课时测评9 分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套练习word（人教版，双选）

课时测评9　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－9题，每小题3分，共27分) 题点一　分子结构的测定 1.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。下列关于仪器分析的说法不正确的是(　　) A.光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 B.质谱分析：利用质荷比来测定分子的相对分子质量，CH3CH2OH与CH3OCH3的质谱图完全相同 C.红外光谱分析：获得分子中含有的化学键或官能团的信息，可用于区分CH3CH2OH和CH3OCH3 D.现代化学分析测试中用原子吸收光谱确定物质中含有哪些金属元素 答案：B 解析：不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，故A正确；CH3CH2OH与CH3OCH3的最大质荷比相同，但结构不同，形成的离子碎片不同，质谱图不完全相同，故B错误；红外吸收光谱仪可以测得未知物质中的化学键或官能团，CH3CH2OH和CH3OCH3所含官能团分别为羟基和醚键，可用红外光谱分析区别，故C正确。 2.下列说法错误的是(　　) A.测定分子结构的方法有红外光谱、晶体X射线衍射等 B.红外光谱法是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子 C.质谱法具有快速、微量、精确的特点 D.通过红外光谱法可以测知有机物所含的官能团 答案：B 解析：质谱法是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子，故B错误。 题点二　多样的分子空间结构 3.下列表示不正确的是(　　) A.水分子的空间结构模型： B.CO2的空间结构模型： C.BF3的空间结构模型： D.P4O6的空间结构模型： 答案：B 解析：水中氧原子分别与两个氢原子形成共价键，O的价层电子对数为4，含有2个孤电子对，则水分子为V形结构，空间结构模型为，A正确；CO2的空间结构为直线形，中心C原子的半径应大于O原子半径，B错误；BF3的空间结构为平面三角形，C正确；P4O6分子内每个磷原子分别与3个氧原子各共用1个电子对，每个氧原子与2个磷原子各共用1个电子对，则空间结构模型：，D正确。 4.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 答案：B 解析：键角为180°的分子，空间结构是直线形，例如CO2是直线形分子，A正确；苯分子的键角为120°，但其空间结构是平面正六边形，B错误；白磷分子的键角为60°，空间结构为正四面体形，C正确；水分子的键角为105°，空间结构为V形，D正确。 题点三　孤电子对数的计算 5.下列分子或离子中，中心原子含有孤电子对的是(　　) A.PCl5 B.N C.SiCl4 D.PbCl2 答案：D 解析：PCl5中心原子磷原子孤电子对数＝(5－5×1)＝0，没有孤电子对，故A不选；N中心原子氮原子孤电子对数＝(5＋1－3×2)＝0，没有孤电子对，故B不选；SiCl4中心原子硅原子孤电子对数＝(4－4×1)＝0，没有孤电子对，故C不选；PbCl2中心原子铅原子孤电子对数＝(4－2×1)＝1，有1个孤电子对，故D选。 6.下列分子的中心原子的价层电子对数是3的是(　　) A.H2O B.BF3 C.CH4 D.NH3 答案：B 解析：水分子中氧原子、甲烷分子中碳原子和氨分子中氮原子的价层电子对数都为4，三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3，故选B项。 题点四　价层电子对互斥模型 7.(双选)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构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是(　　) A.H2O、H2S、H2Se分子的空间结构均为V形，且键角：H2O＜H2S＜H2Se B.HCHO、SO3都是平面三角形的分子 C.BF3和NF3均为非极性分子 D.PCl5分子的空间结构为三角双锥形 答案：BD 解析：H2O、H2S、H2Se分子的中心原子价层电子对数均为4，且中心原子都含有2个孤电子对，但由于电负性：O＞S＞Se。所以H2O的成键电子对之间的斥力最大，使得H2O的键角最大，A错误；SO3的价层电子对数为3，且中心原子无孤电子对，所以SO3是平面三角形的分子，HCHO结构式为，空间结构为平面三角形，B正确；BF3的价层电子对数为3＋＝3，硼原子无孤电子对，所以BF3为平面三角形，是非极性分子，NF3的价层电子对数为3＋＝4，氮原子有1个孤电子对，所以NF3为三角锥形，是极性分子，C错误；PCl5的中心原子P原子的孤电子对数为＝0，σ键的个数为5，价层电子对共有5个空间取向，故PCl5的空间结构为三角双锥形，D正确。 8.下列离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是(　　) A.S B.Cl C.N D.Cl 答案：B 解析：亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形，不一致，故A错误；高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0，离子的VSEPR模型和空间结构都为正四面体形，一致，故B正确；亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，不一致，故C错误；氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形，不一致，故D错误。 9.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.PCl3和PCl5均为极性分子 B.XeF2与XeO2的键角相等 C.NH3和H3O＋的VSEPR模型均为四面体形 D.S和CH2O的空间结构均为平面三角形 答案：C 解析：PCl3中P原子的价层电子对数为＝4，空间结构为三角锥形，是极性分子，PCl5中P原子的价层电子对数为＝5，空间结构为三角双锥，为非极性分子，A错误；XeF2中Xe原子的价层电子对数为＝5，XeO2中Xe原子的价层电子对数为＝4，两者VSEPR模型不同，键角不相等，B错误；NH3中N原子的价层电子对数为＝4，H3O＋中O原子的价层电子对数为＝4，VSEPR模型均为四面体形，C正确；S中S原子的价层电子对数为＝4，空间结构为三角锥形，CH2O的结构简式为，碳氧之间为双键，空间结构为平面三角形，D错误。 10.(5分)完成下列问题。 (1)H2O的键角小于NH3的键角，分析原因：　　　　　　　　　　　　　。 (2)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为　　　　；OF2分子的空间结构为　　　　　　　。 (3)磷酸根离子的空间结构为　　　　，其中P的价层电子对数为　　　　。 