内容正文:
第二节 共价键与分子的空间结构
课时2 分子的空间结构与分子性质
分层作业
1.(2022·辽宁·高考真题)下列符号表征或说法正确的是
A.电离:H2S=HS- + H+ B.位于元素周期表p区
C.空间结构:平面三角形 D.电子式:
【答案】C
【详解】A.H2S是二元弱酸,电离分步进行,其一级电离方程式为H2S⇌H++HS﹣,弱电解质电离应用可逆符号,故A错误;
B.基态Na原子的价电子排布式是3s1,最后一个电子填充在s能级,位于元素周期表s区,故B错误;
C.中心碳原子的价层电子对数为3+×(4+2﹣2×3)=3,故其空间结构为平面三角形,故C正确;
D.KOH是离子化合物,电子式为 ,故D错误;
故选C。
2.(2024·广西·高考真题)光照时,纳米能使水产生羟基自由基,可用于处理废水。下列表述正确的是
A.基态Ti的价电子排布式: B.的电子式:
C.的VSEPR模型: D.O的一种核素:
【答案】B
【详解】A.基态Ti的价电子排布式:3d24s2,A错误;
B.含有1个未成对电子,电子式:,B正确;
C.H2O中心O原子价层电子对数为,O原子采用sp3杂化,O原子上含有2对孤电子对,的VSEPR模型为,C错误;
D.核素的表示方法为:元素符号左下角为质子数,左上角为质量数;O质子数为8,则O的一种核素不会是,D错误;
故选B。
3.(2025·河北·高考真题)下列化学用语表述正确的是
A.中子数为12的氖核素: B.氯化镁的电子式:
C.甲醛分子的球棍模型: D.的价层电子对互斥模型:
【答案】C
【详解】A.氖原子的质子数为10,中子数为12,故氖核素,A错误;
B.氯化镁为离子化合物,电子式为,B错误;
C.甲醛(HCHO)分子为平面三角形结构,球棍模型中原子大小、连接方式应与实际结构相符。甲醛中C原子连接2个H原子和1个O原子,且为平面结构,题中模型符合甲醛分子结构特点,C正确;
D.对于,中心C原子的价层电子对数,孤电子对数为0,价层电子对互斥模型应为平面三角形 ,D错误;
故选C。
4.(2021·海南·高考真题)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是
A.是非极性分子 B.键角都等于90°
C.与之间共用电子对偏向S D.原子满足8电子稳定结构
【答案】A
【详解】A.结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子,SF6分子呈正八面体结构,S 原子位于正八面体的中心,该分子结构对称、正负电荷重心重合,所以为非极性分子,A正确;
B.SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子,确切地说角FSF可以是90度,但也有处于对角位置的角FSF为180度,故键角不都等于90°,B错误;
C.由于F的电负性比S的大,S与F之间共用电子对偏向F,C错误;
D.中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12,则S原子不是8电子稳定结构,D错误;
故答案为:A。
5.(2022·福建·高考真题)某非线性光学晶体由钾元素(K)和原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素组成。X与Y、Z与W均为同周期相邻元素,X的核外电子总数为最外层电子数的2倍,Z为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A.简单氢化物沸点: B.分子的空间构型为三角锥形
C.原子半径: D.最高价氧化物对应水化物的碱性:
【答案】A
【分析】X的核外电子总数为最外层电子数的2倍,X为Be;Z为地壳中含量最多的元素,Z为O,X与Y、Z与W均为同周期相邻元素,Y为B,W为F,据此解答。
【详解】A.常温下为液态,HF常温下为气体,沸点,故A正确;
B.为BF3,中心B原子有3对价电子且没有孤电子对,空间构型为平面三角形,故B错误;
C.四种元素为同周期元素,随核电荷数增大原子半径减小,原子半径:Be>B>O>F,故C错误;
D.Be最高价氧化物水化物为Be(OH)2,溶液显两性,B最高价氧化物的水化物为H3BO3,溶液显酸性,故D错误;
故选:A。
6.(2023·湖南·高考真题)下列化学用语表述错误的是
A.HClO的电子式:
B.中子数为10的氧原子:O
C.NH3分子的VSEPR模型:
D.基态N原子的价层电子排布图:
【答案】C
【详解】
A.HClO中O元素呈负化合价,在结构中得到H和Cl共用的电子,因此HClO的电子式为,A正确;
B.中子数为10,质子数为8的O原子其质量数为10+8=18,其原子表示为O,B正确;
C.根据VSEPR模型计算,NH3分子中有1对孤电子对,N还连接有3和H原子,因此NH3的VSEPR模型为四面体型,C错误;
D.基态N原子的价层电子排布为2s22p3,其电子排布图为,D正确;
故答案选C。
7.(2025·北京·高考真题)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.乙醇的分子模型: B.的模型:
C.S的原子结构示意图: D.基态原子的价层电子排布式:
