《学霸笔记 同步精讲》专题4 第1单元 第1课时 分子的空间结构模型 练习(教师版)化学苏教版选择性必修2

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名称 《学霸笔记 同步精讲》专题4 第1单元 第1课时 分子的空间结构模型 练习(教师版)化学苏教版选择性必修2
格式 docx
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资源类型 试卷
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2026-03-16 00:00:00

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文档简介

第1课时 分子的空间结构模型
课后训练 巩固提升
基础巩固
1.甲酸分子(HCOOH)中碳原子的价电子对数为(  )。
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:C
解析:甲酸分子中,碳原子形成3个σ键,故价电子对数为3,C项正确。
2.下列有关杂化轨道的说法正确的是(  )。
A.sp3杂化轨道中轨道数为 4,且4个杂化轨道能量相同
B.杂化轨道既可能形成σ键,也可能形成π键
C.杂化轨道不能容纳孤电子对
D.sp2杂化轨道最多可形成2个σ键
答案:A
解析:杂化前后轨道数目不变,杂化后轨道能量相同,因此sp3杂化轨道中轨道数为4,且4个杂化轨道能量相同,A项正确;杂化轨道只能形成σ键,π键是未参与杂化的p轨道形成的,B项错误;杂化轨道可以容纳孤电子对,比如氨气,C项错误;sp2杂化,轨道数目为3,因此最多可形成3个σ键,D项错误。
3.BF3是典型的平面三角形分子,它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成B,则BF3和B中B原子的杂化轨道类型分别是(  )。
A.sp2、sp2 B.sp3、sp3
C.sp2、sp3 D.sp3、sp2
答案:C
4.硒(Se)是ⅥA族元素,则SeS3分子的空间结构是(  )。
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:SeS3中的Se呈+6价,Se原子的价电子对全部用于形成共价键,Se周围有3个硫原子,故其分子的空间结构为平面三角形,D项正确。
5.下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是(  )。
A.CH4、CS2、BF3
B.CO2、H2O、NH3
C.C2H4、C2H2、C6H6
D.CCl4、BeCl2、PH3
答案:C
解析:题中的CH4和CCl4为正四面体形分子,NH3和PH3为三角锥形分子,这几种分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子,C2H4为平面形分子,C6H6为平面正六边形分子,这些分子中的所有原子都处于同一平面,C项符合题意。
6.下列有关描述正确的是(  )。
A.N为V形微粒
B.Cl的空间结构为平面三角形
C.N的价层电子对互斥模型、空间结构均为平面三角形
D.Cl的价层电子对互斥模型、空间结构相同
答案:C
解析:N中N原子的价电子对数为=3,没有孤电子对,N为平面三角形微粒,故A项错误、C项正确。Cl中氯原子的价电子对数为=4,孤电子对数为1,价层电子对互斥模型为四面体形而空间结构为三角锥形,B、D项错误。
7.《天工开物》中记载:“凡火药以硝石、硫黄为主,草木灰为辅……而后火药成声。”其中涉及的主要反应为S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。下列说法正确的是 (  )。
A.电负性:N>O
B.CO2分子中C原子为sp杂化
C.单质硫属于共价晶体
D.KNO3中化学键只有σ键
答案:B
解析:O元素的非金属性大于N元素,电负性N8.(1)CO2分子中的C采取    杂化,分子的结构式为    ,空间结构呈    ;
(2)HCHO中的C采取    杂化,分子的结构式为    ,空间结构呈    ;
(3)H2S分子中的S采取    杂化,分子的结构式为    ,空间结构呈    。
答案:(1)sp OCO 直线形
(2)sp2  平面三角形
(3)sp3  V形
9.(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为    。
(2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是    。
(3)化合物[H3O]+中阳离子的空间结构为     ,阴离子的中心原子轨道采用    杂化。
(4)X的单质与氢气可化合生成气体G,其水溶液pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是    。
(5)S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示,S原子采用的轨道杂化方式是   。
答案:(1)sp3、sp2 
(2)sp2 
(3)三角锥形 sp3 
(4)sp3
(5)sp3
解析:(1)CH3COOH分子中,—CH3和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。
(2)上的碳原子形成3个σ键和1个π键,是sp2杂化。
(3)阳离子是H3O+,呈三角锥形;阴离子中,硼原子形成4个σ键(含1个配位键),采用sp3杂化。
(4)G是NH3分子,N原子采取sp3杂化。
(5)每个硫原子均形成2个S—S键,还有2对孤电子对,杂化方式为sp3。
10.请回答下列问题。
(1)利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构:
SeO3      ;SCl2  ;
N      ;N  ;
HCN      。
(2)利用价电子对互斥模型推断键角的大小:
①甲醛分子中H—C—H的键角    (填“>”“<”或“=”,下同)120°;
②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角    120°;
③PCl3分子中,Cl—P—Cl的键角   109°28'。
答案:(1)平面三角形 V形 直线形 V形 直线形
(2)①< ②< ③<
解析:(1)SeO3中,Se的价电子对数为×(6+0)=3,孤电子对数为0,SeO3为平面三角形;SCl2中,S的价电子对数为×(6+2)=4,孤电子对数为2,SCl2为V形;N中,N的价电子对数为×(5-1)=2,孤电子对数为0,N为直线形;N中,N的价电子对数为×(5+1)=3,孤电子对数为1,N为V形;HCN分子的结构式为H—C≡N,含有1个C≡N键,看作1个σ键电子对,1个C—H键为1个σ键电子对,故C原子的价电子对数为2,且无孤电子对,所以HCN分子的空间结构为直线形。
