第二章 第二节 第1课时 分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型

第二节分子的空间结构第1课时分子结构的测定和多样性价层电子对互斥模型[核心素养发展目标]1.了解分子结构的测定方法。2.通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。3.通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。一、分子结构的测定早年科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后进行推测，现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。1．红外光谱在测定分子结构中的应用分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种化学键或官能团的信息。2．质谱法在测定分子相对分子质量中的应用现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。1．可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是()A．核磁共振氢谱 B．质谱C．红外光谱 D．紫外光谱答案C解析核磁共振氢谱能分析等效氢的种类，故A错误；质谱分析相对分子质量，故B错误；红外光谱判断有机物分子中官能团的种类，故C正确；只根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，故D错误。2．2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子的结构进行分析的质谱法。其方法是让极少量(10－9g左右)的化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得到C2Heq\o\al(＋,6)、C2Heq\o\al(＋,5)、C2Heq\o\al(＋,4)……然后测定其质荷比β。设H＋的质荷比为1，某有机物样品的质荷比如图(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子多少有关)，则该有机物可能()A．CH3OH B．C3H8C．C2H4 D．CH4答案D解析有机物样品的质荷比的最大值为该物质的相对分子质量，根据有机物样品的质荷比图可知该物质的相对分子质量为16，甲醇、丙烷、乙烯、甲烷的相对分子质量分别为32、44、28、16，因此该有机物是甲烷。二、多样的分子空间结构单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构，多原子分子中存在原子的几何学关系和形状，即所谓“分子的空间结构”。1．三原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CO2O=C=O180°直线形H2O105°V形2.四原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CH2O约120°平面三角形NH3107°三角锥形3．五原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CH4109°28′正四面体形CCl4109°28′正四面体形4.其他多原子分子的空间结构(1)四原子分子一定都是平面三角形或三角锥形()(2)正四面体形的键角均为109°28′()(3)SiCl4、SiH4、NHeq\o\al(＋,4)、CH3Cl均为正四面体结构()(4)SF6分子的空间结构为正八面体形()(5)椅式C6H12比船式C6H12稳定()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√1．下列分子的空间结构模型正确的是()A．CO2的空间结构模型：B．H2O的空间结构模型：C．NH3的空间结构模型：D．CH4的空间结构模型：答案D解析CO2的空间结构为直线形，A不正确；H2O的空间结构为V形，B不正确；NH3的空间结构为三角锥形，C不正确；CH4的空间结构为正四面体形，D正确。2．(课后检测一、选择题：本题共11小题，每小题2分，共22分。每小题只有一个选项符合题意。1．(烟台第二中学高二月考)下列说法中正确的是()A．键能越小，表示化学键越牢固，难以断裂B．两原子核越近，键长越长，化学键越牢固，性质越稳定C．破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量D．键能、键长只能定性地分析化学键的特性答案C解析键能越大，表示化学键越牢固，难以断裂，故A错误；两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定，故B错误；破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量，故C正确；键能、键长能定量分析化学键的特性，故D错误。2．(烟台第二中学高二月考)下列有关化学键类型的叙述正确的是()A．全部由非金属元素原子构成的化合物中肯定不存在离子键B．所有物质中都存在化学键C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键答案D解析全部由非金属元素原子构成的化合物中可能存在离子键，如：氯化铵，故A错误；有的物质中不存在化学键，如稀有气体分子中不含化学键，故B错误；已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在3个σ键和2个π键，故C错误；乙烷分子中只有单键，所以只存在σ键，不存在π键，故D正确。3．下列说法中不正确的是()A．N2分子有一个σ键，两个π键B．同一分子内σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强C．两个原子间形成共价键时，最多有一个σ键D．气体单质中，一定有σ键，可能有π键答案D解析N2分子的结构式为N≡N，含有一个σ键，两个π键，故A正确；共价键重叠程度越大，越稳定，同一分子内σ键比π键强，故B正确；两个原子间形成共价键时，头碰头式的重叠方式只有一个，则两个原子间形成共价键时，最多有一个σ键，故C正确；单原子分子不含共价键，如氦气，故D错误。4．下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法正确的是()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，在三种物质中熔、沸点最低D．NH3在水中溶解度很大只是因为NH3是极性分子答案B解析根据相似相溶规律，水是极性分子，CS2是非极性分子，所以CS2在水中的溶解度很小，故A项错误；因为SO2和NH3都是极性分子，水也是极性分子，根据相似相溶规律，二者均易溶于水，故B项正确；CS2在常温下是液体，SO2和NH3在常温下是气体，CS2的熔、沸点最高，故C项错误；NH3在水中溶解度很大，除了因为NH3是极性分子外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D项错误。5．(徐州一中高二期末调研)无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”，释放出氢原子，若点火，氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是()A．分子间作用力 B．非极性共价键C．氢键 D．极性共价键答案D解析水分子是由H原子和O原子构成的，H原子和O原子之间存在极性共价键，“释放出氢原子”必须破坏水分子内的氢氧键，这是一种共价键。6．(河南高二期末)氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似。下列说法正确的是()A．不和氢氧化钠溶液发生反应B．分子中N≡C的键长大于C—C的键长C．分子中含有2个σ键和4个π键D．