高中化學 專題4 分子空間結構與物質性質 第1單元 分子構型與物質的性質（第1課時）分子的空間構型學業(yè)分層測評 蘇教版

分子的空間構型 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1.下列有關SO2與CO2的說法正確的是(　　) A.都是直線形結構 B.中心原子都采取sp雜化 C.S原子和C原子上都沒有孤電子對 D.SO2為V形結構，CO2為直線形結構 【解析】　SO2中S原子采用的是sp2雜化，中心原子有2個σ鍵和1對孤電子對，是V形結構；CO2是sp雜化，中心原子只有2個σ鍵，是直線形結構。 【答案】　D 2.下列說法中正確的是(　　) A.PCl3分子是三角錐型，這是因為磷原子采取sp2雜化的結果 B.sp3雜化軌道是由任意的1個s軌道和3個p軌道混合形成的四個sp3雜化軌道 C.中心原子采取sp3雜化的分子，其幾何構型可能是四面體型或三角錐型或V形 D.AB3型分子的空間構型必為平面三角形 【解析】　PCl3分子的價電子對數(shù)＝＝4，因此PCl3分子中磷原子采取sp3雜化，選項A錯誤；sp3雜化軌道是原子最外電子層上的s軌道和3個p軌道“混合”起來，形成能量相等、成分相同的4個軌道，故選項B錯誤；一般sp3雜化所得到的空間構型為四面體型，如甲烷分子，但如果雜化軌道被中心原子上的孤電子對占據(jù)，則構型發(fā)生變化，如NH3分子是三角錐型，H2O分子是V形，選項C正確；NH3、PCl3的分子構型為三角錐型，故選項D錯誤。 【答案】　C 3.在中，中間的碳原子和兩邊的碳原子分別采用的雜化方式是(　　) 【導學號：61480043】 A.sp2　sp2 . B.sp3　sp3 C.sp2　sp3 . D.sp　sp3 【解析】　—CH3中C原子雜化軌道數(shù)為4，采用sp3雜化；中C原子雜化軌道數(shù)為3，采用sp2雜化。 【答案】　C 4.氫元素與其他元素形成的化合物稱為氫化物，下列有關氫化物的敘述不正確的是(　　) A.D2O分子的空間構型為直線形 B.NH3的結構式為 C.HCl分子中含有3個孤電子對 D.H2S和H2O分子的中心原子都采用sp3雜化 【解析】　D2O為重水分子，它的空間構型為V形。HCl的電子式為在Cl原子上有3個孤電子對。H2O和H2S具有相同類型的化學鍵和分子空間構型，中心原子采用sp3雜化。 【答案】　A 5.下列分子或離子中，不含有孤電子對的是(　　) A.H2O . B.H3O＋ C.NH3 . D.NH 【解析】　H3O＋和NH3中含一對孤電子對，H2O中含兩對孤電子對，NH中不含孤電子對。 【答案】　D 6.B3N3H6和C6H6是等電子體，則下列說法不正確的是(　　) A.B3N3H6能發(fā)生加成反應和取代反應 B.B3N3H6具有堿性 C.B3N3H6各原子在同一平面上 D.B3N3H6不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 【解析】　苯所有原子都在同一平面上，能發(fā)生加成反應和取代反應，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，也不具有堿性，而B3N3H6具有相似的性質，故B錯誤。 【答案】　B 7.下列分子或離子的空間構型為平面三角形的是(　　) A.NO　　　　　　　　 B.NH3 C.H3O＋ . D.CO2 【解析】　NO中N的孤電子對數(shù)＝(5＋1－32)/2＝0，所以NO中無孤電子對，N原子通過三對電子與O成鍵，空間構型為平面三角形；NH3中N的孤電子對數(shù)為(5－3)/2＝1，H3O＋中O的孤電子對數(shù)為(6－3－1)/2＝1，在NH3和H3O＋中都有1對孤電子對，還有3對電子成鍵，所以NH3、H3O＋的空間構型都為三角錐型；在CO2中C的孤電子對數(shù)為(4－22)/2＝0，沒有孤電子對，只有2對σ鍵電子對，故CO2分子為直線形。 【答案】　A 8.(2016淮安高二檢測)用價層電子對互斥理論預測H2S和BF3的立體構型，兩個結論都正確的是(　　) A.