专题4第一单元 分子的空间结构课时2 分子的空间结构模型(价层电子对互斥模型) 等电子原理 课后练 (含解析)

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名称 专题4第一单元 分子的空间结构课时2 分子的空间结构模型(价层电子对互斥模型) 等电子原理 课后练 (含解析)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2022-12-09 19:40:48

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课时2 分子的空间结构模型(价层电子对互斥模型) 等电子原理
1. (2021·徐州一中质检)等电子体有另外一种讲法:由短周期元素组成的粒子,只要其电子总数相同,均可互称为等电子体。等电子体之间结构相似,物理性质也相近。以下各组粒子能互称为等电子体的是(  )
A. O3和SO2 B. CO和N2
C. CO和NO D. N2H4 和C2H4
2. (2021·镇江第一中学期末模拟)下列有关氮的化合物的说法不正确的是(  )
A. N2O的空间结构是直线形
B. N2H4可形成N2H、N2H离子
C. 氮氧化物排放到空气中,会导致光化学烟雾
D. 当V(NO2)∶V(NO)≤1时,用NaOH溶液可完全吸收NO2、NO的混合物(2NaOH+NO2+NO===2NaNO2+H2O、2NaOH+2NO2 ===NaNO3+ NaNO2+H2O )
3. (2021·洛阳期末)下列各组微粒的空间结构相同的是(  )
①NH3和H2O ②NH和H3O+
③NH3和H3O+ ④O3和SO2
⑤CO2和BeCl2 ⑥SiO和SO
⑦BF3和Al2Cl6
A. 全部 B. 除④⑥⑦以外
C. ③④⑤⑥ D. ②⑤⑥
4. (2021·南京二十九中阶段测试) 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最高正价与最低负价代数和为0,W、X、Y形成的化合物甲的结构如图所示,Z原子M层上有2个未成对电子且此能级无空轨道。下列说法正确的是(  )
A. 简单离子半径大小:Z>X>Y
B. 简单氢化物的沸点:Z>X
C. X、Y形成的化合物只含离子键
D. 化合物甲中阴离子的空间结构为三角锥形
5. (2021·南莫中学期中)尿素是目前使用量较大的一种氮肥,工业上生产尿素的化学方程式为CO2+2NH3===CO(NH2)2+H2O。下列有关说法正确的是(  )
6. (2021·镇江第一中学阶段检测)生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,在含铬催化剂作用下合成甲醇是利用生物质气的方法之一。下列说法正确的是 (  )
A. 固体CO2为分子晶体
B. CO2分子为V形
C. 1 mol CH3OH分子中含有的σ键为4 mol
D. 基态Cr原子的电子排布式是[Ar]3d44s2
7. 下列分子和离子中,中心原子价层电子对的空间结构为四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是(  )
A. NH B. PH3
C. H3O+ D. OF2
8. 下列说法正确的是(  )
A. NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了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. 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,它对成键电子的排斥作用较强
9. 下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是(  )
A. NO和NH 
B. H3O+和ClO
C. NO和CO
D. PO和SO
10. 下列描述正确的是(  )
A. ClO的空间结构为平面三角形
B. SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化
C. 在所有的元素中,氟的第一电离能最大
D. C2H5OH分子中共含有8个极性键、1个π键
11. (2020·天津第二十中学检测)根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型,判断下列空间结构正确的是(  )
选项 分子 或离子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 分子或离子的结构空间
A SO2 sp 直线形 直线形
B HCHO sp2 平面三角形 三角锥形
C NF3 sp2 四面体形 平面三角形
D NH sp3 正四面体形 正四面体形
12. (2021·苏州高新区第一中学期初)ⅤA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。
(1) ①P4S3常用于制造火柴,P和S的第一电离能较大的是________。
②As4S4俗称雄黄,其中基态As原子的核外电子排布式为________,有________个未成对电子。
③P、S、As电负性由大到小的顺序是________________。
(2) NH3、PH3、AsH3中沸点最高的是________,其主要原因是________________________________________________________________________。