分子中既有极性键，又有非极性键答案D解析氯气能与NaOH反应，氰气与氯气的性质相似，则能和氢氧化钠溶液发生反应，A项错误；分子中N原子半径小于碳原子，则分子中的N≡C的键长小于C—C的键长，B项错误；分子中含有3个σ键和4个π键，C项错误；分子中C—C为非极性键，N≡C为极性键，D项正确。7．PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似。下列判断错误的是()A．PH3分子呈三角锥形B．PH3和NH3分子中孤对电子数相同C．PH3分子中H原子之间是非极性键D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键能高答案C解析PH3分子结构和NH3相似，氨气是三角锥形结构，A正确；N元素和P元素属于同一主族，所以PH3和NH3分子中孤电子对数相同，B正确；P和H是不同的非金属元素，则二者形成的化学键是极性键，H原子之间不成键，C不正确；P元素的非金属性弱于氮元素的非金属性，N—H键能较高，故PH3分子稳定性低于NH3分子的稳定性，D正确。8．三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构之一如下图所示，已知其燃烧热ΔH＝－3677kJ·mol－1(P被氧化为P4O10)，下列有关P4S3的说法不正确的是()A．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构B．P4S3中硫元素为－2价，磷元素为＋3价C．一个P4S3分子中含有三个非极性共价键D．热化学方程式为：P4S3(s)＋8O2(g)=P4O10(s)＋3SO2(g)ΔH＝－3677kJ·mol－1答案B解析P原子最外层有5个电子，S原子最外层有6个电子，根据P4S3的结构可知，P形成3个共价键、S形成2个共价键，所以分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构，故A正确；若P4S3中硫元素为－2价，磷元素为＋3价，化合价代数和不等于0，故B错误；同种原子间的共价键是非极性共价键，一个P4S3分子中含有三个非极性共价键，故C正确；燃烧热是1mol可燃物完全燃烧放出的热量，所以P4S3燃烧的热化学方程式为：P4S3(s)＋8O2(g)=P4O10(s)＋3SO2(g)ΔH＝－3677kJ·mol－1，故D正确。9．(厦门外国语学校高二月考)下列关于苯乙炔的说法错误的是()A．该分子有8个σ键，5个π键B．该分子中碳原子有sp和sp2杂化C．该分子存在非极性键D．该分子中有8个碳原子在同一平面上答案A解析苯乙炔分子中含14个σ键，苯环中的碳原子都是sp2杂化，每个碳原子与另外两个相邻的碳以碳碳键相连，且每个碳原子还与氢原子形成一个碳氢键。同时六个碳原子还会各自提供一个p轨道和1个电子共同形成大π键，共含3个π键，故A错误；分子中苯环中碳碳键是介于单双键之间的特殊化学键，碳原子都是sp2杂化，碳碳三键中是sp杂化，该分子中碳原子有sp和sp2杂化，故B正确；同种原子间形成的共价键为非极性键，碳碳键为非极性键，故C正确；苯环是平面形结构，碳碳三键是直线形结构，因此该分子中有8个碳原子在同一平面上，故D正确。10．(贵州罗甸县第一中学高二期末)下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是()A．VSEPR模型可用来预测分子的空间结构B．分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构C．分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定D．中心原子上的孤电子对不参与互相排斥答案D解析价层电子对互斥理论可用来预测分子的空间结构，故A正确；空间结构与价层电子对相互排斥有关，因此分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构，故B正确；多原子分子内，两个共价键之间的夹角，分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定，故C正确；中心原子上的孤电子对参与相互排斥，如H2O中中心原子为O，O有2个孤电子对，空间结构为V形，甲烷中中心原子为C，无孤电子对，空间结构为正四面体，故D错误。11．(宁夏银川二中高二月考)下列共价键①H—H、②H—F、③H—O、④N—H、⑤P—H中，键的极性由小到大的顺序正确的是()A．①②③④⑤ B．⑤④③②①C．①⑤④③② D．②③④⑤①答案C解析对于元素周期表中，同周期的元素从左到右原子半径减小，原子核对外层电子的引力增强，与氢元素形成共价键时极性增强，则极性由小到大分别是N—H、H—O、H—F；同主族的元素从上到下原子半径增大，原子核对外层电子的引力减弱，与氢元素形成共价键时极性减弱，对于第ⅤA族的元素，与氢元素形成共价键时，极性：N—H大于P—H；H—H属于非极性键，极性由小到大的顺序为：①⑤④③②。二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。12．(云南大关县第二高级中学高二期末)若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是()A．氢键；分子间作用力；极性键B．氢键；氢键；非极性键C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键答案A解析固态水中和液态水中含有氢键，当雪花→水→水蒸气主要是氢键被破坏，但属于物理变化，共价键没有破坏，水蒸气→氧气和氢气，为化学变化，破坏的是极性共价键，故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、分子间作用力、极性键。13．(新疆高二期末)下列事实与氢键有关的是()A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱B．水加热到很高的温度都难以分解C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高D．水结成冰体积膨胀答案D解析HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与共价键有关系，A不选；水加热到很高的温度都难以分解与共价键有关系，B不选；CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高与分子间作用力有关系，C不选；水结成冰体积膨胀与氢键有关系，D选。14．(四川省南充高级中学高二月考)下列说法不正确的是()A．的σ键和π键比例为4∶1B．某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2＋C．Na、P、Cl的电负性依次减小D．CH3CH(OH)COOH分子中有手性碳原子答案AC解析的分子式为C4H8O4N2Cu，σ键和π键个数分别为18、2，其比例为9∶1，A错误；根据题给数据可知，I2与I3差距较大，则其最外层有2个电子，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2＋，B正确；Na、P、Cl为同一周期元素，原子序数依次增大，则电负性依次增大，C错误。15．下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是()A．常压下五种元素的单质中，Z单质的沸点最高B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同C．Y元素的非金属性比W元素的非金属性强D．W的氢化物的沸点比X的氢化物的沸点低答案CD解析根据元素在元素周期表中的位置可判断，X是N、Y是S、Z是Br、W是P、R是Ar。常压下五种元素的单质中，硫的沸点最高，故A错误；溴离子含有36个电子，和Ar的不同，故B错误；同周期自左向右非金属性逐渐增强，则S元素的非金属性比P元素的非金属性强，故C正确；氨气分子间含有氢键，所以氨气的沸点高于磷化氢的沸点，故D正确。16．(江苏省徐州一中高二期末)下列化合物中，含有3个手性碳原子的是()A. B.C. D.答案A解析含有3个手性碳原子，故A正确；含有2个手性碳原子，故B错误；含有1个手性碳原子，故C错误；含有1个手性碳原子，故D错误。三、非选择题：本题共5个小题，共58分。