第2章 第2节 第1课时 分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型 课后达标 素养提升-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修2教用课件(人教版)

课后达标　素养提升 1 √ 1．下图是一种分子式为C4H8O2的有机化合物的红外光谱图，则该有机化合物可能为(　　) A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2CH2COOH C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCH2COOH 课后达标　素养提升 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 13 14 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 √ 3．下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是(　　) A.键角为180°的分子，空间结构是直线形 B.键角为120°的分子，空间结构是平面三角形 C.键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形 D.键角为90°～109°28′之间的分子，空间结构可能是V形 解析：苯分子的键角为120°，但空间结构是平面正六边形，B错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 5．已知某分子的质谱图如下图所示，且该分子的红外光谱信息中含有C—O、C—H、O—H的吸收峰。下列关于该分子结构的叙述正确的是(　　) A.该分子的结构简式为CH3CH2OH B.该分子的相对分子质量可能为27、31、45 或46 C.该分子的结构简式为CH3—O—CH3 D.该分子的红外光谱和质谱都可以全面反映分子结构的信息 √ 解析：由题图可知，该分子的相对分子质量为46，B错误； 从该分子的红外光谱信息可知，分子中有羟基，A正确、C错误； 质谱只能反映分子相对分子质量信息，不能全面反映分子结构的信息，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 √ 6．已知在CH4分子中C—H间的夹角为109°28′，NH3分子中N—H间的夹角为107°，H2O分子中O—H间的夹角为105°。下列说法正确的是(　　) A.孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力 B.孤电子对与σ键电子对间的斥力小于σ键电子对与σ键电子对间的斥力 C.孤电子对与σ键电子对间的斥力等于σ键电子对与σ键电子对间的斥力 D.题干中的数据不能说明孤电子对与σ键电子对间的斥力和σ键电子对与σ键电子对间的斥力之间的大小关系 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 解析：H2O分子中O原子上含有2个孤电子对，NH3分子中N原子上含有1个孤电子对，CH4分子中C原子上没有孤电子对。孤电子对与孤电子对间的斥力>孤电子对与σ键电子对间的斥力>σ键电子对与σ键电子对间的斥力，孤电子对对σ键电子对的排斥导致分子中的键角变小。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 解析：A.第三周期元素的简单离子中，Na、Mg、Al原子对应的离子核外有2个能层，从Si到Cl原子对应的简单离子核外有3个能层，第三周期元素中简单离子半径从Na到Al逐渐减小、从Si到Cl逐渐减小，故第三周期简单离子中Al3＋的半径最小，故A错误； B.羧基中碳氧双键对单键的作用力大于单键之间的作用力，所以键角α＜β，故B错误； 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 D.CH3CH2OH分子中含有8个σ键，CH3COOH分子中含有7个σ键，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 解析：BF3中中心B原子上的价层电子对数为3，且不含孤电子对，故空间结构是平面三角形，而R的空间结构为三角锥形，故A错误； PH3、NH3的空间结构均为三角锥形，键角均小于109°28′，而N原子的电负性大，吸引电子的能力比P原子强，因此NH3中σ键电子对之间的排斥力比PH3中σ键电子对之间的排斥力大，键角大，所以键角：PH3<NH3<109°28′，故B正确； 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 R分子的中心原子上的价层电子对数为4，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 SO3　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 (2)①SiH4、PH3、H2S分子中H—Si—H、H—P—H、H—S—H的键角大小顺序为____________________________________。 ②PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角________(填“>”“<”或“＝”)109°28′。 ③俗称“光气”的氯代甲酰氯(COCl2)的空间结构为____________，该分子中有两种键角：124.3°、111.4°，其中Cl—C—Cl的键角为________。 H—Si—H>H—P—H>H—S—H　 ＜　 平面三角形　 111.4° 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 10．D、E、X、Y、Z是元素周期表中的前20号元素，且原子序数依次增大。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。回答下列问题： (1)上述五种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是______，写出该元素的任意三种含氧酸的化学式：_____________________________________。 解析：元素周期表前20号元素中，最简单氢化物分子的空间结构为正四面体形的是CH4和SiH4，故D为C、X为Si，由此推知E为N、Y为S、Z为Cl。 (2)D和Y形成的化合物分子的空间结构为__________。 解析：C和S形成的化合物为CS2，CS2分子的空间结构为直线形。 Cl　 HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写三种)　 直线形　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 (3)Z的氢化物的结构式为__________，HZO分子的中心原子上的价层电子 对数的计算式为______________________，该分子的空间结构为______。 H—Cl　 V形　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 (4)Y的价层电子排布式为__________，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为_____________。 