第2节 第1课时　分子结构的测定　多样的分子空间结构　价层电子对互斥模型

第1课时分子结构的测定多样的分子空间结构价层电子对互斥模型课后·训练提升基础巩固1.如图是一种分子式为C4H8O2的有机化合物的红外光谱图,则该有机化合物的结构简式为()。A.CH3COOCH2CH3B.CH3CH2CH2COOHC.CH3CH(CH3)COOHD.HCOOCH(CH3)2答案:A解析:由红外光谱图可看出题述有机化合物分子中有不对称—CH3,因此该有机化合物分子中至少有2个—CH3,由图也可以看出含有CO和C—O—C。题述有机化合物分子的结构简式为CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3。2.下列分子中,各原子均处于同一平面上的是()。A.NH3 B.CCl4 C.P4 D.CH2O答案:D解析:NH3是三角锥形,CCl4是正四面体形,P4是正四面体形,CH2O是平面三角形。3.下列粒子的价层电子对数正确的是(点“·”的原子为中心原子)()。A.C·H44 B.C·OC.B·F32 D.S·O答案:A解析:ABn型分子中中心原子上的价层电子对数:n=σ键电子对数+孤电子对数,CH4中,n=4,A项正确。CO2中,n=2,B项错误。BF3中,n=3,C项错误。SO3中,n=3,D项错误。4.下列分子或离子的中心原子,带有一个孤电子对的是()。A.H2OB.BeCl2C.CH4D.PCl3答案:D解析:选项中四种物质的电子式依次为H··O······H、

··Cl······Be··Cl······、5.下列说法中不正确的是()。A.分子中的价层电子对(包括σ键电子对和孤电子对)之间存在相互排斥作用B.分子中的价层电子对之间趋向于彼此远离C.分子在很多情况下并不是尽可能采取对称的空间结构D.当价层电子对数分别是2、3、4时,价层电子对互斥模型分别为直线形、平面三角形、正四面体形答案:C解析:分子在很多情况下是尽可能采用对称的空间结构,以使体系能量最低。6.下列有关分子的空间结构的说法中正确的是()。A.HClO、BF3、NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构B.P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28'C.分子中键角的大小:BeCl2>SnCl2>SO3>NH3>CCl4D.BeF2分子中,中心原子Be上的价层电子对数等于2,其VSEPR模型为直线形,σ键电子对数等于2,没有孤电子对答案:D解析:HClO中的H和BF3中的B都未达到8电子结构,A项错误。P4和CH4都是正四面体形结构,但是P4中P—P—P键角为60°;CH4中H—C—H键角为109°28',B项错误。BeCl2的空间结构为直线形,键角为180°;SnCl2呈V形,Sn含有一个孤电子对,由于该孤电子对的存在,键角小于120°;SO3的空间结构为平面正三角形,键角为120°;NH3的空间结构为三角锥形,键角为107°;CCl4的空间结构为正四面体形,键角为109°28';故分子中键角的大小:BeCl2>SO3>SnCl2>CCl4>NH3,C项错误。7.用价层电子对互斥模型预测H2S和BF3的空间结构,两个结论都正确的是()。A.直线形三角锥形B.V形三角锥形C.直线形平面三角形D.V形平面三角形答案:D解析:H2S中的中心原子S有未用于形成共价键的孤电子对,占据中心原子周围的空间,并参与互相排斥使H2S呈V形;BF3中的中心原子B的价电子都用于形成共价键,故BF3是平面三角形。8.SF6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()。A.电负性:S>FB.SF6分子是正四面体形结构C.SF6分子中硫原子周围无孤电子对D.氟原子的轨道表示式为答案:C解析:F的电负性最大,A项错误。SF6分子中硫原子上有6个价层电子对,SF6不是正四面体形结构,B项错误。D项违背泡利原理,错误。9.请回答下列问题。(1)利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构:SeO3;SCl2;

NO2+;NOHCHO;HCN。

(2)利用价层电子对互斥模型推断键角的大小:①SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角(填“>”“<”或“=”,下同)120°;