17．(8分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价电子(外围电子)排布为msnmpn；③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题：(1)Z2＋的核外电子排布式是_______________________________________________。(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________(填字母)。a．稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙b．稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙c．稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙d．稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。(4)Q的一种氢化物相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的个数之比为________。答案(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9(2)b(3)Si<C<N(4)3∶2解析Z原子序数为29，则Z是Cu。Y原子价电子排布为msnmpn，则n为2，Y是第ⅣA族短周期元素，且Q、R、X、Y原子序数依次递增，由③知R、Q在第二周期，由④知Q为C，X在第ⅥA族，原子序数X<Y，则X为O，Y为Si，R为N。(1)Cu2＋核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)稳定性是CH4>SiH4，因为C非金属性比Si强；沸点是SiH4>CH4，因为组成和结构相似的分子，其相对分子质量越大，分子间作用力越强，其沸点越高，故选b。(3)C、N、Si元素中N非金属性最强，其第一电离能数值最大。(4)C的相对分子质量为26的氢化物是C2H2，乙炔分子中碳原子与碳原子间形成了一个σ键和两个π键，碳原子与氢原子间形成两个σ键，则乙炔分子中σ键与π键个数之比是3∶2。18．(12分)(云南双江第一完全中学高二月考)(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。(2)AlHeq\o\al(－,4)中，Al原子的轨道杂化方式为________；列举与AlHeq\o\al(－,4)空间结构相同的一种离子和一种分子：______、________(填化学式)。(3)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为________，SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°(填“＞”“＜”或“＝”)。答案(1)3∶1sp2(2)sp3NHeq\o\al(＋,4)CH4(3)sp2＜解析(1)COCl2分子中有1个C=O和2个C—Cl，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3∶1，中心原子C的价层电子对数＝3＋eq\f(4－1×2－2,2)＝3，故中心原子杂化方式为sp2。(2)AlHeq\o\al(－,4)中Al原子孤电子对数＝eq\f(3＋1－1×4,2)＝0，杂化轨道数目＝4＋0＝4，Al原子杂化方式为sp3，与AlHeq\o\al(－,4)空间结构相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NHeq\o\al(＋,4)。(3)SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数＝2＋eq\f(1,2)×(4－2×1)＝3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一对孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120°。19．(11分)芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。(1)天冬酰胺所含元素中，________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有________种。(3)H2S和H2Se的参数对比见下表。化学式键长/nm键角沸点/℃H2S1.3492.3°－60.75H2Se1.4791.0°－41.50①H2Se含有的共价键类型为________。②H2S的键角大于H2Se的原因可能为_____________________________________。(4)已知钼(Mo)位于第五周期ⅥB族，钼、铬、锰的部分电离能如下表所示：编号I5/kJ·mol－1I6/kJ·mol－1I7/kJ·mol－1I8/kJ·mol－1A699092201150018770B670287451545517820C525766411212513860A是________(填元素符号)，B的价电子排布式为____________________________。答案(1)氮(2)2(3)①极性键②S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，H2S的键角大(4)Mn3d54s1解析(1)组成天冬酰胺的H、C、N、O分别有1、2、3、2个未成对电子。(2)碳原子全形成单键为sp3杂化，有1个双键的为sp2杂化，故有2种杂化方式。(3)①不同种元素形成的为极性键。②S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，故H2S键角大。(4)钼、铬、锰价电子数分别为6、6、7，根据电离能判断得出A、B、C分别有7、6、6个价电子，相同级别的电离能B大于C，所以B为铬，A为锰；铬的价电子排布式为3d54s1。20．(15分)(烟台第二中学高二月考)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6；Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要组成元素；Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子，与X不同族；W是一种常见元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。(1)写出下列元素的名称X__________，Y__________，Z__________。(2)X—H和Y—H属于极性共价键，其中极性较强的是________(X、Y用元素符号表示)。X的第一电离能比Y的________(填“大”或“小”)。(3)写出X的单质与Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)W的基态原子的价电子排布式为________。(5)Y元素的核外电子轨道表示式为________。(6)已知一种Y4分子结构如图所示：断裂1molY—Y吸收167kJ的热量，生成1molY≡Y放出942kJ热量。则由1molY4气态分子变成2molY2气态分子________(填“吸收”或“放出”)______kJ。答案(1)碳氮硫(2)N—H小(3)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(4)3d64s2(5)(6)放出882解析X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6，则其质子数＝12－6＝6，故X为碳元素；Y元素是动植物生长不可缺少、构成蛋白质的重要组成元素，则Y为氮元素；Z的基态原子核外9个轨道上填充了电子，且核外有2个未成对电子，则Z原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4，则Z为S元素；W是一种常见元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体，则W为Fe元素。