【答案】C
【详解】
A.乙醇的结构简式为,分子模型为:,A正确;
B.BF3分子中B原子的价层电子对数为3+(3-1×3)=3,无孤电子对,其空间构型和VSEPR模型均为平面三角形,B正确;
C.S的原子有16个电子,结构示意图,C错误;
D.锌是30号元素,基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s2,价电子排布式为3d104s2,D正确;
故选C。
8.(25-26高三上·吉林长春·月考)一定条件下,磷化氢(PH3)与CuSO4溶液的反应:24CuSO4+11PH3+12H2O=8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4。下列说法正确的是
A.PH3为非极性分子 B.CuSO4仅含离子键
C.H2O的共价键类型:s-p σ键 D.的空间构型为正四面体形
【答案】D
【详解】A.PH3分子中中心P原子的价层电子对数为:,成键电子对数为3,孤电子对数为1,分子构型为三角锥形,由于正负电荷重心不重合,属于极性分子,A错误;
B.CuSO4中铜离子与硫酸根通过离子键结合,而硫酸根中S与O之间存在共价键,B错误;
C.H2O中O的价层电子对数为:,O原子采用sp3杂化,O原子的sp3杂化轨道与H原子的s轨道形成sp3-s σ键,C错误;
D.中P的价层电子对数为,空间构型为正四面体形,D正确;
故选D。
9.(25-26高三上·安徽·月考)对于反应,下列叙述正确的是
A.的电子式:
B.的VSEPR模型:
C.和中的N原子都采用杂化
D.是只含极性键的非极性分子
【答案】B
【详解】
A.离子化合物,其电子式为:,A错误;
B.水分子的价层电子对数为:,含有两对孤对电子,根据价层电子对互斥理论可知,其VSEPR模型为四面体形,B正确;
C.中的N原子的价层电子对数是:,无孤对电子;中的N原子的价层电子对数是:,含有一对孤对电子,则N原子都采用杂化,C错误;
D.NH3是只含N-H极性键,分子中正、负电荷中心不重合,则为极性分子,D错误;
故选B。
10.(25-26高三上·辽宁·期中)实验室中可利用反应吸收。下列说法正确的是
A.的结构示意图: B.基态的价层电子排布式:
C.的VSEPR模型: D.键角:
【答案】C
【详解】
A.的核电荷数为16,核外电子数为18,最外层电子数应为8,而图中最外层电子数为6,正确得的结构示意图为:,A不符合题意;
B.的价层电子排布式:为,失去2个电子形成时,先失去4s轨道的1个电子,再失去3d轨道的1个电子,因此的价层电子排布式为,B不符合题意;
C.的中心S原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,故的VSEPR模型:,C符合题意;
D.中心原子S无孤电子对,键角109°28′,中心有1对孤电子对,孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,键角小于109°28′,D不符合题意;
故选C。
11.(25-26高二上·全国·周测)回答下列问题:
(1)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。中,阴离子空间构型为 ,C原子的杂化方式为 。
(2)根据价层电子对互斥模型,的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。
(3)分子为三角锥形,键角为,小于氨分子的键角,分子键角较小的原因是 。
(4)亚砷酸分子中,中心原子砷的VSEPR模型是 ,砷原子杂化方式为 。
(5)磷酸根离子的空间构型为 ,其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
(6)在5-氨基四唑()中所含元素的电负性由大到小的顺序为 ,其中N原子的杂化类型为 ;在1mol5-氨基四唑中含有的键数目为 。
【答案】(1) 平面三角形
(2)
(3)砷原子电负性小于氮原子,中共用电子对与砷原子核距离较远,斥力较小,键角较小
(4) 四面体形
(5) 正四面体 4
(6)
【详解】(1)中阴离子为,依据价层电子对互斥理论模型,C为中心原子,键电子对数为3,孤电子对数为,所以的空间结构为平面三角形,C原子的杂化方式为。
(2)根据价层电子对互斥模型,中S为中心原子,键电子对数为2,孤电子对数为中S为中心原子,键电子对数为2,孤电子对数为中S为中心原子,键电子对数为3,孤电子对数为;即的气态分子中,中心原子价层电子对数分别是;所以中心原子价层电子对数不同于其他分子的是。
(3)分子为三角锥形,键角为,小于氨分子的键角,分子键角较小的原因是砷原子电负性小于氮原子,且砷原子半径较大,中共用电子对与砷原子核距离较远,斥力较小,键角较小。
(4)亚砷酸分子中,中心原子为As,依据价层电子对互斥理论模型,键电子对数为3,孤电子对数为,价层电子对数为4,所以中心原子砷的VSEPR模型是四面体形,砷原子杂化方式为。
(5)的中心原子P的价层电子对数为,故P原子采取杂化,不含孤电子对,的空间构型为正四面体。
