4.1 分子的空间结构 第2课时(分层作业)化学苏教版选择性必修2
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内容正文:
分层作业
第一单元 分子的空间结构
第2课时 价层电子对互斥模型 等电子原理
1.(25-26高二下·广东揭阳·月考)下列微粒的中心原子的价层电子对数正确的是
A. CH4 4 B. CO2 1 C. BF3 2 D. SO3 2
2.(25-26高二下·湖南常德·期末)下列分子的空间结构为正四面体形的是
A. B. C. D.
3.下列价层电子对互斥(VSEPR)模型正确的是
A. 的VSEPR模型为: B. 的VSEPR模型:
C. 的VSEPR模型: D. 的VSEPR模型:
4.(25-26高二·福建·月考)下表中各粒子对应的立体结构及杂化方式均正确的是
选项
粒子
立体结构
杂化方式
A
SO3
平面三角形
S原子采取sp杂化
B
SO2
V形
S原子采取sp3杂化
C
三角锥形
C原子采取sp2杂化
D
NH3
三角锥形
N原子采取sp3杂化
A. A B. B C. C D. D
5.(25-26高二·安徽芜湖·质检)下列分子的空间构型相同的一组是
A. 、 B. 、 C. HCN、HClO D. 、
6.关于CO2和SO2的说法中,正确的是
A. C和S上都没有孤电子对
B. C和S都是sp3杂化
C. 都是AB2型,所以空间结构都是直线形
D. CO2的空间结构是直线形,SO2的空间结构是V形
7.下列有关的说法不正确的是
A. 分子中S采取杂化方式
B. 分子空间构型为平面三角形
C. 中的键角大于中的键角
D. 工业上用浓吸收
8.下列分子的空间结构与水分子相似的是
A. CO2 B. H2S C. PCl3 D. SiCl4
9.(25-26高二·河南南阳·月考)由短周期元素组成的粒子,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,可互称为等电子体。等电子体的空间结构相似。根据上述原理,下列各组粒子中,空间结构不相似的是
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
10.(25-26高二下·河北保定·期中)下列说法中,正确的是
A. 凡是中心原子采取杂化的分子,其空间结构都是正四面体形
B. 凡是型的共价化合物,其中心原子A均采用杂化轨道成键
C. 杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对
D. 属于型共价化合物,中心原子S采取sp杂化轨道成键
11.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 ;NO ; ;HCHO ;HCN 。
12.写出下列符合题意的化学式:
(1)与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。
(2)与NH3BH3原子总数相等的等电子体是 (写分子式)。
(3)与互为等电子体的一种分子为 。
(4)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 。
(5)与互为等电子体的分子为 。
1.(25-26高二下·黑龙江齐齐哈尔·月考)关于下表所列四种粒子的各项描述完全正确的是
选项
A
B
C
D
分子或离子的化学式
NF3
OF2
中心原子的杂化轨道类型
sp2
sp3
sp2
sp
VSEPR模型名称
平面三角形
四面体形
平面三角形
直线形
分子或离子的空间结构名称
平面三角形
三角锥形
V形
直线形
A. A B. B C. C D. D
2.(25-26高二·广东东莞·期中)向含的废水中加入铁粉和可制备,发生反应:。下列说法正确的是
A. 中的价层电子对数为4
B. HCN分子中键和键数目之比为
C. 反应中失去1个电子和2个电子
D. 、均为直线形分子
3.、、、都是重要的含氮微粒。下列说法错误的是
A. 与互为等电子体 B. 中心原子采取杂化
C. 键角: D. 的空间结构为角形
4.(25-26高二下·安徽·期中)氯的含氧酸根离子有ClO-、、、等,关于它们的说法中不正确的是
A. ClO-中Cl显+1价
B. 的空间结构为直线形
C. 的空间结构为三角锥形
D. 是的等电子体
5.(25-26高二·安徽六安·期中)用价层电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的立体构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是
A. H2O2、C2H2、CS2都是直线形的分子 B. 键角由大到小顺序:SiH4>NH3>NF3
