专题04 等电子体原理及应用（重难点训练）化学沪科版选择性必修2

专题08等电子体原理及应用 建议时间：15分钟 突破一 等电子体的判断 1．电子数相等的微粒叫等电子体，下列各组微粒中属于等电子体的是_______。 A．CH4和NH4+ B．和 C．和 D．和CO2 2．化学中将具有相同的原子数、最外层电子数之和也相同的微观粒子互称为等电子体。下列各组中的物质属于等电子体的是_______。 A．NO2和CO2 B．NO和O2 C．CN-和C22- D．SO2和ClO2- 3．电子数相等的微粒叫等电子体，下列各微粒属于等电子体的是_______。 A．N2O4和NO2 B．CH4和NH3 C．CO2和NO2 D．NH4+和HS- 4．下列各组微粒中不属于等电子体的是_______。 A．CH4、NH4+ B．H2O、HF C．CO2、N2O D．CO32-、NO3- 5．电子数相等的微粒叫等电子体，下列微粒组是等电子体的是_______。 A．N2O4和NO2 B．Na+和Cl- C．SO42-和PO43- D．NO和O2 6．以下各组粒子不能互称为等电子体的是_______。 A．CO 和 N2 B．CH4 和 CCl4 C．O3 和 SO2 D．CO2 和 N2O 7．下列分子或离子之间互为等电子体的是_______。 A．CS2和 NO2 B．NH3和NH4+ C．N2和 CO D．CO2 和 SO2 8．下列分子或离子之间互为等电子体的是_______。 A．CH4和H3O+ B．NO3-和SO2 C．O3和CO2 D．N2和C22- 9．下列几组微粒互为等电子体的是_______。 ①SO32-和PO33-；②NO+和 CN-；③CO2和 CS2；④NO2 和CO2 A．仅①②③ B．仅②④ C．仅①③④ D．①②③④ 10．下列各组微粒中，互为等电子体的是_______。 A．N2O和CO2 B．CO和CO2 C．Na+和F- D．H3O+ 和PCl3 突破二 等电子体的应用 11．根据等电子体原理，下列关于分子或离子的空间结构表述不正确的是_______。 A．CO2、SCN-、N3-的价电子总数都为16，均为直线形 B．SO2、O3、NO2-的价电子总数都为18，均为V形 C．CO32-、NO3-、SO32-的价电子总数都为24，均为平面三角形 D．SO42-、PO43-、ClO4-的价电子总数都为32，均为正四面体形 12．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，下列有关说法中正确的是_______。 A．NH3和PH3是等电子体，键角相同 B．NO3-和SO3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．已知B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 13．根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其价电子总数相同，均可互称为等电子体。等电子体之间结构相似、物理性质也相近。以下各组粒子不能互称为等电子体的是_______。 A．CO和N2 B．O3和SO2 C．CO2和N2O D．N2H4 和C2H4 建议时间：15分钟 1．下列粒子属于等电子体的是_______。 A．CH4和NH4+ B．NO和O2 C．NH2-和H3O+ D．HCl和H2O 2．下列各组物质不互为等电子体的是_______。 A．CO和N2 B．CO2和N2O C．CO32-和NO3- D．CO2和SO2 3．由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是_______。 A．SO2与O3 B．CO2与NO2 C．CS2与NO2 D．PCl3与BF3 4．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，等电子体具有相似的化学结构，则下列有关说法中正确的是_______。 A．CH4和NH4+是等电子体，化学键类型完全相同 B．NO3-和CO32-是等电子体，均为平面正三角形结构 C．H3O+和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D．SO2和O3是等电子体，SO2和O3具有相同的化学性质 5．等电子体之间往往具有相似的结构，N2O与CO2分子具有相似的结构(包括电子式)；已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，下列说法合理的是_______。 A．N2O为三角形分子 B．N2O与CO2均不含非极性键 C．N2O的电子式可表示 D．N2O与SiO2为等电子体 6．写出下列符合题意的化学式： (1)写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子式 (2)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________ (3)与SeO32-互为等电子体的分子有(写一种物质的化学式即可)__________________ (4)在短周期元素组成的物质中，写出与NO2-互为等电子体的分子__________。