答案：(1)NH3中N原子含有1对孤对电子，而H2O中O原子含有2对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大 (2)5　V形 (3)正四面体形　4 解析：(1)H2O分子中O原子和NH3分子中N原子的价层电子对数均为4，前者有2个孤电子对，后者有1对孤对电子，由于孤电子对的排斥力大于σ键电子对，则中心原子含有孤电子对越多，共价键的键角越小，故H2O的键角小于NH3的；(2)XeF2中心原子的价层电子对数为2＋＝5；OF2分子中O原子的价层电子对数为2＋＝4，含2个孤电子对，则VSEPR模型为四面体形，略去孤电子对，推知OF2分子的空间结构为V形；(3)P离子中P的价层电子对数为4＋＝4，不含孤电子对，则P离子的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形。 11.(9分)试回答下列问题： (1)利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的立体构型： SeO3　　　　；SCl2　　　　； N　　　　；N　　　　； HCHO　　　　；HCN　　　　。 (2)利用价层电子对互斥理论推断键角的大小： ①甲醛中H—C—H的键角　　　　120°(填“＞”“＜”或“＝”，下同)； ②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角　　　　120°； ③PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角　　　　109.5°。 答案：(1)平面三角形　V形　直线形　V形　平面三角形　直线形　(2)①＜　②＜　③＜ 解析：(1)SeO3中，Se的价层电子对数为×(6＋0)＝3，孤电子对数为0，SeO3为平面三角形；SCl2中，S的价层电子对数为×(6＋2)＝4，孤电子对数为2，SCl2为V形；N中，N的价层电子对数为×(5－1)＝2，孤电子对数为0，N为直线形；N中，N的价层电子对数为×(5＋1)＝3，孤电子对数为1，N为V形；HCHO分子中有1个CO双键，看作1对成键电子，2个C—H单键为2对成键电子，C原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，所以HCHO分子的空间结构为平面三角形；HCN分子的结构式为H—C≡N，含有1个C≡N三键，看作1对成键电子，1个C—H单键为1对成键电子，故C原子的价层电子对数为2，且无孤电子对，所以HCN分子的空间结构为直线形； (2)①甲醛为平面形分子，由于C==O与C—H之间的排斥作用大于2个C—H之间的排斥作用，所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。②SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是＝3，成键电子对数＝2，孤电子对数＝1，由于孤电子对与Sn—Br键的排斥作用大于Sn—Br键之间的排斥作用，故Br—Sn—Br的键角＜120°。③PCl3分子中，P的价层电子对数为×(5＋3)＝4，含有1个孤电子对，由于孤电子对与P—Cl键的排斥作用大于P—Cl键之间的排斥作用，所以Cl—P—Cl的键角小于109.5°。 12.(8分)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立体构型依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题： (1)Z的氢化物的结构式为　　　　　　，HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为　　　　　　　　　　　　　　　　，该分子的立体构型为　　　　　　　。 (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立体构型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 答案：(1)H—Cl　2＋×(6－1×1－1×1)　V形 (2)3s23p4　平面三角形 (3)SiCl4　109°28' (4)c 解析：由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。(1)HClO中氧原子是中心原子，价层电子对数＝2＋×(6－1×1－1×1)＝4，所以HClO分子的立体构型为V形。 (2)SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。 (3)SiCl4是正四面体结构，键角为109°28'。 (4)CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子构型不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。 13.(11分)等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、空间结构表。 等电子体类型 代表物质 空间结构 四原子24电子等电子体 SO3 平面三角形 四原子26电子等电子体 S 三角锥形 五原子32电子等电子体 CCl4 四面体形 试回答下列问题： (1)写出下面分子或离子的空间结构： Br　　　　　　　，C　　　　　　　， P　　　　　　。 (2)由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有　　　　。 (3)C2和　　　　是等电子体，C2离子具有较强的还原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn原子在元素周期表中的位置是　　　，价电子排布式为　　　　　。 (4)HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。的空间结构是　　　，与互为等电子体的分子的化学式为　　　　(写一种)。N的电子式为　　　　。 (5)已知H3B·NH3在一定条件下可逐步释放出氢气最终转化为氮化硼，因此可作为储氢材料。H3B·NH3的等电子体的化学式为　　　　。 答案：(1)三角锥形　平面三角形　四面体形 (2)　(3)N2O4　第四周期第ⅦB族　3d54s2 (4)直线形　CO2(或N2O、CS2，写1个即可) [H︰︰H]－ (5)C2H6 解析：(1)互为等电子体的物质结构相似。Br为四原子26电子体，所以其结构与S相似，为三角锥形；C为四原子24电子体，与SO3的结构相似，为平面三角形；同理可知P为四面体形。 (2)F2为双原子18电子体，所以由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有。 (3)用N原子替换C2中的C的原子可得等电子体N2O4。Mn的原子序数为25，价电子排布式为3d54s2，由周期序数＝电子层数，价电子数＝族序数，Mn位于第四周期第ⅦB族。(4)CO与N2互为等电子体，用CO替换N2，用O替换N－，可知与CO2互为等电子体，结构相似，所以是直线形。用S替换CO2中的2个O原子可得等电子体CS2，用N2替换CO2中的CO可得等电子体N2O。(5)BN与C2电子数相同，所以用C2替换BN可得H3B·NH3的等电子体C2H6。 学科网（北京）股份有限公司 $