(6)1molN4气态分子，含有6molN—N，断裂6molN—N需要吸收167kJ×6＝1002kJ的热量，生成2molN2气态分子放出942kJ×2＝1884kJ的热量，所以由1molN4气态分子变成2molN2分子放出882kJ的热量。21．(12分)(永善县第二中学高二期末)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成化合物的分子式是XY4。试回答：(1)X元素的原子基态时电子排布式：__________________________________________，Y元素原子最外层电子的轨道表示式：________________________________________。(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。(3)该化合物的空间结构为________形，中心原子的轨道杂化类型为________，分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)。(4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是________。(5)该化合物的沸点与SiCl4比较：________(填化学式)的高，原因是____________________________________________________________________________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)(2)共价键(3)正四面体sp3杂化非极性分子(4)范德华力(5)GeCl4组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高解析X元素与碳元素同主族且位于元素周期表中的第一个长周期，X为Ge元素，Y原子是短周期元素且最外层电子数比内层电子总数少3，Y为Cl元素，化合物XY4为GeCl4。南京调研)(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为________。(2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C=S的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为________。(3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是__________(填字母)。a．两个键之间的夹角为109°28′b．C—H为极性共价键c．4个C—H的键能、键长都相等d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体)答案(1)V形(2)直线形(3)ad解析(1)、(2)中可由键角直接判断分子的空间结构。(3)五原子分子CH4可能有平面四边形和正四面体两种空间结构，不管为哪种，b、c两项都成立；若为前者，则键角为90°，CH2Cl2有两种：和；若为后者，则键角为109°28′，CH2Cl2只有一种。三、价层电子对互斥模型1．价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)：对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键的σ键电子对和未成键的孤电子对)之间由于存在排斥力，将使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定。2．价层电子对的计算(1)中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数。(2)σ键电子对数的计算由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。如H2O分子中，O有2对σ键电子对。NH3分子中，N有3对σ键电子对。(3)中心原子上的孤电子对数的计算中心原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(a－xb)①a表示中心原子的价电子数；对主族元素：a＝最外层电子数；对于阳离子：a＝价电子数－离子所带电荷数；对于阴离子：a＝价电子数＋离子所带电荷数。②x表示与中心原子结合的原子数。③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。3．价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)价层电子对数目：234VSEPR模型：直线形平面三角形正四面体形4．VSEPR模型的应用——预测分子空间结构由价层电子对的相互排斥，得到含有孤电子对的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，便可得到分子的空间结构。(1)中心原子不含孤电子对分子或离子σ键电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子(或离子)的空间结构及名称CO220直线形直线形COeq\o\al(2－,3)30平面三角形平面三角形CH440正四面体形正四面体形(2)中心原子含孤电子对分子或离子价层电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子的空间结构及名称NH341四面体形三角锥形H2O42四面体形V形SO231平面三角形V形(1)若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥模型把双键或三键作为一对电子对看待。(2)由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值。价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。(3)价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。(1)分子的VSEPR模型和相应分子的空间结构是相同的()(2)所有的三原子分子都是直线形结构()(3)SO2与CO2的分子组成相似，故它们分子的空间结构相同()(4)由价层电子对互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的键角小于180°()(5)根据价层电子对互斥模型可以判断H3O＋与NH3的分子(或离子)的空间结构一致()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√1．试解释CH4键角(109°28′)、NH3键角(107°)、H2O键角(105°)依次减小的原因。提示CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小。2．用价层电子对互斥模型完成下列问题(点“·”的原子为中心原子)。σ键电子对数孤电子对数空间结构H2Seq\o(e,\s\do4(·))eq\o(B,\s\do4(·))Cl3eq\o(P,\s\do4(·))Cl3eq\o(S,\s\do4(·))O2eq\o(S,\s\do4(·))Oeq\o\al(2－,4)eq\o(O,\s\do4(·))F2eq\o(C,\s\do4(·))lFeq\o\al(＋,2)答案σ键电子对数孤电子对数空间结构H2Seq\o(e,\s\do4(·))22V形eq\o(B,\s\do4(·))Cl330平面三角形eq\o(P,\s\do4(·))Cl331三角锥形eq\o(S,\s\do4(·))O221V形eq\o(S,\s\do4(·))Oeq\o\al(2－,4)40正四面体形eq\o(O,\s\do4(·))F222V形eq\o(C,\s\do4(·))lFeq\o\al(＋,2)22V形分子空间结构的确定思路中心原子价层电子对数n⇓⇓分子的空间结构——略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间1．