(写两个，填分子式) (5)与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 (各举一例) 7．已知原子总数相同、价电子总数相等的微粒称为等电子体，等电子体的结构相似。据此回答下列问题： (1)SCN-、NO2+的价电子总数都是16，因此它们的结构与第二周期中的两种元素组成的 分子的结构相似，该分子呈 形。 (2) CO32-、NO3-等微粒具有相同的通式AX3，且价电子总数都是 ，因此它们的结构与由ⅥA族的两种元素组成的 分子的结构相似，呈 形。 建议时间：3分钟 1．(2022·湖南卷)与NH2-互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。 2．(2020·全国卷Ⅲ卷)与NH3BH3原子总数相等的等电子体是__________(写分子式)。 3．(2020·江苏卷)与NH4+互为等电子体的一种分子为________(填化学式) 4．(2004年高考全国理综卷第29题)A、B、C、D、E分别代表5种微粒，每种微粒中都含有18个电子。其中A和C都是由单原子形成的阴离子，B、D和E都是分子；又知在水溶液中A跟B反应可以生成C和D；E具有强氧化性。请回答： (1)用化学符号表示上述5种微粒：A_____，B______，C______，D_______，E______。 (2)在水溶液中A跟B反应的离子方程式__________________。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08等电子体原理及应用 建议时间：15分钟 突破一 等电子体的判断 1．电子数相等的微粒叫等电子体，下列各组微粒中属于等电子体的是_______。 A．CH4和NH4+ B．和 C．和 D．和CO2 【答案】A 【解析】A项，CH4中含有的电子数为(6+1×4)=10，NH4+中含有的电子数为(7+1×4-1)=10，两者属于等电子体，故A正确；B项，Na+含有的电子数为10，K+含有的电子数为18，两者不属于等电子体，故B错误；C项，CO含有的电子数为(6+8)=14，NO含有的电子数为(7+8)=15，两者不属于等电子体，故C错误；D项，CO含有的电子数为(6+8)=14，CO2含有的电子数为(6+8×2)=22，两者不属于等电子体，故D错误；故选A。 2．化学中将具有相同的原子数、最外层电子数之和也相同的微观粒子互称为等电子体。下列各组中的物质属于等电子体的是_______。 A．NO2和CO2 B．NO和O2 C．CN-和C22- D．SO2和ClO2- 【答案】C 【解析】A项，NO2最外层电子数之和为17，CO2最外层电子数之和为16，最外层电子数之和不同，不是等电子体，A不符合题意；B项，NO最外层电子数之和为11，O2最外层电子数之和为12，最外层电子数之和不同，不是等电子体，B不符合题意；C项，CN-最外层电子数之和为10，C22-最外层电子数之和为10，且都是两个原子构成，属于等电子体，C符合题意；D项，SO2最外层电子数之和为18，ClO2-最外层电子数之和为20，最外层电子数之和不同，不是等电子体，D不符合题意；故选C。 3．电子数相等的微粒叫等电子体，下列各微粒属于等电子体的是_______。 A．N2O4和NO2 B．CH4和NH3 C．CO2和NO2 D．NH4+和HS- 【答案】B 【解析】A项，N2O4有46个电子、NO2有23个电子，电子数不同，不是等电子体，A错误；B项，CH4的质子数为6+1×4=10，NH3的质子数为7+1×3=10，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数相等，都是10个，属于等电子体，B正确；C项，CO2的电子数为6+8×2=22，NO2有23个电子，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，C错误；D项，NH4+的电子数为7+4-1=10，HS-的电子数为16+1+1=18，二者电子数不相同，不属于等电子体，D错误；故选B。 4．下列各组微粒中不属于等电子体的是_______。 A．CH4、NH4+ B．H2O、HF C．CO2、N2O D．CO32-、NO3- 【答案】B 【解析】A项，CH4、NH4+中原子数相同，CH4电子总数为6+1×4=10，NH4+中电子数为: 7+1×4-1=10，二者电子数也相同，属于等电子体，A正确；B项，H2O、HF中原子数不相同，不属于等电子体，B错误；C项，CO2、N2O中原子数相同，电子数分别为: 6+8×2=22 ， 7×2+8=22，二者电子数也相同，属于等电子体，C正确；D项，CO32-、NO3-中原子数相同，电子数分别为: 6+8×3+2=32 ，7+8×3+1=32，二者电子数也相同，属于等电子体，D正确；故选B。 5．电子数相等的微粒叫等电子体，下列微粒组是等电子体的是_______。 A．N2O4和NO2 B．Na+和Cl- C．SO42-和PO43- D．NO和O2 【答案】C 【解析】A项，N2O4的电子数为，NO2的电子数为，二者电子数不相同，故A错；B项，Na+的电子数为11-1=10，Cl-的电子数为17+1=18，二者电子数不相同，故B错；C项，SO42-的电子数为，PO43-的电子数为，二者电子数相同，故选C；D项，NO的电子数为7+8=15，O2的电子数为，二者电子数不相同，故D错；故选C。 