直線形；三角錐型 . B.V形；三角錐型 C.直線形；平面三角形 . D.V形；平面三角形 【解析】　H2S與H2O類似，中心原子S上有2對孤電子對，為了減小孤電子對的排斥作用，只能將H和孤電子對相間排列，H2S分子構型呈V形；BF3分子的中心原子B上無孤電子對，當分子構型呈平面三角形時，成鍵電子對之間的斥力最小，分子最穩(wěn)定。 【答案】　D 9.若ABn的中心原子A上沒有孤電子對，運用價層電子對互斥模型，下列說法正確的是(　　) A.若n＝2，則分子的立體構型為V形 B.若n＝3，則分子的立體構型為三角錐型 C.若n＝4，則分子的立體構型為正四面體型 D.以上說法都不正確 【解析】　若中心原子A上沒有用于成鍵的孤電子對，則根據(jù)斥力最小的原則，當n＝2時，分子結構為直線形；n＝3時，分子結構為平面三角形；n＝4時，分子結構為正四面體型。這樣排列的結果是：周圍成鍵的原子與原子之間、未成鍵的電子與未成鍵電子之間、成鍵原子與未成鍵電子之間距離最大，排斥力最小。 【答案】　C 10.指出下列分子中帶*號的原子采用的雜化方式： (1)HO2________ (3)*CO2________ (4)CHCH2OH________ (5)CHCH＝CH2________ (6)CH3—CH2－*C≡CH________ 【解析】　(1)H2O2中每個氧原子上有2對孤電子對，每個氧原子結合2個原子，故雜化軌道數(shù)＝2＋2＝4，采用sp3雜化。 (2)在中，碳原子無孤電子對，碳原子結合3個原子，故雜化軌道數(shù)＝0＋3＝3，采用sp2雜化。 (3)在CO2中，碳原子無孤電子對，碳原子結合2個原子，故雜化軌道數(shù)＝0＋2＝2，采用sp雜化。 (4)CH3CH2OH中—CH2OH的C形成4個σ鍵，采用sp3雜化。 (5)CH3CH＝CH2中—CH＝的C形成3個σ鍵，采用sp2雜化。 (6)CH3CH2C≡CH中—C≡的C形成2個σ鍵，采用sp雜化。 【答案】　(1)sp3　(2)sp2　(3)sp　(4)sp3 (5)sp2　(6)sp 11.根據(jù)理論預測下列分子或離子的空間構型。 CO2 CO PO SO 雜化類型 空間構型 鍵角 【解析】　CO2：中心碳原子的價電子對數(shù)為＝2，采用sp雜化，直線形構型。CO：中心碳原子的價電子對數(shù)為＝3，采用sp2雜化，無孤電子對，平面三角形構型。PO：中心P原子的價電子對數(shù)為＝4，采用sp3雜化，呈正四面體構型。SO：中心S原子的價電子對數(shù)為＝4，采用sp3雜化，呈正四面體構型。 【答案】　 CO2 CO PO SO 雜化方式 sp sp2 sp3 sp3 空間構型 直線形 平面三角形 正四面體型 正四面體型 鍵角 180 120 109.5 109.5 12.(2016南京高二質檢)(1)CNS－、NO具有相同的通式：AX2，它們的價電子總數(shù)都是16，因此它們的結構與由第二周期兩元素組成的________分子的結構相同，微粒呈______________形，NO的中心原子的價電子數(shù)為________。 (2)CO、NO等微粒具有相同的通式：________，它們的價電子總數(shù)都是________，因此它們與由ⅥA族兩元素組成的________分子的結構相同，呈________形，CO中心原子的價層電子對數(shù)為________。 【解析】　互為等電子體應該滿足的條件：在微粒的組成上，微粒所含原子數(shù)目相同；在微粒的構成上，微粒所含價電子數(shù)目相同；在微粒的結構上，微粒中原子的空間排列方式相同。(1)中CNS－、NO的原子個數(shù)都為3，N－、S的價電子數(shù)與O原子相同，均為6，N＋與C原子的價電子數(shù)相同，均為4，兩者的價電子總數(shù)與CO2相同，都是16，所以CNS－、NO與CO2為等電子體。(2)中CO、NO的原子個數(shù)都為4，C2－、N－的價電子數(shù)與S原子相同，均為6，所以CO、NO與SO3為等電子體。 