高中化学 -分子空间结构与价层电子对互斥理论课时作业.docx

第二章第二节第1课时 分子空间结构与价层电子对互斥理论基 础 巩 固一、选择题1用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是(C)ANH为正四面体BCS2为直线形CHCN为V形DPCl3为三角锥形解析：NH、CS2、HCN中心原子上的价电子都用于形成共价键，没有孤对电子对，所以其构型分别为正四面体形、直线形、直线形；PCl3中心P原子上有一对孤电子对，未用于形成共价键，其空间构型为三角锥形。2下列分子中，各原子均处于同一平面上的是(D)ANH3BCCl4CPCl3DCH2O解析：由价层电子对互斥理论可知：A、C为三角锥形，B为正四面体形，D为平面三角形。3下列分子或离子中中心原子未用来成键的电子对最多的是(C)ANHBNH3CH2ODBCl3解析：NH中各原子的最外层电子全部参与成键，NH3中N原子的最外层上有1对电子未参与成键，H2O中O原子上有2对电子未参与成键，BCl3的中心原子为B原子，其外层电子全部参与成键。4三氯化氮(NCl3)常温下是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl3说法中正确的是(C)A分子中NCl键是非极性键B分子中不存在孤对电子C它的沸点比PCl3沸点低D因NCl键键能大，所以NCl3的沸点高解析：NCl3分子中中心原子N和氯原子间形成三个极性键，N原子的周围仍然存在一对孤对电子；共价化合物的熔沸点是由分子间作用力决定的，而分子间作用力的大小又由相对分子质量决定，所以NCl3的熔沸点较低。5下列分子或离子中，VSEPR模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是(B)ACO2BH2OCCODCCl4解析：ACO2分子中每个O原子和C原子形成两个共用电子对，所以C原子价层电子对个数是2，且不含孤电子对，为直线形结构，VSEPR模型与分子立体结构模型一致，故A不选；B水分子中价层电子对个数2(621)4，VSEPR模型为正四面体结构；含有2个孤电子对，略去孤电子对后，实际上其空间构型是V型，VSEPR模型与分子立体结构模型不一致，故B选；CCO的中心原子C原子上含有3个 键，中心原子上的孤电子对数(4223)0，所以CO的空间构型是平面三角形，VSEPR模型与分子立体结构模型一致，故C不选；DCCl4分子中中心原子C原子价层电子对个数键个数孤电子对个数4(414)4，VSEPR模型为正四面体结构，中心原子不含有孤电子对，分子构型为正四面体结构，VSEPR模型与分子立体结构模型一致，故D不选；故选B。6下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是(D)ACO2BPCl3CCCl4DBF3解析：由各种物质的电子式： ，这三种物质中各原子最外层都满足8电子稳定结构，中B原子最外层未满8电子稳定结构。7能说明CH4分子的5个原子不在同一平面而为正四面体结构的是(D)两个键之间夹角为10928CH键为极性共价键4个CH键的键能、键长相同二氯甲烷没有同分异构体ABCD解析：CH4分子的空间结构由两个键之间的夹角决定，只有为正四面体结构，C位于正四面体中心，才有键角为10928。分子的空间构型与共价键的极性无关；同样二氯甲烷没有同分异构体也说明了CH4分子为正四面体结构，如果为平面结构，则二氯甲烷就存在两种构型：；C项中因为同为CH键，不论分子构型如何，它们的键能、键长都相等。8下列物质中，化学键类型和分子立体构型皆相同的是(B)ACO2和SO2BCH4和SiH4CBF3和PH3DHCl和NH4Cl解析：NH4Cl中存在离子键，其余分子内均为共价键，CO2为直线形，SO2、BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，CH4和SiH4均为正四面体形。二、非选择题9(1)写出具有10个电子、两个或两个以上原子核的离子的符号_OH_、_NH_、_H3O_、_NH_。(2)写出具有18个电子的无机化合物的化学式_H2S_、_PH3_、_SiH4_、_HCl_。(3)在(1)(2)题涉及的粒子中，空间构型为正四面体形的有_NH、SiH4_；为三角锥形的有_H3O、PH3_。解析：(1)第二周期元素的氢化物具有10个电子，其分子结合一个H或电离出一个H后，形成阴、阳离子所具有的电子数不变，则有NH、H3O、NH、OH。(2)第三周期元素的氢化物分子中具有18个电子，第二周期元素形成R2Hx型化合物(如C2H6、H2O2等)，也具有18个电子。符合条件的分子有：H2O2、SiH4、PH3、H2S、HCl。(3)由等电子体原理分析可知，SiH4、NH为正四面体形，PH3、H3O为三角锥形。10(1)利用VSEPR推断分子或离子的空间构型。PO_四面体形_；CS2_直线形_；AlBr3(共价分子)_平面三角形_。(2)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：_CH_； _CH_。(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。平面三角形分子_BF3_，三角锥形分子_NF3_，四面体形分子_CF4_。(4)为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是_中心原子上的价电子都用于形成共价键_；另一类是_中心原子上有孤对电子_。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是_B_，NF3的中心原子是_N_；BF3分子的立体构型是平面三角形而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是_BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形_。解析：PO是AB4型，成键电子对是4，为四面体形。CS2是AB2型，成键电子对是2，是直线形。AlBr3是AB3型，成键电子对是3，是平面三角形。AB3型分子，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一对孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH、CH。第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面体形的是CF4。能 力 提 升一、选择题1下列分子或离子中，不含孤电子对的是(D)AH2OBH3OCNH3DNH解析：分别写出其电子式，即可得出答案。2SF6是一种无色气体，且具有很强的稳定性，可用于灭火。下列有关说法中正确的是(C)A电负性：SFBSF6分子是正四面体结构CSF6分子中硫原子周围无孤对电子D氟原子的电子排布图(轨道表示式)为 解析：F电负性最大，A项错误；SF6分子中硫原子有6对价层电子对，不是正四面体形结构，B项错误；D项违背泡利原理，错误。3下列对应关系不正确的是(B)选项ABCD中心原子所在族AAAA分子通式AB4AB3AB2AB2立体结构正四面体形平面三角形直线形形解析：当中心原子在A族时，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在A族时，AB4分子是正四面体形，当中心原子在A族时，AB2分子是直线形，当中心原子在A族时，AB2分子是形。4下列分子构型为正四面体的是(C)P4NH3CCl4CH4H2SCO2ABCD解析：NH3是三角锥形、H2S是V形、CO2是直线形，故选C。5氯的含氧酸根离子有ClO、ClO、ClO、ClO等，关于，它们的说法中不正确的是(B)AClO中Cl显1价BClO的空间构型为直线形CClO的空间构型为三角锥形DClO是SO的等电子体解析：ClO空间构型为V形。6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(C)ASO2、CS2、HI都是直线形分子BBF3键角为120，SnBr2键角大于120CCOCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子DPCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子7能说明AB3分子构型是平面正三角形而不是四面体的依据是(C)A共价键键长相同B共价键键能相同C共价键键角为120D共价键有极性解析：在AB3分子中三个AB键是完全相同的，因此键长、键能和极性键都不能作为AB3分子是平面正三角形的依据。只有当其键角为120时，AB3中四个原子才能共面，且三个B原子处于正三角形的三个顶点。二、非选择题8D、E、X、Y、Z是元素周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的立体构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、V形、直线形。回答下列问题：(1)Y的最高价氧化物的化学式为_SO3_。(2)上述五种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是_Cl_，写出该元素的任意三种含氧酸的化学式：_HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写3种酸)_。(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为_直线形_。(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属于_共价键_。(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是_Mg3N2_，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是Mg3N28H2O=3Mg(OH)22NH3H2O。解析：元素周期表前20号元素中，最简氢化物的立体构型为正四面体的是CH4和SiH4，故D是C，X为Si，由此推知E为N，Y为S，Z为Cl。C和S形成的化合物为CS2，C的价电子对数为2，CS2为直线形。C和Si之间形成共价键，化学式为SiC。(1)S位于第3周期A族，最高正价为6，即其最高价氧化物为SO3。(2)在C、N、Si、S、Cl中，形成酸性最强的含氧酸为HClO4，氯元素位于第3周期A族，其正价有1、3、5、7，故其含氧酸为HClO、HClO2、HClO3、HClO4。(3)C与S形成化合物CS2，其空间构型应与CO2类似，故为直线形。(4)C与Si形成共价化合物SiC；(5)Mg在N2中高温条件下形成Mg3N2，其与水反应生成Mg(OH)2和NH3H2O。9价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分子的立体构型。其要点可以概括为：.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)，(nm)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间；.分子的空间构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对；.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：.孤电子对之间的斥力孤电子对与共用电子对之间的斥力共用电子对之间的斥力；.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；.X原子得电子能力越弱，AX形成的共用电子对之间的斥力越强；.其他。请仔细阅读上述材料，回答下列问题：(1)根据要点可以画出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表：nm24VSEPR理想模型_直线形_正四面体形_价层电子对之间的理想键角_180_10928_(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因：_CO2属AX2E0，nm2，故为直线形_；(3)H2O分子的立体构型为_V形_，请你预测水分子中HOH的大小范围并解释原因：_水分子属AX2E2，nm4，VSEPR理想