(6)该物质中含有三种元素,其电负性由大到小的顺序是;形成双键的N原子有2个σ键,1个孤电子对,价层电子对数为3,杂化方式是;形成三个共价单键的N原子,有3个σ键,1个孤电子对,N原子的杂化方式是杂化;共价单键是键,共价双键中有一个键和一个键,所以该分子中含有9个键,故在1mol5-氨基四唑中含有的键的数目为。
12.(24-25高二下·上海·期中)VIA族元素中硫、硒(Se)及其化合物在研究和生产中有重要用途。
(1)硫单质的一种结构(如图),分子中S原子的杂化方式为 ,该物质 于水。
A.可溶 B.难溶
(2)硫有多种含氧粒子:如、、、等,其中,的VSEPR模型为空间结构为 ;空间结构为 。
A.V形 B.平面三角形 C.三角锥形 D.正四面体形
(3)写出Se原子价电子排布式 ,Se常温下为 态,(填“气”或“液”或“固”)同周期的元素中含有最多未成对电子的元素是 (写元素符号)。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.按照核外电子排布,可把元素周期表划分为4个区,Se位于元素周期表p区
B.Se原子的半径大于原子的半径
C.酸性:
D.氢化物的稳定性:比稳定
(5)的还原性比强。用一个化学方程式证明此结论: 。
【答案】(1) sp3 B
(2) B D
(3) 4s24p4 固 Cr
(4)ABD
(5)O2+2=2S+2H2O
【详解】(1)由图可知,结构中的S原子形成2个S-S键,有2对孤电子对,价电子对数为4,故分子中S原子杂化方式为:sp3杂化,该物质属于非极性分子,水是极性分子,根据相似相溶原理,该物质难溶于水;
(2)中S的价层电子对数为2+=3,VSEPR模型为空间结构为平面三角形,答案为B;中S的价层电子对数为4+=4,没有孤电子对,空间构型为正四面体形,答案选D;
(3)Se是34号元素,位于硫元素的下方,基态Se原子的核外电子排布式为1s,1s22s22p63s23p63d104s24p4,价层电子排布式为4s24p4;常温下硫单质是固体,与Se同周期的所有元素的基态原子中未成对电子数最多的是:Cr,价电子排布式为:3d54s1,有6个单电子;
(4)A.元素周期表根据核外电子排布划分为s、p、d、ds、f五个区,Se的最外层电子构型为4s24p4,属于p区,故A错误;
B.同周期从左到右原子半径逐渐减小,As在Se的前面,Se原子的半径小于原子的半径,故B错误;
C.S元素在Se上面,S的非金属性强于Se,故酸性:,故C正确;
D.S的非金属性强于Se,故氢化物的稳定性:比稳定,故D错误;
答案为ABD;
(5)O2能将氧化为单质S,化学方程式为O2+2=2S+2H2O,H2S是还原剂,H2O是还原产物,说明H2S的还原性比强。
1.(2023·湖北·高考真题)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A.和的VSEPR模型均为四面体
B.和的空间构型均为平面三角形
C.和均为非极性分子
D.与的键角相等
【答案】A
【详解】A.甲烷分子的中心原子的价层电子对为4,水分子的中心原子价层电子对也为4,所以他们的VSEPR模型都是四面体,A正确;
B.SO的孤电子对为1,CO的孤电子对为0,所以SO的空间构型为三角锥形,CO的空间构型为平面三角形,B错误,
C.CH4为正四面体结构,为非极性分子,SF4中心原子有孤电子对,为极性分子,C错误;
D.XeF2和XeO2分子中,孤电子对不相等,孤电子对越多,排斥力越大,所以键角不等,D错误;
故选A。
2.(2023·北京·高考真题)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的电子式为 B.的VSEPR模型为
C.电子云图为 D.基态原子的价层电子轨道表示式为
【答案】C
【详解】
A.氯化钠是离子化合物,其电子式是 ,A项错误;
B.氨分子的VSEPR模型是四面体结构,B项错误:
C.p能级电子云是哑铃(纺锤)形,C项正确;
D.基态铬原子的价层电子轨道表示式是 ,D项错误;
故选C。
3.(2024·湖北·高考真题)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A.理论认为模型与分子的空间结构相同
B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D.杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
【答案】A
【详解】A.VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型,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,当中心原子无孤电子对时,两者空间结构相同,当中心原子有孤电子对时,两者空间结构不同,故A错误;
B.元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化,这一规律叫元素周期律,元素性质的周期性的变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果,故B正确;