C. BF3、PCl3、都是平面三角形 D. 、CH4、CHCl3都是正四面体形
6.(25-26高二下·河南南阳·月考)用价层电子对互斥模型可以判断许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是
A. 的空间结构为V形
B. 键角为120°,的键角大于
C. 的VSEPR模型和分子空间结构一致
D. 的空间结构都是三角锥形
7.试回答下列问题:
(1)指出下列分子或离子的空间构型: ;CS2 。
(2)有两种活性反应中间体微粒,它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据如图所示的两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:A ;B 。
(3)按要求写出由第2周期非金属主族元素原子构成的分子的化学式:
平面三角形分子 ,三角锥形分子 ,正四面体形分子 。
(4)下列微粒的键角由大到小的顺序为 (填序号)。
①HCN ②SiF4 ③SCl2 ④ ⑤H3O+
8.Ⅰ.铁()、镍()的单质及其化合物在医药、材料等领域有广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态原子核外价电子排布式为 ,Ni原子的核外电子空间运动状态有 种。
(2)乳酸亚铁口服液是缺铁人群补铁保健品,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成,从结构角度分析,易被氧化成的原因是 。
Ⅱ.回答下列问题:
(3)分子中所有原子均满足8电子构型,分子中键和键的个数比为 ,中心原子的杂化方式为 ,中心原子的VSEPR模型为 ,分子的空间构型为 。
(4)的分子结构如图所示,其中As原子的杂化方式为 。
(5)中,Al原子的轨道杂化方式为 ;列举与空间构型相同的一种离子和一种分子: (填化学式)。
(6)用价层电子对互斥理论推断分子中,Sn原子的轨道杂化方式为 ,分子中Br—Sn—Br的键角 120°(填“>”、“<”或“=”)。
1.(2025·黑吉辽蒙·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.(2026·江西·高考真题)下列粒子的VSEPR模型为平面三角形且其空间结构为V形的是
A. B. C. D.
3.(2024·湖南·高考真题)是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,晶胞如图所示,下列说法错误的是
A. 合成反应中,还原剂是和C
B. 晶胞中含有的个数为4
C. 每个周围与它最近且距离相等的有8个
D. 为V形结构
4.下列说法正确的是
A. 酸性强弱:三氟乙酸>三氯乙酸>乙酸
B. 、的空间构型都是三角锥形
C. 键角大小:
D. 沸点:
5.(2024·浙江·高考真题)氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知:
请回答:
(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是 ,晶体类型是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A. 电负性: B. 离子半径:
C. 第一电离能: D. 基态2+的简化电子排布式:
(3)①,其中的N原子杂化方式为 ;比较键角中的 中的(填“>”、“<”或“=”),请说明理由 。
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是。比较氧化性强弱: (填“>”、“<”或“=”);写出A中阴离子的结构式 。
6.写出下列符合题意的化学式:
(1)写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子式 。
(2)与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。
(3)与互为等电子体的分子有 (写一种物质的化学式即可)。
(4)在短周期元素组成的物质中,写出与互为等电子体的分子 。(写两个,填分子式)
(5)与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 (各举一例)。
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分层作业
第一单元 分子的空间结构
第2课时 价层电子对互斥模型 等电子原理
1.(25-26高二下·广东揭阳·月考)下列微粒的中心原子的价层电子对数正确的是
