2023春高中化学选择性必修2 （人教版2019）第二章第二节 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 课时练（含答案）
文档属性
| 名称 | 2023春高中化学选择性必修2 （人教版2019）第二章第二节 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 课时练（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 173.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-29 18:21:41 | ||
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文档简介
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
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
2.2002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(10－9 g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C2H、C2H、C2H……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)，则该有机物可能是( )
A．CH3OH B．C3H8
C．C2H4 D．CH4
题组二 多样的分子空间结构
3．下列各组分子中所有的原子都处于同一平面的是( )
A．CH4、CS2、BF3
B．CO2、H2O、NH3
C．甲醛(CH2O)、C2H2、苯(C6H6)
D．CCl4、BeCl2、PH3
4．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：
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，O3、H2S、SO2、SO3分子中，中心原子上的价层电子对数不同于其他分子的是( )
A．O3 B．H2S
C．SO2 D．SO3
6．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
7．下列描述正确的是( )
A．CO2分子的空间结构为V形
B．ClO的空间结构为平面三角形
C．SF6中每个原子均满足最外层8电子稳定结构
D．SiF4和SO的中心原子无孤电子对
8．已知在CH4中，C—H之间的键角为109°28′，NH3中，N—H之间的键角为107°，H2O中O—H之间的键角为105°。下列说法正确的是( )
A．孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力
B．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对间的斥力
C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对间的斥力
D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力与成键电子对间的斥力之间的大小关系
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
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．NH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，它对成键电子对的排斥作用较强
11．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1个孤电子对
D．氧原子的价层电子对数为4
12．下列各组分子或离子的空间结构不相似的是( )
A．NH、CH4 B．H3O＋、NH3
C．CO、BF3 D．CO2、SO2
13．(2022·长春市实验中学高二期中)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：PH3C．R可以是PH3或AsH3
D．R分子的中心原子上的价层电子对数为4
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＋m 2
VSEPR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。
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个孤电子对，而D的氢化物分子中没有
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
1．C 2.D 3.C
4．D [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。]
5．B [O3分子中，中心原子上的价层电子对数为2＋＝3；H2S分子中，中心原子上的价层电子对数为2＋＝4；SO2分子中，中心原子上的价层电子对数为2＋＝3；SO3分子中，中心原子上的价层电子对数为3＋＝3，B项符合题意。]
6．C [PCl3中P原子含有的孤电子对数是＝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＝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中碳原子含有的孤电子对数是＝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＝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，不选D。]
7．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；ClO中Cl原子形成3个σ键，孤电子对数为＝1，为三角锥形离子；SF6中S原子最外层电子数为6×2＝12；SiF4分子中Si原子形成4个σ键，孤电子对数为0，SO中S原子形成4个σ键，孤电子对数为＝0，D正确。]
8．A [由中心原子上孤电子对数的计算公式可知，CH4中碳原子上无孤电子对，NH3中氮原子上的孤电子对数为1，H2O中氧原子上的孤电子对数为2。根据题意知，CH4中C—H之间的键角＞NH3中N—H之间的键角＞H2O中O—H之间的键角，说明孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，即孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力，A项正确。]
9．B 10.D
11．D [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项错误、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。]
12．D [NH中N原子价层电子对数为4＋＝4，不含孤电子对，CH4中C原子价层电子对数为4＋＝4，不含孤电子对，所以二者都是正四面体形结构，故不选A；H3O＋中O原子价层电子对数为3＋＝4，含有1个孤电子对，NH3中N原子价层电子对数为3＋＝4，含有1个孤电子对，所以二者都是三角锥形结构，故不选B；CO中C原子价层电子对数为3＋＝3，不含孤电子对，BF3中B原子价层电子对数为3＋＝3，不含孤电子对，所以二者都是平面三角形结构，故不选C；二氧化碳是直线形分子，二氧化硫分子中S原子价层电子对数为2＋＝3，含有1个孤电子对，为V形结构，二者结构不相似，故选D。]
13．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：PH314．(1)4 直线形 180°