C.在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理,故C正确;
D.1个s轨道和3个p轨道混杂形成4个能量相同、方向不同的轨道,称为sp3杂化轨道,故D正确;
故答案为:A。
4.(25-26高三上·河北邯郸·月考)化学用语是学习化学的重要工具,下列化学用语表述正确的是
A.Na2S的电子式:
B.基态 的价层电子排布图:
C.CO2和SO2的VSEPR模型均为:
D.乙烯的共价键类型:“”σ 键、“p-p”π键
【答案】B
【详解】
A.硫化钠是离子化合物,电子式:,A错误;
B.基态的价层电子排布式为,其价电子排布图为,B正确;
C.二氧化碳的价层电子对是2,没有孤电子对,则其模型是直线形,C错误;
D.乙烯的结构简式为CH2=CH2,其中含有碳碳双键,C原子为sp2杂化,含有“” 键、“p-p”π键和“” 键,D错误;
答案选B。
5.(25-26高三上·福建厦门·月考)下列化学用语或表述正确的是
A.NaCl溶液中的水合离子:
B.CsCl的形成过程:
C.甲醛碳氧双键中π键的电子云轮廓图:
D.分子VSEPR模型:
【答案】C
【详解】
A.NaCl溶液中,(阳离子)应与水分子的氧端(负电端)结合,(阴离子)应与水分子的氢端(正电端)结合,水合氯离子表示为,水合钠离子表示为,A错误;
B.CsCl为离子化合物,形成过程中Cs失去电子为,Cl得到电子为,正确形成过程为,B错误;
C.甲醛分子中碳原子上还有一个未参加杂化的p轨道,与氧原子上一个p轨道彼此重叠起来,形成一个p-pπ键,π键的电子云镜像对称,甲醛碳氧双键中π键的电子云轮廓图:,C正确;
D.中P的价层电子对数=,VSEPR模型为四面体形,图片为三角锥形,应该为的空间结构模型,D错误;
故答案选C。
6.(2023·天津·高考真题)常温下,二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,具有强氧化性,已被联合国卫生组织(WTO)列为Al级高效安全消毒剂。已知,工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应,其反应的化学方程式:CH3OH+6NaClO3+3H2SO4=CO2↑+6ClO2↑+3Na2SO4+5H2O,则下列说法正确的是
A.CO2是非极性分子
B.键角:ClO<ClO
C.NaClO3在反应中做还原剂
D.ClO2分子空间构型为直线形
【答案】A
【详解】A.CO2的中心原子C原子的价层电子对数为2,C原子杂化类型为sp,CO2是非极性分子,A正确;
B.ClO与ClO中氯原子的价层电子对数均为4,杂化类型均为sp3,ClO中氯原子有一个孤电子对,ClO中氯原子有二个孤电子对,ClO中孤电子对与成键电子对之间的排斥力小于ClO中孤电子对与成键电子对之间的排斥力,导致键角:ClO>ClO,B错误;
C.该反应中,碳元素化合价由−2价变为+4价,氯元素化合价由+5价变为+4价,所以氧化剂是NaClO3,还原剂是甲醇,C错误;
D.ClO2中Cl原子提供1对电子,有一个O原子提供1个电子,另一个O原子提供1对电子,这5个电子处于互相平行的轨道中形成大π键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键,Cl与另一个O形成的是普通的共价键(σ键,这个O只提供了一个电子参与形成大π键),Cl的价层电子对数3,则Cl原子的轨道杂化方式为sp2,ClO2分子空间构型为V形,D错误;
故选A。
7.(2025·辽宁沈阳·三模)化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达正确的是
A.用电子式表示的形成过程:
B.分子的VSEPR模型为
C.用电子云轮廓图表示键的形成:
D.的价电子轨道表示式:
【答案】B
【详解】
A.的电子式形成过程需注意:是共价化合物,形成过程中不存在阴阳离子,选项中错误地将共价化合物按离子化合物的形成过程表示,正确的表示为:,A错误;
B.分子中中心O原子的价层电子对数:键数(2)+ 孤电子对数,总价层电子对数为4。VSEPR模型由价层电子对数决定,价层电子对数为4时,VSEPR模型为四面体形,B正确;
C. 此选项中由p轨道“头碰头”重叠形成,故p-p键为键,C错误;
D.的核电荷数为25,失去2个电子后核外电子排布为:,其价电子为,价电子轨道表示式中3d轨道应为5个单电子(洪特规则),且无4s电子,选项中画出4s轨道的电子,D错误;
故答案选B。
8.Ⅰ.(25-26高二上·上海·课后作业)我国某科研工作者制备了一种高性能的钾离子电池负极材料(),如图所示。回答下列问题:
(1)铋的原子序数为83,则基态铋原子的价层电子排布式为 ,能量最高的电子所占据的原子轨道的电子云轮廓图为 形。
(2)中的VSEPR模型为 形,的立体构型为 形,的键角 (填“>”、“<”或“=”)的键角。
(3)的第一电离能由小到大的顺序为 ,BTC中原子的杂化类型有 。
Ⅱ.(25-26高三上·上海·阶段练习)三氟化氮是一种比较稳定的无色、无味、有毒的气体,是电子工业领域中一种重要的强氧化剂、助燃剂和蚀刻剂。
(1)下列N原子的轨道表示式表示的状态中,能量由高到低的顺序是_______。