A. CH4 4 B. CO2 1 C. BF3 2 D. SO3 2
【答案】A
【详解】A.CH4中中心C原子的价层电子对数为4+=4,故A正确;
B.CO2 中中心C原子的价层电子对数为2+=2,故B错误;
C.BF3中中心B原子的价层电子对数为3+=3,故C错误;
D.SO3 中中心S原子的价层电子对数为3+=3,故D错误;
故选:A。
2.(25-26高二下·湖南常德·期末)下列分子的空间结构为正四面体形的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.中S原子的价层电子对数为3,孤电子对数为1,该分子的空间结构为V形,A项错误;
B.中C原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0,该分子的空间结构为正四面体形,B项正确;
C.中O原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,该分子的空间结构为V形,C项错误;
D.中C原子的价层电子对数为2,孤电子对数为0,该分子的空间结构为直线形,D项错误;
故选B。
3.下列价层电子对互斥(VSEPR)模型正确的是
A. 的VSEPR模型为: B. 的VSEPR模型:
C. 的VSEPR模型: D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【详解】A.中心原子价层电子对数为采取杂化,VSEPR模型为四面体形,题图仅展示成键原子的V形空间构型,未包含孤电子对,正确的VSEPR模型为,A错误;
B.中心原子价层电子对数为采取杂化,无孤电子对,VSEPR模型为平面正三角形,与题图展示的四面体形的构型不一致,正确的VSEPR模型为
,B错误;
C.中心原子价层电子对数为采取杂化,VSEPR模型为四面体形,题图呈现四面体形的空间构型,C正确;
D.中心原子价层电子对数为采取杂化,VSEPR模型为四面体形,题图呈现四面体形的空间构型,但是氯的半径应大于氮原子,与图示不一致,D错误;
故选C。
4.(25-26高二·福建·月考)下表中各粒子对应的立体结构及杂化方式均正确的是
选项
粒子
立体结构
杂化方式
A
SO3
平面三角形
S原子采取sp杂化
B
SO2
V形
S原子采取sp3杂化
C
三角锥形
C原子采取sp2杂化
D
NH3
三角锥形
N原子采取sp3杂化
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【详解】A.中S原子价层电子对数=,采取杂化,孤电子对数为0,立体结构为平面三角形,A不符合题意;
B.中S原子价层电子对数=,采取杂化,孤电子对数为1,立体结构为V形,B不符合题意;
C.中C原子价层电子对数=,采取杂化,无孤电子对,立体结构为平面三角形,C不符合题意;
D.中N原子价层电子对数=,采取杂化,有1对孤电子对,立体结构为三角锥形,D符合题意;
故答案选D。
5.(25-26高二·安徽芜湖·质检)下列分子的空间构型相同的一组是
A. 、 B. 、 C. HCN、HClO D. 、
【答案】B
【详解】A.的中心B原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为平面三角形;的中心N原子价层电子对数为,孤电子对数为1,空间构型为三角锥形,二者构型不同,A不符合题意;
B.的中心C原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为直线形;的中心C原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为直线形,二者构型相同,B符合题意;
C.HCN的中心C原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为直线形;HClO的中心O原子价层电子对数为,孤电子对数为2,空间构型为V形,二者构型不同,C不符合题意;
D.的中心S原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为平面三角形;的中心S原子价层电子对数为,孤电子对数为1,空间构型为V形,二者构型不同,D不符合题意;
故选B。
6.关于CO2和SO2的说法中,正确的是
A. C和S上都没有孤电子对
B. C和S都是sp3杂化
C. 都是AB2型,所以空间结构都是直线形
D. CO2的空间结构是直线形,SO2的空间结构是V形
【答案】D
【详解】A.CO2中C的孤电子对数为,SO2中S的孤电子对数为,S存在孤电子对,A错误;
B.C的价层电子对数为,为sp杂化;S的价层电子对数为,为sp2杂化,二者均不是sp3杂化,B错误;