6．以下各组粒子不能互称为等电子体的是_______。 A．CO 和 N2 B．CH4 和 CCl4 C．O3 和 SO2 D．CO2 和 N2O 【答案】B 【解析】具有相同原子数和价电子数的微粒互称为等电子体，据此分析判断。A项，CO和N2的原子个数都为2，价电子数：前者碳为4，氧为6，共为10，后者氮为5，共为10，原子数相等，价电子数相等，属于等电子体，故A不选；B项，CH4 和 CCl4的原子个数都为5；价电子数：前者碳为4，氢为1，共为8，后者碳为4，氯为7，共为32，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，故B选；C项，O3和SO2的原子个数都为3；价电子数：前者氧为6，共为18，后者硫和氧都为6，共为18，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故C不选；D项，CO2和N2O的原子个数都为3；价电子数：前者碳为4，氧为6，共为16；后者氮为5，氧为6，共为16，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，故D不选；故选B。 7．下列分子或离子之间互为等电子体的是_______。 A．CS2和 NO2 B．NH3和NH4+ C．N2和 CO D．CO2 和 SO2 【答案】C 【解析】A项，CS2的价电子数为4+6×2=16，二氧化氮的价电子数为5+6×2=17，二者不是等电子体，A项错误；B项，氨气分子含有4个原子， 铵根离子含有5个原子，二者不是等电子体，B项错误；C项，N2的价电子数为5+5=10，CO的价电子数为10，二者为等电子体，C项正确；D项，CO2的价电子数为4+6×2=16，SO2的价电子数为6+6×2=18，二者不是等电子体，D项错误；故选C。 8．下列分子或离子之间互为等电子体的是_______。 A．CH4和H3O+ B．NO3-和SO2 C．O3和CO2 D．N2和C22- 【答案】D 【解析】先根据具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子是等电子体，然后判断电子的数目来解答。A项，CH4含有5个原子，H3O+含有4个原子，不是等电子体，故A错误；B项，NO3-的原子数4，SO2的原子数3，不是等电子体，故B错误；C项，O3的价电子数为6×3=18，CO2的价电子数为4+6×2=16，不是等电子体，故C错误；D项，N2的价电子数为5×2=10，C22-的价电子数为4×2+2=10，含有相同原子数2，为等电子体，故D正确。故选D。 9．下列几组微粒互为等电子体的是_______。 ①SO32-和PO33-；②NO+和 CN-；③CO2和 CS2；④NO2 和CO2 A．仅①②③ B．仅②④ C．仅①③④ D．①②③④ 【答案】A 【解析】等电子体是指具有相同价电子数和原子数目的微粒。①SO32-原子数目为4，价电子数目6+6×3+2=26，PO33-原子数目为4，价电子数目5+6×3+3=26，二者为等电子体；②NO+原子数目为2，价电子数目5+6-1=10，CN-原子数目为2，价电子数目4+5+1=10，二者为等电子体；③CO2原子数目为3，价电子数目4+6×2=16，CS2原子数目为3，价电子数目4+6×2=16，二者为等电子体；④NO2原子数目为3，价电子数目5+6×2=17，CO2原子数目为3，价电子数目4+6×2=16，二者不是等电子体；故①②③是等电子体；故选A。 10．下列各组微粒中，互为等电子体的是_______。 A．N2O和CO2 B．CO和CO2 C．Na+和F- D．H3O+ 和PCl3 【答案】A 【解析】原子总数相同，价电子总数也相同的分子、离子或基团为等电子体；A项，N2O和CO2原子总数均为3，价电子总数均为16，二者为等电子体，故A符合题意；B项，CO和CO2原子总数不同，价电子总数也不同，不是等电子体，故B不符合题意；C项，Na离子的价电子总数为0，氟离子的价电子总数为8，所以二者不是等电子体，故C不符合题意；D项，H3O+ 的价电子总数为10，PCl3价电子总数为5+3×7=26，二者价电子总数不同，不是等电子体，故D不符合题意；故选A。 突破二 等电子体的应用 11．根据等电子体原理，下列关于分子或离子的空间结构表述不正确的是_______。 A．CO2、SCN-、N3-的价电子总数都为16，均为直线形 B．SO2、O3、NO2-的价电子总数都为18，均为V形 C．CO32-、NO3-、SO32-的价电子总数都为24，均为平面三角形 D．SO42-、PO43-、ClO4-的价电子总数都为32，均为正四面体形 【答案】C 【解析】A项，等电子体是指原子总数相等，价电子总数相等的微粒，等电子体结构相似，CO2、SCN-、N3-的价电子总数都为16，互为等电子体，以CO2为例，中心C原子价层电子对数为，无孤对电子，空间结构为直线形，因此均为直线形，故A正确；B项，SO2、O3、NO2-中都含有3个原子，价电子总数都为18，互为等电子体，SO2中心S原子价层电子对数为，有1对孤对电子，空间结构均为V形，故B正确；C项，SO32-中S原子的价层电子对数为3+=4，VSEPR模型为四面体，含有1对孤电子对，所以空间结构为三角锥形，故C错误；D项，SO42-、PO43-、ClO4-都是含有5个原子，价电子总数都为32，互为等电子体，SO42-中S原子的价层电子对数为4+=4，无孤对电子，空间结构正四面体形，故D正确；故选C。 