课时作业(八) 分子空间结构的理论分析-【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（鲁科版，双选）

课时作业(八)　分子空间结构的理论分析 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(本小题共8小题，每小题只有一个选项符合题意) 1．用鲍林的杂化轨道理论解释CH4分子的正四面体结构，下列说法不正确的是(　　) A．C原子的4个杂化轨道的能量一样 B．C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样 C．C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道 D．C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据 D　[甲烷中C原子采取sp3杂化，每个杂化轨道上1个电子分别与1个H原子上的电子结合形成共价键，这四个共价键完全相同，轨道间的夹角为109°28′，形成正四面体形的分子。] 2．下列分子或离子的中心原子杂化轨道的类型不同的是(　　) A．SO与SO3 B．CH4与H2O C．PCl3与ClO D．BF3与CO A 价电子对数 成键电子对数 孤电子 对数 杂化类型 SO 4 3 1 sp3 SO3 3 3 0 sp2 CH4 4 4 0 sp3 H2O 4 2 2 sp3 PCl3 4 3 1 sp3 ClO 4 3 1 sp3 BF3 3 3 0 sp2 CO 3 3 0 sp2 3．下列说法正确的是(　　) A．PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子采用sp2杂化 B．乙烯分子中的碳氢键是由氢原子的1s轨道和碳原子的一个sp3杂化轨道形成的 C．中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形或三角锥形或角形 D．AB3型的分子空间结构必为平面三角形 C　[PCl3分子中P采用sp3杂化，但有一对孤电子对，所以PCl3分子是三角锥形，A项错误；乙烯分子中碳原子采用sp2杂化，形成的C—H键为s­sp2σ键，B项错误；中心原子采用sp3杂化的CH4、NH3、H2O的空间结构分别为正四面体形、三角锥形、角形，C项正确；NH3为AB3型分子，但是NH3的空间结构为三角锥形，D项错误。] 4．氨气分子空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为(　　) A．两种分子的中心原子杂化类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化 B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道 C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强 D．NH3分子中有3个σ键，而甲烷分子中有4个σ键 C　[A项NH3中N原子为sp3杂化，错误；B中NH3分子中N原子形成四个杂化轨道，错误；D也无法说明两者的分子空间结构不同，错误。] 5．用价电子对互斥理论预测H2S和BF3分子的空间结构，都正确的是(　　) A．直线形；三角锥形 B．角形；三角锥形 C．直线形；平面三角形 D．角形；平面三角形 D　[对于H2S分子，价电子对数为2＋＝4，孤电子对数为2，则H2S为角形分子；对于BF3分子，价电子对数为3＋＝3，孤电子对数为0，则BF3为平面三角形分子，即H2S、BF3分别是角形、平面三角形分子。] 6．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是(　　) A．两个碳原子采用sp杂化方式 B．两个碳原子采用sp2杂化方式 C．每个碳原子都有两个未参与杂化的2p轨道形成π键 D．两个碳原子间形成两个π键和一个σ键 B　[乙炔分子中碳原子以1个2s轨道和1个2p轨道形成sp杂化轨道。故乙炔分子中碳原子采用sp杂化方式，且每个碳原子有两个未参与杂化的2p轨道形成2个π键。解答本题时必须要了解乙炔分子的结构，理解其成键过程，才能准确地判断其杂化类型。] 7．在SO2分子中，分子的空间结构为角形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角(　　) A．等于120° B．大于120° C．小于120° D．等于180° C　[由于SO2分子的空间结构为角形，而VSEPR模型为平面三角形，从理论上讲其键角为120°，但是由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120°。] 8．在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是(　　) A．sp2　sp2 B．sp3　sp3 C．