②PCl3分子中,Cl—P—Cl的键角109°28'。

答案:(1)平面三角形V形直线形V形平面三角形直线形(2)①<②<解析:(1)SeO3中,Se的价层电子对数为3,孤电子对数为0,SeO3为平面三角形;SCl2中,S的价层电子对数为4,孤电子对数为2,SCl2为V形;NO2+中,N的价层电子对数为2,孤电子对数为0,NO2+为直线形;NO2-中,N的价层电子对数为3,孤电子对数为1,NO2-为V形;HCHO分子中1个碳氧双键计作1个σ键电子对,2个C—H对应2个σ键电子对,C原子上的价层电子对数为3,且无孤电子对,所以HCHO分子为平面三角形;HCN分子的结构式为H—C≡N,1个C≡N可计作1个σ键电子对,1个C—H对应1个σ键电子对,故(2)SnBr2分子中,Sn上的价层电子对数为3,σ键电子对数为2,孤电子对数为1,由于孤电子对与Sn—Br的σ键电子对间的排斥作用大于Sn—Br的σ键电子对间的排斥作用,故键角<120°。PCl3分子中,P上的价层电子对数为4,含有1个孤电子对,由于孤电子对与P—Cl的σ键电子对间的排斥作用大于P—Cl的σ键电子对间的排斥作用,所以Cl—P—Cl的键角小于109°28'。10.(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间结构。PO43-;CS2;AlBr3(2)为了解释和预测分子的空间结构,科学家在归纳了许多已知的分子空间结构的基础上,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;另一类是。

BF3和NF3都是四个原子的分子,BF3的中心原子是,NF3的中心原子是;BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥形的原因是。

答案:(1)正四面体形直线形平面三角形(2)中心原子上的价电子都用于形成共价键中心原子上有孤电子对BNBF3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,还有一个未成键的孤电子对,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:(1)PO43-是AB4型,价层电子对数是4,为正四面体形。CS2是AB2型,价层电子对数是2,是直线形。AlBr3是AB3型,能力提升1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是()。A.若n=2,则分子的空间结构为V形B.若n=3,则分子的空间结构为三角锥形C.若n=4,则分子的空间结构为正四面体形D.以上说法都不正确答案:C解析:根据价层电子对互斥模型知,ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,若n=2,则分子的空间结构为直线形;若n=3,则分子的空间结构为平面三角形;若n=4,则分子的空间结构为正四面体形。2.短周期主族元素A、B可形成AB3分子,下列有关叙述正确的是()。A.若A、B为同一周期元素,则AB3分子一定为平面正三角形B.若AB3分子中的价电子个数为24,则AB3分子可能为平面正三角形C.若A、B为同一主族元素,则AB3分子一定为三角锥形D.若AB3分子为三角锥形,则AB3分子一定为NH3答案:B解析:A项,若为PCl3,则分子为三角锥形,错误;B项,BCl3满足要求,其分子为平面正三角形,正确;C项,若分子为SO3,则为平面正三角形,错误;D项,分子不一定为NH3,也可能为NF3等。3.下列分子中,各分子的空间结构、中心原子上含有的孤电子对数均正确的是()。选项分子空间结构中心原子上含有的孤电子对数ANH3平面三角形N含有一个孤电子对BCCl4正四面体形C不含孤电子对CH2O直线形O含有两个孤电子对DCO三角锥形C含有一个孤电子对答案:B解析:NH3中心原子上的价层电子对数=3+12×(5-3×1)=4,N含有一个孤电子对,分子的空间结构为三角锥形,A项错误。CCl4中心原子上的价层电子对数=4+12×(4-4×1)=4,C原子没有孤电子对,分子的空间结构为正四面体形,B项正确。H2O中心原子上的价层电子对数=2+12×(6-2×1)=4,O原子含有两个孤电子对,分子的空间结构为V形,C项错误。CO32-中心原子上的价层电子对数=3+12×(4+2-34.价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)可用于预测简单分子的空间结构。其要点可以概括为:Ⅰ.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),(n+m)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;Ⅱ.分子的空间结构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;Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力大小主要顺序为:ⅰ.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;ⅱ.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;ⅲ.X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强;ⅳ.其他。请仔细阅读上述材料,回答下列问题。(1)根据要点Ⅰ可以推测出AXnEm的VSEPR理想模型,请填写下表:n+m2VSEPR理想模型正四面体形价层电子对之间的理想键角109°28'(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因:。

