高中化学第2章　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型（作业）

作业9分子结构的测定和多样性价层电子对互斥模型(分值：100分)(选择题1~12题，每小题5分，共60分)题组一分子结构的测定1.TBC的一种标准谱图如图所示，它是()A.核磁共振氢谱 B.质谱C.红外光谱 D.紫外光谱2.已知某分子质谱图如图所示，且分子的红外光谱信息中含有C—O、C—H、O—H的吸收峰。下列关于其分子结构的叙述正确的是()A.该分子的结构为CH3CH2OHB.该分子的相对分子质量可能为27、31、45或46C.该分子的结构为CH3—O—CH3D.该分子的红外光谱和质谱都可以全面反映分子结构的信息题组二多样的分子空间结构3.(2023·天津高二期末)下列各组分子中所有的原子都处于同一平面的是()A.CH4、CS2、BF3B.CO2、H2O、NH3C.甲醛(CH2O)、C2H2、苯(C6H6)D.CCl4、BeCl2、PH34.在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是()A.白磷分子的键角为109°28'B.分子中共有4对共用电子对C.白磷分子的键角为60°D.分子中有6对未成键价电子题组三价层电子对互斥模型及应用5.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.PH36.下列各组粒子中，空间结构不同的是()A.SO3和BF3 B.SO42-和C.CO2和CNS- D.SO32-和7.下列描述正确的是()A.CO2分子的空间结构为V形B.ClO3C.SF6中每个原子均满足最外层8电子稳定结构D.SiF4和SO48.(2024·重庆高二月考)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，其空间结构模型如图所示：，。下列说法错误的是()A.X的组成为CHB.Y的组成为CHC.X的价层电子对数为4D.Y中键角小于120°9.已知在CH4分子中C—H间的键角为109°28'，NH3分子中N—H间的键角为107°，H2O分子中O—H间的键角为105°。下列说法正确的是()A.孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力B.孤电子对与σ键电子对间的斥力小于σ键电子对与σ键电子对间的斥力C.孤电子对与σ键电子对间的斥力等于σ键电子对与σ键电子对间的斥力D.题干中的数据不能说明孤电子对与σ键电子对间的斥力和σ键电子对与σ键电子对间的斥力之间的大小关系10.下列说法正确的是()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8电子稳定结构B.SO2的VSEPR模型与分子的空间结构相同C.NH4+的电子式为D.NH3分子中有一个孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强11.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与BF3的空间结构相同B.键角：PH3<NH3<109°28'C.R可以是PH3或AsH3D.R分子的中心原子上的价层电子对数为412.在价层电子对互斥模型中，电子对斥力大小顺序可认为：孤电子对与孤电子对>孤电子对与成键电子对>成键电子对与成键电子对，当电子对之间的夹角大于90°时，斥力可忽略。当价层电子对数为5时，结构为三角双锥。PCl5是典型的三角双锥分子，两个编号为①的Cl原子和P原子在一条直线上，三个编号为②的Cl原子构成平面正三角形。SF4和BrF3价层电子对数也都是5，但它们分别有1个和2个孤电子对，以如图为参照。则它们的孤电子对分别占据什么位置时，价层电子对间斥力最小()ABCDSF4①①②②BrF3①①②②①①②②13.(14分)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。(1)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个孤电子对，而D的氢化物分子中没有14.(10分)已知：①CS2②PCl3③H2S④CH2O⑤H3O+⑥NH4+⑦BF3⑧SO(1)中心原子没有孤电子对的是(填序号，下同)。

(2)空间结构为直线形的分子或离子有；空间结构为平面三角形的分子或离子有。

(3)空间结构为V形的分子或离子有。

(4)空间结构为三角锥形的分子或离子有；空间结构为正四面体形的分子或离子有。

15.(16分)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)，用于预测简单分子的空间结构。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。

答案精析1.C2.A［题中分子的相对分子质量为46，B错误；从该分子的红外光谱信息可知，分子中有羟基，A正确、C错误；质谱只能反映分子相对分子质量信息，不能全面反映分子结构的信息，D错误。］3.C［CH4和CCl4均为正四面体形分子，NH3和PH3均为三角锥形分子，所有原子不可能在同一平面内。］4.C［根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合，从而形成正四面体结构，键角为60°。］5.C［PCl3中P原子含有的孤电子对数是5-1×32=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，不选A；H3O+中O原子含有的孤电子对数是6-1-1×32=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，不选B；HCHO中C原子含有的孤电子对数是4-1×2-2×12=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，选C；PH3中P原子含有的孤电子对数是5-1×32=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，PH6.D［SO3中中心S原子上的价层电子对数=3+12×(6-3×2)=3，且不含孤电子对，其空间结构为平面三角形；BF3中中心B原子上的价层电子对数=3+12×(3-3×1)=3，且不含孤电子对，其空间结构为平面三角形，A项不符合题意；SO42-中中心S原子上的价层电子对数=4+12×(6+2-4×2)=4，且不含孤电子对，其空间结构为正四面体形；PO43-中中心P原子上的价层电子对数=4+12×(5+3-4×2)=4，且不含孤电子对，其空间结构为正四面体形，B项不符合题意；CO2中中心C原子上的价层电子对数=2+12×(4-2×2)=2，且不含孤电子对，其空间结构为直线形；CNS-中中心C原子上的价层电子对数=2+12×(4+1-1×3-1×2)=2，且不含孤电子对，其空间结构为直线形，C项不符合题意；SO32-中中心S原子上的价层电子对数=3+12×(6+2-3×2)=4，含1个孤电子对，其空间结构为三角锥形；CO37.D［CO2分子中C原子形成2个σ键，孤电子对数为0，为直线形分子，A错误；ClO3-中Cl原子形成3个σ键，孤电子对数为7+1-3×22=1，为三角锥形离子，B错误；SF6中S原子最外层电子数为6×2=12，C错误；SiF4分子中Si原子形成4个σ键，孤电子对数为0，SO42-中S原子形成4个σ键，孤电子对数为8.C［由图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有3个价层电子对，其组成为CH3+，A项正确、C项错误；Y为三角锥形，其碳原子有4个价层电子对，故其组成为CH3-，键角小于120°，9.A［孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力，孤电子对对σ键电子对的排斥导致分子中的键角变小，A项正确。］10.D［NCl3分子中原子的最外电子层都满足8电子稳定结构，故A错误；NH4+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间的排斥力，所以NH3分子中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，故D11.A［R的空间结构为三角锥形，BF3中心原子价层电子对数为3+0=3，其空间结构是平面三角形，因此其空间结构与BF3不相同，故A错误；PH3、NH3都为三角锥形，键角小于109°28'，而N的电负性大，吸引电子的能力比P强，因此NH3共用电子对之间的排斥力比PH3共用电子对之间的排斥力大，其键角大，所以键角：PH3<NH3<109°28'，故B正确；可能为NH3，根据第ⅤA族元素原子的特点得到R可以是PH3或AsH3，故C正确；R分子的中心原子上有三对成键电子和一对孤电子对，价层电子对数为4，故D正确。］12.D［SF4的孤电子对若在①位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，而SF4的孤电子对在②位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有2组，孤电子对在②时价层电子对间斥力最小；BrF3有2个孤电子对，若均在①上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的有6组，斥力太大，若1个在①上，1个在②上，则还有孤电子对与孤电子对之间夹角为90°的1组，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，斥力较大，若两个孤电子对均在②上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的为4组，此时价层电子对之间斥力最小。］13.(1)2+12×(6-1×1-1×1)V(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。14.(1)①④⑥⑦(2)①④⑦(3)③⑧(4)②⑤⑥解析(2)①CS2的中心C原子的价层电子对数为2+4-2×22=2，不含孤电子对，故CS2为直线形结构；④CH2O的中心C原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑦BF3的中心B原子的价层电子对数为3+3-3×12(3)③H2S的中心S原子的价层电子对数为2+6-2×12=4，孤电子对数为2，为V形；⑧SO2的中心S原子的价层电子对数为2+6