12．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，下列有关说法中正确的是_______。 A．NH3和PH3是等电子体，键角相同 B．NO3-和SO3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．已知B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 【答案】B 【解析】A项，NH3和PH3原子总数和价电子总数相同，是等电子体，N和P的电负性不同，故键角不相同，A错误；B项，NO3-和SO3原子总数和价电子总数相同，是等电子体，NO3-的N和SO3中的S均为sp2杂化，故均为平面三角形结构，B正确；C项，H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错误；D项，已知B3N3H6和苯是等电子体，苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故B3N3H6分子中也存在“肩并肩”式重叠的轨道，D错误；故选B。 13．根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其价电子总数相同，均可互称为等电子体。等电子体之间结构相似、物理性质也相近。以下各组粒子不能互称为等电子体的是_______。 A．CO和N2 B．O3和SO2 C．CO2和N2O D．N2H4 和C2H4 【答案】D 【解析】A项，CO和N2的原子个数都为2，价电子数前者为10，后者为10，原子数和价电子数分别都相等，互称为等电子体，A不符合题意；B项，O3和SO2的原子个数都为3，价电子数前者为18，后者为18，原子数和价电子数分别都相等，互称为等电子体，B不符合题意；C项，CO2和N2O的原子个数都为3，价电子数前者为16，后者为16，原子数和价电子数分别都相等，互称为等电子体，C不符合题意；D项，N2H4和C2H4的原子个数都为6，价电子数前者为14，后者为12，原子数相等，但价电子数不相等，不互称为等电子体，D符合题意；故选D。 建议时间：15分钟 1．下列粒子属于等电子体的是_______。 A．CH4和NH4+ B．NO和O2 C．NH2-和H3O+ D．HCl和H2O 【答案】A 【解析】原子总数相同，价电子总数相同的两种分子或原子团互称等电子体。等电子体具有相似的性质。A项，CH4和NH4+中，二者的原子数均为5，价电子数均为8，二者属于等电子体，A正确；B项，NO和O2中，二者原子数均为2，但NO的价电子数为11，O2的价电子数为12，二者价电子数不相同不属于等电子体，B错误；C项，NH2-和H3O+中，NH2-的原子个数为3，H3O+的原子个数为4，二者原子个数不同不属于等电子体，C错误；D项，HCl和H2O中，HCl的原子个数为2，H2O的原子个数为3，二者原子个数不同不属于等电子体，D错误；故选A。 2．下列各组物质不互为等电子体的是_______。 A．CO和N2 B．CO2和N2O C．CO32-和NO3- D．CO2和SO2 【答案】D 【解析】互为等电子体的微粒应具有相同的原子个数、相同的价电子数。A项，CO和N2的原子总数都为2，价电子总数都为10，二者互为等电子体，A不合题意；B项，CO2和N2O的原子总数都为3，价电子总数都为16，二者互为等电子体，B不合题意；C项，CO32-和NO3-的原子总数都为4，价电子总数都为24，二者互为等电子体，C不合题意；D项，CO2和SO2的原子总数都为3，价电子总数分别为16、18，不互为等电子体，D符合题意；故选D。 3．由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是_______。 A．SO2与O3 B．CO2与NO2 C．CS2与NO2 D．PCl3与BF3 【答案】A 【解析】由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。B的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数为5；O、S的最外层电子数为6；F、Cl的最外层电子数为7。 4．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，等电子体具有相似的化学结构，则下列有关说法中正确的是_______。 A．CH4和NH4+是等电子体，化学键类型完全相同 B．NO3-和CO32-是等电子体，均为平面正三角形结构 C．H3O+和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D．SO2和O3是等电子体，SO2和O3具有相同的化学性质 【答案】B 【解析】根据题中等电子体可知，本题考查等电子体，根据等电子体化学键和构型类似分析。