专题4 第一单元 第2课时 价层电子对互斥模型 等电子原理-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2作业与测评word（苏教版）

化学　选择性必修2　作业与测评（苏教） 第2课时　价层电子对互斥模型　等电子原理 (建议用时：15分钟) 考点一　价电子对数的确定 1．下列微粒中，含有孤电子对的是(　　) A．SiH4 B．H2O C．CH4 D．NH 答案：B 2．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 答案：A 解析：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。 3．下列微粒的价层电子对数正确的是(用“”标记的原子为中心原子)(　　) A．CH4　4 B．CO2　1 C．BF3　2 D．SO3　2 答案：A 解析：CH4中C原子的价层电子对数为4＋＝4，A正确；CO2中C原子的价层电子对数为2＋＝2，B错误；BF3中B原子的价层电子对数为3＋＝3，C错误；SO3中S原子的价层电子对数为3＋＝3，D错误。 考点二　利用价层电子对互斥模型判断微粒的空间结构 4．用价层电子对互斥模型预测H2S和NH3的几何结构，下列说法正确的是(　　) A．直线形；三角锥形 B．V形；三角锥形 C．直线形；平面三角形 D．V形；平面三角形 答案：B 5．下列分子或离子中，价层电子对互斥模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是(　　) A．CO2 B．CO C．H2O D．CCl4 答案：C 解析：水分子中中心O原子的价电子对数＝4，价层电子对互斥模型为正四面体形，中心原子O原子含有2对孤电子对，则水分子的立体构型是V形，价层电子对互斥模型与立体结构不一致，C符合题意。 6．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 答案：C 解析：HCHO中碳原子含有的孤电子对数是＝0，σ键电子对数为3，C的价层电子对数为3，价层电子对互斥模型为平面三角形，甲醛的空间结构是平面三角形，C正确。 7．用价层电子对互斥模型完成下列问题(点“”的原子为中心原子)。 σ键电子对数 孤电子对数 空间结构 H2Se BCl3 PCl3 SO2 SO 答案： σ键电子对数 孤电子对数 空间结构 H2Se 2 2 V形 BCl3 3 0 平面三角形 PCl3 3 1 三角锥形 SO2 2 1 V形 SO 4 0 正四面体形 考点三　等电子原理及其应用 8．下列分子或离子之间互为等电子体的是(　　) A．CH4和H3O＋ B．NO和SO2 C．O3和CO2 D．N2和C 答案：D 解析：由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，价电子总数相同，即互为等电子体。CH4和H3O＋原子数不同，A错误；NO和SO2原子数、价电子总数均不同，B错误；O3和CO2中价电子总数不同，C错误。 9．下列分子或离子中与O3互为等电子体的是(　　) A．SO2 B．N2 C．NO D．CN－ 答案：A 解析：O3的等电子体应该含有3个原子、18个价电子。SO2含有3个原子、18个价电子，N2和CN－都含有2个原子、10个价电子，NO含有4个原子、24个价电子，因此SO2是O3的等电子体，A正确。 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列分子或离子中，中心原子含有2对孤电子对的是(　　) A．SO2 B．CH C．NH D．H2S 答案：D 解析：SO2的中心原子为S原子，其孤电子对数为×(6－2×2)＝1，A不符合题意；CH的中心原子为C原子，其孤电子对数为×(4－3×1＋1)＝1，B不符合题意；NH的中心原子为N原子，其孤电子对数为×(5－4×1－1)＝0，C不符合题意；H2S的中心原子为S原子，其孤电子对数为×(6－2×1)＝2，D符合题意。 2．下列离子的价层电子对互斥模型与离子的空间结构一致的是(　　) A．SO B．ClO C．NO D．ClO 答案：B 解析：SO中价电子对数为＝4，S原子上有一对孤电子对，价层电子对互斥模型为正四面体结构，该离子的空间结构为三角锥形；ClO中价电子对数为＝4且中心原子上无孤电子对，所以离子的价层电子对互斥模型与离子的空间结构一致，都是正四面体结构；NO中价电子对数为＝3且中心原子上有一对孤电子对，价层电子对互斥模型是平面三角形，该离子的空间结构是V形；ClO中价电子对数为＝4且中心原子上有一对孤电子对，价层电子对互斥模型是正四面体结构，该离子的空间结构为三角锥形。 [归纳总结]　 (1)价层电子对互斥模型是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对(未用于形成共价键的电子对)，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。 (2)常见的分子空间结构：直线形、V形、平面三角形、三角锥形、四面体形等。 3．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 答案：B 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。 4．关于价层电子对互斥模型说法错误的是(　　) A．分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构 B．分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定 C．用该理论预测H2S和BF3的空间结构为V形和平面三角形 D．该理论一定能预测出多中心原子的分子、离子或原子团的空间结构 答案：D 解析：价层电子对互斥模型认为，分子中价层电子对相互排斥使得价层电子对朝空间不同方向伸展，从而决定了分子的空间结构，故A正确；分子中键角越大，价层电子对距离越远，电子之间相互排斥力越小，分子能量越低，分子越稳定，故B正确；H2S中中心S原子的价层电子对数为2＋＝4，有2对孤电子对，分子呈V形，BF3中中心B原子的价层电子对数为3＋＝3，无孤电子对，分子呈平面三角形，故C正确；该理论并不能预测所有分子或离子的空间结构，比如价层电子对互斥模型不能预测许多以过渡金属为中心原子的分子的空间结构，故D错误。 [方法技巧]　 利用价层电子对互斥模型判断分子的空间结构时，牢记以下内容：价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数，中心原子的孤电子对数＝(a－xb)，其中a为中心原子价电子个数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。 5．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的立体构型正确的是(　　) 选项 分子或离子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 立体构型 A SO2 sp 直线形 直线形 B HCHO sp2 平面三角形 三角锥形 C H3O＋ sp2 四面体形 平面三角形 D NH sp3 正四面体形 正四面体形 答案：D 解析：SO2分子中，中心S原子的价层电子对数为2＋×(6－2×2)＝3，杂化方式为sp2杂化，价层电子对互斥模型为平面三角形，分子的立体构型为V形，A错误；HCHO分子中，中心C原子的价层电子对数为3＋×(4－2×1－1×2)＝3，杂化方式为sp2杂化，价层电子对互斥模型为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形，B错误；H3O＋中，中心O原子的价层电子对数为3＋×(6－3×1－1)＝4，杂化方式为sp3杂化，价层电子对互斥模型为正四面体形，离子的立体构型为三角锥形，C错误；NH中，中心N原子的价层电子对数为4＋×(5－4×1－1)＝4，杂化方式为sp3杂化，价层电子对互斥模型为正四面体形，离子的立体构型为正四面体形，D正确。 6．1919年，Langmuir提出等电子体的概念：原子总数相同和价电子总数相同的为等电子体。等电子体具有结构相似的特征。以下各组粒子不能互称为等电子体的是(　　) A．SiCl4和SO B．CS2和SCN－ C．CO2和NO2 D．NH和CH4 答案：C 解析：SiCl4和SO都由5个原子构成，价电子总数都是32，SiCl4和SO互称为等电子体；CS2和SCN－原子数相同，价电子数都是16，CS2和SCN－互称为等电子体；CO2价电子数是16，NO2价电子数是17，不能互称为等电子体；NH和CH4原子数相同，价电子数都是8，NH和CH4互称为等电子体。 7．根据等电子原理判断，下列说法中错误的是(　　) A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上 B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应 C．H3O＋和NH3互为等电子体，均为三角锥形结构 D．CH4和NH互为等电子体，均为正四面体结构 答案：B 解析：苯是B3N3H6的等电子体，因此，它们的结构相似。