sp2　sp3 D．sp　sp3 C　[中碳原子形成了3个σ键，无未成键价电子对，需要形成3个杂化轨道，采用的杂化方式是sp2。两边的碳原子各自形成了4个σ键，无未成键电子对，需要形成4个杂化轨道，采用的是sp3杂化。] 二、选择题(本题包括4小题，每小题只有一个或两个选项符合题意) 9．有关苯分子中的化学键描述不正确的是(　　) A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键 B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键 C．碳原子的三个sp3杂化轨道与其他原子形成四个σ键 D．苯分子中六个碳碳键完全相同，键角均为120° AC　[苯分子中每个碳原子中的三个sp2杂化轨道分别与两个碳原子和一个氢原子形成σ键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的2p轨道，它们均有一个未成对电子。这些2p轨道相互平行，以“肩并肩”方式相互重叠，形成一个多电子的大π键。所以苯分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内，6个碳碳键完全相同，键角皆为120°。] 10．多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到或失去电子导致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的一组是(　　) A．NO和NH B．H3O＋和ClO C．NO和CH D．PO和SO A　[NO、NH中N原子的价电子对数分别为3、4，VSEPR模型为平面三角形、正四面体形，而NO中有一对孤电子对，NH有两对孤电子对，两分子空间结构都是角形，原子都在同一平面内，A项符合题意；H3O＋中的中心原子价电子对数为4，有一对孤电子对，故H3O＋空间结构为三角锥形，ClO价电子对数为4，有一对孤电子对，空间结构为三角锥形，B不符合题意；NO中N原子的价电子对数为3，没有孤电子对，空间结构为平面三角形，CH中C原子的价电子对数为4，有一对孤电子对，CH空间结构为三角锥形，C不符合题意；PO、SO中心原子价电子对数均为4，都没有孤电子对，空间结构均为正四面体形，D不符合题意。] 11．短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有关叙述正确的是(　　) A．若A、B为同一周期元素，则AB3分子一定为平面正三角形 B．若AB3分子中的价电子个数为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 BD　[A项，若为PCl3，则分子为三角锥形，错误；B项，BCl3满足要求，其分子为平面正三角形，正确；C项，若为SO3，则分子为平面正三角形， 错误；D项，满足要求的分子可能为NH3、NF3等，正确。] 12．N(NO2)3是科学家发现的一种新型火箭燃料，可作为高效火箭推进剂，结构简式如图所示，已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法正确的是(　　) A．N(NO2)3分子是平面三角形 B．分子中四个氮原子共平面 C．该分子中的中心氮原子还有一对孤电子对 D．15.2 g该物质含有6.02×1022个原子 C　[N(NO2)3的分子结构与NH3相似，分子中四个氮原子构成三角锥形，该分子中N—N—N键角都是108.1°，中心氮原子还有一对孤电子对，A、B项错误，C项正确。因为1个N(NO2)3分子含有10个原子，15.2 g该物质，即0.1 mol，含有6.02×1023个原子，D项错误。] 三、非选择题(本题包括3小题) 13．有机物中碳原子的杂化类型具有一定规律，请回答下列问题： (1)乙炔与氢氰酸(HCN)反应可得丙烯腈(H2C==CH—C≡N)。丙烯腈分子中σ键和π键的个数之比为______，碳原子轨道杂化类型是________，1 mol该分子中处于同一直线上的原子数目最多为________。 (2)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。 (3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为______，1 mol乙醛中含有的σ键的数目为______，CH3COOH中碳原子的杂化轨道类型为________。 解析：　(1)单键为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键，H2C==CH—C≡N分子中σ键和π键个数之比为2∶1。H2C==CH—C≡N分子中，形成双键的C原子与其他原子形成3个σ键，所以该C原子采取sp2杂化；形成三键的C原子与其他原子形成2个σ键，所以C原子采取sp杂化。碳碳双键是平面结构，而—C≡N是直线形结构，而丙烯腈的结构为，所以在同一直线上的原子最多为3个。 (2)HOCH2CN的结构式为，与羟基相连的碳原子形成4个σ键，采取sp3杂化，—C≡N键中含1个σ键和2个π键，碳原子形成2个σ键，采取sp杂化。 (3)乙醛分子的结构式为，其中—CH3的碳原子形成4个σ键，采取sp3杂化，而—CHO中的碳原子形成3个σ键，采取sp2杂化。1个CH3CHO分子中含有5个单键和1个C==O键，故1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为6NA。CH3COOH的结构式为，其中—CH3中碳原子形成4个σ键，采取sp3杂化，而—COOH中碳原子形成3个σ键，采取sp2杂化。 答案：　(1)2∶1　sp2、sp　3NA　(2)sp3、sp (3)sp2、sp3　6NA　sp2、sp3 14．(1)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子立体构型为__________，其中氧原子的杂化方式为________。 (2)CS2分子中，共价键的类型有________(填“σ键”、“π键”或“σ键和π键”)，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型的分子或离子：________________。 (3)磷和氯可组成原子个数比为1∶3的化合物，该化合物的立体构型为________，中心原子的杂化轨道类型为________。 (4)化合物Cl2O的立体构型为________，中心原子的价电子对数为________。 解析：　(1)OF2分子中O原子的价电子对数为2＋×(6－2×1)＝2＋2＝4，所以O原子的杂化类型为sp3，含有2对孤电子对，分子的空间构型为角形。 (2)CS2的结构式为S==C==S，所以共价键的类型为σ键和π键，C原子的杂化轨道类型是sp，与CS2具有相同空间构型的分子或离子有CO2、COS、SCN－、OCN－等。 (3)磷和氯可组成原子个数比为1∶3的化合物PCl3，该化合物中P原子的价电子对数为3＋×(5－3×1)＝3＋1＝4，所以立体构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp3。 (4)化合物Cl2O的中心原子的价电子对数为2＋×(6－2×1)＝2＋2＝4，所以立体构型为角形，中心原子的杂化轨道类型为sp3。 答案：　(1)角形　sp3　(2)σ键和π键　sp　CO2、COS(合理即可)　(3)三角锥形　sp3　(4)角形　4 15．(2022·山东明湖中学高二检测)瑞典化学家永斯·雅各布·贝采利乌斯发现了硒，并把它命名为Selene，在希腊语中是月亮的意思。1817年，贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的红色粉状物中制得硒。他还发现了硒的同素异形体。他还原硒的氧化物，得到橙色无定形硒；缓慢冷却熔融的硒，得到灰色晶体硒；在空气中让硒化物自然分解，得到黑色晶体硒。 (1)SeO3的空间结构为______________________，SeO的VSEPR模型为________________。 (2)与SeO3互为等电子体的一种阴离子为____________(填化学式)。 (3)SCl和PCl3互为等电子体，SCl的空间结构是________。S—Cl键的键长________(填“>”、“＝”或“<”)P—Cl键的键长，原因是_____________________________ ________________________________________________________________________。 (4)碳负离子(CH)的空间结构为____________________________________________，与CH互为等电子体的一种分子是________(填化学式)。 解析：　(1)SeO3中中心原子Se原子的价电子对数是3，且不存在孤电子对，所以其空间结构为平面三角形；SeO中的中心原子Se原子的价电子对数是3＋×(6＋2－3×2)＝4，所以其VSEPR模型为四面体形。 (2)等电子体的化学通式相同、价电子总数相同，故与SeO3互为等电子体的阴离子为CO、NO等。 (3)SCl中中心原子S原子的价电子对数＝成键电子对数＋孤电子对数=3＋×(6－1－3×1)＝4，含1对孤电子对，所以其空间结构为三角锥形；S原子半径小于P原子半径，故S—Cl键的键长比P—Cl键的键长短。 (4)CH中中心原子C原子的价电子对数＝3＋×(4＋1－3×1)＝4，含1对孤电子对，故其空间结构为三角锥形；等电子体的化学通式相等、价电子总数相等，因此与CH互为等电子体的分子可以为NH3、PH3等。 答案：　(1)平面三角形　四面体形　(2)CO(答案合理即可)　(3)三角锥形　<　S原子半径小于P原子半径，故S—Cl键的键长比P—Cl键的键长短　(4)三角锥形　NH3(答案合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $