高中化学专题4分子空间结构与物质性质4.1.1分子的空间构型同步训练.docx

专题4 分子空间结构与物质性质第一单元 分子构型与物质的性质第1课时 分子的空间构型(时间：30分钟)考查点一杂化轨道理论1在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是 ()。Asp，范德华力 Bsp2，范德华力Csp2，氢键 Dsp3，氢键答案C2OF2分子的中心原子采取的杂化轨道是 ()。Asp2 Bsp Csp3 D无法确定解析根据价层电子对互斥模型可知中心O原子的孤电子对数为2，相连的原子数为2，所以O原子的杂化方式为sp3，其杂化方式和分子的空间结构都与H2O相似。答案C3下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ()。ACO2与SO2 BCH4与NH3CBeCl2与BF3 DC2H4与C2H2解析题中A选项CO2为sp杂化，SO2为sp2杂化，故二者不相同，A项不正确；B选项中CH4为sp3杂化，NH3为sp3杂化，二者相同，故B项正确；C选项中BeCl2为sp杂化，BF3为sp2杂化，不合题意；D选项中C2H4为sp2杂化，C2H2为sp杂化，二者不同，故D项不正确。答案B4根据价层电子对互斥模型及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为 ()。A直线形sp杂化B三角形sp2杂化C三角锥型sp2杂化D三角锥型sp3杂化解析判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤电子对数以及与中心原子相连的原子个数。在NF3分子中N原子的孤电子对数为1，与其相连的原子数为3，所以根据理论可推知中心原子的杂化方式为sp3杂化，空间构型为三角锥型，类似NH3。答案D5为什么CH4、NH3、H2O分子中中心原子的杂化轨道的类型都为sp3杂化，但三者的空间构型却大不相同？答案CH4分子中sp3杂化，每个H原子占据四面体一个顶点，分子为正四面体型。NH3分子中虽是sp3杂化，三个H原子占据四面体三个顶点，一个孤电子对占据一个顶点，故N原子与三个氢原子构成三角锥型。H2O分子中也是sp3杂化，两个H原子占据四面体两个顶点，另两个顶点被两个孤电子对占据，故O原子与两个氢原子呈V形，即H2O分子呈V形。6说明在下列分子中是由哪些轨道或杂化轨道重叠成键的。ICl，NI3，CH3Cl，CO2答案ICl：Cl以一个3p轨道与I以一个5p轨道重合形成一对共价键；NI3：N原子不等性sp3杂化，除一个孤电子对外的三个杂化轨道分别与三个I原子的各一个5p轨道杂化成键；CH3Cl：C原子sp3杂化形成四个杂化轨道，其中三个与三个H原子的1s轨道重叠形成三个sp3s 共价键，另一杂化轨道与Cl原子的含单电子的3p轨道重叠，形成一个sp3p 共价键；CO2：C原子的一个2s轨道与一个2p轨道实行sp杂化，形成两个成分相同，能量相等的sp杂化轨道，再与两个O原子中各一个含单电子的2p轨道重叠，形成spp 键；C原子中余下的两个2p轨道(各含一个电子)再分别与一个O原子(共两个)中的另一个2p轨道重叠形成pp 键。因此每一对碳氧组合间含有一个键和一个键，为双键结构。考查点二分子的空间构型7下列物质分子中的氢原子不在同一平面上的有 ()。AC2H2 BC2H4CC2H6 DC6H6解析CHCH中，C原子以sp杂化为直线形共面；CH2=CH2中，C原子以sp2杂化为平面形共面；C2H6中，C原子以sp3杂化为四面体形，不共面；C6H6中，C原子以sp2杂化为平面形共面。答案C8下列分子中，空间结构为平面三角形的是 ()。AHgCl2 BBCl3 CSiCl4 DSF6解析B原子以sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，所以BCl3是平面三角形。答案B9(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_、_、_、_。(2)写出具有18个电子的无机化合物的化学式_、_、_、_。(3)在(1)(2)题涉及的粒子中，空间构型为正四面体的有_；为三角锥型的有_。解析(1)第2周期非金属元素的氢化物具有10个电子，其分子结合一个H或电离出一个H后，形成的阴、阳离子所具有的电子数不变。(2)第3周期元素的氢化物分子具有18个电子，第二周期非金属元素形成R2Hx的化合物，如C2H6、H2O2等，也具有18个电子。答案(1)OHNH4H3ONH2(2)H2SPH3SiH4HCl(3)NH4、SiH4H3O、PH310PH3在常温下是一种无色、剧毒、易自燃的气体，分子结构和NH3相似。在常温下1体积的水能溶解0.26体积的PH3，PH3和卤化氢HX作用生成相应的化合物PH4X，PH4X在水溶液中完全水解(PH4的结构类似于CH4)。(1)PH3分子结构的形状是_，和H的结合能力较NH3_(填“强”或“弱”)；在PH4里，PH键之间的夹角是_。(2)用化学方程式表示PH3在空气中自燃的反应_。解析PH3与NH3结构相似，为三角锥型，因N原子的电负性大于P，所以结合H的能力NH3大于PH3，PH4为正四面体型，键角为109.5。答案(1)三角锥型弱109.5 (2)2PH34O2=P2O53H2O11氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：(1)基态氮原子的价电子排布式是_。(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是_。(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间构型是_；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(g)H1 038.7 kJmol1若该反应中有4 mol NH键断裂，则形成的键有_mol。肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在_(填标号)a离子键 b共价键 c配位键 d范德华力(4)图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_(填标号)。aCF4 bCH4 cNH4 dH2O解析(1)基态氮原子的价电子排布式是2s22p3，要注意到是价电子排布式。(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是NOC(3)NH3分子的空间构型是三角锥型，NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3，而肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的，所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3，这个与H2O，H2O2中O的杂化类型都是sp3的道理是一样的。反应中有4 mol NH键断裂，即有1 mol N2H4参加反应，生成1.5 mol N2，则形成的键有3 mol。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，可见它是离子晶体，晶体内肯定不存在范德华力。(4)要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有H原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。符合这样的选项就是c和d，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选c。答案(1)2s22p3(2)NOC(3)三角锥型sp33d(4)c考查点三价层电子对互斥模型12ClO、ClO2、ClO3、ClO4中，Cl都是按以sp3杂化轨道方式与O原子成键，则ClO空间的构型是_；ClO2空间的构型是_；ClO3空间的构型是_；ClO4空间的构型是_。解析ClO的组成决定其空间构型为直线形。其他3种离子的中心原子的杂化方式都为sp3，那么从离子的组成上看其空间结构依次类似于H2O、NH3、CH4(NH4)。答案直线形V形三角锥型正四面体13用价层电子对互斥模型预测下列微粒的立体结构。(1)H2Se(2)CF4(3)BCl3(4)SO2(5)PH3(6)SO42解析根