人教高中化学选择性必修2 第04周 分子的空间结构 周测卷(含解析)

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名称 人教高中化学选择性必修2 第04周 分子的空间结构 周测卷(含解析)
格式 zip
文件大小 551.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-10-02 21:38:11

文档简介

第04周 分子的空间结构
时间:45分钟 满分:100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共15个小题,每小题只有一个正确选项,共45分。
1. 下列描述中正确的是( )。
A.是空间构型为形的分子
B.、和的中心原子均为杂化
C.CO分子中σ键和π键的个数比为1 :1(已知CO和N2互为等电子体,具有类似的结构)
D.双原子或多原子形成的气体单质中,一定有键,可能有键
2. 下列分子或离子的VSEPR模型与空间立体构型一致的是( )。
A.NH3 B.CCl4 C.H2O D.ClO
能用来分析分子中的化学键及官能团信息的物理方法是( )。
A.X射线衍射法 B.红外光谱法
C.核磁共振法 D.质谱法
下列关于原子杂化类型的说法中,正确的是( )。
A.晶体硅和石英()晶体中的硅原子均采用杂化
B.中的两个碳原子与中的硼原子均采用杂化
C.中的铍原子与中的氧原子均采用杂化
D.中的碳原子与中的两个碳原子均采用杂化
5.已知Zn2+的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道,那么[ZnCl4]2-的立体构型为( )。
A.正四面体形 B.平面正方形
C.可能为正四面体也可能为平面正方形 D.正六面体形
6.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.若为A、B为同一主族元素,则AB3分子一定为三角锥形
D.若AB3分子为三角形锥形,则AB3分子一定为NH3
X、Y、Z、Q、E、M六种元素中,X的原子的基态价电子排布式为2s2,Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子,Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代,Q是元素周期表中电负性最大的元素,E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中,M的原子序数比E大1。下列说法正确的是( )。
A.EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化
B.X、Y元素的第一电离能大小关系:XC.ZO的空间构型为三角锥形
D.MZ2含离子键和非极性共价键,阴阳离子之比为1∶2
8.下列有关和的说法正确的是( )。
A.和的空间结构都是三角锥形
B.中N原子上的孤电子对数为1,中B原子上无孤电子对
C.和形成的化合物中各原子最外层都达到8电子稳定结构
D.和的中心原子的价层电子对数均为4
9.下列图形表示杂化轨道的电子云轮廓图的是( )。
A. B. C. D.
10.氨分子的空间结构是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为( )。
A.两种分子的中心原子杂化类型不同,NH3为sp2杂化,而CH4是sp3杂化
B.NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道,CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道
C.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
D.NH3分子中氮元素的电负性比CH4分子中碳元素的电负性大
下列分子中,各微粒的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是( )。
A.、平面三角形、 B.、正四面体形、
C.、角形、 D.、三角锥形、
12.如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图,则该有机物可能为( )。
A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2COOH
C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCH2COOH
13.已知CH4中C—H间的键角为109°28′,NH3中N—H间的键角为107°,H2O中O—H间的键角为105°,下列说法中正确的是(  )
A.孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与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与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与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和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
14.下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)的叙述中不正确的是( )。
A.VSEPR 模型可用预测分子的立体构型
B.VSEPR 模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
C.中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥
D.分子中键角越大,价层电子对相互排斥力越大,分子越稳定
15.下列分子所含原子中,既有杂化又有杂化的是( )。
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题:包括第16题~第19题4个大题,共55分。
16.(1))蓝矾(CuSO4·5H2O)的结构如图所示:
SO的空间结构是________,其中S原子的杂化轨道类型是________;基态O原子的价轨道表示式为______________________________________。
(2)气态SO3分子的空间结构为________;将纯液态SO3冷却到289.8 K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图,此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是________。
17.氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式为,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为______。
