《学霸笔记 同步精讲》第2章 第2节 第2课时 价层电子对互斥模型 练习（教师版）化学人教版选择性必修2

第2课时　价层电子对互斥模型
课后训练巩固提升
一、基础巩固
1.下列分子的中心原子,仅有一个孤电子对的是(　　)。
A.H2S B.BeCl2
C.CH4 D.PCl3
答案:D
解析:H2S分子中中心原子上有两个孤电子对,BeCl2和CH4分子中中心原子上没有孤电子对。
2.已知原子总数相同、价电子数相同的离子或分子结构相似,如SO3、N都是平面三角形,那么下列分子或离子中与S有相似结构的是(　　)。
A.PCl5 B.CCl4
C.NF3 D.
答案:B
解析:根据信息,S含有5个原子、32个价电子,只有CCl4含有5个原子、32个价电子,与S具有相似的结构。
3.用价层电子对互斥模型推测SeO3的空间结构为(　　)。
A.正四面体形
B.V形
C.三角锥形
D.平面三角形
答案:D
解析:SeO3分子的中心原子Se的价层电子对数=3+×(6-3×2)=3,故VSEPR模型为平面三角形结构;由于Se原子没有孤电子对,故SeO3分子为平面三角形结构。
4.用价层电子对互斥模型预测H2S和N的空间结构,两个结论都正确的是(　　)。
A.直线形;三角锥形
B.V形;三角锥形
C.直线形;平面三角形
D.V形;平面三角形
答案:D
解析:H2S分子的中心原子上的孤电子对数=×(6-2×1)=2,因其σ键电子对数为2,故分子的空间结构为V形;N的中心原子上的孤电子对数=×(5+1-3×2)=0,因其σ键电子对数为3,则分子的空间结构为平面三角形。
5.根据价层电子对互斥模型,判断H3O+的空间结构是 (　　)。
A.三角锥形
B.正四面体
C.平面正三角形
D.变形四面体
答案:A
解析:在H3O+中氧原子的价层电子对数=3+×(6-1-3×1)=4,O原子上有1个孤电子对,根据价层电子对互斥模型,其空间结构为三角锥形。
6.氯的含氧酸根离子有ClO-、Cl、Cl、Cl等,关于它们的说法中不正确的是(　　)。
A.ClO-中Cl显+1价
B.Cl的空间结构为直线形
C.Cl的空间结构为三角锥形
D.Cl的空间结构为正四面体形
答案:B
解析:Cl、 Cl、Cl中,Cl原子的价层电子对数均为4,故这三种粒子的空间结构分别为V形、三角锥形、正四面体形。
二、能力提升
1.下列说法中正确的是(　　)。
A.NCl3分子中原子的最外层电子没有都满足8电子稳定结构
B.P4和CH4都是正四面体形分子,且键角相同
C.N的电子式为[H]+,离子呈平面正方形结构
D.NH3分子中有一个未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强
答案:D
解析:NCl3分子的电子式为,分子中各原子都满足8电子稳定结构,A项错误;P4分子的键角为60°,CH4分子的键角为109°28',B项错误;N为正四面体形结构,C项错误;NH3分子的电子式为H,中心原子N上有一个孤电子对,由于未成键电子对对成键电子对的排斥作用较强,使其键角为107°,呈三角锥形,D项正确。
2.用价层电子对互斥模型(VSEPR模型)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。下列判断不正确的是(　　)。
A.CS2、HI都是直线形的分子
B.BF3的键角为120°,SnBr2的键角小于120°
C.COCl2、BF3都是平面三角形的分子
D.PCl3、PCl5都是三角锥形的分子
答案:D
解析: CS2、HI是直线形的分子,A项正确;BF3键角为120°,是平面三角形结构,而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中Sn原子的两个价电子分别与Br形成σ共价键,还有一个孤电子对,对成键电子对有排斥作用,使键角小于120°,B项正确;COCl2、BF3都是平面三角形的分子,C项正确;PCl3是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形的分子,D项错误。
3.下列分子的空间结构是正四面体形的是(　　)。
①CH4　②SO2　③CF4　④SiH4　⑤C2H4
A.①②③ B.①③④
C.②④⑤ D.①③⑤
答案:B
解析:CH4、CF4、SiH4分子中价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数=4+×(4-4×1)=4,且不含孤电子对,所以其空间结构是正四面体形,故选B项。
4.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模型可用来预测分子的空间结构
B.分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构
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,价层电子对间相互排斥力越大,分子越稳定
答案:D
解析:VSEPR模型可用来预测分子的空间结构,注意预测分子的空间结构要去掉孤电子对, A项正确;分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构, B项正确;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,且孤电子对间的排斥力>孤电子对和成键电子对间的排斥力, C项正确;分子的稳定性与键角没有直接关系, D项错误。
5.20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。其要点可以概括为:
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的主要顺序为:
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)由AXnEm的VSEPR模型填写下表:
n+m 2 ①　　　
VSEPR模型 ②　　　 正四面体形
价层电子对之间的理想键角 ③　　　 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都属于AX4E0型分子,S=O之间以双键结合,S—Cl、S—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。
答案:(1)①4　②直线形　③180°
(2)CO2中C周围的价层电子对数为2,由VSEPR模型知,两对成键电子对应尽量远离,故为直线形结构
(3)V形　∠H—O—H的大小应略小于109°28',因为H2O分子中中心O原子的价层电子对数为4,4对价层电子对分占不同的位置,它们同样要尽量远离,且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,故它的VSEPR模型为四面体形,但是由于两个未成键电子对的排斥作用,导致∠H—O—H略小于109°28'
(4)变形的四面体结构　>
解析:(2)CO2中C的价层电子对数为2+×(4-2×2)=2,由VSEPR模型知,两对价层电子对应尽量远离,故为直线形结构,即CO2分子为直线形分子。
(3)H2O分子中中心O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,4对价层电子对分占不同的位置且同样要尽量远离,故它的VSEPR模型为四面体形(含两个孤电子对),故H2O的空间结构为V形。
(4)中心原子S原子的价层电子对数为4+×(6-2×2-2×1)=4,4对价层电子对应尽量远离,故分子的空间结构为四面体形,由于周围原子的半径不同,故它们的空间结构为变形的四面体;由于Cl原子的得电子能力比F原子的得电子能力弱,S—Cl形成的共用电子对之间的斥力越强,故Cl—S—Cl的键角大于F—S—F的键角。
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