① ②
③ ④
A.③④②① B.④③②① C.④②③① D.②④③①
(2)是一种黄色油状液体,极不稳定,易爆炸分解。请从共价键稳定性的角度解释稳定性强于 。
(3)根据价层电子对互斥理论,、和的键角从大到小的顺序为 。
【答案】Ⅰ.(1) 6s26p3 哑铃或纺锤
(2) 四面体 平面三角 <
(3) C<O<N sp2、sp3
Ⅱ.(1)C
(2)原子半径Cl>F,因此N-Cl键比N-F键键长更长,键长越短键能越大,因此N-F键键能更大,所以NF3更稳定
(3)
【详解】Ⅰ.(1)铋元素的原子序数为83,则其基态原子的价层电子排布式为6s26p3,能量最高的电子所占据的原子轨道电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形的6p轨道,故答案为:6s26p3;哑铃或纺锤。
(2)中氧原子的价层电子对数为,孤对电子对数为2,氧原子的杂化方式为sp3杂化,分子的VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形,孤电子对数越多,键角越小,因此键角小于109°28′;硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为,孤对电子对数为0,氮原子的杂化方式为sp2杂化,离子的空间结构为平面正三角形,键角为120°,则水分子的键角小于硝酸根离子,故答案为:四面体形;平面三角形;<
(3)同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由小到大的顺序为C<O<N;由结构简式可知,BTC中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,双键碳原子的杂化方式为sp2杂化,故答案为:C<O<N;sp2、sp3。
Ⅱ.(1)由于能量2p>2s>1s,题中N原子的轨道表示式表示的状态中,能量由高到低的顺序为④②③①,故选C;
(2)因原子半径Cl>F,故N-Cl键比N-F键键长更长,键长越短键能越大,因此N-F键键能更大,所以NF3更稳定;
(3)根据价层电子对互斥理论,中心N原子的价层电子对数为,中心N原子的价层电子对数为,中心N原子的价层电子对数为,都是sp3杂化,其中和含一对孤对电子,中不含孤对电子,故键角最大,由于电负性F>N>H,N-F成键电子对偏离中心原子N的程度大于N-H成键电子对,导致中成键电子对之间的排斥力小于,故键角 > ,故键角:。
1.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:。下列说法正确的是
A.反应中各分子的键均为键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
【答案】B
【详解】A.H2O中的H-O键是s-sp3 σ键,而非p-pσ键,A错误;
B.根据价层电子对互斥理论,Cl2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形;H2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形;HClO中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形;反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形,B正确;
C.Cl的原子半径大于H,Cl-O键长应大于H-O键长,因此C错误;
D.HClO中Cl的最外层电子数为7,其1个价电子与O形成共价键,剩余6个价电子形成3对孤电子对,D错误;
故答案选B。
2.(2024·福建·高考真题)我国科学家预测了稳定的氮单质分子(结构如图)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.的键电子数为
B.的(价层)孤电子对数为
C.的杂化N原子数为
D.完全分解,产生的分子数为
【答案】B
【详解】A.1个分子中有8个键,每个键含有2个电子,共16个电子,的键电子数为,A正确;
B.分子中所有原子共面可知1个分子1~6处的6个N原子采取sp2杂化,7、8两处N原子采取sp杂化,其中8、1、3、4、5、6六处N原子各有一对孤电子对即1个分子有6对孤电子对,的(价层)孤电子对数为,B错误;
C.分子中所有原子共面可知,1个分子有6个N原子采取sp2杂化,的杂化N原子数为,C正确;
D.为,含有8molN,根据氮原子守恒,完全分解产生4mol ,产生的N2分子数为4NA,D正确;
故答案为:B。
3.(2025·山东·高考真题)用硫酸和可制备一元弱酸。下列说法错误的是
A.的水溶液显碱性
B.的空间构型为V形
C.为含有共价键的离子化合物
D.的中心N原子所有价电子均参与成键
【答案】B
【详解】A.NaN3是强碱(NaOH)和弱酸(HN3)形成的盐,水解生成OH-,溶液显碱性,A正确。
B.与CO2是等电子体,两者结构相似 ,其中心原子均为sp杂化,其空间构型均为直线形,而非V形,B错误。
C.NaN3为离子化合物(Na+与通过离子键结合),内部三个N原子以共价键连接,C正确。