A项，CH4和NH4+原子数都是5，价电子数都是8，是等电子体，空间构型均为正四面体结构，都为共价键，但NH4+中有三条属于极性共价键，一条属于配位键，故A错误；B项，NO3-和CO32-原子数都是4，价电子数都是24，是等电子体，均为平面正三角形结构，故B正确；C项，H3O+价电子数是8，PCl3价电子数是26，价电子数不同，不是等电子体，故C错误；D项，SO2和O3是等电子体，价电子数都为18，具有相似的结构，但化学性质不同，二氧化硫以还原性为主，而臭氧具有强氧化性，故D错误；故选B。 5．等电子体之间往往具有相似的结构，N2O与CO2分子具有相似的结构(包括电子式)；已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，下列说法合理的是_______。 A．N2O为三角形分子 B．N2O与CO2均不含非极性键 C．N2O的电子式可表示 D．N2O与SiO2为等电子体 【答案】C 【解析】A项，N2O与CO2分子具有相似的结构，二氧化碳是直线型分子，所以N2O是直线型分子，故A错误； B项，N2O 的电子式为：，N2O 中存在氮氮键，所以含有非极性键，故B错误；C项，二氧化碳的电子式为： ， N2O 与CO2分子具有相似的结构(包括电子式)，且N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，所以N2O的电子式为： ，故C正确；D项，二氧化硅是原子晶体， N2O是分子晶体，所以N2O和SiO2不是等电子体，故D错误；故选C。 6．写出下列符合题意的化学式： (1)写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子式 (2)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________ (3)与SeO32-互为等电子体的分子有(写一种物质的化学式即可)__________________ (4)在短周期元素组成的物质中，写出与NO2-互为等电子体的分子__________。(写两个，填分子式) (5)与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 (各举一例) 【答案】(1)N2 (2)NH2－ (3)PCl3 (4)SO2、O3 (5)PH3 或AsH3 、H3O＋或CH3－ 7．已知原子总数相同、价电子总数相等的微粒称为等电子体，等电子体的结构相似。据此回答下列问题： (1)SCN-、NO2+的价电子总数都是16，因此它们的结构与第二周期中的两种元素组成的 分子的结构相似，该分子呈 形。 (2) CO32-、NO3-等微粒具有相同的通式AX3，且价电子总数都是 ，因此它们的结构与由ⅥA族的两种元素组成的 分子的结构相似，呈 形。 【答案】(1) CO2或N2O 直线 (2) 24 SO3 平面三角 【解析】(1)SCN-、NO2+的价电子总数都是16，所以SCN-、NO2+的第二周期中的两种元素组成的等电子体为CO2或N2O；分子呈直线形；(2)CO32-的价电子总数是4+3×6+2=24、NO3-价电子总数是5+3×6+1=24，VIA族两元素组成的原子的个数比是1:3的等电子体的化合物是SO3；SO3中S原子的价电子对数为，无孤对电子，空间构型是平面三角形。 建议时间：3分钟 1．(2022·湖南卷)与NH2-互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。 【答案】H2O或H2S 2．(2020·全国卷Ⅲ卷)与NH3BH3原子总数相等的等电子体是__________(写分子式)。 【答案】CH3CH3 3．(2020·江苏卷)与NH4+互为等电子体的一种分子为________(填化学式) 【答案】CH4或SiH4 4．(2004年高考全国理综卷第29题)A、B、C、D、E分别代表5种微粒，每种微粒中都含有18个电子。其中A和C都是由单原子形成的阴离子，B、D和E都是分子；又知在水溶液中A跟B反应可以生成C和D；E具有强氧化性。请回答： (1)用化学符号表示上述5种微粒：A_____，B______，C______，D_______，E______。 (2)在水溶液中A跟B反应的离子方程式__________________。 【答案】在中学阶段常见的18电子的等电子微粒，其中属于18电子的中性分子有：Ar、F2、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、N2H4、HOF(次氟酸)、NH2OH、CH3CH3、CH3F、CH3OH、CH3NH2等；属于10电子的带电离子有：K+、Ca2+、P3-、S2-、HS-、Cl-、O22-等。据题意得，A、C应属于Cl-、S2-两种微粒，又根据A跟B反应可以生成C和D，可以确定B为HCl分子，则A为S2-离子，C为Cl-离子，D为H2S分子，而题中只给出E具有强氧化性，再没有其他限制，故只能推出E为F2、H2O2、HOF中的任意一种；而在水溶液中A跟B的反应的离子方程式为：2H++S2-=H2S↑。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $