2，Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Z元素的某种核素通常用于测定文物的年代，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的原子序数比E大1。下列说法正确的是(　　) A．EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3 B．X、Y元素的第一电离能大小关系：X<Y C．ZOeq \o\al(2－,3)的空间结构为三角锥形 D．键角：YQ3<ZQ4 解析：由题给信息可知，元素X、Y、Z、Q、E、M分别是Be、B、C、F、K、Ca。KBF4中BFeq \o\al(－,4)的中心原子上的价层电子对数＝4＋eq \f(3＋1－4×1,2)＝4，所以该阴离子中心原子的杂化方式为sp3，A正确；Be原子的2s轨道为全充满稳定结构，其第一电离能大于同周期中相邻元素，所以X、Y元素的第一电离能：X>Y，B错误；COeq \o\al(2－,3)的中心原子上的价层电子对数为3＋eq \f(4＋2－2×3,2)＝3，且不含孤电子对，中心原子的杂化方式为sp2，空间结构为平面三角形，C错误；BF3呈平面三角形，键角为120°，CF4呈正四面体形，键角为109°28′，D错误。 解析：(1)COCl2分子中有1个C===O键和2个C—Cl键，其中σ键的数目为3，π键的数目为1，二者个数比为3∶1；COCl2分子中，中心原子C上的价层电子对数为3，采取sp2杂化。 (2)发生加成反应时破坏的均是π键。四种分子的碳原子轨道杂化类型分别为sp2、sp、sp2、sp2。 (3)SnBr2分子中Sn原子上的价层电子对数＝2＋eq \f(1,2)×(4－1×2)＝3，Sn原子的轨道杂化方式为sp2，VSEPR模型为平面三角形，中心Sn原子含有1个孤电子对，故SnBr2的空间结构为V形，孤电子对与成键电子对间的斥力更大，使SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角减小，小于120°。 $