(3)H2O分子的空间结构为,请你预测水分子中H—O—H的键角大小并解释原因:。

(4)用价层电子对互斥模型(VSEPR模型)判断下列分子或离子的空间结构:分子或离子SnCl2CCl4ClO空间结构答案:(1)4直线形180°(2)CO2属于AX2E0型,n+m=2,故为直线形(3)V形水分子属于AX2E2型,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体形,价层电子对之间的夹角均为109°28'。根据Ⅲ中的ⅰ,应有H—O—H的键角小于109°28'(4)V形正四面体形正四面体形解析:AXnEm中n+m=2时,最理想的模型是直线形,键角是180°;若是正四面体形,n+m=4;CO2属于AX2E0型,n+m=2,故为直线形。水分子属于AX2E2型,n+m=4,O有两个孤电子对,应是V形,由于孤电子对之间的斥力强于共用电子对之间的斥力,所以使其键角小于109°28'。5.短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大,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。请回答下列问题。(1)Z的氢化物的结构式为,HZO的中心原子上的价层电子对数的计算式为,该分子的空间结构为。

(2)Y的价层电子排布式为,Y的最高价氧化物的VSEPR模型为。

(3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是,该分子中的键角是。

(4)D、E的最简单氢化物分子的空间结构分别是正四面体形与三角锥形,这是因为(填字母)。

a.两种分子的中心原子上的价层电子对数不同b.D、E的非金属性不同c.E的氢化物分子中中心原子上有一个孤电子对,而D的氢化物分子中中心原子上没有孤电子对答案:(1)H—Cl2+12×(6-1×1-1×(2)3s23p4平面三角形(3)SiCl4109°28'(4)c解析:由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。HClO中氧原子是中心原子,氧原子上的价层电子对数=2+12×(6-1×1-1×1)=4,所以HClO分子的空间结构为V形。SO3中硫原子上的价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形。SiCl4是正四面体形结构,键角为109°28'。CH4、NH3的中心原子上的价层电子对数均为4,分子的空间结构不同的根本原因是NH3分子中中心原子上有孤电子对而CH4分子中中心原子上没有孤电子对,过关检测一、选择题(本题包括18个小题,每小题2分,共36分。每小题四个选项只有一项符合题目要求)1.(山东烟台高二上期末)下列关于共价键的说法正确的是()。A.丙炔分子中含有5个σ键和2个π键B.乙醇分子中O—H的极性强于C—H的极性C.乙烷分子中只含有极性键,不含有非极性键D.由分子构成的物质中共价键的键能越大,该分子的熔点和沸点一定也越高答案:B解析:丙炔分子中有6个σ键和2个π键,A项错误。氧的电负性比碳的大,则O—H的极性强于C—H的极性,B项正确。乙烷分子中含有C—H极性键和C—C非极性键,即乙烷分子中既含有极性键又含有非极性键,C项错误。由分子构成的物质的熔点和沸点与分子之间的作用力有关,与分子内的共价键的键能无关,D项错误。2.若不断地升高温度,就会实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段破坏的粒子间的主要相互作用依次是()。A.氢键范德华力非极性键B.氢键氢键极性键C.氢键极性键范德华力D.范德华力氢键非极性键答案:B解析:因为O的电负性较大,在雪花、水中存在O—H…O氢键,故在实现“雪花→水→水蒸气”的变化阶段主要破坏了水分子间的氢键,而实现“水蒸气→氧气和氢气”的变化则破坏了O—H极性共价键。3.在下列化学反应中,既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是()。A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑B.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑C.Cl2+H2OHClO+HClD.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O答案:A解析:B项反应中缺少非极性共价键的断裂和形成,不符合题意;C项反应中没有离子键的断裂和形成,也没有非极性共价键的形成,不符合题意;D项反应中没有非极性共价键的断裂和形成,不符合题意。4.白磷是一种能自燃的单质,其分子的球棍模型如图所示:,下列叙述错误的是()。A.每个磷原子形成3个σ键,磷原子为sp2杂化B.每个磷原子的价层电子对数为4,磷原子均为sp3杂化C.1mol白磷中共含6mol非极性键D.白磷分子的空间结构为正四面体形答案:A解析:由白磷分子的球棍模型图可知,每个磷原子均形成了3个σ键,另外每个磷原子还有一个孤电子对,故磷原子的价层电子对数为4,磷原子为sp3杂化,A项错误,B项正确。由题图可知C、D项正确。5.(山西孝义高二下月考)氯化硼的熔点为-107℃,沸点为12.5℃,在其分子中键与键之间的夹角为120°,它能水解。下列有关叙述正确的是()。A.氯化硼分子间含有氢键B.氯化硼中心原子采用sp杂化C.氯化硼分子呈正三角形,属极性分子D.氯化硼分子的空间结构类似于CH2O答案:D解析:氯化硼不是含氢化合物,且分子中无N、O、F,则氯化硼分子间不含有氢键,A项错误。氯化硼中硼原子上的价层电子对数是3+3-3×12=3,因此硼原子采用sp2杂化,氯化硼分子呈正三角形,属于非极性分子,B、C项错误。氯化硼分子的分子空间结构类似于CH2O,6.下列说法正确的是()。A.非极性分子中的原子上一定不含孤电子对B.