【答案】　(1)CO2　直線　4　(2)AX3　24　SO3　平面三角　3 [能力提升] 13.下列關于等電子體的說法中，正確的是(　　) A.N2與CO不屬于等電子體，故它們的熔、沸點、溶解度相差較大 B.PO與SO不屬于等電子體，故結構不相似 C.NO與O3屬于等電子體，故NO為O2的同素異形體 D.苯與硼氮苯(如圖)屬于等電子體，故硼氮苯中含有大π鍵，且形成大π鍵的電子都由N原子提供 【解析】　選項A、B中的CO和N2、PO與SO均屬于等電子體。選項C中NO與O3屬于等電子體，但NO與O2不是同素異形體。 【答案】　D 14.(1)氣態(tài)SeO3分子的立體構型為________，SO離子的立體構型為________。 (2)SO的立體構型為________。 (3)BF的立體構型為________。 (4)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________雜化。H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因為_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【解析】　(1)SeO3分子中σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，故其為平面三角形；SO離子σ鍵數(shù)為3，孤電子對數(shù)＝(6＋2－32)＝1，故其為三角錐型。 (2)SO離子中σ鍵數(shù)為4，孤電子對數(shù)＝(6＋2－42)＝0，故其為正四面體。 (3)BF離子中有4個σ 鍵，孤電子對數(shù)＝(3＋1－41)＝0，故其為正四面體。 (4)H2O、H3O＋中的O原子均采取sp3雜化，孤電子對對成鍵電子對具有排斥作用，而孤電子對數(shù)多的H2O中排斥力大，鍵角小。 【答案】　(1)平面三角形　三角錐型 (2)正四面體　(3)正四面體　(4)sp3　H2O中O原子上有2對孤電子對，H3O＋中O原子上只有1對孤電子對，排斥力較小 15.CrO3、NaBH4常用于醛、酮與醇的相互轉化，由硼酸[H3BO3或B(OH)3]可以合成NaBH4。 (1)寫出Cr元素原子在基態(tài)時的核外電子排布式：________。 (2)硼酸是一元弱酸，它的水溶液之所以呈弱酸性并非本身能電離出H＋，而是它加合了一個OH－，這種電離方式可表示為：B(OH)3＋H2OH＋＋________(用結構式表示，如有配位鍵，請用“→”表示)；在其電離產生的陰離子中B原子的雜化方式為________________。 (3)與BH互為等電子體的一種陽離子是________，BH離子的空間構型為 ________。 (4)硼酸是一種片層狀結構白色晶體，層內的H3BO3分子通過氫鍵相連(如下圖)。下列有關說法正確的是________。 H3BO3的層狀結構 A.硼酸晶體屬于原子晶體 B.H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關 C.分子中硼原子最外層為8e－穩(wěn)定結構 D.含1 mol H3BO3的晶體中有3 mol氫鍵 【解析】　(1)Cr為24號元素，注意3d軌道應為半充滿的特殊性。(2)硼酸結合水電離出的OH－，使溶液呈酸性；由于與3個OH－結合后，B周圍只有6個成鍵電子，所以再加合一個OH－后，O與B之間形成配位鍵，B相當于形成四個共價鍵，且沒有孤電子對，故B應為sp3雜化。(3)等電子體必須符合原子數(shù)目及最外層電子數(shù)相等的條件；NH類似于BH，也為sp3雜化，為正四面體型結構。(4)硼酸中存在氫鍵，故為分子晶體，A項錯；穩(wěn)定性與鍵能有關，氫鍵只影響熔沸點、溶解性等，B項錯；B原子最外層只有6個電子，C項錯；每個硼酸分子占有的氫鍵為61/2＝3個，D項正確。 【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 (2) 　sp3　(3)NH　正四面體 (4)D