4.1 课时2价层电子对互斥模型等电子原理 同步练 （含答案） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2

课时2　价层电子对互斥模型　等电子原理
1 等电子体有另外一种说法：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。以下各组粒子能互为等电子体的是(　　)
A. O3和SO2 B. CO和N2
C. CO和NO D. N2H4 和C2H4
2 [2025无锡江阴阶段考试]下列各组分子的VSEPR模型和分子的空间结构均相同的是(　　)
A. SO3与BF3 B. CH4与NH3
C. CO2与SO2 D. H2S与CCl4
3 [2024连云港阶段练习]通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，下列有关说法正确的是(　　)
A. NH3和PH3互为等电子体，键角相同
B. NO和SO3互为等电子体，均为平面三角形结构
C. H3O＋和PCl3互为等电子体，均为三角锥形结构
D. 已知B3N3H6和苯互为等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
4 NH3发生催化氧化反应生成NO，实验室也可以使用铜和稀硝酸制备少量NO。NH3在强碱条件下能被NaClO氧化生成N2H4；N2H4可被NaClO继续氧化生成N2，也可被HNO2氧化生成HN3，N2H4能与AgNO3溶液反应产生银镜；HN3是一种弱酸，酸性与醋酸相当。下列有关含氮化合物的说法正确的是(　　)
A. 分析结构可推得，N2H4难溶于水
B. 键角：NH3C. 制备N2H4时应将NH3缓慢通入NaClO溶液中
D. 可向NaN3溶液中通CO2来制备HN3
5 在VSEPR中，电子对斥力大小顺序可认为：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，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在一条直线上，三个编号为②的Cl原子构成平面三角形。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，以下图为参照。价层电子对间斥力最小时，则它们的孤电子对分别占据的位置是(　　)
选项 A B C D
SF4 ① ① ② ②
BrF3 ①① ①② ①① ②②
6 下列说法正确的是(　　)
A. CO(NH2)2的晶体类型为离子晶体
B. H2O的VSEPR模型为四面体形，空间结构呈V形
C. NH3中的键角大于NH中的键角
D. HCO中C的杂化方式是sp3
7 [2024南通期中]用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是(　　)
A. SO2、CO2都是直线形分子
B. H2O键角为120°，O3键角为180°
C. BF3和PCl3都是三角锥形分子
D. CO、SO3都是平面三角形粒子
8 下列关于含氯微粒的说法不正确的是(　　)
A. ClO的空间结构为V形
B. ClO2属于共价化合物
C. ClO的键角为120°
D. ClO中心原子轨道杂化类型为sp3
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 下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　)
选项 粒子 空间结构 解释
A 氨基负离子（NH） 直线形 N原子采取sp杂化
B 二氧化硫(SO2) V形 S原子采取sp3杂化
C 碳酸根离子（CO） 三角锥形 C原子采取sp3杂化
D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化，且C原子的价电子均参与成键
11 除少数卤化物外，大部分非金属卤化物都易水解，且反应不可逆。卤化物的水解机理分亲核水解和亲电水解。发生亲核水解的结构条件：中心原子具有δ＋和有空的价轨道；发生亲电水解的结构条件：中心原子有孤对电子，可作Lewis碱，接受H2O的H＋进攻。NCl3和SiCl4均可发生水解反应，其中NCl3的水解机理示意图如下。下列说法正确的是(　　)
A. NH3和NCl3分子中各原子均满足8电子稳定结构
B. CCl4也能发生水解反应
C. NCl3水解过程中，N原子的杂化轨道类型发生了变化
D. NCl3和SiCl4的水解反应机理不同
12 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原子的简化核外电子排布式为　　　　　　，有　　　　个未成对电子。
③P、S、As的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分子的空间结构为　　　　。
13 [2024南通如东期中]硼酸(H3BO3)是一种重要的无机化合物。
(1) H3BO3的制备。由天然硼砂（主要含Na2B4O7·10H2O及少量NaCl等）制备H3BO3的工艺流程如下：
硼酸盐中硼原子与氧原子分别形成[BO3]3-（三角形）、[BO4]5-（四面体）两种结构单元，它们通过角顶氧原子组成环状或链状结构。[BO3]3-、[BO4]5-中硼原子的杂化类型分别是　　　　、　　　　。
(2) H3BO3的测定。H3BO3溶液的酸性很弱，不能直接用NaOH溶液测定，必须先用物质A强化生成酸性相对较强的配合酸B（反应如下），然后再用NaOH溶液进行测定。画出B中阴离子X－的结构：　　　　。
(3) 硼的运用。某选择性吸附材料的化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，其中阴离子有Cl－和[B(OCH3)4]－两种，部分晶体结构如图所示。
①表示出该晶体中氢键的形成方式：　　　　　（表示成A—H…B形式）。
②推测其中阳离子[C(NH2)3]＋的空间结构为　　　　（填“平面”或“四面体”）形。
14 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病毒的感染。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，但熔点比金刚石的低，原因是____________________________________________
______________________________________________________________________。
15 (1) [2025无锡江阴阶段考试]V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO3的三聚体环状结构如图1所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为　　　　。Ni2+可用丁二酮肟检验，丁二酮肟的结构如图2所示，其分子中碳原子轨道的杂化类型为　　　　。