平面三角形分子一定是非极性分子C.二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采取sp3杂化,键角均为109°28'D.ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,则ABn不一定是非极性分子答案:D解析:CCl4是非极性分子,氯原子上含有孤电子对,A项错误。HCHO分子的中心原子C上无孤电子对,价层电子对数为3,空间结构为平面三角形,C原子位于三角形内部,HCHO分子的结构不对称,为极性分子,B项错误。甲烷分子的空间结构是正四面体形,键角均为109°28',二氯甲烷分子的空间结构是四面体形,键角发生了变化,不等于109°28',C项错误。CH4的中心原子C最外层满足8电子结构,CH4是非极性分子,NH3的中心原子N最外层满足8电子结构,但NH3为极性分子,D项正确。7.用短线“—”表示共用电子对,用“··”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为。下列叙述错误的是()。A.R为三角锥形 B.R可以是BF3C.R是极性分子 D.键角小于109°28'答案:B解析:的中心原子上含有3个σ键电子对和1个孤电子对,中心原子的价层电子对数为4,R分子的空间结构为三角锥形,A项正确。BF3分子中B原子最外层含有3个电子,BF3中B原子形成3个σ键,B原子上没有孤电子对,所以R不能是BF3,B项错误。由极性键构成的分子,若结构对称,正、负电中心重合,则为非极性分子,R分子的结构不对称,R是极性分子,C项正确。R分子的键角为107°,键角小于109°28',D项正确。8.下列有机化合物分子中有3个手性碳原子的是()。A.乳酸CH3—CHOH—COOHB.甘油CH2OH—CHOH—CH2OHC.脱氧核糖CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHOD.核糖CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO答案:D解析:乳酸分子中只有中间连有羟基的碳原子为手性碳原子,A项不符合题意。甘油分子中没有手性碳原子,B项不符合题意。脱氧核糖分子中含有2个手性碳原子,C项不符合题意。核糖分子中有3个手性碳原子,D项符合题意。9.下列说法正确的是()。A.冰融化时,分子中H—O发生断裂B.随着卤素原子核外电子层数的增加,卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大,所以它们的熔、沸点也逐渐升高C.由于H—O比H—S牢固,所以水的熔、沸点比H2S的高D.在由分子构成的物质中,分子间作用力越大,该物质越稳定答案:B解析:冰融化时发生物理变化,只破坏水分子间的分子间作用力而不破坏化学键,A项错误。结构相似的分子中,物质的熔、沸点与其相对分子质量成正比,所以随着卤素原子核外电子层数的增加,卤化物CX4的分子间作用力逐渐增大,所以它们的熔、沸点也逐渐升高,B项正确。H2O和H2S的熔、沸点与化学键无关,水的熔、沸点比H2S的高是因为水分子间存在氢键,C项错误。由分子构成的物质的稳定性与化学键有关,与分子间作用力无关,D项错误。10.下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是()。A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子C.CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔、沸点最低D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子答案:B解析:根据“相似相溶”规律,水是极性分子,CS2是非极性分子,SO2和NH3都是极性分子,A项错误,B项正确。由于CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下是气体,C项错误。NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子为极性分子外,还因为NH3和H2O之间可形成分子间氢键,D项错误。11.科学家将C60分子组装在一单层分子膜表面,在-268℃时冻结分子的热振荡,利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列化合物分子中一定既含σ键又含π键的是()。A.N2 B.CO2 C.C2H6O D.H2O2答案:B解析:N2的结构式为N≡N,分子中含有1个σ键和2个π键,但N2不是化合物,A项错误。CO2的结构式为OCO,分子中含有2个σ键和2个π键,B项正确。C2H6O分子中只存在单键,无双键,只含σ键,不含π键,C项错误。H2O2的结构式为H—O—O—H,分子中只含有σ键,不含π键,D项错误。12.下列叙述中正确的是()。A.VSEPR模型就是分子的空间结构B.在共价化合物分子中一定存在σ键C.全由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物D.共价键键长越短,键能一定越大答案:B解析:VSEPR模型是价层电子对互斥模型,VSEPR模型不一定与分子的空间结构一致,分子的空间结构还与孤电子对数有关,A项错误。共价化合物中一定含有σ键,单键一定是σ键,双键或三键中一定有一个σ键,B项正确。全部由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如氯化铵属于离子化合物,C项错误。通常共价键的键长越短,键能越大,但也存在特例,D项错误。13.水星大气中含有一种被称为硫化羰(化学式为COS)的物质。已知硫化羰与CO2的结构相似,但能在O2中完全燃烧,下列有关硫化羰的说法正确的是()。A.硫化羰的电子式为