(2)甲醛为平面形分子,由于CO键与C—H键之间的排斥作用大于2个C—H键之间的排斥作用,所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。SnBr2分子中,Sn原子的价电子对数是=3,成键电子对数为2,孤电子对数为1,由于孤电子对与Sn—Br键的排斥作用大于Sn—Br键之间的排斥作用,故键角<120°。
PCl3分子中,P的价电子对数为×(5+3)=4,含有1对孤电子对,由于孤电子对与P—Cl键的排斥作用大于P—Cl键间的排斥作用,所以Cl—P—Cl的键角小于109°28'。
能力提升
1.下列关于N、NH3、N三种微粒的说法不正确的是 (  )。
A.三种微粒所含有的电子数相等
B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同
C.三种微粒的空间结构相同
D.键角大小关系:N>NH3>N
答案:C
解析:N、NH3、N含有的电子数均为10,A项正确;N、NH3、N三种微粒中氮原子的杂化方式均为sp3杂化,B项正确;N的空间结构为正四面体形,NH3为三角锥形,N为V形,C项错误;N、NH3、N三种微粒的键角大小关系为N>NH3>N,D项正确。
2.化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图所示:
下列说法正确的是(  )。
A.碳、氮原子的杂化类型相同
B.氮原子与碳原子分别为sp3杂化与sp2杂化
C.1 mol A分子中所含σ键的数目为10NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
D.编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内
答案:B
解析:A分子中碳、氮原子各形成了3个σ键,氮原子有1对孤电子对而碳原子没有,故氮原子是sp3杂化而碳原子是sp2杂化,A项错误,B项正确;1个A分子中有1个碳氧双键,故1个A分子中有12对共用电子对、11个σ键,C项错误;氮原子为sp3杂化,相应的四个原子形成的是三角锥形结构,不可能共平面,D项错误。
3.1919年,美国物理化学家朗缪尔提出等电子原理:原子总数相同、价电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1)根据上述原理,仅由第二周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是
    和    ;    和    。
(2)此后,等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的粒子,只要其原子总数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与N互为等电子体的分子有    、    。
答案:(1)N2 CO CO2 N2O
(2)SO2 O3
解析:(1)仅由第二周期元素组成的共价分子,即C、N、O、F组成的共价分子中,N2与CO均有10个价电子,CO2与N2O均有16个价电子。(2)依题意,只要原子总数相同,各原子最外层电子数之和也相同,可互称等电子体,N为三原子粒子,各原子最外层电子数之和为5+6×2+1=18,SO2、O3也为三原子粒子,各原子最外层电子数之和为6×3=18。
4.短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大,它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题。
(1)Z的氢化物的结构式为        ,HZO分子中中心原子价电子对数的计算式为          ,该分子的空间结构为        。
(2)Y的外围电子排布式为      ,Y的最高价氧化物的价电子分布的几何构型为        。
(3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是     ,该分子中的键角是     。
(4)D、E的最简单氢化物分子的空间结构分别是正四面体形与三角锥形,这是因为   (填字母)。
a.两种分子的中心原子的价电子对数不同
b.D、E的非金属性不同
c.E的氢化物分子中中心原子上有一对孤电子对,而D的氢化物分子中中心原子上没有
答案:(1)H—Cl  V形
(2)3s23p4 平面三角形
(3)SiCl4 109°28'
(4)c
解析:由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。HClO中氧原子是中心原子,价电子对数==4,所以HClO分子的空间结构为V形。SO3中硫原子的价电子对数为3,价电子分布的几何构型为平面三角形。SiCl4是正四面体形结构,键角为109°28'。CH4、NH3的中心原子的价电子对数均为4,分子的空间结构不同的根本原因是NH3分子中中心原子上有孤电子对,而CH4分子中中心原子上没有,分子的空间结构与元素的非金属性强弱无关。
5.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为    ,羰基碳原子的杂化轨道类型为     。
(3)查文献可知,可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲:
+,
反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂    个σ键,断裂    个π键。(设NA表示阿伏加德罗常数的值)
(4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因:           。
②H2O、NH3、CO2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)NA NA
(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)氯元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p5,所以未成对电子数为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,属于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,是sp2杂化;羰基碳原子形成2个单键和1个双键,为sp2杂化。
(3)由于σ键比π键更稳定,根据反应的化学方程式可以看出,断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中NC键中的π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原子的价电子对数==4,孤电子对数为2,所以H2O为V形结构,O原子采用sp3杂化;NH3分子中N原子的价电子对数==4,孤电子对数为1,所以NH3为三角锥形结构,N原子采用sp3杂化;CO2分子中C原子的价电子对数==2,不含孤电子对,所以CO2是直线形结构,C原子采用sp杂化。
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