下列物质中，分子的空间结构与氨分子相似的是()A．CO2B．H2SC．PCl3D．SiCl4答案C解析氨分子是三角锥形，H2S分子是V形，CO2是直线形，PCl3是三角锥形，SiCl4是正四面体形。2．下列微粒中，中心原子含有孤电子对的是()A．SiH4 B．H2OC．CH4 D．NHeq\o\al(＋,4)答案B3．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，判断下列说法中正确的是()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解析若中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，则不存在σ键电子对与孤电子对之间的相互排斥。当n＝2时，分子的空间结构为直线形；n＝3时，分子的空间结构为平面三角形；n＝4时，分子的空间结构为正四面体形。4．有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：，。下列说法错误的是()A．X的组成为CHeq\o\al(＋,3)B．Y的组成为CHeq\o\al(－,3)C．X的价层电子对数为4D．Y中键角小于120°答案C解析由图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有三对价层电子对，其组成为CHeq\o\al(＋,3)，A项正确、C项错误；Y为三角锥形，其碳原子有四对价层电子对，故其组成为CHeq\o\al(－,3)，键角比120°小，B、D项正确。5．美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是()A．NOeq\o\al(－,2)和NHeq\o\al(＋,4) B．H3O＋和ClOeq\o\al(－,3)C．NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2－,3) D．POeq\o\al(3－,4)和SOeq\o\al(2－,4)答案C解析NOeq\o\al(－,2)中心原子的价层电子对数＝2＋eq\f(5＋1－2×2,2)＝3，含有一对孤电子对，空间结构为V形，NHeq\o\al(＋,4)中心原子的价层电子对数＝4＋eq\f(5－1－4×1,2)＝4，没有孤电子对，空间结构为正四面体形，故A不选；H3O＋中心原子的价层电子对数＝3＋eq\f(6－1－3×1,2)＝4，含有一对孤电子对，空间结构为三角锥形，ClOeq\o\al(－,3)中心原子的价层电子对数＝3＋eq\f(7＋1－3×2,2)＝4，含有一对孤电子对，空间结构为三角锥形，故B不选；NOeq\o\al(－,3)中心原子的价层电子对数＝3＋eq\f(5＋1－3×2,2)＝3，没有孤电子对，空间结构为平面三角形，COeq\o\al(2－,3)中心原子的价层电子对数＝3＋eq\f(4＋2－2×3,2)＝3，没有孤电子对，空间结构为平面三角形，故C选；POeq\o\al(3－,4)中心原子的价层电子对数＝4＋eq\f(5＋3－4×2,2)＝4，没有孤电子对，空间结构为正四面体形，SOeq\o\al(2－,4)中心原子的价层电子对数＝4＋eq\f(6＋2－4×2,2)＝4，没有孤电子对，空间结构为正四面体形，故D不选。6．(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间结构。POeq\o\al(3－,4)________；CS2________；AlBr3(共价分子)______。(2)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________，三角锥形分子________，四面体形分子________。(3)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)BF3NF3CF4(3)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(1)POeq\o\al(3－,4)是AB4型，成键电子对是4，为正四面体形。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。(2)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。一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．下列关于价层电子对互斥模型的叙述中不正确的是()A．价层电子对互斥模型可用来预测分子的空间结构B．分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构C．中心原子上的孤电子对不参与互相排斥D．分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定答案C解析价层电子对互斥模型可用来预测分子的空间结构，注意实际空间结构要去掉孤电子对，A正确；空间结构与价层电子对相互排斥有关，所以分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构，B正确；中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥，且孤电子对间排斥力>孤电子对和成对电子对间的排斥力，C错误；在多原子分子内，两个共价键之间的夹角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定，D正确。2．SOeq\o\al(2－,3)离子的中心原子孤对电子计算公式为eq\f(a－xb,2)中，下列对应的数值正确的是()A．a＝8x＝3b＝2B．a＝6x＝3b＝2C．a＝4x＝2b＝3D．a＝6x＝2b＝3答案A3．用价层电子对互斥模型判断SO3分子的空间结构为()A．正四面体形 B．V形C．三角锥形 D．平面三角形答案D解析SO3中心原子S的孤电子对数＝eq\f(1,2)×(6－3×2)＝0，没有孤对电子，只有3对σ键电子对，故其分子空间结构为平面三角形。4．(乌鲁木齐市第二十三中学高二月考)根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间结构不是三角锥形的是()A．PCl3 B．H3O＋C．HCHO D．PH3答案C解析PCl3中P原子含有的孤电子对数是eq\f(5－1×3,2)＝1，σ键电子对数为3，P的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，PCl3的空间结构为三角锥形，A不选；H3O＋中O原子含有的孤电子对数是eq\f(6－1－1×3,2)＝1，σ键电子对数为3，O的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，H3O＋的空间结构为三角锥形，B不选；HCHO中碳原子含有的孤电子对数是eq\f(4－1×2－2×1,2)＝0，σ键电子对数为3，C的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，甲醛的空间结构是平面三角形，C选；PH3中P原子含有的孤电子对数是eq\f(5－1×3,2)＝1，σ键电子对数为3，P的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，PH3的空间结构为三角锥形，D不选。5．下列描述中正确的是()A．CS2为V形分子B．ClOeq\o\al(－,3)的空间结构为平面三角形C．SF6中有6对完全相同的成键电子对D．SiF4和SOeq\o\al(2－,3)的中心原子均无孤电子对答案C解析CS2为直线形分子；ClOeq\o\al(－,3)中心原子的价层电子对数为3＋eq\f(7＋1－2×3,2)＝4，根据化学式知成键电子对数为3，所以有1对孤电子对，故空间结构为三角锥形；SiF4无孤电子对，而SOeq\o\al(2－,3)有1对孤电子对，D错误。6．(三亚华侨学校高二期中)下列分子的VSEPR模型与分子的空间结构相同的是()A．CCl4 B．SO2C．