C.CO2中心C无孤电子对,空间结构为直线形;SO2中心S有1对孤电子对,空间结构为V形,二者空间结构不同,C错误;
D.由上述分析可知,CO2的空间结构是直线形,SO2的空间结构是V形,D正确;
故选D。
7.下列有关的说法不正确的是
A. 分子中S采取杂化方式
B. 分子空间构型为平面三角形
C. 中的键角大于中的键角
D. 工业上用浓吸收
【答案】C
【详解】A.SO2分子中S原子价层电子对数为,采取sp2杂化方式,A正确;
B.SO3分子中S原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为平面三角形,B正确;
C.中S原子价层电子对数为,孤电子对数为0,采取sp3杂化,键角约为109.5°;SO3中S原子采取sp2杂化,键角为120°,故中的键角小于SO3中的键角,C错误;
D.工业上用98.3%浓H2SO4吸收SO3,可避免生成酸雾并提高吸收效率,D正确;
故选C。
8.下列分子的空间结构与水分子相似的是
A. CO2 B. H2S C. PCl3 D. SiCl4
【答案】B
【详解】A.中心原子价层电子对数为:,无孤电子对,空间结构为直线形,与水分子不相似,A错误;
B.中心原子价层电子对数为:,含2对成键电子对、2对孤电子对,空间结构为V形,与水分子结构相似,B正确;
C.中心原子价层电子对数为:,含3对成键电子对、1对孤电子对,空间结构为三角锥形,与水分子不相似,C错误;
D.中心原子价层电子对数为:,全为成键电子对,无孤电子对,空间结构为正四面体形,与水分子不相似,D错误;
故答案选B。
9.(25-26高二·河南南阳·月考)由短周期元素组成的粒子,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,可互称为等电子体。等电子体的空间结构相似。根据上述原理,下列各组粒子中,空间结构不相似的是
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】C
【详解】A.−和原子数均为2,价电子数之和均为10,属于等电子体,结构均为直线形,空间结构相似;A不符合题意;
B.CH4和原子数均为5,价电子数之和均为8,属于等电子体,结构均为正四面体型,空间结构相似;B不符合题意;
C.CCl4原子数为5,原子数为4,原子数不同,不满足等电子体条件,CCl4为正四面体,为平面三角形,空间结构不相似;C符合题意;
D.CS2和N2O原子数均为3,最外层电子数之和均为16,属于等电子体,结构均为直线型,空间结构相似;D不符合题意;
答案选C。
10.(25-26高二下·河北保定·期中)下列说法中,正确的是
A. 凡是中心原子采取杂化的分子,其空间结构都是正四面体形
B. 凡是型的共价化合物,其中心原子A均采用杂化轨道成键
C. 杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对
D. 属于型共价化合物,中心原子S采取sp杂化轨道成键
【答案】C
【详解】A.中心原子采取杂化的分子,若存在孤电子对或杂化轨道连接的原子不同,空间结构不是正四面体形,如、等,A错误;;
B.型的共价化合物,中心原子不一定采用杂化,如中心B采取杂化,B错误;
C.杂化轨道只用于形成键或容纳未参与成键的孤电子对,键由未参与杂化的轨道侧面重叠形成,C正确;
D.中心S的价层电子对数为,采取杂化,D错误;
故选C。
11.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 ;NO ; ;HCHO ;HCN 。
【答案】① 平面三角形 ② V形 ③ 直线形 ④ V形 ⑤ 平面三角形 ⑥ 直线形
【详解】SeO3的中心原子价层电子对数=,没有孤电子对,立体构型为平面三角形;
SCl2的中心原子价层电子对数=,孤电子对数为2,立体构型为V形;
NO的中心原子价层电子对数=,没有孤电子对,立体构型为直线形;
的中心原子价层电子对数=,孤电子对数为1,立体构型为V形;
HCHO的中心原子价层电子对数=,没有孤电子对,立体构型为平面三角形;
HCN的中心原子价层电子对数=,没有孤电子对,立体构型为直线形。
12.写出下列符合题意的化学式:
(1)与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。
(2)与NH3BH3原子总数相等的等电子体是 (写分子式)。
(3)与互为等电子体的一种分子为 。
(4)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 。
(5)与互为等电子体的分子为 。
【答案】(1) (2)CH3CH3 (3)CH4或SiH4 (4) (5)CCl4