D.中心N原子通过sp杂化形成两个双键,无孤电子对,所有价电子参与成键,D正确。
故选B。
4.(2025·云南·高考真题)下列化学用语或图示表示正确的是
A.的VSEPR模型:
B.的电子式:
C.Cl的原子结构示意图:
D.溶于水的电离方程式:
【答案】A
【详解】A.的中心原子价层电子对数为3+=4,且含有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,A正确;
B.硫化钠是离子化合物,电子式:,B错误;
C.氯是第17号元素,Cl原子结构示意图为:,C错误;
D.是强电解质,溶于水完全电离,电离方程式:,D错误;
故选A。
5.(2025·江西·高考真题)乙烯是植物激素,可以催熟果实。植物体内乙烯的生物合成反应为:
阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.中键的数目为 B.中π电子的数目为
C.中孤电子对的数目为 D.消耗,产物中杂化C原子数目为
【答案】D
【详解】A.未指明标准状况,无法确定其物质的量,A错误;
B.HCN结构式为H-C≡N,C≡N三键含2个π键,每个π键2电子,故每个HCN分子含4个π电子,0.1 mol HCN含0.4 NAπ电子,B错误;
C.H2O中心原子孤电子对数为=2,9 g H2O为=0.5 mol,0.5 mol水含1 NA孤电子对,C错误;
D.该反应中消耗1 mol O2生成2 mol HCN和2 mol CO2。HCN中C为sp杂化(2个σ键),CO2中C为sp杂化(2个σ键),共4 mol sp杂化C原子,数目为4 NA,D正确;
故选D。
6.(2023·河北·高考真题)下列说法正确的是
A.的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体
B.若型分子的空间构型相同,其中心原子的杂化方式也相同
C.干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性
D.和都是既含键又含键的非极性分子
【答案】A
【详解】A.甲烷分子中心原子形成四个σ键,没有孤电子对,所以价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体,A正确;
B.SO2和OF2分子的空间构型均为V形,但前者中心原子为sp2杂化,后者中心原子为sp3杂化,B错误;
C.冰的结构是水分子通过氢键结合形成的有空隙的空间结构,表明了氢键通常具有方向性,干冰的结构表现为分子密堆积,范德华力没有方向性,C错误;
D.CO2和CCl4都是极性键形成的非极性分子,CO2既含σ键又含π键而CCl4只含σ键不含π键,D错误;
故选A。
7.(2022·江苏·高考真题)少量与反应生成和。下列说法正确的是
A.的电子式为 B.的空间构型为直线形
C.中O元素的化合价为-1 D.仅含离子键
【答案】C
【详解】A.过氧化钠是离子化合物,电子式是 ,A错误;
B.中氧原子的成键电子对是2,孤电子对是2,根据价层电子对为4,根据价层电子对互斥理论,其空间构型为V形,B错误;
C.中H显+1价,根据正负化合价为0,可计算出O的化合价为-1,C正确;
D.中O和H之间是共价键,D错误;
故选C。
8.(2023·湖北·高考真题)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,其中X、Y、Z相邻,W的核外电子数与X的价层电子数相等,是氧化性最强的单质,4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是
A.分子的极性: B.第一电离能:X<Y<Z
C.氧化性: D.键能:
【答案】A
【分析】是氧化性最强的单质,则Z是F,X、Y、Z相邻,且X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,则X为N,Y为O,W的核外电子数与X的价层电子数相等,则W为B,即:W为B,X为N,Y为O,Z是F,以此解题。
【详解】A.由分析可知,W为B,X为N,Z是F,WZ3为BF3,XZ3为NF3,其中前者的价层电子对数为3,空间构型为平面三角形,为非极性分子,后者的价层电子对数为4,有一对孤电子对,空间构型为三角锥形,为极性分子,则分子的极性:,A正确;
B.由分析可知,X为N,Y为O,Z是F,同一周期越靠右,第一电离能越大,但是N的价层电子排布式为2s22p3,为半满稳定结构,其第一电离能大于相邻周期的元素,则第一电离能:Y<X<Z,B错误;
C.由分析可知,W为B,X为N,Y为O,则为,为,两种化合物中N和B的化合价都是+3价,但是N的非金属性更强一些,故的氧化性更强一些,C错误;
D.由分析可知,X为N,Y为O,Z是F,其中N对应的单质为氮气,其中包含三键,键能较大,D错误;
故选A。
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第二节 共价键与分子的空间结构
课时2 分子的空间结构与分子性质
分层作业
1.(2022·辽宁·高考真题)下列符号表征或说法正确的是
A.电离:H2S=HS- + H+ B.位于元素周期表p区
