第2章 第2节 第1课时 分子结构与价层电子对互斥模型（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版 单选）

[对应知能达标训练P13] [基础训练] 1．下列分析方法中不是现代化学测定有机物结构的是(　　) A．燃烧法　　　　　 B．红外光谱法 C．紫外光谱法 D．核磁共振氢谱法 解析　红外光谱法用于测定有机物的官能团和化学键；核磁共振氢谱法用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目；紫外光谱法用于测定有机物中是否含有碳碳双键等，而燃烧法只能判断C与H原子的个数比，不能判断有机物的结构。 答案　A 2．化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列说法正确的是(　　) A．X射线衍射技术不能用于有机化合物晶体结构的测定 B．分析有机物的红外光谱图，可获得分子中所含化学键或官能团个数的信息 C．核磁共振氢谱能准确测定有机物中氢元素的个数 D．质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法 解析　X射线衍射技术能够精确测定原子在晶体中的空间位置，是迄今研究分子结构的主要技术，故A错误；红外光谱图常用来测定分子中含有的化学键或官能团，但不能获得分子中所含化学键或官能团个数的信息，故B错误；核磁共振氢谱能够测定有机物中氢原子的种类和数量比，不能测定有机物中氢元素的个数，故C错误；质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法，故D正确。 答案　D 3．下列用价层电子对互斥模型分别预测H2S和BF3的空间结构的结论，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 解析　根据价层电子对互斥模型，H2S的中心原子上的价层电子对数为4，孤电子对数为2，孤电子对和σ键电子对相互排斥而形成V形；BF3的中心原子上的价层电子对数为3，孤电子对数为0，故其空间结构为平面三角形。 答案　D 4．(2025·诸暨中学高二月考)在白磷分子(P4)中，四个P原子分别处于正四面体的四个顶点上，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷分子的说法正确的是(　　) A．白磷分子中的键角为109°28′ B．分子中共有4对共用电子对 C．白磷分子中的键角为60° D．分子中有6对孤电子对 解析　根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合，从而形成正四面体结构，所以键角为60°，分子中共有6个共价单键(即6对共用电子对)，4对孤电子对。 答案　C 5．下列粒子的中心原子的孤电子对数或空间结构错误的是(　　) 选项 粒子 中心原子的孤电子对数 粒子的空间结构 A BF3 0 平面三角形 B BeCl2 1 V形 C NH3 1 三角锥形 D PH 0 正四面体形 解析　BF3中心原子B价层电子对数＝3＋(3－3×1)＝3，孤电子对数为0，空间结构为平面三角形，A正确；BeCl2中心原子Be价层电子对数＝2＋(2－2×1)＝2，孤电子对数为0，空间结构为直线形，B错误；NH3中心原子N价层电子对数＝3＋(5－3×1)＝4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，C正确；PH中心原子P价层电子对数＝4＋(5－1－4×1)＝4，孤电子对数为0，空间结构为正四面体形，D正确。 答案　B 6．下列说法正确的是(　　) A．NO2分子的空间结构为直线形 B．PO分子为正四面体形分子 C．甲烷与氯气反应生成的四种氯代物的空间结构都是正四面体形 D．HCHO价层电子对互斥模型是平面三角形，空间结构是三角锥形 解析　NO2分子是V形，A错误；PO分子为正四面体形分子，B正确；甲烷与氯气反应生成的四种氯代物中，只有CCl4的空间结构是正四面体形，C错误；HCHO分子的价层电子对互斥模型呈平面三角形，分子的空间结构为平面三角形，D错误。 答案　B 7．(2024·章丘四中高二期末)下列说法不正确的是(　　) A．键角：H2O>H3O＋ B．XeF2的价层电子对数为5 C．不同状态的镁中电离最外层一个电子所需能量 D．SnCl2的VSEPR模型和分子构型不同 解析　H2O与H3O＋中中心原子O价层电子对数都为4，H2O分子中心原子有2对孤电子对，H3O＋的中心原子上的孤电子对数为1，随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角减小，故键角H2O＜H3O＋，A错误；XeF2中中心原子Xe上的孤电子对数为×(8－2×1)＝3，σ键电子对数为2，价层电子对数为2＋3＝5，B正确；为基态Mg＋，为激发态Mg＋，3s能级的能量低于3p能级的能量，故电离最外层一个电子所需能量：>，C正确；SnCl2中中心原子Sn上的孤电子对数为×(4－2×1)＝1，σ键电子对数为2，价层电子对数为2＋1＝3，VSEPR模型为平面三角形，略去孤电子对，分子结构为V形，D正确。 答案　A 8．已知在CH4中，C—H之间的键角为109°28′，NH3中，N—H之间的键角为107°，H2O中O—H之间的键角为105°。下列说法正确的是(　　) A．孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力 B．