2024人教版新教材高中化学选择性必修2同步练习--第二章　分子结构与性质复习提升（含解析）

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2024人教版新教材高中化学选择性必修2
本章复习提升
易混易错练
易错点1　对共价键的分类出错
1.(2022辽宁沈阳重点高中联合体月考)下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的角度分析)的是(　　)
A.CH4与C2H2　　　　　B.H2O与HCl
C.H2与Cl2　　　　 　D.Cl2与N2
2.(2020四川绵阳月考)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法正确的是(　　)
A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B.SF6是由非极性键构成的分子
C.1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D.C2H2分子中不含非极性键
易错点2　对键参数之间的关系判断错误
3.(2021北京西城检测)氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c,则a、b、c的大小关系为(　　)
A.a4.(2021福建宁德高中同心顺联盟期中)下列分子或离子的键角由大到小的排列顺序是(　　)
①BF3　②NCl3　③H2O　④N　⑤BeCl2
A.⑤④①②③　　　　　　B.⑤①④②③　
C.④①②⑤③　　　　　　D.③②④①⑤
易错点3　中心原子的价层电子对数判断错误导致杂化轨道类型的判断错误
5.(2021湖北武汉二中统考)下列四种分子中,中心原子的杂化方式与其他三种不同的是　(　　)
A.SOCl2　 B.B 　C.CH2Br2　 D.AlCl3
6.(2020天津静海一中月考)(1)I3AsF6中存在的空间结构为　　　　,中心原子的杂化轨道类型为　　　。
(2)CS2分子中,C原子的杂化轨道类型是　　　　。
(3)将F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子空间结构为　　　　,其中氧原子的杂化方式为　　　　。
(4)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为　　　　。
易错点4　混淆分子的极性与分子的性质的对应关系
7.(2021山东青岛期末)在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气中逸散气体,如NF3、CHClFCF3、C3F8,它们虽是微量的,有些却是强温室气体。下列推测正确的是(　　)
A.NF3属于非极性分子
B.分子的极性:BCl3>NF3
C.C3F8是非极性分子,在CCl4中的溶解度比在水中大
D.由价层电子对互斥模型可确定NF3分子中N原子是sp2杂化,分子呈平面三角形
8.(2022山东威海期末)下列关于分子极性及分子的空间结构判断错误的是(　　)
选项 A B C D
化学式 PCl3 CS2 SO2 CH4
分子 极性 极性分子 非极性分子 极性分子 非极性分子
空间 结构 平面三角形 直线形 V形 正四面体形
思想方法练
利用“抽象问题具体化”思想解决杂化轨道类型与粒子空间结构的关系的问题
方法概述
分子结构与性质的重点内容为价层电子对互斥模型和杂化轨道理论,可用于预测大多数分子或离子的空间结构和判断中心原子的杂化轨道类型,二者皆为纯理论,如果利用“抽象问题具体化”思想将二者与真实存在的粒子相结合进行分析,可以达到事半功倍的效果,既可以充分理解理论又可以快速解决实际问题。
1.(2021广东广州外国语学校检测)标准状况下氮的最高价氧化物为无色晶体,通常认为,它由两种离子构成,已知其阴离子的空间结构为平面三角形,则其阳离子的空间结构和阳离子中氮原子的杂化方式为(　　)
A.直线形、sp　　　　　 B.V形、sp2
C.三角锥形、sp3　　　　　D.平面三角形、sp2
2.(2021山东宁阳一中月考)用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构,也可以推测键角大小,下列判断正确的是　(　　)
A.BF3与PCl3为三角锥形
B.SO3与C为平面三角形
C.SO2键角大于120°
D.BeCl2是V形分子
3.(2021甘肃兰州一中期中)杂化轨道理论和VSEPR模型是推测分子空间结构的重要依据,下列说法正确的是(　　)
A.杂化轨道可用于形成σ键、π键
B.中心原子为sp杂化的分子,其空间结构不一定为直线形
C.只要分子的空间结构为平面三角形,其中心原子就为sp2杂化
D.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构都是正四面体形
4.根据所学知识填空:
(1)如图是甲烷分子中C原子的sp3杂化轨道。甲烷分子中C—H键的键角为　　　　　　　　。
(2)乙烯和乙炔的电子式分别为　　　　　　　　、　　　　　　　　。乙烯分子中键的键长　　　(填“>”“<”或“=”)乙炔分子中键的键长。
(3)苯分子中C原子以sp2杂化轨道成键,6个C原子中每个C原子的2s轨道和2个2p轨道形成3个sp2杂化轨道,其中1个sp2杂化轨道与1个H原子形成1个σ键、另外2个sp2杂化轨道分别与另外2个C原子的sp2杂化轨道形成2个σ键而形成1个六元环,而每个C原子未参与杂化的2p轨道均垂直于这个六元环所处的平面且相互之间“肩并肩”重叠形成1个“大π键”,如下图:
请你猜想:
①苯分子中每个碳碳键的键长是否相等 　　　　　;
②苯分子中碳碳键的键长与C—C键、键、键的键长相比,处于　　　　　　　　　　　的键长之间。
答案全解全析
易混易错练
1.B　CH4分子中存在σ键,C2H2分子中存在σ键和π键,所以共价键类型不完全相同,故A错误;H2O与HCl都含有H原子,分子中的共价键均是s-p σ键,故B正确;H2分子中存在s-s σ键,Cl2分子中存在p-p σ键,所以共价键类型不完全相同,故C错误;Cl2分子中只有σ键,N2分子中既有σ键又有π键,所以共价键类型不完全相同,故D错误。
易错分析
　　共价键按照原子轨道重叠方式可分为σ键和π键,按照电子对是否偏移分为极性键和非极性键。σ键按照重叠轨道不同可以分为s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键。
2.C　1 mol S8中含有8 mol σ键,因此32 g S8分子中所含σ键的物质的量为×8= 1 mol,A项错误;根据SF6的结构可知,SF6是由极性键构成的,B项错误;两成键原子之间最多形成1个σ键,三键中有1个σ键、2个π键,因此1 mol C2H2分子中含有3 mol σ键和2 mol π键,C项正确;C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键,D项错误。
3.D　H2O、NH3、CH4分子中中心原子的孤电子对数分别是2、1、0,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,因此H2O、NH3、CH4分子中键角大小关系为H2O易错分析
　　价层电子对之间相互排斥作用大小决定了分子的键角大小,孤电子对数越多,与成键电子对的斥力越大,成键原子所形成的键角越小。例如比较H3O+和H2O键角的大小,H3O+中O只有一个孤电子对,而H2O中O有两个孤电子对,所以H3O+的键角大于H2O的键角。
4.B　比较键角可以从分子的空间结构入手。BF3为平面三角形分子,键角为120°;NCl3、H2O和N中中心原子的价层电子对数都为4,VSEPR模型均为四面体形,N中N上没有孤电子对,N空间结构为正四面体形,键角为109°28',H2O中O原子上有2个孤电子对,NCl3中N原子上有1个孤电子对,由于电子对之间斥力大小顺序为孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对,所以键角:H2O5.D　SOCl2、B、CH2Br2中中心原子的价层电子对数均为4,均采取sp3杂化,而AlCl3中中心原子的价层电子对数为3,采取sp2杂化,故选D。
易错分析 杂化轨道类型的判断方法
(1)价层电子对数与杂化轨道类型的对应关系:2~sp、3~sp2、4~sp3。
(2)有机物中碳原子的杂化轨道类型:饱和碳原子采取sp3杂化,连接双键的碳原子采取sp2杂化,连接三键的碳原子采取sp杂化。
6.答案　(1)V形　sp3　(2)sp　(3)V形　sp3　
(4)sp3、sp2
解析　(1)的价层电子对数为2+×(7-1-2×1)=4,中心原子上有2个孤电子对,故其空间结构为V形,中心原子的杂化轨道类型为sp3。(2)CS2分子中,C原子价层电子对数为2+×(4- 2×2)=2,中心原子上没有孤电子对,故其杂化轨道类型是sp。(3)OF2分子的中心原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,中心原子上有2个孤电子对,故其分子的空间结构为V形,氧原子的杂化方式为sp3。(4)CH3COOH中C原子有两种,甲基中的碳原子与相邻原子形成4个共用电子对,没有孤电子对,故其杂化轨道类型为sp3;羧基中的碳原子与氧原子形成双键,还分别与甲基上的碳原子、羟基中的氧原子形成1个单键,没有孤电子对,故其杂化轨道类型为sp2。
易错分析
　　分析杂化轨道类型时,首先将写成I的形式,把I原子看作中心原子来计算I的价层电子对数,然后分析其空间结构和杂化方式。
7.C　NF3分子中N原子是sp3杂化,分子呈三角锥形,故NF3的结构类似于NH3,属于极性分子,A、D错误;BCl3是非极性分子,而NF3是极性分子,分子极性:BCl3易错分析
　　若不能正确区分分子的极性与共价键的极性,则此类题容易出错。判断ABn型分子极性的一般规律:
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子;若不等,则为极性分子。
②若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。
8.A　PCl3为三角锥形分子,A项错误。
思想方法练
1.A　氮的最高价氧化物为N2O5,由两种离子构成,其中阴离子空间结构为平面三角形,阴离子应为N,则其阳离子为N,其中心原子N价层电子对数为2+×(5-1-2×2)=2,则氮原子采取sp杂化,阳离子的空间结构为直线形,故选A。
方法点津
　　我们熟悉的含氮、氧元素的阴离子有N和N,其中N空间结构为平面三角形,N空间结构为V形,可确定阴离子为N,则阳离子为N,据此分析解答。
2.B　BF3中中心原子B的价层电子对数为3+×(3-3×1)=3,无孤电子对,是平面三角形分子,键角为120°,A项错误;SO3与C中心原子的价层电子对数均为3,无孤电子对,都是平面三角形分子,B项正确;SO2中中心原子S的价层电子对数为2+×(6-2×2)=3,且S原子上有1个孤电子对,所以SO2为V形分子,键角小于120°,C项错误;BeCl2中中心原子Be的价层电子对数为2+×(2-2×1)=2,无孤电子对,是直线形分子,键角为180°,D项错误。
方法点津
　　根据价层电子对互斥模型确定分子空间结构,价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数;分子中孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,据此分析解答。
3.C　杂化轨道可用于形成σ键或者容纳未参与成键的孤电子对,不能用于形成π键,A错误;若中心原子为sp杂化,则分子的空间结构一定为直线形,B错误;分子的空间结构为平面三角形,说明中心原子价层电子对数为3且不含孤电子对,则中心原子为sp2杂化,C正确;中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构不一定是正四面体形,如H2O、NH3等,D错误。
4.答案　(1)109°28'　
(2)
(3)①相等　②C—C键和键
解析　(1)甲烷分子的空间结构是正四面体形,C—H键的键角为109°28'。(2)1个乙烯分子中含有2个碳原子和4个氢原子,两个碳原子之间通过共用2对电子形成一个碳碳双键,碳碳双键与碳氢键之间的夹角为120°,为平面形结构,其电子式为;乙炔的电子式为。CC键的键能小于键的键能,所以CC键的键长大于键的键长。(3)①苯分子中碳碳键键长相等;②由于1个C—C键中只含有1个σ键,1个碳碳双键中含有1个σ键和1个π键,所以苯分子中碳碳键的键长介于C—C键和键之间。
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