【分析】原子总数相同、价层电子总数相同的微粒互称为等电子体;
【详解】(1)与H2O分子互为等电子体的阴离子为;
(2)与NH3BH3原子总数相等的等电子体是CH3CH3;
(3)与互为等电子体的一种分子为CH4或SiH4;
(4)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为;
(5)与互为等电子体的分子为CCl4。
1.(25-26高二下·黑龙江齐齐哈尔·月考)关于下表所列四种粒子的各项描述完全正确的是
选项
A
B
C
D
分子或离子的化学式
NF3
OF2
中心原子的杂化轨道类型
sp2
sp3
sp2
sp
VSEPR模型名称
平面三角形
四面体形
平面三角形
直线形
分子或离子的空间结构名称
平面三角形
三角锥形
V形
直线形
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【详解】A.中心原子S的价层电子对数为,含1对孤电子对,杂化类型为,VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,A错误;
B.中心原子N的价层电子对数为,含1对孤电子对,杂化类型为,VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,B正确;
C.中心原子O的价层电子对数为,含2对孤电子对,杂化类型为,VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形,C错误;
D.中心原子I的价层电子对数为,含2对孤电子对,杂化类型为,VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形,D错误;
故选B。
2.(25-26高二·广东东莞·期中)向含的废水中加入铁粉和可制备,发生反应:。下列说法正确的是
A. 中的价层电子对数为4
B. HCN分子中键和键数目之比为
C. 反应中失去1个电子和2个电子
D. 、均为直线形分子
【答案】B
【详解】A.中C的价层电子对数为3(平面三角形结构),不是4。A错误;
B.HCN分子中有2个σ键(H-C和C≡N中的σ键)和2个π键(C≡N中的两个π键),数目之比为1:1。B正确;
C.反应中Fe由0价变为+2价,失去2个电子,电子构型变化为失去2个4s电子(Fe原子为[Ar]4s23d6,Fe2+为[Ar]3d6),未失去3d电子。C错误;
D.CO2为直线形分子,但H2O为V形(弯曲形)分子,不是直线形。D错误;
故答案选B。
3.、、、都是重要的含氮微粒。下列说法错误的是
A. 与互为等电子体 B. 中心原子采取杂化
C. 键角: D. 的空间结构为角形
【答案】D
【详解】A.与所含原子数相同,价电子数均为16,互为等电子体,故A正确;
B.中心N原子的价层电子对数,N原子采取杂化,故B正确;
C.中心N原子的价层电子对数,N 原子采取sp杂化,离子呈直线形;中心N原子的价层电子对数,N 原子采取sp2杂化,离子呈平面三角形;中心N原子的价层电子对数,N原子采取杂化,且存在一对孤对电子,其键角小于,故知三种离子键角,故C正确;
D.与CO2互为等电子体,其构型与CO2相同呈直线形,故D错误;
故选:D。
4.(25-26高二下·安徽·期中)氯的含氧酸根离子有ClO-、、、等,关于它们的说法中不正确的是
A. ClO-中Cl显+1价
B. 的空间结构为直线形
C. 的空间结构为三角锥形
D. 是的等电子体
【答案】B
【详解】A.ClO⁻中O为-2价,原子团电荷为-1,Cl的化合价为+1,A正确;
B.中Cl的价层电子对数为4(2对成键,2对孤对),空间构型为V形,而非直线形,B错误;
C.中Cl的价层电子对数为4(3对成键,1对孤对),空间构型为三角锥形,C正确;
D.与原子数均为5,价电子总数均为32,是等电子体,D正确;
答案选B。
5.(25-26高二·安徽六安·期中)用价层电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的立体构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是
A. H2O2、C2H2、CS2都是直线形的分子 B. 键角由大到小顺序:SiH4>NH3>NF3
C. BF3、PCl3、都是平面三角形 D. 、CH4、CHCl3都是正四面体形
【答案】B
【详解】A.中心O原子为杂化,含2对孤电子对,不是直线型,仅C2H2、CS2为直线形,A错误;
B.SiH4、NH3、NF3中心原子均为杂化, SiH4无孤电子对,键角最大;NH3中N-H成键电子对更靠近N,成键电子对间排斥力大于NF3(N-F成键电子对更靠近电负性更大的F,排斥力更小),故键角顺序为SiH4>NH3>NF3,B正确;
