2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题4第一单元 分子的空间结构 作业

第一单元分子的空间结构一、选择题(本题15小题，每小题只有一个选项符合题意)1、有关杂化轨道的说法不正确的是()A.杂化前后的轨道数不变,但轨道的形状发生了改变B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°C.四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释D.杂化轨道全部参与形成化学键2、下列分子中的中心原子为sp杂化,分子的空间结构为直线形,且分子中没有π键的是()A.B.CO2 C.BeCl2D.BBr33、氮的最高价氧化物为无色晶体,它由N和N构成,已知其阴离子为平面三角形,阳离子中氮原子的杂化方式为sp杂化,则其阳离子的空间结构和阴离子中氮原子的杂化方式为()A.直线形sp2杂化B.V形sp杂化C.平面三角形sp2杂化D.平面三角形sp3杂化4、徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是()A．H2O2分子中的O原子为sp2杂化B．CO2分子中的C原子为sp杂化C．BF3分子中的B原子sp3杂化D．CH3COOH分子中的C原子均为sp3杂化5、用价层电子对互斥理论预测,下列分子构型与H2O相似,都为V形的是()①OF2②BeCl2③SO2④CO2A.①②B.②③ C.①③D.②④6、下列分子属于平面正三角形分子的是()A.SO3B.SO2C.BeCl2D.CH47、下列说法不正确的是()A．乳酸分子()是手性分子B．水蒸气、液态水和冰中均存在氢键C．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2D．酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH是因为Cl原子为吸电子基，使得O—H键极性增强，易电离出H＋8、氨分子的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分子中氮原子形成3个杂化轨道,CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道C.NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强D.NH3分子中氮元素的电负性比CH4分子中碳元素的电负性大9、通常把原子数和价电子数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相似,则下列有关说法正确的是()A.CH4和N互为等电子体,键角均为60°B.N和C互为等电子体,空间结构都是三角锥形C.H3O+和PCl3互为等电子体,均为三角锥形结构D.B3N3H6和苯互为等电子体,B3N3H6分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道10、下列有关SO2、SO3、S和S的说法正确的是()A.S中S的杂化方式为sp3B.S的空间构型为平面正方形C.SO2晶体熔点高、硬度大D.SO3分子是极性分子11、下列有关分子结构与性质的叙述中,不正确的是()A.是手性分子B.碘易溶于四氯化碳,可以用“相似相溶规则”解释C.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构都是正四面体形,键角为109°28'D.F3C—的极性强于Cl3C—的极性,三氟乙酸(F3CCOOH)的酸性大于三氯乙酸(Cl12、C,—CH3,C都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是()A.它们互为等电子体,碳原子均采取sp2杂化B.C与NH3、H3O+互为等电子体,空间构型均为正四面体形C.C中的碳原子采用sp2杂化,所有原子均共面D.C与OH-形成的化合物中含有离子键13、下列关于丙氨酸的说法中,正确的是()A.Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,都是非极性分子C.Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目不完全相同14、镍粉在CO中低温加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈正四面体结构。则下列可作为溶解Ni(CO)4的溶剂是()A．水B．四氯化碳C．盐酸D．氯化钠溶液15、下列对分子性质的解释中，不正确的是()A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子C．水很稳定(1000℃D．青蒿素的分子式为C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含7个手性碳原子二、非选择题（共4小题）16、指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间结构。