2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2-1形形色色的分子價層電子對互斥理論課時作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE6形形色色的分子價層電子對互斥理論一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列說法正確的是(D)A．全部的分子都是由兩個或兩個以上的原子構(gòu)成B．全部的三原子分子都是直線形結(jié)構(gòu)C．全部的四原子分子都是平面三角形結(jié)構(gòu)D．五原子分子不肯定是正四面體形結(jié)構(gòu)解析：稀有氣體為單原子分子，H2O為V形，SO3是平面三角形，NH3是三角錐形，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等都是四面體形，但不是正四面體形結(jié)構(gòu)。2．下列分子中鍵角最大的是(B)A．H2OB．CO2C．BF3D．CH4解析：四個選項中鍵角最大的為直線形的CO2分子，鍵角為180°，其次為平面三角形分子BF3，鍵角為120°，再次為正四面體形分子CH4，鍵角為109°28′，最小的是V形分子H2O，由于水分子中存在2對孤電子對，其對成鍵電子對的排斥作用較強，鍵角被壓縮到104.5°。3．下列物質(zhì)的立體構(gòu)型與NH3分子相同的是(A)A．H3O＋B．H2OC．CH4D．CO2解析：氨氣分子中N原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，含有一對孤電子對，故氨氣分子為三角錐形結(jié)構(gòu)。H3O＋中氧原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(6－3×1－1)＝4，含有一對孤電子對，所以它為三角錐形結(jié)構(gòu)，A項正確；H2O中氧原子的價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)×(6－2×1)＝4，含有2對孤電子對，所以水分子為V形結(jié)構(gòu)，B項錯誤；同理可確定CH4是正四面體形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)，C、D項錯誤。4．用價層電子對互斥理論預(yù)料H2S和PCl3的立體構(gòu)型，兩個結(jié)論都正確的是(B)A．直線形，三角錐形 B．V形，三角錐形C．直線形，平面三角形 D．V形，平面三角形解析：H2S中S原子的價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)×(6－2×1)＝4，含有2對孤電子對，所以其立體構(gòu)型為V形；PCl3中P原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，含有1對孤電子對，所以其立體構(gòu)型為三角錐形，故選B。5．有X、Y兩種活性反應(yīng)中間體微粒，均含有1個碳原子和3個氫原子，其球棍模型如圖所示：(X)，(Y)。下列說法錯誤的是(C)A．X的組成為CHeq\o\al(＋,3) B．Y的組成為CHeq\o\al(－,3)C．X的價層電子對數(shù)為4 D．Y中鍵角小于120°解析：由圖可知，X為平面三角形結(jié)構(gòu)，其碳原子應(yīng)當(dāng)有三對價層電子對，其組成為CHeq\o\al(＋,3)，A項正確，C項錯誤；Y為三角錐形結(jié)構(gòu)，其碳原子有四對價層電子對，故其組成為CHeq\o\al(－,3)，鍵角比120°小，B、D項正確。6．下列說法中正確的是(D)A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中沒有一個分子中原子的最外層電子都滿意了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．P4和CH4都是正四面體形分子，且鍵角都為109°28′D．NH3分子中有一對未成鍵的孤電子對，它對成鍵電子的排斥作用較強解析：NCl3分子的電子式為，分子中各原子都滿意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A錯誤；P4為正四面體分子，但其鍵角為60°，B錯誤；NHeq\o\al(＋,4)為正四面體結(jié)構(gòu)而非平面正方形結(jié)構(gòu)，C錯誤；NH3分子電子式為，有一對未成鍵電子，由于未成鍵電子對成鍵電子的排斥作用，使其鍵角為107°，呈三角錐形，D正確。7．S2Cl2的結(jié)構(gòu)式為Cl—S—S—Cl，下列有關(guān)該分子的說法正確的是(C)A．每個中心原子上有3對孤電子對B．屬于直線形分子C．分子中共有10對未成鍵電子對D．分子中含有三個π鍵解析：S2Cl2分子的中心原子是硫，硫原子、氯原子分別有2對、3對未成鍵電子對，A項錯誤，C項正確；該分子的每個中心原子形成2個σ鍵且有2對孤電子對，故S2Cl2不行能是直線形分子，B項錯誤；單鍵均是σ鍵，D項錯誤。