(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型有______,羰基碳原子的杂化轨道类型为______。
(3)已知,可用异氰酸苯酯与2-氯-4-氨基吡啶反应生成氯吡苯脲:,反应过程中,每生成氯吡苯脲,断裂______键,断裂______键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有、、等。
①请用共价键的相关知识解释分子比分子稳定的原因:______。
②、、分子的空间结构分别是______,中心原子的杂化类型分别是______。
18.(1)是有机合成中常用的还原剂,中的阴离子空间结构是_______、中心原子的杂化形式为_______。
(2)①根据价层电子对互斥模型,、、的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_______。
②气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的空间结构为_______形,其中共价键的类型有_______种;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为_______。
(3)中心原子轨道的杂化类型为_______;的空间结构为_______(用文字描述)。
19. 20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥理论(简称VSEPR模型),用于预测简单分子空间结构。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分子的空间构型为________,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________(选填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。第04周 分子的空间结构
时间:45分钟 满分:100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共15个小题,每小题只有一个正确选项,共45分。
1. 下列描述中正确的是( )。
A.是空间构型为形的分子
B.、和的中心原子均为杂化
C.CO分子中σ键和π键的个数比为1 :1(已知CO和N2互为等电子体,具有类似的结构)
D.双原子或多原子形成的气体单质中,一定有键,可能有键
【答案】D
【解析】CS2中心原子价层电子对数为2+=2,没有孤电子对,空间构型为直线形,A错误;中心原子价层电子对数为3+=3,中心原子为 sp2 杂化,B错误;CO与N2结构相似,二者互为等电子体,故CO的结构式为C≡O,三键中含有一个σ键和2个π键,则分子中σ键和π键的个数比为1: 2,C错误;双原子或多原子形成的气体单质中,一定有σ键,可能有π键,如H2中只存在σ键,N2中存在σ键和π键,D正确。
2. 下列分子或离子的VSEPR模型与空间立体构型一致的是( )。
A.NH3 B.CCl4 C.H2O D.ClO
【答案】B
【解析】如果该微粒中不存在孤电子对,则该微粒的VSEPR模型和其空间立体构型就一致,否则不一致,据此分析解答。该分子中N原子价层电子对个数=3+ =4,含有一个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,立体构型为三角锥形,A不符合题意;CCl4该分子中C原子价层电子对个数=4+=4,且不含孤电子对,其VSEPR模型和立体构型相同,均为四面体形,B符合题意;该分子中O原子价层电子对个数=2+=4,且含有两个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,立体构型为V形,C不符合题意;该离子中Cl原子价层电子对个数=3+=4,且含有一个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,立体构型为三角锥形,D不符合题意。
能用来分析分子中的化学键及官能团信息的物理方法是( )。
A.X射线衍射法 B.红外光谱法
C.核磁共振法 D.质谱法
【答案】B
【解析】不同的官能团红外光谱图不同,因此可以用红外光谱法分析分子中的化学键和官能团信息,故选B。
下列关于原子杂化类型的说法中,正确的是( )。
A.晶体硅和石英()晶体中的硅原子均采用杂化
B.中的两个碳原子与中的硼原子均采用杂化
C.中的铍原子与中的氧原子均采用杂化
D.中的碳原子与中的两个碳原子均采用杂化
【答案】A
【解析】晶体Si和SiO2均为四面体结构,Si原子采用sp3杂化,A正确;CH3CH3中以C为中心形成四面体结构,为sp3杂化,B错误;H2O中O原子的价层电子对数为2+×(6-2×2)=4,为sp3杂化,C错误;C2H4中碳碳之间为双键,采用sp2杂化,D错误。
5.已知Zn2+的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道,那么[ZnCl4]2-的立体构型为( )。
A.正四面体形 B.平面正方形
C.可能为正四面体也可能为平面正方形 D.正六面体形
【答案】A
【解析】Zn2+的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道,VSEPR模型为正四面体,无孤电子对,[ZnCl4]2-的立体构型为正四面体形,故选A。
6.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.若为A、B为同一主族元素,则AB3分子一定为三角锥形
D.若AB3分子为三角形锥形,则AB3分子一定为NH3
【答案】B
【解析】若为PCl3,含有3个键和一对孤电子对,P采取sp3杂化,则分子为三角锥形,A错误;BCl3满足要求,根据价层电子对互斥理论可知BCl3价层电子对为3,B采取sp2杂化,其分子为平面正三角形,B正确;若分子为SO3,根据价层电子对互斥理论可知BCl3价层电子对为3,S采取sp2杂化,则为平面正三角形,C错误;分子不一定为NH3,也可能为NF3等,D错误。
X、Y、Z、Q、E、M六种元素中,X的原子的基态价电子排布式为2s2,Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子,Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代,Q是元素周期表中电负性最大的元素,E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中,M的原子序数比E大1。下列说法正确的是( )。
A.EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化
B.X、Y元素的第一电离能大小关系:XC.ZO的空间构型为三角锥形
D.MZ2含离子键和非极性共价键,阴阳离子之比为1∶2
【答案】A