NH3 D．H2O答案A解析CCl4中碳原子价层电子对数＝4＋eq\f(1,2)×(4－4×1)＝4，所以VSEPR模型为正四面体结构，不含有孤电子对，所以其空间结构为正四面体结构，VSEPR模型与分子空间结构模型一致，故A正确；SO2中孤电子对数为eq\f(6－2×2,2)＝1，σ键电子对数为2，价层电子对数＝1＋2＝3，VSEPR模型为平面三角形结构，含有1对孤电子对，空间结构为V形，VSEPR模型与分子空间结构模型不一致，故B错误；氨气分子中氮原子的价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，VSEPR模型为正四面体结构，含有1对孤电子对，所以其空间结构为三角锥形，VSEPR模型与分子空间结构模型不一致，故C错误；水分子中氧原子的价层电子对数＝2＋eq\f(1,2)×(6－2×1)＝4，VSEPR模型为正四面体结构，含有2对孤电子对，空间结构是V形，VSEPR模型与分子空间结构模型不一致，故D错误。7．用价层电子对互斥模型分别预测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解析根据价层电子对互斥模型，H2S的中心原子上的价层电子对数为4，孤电子对数为2，孤电子对和σ键电子对相互排斥而形成V形结构；BF3的中心原子上的价层电子对数为3，孤电子对数为0，故为平面三角形结构。8．下列对应关系不正确的是()选项ABCD中心原子所在族ⅣAⅤAⅣAⅥA分子通式AB4AB3AB2AB2空间结构正四面体形平面三角形直线形V形答案B解析当中心原子在ⅤA族时，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在ⅣA族时，AB4分子是正四面体形，当中心原子在ⅣA族时，AB2分子是直线形，当中心原子在ⅥA族时，AB2分子是V形。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。9．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个，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B10．下列说法中正确的是()A．NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外电子层都满足了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．NHeq\o\al(＋,4)的电子式为，离子呈平面正方形结构D．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答案D解析NCl3分子原子的最外电子层都满足8电子稳定结构，故A错误；白磷的键角是60°，故B错误；NHeq\o\al(＋,4)呈正四面体形结构，故C错误；分子中，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，所以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，故D正确。11．第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如下图所示，下列关于RCl5分子的说法中不正确的是()A．每个原子都达到8电子稳定结构B．键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°几种C．RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3D．分子中5个R—Cl键能相同答案AD解析R原子最外层有5个电子，形成5对共用电子对，所以RCl5中R的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故选A；上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，所以键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°几种，故不选B；RCl5eq\o(=,\s\up7(△))RCl3＋Cl2↑，则RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3，故不选C；键长越短，键能越大，键长不同，所以键能不同，故选D。12．H2O2的结构式为H—O—O—H，下列有关H2O2的说法正确的是()A．是直线形分子B．是三角锥形分子C．氧原子有2对孤电子对D．氧原子的价层电子对数为4答案CD解析H2O2中的每个氧原子有6个价电子，形成了2个σ键，故还有4个电子没有成键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，C、D项正确；以氧为中心的三个原子呈V形结构，H2O2中相当于有两个V形结构，故不可能是直线形或三角锥形分子，A、B项错误。三、非选择题13．(1)计算下列分子或离子中点“·”原子的价层电子对数。①eq\o(C,\s\do4(·))Cl4________；②eq\o(B,\s\do4(·))eCl2________；③eq\o(B,\s\do4(·))Cl3________；④eq\o(P,\s\do4(·))Cl3________。(2)计算下列微粒中点“·”原子的孤电子对数。①H2eq\o(S,\s\do4(·))________；②eq\o(P,\s\do4(·))Cl5________；③eq\o(B,\s\do4(·))F3________；④eq\o(N,\s\do4(·))H3________。(3)三原子分子或离子的常见空间结构有________形和________形两种；四原子分子或离子的常见空间结构有________形和________形两种；五原子分子或离子最常见的空间结构是________形。COeq\o\al(2－,3)是平面三角形结构，则离子中的键角是________；CBr4分子中，两个相邻C—Br键的夹角是109°28′，说明CBr4分子的空间结构为________形。答案(1)①4②2③3④4(2)①2②0③0④1(3)直线V平面三角三角锥四面体120°正四面体14．20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子空间结构。其要点可以概括：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中的排布，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可以画出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的大小范围并解释原因：_______________________________________________________________________________。(4)SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0型分子，S与O之间以双键结合，S与Cl、S与F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构：________________，SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl________(填“<”“>”或“＝”)SO2F2分子中∠F—S—F。答案(1)n＋m24VSEPR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°109°28′(2)CO2属AX2E0，n＋m＝2，故为直线形(3)V形水分子属AX2E2，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<109°28′(4)四面体形>15．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。