3s23p4　 平面三角形　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 (5)D、E的最简单氢化物分子的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上的价层电子对数不同 b.D、E的非金属性不同 c.E的最简单氢化物分子的中心原子上有1个孤电子对，而D的最简单氢化物分子的中心原子上没有孤电子对 解析：CH4、NH3的中心原子上的价层电子对数均为4，分子空间结构不同的根本原因是NH3分子的中心原子N原子上有孤电子对而CH4分子的中心原子C原子上没有孤电子对，分子的空间结构与元素的非金属性强弱无关。 c 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 解析：一般情况下，同周期从左到右，元素第一电离能呈增大趋势，但当元素处于第ⅡA族的全充满和第ⅤA族的半充满状态时，第一电离能大于同周期相邻元素，N原子2p轨道为半充满状态，故第一电离能：N>O，A错误； 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 N2的结构式为N≡N，三键中含1个σ键和2个π键，N2分子中σ键与π键的数目之比为1∶2，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 课后达标　素养提升 14 √ 13.N(NO2)3可作为高效火箭推进剂，结构简式如右图所示。已知该分子中N—N—N的键角都是108.1°。下列有关N(NO2)3的说法正确的是(　　) A.N(NO2)3分子的空间结构是平面三角形 B.该分子中四个氮原子共平面 C.该分子中的中心氮原子上还有1个孤电子对 D.15.2 g该物质含有6.02×1022个原子 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标　素养提升 14 解析：N(NO2)3分子的空间结构与NH3分子相似，分子中的四个氮原子构成三角锥形，该分子中N—N—N的键角都是108.1°，说明中心氮原子上还有1个孤电子对，A、B项错误，C项正确； 1个N(NO2)3分子中含有10个原子，故15.2 g即0.1 mol N(NO2)3含有6.02×1023个原子，D项错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标　素养提升 14 14．20世纪50年代，科学家提出价层电子对互斥(VSEPR)模型，用于预测简单分子的空间结构。其要点可以概括为以下几点： 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； 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力大小顺序： ①孤电子对之间的斥力＞孤电子对与σ键电子对之间的斥力＞σ键电子对之间的斥力； ②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； ③X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； ④其他…… 请仔细阅读上述材料，回答下列问题： 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 (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′ 解析：因为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，故当价层电子对数为2时，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。 4　 直线形　 180°　 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 (2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因：__________________ ____________________________________________。 解析：CO2分子中，中心原子C原子的最外层电子都参与成键，没有孤电子对，根据AXnEm模型，CO2分子中n＋m＝2，故CO2为直线形分子。 根据AXnEm模型，CO2分子中n＋m＝2，故CO2为直线形分子　 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 (3)H2O分子的空间结构为____________，请你预测H2O 分子中H—O—H键角的大小范围并解释原因：______________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：在H2O分子中，中心原子O原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，故H2O分子的空间结构为V形；由于H2O分子符合AXnEm模型中n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体形，价层电子对之间的理想键角为109°28′；根据题给信息Ⅲ－①可知，H—O—H键角＜109°28′。 V形　 H2O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，价层电子对之间的理想键角为109°28′；根据题给信息Ⅲ－①可知，H—O—H键角＜109°28′　 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 (4)SO2Cl2和SO2F2都属于AXnEm型分子，S、O之间以双键结合，S与Cl、S与F之间均以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构：__________，SO2Cl2分子中Cl—S—Cl的键角__________(填“＜”“＞”或“＝”)SO2F2分子中F—S—F的键角。 解析：SO2Cl2和SO2F2都符合AXnEm模型中n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体形，而S—Cl和S—F 都是单键，且F原子的得电子能力要强于Cl原子，根据题给信息Ⅲ－③可知，SO2Cl2分子中Cl—S—Cl的键角大于SO2F2分子中F—S—F的键角。 四面体形　 ＞ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 (5)用价层电子对互斥(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形)。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 答案： 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 课后达标　素养提升 9．(1)已知氯与硫均有多种含氧微粒，S有SO2、SO、SO3、SO等，Cl有HClO、ClO、ClO、ClO等，其中空间结构为V形的微粒有____________________；为三角锥形的有_____________；为平面三角形的有___________；为正四面体形的有_____________________。 SO2、HClO、ClO　 2＋×(6－1×1－1×1)　 分子或离子 PbCl2 XeF4 SnCl PF3Cl2 HgCl 空间结构 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 $