C.空间结构:平面三角形 D.电子式:
2.(2024·广西·高考真题)光照时,纳米能使水产生羟基自由基,可用于处理废水。下列表述正确的是
A.基态Ti的价电子排布式: B.的电子式:
C.的VSEPR模型: D.O的一种核素:
3.(2025·河北·高考真题)下列化学用语表述正确的是
A.中子数为12的氖核素: B.氯化镁的电子式:
C.甲醛分子的球棍模型: D.的价层电子对互斥模型:
4.(2021·海南·高考真题)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是
A.是非极性分子 B.键角都等于90°
C.与之间共用电子对偏向S D.原子满足8电子稳定结构
5.(2022·福建·高考真题)某非线性光学晶体由钾元素(K)和原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素组成。X与Y、Z与W均为同周期相邻元素,X的核外电子总数为最外层电子数的2倍,Z为地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A.简单氢化物沸点: B.分子的空间构型为三角锥形
C.原子半径: D.最高价氧化物对应水化物的碱性:
6.(2023·湖南·高考真题)下列化学用语表述错误的是
A.HClO的电子式:
B.中子数为10的氧原子:O
C.NH3分子的VSEPR模型:
D.基态N原子的价层电子排布图:
7.(2025·北京·高考真题)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.乙醇的分子模型: B.的模型:
C.S的原子结构示意图: D.基态原子的价层电子排布式:
8.(25-26高三上·吉林长春·月考)一定条件下,磷化氢(PH3)与CuSO4溶液的反应:24CuSO4+11PH3+12H2O=8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4。下列说法正确的是
A.PH3为非极性分子 B.CuSO4仅含离子键
C.H2O的共价键类型:s-p σ键 D.的空间构型为正四面体形
9.(25-26高三上·安徽·月考)对于反应,下列叙述正确的是
A.的电子式:
B.的VSEPR模型:
C.和中的N原子都采用杂化
D.是只含极性键的非极性分子
10.(25-26高三上·辽宁·期中)实验室中可利用反应吸收。下列说法正确的是
A.的结构示意图: B.基态的价层电子排布式:
C.的VSEPR模型: D.键角:
11.(25-26高二上·全国·周测)回答下列问题:
(1)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。中,阴离子空间构型为 ,C原子的杂化方式为 。
(2)根据价层电子对互斥模型,的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。
(3)分子为三角锥形,键角为,小于氨分子的键角,分子键角较小的原因是 。
(4)亚砷酸分子中,中心原子砷的VSEPR模型是 ,砷原子杂化方式为 。
(5)磷酸根离子的空间构型为 ,其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
(6)在5-氨基四唑()中所含元素的电负性由大到小的顺序为 ,其中N原子的杂化类型为 ;在1mol5-氨基四唑中含有的键数目为 。
12.(24-25高二下·上海·期中)VIA族元素中硫、硒(Se)及其化合物在研究和生产中有重要用途。
(1)硫单质的一种结构(如图),分子中S原子的杂化方式为 ,该物质 于水。
A.可溶 B.难溶
(2)硫有多种含氧粒子:如、、、等,其中,的VSEPR模型为空间结构为 ;空间结构为 。
A.V形 B.平面三角形 C.三角锥形 D.正四面体形
(3)写出Se原子价电子排布式 ,Se常温下为 态,(填“气”或“液”或“固”)同周期的元素中含有最多未成对电子的元素是 (写元素符号)。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.按照核外电子排布,可把元素周期表划分为4个区,Se位于元素周期表p区
B.Se原子的半径大于原子的半径
C.酸性:
D.氢化物的稳定性:比稳定
(5)的还原性比强。用一个化学方程式证明此结论: 。
1.(2023·湖北·高考真题)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A.和的VSEPR模型均为四面体
B.和的空间构型均为平面三角形
C.和均为非极性分子
D.与的键角相等
2.(2023·北京·高考真题)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的电子式为 B.的VSEPR模型为
C.电子云图为 D.基态原子的价层电子轨道表示式为
3.(2024·湖北·高考真题)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A.理论认为模型与分子的空间结构相同