C.PCl3中心P原子价层电子对数为4,含1对孤电子对,分子为三角锥形,仅BF3、为平面三角形,C错误;
D.CHCl3中C连接的H和Cl原子半径、电负性不同,键长不相等,为四面体形而非正四面体形,仅、CH4为正四面体形,D错误;
故选B。
6.(25-26高二下·河南南阳·月考)用价层电子对互斥模型可以判断许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是
A. 的空间结构为V形
B. 键角为120°,的键角大于
C. 的VSEPR模型和分子空间结构一致
D. 的空间结构都是三角锥形
【答案】C
【详解】A.分子中,中心Be原子的价层电子对数为=2,发生sp杂化,中心原子的最外层无孤电子对,空间结构为直线形,A不正确;
B.中,中心S原子的价层电子对数为=3,最外层无孤电子对,则分子呈平面正三角形,键角为120°,分子中,中心N原子的价层电子对数为=4,发生sp3杂化,N原子的最外层有1个孤电子对,分子呈三角锥形,键角小于,B不正确;
C.的中心碳原子的价层电子对数为=3,发生sp2杂化,中心原子的最外层无孤电子对,则VSEPR模型和分子空间结构一致,C正确;
D.AsCl3中,中心As原子的价层电子对数为=4,发生sp3杂化,中心原子的最外层有1个孤电子对,分子呈三角锥形,中,中心N原子的价层电子对数为=3,发生sp2杂化,中心原子的最外层无孤电子对,空间结构为平面三角形,D不正确;
故选C。
7.试回答下列问题:
(1)指出下列分子或离子的空间构型: ;CS2 。
(2)有两种活性反应中间体微粒,它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据如图所示的两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:A ;B 。
(3)按要求写出由第2周期非金属主族元素原子构成的分子的化学式:
平面三角形分子 ,三角锥形分子 ,正四面体形分子 。
(4)下列微粒的键角由大到小的顺序为 (填序号)。
①HCN ②SiF4 ③SCl2 ④ ⑤H3O+
【答案】(1)① 正四面体形 ② 直线形 (2)① CH ② CH (3)① BF3 ② NF3 ③ CF4 (4)①④②⑤③
【详解】(1)中P原子采取sp3杂化,空间构型为正四面体形;CS2中S原子采取sp杂化,分子的空间构型与CO2一样,直线形。故答案为:正四面体形;直线形;
(2)A含有1个碳原子和3个氢原子且为平面结构的微粒应该是CH,中心碳原子采取sp2杂化;B含有1个碳原子和3个氢原子且为三角锥形结构的微粒应该是CH,中心碳原子采取sp3杂化。故答案为:CH;CH;
(3)第2周期的五种非金属主族元素原子B、C、N、O、F构成的分子中,平面三角形分子为BF3,三角锥形分子为NF3,正四面体形分子为CF4.。故答案为:BF3;NF3;CF4;
(4)①HCN为直线形分子(中心碳原子采取sp杂化),键角为180°;②SiF4为正四面体形结构,键角为109.5°;③SCl2为V形结构,键角接近104.5°;④为平面三角形结构,键角为120°;⑤H3O+为三角锥形结构,键角接近107.3°。所以键角由大到小的顺序为①④②⑤③。故答案为:①④②⑤③。
8.Ⅰ.铁()、镍()的单质及其化合物在医药、材料等领域有广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态原子核外价电子排布式为 ,Ni原子的核外电子空间运动状态有 种。
(2)乳酸亚铁口服液是缺铁人群补铁保健品,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成,从结构角度分析,易被氧化成的原因是 。
Ⅱ.回答下列问题:
(3)分子中所有原子均满足8电子构型,分子中键和键的个数比为 ,中心原子的杂化方式为 ,中心原子的VSEPR模型为 ,分子的空间构型为 。
(4)的分子结构如图所示,其中As原子的杂化方式为 。
(5)中,Al原子的轨道杂化方式为 ;列举与空间构型相同的一种离子和一种分子: (填化学式)。
(6)用价层电子对互斥理论推断分子中,Sn原子的轨道杂化方式为 ,分子中Br—Sn—Br的键角 120°(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)① ② 15 (2)的半满状态更稳定 (3)① 3:1 ② ③ 平面三角形 ④ 平面三角形 (4) (5)① ② 、 (6)① ② <