回答下列问题：(1)Z的氢化物的结构式为____________，HZO分子的中心原子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的最简单氢化物的分子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的氢化物分子中有一对孤电子对，而D的氢化物分子中没有答案(1)H—Cl2＋eq\f(1,2)×(6－1×1－1×1)V形(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，价层电子对数＝2＋eq\f(1,2)×(6－1×1－1×1)＝4，所以HClO分子的空间结构为V形。SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。SiCl4是正四面体结构，键角为109°28′。CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子的空间结构不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。课后检测一、选择题：本题共11小题，每小题2分，共22分。每小题只有一个选项符合题意。1．(烟台第二中学高二月考)下列说法中正确的是()A．键能越小，表示化学键越牢固，难以断裂B．两原子核越近，键长越长，化学键越牢固，性质越稳定C．破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量D．键能、键长只能定性地分析化学键的特性答案C解析键能越大，表示化学键越牢固，难以断裂，故A错误；两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定，故B错误；破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量，故C正确；键能、键长能定量分析化学键的特性，故D错误。2．(烟台第二中学高二月考)下列有关化学键类型的叙述正确的是()A．全部由非金属元素原子构成的化合物中肯定不存在离子键B．所有物质中都存在化学键C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键答案D解析全部由非金属元素原子构成的化合物中可能存在离子键，如：氯化铵，故A错误；有的物质中不存在化学键，如稀有气体分子中不含化学键，故B错误；已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在3个σ键和2个π键，故C错误；乙烷分子中只有单键，所以只存在σ键，不存在π键，故D正确。3．下列说法中不正确的是()A．N2分子有一个σ键，两个π键B．同一分子内σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强C．两个原子间形成共价键时，最多有一个σ键D．气体单质中，一定有σ键，可能有π键答案D解析N2分子的结构式为N≡N，含有一个σ键，两个π键，故A正确；共价键重叠程度越大，越稳定，同一分子内σ键比π键强，故B正确；两个原子间形成共价键时，头碰头式的重叠方式只有一个，则两个原子间形成共价键时，最多有一个σ键，故C正确；单原子分子不含共价键，如氦气，故D错误。4．下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法正确的是()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，在三种物质中熔、沸点最低D．NH3在水中溶解度很大只是因为NH3是极性分子答案B解析根据相似相溶规律，水是极性分子，CS2是非极性分子，所以CS2在水中的溶解度很小，故A项错误；因为SO2和NH3都是极性分子，水也是极性分子，根据相似相溶规律，二者均易溶于水，故B项正确；CS2在常温下是液体，SO2和NH3在常温下是气体，CS2的熔、沸点最高，故C项错误；NH3在水中溶解度很大，除了因为NH3是极性分子外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D项错误。5．(徐州一中高二期末调研)无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”，释放出氢原子，若点火，氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是()A．分子间作用力 B．非极性共价键C．氢键 D．极性共价键答案D解析水分子是由H原子和O原子构成的，H原子和O原子之间存在极性共价键，“释放出氢原子”必须破坏水分子内的氢氧键，这是一种共价键。6．(河南高二期末)氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似。下列说法正确的是()A．不和氢氧化钠溶液发生反应B．分子中N≡C的键长大于C—C的键长C．分子中含有2个σ键和4个π键D．分子中既有极性键，又有非极性键答案D解析氯气能与NaOH反应，氰气与氯气的性质相似，则能和氢氧化钠溶液发生反应，A项错误；分子中N原子半径小于碳原子，则分子中的N≡C的键长小于C—C的键长，B项错误；分子中含有3个σ键和4个π键，C项错误；分子中C—C为非极性键，N≡C为极性键，D项正确。7．PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似。下列判断错误的是()A．PH3分子呈三角锥形B．PH3和NH3分子中孤对电子数相同C．PH3分子中H原子之间是非极性键D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键能高答案C解析PH3分子结构和NH3相似，氨气是三角锥形结构，A正确；N元素和P元素属于同一主族，所以PH3和NH3分子中孤电子对数相同，B正确；P和H是不同的非金属元素，则二者形成的化学键是极性键，H原子之间不成键，C不正确；P元素的非金属性弱于氮元素的非金属性，N—H键能较高，故PH3分子稳定性低于NH3分子的稳定性，D正确。8．三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构之一如下图所示，已知其燃烧热ΔH＝－3677kJ·mol－1(P被氧化为P4O10)，下列有关P4S3的说法不正确的是()A．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构B．P4S3中硫元素为－2价，磷元素为＋3价C．一个P4S3分子中含有三个非极性共价键D．热化学方程式为：P4S3(s)＋8O2(g)=P4O10(s)＋3SO2(g)ΔH＝－3677kJ·mol－1答案B解析P原子最外层有5个电子，S原子最外层有6个电子，根据P4S3的结构可知，P形成3个共价键、S形成2个共价键，所以分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构，故A正确；若P4S3中硫元素为－2价，磷元素为＋3价，化合价代数和不等于0，故B错误；同种原子间的共价键是非极性共价键，一个P4S3分子中含有三个非极性共价键，故C正确；燃烧热是1mol可燃物完全燃烧放出的热量，所以P4S3燃烧的热化学方程式为：P4S3(s)＋8O2(g)=P4O10(s)＋3SO2(g)ΔH＝－3677kJ·mol－1，故D正确。9．(厦门外国语学校高二月考)下列关于苯乙炔的说法错误的是()A．该分子有8个σ键，5个π键B．该分子中碳原子有sp和sp2杂化C．该分子存在非极性键D．该分子中有8个碳原子在同一平面上答案A解析苯乙炔分子中含14个σ键，苯环中的碳原子都是sp2杂化，每个碳原子与另外两个相邻的碳以碳碳键相连，且每个碳原子还与氢原子形成一个碳氢键。同时六个碳原子还会各自提供一个p轨道和1个电子共同形成大π键，共含3个π键，故A错误；分子中苯环中碳碳键是介于单双键之间的特殊化学键，碳原子都是sp2杂化，碳碳三键中是sp杂化，该分子中碳原子有sp和sp2杂化，故B正确；同种原子间形成的共价键为非极性键，碳碳键为非极性键，故C正确；苯环是平面形结构，碳碳三键是直线形结构，因此该分子中有8个碳原子在同一平面上，故D正确。10．(贵州罗甸县第一中学高二期末)下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是()A．