2024-2025學年新教材高中化學第2章分子結構與性質第2節(jié)第1課時分子結構的測定多樣的分子空間結構價層電子對互斥模型課時分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修2

PAGE6-分子結構的測定多樣的分子空間結構價層電子對互斥模型(建議用時：40分鐘)[合格過關練]1．H2O2的結構式為H—O—O—H，下列有關H2O2的說法正確的是()A．是直線形分子B．是三角錐形分子C．氧原子有1對孤電子對D．氧原子的價層電子對數(shù)為4D[H2O2中的每個氧原子有6個價電子，形成了2個σ鍵，故還有4個電子沒有成鍵，孤電子對數(shù)為2，價層電子對數(shù)為4，C項錯誤，D項正確；以氧為中心的三個原子呈V形結構，H2O2中相當于有兩個V形結構，故不行能是直線形或三角錐形分子，A、B項錯誤。]2．下列有關鍵角與分子空間結構的說法不正確的是()A．鍵角為180°的分子，空間結構是直線形B．鍵角為120°的分子，空間結構是平面三角形C．鍵角為60°的分子，空間結構可能是正四面體形D．鍵角為90°～109°28′之間的分子，空間結構可能是V形B[鍵角為180°的分子，空間結構是直線形，例如CO2分子是直線形分子，A正確；苯分子的鍵角為120°，但其空間結構是平面正六邊形，B錯誤；白磷分子的鍵角為60°，空間結構為正四面體形，C正確；水分子的鍵角為105°，空間結構為V形，D正確。]3．下列各組分子中全部原子都可能處于同一平面的是()A．CH4、CS2、BF3B．CO2、H2O、NH3C．C2H4、C2H2、C6H6D．CCl4、BeCl2、PH3C[題中的CH4和CCl4為正四面體形分子，NH3和PH3為三角錐形分子，這幾種分子中全部原子不行能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2為直線形分子，C2H4為平面形分子，C6H6為平面正六邊形分子，這些分子中全部原子都是平面形結構。故選C項。]4．下列分子或離子中，中心原子的價層電子對的空間結構為正四面體形且分子或離子的空間結構為V形的是()A．NHeq\o\al(＋,4) B．PH3C．H3O＋ D．OF2D[中心原子價層電子對的空間結構為正四面體形，且分子或離子的空間結構為V形的只有3個原子構成的分子或離子，OF2為V形結構。A選項NHeq\o\al(＋,4)是三角錐形的NH3結合了一個H＋，呈正四面體形，B項中PH3為三角錐形，C中H3O＋是V形的H2O結合了一個H＋，呈三角錐形。]5．下列分子或離子的中心原子，帶有一對孤電子對的是()A．H2O B．BeCl2C．CH4 D．PCl3D[方法1：選項中四種物質的電子式依次為。H2O有2對孤電子對，BeCl2和CH4沒有孤電子對，PCl3有一對孤電子對。方法2：將選項中各物質的未知數(shù)據(jù)代入公式：中心原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)×(a－xb)，經(jīng)計算知，選項中原子上的孤電子對數(shù)依次為2、0、0、1。]6．下列粒子的價層電子對數(shù)正確的是(點“·”的原子為中心原子)()A.eq\o(C,\s\do4(·))H44 B.eq\o(C,\s\do4(·))H4O21C.eq\o(B,\s\do4(·))H4F32 D.eq\o(S,\s\do4(·))H4O32A[對ABm型分子中心原子價電子對數(shù)：n＝eq\f(中心原子的價電子數(shù)＋每個配位原子供應的價電子數(shù)×m,2)。CH4中，n＝eq\f(4＋1×4,2)＝4，A正確；CO2中，n＝eq\f(4＋0×2,2)＝2，B不正確；BF3中，n＝eq\f(3＋1×3,2)＝3，C不正確；SO3中，n＝eq\f(6＋0×3,2)＝3，D不正確。]7．下列關于價層電子對互斥模型(VSEPR模型)的敘述中不正確的是()A．VSEPR模型可用來預料分子的空間結構B．分子中價電子對相互排斥確定了分子的空間結構C．中心原子上的孤電子對也要占據(jù)中心原子四周的空間并參加相互排斥D．分子中鍵角越大，價電子對相互排斥力越大，分子越穩(wěn)定D[VSEPR模型可用來預料分子的空間結構，留意實際空間結構要去掉孤電子對，A正確；空間結構與價電子對相互排斥有關，所以分子中價電子對相互排斥確定了分子的空間結構，B正確；中心原子上的孤電子對也要占據(jù)中心原子四周的空間并參加相互排斥，且孤電子對間的排斥力＞孤電子對和成對電子對間的排斥力，C正確；分子的穩(wěn)定性與鍵角沒有關系，D不正確。]8．用價層電子對互斥理論預料H2S和BF3的空間結構，兩個結論都正確的是()A．直線形；三角錐形B．V形；三角錐形C．直線形；平面三角形D．V形；平面三角形D[H2S與H2O類似，中心原子S上有2對孤電子對，為了減小孤電子對的排斥作用，只能將H和孤電子對相間排列，H2S分子構型呈V形；BF3分子的中心原子B上無孤電子對，當分子構型呈平面三角形時，成鍵電子對之間的斥力最小，分子最穩(wěn)定。]9．氯的含氧酸根離子有ClO－、ClOeq\o\al(－,2)、ClOeq\o\al(－,3)、ClOeq\o\al(－,4)等，關于它們的說法中不正確的是()A．ClO－中Cl顯＋1價B．ClOeq\o\al(－,2)的空間結構為直線形C．ClOeq\o\al(－,3)的空間結構為三角錐形D．ClOeq\o\al(－,4)是SOeq\o\al(2－,4)的等電子體B[ClOeq\o\al(－,2)空間結構為V形。]10．已知CH4中C—H間的鍵角為109°28′，NH3中N—H間的鍵角為107°，H2O中O—H間的鍵角為105°，則下列說法中正確的是()A．孤電子對與成鍵電子對間的斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力B．孤電子對與成鍵電子對間的斥力小于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力C．孤電子對與成鍵電子對間的斥力等于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力D．題干中的數(shù)據(jù)不能說明孤電子對與成鍵電子對間的斥力和成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力之間的大小關系A[電子對間排斥力的大小依次為孤電子對與孤電子對＞孤電子對與成鍵電子對＞成鍵電子對與成鍵電子對，恰好可以說明上述分子的鍵角大小關系。][素養(yǎng)培優(yōu)練]11．短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有關敘述正確的是()A．若A、B為同一周期元素，則AB3分子肯定為平面正三角形B．若AB3分子中的價電子個數(shù)為24個，則AB3分子可能為平面正三角形C．若為A、B為同一主族元素，則AB3分子肯定為三角錐形D．若AB3分子為三角形錐形，則AB3分子肯定為NH3B[A項，若為PCl3，則分子為三角錐形，錯誤；B項，BCl3滿意要求，其分子為平面正三角形，正確；C項，若分子為SO3，則為平面正三角形，錯誤；D項，分子不肯定為NH3，也可能為NF3等。]12．以下分子或離子的結構為正四面體形且鍵與鍵夾角為109°28′的是()①CH4②SiCl4③CH3Cl④P4⑤SOeq\o\al(2－,4)A．①②④ B．①②③④⑤C．①② D．①②⑤D[在CH4和SiCl4中，中心原子價層電子對數(shù)均為4，且沒有孤電子對，4個氫原子和4個氯原子在空間呈正四面體形排列，且鍵角為109°28′；CH3Cl可看成CH4中一個氫原子被一個氯原子替換，由于氫原子與氯原子間的排斥作用力不同且氫原子與氯原子半徑不同，故CH3Cl的空間結構不是正四面體形；P4是正四面體結構，但鍵角為60°；SOeq\o\al(2－,4)中，S原子價層電子對數(shù)為4，沒有孤電子對，SOeq\o\al(2－,4)為正四面體形，鍵角為109°28′。]13．(雙選)下列有關NH3和BF3的說法正確的是()A．NH3的空間結構是三角錐形B．NH3中N原子上有1對孤電子對，BF3中B原子上無孤電子對C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子都達到8電子穩(wěn)定結構D．NH3和BF3的中心原子的價層電子對數(shù)均為4AB[B項，NH3中N原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)×(5－3×1)＝1，BF3中B原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)×(3－3×1)＝0，正確；C項，NH3·BF3中氫原子形成2電子穩(wěn)定結構，錯誤；D項，BF3中B原子的價層電子對數(shù)為3＋0＝3，錯誤。]14．(1)硫化氫(H2S)分子中，兩個H—S鍵的夾角接近90°，說明H2S分子的空間結構為________。