(3) 白磷在氯气中燃烧可以得到PCl3和PCl5,其中气态PCl3分子的立体构型为________。
13. 根据等电子原理,回答下列问题。
(1) 已知反应:CaC2+2H2O―→CH≡CH↑+Ca(OH)2。CaC2中C与O互为等电子体,O的电子式可表示为________;1 mol O中含有的π键的数目为________。
(2) 二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。O2在其催化作用下,可将CN-氧化成CNO-,进而得到N2。
①写出一种与CN-互为等电子体的单质分子的结构式:________,根据等电子原理写出CO、HCN分子的结构式:________、________。
②与CNO-互为等电子体的分子、离子化学式分别为____________、________(各写一种)。CNO-的空间结构为________,CNO-中σ键与π键的个数比为________。
14. (2021·江苏高三百校第二次联考 )2020年2月15日,由国家科研攻关组的主要成员单位的专家组共同研判磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒(2019nCoV)的感染。已知磷酸氯喹的结构如图所示。
(1) 基态P原子核外电子排布式为____________________。
(2) 磷酸氯喹中N原子的杂化方式为____________。
(3) H3PO4中PO的空间结构为________________。
(4) 磷酸氯喹所含C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________。
(5) 氨硼烷(NH3BH3)是一种潜在的储氢材料,它可由六元环状化合物(HB===NH)3通过反应:3CH4+2(HB===NH)3+6H2O===3CO2+6H3BNH3制得。
①1 mol(HB===NH)3分子中有________mol σ 键。
②氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构,但熔点比金刚石低,原因是 。
15. (2021·南莫中学期中)硫、钒(23V)化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1) 基态钒原子的价层电子排布式为________。已知单质钒的晶胞如图甲所示,则V原子的配位数是________。
(2) 硫的原子核外有________种不同运动状态的电子。SO3分子的空间结构为____________。
(3) 2-巯基烟酸氧钒配合物(图乙)是副作用小的有效调节血糖的新型药物:该药物中N原子的基态核外电子轨道表示式为__________________;2巯基烟酸(图丙)水溶性优于2巯基烟酸氧钒配合物(图乙)的原因是 ______________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4) 某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图丁所示,该晶胞的化学式为________。
课时2 分子的空间结构模型(价层电子对互斥模型) 等电子原理
1. B 解析:O3和SO2的原子个数都为3,O3电子总数为24,SO2为32,不属于等电子体, A错误;CO和N2的原子个数都为2,CO电子总数为14,N2为14,属于等电子体,B正确;CO和NO的原子个数都为2,CO电子总数为14,NO为15,不属于等电子体,C错误;N2H4 和C2H4的原子个数都为6,N2H4电子总数为18,C2H4为16,不属于等电子体,D错误。
2. D 解析:N2O与CO2互为等电子体,等电子体的结构相似,已知CO2为直线形的分子,所以N2O的空间结构为直线形,A正确;N2H4中能与H+形成配位键,所以N2H4可形成N2H、N2H离子,B正确;光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物,氮氧化物排放到空气中,会导致光化学烟雾,C正确;根据反应方程式2NaOH+NO2+NO===2NaNO2+H2O、2NaOH+2NO2===NaNO3+ NaNO2+H2O,当V(NO2)∶V(NO)≤1时,用NaOH溶液不能完全吸收NO2、NO的混合物,D错误。
3. C 解析:①NH3呈三角锥形结构,H2O为V形结构,二者结构不同,不符合题意;②NH为正四面体结构,H3O+为三角锥形结构,二者结构不同,不符合题意;③NH3和H3O+都呈三角锥形结构,符合题意;④O3和SO2都呈V形结构,符合题意;⑤CO2和BeCl2都呈直线形结构,符合题意;⑥SiO和SO都呈正四面体结构,符合题意;⑦BF3呈平面正三角形结构,Al2Cl6中Al采取sp3杂化,二者结构不同,不符合题意;故选C。
4. A 解析:短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最高正价与最低负价代数和为0,则W为C或Si;结合化合物的结构,X是O,Y是Na,Z原子M层上有2个未成对电子且此能级无空轨道,Z是S,根据上述分析,W是C。电子层数越多,半径越大,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以简单离子半径:S2->O2->Na+,A正确;水分子间存在氢键,沸点反常,简单氢化物的沸点:H2O>H2S,B错误;X、Y形成的化合物可以是氧化钠或过氧化钠,过氧化钠中含有共价键,C错误;化合物甲中的阴离子是碳酸根离子,C原子形成3个σ键,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,D错误。
5. D 解析:H2O中氧原子为sp3杂化,有两对孤电子对,则为V形分子,A错误;NH3为共价化合物,氮原子满足8电子稳定结构,则电子式为HN,··H,B错误;中子数为7的碳原子质量数为6+7=13,表示为6C,C错误;CO(NH2)2中含有羰基,结构简式为CH2NONH2,D正确。
6. A 解析:CO2中只含共价键,晶体中所含微粒为CO2分子,因此固体CO2晶体类型为分子晶体,A正确;CO2中C原子的价层电子对数=2+=2,中心原子无孤对电子对,因此CO2分子为直线形,B错误;CH3OH的结构式为CHHHOH,1个单键中含有1个σ键,因此1 mol CH3OH分子中含有的σ键为5 mol,C错误;根据全满半满原则可知,基态Cr原子的电子排布式是[Ar]3d54s1,D错误。
7. D 解析:NH、PH3、H3O+、OF2的价层电子对数都为4,则价层电子对的空间结构都为四面体形。NH中没有孤电子对,离子的空间结构与其价层电子对的空间结构一致;PH3和H3O+中都有一对孤电子对,则它们的空间结构为三角锥形; OF2的中心原子结合两个F原子,分子的空间结构为V形,D正确 。
8. D 解析:NCl3分子中各原子都满足8电子稳定结构,A错误;P4为正四面体形分子,但其键角为60°,B错误;NH为正四面体形结构,C错误;由于NH3分子中一对未成键电子对成键电子的排斥作用,使其键角为107°,呈三角锥形,D正确。
9. C 解析:NO中心原子的价层电子对数==3,含有一个孤电子对,空间结构为V形,NH中心原子的价层电子对数==4,没有孤电子对,空间结构为正四面体形,A错误;H3O+中心原子的价层电子对数==4,含有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,ClO中心原子的价层电子对数==4,含有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,B错误;NO中心原子的价层电子对数==3,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,CO中心原子的价层电子对数==3,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,C正确;PO中心原子的价层电子对数==4,没有孤电子对,空间结构为正四面体形,SO中心原子的价层电子对数==4,没有孤电子对,空间结构为正四面体形,D错误。
10. B 解析:ClO中价层电子对个数==4,且含有2对孤电子对,所以其空间结构为V形,A错误;SiF4中价层电子对个数==4,SO中价层电子对个数==4,所以SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化,B正确;稀有气体的原子结构是稳定结构,同周期稀有气体元素的第一电离能最大,同主族自上而下第一电离能逐渐降低,故氦元素的第一电离能最大,C错误;C2H5OH分子中共含有7个极性键,碳碳之间是非极性键,没有π键,D错误。
11. D 解析:SO2分子中心原子杂化方式为sp2,价层电子对互斥模型为平面三角形,含有一对孤电子对,分子的空间结构为V形,A错误;HCHO分子中心原子杂化方式为sp2,价层电子对互斥模型为平面三角形,没有孤电子对,分子的空间结构为平面三角形,B错误;NF3分子中心原子杂化方式为sp3,价层电子对互斥模型为四面体形,含有一对孤电子对,分子的空间结构为三角锥形,C错误;NH的中心原子杂化方式为sp3,价层电子对互斥模型为正四面体形,没有孤电子对,离子的空间结构为正四面体形,D正确。
12. (1) ①P ②[Ar] 3d104s24p3 3 ③S>P>As
(2) NH3 NH3分子间存在氢键
(3) 三角锥形
13. (1) [O O]2+ 2NA或1.204×1024
(2) ①N≡N C≡O H—C≡N
②CO2或N2O、CS2、BeCl2等 N 直线形 1∶1
解析:(1) 由CaC2与H2O反应的产物为CH≡CH,可推知CaC2中存在C,其电子式为[C C]2-,故C的等电子体O的电子式为[O O]2+,1个O≡O键中含有1个σ键和2个π键,所以1 mol O中含有2NA或1.204×1024个π键。(2) ①用O原子替换CN-中的N原子,同时减少1个负电荷,用N原子替换CN-中的C原子,同时减少1个负电荷,分别得到CN-的两种等电子体CO和N2。根据等电子体原理可推知CO和CN-的结构式分别为C≡O,[C≡N]-,则HCN的结构式为H—C≡N。②用O原子替换CNO-中的N原子同时要去掉1个负电荷可得CNO-的等电子体CO2,用S替换CO2中的O原子得等电子体CS2,CO与N2互为等电子体,用N2替换CNO-中的CO可得等电子体N,用N原子替换CNO-中的C原子同时要去掉1个负电荷得其等电子体N2O,CO2的结构式为O===C===O,所以CNO-的结构式为[N===C===O]-,空间结构为直线形,σ键与π键的数目比为2∶2=1∶1。
14. (1) 1s22s22p63s23p3 (2) sp2、sp3
(3) 正四面体 (4) N>O>C
(5) ①12 ②B—N键的键长大于C—C键,键能小于C—C键
15. (1) 3d34s2 8 (2) 16 平面正三角形
(3)  2巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大
(4) VS