(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．(1)H—Cl 2＋×(6－1×1－1×1) V形 (2)3s23p4 平面三角形 (3)SiCl4 109°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，价层电子对数为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，分子结构与元素的非金属性强弱无关。
第1课时 分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型
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
2.2002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(10－9 g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C2H、C2H、C2H……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)，则该有机物可能是( )
A．CH3OH B．C3H8
C．C2H4 D．CH4
题组二 多样的分子空间结构
3．下列各组分子中所有的原子都处于同一平面的是( )
A．CH4、CS2、BF3
B．CO2、H2O、NH3
C．甲醛(CH2O)、C2H2、苯(C6H6)
D．CCl4、BeCl2、PH3
4．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：
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，O3、H2S、SO2、SO3分子中，中心原子上的价层电子对数不同于其他分子的是( )
A．O3 B．H2S
C．SO2 D．SO3
6．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
7．下列描述正确的是( )
A．CO2分子的空间结构为V形
B．ClO的空间结构为平面三角形
C．SF6中每个原子均满足最外层8电子稳定结构
D．SiF4和SO的中心原子无孤电子对
8．已知在CH4中，C—H之间的键角为109°28′，NH3中，N—H之间的键角为107°，H2O中O—H之间的键角为105°。下列说法正确的是( )
A．孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力
B．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对间的斥力
C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对间的斥力
D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力与成键电子对间的斥力之间的大小关系
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
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．NH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，它对成键电子对的排斥作用较强
11．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1个孤电子对
D．氧原子的价层电子对数为4
12．下列各组分子或离子的空间结构不相似的是( )
A．NH、CH4 B．H3O＋、NH3
C．CO、BF3 D．CO2、SO2
13．(2022·长春市实验中学高二期中)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
D．R分子的中心原子上的价层电子对数为4
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＋m 2
VSEPR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。
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个孤电子对，而D的氢化物分子中没有
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
1．C 2.D 3.C
4．D [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。]
5．B [O3分子中，中心原子上的价层电子对数为2＋＝3；H2S分子中，中心原子上的价层电子对数为2＋＝4；SO2分子中，中心原子上的价层电子对数为2＋＝3；SO3分子中，中心原子上的价层电子对数为3＋＝3，B项符合题意。]
6．C [PCl3中P原子含有的孤电子对数是＝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＝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中碳原子含有的孤电子对数是＝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＝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，不选D。]
7．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；ClO中Cl原子形成3个σ键，孤电子对数为＝1，为三角锥形离子；SF6中S原子最外层电子数为6×2＝12；SiF4分子中Si原子形成4个σ键，孤电子对数为0，SO中S原子形成4个σ键，孤电子对数为＝0，D正确。]
8．A [由中心原子上孤电子对数的计算公式可知，CH4中碳原子上无孤电子对，NH3中氮原子上的孤电子对数为1，H2O中氧原子上的孤电子对数为2。根据题意知，CH4中C—H之间的键角＞NH3中N—H之间的键角＞H2O中O—H之间的键角，说明孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，即孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力，A项正确。]
9．B 10.D
11．D [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项错误、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。]
12．D [NH中N原子价层电子对数为4＋＝4，不含孤电子对，CH4中C原子价层电子对数为4＋＝4，不含孤电子对，所以二者都是正四面体形结构，故不选A；H3O＋中O原子价层电子对数为3＋＝4，含有1个孤电子对，NH3中N原子价层电子对数为3＋＝4，含有1个孤电子对，所以二者都是三角锥形结构，故不选B；CO中C原子价层电子对数为3＋＝3，不含孤电子对，BF3中B原子价层电子对数为3＋＝3，不含孤电子对，所以二者都是平面三角形结构，故不选C；二氧化碳是直线形分子，二氧化硫分子中S原子价层电子对数为2＋＝3，含有1个孤电子对，为V形结构，二者结构不相似，故选D。]
13．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
(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．(1)H—Cl 2＋×(6－1×1－1×1) V形 (2)3s23p4 平面三角形 (3)SiCl4 109°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，价层电子对数为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，分子结构与元素的非金属性强弱无关。