苯分子中所有的原子均在同一平面上，苯分子中不存在双键，存在大π键，A正确，B错误；H3O＋和NH3互为等电子体，NH3为三角锥形结构，则H3O＋也是三角锥形结构，C正确；CH4和NH互为等电子体，CH4是正四面体结构，所以NH也是正四面体结构，D正确。 [归纳总结]　等电子原理的应用 互为等电子体的微粒的化学键类型和空间结构相同，物理性质相近。 (1)判断一些简单分子或离子的立体构型，如CO2是直线形分子，则与其互为等电子体的CS2和N2O也是直线形分子。 (2)利用互为等电子体的物质在性质上的相似性制造新材料，如AlP是性能优异的半导体材料，则由此可制造出半导体新材料GaAs。 (3)利用等电子原理推出某物质的等电子体。 8．用价层电子对互斥理论(VSEPR)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、HCN分子的键角都是180° B．H2O的键角为120°，HgCl2的键角为180° C．NH3、GaCl3都是三角锥形分子 D．HCHO(甲醛)、BCl3、SO3的空间结构都是平面三角形 答案：D 解析：二氧化硫分子中硫原子的价电子对数为3、孤电子对数为1，分子的空间结构为V形，键角小于180°，故A错误；水分子中氧原子的价电子对数为4、孤电子对数为2，分子的空间结构为V形，键角为104.5°，故B错误；三氯化镓分子中镓原子的价电子对数为3、孤电子对数为0，分子的空间结构为平面三角形，C错误。 9．用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构或推测键角大小，下列判断正确的是(　　) A．SO2的空间结构与CO2类似，均为直线形 B．SO3是三角锥形分子 C．BF3的键角为120° D．PCl3是平面三角形分子 答案：C 解析：CO2中中心原子C的价层电子对数为2＋×(4－2×2)＝2，无孤电子对，其空间结构为直线形，SO2中中心原子S的价层电子对数为2＋×(6－2×2)＝3，有1对孤电子对，其空间结构为V形，A错误；SO3中中心原子S的价层电子对数为3＋×(6－3×2)＝3，无孤电子对，空间结构是平面三角形，B错误；BF3中中心原子B的价层电子对数为3＋×(3－3×1)＝3，无孤电子对，空间结构是平面三角形，其键角为120°，C正确；PCl3中中心原子P的价层电子对数为3＋×(5－3×1)＝4，有1对孤电子对，其空间结构是三角锥形，D错误。 10．用VSEPR模型可以判断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．SO和ClO的空间结构均为三角锥形 B．HCOOH分子中，H—C—O的键角为120° C．BF3分子的键角为120°，SnBr2分子的键角大于120° D．CF4和SF4分子中中心原子的价电子对数相同 答案：A 解析：SO中S原子的价电子对数为＝4，空间结构为三角锥形，ClO中Cl原子的价电子对数为＝4，空间结构为三角锥形，A正确；甲酸分子中中心C原子为sp2杂化，空间结构为平面三角形，甲酸分子中含有C===O双键，由于双键与单键之间的斥力大于单键之间的斥力，故H—C—O键的键角小于120°，B错误；BF3中B原子的价电子对数为3，无孤电子对，分子空间结构为平面三角形，键角为120°，SnBr2中Sn的价电子对数为3，有1对孤电子对，分子空间结构为V形，键角小于120°，C错误；CF4中C原子的价电子对数为＝4，SF4中S原子的价电子对数为＝5，D错误。 11．推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是(　　) A．SO2中硫原子采取sp2杂化，则CO2中碳原子也采取sp2杂化 B．NH3分子的空间结构是三角锥形，则NCl3分子的空间结构也是三角锥形 C．H2O分子的键角是104.5°，则H2S分子的键角也是104.5° D．PCl3分子中每个原子均达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子也均达到8电子稳定结构 答案：B 解析：二氧化碳分子中碳原子与氧原子形成2个σ键且不含孤电子对，所以碳原子采用sp杂化，A错误；NH3、NCl3中N原子都采用sp3杂化，都有1对孤电子对，所以分子结构都是三角锥形，B正确；S的电负性比O小，而且S原子半径较大，所以S原子对键合电子的吸引力小于O原子，所以H2S分子中共用电子对的排斥力也相应比较小，键角也稍小，C错误；B原子的价电子数为3，BF3分子中B原子与3个F原子形成3个共用电子对，B原子未达8电子稳定结构，D错误。 12．从微粒结构角度分析，下列说法错误的是(　　) A．N的空间结构为直线形，中心原子的杂化方式为sp杂化 B．H2CO3中C原子的杂化方式为sp2杂化 C．