B.硫化羰分子中三个原子位于同一直线上C.硫化羰的沸点比二氧化碳的低D.硫化羰在O2中完全燃烧后的产物是CO2和SO3答案:B解析:氧与硫属于同主族元素,把二氧化碳的结构与物理性质迁移过来,可知硫化羰的电子式为

··O······C····S····,A14.顺铂[Pt(NH3)2Cl2](Ⅰ)是具有抗癌活性的金属配合物;碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是()。(已知1,1-环丁二羧酸的结构简式为)A.碳铂中所有碳原子的杂化方式相同B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1D.1mol1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)答案:C解析:顺铂分子中1个N原子形成3个N—H和1个Pt—N,则N原子的杂化方式是sp3,B项错误。1个碳铂分子中有4个C原子均形成4个σ键,均为sp3杂化,有2个C原子均形成3个σ键,为sp2杂化,则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1,A项错误,C项正确。1,1-环丁二羧酸分子中C—H、C—C、C—O、O—H均为σ键,1个CO中有1个σ键,则1mol1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA,D项错误。15.S2Cl2是橙黄色液体,少量泄漏会产生有窒息性气味的气体,喷水雾可减慢挥发,并产生酸性悬浊液,其分子结构如下图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是()。A.为非极性分子B.分子中既含有极性键,又含有非极性键C.与S2Br2结构相似,熔、沸点:S2Br2>S2Cl2D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl答案:A解析:从S2Cl2分子的图示可知该分子空间结构不对称,为极性分子。16.氧族元素的氢化物的沸点如下表:H2OH2SH2SeH2Te100℃-61.8℃-41.1℃-2℃下列说法中正确的是()。A.氧族元素氢化物沸点的高低与范德华力的大小无关B.范德华力一定随相对分子质量的增大而减小C.水分子间还存在一种特殊的分子间作用力D.水分子间存在共价键,加热时较难断裂答案:C解析:H2S、H2Se、H2Te的相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增强,其沸点逐渐升高,H2O与H2S等的结构具有相似性,H2O的相对分子质量最小,但其沸点最高,说明H2O分子间除了存在范德华力外,还存在一种特殊作用力——氢键。H2O分子极为稳定,加热时分子内的共价键很难断裂。17.已知以下反应中的四种物质由三种元素组成,其中a分子的空间结构为正四面体形,组成a物质的两种元素的原子序数之和小于10,组成b物质的元素为第三周期元素。下列判断正确的是()。A.四种分子中的化学键均是极性键B.a、c分子中的中心原子均采用sp3杂化C.四种分子中既有σ键,又有π键D.b、d分子中共价键的键能:b>d答案:B解析:由题意可知,a是甲烷,b为氯气。四种分子中氯气分子所含的化学键为非极性键,A项错误。四种分子中均只存在σ键而没有π键,C项错误。b为氯气,d为氯化氢,Cl—Cl的键长比H—Cl的键长长,故Cl—Cl的键能小于H—Cl的键能,D项错误。18.(宁夏银川一中高二期中)白磷(P4)、三氧化二磷(P4O6)和五氧化二磷(P4O10)的分子结构分别如图所示,下列说法中错误的是()。A.P4O6中的磷原子采用sp3杂化B.中文名称三氧化二磷、五氧化二磷都只表示原子个数比,不表示分子的实际组成C.P4、P4O6、P4O10分子中同一磷原子上两个化学键之间的夹角都是60°D.P4O6分子中4个磷原子构成正四面体,6个氧原子构成正八面体答案:C解析:P4O6中磷原子的价层电子对数=3+1=4,采用sp3杂化,A项正确;由图可知,中文名称三氧化二磷、五氧化二磷都只表示原子个数比,不表示分子的实际组成,B项正确;P4O6和P4O10分子中同一磷原子上两个化学键之间的夹角都不是60°,C项错误;由P4O6的分子结构可知,4个磷原子构成正四面体,6个氧原子构成正八面体,D项正确。二、非选择题(本题包括6个小题,共64分)19.(8分)(1)蓝矾(CuSO4·5H2O)的结构如图所示:SO42-的空间结构是,其中S采用的杂化方式是(2)气态SO3分子的空间结构为;将纯液态SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图,此固态SO3中S采用的杂化方式是。