VSEPR模型可用来预测分子的空间结构B．分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构C．分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定D．中心原子上的孤电子对不参与互相排斥答案D解析价层电子对互斥理论可用来预测分子的空间结构，故A正确；空间结构与价层电子对相互排斥有关，因此分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构，故B正确；多原子分子内，两个共价键之间的夹角，分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定，故C正确；中心原子上的孤电子对参与相互排斥，如H2O中中心原子为O，O有2个孤电子对，空间结构为V形，甲烷中中心原子为C，无孤电子对，空间结构为正四面体，故D错误。11．(宁夏银川二中高二月考)下列共价键①H—H、②H—F、③H—O、④N—H、⑤P—H中，键的极性由小到大的顺序正确的是()A．①②③④⑤ B．⑤④③②①C．①⑤④③② D．②③④⑤①答案C解析对于元素周期表中，同周期的元素从左到右原子半径减小，原子核对外层电子的引力增强，与氢元素形成共价键时极性增强，则极性由小到大分别是N—H、H—O、H—F；同主族的元素从上到下原子半径增大，原子核对外层电子的引力减弱，与氢元素形成共价键时极性减弱，对于第ⅤA族的元素，与氢元素形成共价键时，极性：N—H大于P—H；H—H属于非极性键，极性由小到大的顺序为：①⑤④③②。二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。12．(云南大关县第二高级中学高二期末)若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是()A．氢键；分子间作用力；极性键B．氢键；氢键；非极性键C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键答案A解析固态水中和液态水中含有氢键，当雪花→水→水蒸气主要是氢键被破坏，但属于物理变化，共价键没有破坏，水蒸气→氧气和氢气，为化学变化，破坏的是极性共价键，故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、分子间作用力、极性键。13．(新疆高二期末)下列事实与氢键有关的是()A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱B．水加热到很高的温度都难以分解C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高D．水结成冰体积膨胀答案D解析HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与共价键有关系，A不选；水加热到很高的温度都难以分解与共价键有关系，B不选；CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高与分子间作用力有关系，C不选；水结成冰体积膨胀与氢键有关系，D选。14．(四川省南充高级中学高二月考)下列说法不正确的是()A．的σ键和π键比例为4∶1B．某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2＋C．Na、P、Cl的电负性依次减小D．CH3CH(OH)COOH分子中有手性碳原子答案AC解析的分子式为C4H8O4N2Cu，σ键和π键个数分别为18、2，其比例为9∶1，A错误；根据题给数据可知，I2与I3差距较大，则其最外层有2个电子，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2＋，B正确；Na、P、Cl为同一周期元素，原子序数依次增大，则电负性依次增大，C错误。15．下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是()A．常压下五种元素的单质中，Z单质的沸点最高B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同C．Y元素的非金属性比W元素的非金属性强D．W的氢化物的沸点比X的氢化物的沸点低答案CD解析根据元素在元素周期表中的位置可判断，X是N、Y是S、Z是Br、W是P、R是Ar。常压下五种元素的单质中，硫的沸点最高，故A错误；溴离子含有36个电子，和Ar的不同，故B错误；同周期自左向右非金属性逐渐增强，则S元素的非金属性比P元素的非金属性强，故C正确；氨气分子间含有氢键，所以氨气的沸点高于磷化氢的沸点，故D正确。16．(江苏省徐州一中高二期末)下列化合物中，含有3个手性碳原子的是()A. B.C. D.答案A解析含有3个手性碳原子，故A正确；含有2个手性碳原子，故B错误；含有1个手性碳原子，故C错误；含有1个手性碳原子，故D错误。三、非选择题：本题共5个小题，共58分。17．(8分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价电子(外围电子)排布为msnmpn；③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题：(1)Z2＋的核外电子排布式是_______________________________________________。(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________(填字母)。a．稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙b．稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙c．稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙d．稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。(4)Q的一种氢化物相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的个数之比为________。答案(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9(2)b(3)Si<C<N(4)3∶2解析Z原子序数为29，则Z是Cu。Y原子价电子排布为msnmpn，则n为2，Y是第ⅣA族短周期元素，且Q、R、X、Y原子序数依次递增，由③知R、Q在第二周期，由④知Q为C，X在第ⅥA族，原子序数X<Y，则X为O，Y为Si，R为N。(1)Cu2＋核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)稳定性是CH4>SiH4，因为C非金属性比Si强；沸点是SiH4>CH4，因为组成和结构相似的分子，其相对分子质量越大，分子间作用力越强，其沸点越高，故选b。(3)C、N、Si元素中N非金属性最强，其第一电离能数值最大。(4)C的相对分子质量为26的氢化物是C2H2，乙炔分子中碳原子与碳原子间形成了一个σ键和两个π键，碳原子与氢原子间形成两个σ键，则乙炔分子中σ键与π键个数之比是3∶2。18．(12分)(云南双江第一完全中学高二月考)(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。(2)AlHeq\o\al(－,4)中，Al原子的轨道杂化方式为________；列举与AlHeq\o\al(－,4)空间结构相同的一种离子和一种分子：______、________(填化学式)。(3)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为________，SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°(填“＞”“＜”或“＝”)。答案(1)3∶1sp2(2)sp3NHeq\o\al(＋,4)CH4(3)sp2＜解析(1)COCl2分子中有1个