【解析】X的原子的基态价电子排布式为2s2,则X为1s22s2,X为Be元素;Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子,每个电子为一种运动状态,则Y为5电子,Y为B元素;Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代,Z为C元素;Q是元素周期表中电负性最大的元素,Q为F元素;E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中,E为K元素;M的原子序数比E大1,则M为Ca;据以上分析解答。EYQ4为KBF4,KBF4中阴离子中心原子价层电子个数为4+=4,且不含孤电子对,所以阴离子中心原子杂化方式为sp3杂化,A正确;Be的最外层电子数全满为稳定结构,第一电离能较大,则X、Y元素的第一电离能大小关系:X>Y,B错误;碳酸根离子中中心原子价层电子对个数为3+=3,且不含孤电子对,中心原子的杂化方式为sp2杂化,ZO的空间构型为平面三角形,C错误;CaC2属于离子化合物,含有离子键、非极性共价键,阴阳离子个数比为1∶1,D错误。
8.下列有关和的说法正确的是( )。
A.和的空间结构都是三角锥形
B.中N原子上的孤电子对数为1,中B原子上无孤电子对
C.和形成的化合物中各原子最外层都达到8电子稳定结构
D.和的中心原子的价层电子对数均为4
【答案】B
【解析】BF3的空间结构为平面三角形,A错误;NH3中N原子上的孤电子对数,BF3中B原子上的孤电子对数,B正确;中氢原子形成2电子稳定结构,C错误;NH3中N原子的价层电子对数为3+1=4,BF3中B原子的价层电子对数为3+0=3,D错误。
9.下列图形表示杂化轨道的电子云轮廓图的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】该杂化轨道的空间结构为直线形,夹角为180°,共有2个杂化轨道,为sp杂化,A错误;未形成杂化轨道,B错误;杂化轨道的空间结构为正四面体形,共有4个杂化轨道,为sp3杂化,C错误;杂化轨道的空间结构为平面三角形,夹角为120°,共有3个杂化轨道,为sp2杂化,D正确。
10.氨分子的空间结构是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为( )。
A.两种分子的中心原子杂化类型不同,NH3为sp2杂化,而CH4是sp3杂化
B.NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道,CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道
C.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
D.NH3分子中氮元素的电负性比CH4分子中碳元素的电负性大
【答案】C
【解析】NH3价层电子对数为3+1=4,杂化类型为sp3杂化,而CH4价层电子对数为4+0=4,杂化类型为sp3杂化,A不符合题意;根据A选项分析NH3杂化类型为sp3杂化,分子中氮原子形成4个杂化轨道,CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道,B不符合题意;NH3分子中有一对未成键的孤电子对,孤对电子对成键电子对的排斥力比成键电子对对成键电子对的排斥力较强,因而形成三角锥形,C符合题意;氮元素的电负性比碳元素的电负性大,但与空间构型无关,故D不符合题意。
下列分子中,各微粒的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是( )。
A.、平面三角形、 B.、正四面体形、
C.、角形、 D.、三角锥形、
【答案】B
【解析】NH3的中心原子N的价电子对数,杂化方式为sp3,含有1对孤电子对,分子的空间结构为三角锥形,A错误;CCl4的中心原子C的价电子对数,杂化方式为sp3,没有孤电子对,分子的空间结构为正四面体形,B正确;H2O的中心原子O的价电子对数,杂化方式为sp3,含有2对孤电子对,分子的空间结构为角形,C错误;的中心原子C的价电子对数,杂化方式为sp2,没有孤电子对,离子的空间结构为平面三角形,D错误。
12.如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图,则该有机物可能为( )。
A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2COOH
C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCH2COOH
【答案】A
【解析】由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3,含有C=O、C-O-C单键,结合分子式C4H8O2判断。
CH3COOCH2CH3中存在不对称-CH3、C-O-C和C=O,且分子式为C4H8O2,A符合题意;CH3CH2COOH的分子式不为C4H8O2,且结构中没有C-O-C单键,B不符合题意;HCOOCH2CH2CH3中只含有1个-CH3,不存在C-O-C单键,C不符合题意;(CH3)2CHCH2COOH分子中存在对称-CH3,不存在C—O—C单键,且含碳数为5,D不符合题意。
13.已知CH4中C—H间的键角为109°28′,NH3中N—H间的键角为107°,H2O中O—H间的键角为105°,下列说法中正确的是(  )
A.孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与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与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与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和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
【答案】A
【解析】电子对间排斥力的大小顺序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,恰好可以解释上述分子的键角大小关系,故选A。
14.下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)的叙述中不正确的是( )。
A.VSEPR 模型可用预测分子的立体构型
B.VSEPR 模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
C.中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥
D.分子中键角越大,价层电子对相互排斥力越大,分子越稳定
【答案】D
【解析】VSEPR模型可用来预测分子的立体构型,注意实际空间构型要去掉孤电子对,A正确;VSEPR模型可用于预测简单分子的空间结构,不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子,B正确;中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥,且孤电子对间排斥力>孤电子对和成对电子对间的排斥力,C正确;分子的稳定性与键角没有关系,与化学键强弱有关,D错误。