图1 图2
(2) [2024江苏四校期初联考]“500 ℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾。SiCl4发生水解时的机理及Si原子的杂化方式如图。SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　（填字母）。
A. Si—Cl极性更大
B. Si的原子半径更大
C. Si—Cl的键能更大
D. Si有更多的价层轨道
(3) SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4（如图）。SnCl2分子的VSEPR模型名称是　　　　。SnCl4的Sn—Cl是由Sn的　　　　轨道与Cl的3p轨道重叠形成σ键。
(4) NH3分子在独立存在时，H—N—H键角为107°。如图是[Zn(NH3)6]2+的部分结构以及H—N—H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H—N—H键角变大的原因：_________________________________________________________
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课时2　价层电子对互斥模型　等电子原理
1. B　O3和SO2的原子个数都为3，O3电子总数为24，SO2为32，不互为等电子体， A错误；CO和N2的原子个数都为2，CO电子总数为14，N2为14，互为等电子体，B正确；CO和NO的原子个数都为2，CO电子总数为14，NO为15，不互为等电子体，C错误；N2H4 和C2H4的原子个数都为6，N2H4电子总数为18，C2H4为16，不互为等电子体，D错误。
2. A　分子的空间结构相同，说明中心原子的配位数相同，排除B、D，CO2的中心原子价层电子对数＝2＋＝2，VSEPR模型为直线形，分子的空间结构为直线形，SO2的中心原子价层电子对数＝2＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，分子的空间结构为V形，VSEPR模型和分子的空间结构不同，排除C项。故选A。
3. B　NH3和PH3的原子总数和价电子总数相同，互为等电子体，N和P的电负性不同，故键角不相同，A错误；NO和SO3的原子总数和价电子总数相同，互为等电子体，N、S均为sp2杂化，故均为平面三角形结构，B正确；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错误；B3N3H6和苯互为等电子体，苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故B3N3H6分子中也存在“肩并肩”式重叠的轨道，D错误。
4. B　N2H4的结构简式为H2N—NH2，N2H4分子能与水分子形成氢键，能溶于水，A错误；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，NH3和NH中N原子都采取sp3杂化，NH3有孤电子对，NH没有孤电子对，键角NH35. D　由题给信息知，价层电子对间斥力最小时，电子对之间的夹角应大于90°(即为于②处)，SF4的价层电子对数是5，成键电子对数是4，孤电子对数是1，BrF3的价层电子对数也是5，成键电子对数是3，孤电子对数是2，它们的孤电子对分别占据的位置分别是②、②②。故选D。
6. B　CO(NH2)2晶体由分子构成，属于分子晶体，A错误；H2O的中心原子O的价电子对数为4，其VSEPR模型为四面体形，有两个孤电子对，其空间结构呈V形，B正确；NH3、NH的中心原子N均采用sp3杂化，氨气分子中氮原子上有一个孤电子对，NH中氮原子上没有孤电子对，孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力，因此键角NH>NH3，C错误；HCO中C原子的价层电子对数为3，采用sp2杂化，D错误。
7. D　SO2的中心原子S的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，含有1个孤电子对，故SO2为V形分子，A错误；H2O的中心原子O的价层电子对数＝2＋＝4，VSEPR模型为四面体形，含有2个孤电子对，键角小于109°28′，O3与SO2互为等电子体，VSEPR模型为平面三角形，含有1个孤电子对，键角小于120°，B错误；BF3的中心原子B的价层电子对数＝3＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，孤电子对数为0，故BF3为平面三角形分子，C错误；CO、SO3的中心原子的价层电子对数均为3，孤电子对数均为0，均是平面三角形粒子，D正确。
8. C　ClO的中心原子价层电子对数为＝4，含两个孤电子对，空间结构为V形，A正确；ClO2只含共价键，为共价化合物，B正确；ClO的中心原子价层电子对数为＝4，含一个孤电子对，空间结构为三角锥形，键角不是120°，C错误；ClO的中心原子价层电子对数为＝4，中心原子的轨道杂化类型为sp3，D正确。
9. C　由3点共面知，若4原子离子中所有原子共平面，则中心原子采取sp2杂化。故选C。
10. D　NH中氮原子为sp3杂化，空间结构为V形，A错误；SO2中硫原子为sp2杂化，B错误；CO中碳原子为sp2杂化，空间结构为平面三角形，C错误。
11. D　NH3中的H原子不满足8电子稳定结构，A错误；依据机理分析知，CCl4中的C原子不含空轨道和孤电子对，不能发生水解反应，B错误；NCl3水解过程中，N原子一直采取sp3杂化，杂化轨道类型未发生变化，C错误；NCl3的中心原子N有孤电子对，SiCl4的中心原子Si有空轨道，前者发生亲电水解，后者发生亲核水解，水解反应机理不同，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) sp2　sp3
(2)
(3) ①N—H…O　②平面
14. (1) 1s22s22p63s23p3　(2) sp2、sp3
(3) 正四面体形　(4) N＞O＞C
(5) ①12　②B—N的键长大于C—C，其键能小于C—C
15. (1) sp3　sp2、sp3
(2) ABD
(3) 平面三角形　sp3杂化
(4) NH3分子独立存在时，中心原子N上形成3个σ键和1个孤电子对，形成图示配合物后，中心原子N上形成4个σ键，无孤电子对，由于孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，导致NH3形成[Zn(NH3)6]2+后H—N—H键角变大