答案:(1)正四面体形sp3杂化(2)平面三角形sp3杂化解析:(1)SO42-中S上有4个σ键电子对,S上孤电子对数是6+2-2×42=0,因此S上的价层电子对数为4,SO42-的空间结构是正四面体形,S采取sp3(2)SO3中S上的价层电子对数为3,没有孤电子对,SO3分子的空间结构为平面三角形;图中固态SO3中S形成4个共价单键,其S采用sp3杂化。20.(10分)a、b、c、d为四种由短周期元素组成的物质,它们组成的粒子中都含有14个电子,且四种物质中均只含有共价键。试回答下列问题。(1)a是单质,可用作半导体材料,则构成a物质的原子的核外电子排布式为。

(2)b是双核化合物,常温下为无色无味的气体,则b的化学式为。

(3)c是双核单质,其电子式为,c分子中所含共价键类型为(填“极性键”或“非极性键”)。

(4)d是四核化合物,其结构式为,1个d分子中含有个σ键,个π键,其中σ键的强度(填“>”“<”或“=”)π键,原因是。答案:(1)1s22s22p63s23p2(2)CO(3)··N︙︙(4)H—C≡C—H32>形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键大,形成的共价键强解析:a是单质,可用作半导体材料,且含有14个电子,则a是Si;b是双核化合物,含有14个电子,且常温下为无色无味的气体,则b为CO;c是双核单质,每个原子中含有7个电子,则c为N2;d是四核化合物,即4个原子共含有14个电子,则d为C2H2,C2H2的结构式为H—C≡C—H,1个C2H2分子中含有3个σ键和2个π键。21.(6分)(1)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。参数分子直径/nm分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1)CH40.43616.40CO20.51229.91①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是。

②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是。

(2)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为。

答案:(1)①氢键、范德华力②CO2的分子直径小于笼状空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4(2)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键解析:(1)①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是范德华力和氢键。②根据表格数据可知,CO2分子的直径是0.512nm,而笼状空腔的直径是0.586nm,笼状空腔直径大于CO2分子的直径,而且CO2与水分子之间的结合能大于CH4,因此可以实现用CO2置换CH4的设想。(2)水可以与乙醇互溶,是因为H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键。22.(12分)A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元素,其中A、B、C的价层电子排布式可表示为A:asa,B:bsbbpb,C:csccp2c。D与B同主族,E在C的下一周期,且E是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题。(1)由A、B、C、E中的任意两种元素可组成多种分子,下列分子属于极性分子的是(填序号)。

①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4(2)C的常见氢化物的沸点比下一周期同主族元素的氢化物沸点高,其原因是。

(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂,其分子式分别为、。DE4在前者中的溶解度(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。

(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为(用化学式表示)。

答案:(1)③(2)水分子间存在氢键(3)C6H6H2O大于(4)SiCl4>CCl4>CH4解析:A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元素,由s轨道最多可容纳2个电子可得a=1,b=c=2,即A为氢元素,B为碳元素,C为氧元素;由D与B同主族,得D为硅元素;由E在C的下一周期且E为同周期元素中电负性最大的元素可知E为氯元素。23.(12分)下表所示是元素周期表的前三周期,请回答下列问题。(1)g的单质能与f元素的最高价氧化物对应水化物的溶液反应,请写出该反应的离子方程式:。

(2)a、b、c、d、e的氢化物的沸点如图所示,编号为“5”的氢化物的化学式为,用杂化轨道理论解释该分子的空间结构:。

(3)电子排布式为[Ne]3s23p4的元素名称为,其氢化物的空间结构为,用价层电子对互斥模型解释该分子的空间结构:。

答案:(1)2O