S2O(S2O相当于SO中一个氧被硫替代)中中心原子S的杂化方式为sp3杂化 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 答案：D 解析：N与CO2互为等电子体，CO2的空间结构为直线形，中心原子采取sp杂化，则N的空间结构为直线形，中心原子的杂化方式为sp杂化，A正确；H2CO3可看作CO，中心C原子的价电子对数为3＋＝3，因此C原子的杂化方式为sp2杂化，B正确；S2O(S2O相当于SO中一个氧被硫替代)中中心原子S的价电子对数为4＋＝4，因此S原子的杂化方式为sp3杂化，C正确；SO3分子中中心原子S的价电子对数为3＋＝3，S原子的杂化类型为sp2杂化，而三聚分子中每个S原子的价电子对数都是4，S原子的杂化类型是sp3杂化，两种形式中S原子的杂化轨道类型不相同，D错误。 二、非选择题 13．(1)与OH－互为等电子体的一种分子为________(填化学式)，N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为________。 (2)在H2O分子中，H—O—H的键角是________，H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因是__________________________________________ __________________________________________________________________。 答案：(1)HF　F>N>O (2)104.5°　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 解析：(1)与OH－互为等电子体的一种分子为HF；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但ⅡA族和ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以N、O、F三种元素的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O。 14．(1)OF2分子中，中心原子上的σ键电子对数为________，孤电子对数为________，价层电子对数为________，价层电子对互斥模型为________，分子的立体构型为________。 (2)NH3分子中，中心原子上的σ键电子对数为________，孤电子对数为________，价层电子对数为________，价层电子对互斥模型为________，分子的立体构型为________。 (3)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________。 答案：(1)2　2　4　正四面体形　V形 (2)3　1　4　正四面体形　三角锥形 (3)CH4分子中的C原子上没有孤电子对，NH3分子中的N原子上有1对孤电子对，H2O分子中的O原子上有2对孤电子对，中心原子上孤电子对数越多，对成键电子对的排斥作用越大，则键角越小 15．硒是一种非金属，可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂。 (1)Se是元素周期表中第34号元素，其基态原子的核外电子排布式为______________________。 (2)根据价层电子对互斥理论，可以推知SeO3分子的空间结构为____________，其中Se原子采用的轨道杂化形式为________。 (3)CSe2与CO2结构相似，CSe2分子内σ键与π键个数之比为________。CSe2首次是由H2Se与CCl4反应后制取的，CSe2分子内的键角________(填“大于”“等于”或“小于”，下同)H2Se分子内的键角。H—Se—H键角________AsH3分子内的H—As—H键角。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)　(2)平面三角形　sp2　(3)1∶1　大于　小于 解析：(2)SeO3分子中Se原子的价电子对数为×(6＋0)＝3，孤电子对数为0，所以Se原子采取sp2杂化，该分子为平面三角形。 (3)根据等电子原理和价层电子对互斥模型，CSe2与CO2结构相似，CSe2分子内σ键与π键均为2个。CSe2与CO2均为直线形分子，键角为180°，H2Se与H2O互为等电子体，Se采取sp3杂化，H—Se—H键角接近水分子内H—O—H键角(104.5°)。AsH3与NH3互为等电子体，As采取sp3杂化，H—As—H键角接近107.3°。根据杂化轨道理论，中心原子采取sp杂化的键角>中心原子采取sp3杂化的键角。中心原子都采取sp3杂化时，中心原子孤电子对数越多，键角越小。 9 学科网（北京）股份有限公司 $