B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D.杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
4.(25-26高三上·河北邯郸·月考)化学用语是学习化学的重要工具,下列化学用语表述正确的是
A.Na2S的电子式:
B.基态 的价层电子排布图:
C.CO2和SO2的VSEPR模型均为:
D.乙烯的共价键类型:“”σ 键、“p-p”π键
5.(25-26高三上·福建厦门·月考)下列化学用语或表述正确的是
A.NaCl溶液中的水合离子:
B.CsCl的形成过程:
C.甲醛碳氧双键中π键的电子云轮廓图:
D.分子VSEPR模型:
6.(2023·天津·高考真题)常温下,二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,具有强氧化性,已被联合国卫生组织(WTO)列为Al级高效安全消毒剂。已知,工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应,其反应的化学方程式:CH3OH+6NaClO3+3H2SO4=CO2↑+6ClO2↑+3Na2SO4+5H2O,则下列说法正确的是
A.CO2是非极性分子
B.键角:ClO<ClO
C.NaClO3在反应中做还原剂
D.ClO2分子空间构型为直线形
7.(2025·辽宁沈阳·三模)化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达正确的是
A.用电子式表示的形成过程:
B.分子的VSEPR模型为
C.用电子云轮廓图表示键的形成:
D.的价电子轨道表示式:
8.Ⅰ.(25-26高二上·上海·课后作业)我国某科研工作者制备了一种高性能的钾离子电池负极材料(),如图所示。回答下列问题:
(1)铋的原子序数为83,则基态铋原子的价层电子排布式为 ,能量最高的电子所占据的原子轨道的电子云轮廓图为 形。
(2)中的VSEPR模型为 形,的立体构型为 形,的键角 (填“>”、“<”或“=”)的键角。
(3)的第一电离能由小到大的顺序为 ,BTC中原子的杂化类型有 。
Ⅱ.(25-26高三上·上海·阶段练习)三氟化氮是一种比较稳定的无色、无味、有毒的气体,是电子工业领域中一种重要的强氧化剂、助燃剂和蚀刻剂。
(1)下列N原子的轨道表示式表示的状态中,能量由高到低的顺序是_______。
① ②
③ ④
A.③④②① B.④③②① C.④②③① D.②④③①
(2)是一种黄色油状液体,极不稳定,易爆炸分解。请从共价键稳定性的角度解释稳定性强于 。
(3)根据价层电子对互斥理论,、和的键角从大到小的顺序为 。
1.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:。下列说法正确的是
A.反应中各分子的键均为键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
2.(2024·福建·高考真题)我国科学家预测了稳定的氮单质分子(结构如图)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.的键电子数为
B.的(价层)孤电子对数为
C.的杂化N原子数为
D.完全分解,产生的分子数为
3.(2025·山东·高考真题)用硫酸和可制备一元弱酸。下列说法错误的是
A.的水溶液显碱性
B.的空间构型为V形
C.为含有共价键的离子化合物
D.的中心N原子所有价电子均参与成键
4.(2025·云南·高考真题)下列化学用语或图示表示正确的是
A.的VSEPR模型:
B.的电子式:
C.Cl的原子结构示意图:
D.溶于水的电离方程式:
5.(2025·江西·高考真题)乙烯是植物激素,可以催熟果实。植物体内乙烯的生物合成反应为:
阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.中键的数目为 B.中π电子的数目为
C.中孤电子对的数目为 D.消耗,产物中杂化C原子数目为
6.(2023·河北·高考真题)下列说法正确的是
A.的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体
B.若型分子的空间构型相同,其中心原子的杂化方式也相同
C.干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性
D.和都是既含键又含键的非极性分子
7.(2022·江苏·高考真题)少量与反应生成和。下列说法正确的是
A.的电子式为 B.的空间构型为直线形
C.中O元素的化合价为-1 D.仅含离子键
8.(2023·湖北·高考真题)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,其中X、Y、Z相邻,W的核外电子数与X的价层电子数相等,是氧化性最强的单质,4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是
A.分子的极性: B.第一电离能:X<Y<Z
C.氧化性: D.键能:
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