15.下列分子所含原子中,既有杂化又有杂化的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】中甲基上的C为sp3杂化,—CHO上的C为sp2杂化,A正确;中碳碳双键上的C为sp2杂化,—CN上的C为sp杂化,B错误;中—CHO上的C为sp2杂化,C错误;
中甲基上的C为sp3杂化,碳碳三键上的C为sp杂化,D错误。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题:包括第16题~第19题4个大题,共55分。
16.(1))蓝矾(CuSO4·5H2O)的结构如图所示:
SO的空间结构是________,其中S原子的杂化轨道类型是________;基态O原子的价轨道表示式为______________________________________。
(2)气态SO3分子的空间结构为________;将纯液态SO3冷却到289.8 K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图,此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是________。
【答案】(1)正四面体形  sp3杂化
(2)平面三角形  sp3杂化
【解析】(1)SO中S有4个σ键,孤电子对数是=0,因此价层电子对数为4,空间结构是正四面体形,杂化轨道数=价层电子对数=4,即杂化类型为sp3杂化;基态O原子的价电子排布式为2s22p4,故价轨道表示式是。(2)SO3中价层电子对数为3,没有孤电子对,空间结构为平面三角形;图中固态SO3中S原子形成4个共价单键,其杂化轨道类型是sp3杂化。
17.氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式为,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为______。
(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型有______,羰基碳原子的杂化轨道类型为______。
(3)已知,可用异氰酸苯酯与2-氯-4-氨基吡啶反应生成氯吡苯脲:,反应过程中,每生成氯吡苯脲,断裂______键,断裂______键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有、、等。
①请用共价键的相关知识解释分子比分子稳定的原因:______。
②、、分子的空间结构分别是______,中心原子的杂化类型分别是______。
【答案】(1)1 (2) sp2、sp3 sp2 (3) 1 1
(4)①H—O键的键能大于H—N键的键能 ②V形、三角锥形直线形 sp3、sp3、sp
【解析】(1)氯元素基态原子核外电子排布式是,未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知,有2个氮原子均形成3个单键,孤电子对数为1,为sp3杂化,剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键,孤电子对数为1,采取sp2杂化;羰基碳原子形成2个单键和1个双键,采取sp2杂化。(3)由于键比键稳定,根据反应的化学方程式可知,断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的键中的键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H键。(4)①O、N属于同周期元素,O的原子半径小于N,H—O键的键能大于H—N键的键能,所以H2O分子比NH3分子稳定。②H2O分子中O原子的价层电子对数,孤电子对数为2,所以其空间结构为V形,O原子采取sp3杂化;NH3分子中N原子的价层电子对数,孤电子对数为1,所以其空间结构为三角锥形,N原子采取sp3杂化;CO2分子中C原子的价层电子对数,不含孤电子对,所以其空间结构为直线形,C原子采取sp杂化。
18.(1)是有机合成中常用的还原剂,中的阴离子空间结构是_______、中心原子的杂化形式为_______。
(2)①根据价层电子对互斥模型,、、的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_______。
②气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的空间结构为_______形,其中共价键的类型有_______种;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为_______。
(3)中心原子轨道的杂化类型为_______;的空间结构为_______(用文字描述)。
【答案】(1)正四面体形 sp3
①H2S ② 平面三角 2 sp3
(3)sp3 平面三角形
【解析】(1)的中心原子Al的价层电子对数为,采取p杂化,呈正四面体形。
①价层电子对数包括σ键电子对数和孤电子对数,中S的σ健电子对数为2,孤电子对数为,故价层电子对数为4,同理,SO2中S的价层电子对数为,SO3中S的价层电子2对数为,H2S 中S的价层电子对数不同于SO2、SO3中S的价层电子对数。②气态SO3为单分子,分子中的S无孤电子对,其分子的空间结构为平面三角形,S和O之间形成3个σ键和1个4中心6电子的大π键。固态SO3为三聚分子,分子中每个S与4个O成键,S无孤电子对,故S原子的杂化轨道类型为sp3。(3)中S原子的价层电子对数为,所以S采取sp3杂化。中氮原子上无孤电子对,σ键电子对数为3,即N采取 sp2 杂化,的空间结构为平面三角形。
19. 20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥理论(简称VSEPR模型),用于预测简单分子空间结构。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分子的空间构型为________,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________(选填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。
【答案】(1)
n+m 2 4
VSEPR理想模型 直线形 正四面体形
价层电子对之间的理想键角 180° 109°28′
(2)CO2属于AX2E0,n+m=2,故为直线形
(3)V形 水分子属于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 >
【解析】VSEPR模型的判断方法:在分子中当n+m=2为直线形分子;当n+m=3时,如果没有孤电子对时为平面三角形,如果有孤电子对时为V形;当n+m=4时,如果没有孤电子对时为正四面体形,如果有一对孤电子对时为三角锥形,如果有两对孤电子对时为V形。所以水分子中n+m=4,且有两对孤电子对,所以是V形结构,又由于孤电子对的作用力强于成键的共用电子对,所以使其角度小于109°28′。再如SO2Cl2和SO2F2中的硫原子是中心原子,此时n+m=4且没有孤电子对,所以它应为正四面体形,但由于原子种类不同,所以不是正四面体形。