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对间的斥力 C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对间的斥力 D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力和成键电子对间的斥力之间的大小关系 解析　由中心原子上孤电子对数的计算公式可知，CH4中碳原子上无孤电子对，NH3中氮原子上的孤电子对数为1，H2O中氧原子上的孤电子对数为2。根据题意知，CH4中C—H之间的键角＞NH3中N—H之间的键角＞H2O中O—H之间的键角，说明孤电子对与成键电子对间的排斥作用较强，即孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力，A项正确。 答案　A [能力提升] 9．H2O2的结构式为H—O—O—H。下列有关H2O2的说法正确的是(　　) A．是直线形分子 B．是三角锥形分子 C．氧原子孤电子对数为1 D．氧原子的价层电子对数为4 解析　H2O2中的每个氧原子有6个价电子，形成了2个σ键，故还有4个电子没有成键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，C错误，D正确；以氧为中心的三个原子呈V形结构，H2O2中相当于有两个V形结构，故不可能是直线形或三角锥形分子，A、B错误。 答案　D 10．短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有关叙述不正确的是(　　) A．若A、B为同一周期元素，则AB3分子不一定为平面正三角形 B．若AB3分子中的价层电子个数为24个，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分子可能为NH3 解析　若为PCl3，则分子为三角锥形，A正确；BCl3满足要求，其分子为平面正三角形，B正确；若分子为SO3，则为平面正三角形，C错误；分子不一定为NH3，也可能为NF3等，D正确。 答案　C 11．(2025·黑吉辽内蒙古卷)Cl2O可用于水的杀菌消毒，遇水发生反应：Cl2O＋H2O===2HClO。下列说法正确的是(　　) A．反应中各分子的σ键均为p-p σ键 B．反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形 C．Cl—O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 解析　反应中各分子的σ键不全是p-p σ键。例如，H2O中的H—O键是s-sp3 σ键，而非p-p σ键，A错误；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；Cl的原子半径大于H，Cl—O键长应大于H—O键长，C错误；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个孤电子对，D错误。 答案　B 12．在VSEPR中， 电子对斥力大小顺序可认为：孤对电子－孤对电子>孤对电子－成键电子>成键电子－成键电子，当电子对之间的夹角大于90°时，斥力可忽略。当价层电子对数为5时，构型为三角双锥。PCl5是典型的三角双锥分子，两个编号为①的Cl原子和P在一条直线上，三个编号为②的Cl原子构成平面正三角形。SF4和BrF3价层电子对数也都是5，但它们分别有1对和2对孤对电子，以如图为参照。则它们的孤对电子分别占据什么位置时，价层电子对间斥力最小(　　) 选项 A B C D SF4 ① ① ② ② BrF3 ① ②② ① ②② 解析　SF4的孤电子对若在①位置时，孤对电子与成键电子对夹角为90°的有三组，而SF4的孤电子对在②位置时，孤对电子与成键电子对夹角为90°的有两组，孤电子对在②时价层电子对间斥力最小；BrF3有两对孤电子对，若均在①上，则孤对电子与成键电子对夹角为90°的有6组，斥力太大，若一个在①上，一个在②上，则还有孤对电子与孤对电子之间夹角为90°的1组，孤对电子与成键电子对夹角为90°的有3组，斥力较大，若两个孤对电子均在②上，则孤对电子与成键电子对夹角为90°的为4组，此时价层电子对之间斥力最小。 答案　D 13．硼砂有广泛的用途，可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂，也可用于配制缓冲溶液和制取其他硼化合物等。市售硼砂往往已经部分风化。硼砂毒性较高，世界各国多禁用其作食品添加物。人体若摄入过多的硼，会引发多脏器的蓄积性中毒。硼砂是含结晶水的四硼酸钠，以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，请根据模型回答有关问题： (1)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，则在Xm－中的2号硼原子的价层电子对数为______；m＝______(填数字)。 (2)硼可以与氮形成BN，其中B的化合价为________，请解释原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间结构为____________；NaBF4的电子式为__________________________。 解析　(1)根据图示可知，2号B原子的价层电子对数为3，且无孤电子对；根据图示可知，该阴离子的化学式为[H4B4O9]m－，其中H显＋1价，B显＋3价、O显－2价，所以m＝2。(2)由于电负性：N>B，所以BN中B显＋3价。(3)BF的空间结构为正四面体形，NaBF4的电子式为。 答案　(1)3　2　(2)＋3　N的电负性大于B的电负性　 (3)正四面体形　 14．短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。 (1)HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为________， 该分子的空间结构为____________________。 (2)Y的价层电子排布式为__________，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为______________。 (3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是________， 该分子中的键角是______________。 (4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为________(填字母)。 a．两种分子的中心原子的价层电子对数不同 b．D、E的非金属性不同 c．E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有 解析　由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。 答案　(1)2＋×(6－1×1－1×1)　V形 (2)3s23p4　平面三角形　(3)SiCl4　109°28′　(4)c 15．20世纪50年代，科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子的空间结构。其要点可以概括为： Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(n＋m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，尽可能均匀地分布在中心原子周围的空间； Ⅱ.分子的空间结构是指分子中的原子在空间的分布，不包括中心原子上未成键的孤电子对； Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力大小顺序为： ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力； ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力； ⅲ.X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强； ⅳ.其他…… 请仔细阅读上述材料，回答下列问题： (1)根据要点Ⅰ可以画出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表： n＋m 2 ________ VSEPR理想模型 ____ 正四面体形 价层电子对之间的理想键角 ____ 109°28′ (2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因：________________________________ ________________________________________。 (3)H2O分子的空间结构为________，请你预测水分子中H—O—H键角的大小范围并解释原因：_________________________________________________________________。 (4)用价层电子对互斥模型(VSEPR模型)判断下列分子或离子的空间结构(当n＋m＝6时，VSEPR理想模型为正八面体)。 分子或离子 PbCl2 XeF4 SnCl PF3Cl2 HgCl 空间结构 解析　(1)因为价层电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间，故当价层电子对数为2时，两者理想键角为180°，分子呈直线形。当价层电子对数为4时，理想键角为109°28′，分子呈正四面体形。(2)CO2分子中C原子的最外层电子都参与成键，没有孤电子对，故CO2符合AXnEm模型，故在AXnEm模型中，n＋m＝2，故为直线形。(3)在水分子中，O原子上含有2对孤电子对，故H2O分子的空间结构为V形；由于H2O分子符合模型AXnEm中n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体，价层电子对之间的夹角均为109°28′；根据题目信息Ⅲ-ⅰ，应有H—O—H键角<109°28′，实际键角为105°。(4)PbCl2符合AXnEm模型中n＋m＝3，VSEPR理想模型为平面三角形，故该分子空间结构为V形；XeF4符合AXnEm模型中n＋m＝6，VSEPR理想模型为正八面体，由于Xe原子有2个孤电子对，故该分子空间结构为平面正方形；由于Sn的最外层电子全部参与成键，故SnCl符合AXnEm模型中n＋m＝6，VSEPR理想模型为正八面体形，该离子的空间结构也为正八面体形；P原子的最外层电子都参与成键，没有孤电子对，PF3Cl2符合AXnEm模型中n＋m＝5，VSEPR理想模型为三角双锥形，故该分子也为三角双锥形；Hg原子没有孤电子对，HgCl符合AXnEm模型中n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体形，故该离子的空间结构为正四面体形。 答案　(1)4　直线形　180°　(2)根据AXnEm模型，CO2分子中n＋m＝2，故为直线形 (3)V形　水分子符合AXnEm模型，H2O分子中n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体形，价层电子对之间的夹角均为109°28′。根据题目信息Ⅲ-ⅰ，应有H—O—H键角<109°28′ (4) 分子或离子 PbCl2 XeF4 SnCl PF3Cl2 HgCl 空间结构 V形 平面正方形 正八面体形 三角双锥形 正四面体形 学科网（北京）股份有限公司 $