(1)CO2分子中的C为________杂化，分子的结构式为________，空间结构为________；(2)CH2O中的C为________杂化，分子的结构式为________，空间结构为________；(3)CH4分子中的C为________杂化，分子的结构式为________，空间结构为________；(4)H2S分子中的S为________杂化，分子的结构式为________，空间结构为________。17、下列物质结构图中,代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分),小黑点代表形成共价键的最外层电子,短线代表共价键,如F2的结构可表示为。(1)试写出A、B、C、D四种图示所代表的分子式:A,B,C,D。(2)将上述四种物质的液体呈细流流下,将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近细流,细流发生偏转的是(填分子式)。(3)写出B分子中极性共价键的类型和个数:。(4)A、C分子中,中心原子以何种类型的杂化轨道成键?其分子空间结构是什么形状?18、W、X、Y、Z四种短周期元素的原子序数依次增大。其中X原子的价电子排布式为2s22p2,Y原子的L电子层中有三个未成对电子,且无空轨道;W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最低。回答下列问题:(1)写出Y元素基态原子的最外层电子轨道表示式:_________;(2)WXY分子中的三个原子除W原子外均为8电子结构,写出该分子的结构式:_____________,根据电子云重叠方式的不同,该分子里共价键的主要类型有___________________;(3)YW3分子是一种常见气体,分子中Y原子的杂化方式是__________,为________性分子,空间构型为________形;(4)液态的YW3也是一种重要的溶剂,其性质与H2O相似,Z的单质与液态YW3反应的化学方程式为_________________。20、短周期元素D、E、X、Y、Z原子序数逐渐增大。它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、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________；Z的核外电子排布式是________。(2)D的最高价氧化物与E的一种氧化物为等电子体，写出该E的氧化物的化学式：________。(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间结构为________，D原子的轨道杂化方式是________。X与Z构成的分子是________(填化学式)。答案与解析1、D解析：杂化过程中,原子轨道总数不变,即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等,杂化后轨道的形状发生了改变,A正确;sp3、sp2、sp杂化轨道的空间构型分别为正四面体形、平面三角形和直线形,因此其杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°,B正确;四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释,如CH4、NH3、H2O等分子的中心原子均采用sp3杂化,C正确;杂化轨道可以部分参与形成化学键,如NH3中N发生sp3杂化,形成了4个sp3杂化轨道,但是只有3个杂化轨道参与形成了化学键,D错误。2、C解析：和CO2中的C原子均采用sp杂化,且都含有π键;BeCl2分子中Be采用sp杂化,没形成π键;BBr3中B原子采用sp2杂化,没有π键。选C。3、A解析：N的空间结构为平面三角形,其中氮原子的杂化方式为sp2杂化;N中氮原子的杂化方式为sp杂化,空间构型为直线形。4、B解析：H2O2分子中的O原子为sp3杂化，BF3分子中的B原子为sp2杂化，CH3COOH分子中的C原子为sp2和sp3杂化。5、C解析：OF2分子中,价电子对数==4,另外O原子最外层还有2对孤对电子,分子呈V形,结构式为,①符合题意;BeCl2分子中,价电子对数==2,中心Be原子不存在孤对电子,BeCl2分子呈直线形,②不符合题意;SO2分子中,价电子对数==3,中心原子S含有1对孤电子对,分子呈V形,③符合题意;CO2分子中,价电子对数==2,结构式为OCO,分子呈直线形结构,④不符合题意。选C。6、A解析：SO3分子中S原子的价电子对数==3,不含孤电子对,其空间构型是平面正三角形,A正确;SO2分子中S原子的价电子对数==3,含1对孤电子对,其空间构型是V形,B错误;BeCl2分子中Be原子的价电子对数==2,不含孤电子对,其空间构型是直线形,C错误;CH4分子中C原子的价电子对数==4,不含孤电子对,其空间构型是正四面体形,D错误。