【详解】(1)Fe是26号元素,基态Fe原子的核外电子排布式为,失去3个电子形成,其价电子排布式为;Ni是28号元素,基态Ni原子的核外电子排布式为,占据的轨道数为,核外电子空间运动状态数等于占据的轨道数,故有15种。
(2)的价电子排布为,的价电子排布为,由于处于半充满状态,能量更低、结构更稳定,因此易被氧化成。
(3)分子中C原子与O原子形成双键,与两个Cl原子形成单键,双键中含有1个键和1个键,单键均为键,故键和键的个数比为3:1;中心C原子的价层电子对数为,无孤电子对,故杂化方式为,VSEPR模型和分子的空间构型均为平面三角形。
(4)由的分子结构可知,每个As原子形成3个键,且As为第VA族元素,最外层有5个电子,成键后还有1对孤电子对,价层电子对数为,故As原子的杂化方式为。
(5)中,中心Al原子的价层电子对数为,无孤电子对,杂化方式为,空间构型为正四面体形;与其空间构型相同的离子有等,分子有等。
(6)分子中,中心Sn原子的价层电子对数为,杂化方式为;由于含有1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,故的键角小于。
1.(2025·黑吉辽蒙·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、HClO中的H-O键是s-p 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.(2026·江西·高考真题)下列粒子的VSEPR模型为平面三角形且其空间结构为V形的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.中心原子S的价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,含1对孤电子对,空间结构为V形,A符合题意;
B.中心原子C的价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型和空间结构均为直线形,B不符合题意;
C.中心原子B的价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,C不符合题意;
D.中心原子O的价层电子对数为,含2对孤电子对,VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形,D不符合题意;
故选A。
3.(2024·湖南·高考真题)是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,晶胞如图所示,下列说法错误的是
A. 合成反应中,还原剂是和C
B. 晶胞中含有的个数为4
C. 每个周围与它最近且距离相等的有8个
D. 为V形结构
【答案】D
【详解】A.LiH中H元素为-1价,由图中化合价可知, N元素为-3价,C元素为+4价,根据反应可知,H元素由-1价升高到0价,C元素由0价升高到+4价,N元素由0价降低到-3价,由此可知还原剂是和C,故A正确;
B.根据均摊法可知,位于晶胞中的面上,则含有的个数为,故B正确;
C.观察位于体心的可知,与它最近且距离相等的有8个,故C正确;
D.的中心原子C原子的价层电子对数为,且与CO2互为等电子体,可知为直线形分子,故D错误;
故答案选D。
4.下列说法正确的是
A. 酸性强弱:三氟乙酸>三氯乙酸>乙酸
B. 、的空间构型都是三角锥形
C. 键角大小:
D. 沸点:
【答案】A
【详解】A.羧酸酸性受取代基吸电子效应影响:电负性,吸电子能力,吸电子能力越强,羧基键极性越强,越易电离出,因此酸性顺序为:三氟乙酸三氯乙酸乙酸,A正确;
B.根据价层电子对互斥理论:中心价层电子对数为,含对孤对电子,空间构型为三角锥形;中心价层电子对数为,无孤对电子,空间构型为平面三角形,B错误;
C.中心B原子价层电子对数为3,无孤电子对,为平面三角形,键角为,和中,中心原子N、P价层电子对数都为4,都有一对孤电子对,分子空间构型均为三角锥形,键角都小于,中心原子电负性,中成键电子对更靠近中心原子,成键电子对斥力更大,键角更大,正确键角顺序为,C错误;
D.邻羟基苯磺酸的羟基和磺酸基相邻,易形成分子内氢键,沸点降低;对羟基苯磺酸形成分子间氢键,沸点升高,因此沸点顺序为:邻羟基苯磺酸对羟基苯磺酸,D错误;
故选择A。
5.(2024·浙江·高考真题)氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知:
请回答:
(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是 ,晶体类型是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A. 电负性: B. 离子半径:
C. 第一电离能: D. 基态2+的简化电子排布式:
(3)①,其中的N原子杂化方式为 ;比较键角中的 中的(填“>”、“<”或“=”),请说明理由 。
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是。比较氧化性强弱: (填“>”、“<”或“=”);写出A中阴离子的结构式 。
【答案】(1)① ② 分子晶体 (2)CD (3)① sp3 ② < ③ 有孤电子对,孤电子对对成键电子排斥力大,键角变小 ④ > ⑤
【详解】(1)由晶胞图可知,化学式为;由晶胞图可知构成晶胞的粒子为分子,故为分子晶体;
(2)A同一周期,从左到右,电负性依次增强,故顺序为,A错误;
B核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故顺序为,B错误;
C同一周期,从左到右,电离能增大的趋势,VA族和ⅥA族相反,故顺序为,C正确;
D基态的简化电子排布式:,Cr2+的简化电子排布式为[Ar]3d4,D正确;
故选CD;
(3)①的价层电子对数,故杂化方式为sp3;价层电子对数为4,有一对孤电子对,价层电子对数,无孤对电子,又因为孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对成键电子的排斥力,故键角中的<中的;
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是,则A为NO2HS2O7,为硝酸失去一个OH-,得电子能力更强,氧化性更强,故氧化性强弱: >;阴离子为根据已知可知其结构式为。
6.写出下列符合题意的化学式:
(1)写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子式 。
(2)与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。
(3)与互为等电子体的分子有 (写一种物质的化学式即可)。
(4)在短周期元素组成的物质中,写出与互为等电子体的分子 。(写两个,填分子式)
(5)与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 (各举一例)。
【答案】(1)N2 (2) (3)(任选其一) (4) (5)① PH3或AsH3 ② 或
【分析】等电子体是指原子个数和价电子数均相等的分子或离子;据此作答。
【详解】(1)CN-含有2个原子,价电子数为4+5+1=10,与其互为等电子体的双原子单质分子为N2,N2含有2个原子,价电子数为5+5=10,二者互为等电子体,即为N2;
(2)与H2O分子互为等电子体的阴离子,则O变为N-,即为;
(3):含有4个原子,价电子数为6+3×6+2=26。分子NF3含有4个原子,价电子数为5+3×7=26,二者互为等电子体。同理,NCl3、PF3、PCl3等也符合,即为(任选其一);
(4)与互为等电子体的分子,则,即为;
(5)与NH3互为等电子体的分子,则N变为P(As),即为PH3(AsH3);与NH3互为等电子体的离子,N变为C-或O+,即为或(任选其一)。【点睛】
写等电子体时,先选定一个分子或离子,保证原子总数不变,将分子或离子中某些原子变为该原子前面的原子对应的阴离子和该原子后面的原子对应的阳离子(保证电子总数不变),如寻找N2的等电子体时可将1个N换为C-,即为CN-;1个N换为O+,即为NO+;两个同时换,即为CO。
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分层作业
第一单元 分子的空间结构
第2课时 价层电子对互斥模型 等电子原理
1.A
2.B
3.C
4.D
5.B
6.D
7.C
8.B
9.C
10.C
11.① 平面三角形 ② V形 ③ 直线形 ④ V形 ⑤ 平面三角形 ⑥ 直线形
12.(1) (2)CH3CH3 (3)CH4或SiH4 (4) (5)CCl4
1.B
2.B
3.D
4.B
5.B
6.C
7.(1)① 正四面体形 ② 直线形 (2)① CH ② CH (3)① BF3 ② NF3 ③ CF4 (4)①④②⑤③
8.(1)① ② 15 (2)的半满状态更稳定 (3)① 3:1 ② ③ 平面三角形 ④ 平面三角形 (4) (5)① ② 、 (6)① ② <
1.B
2.A
3.D
4.A
5.(1)① ② 分子晶体 (2)CD (3)① sp3 ② < ③ 有孤电子对,孤电子对对成键电子排斥力大,键角变小 ④ > ⑤
6.(1)N2 (2) (3)(任选其一) (4) (5)① PH3或AsH3 ② 或
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