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個C=S鍵的夾角是180°，說明CS2分子的空間結構為________。(3)能說明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結構的是________(雙選)。a．兩個鍵之間的夾角為109°28′b．C—H鍵為極性共價鍵c．4個C—H鍵的鍵能、鍵長都相等d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一種(不存在同分異構體)[解析](1)、(2)中可由鍵角干脆推斷分子的空間結構。(3)五原子分子CH4可能有平面四邊形和正四面體兩種空間結構，不管為哪種，b、c兩項都成立；若為前者，則鍵角為90°，CH2Cl2有兩種：和；若為后者，則鍵角為109°28′，CH2Cl2只有一種。[答案](1)V形(2)直線形(3)ad15．(1)利用VSEPR理論推想分子或離子的空間結構：ClOeq\o\al(－,3)________；AlBr3(共價分子)________。(2)有兩種活性反應中間體，它們的粒子中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據(jù)下面給出的這兩種粒子的球棍模型，寫出相應的化學式：________；________。(3)按要求寫出由其次周期非金屬元素的原子構成的中性分子的化學式。平面形分子________；三角錐形分子________；四面體形分子________。[解析](1)ClOeq\o\al(－,3)是AB3型離子，價層電子對數(shù)是4，孤電子對數(shù)是1，為三角錐形。AlBr3是AB3型分子，價層電子對數(shù)是3，孤電子對數(shù)為0，是平面三角形。(2)AB3型分子或離子中，中心原子無孤電子對的呈平面三角形，有一對孤電子對的呈三角錐形，所以分別是CHeq\o\al(＋,3)、CHeq\o\al(－,3)。(3)由其次周期非金屬元素構成的中性分子中，呈三角錐形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面體形的是CF4。[答案](1)三角錐形平面三角形(2)CHeq\o\al(＋,3)CHeq\o\al(－,3)(3)BF3NF3CF416．20世紀50年頭科學家提出價層電子對互斥理論(簡稱VSEPR模型)，用于預料簡潔分子空間結構。其要點可以概括：Ⅰ.用AXnEm表示只含一個中心原子的分子組成，A為中心原子，X為與中心原子相結合的原子，E為中心原子最外層未參加成鍵的電子對(稱為孤電子對)，(n＋m)稱為價層電子對數(shù)。分子中的價層電子對總是相互排斥，勻稱地分布在中心原子四周的空間；Ⅱ.分子的空間結構是指分子中的原子在空間中的排布，不包括中心原子未成鍵的孤電子對；Ⅲ.分子中價層電子對之間的斥力主要依次為ⅰ.孤電子對之間的斥力>孤電子對與共用電子對之間的斥力>共用電子對之間的斥力；ⅱ.雙鍵與雙鍵之間的斥力>雙鍵與單鍵之間的斥力>單鍵與單鍵之間的斥力；ⅲ.X原子得電子實力越弱，A—X形成的共用電子對之間的斥力越強；ⅳ.其他。請細致閱讀上述材料，回答下列問題：(1)依據(jù)要點Ⅰ可以畫出AXnEm的VSEPR志向模型，請?zhí)顚懴卤恚簄＋m2________VSEPR志向模型正四面體形價層電子對之間的志向鍵角____109°28′(2)請用VSEPR模型說明CO2為直線形分子的緣由：_________________________________________________________。(3)H2O分子的空間構型為________，請你預料水分子中∠H—O—H的大小范圍并說明緣由：_________________________________________________。(4)SO2Cl2和SO2F2都屬AX4E0型分子，S與O之間以雙鍵結合，S與Cl、S與F之間以單鍵結合。請你預料SO2Cl2和SO2F2分子的空間結構：________________，SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl________(選填“<”“>”或“＝”)SO2[解析]VSEPR模型的推斷方法：在分子中當n＋m＝2為直線形分子；當n＋m＝3時，假如沒有孤電子對時為平面三角形，假如有孤電子對時為V形；當n＋m＝4時，假如沒有孤電子對時為正四面體形，假如有一對孤電子對時為三角錐形，假如有兩對孤電子對時