7、B解析：碳原子周围有4个不同的原子或原子团，该碳为手性碳原子；乳酸分子()中与羟基相连的碳原子是手性碳原子，乳酸分子是手性分子，故A正确；液态水和冰中均存在氢键，水蒸气中水分子间距离较大，分子间不能产生氢键，故B错误；C．根据“相似相溶规则”，硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2，故C正确；酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH是因为Cl原子为吸电子基，使得O—H键极性增强，易电离出H＋，故D正确。8、C解析：NH3的中心原子N采用sp3杂化,CH4的中心原子C采用sp3杂化,A错误;NH3分子中氮原子形成4个杂化轨道,CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道,B错误;氮元素的电负性比碳元素的电负性大,与空间构型无关,D错误。9、D解析：CH4和N互为等电子体,都是正四面体结构,键角均为109°28',A项不正确;N和C互为等电子体,均为平面三角形结构,B项不正确;H3O+和PCl3的价电子数不相等,不互为等电子体,C项不正确;B3N3H6和苯互为等电子体,B3N3H6的空间结构与苯相似,分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道,D项正确。10、A解析：A项,S中S的孤电子对数为1,价电子对数为4,则S采用sp3杂化,正确;B项,S中S的孤电子对数为0,价电子对数为4,则S采用sp3杂化,S为正四面体形,错误;C项,SO2为分子晶体,熔点低,硬度小,错误;D项,SO3的空间构型为平面正三角形,其正、负电荷重心相重合,则SO3为非极性分子,错误。11、C解析：分子中含手性碳原子,该分子为手性分子,A项正确;碘是非极性分子,四氯化碳也为非极性分子,根据“相似相溶规则”分析,碘易溶于四氯化碳,B项正确;中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构不一定都是正四面体形,可能为三角锥形等,C项错误;F3C—的极性强于Cl3C—的极性,使羧基电离出氢离子的能力不同,所以三氟乙酸(F3CCOOH)的酸性大于三氯乙酸(Cl12、C解析：等电子体是指价电子数和原子数分别都相等的物质,甲烷分子变成C、—CH3、C时,失去的分别是H-、氢原子和H+,原子个数相同,价电子数不同,A项错误;C、NH3、H3O+的价电子数均为8,具有的原子数均为4,三者互为等电子体,其空间构型均为三角锥形,不是正四面体形,B项错误;C中的碳原子价电子对数为(4-1+3×1)÷2=3,碳原子采用sp2杂化,C的空间构型为平面三角形,所有原子均共面,C项正确;C与OH-形成的化合物为CH3OH,只含有共价键,不含有离子键,D项错误。13、C解析：Ⅰ和Ⅱ在某些性质上有所不同,但它们有着相同的官能团,化学性质相似,故A错误;根据其结构可知,Ⅰ和Ⅱ都是极性分子,故B错误;Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列,故C正确;Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体,所含化学键的种类与数目是相同的,故D错误。14、B解析：Ni(CO)4是无色挥发性液态，熔点低，说明Ni(CO)4是分子晶体，呈正四面体结构，说明Ni(CO)4是非极性分子，根据“相似相溶规则”，Ni(CO)4能溶于四氯化碳，选B。15、C解析：碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用“相似相溶规则”解释，A正确；过氧化氢中含有极性键O—H和非极性键O—O，其正电荷重心和负电荷重心不相重合，属于极性分子，B正确；水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有的H—O键非常稳定，与分子间氢键无关，C错误；手性碳原子连接的4个原子或原子团互不相同，根据青蒿素的结构图，可知该分子中包含7个手性碳原子，如图：，D正确。16、答案：(1)spO=C=O直线形(2)sp2平面三角形(3)sp3正四面体形(4)sp3V形解析：杂化轨道所用原子轨道的能量相近，且杂化轨道只能用于形成σ键，剩余的p轨道还可以形成π键。杂化轨道类型决定了分子(或离子)的空间结构，如sp2杂化轨道的键角为120°，空间结构为平面三角形或V形。因此，也可根据分子的空间结构确定分子(或离子)中杂化轨道的类型，如CO2为直线形分子，因此分子中杂化轨道类型为sp杂化。17、答案：(1)NH3HCNBF3CO(NH2)2(2)NH3、HCN、CO(NH2)2(3)2个σ键,2个π键(4)NH3分子中氮原子以sp3杂化轨道成键,呈三角锥形;BF3分子中,硼原子以sp2杂化轨道成键,呈三角形。解析：根据题给条件,很容易判断出A、B、C、D四种物质分别为NH3、HCN、B