8．下列有關(guān)描述正確的是(C)A．NOeq\o\al(－,3)為V形微粒B．ClOeq\o\al(－,3)的立體模型為平面三角形C．NOeq\o\al(－,3)的VSEPR模型、立體構(gòu)型均為平面三角形D．ClOeq\o\al(－,3)的VSEPR模型、立體構(gòu)型相同解析：NOeq\o\al(－,3)中N原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(5－2×3＋1)＝3，沒有孤電子對，故A項錯誤，C項正確；ClOeq\o\al(－,3)中氯原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(7－3×2＋1)＝4，有1對孤電子對，VSEPR模型為四面體形而立體構(gòu)型為三角錐形，B、D項錯誤。9．下列有關(guān)NH3和BF3的說法正確的是(B)A．NH3和BF3的立體構(gòu)型都是三角錐形B．NH3中N原子上有1對孤電子對，BF3中B原子上無孤電子對C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．NH3和BF3的中心原子的價層電子對數(shù)均為4解析：A項，BF3的立體構(gòu)型為平面三角形，錯誤；B項，NH3中N原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)×(5－3×1)＝1，BF3中B原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)×(3－3×1)＝0，正確；C項，NH3·BF3中氫原子形成2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，錯誤；D項，BF3中B原子的價層電子對數(shù)為3＋0＝3，錯誤。10．下列物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型和分子空間構(gòu)型皆相同的是(B)A．CO2和SO2B．CH4和SiH4C．BF3和PH3D．HCl和NH4Cl解析：NH4Cl中存在離子鍵，其余分子內(nèi)均為共價鍵，CO2為直線形，SO2為V形，BF3為平面三角形，PH3為三角錐形，CH4和SiH4為正四面體形。11．下列對應(yīng)關(guān)系不正確的是(B)選項ABCD中心原子所在族ⅣAⅤAⅣAⅥA分子通式AB4AB3AB2AB2立體結(jié)構(gòu)正四面體形平面三角形直線形V形解析：當(dāng)中心原子在第ⅤA族時，AB3分子應(yīng)是三角錐形；當(dāng)中心原子在第ⅣA族時，AB4分子是正四面體形；當(dāng)中心原子在第ⅣA族時，AB2分子是直線形；當(dāng)中心原子在第ⅥA族時，AB2分子是V形。12．下列關(guān)于價電子對互斥理論的敘述不正確的是(C)A．價電子對互斥理論可用來預(yù)料分子的空間構(gòu)型B．分子中中心原子的價電子對的相互排斥作用確定了分子的空間構(gòu)型C．中心原子上的孤電子對不參加相互排斥作用D．分子中鍵角越大，價電子對之間的斥力越小，分子越穩(wěn)定解析：中心原子上的孤電子對會占據(jù)中心原子四周的空間，并參加相互排斥作用。二、非選擇題(共52分)13．(14分)三原子分子或離子的常見立體構(gòu)型有直線形與V形兩種；四原子分子或離子的常見立體構(gòu)型有平面三角形、三角錐形等；五原子分子或離子最常見的立體構(gòu)型是四面體形；硫化氫分子中，兩個H—S鍵的鍵角接近90°，H2S分子的空間構(gòu)型為V形；二氧化碳分子是直線形分子，則分子中的鍵角呈180°；甲烷分子中，兩個相鄰C—H鍵的夾角是109°28′，說明CH4分子的空間構(gòu)型為正四面體形。解析：組成確定的微粒，其空間構(gòu)型既與中心原子的σ鍵電子對數(shù)有關(guān)，也與中心原子是否存在孤電子對有關(guān)，由于這些微粒的中心原子有些有孤電子對，有些則沒有，故它們的立體構(gòu)型有所不同。14．(14分)已知：①CS2②PCl3③H2S④CH2O⑤H3O＋⑥NHeq\o\al(＋,4)⑦BF3⑧SO2。請回答下列問題：(1)中心原子沒有孤電子對的是①④⑥⑦(填序號，下同)。(2)立體構(gòu)型為直線形的分子或離子有①；立體構(gòu)型為平面三角形的分子或離子有④⑦。(3)立體構(gòu)型為V形的分子或離子有③⑧。(4)立體構(gòu)型為三角錐形的分子或離子有②⑤；立體構(gòu)型為正四面體形的分子或離子有⑥。解析：(2)CS2的中心原子的價電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)(4－2×2)＝2，不含孤電子對，故為直線形；CH2O的中心原子的價電子對數(shù)為3，不含孤電子對，故為平面三角形；BF3的中心原子的價電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(3－3×1)＝3，不含孤電子對，故為平面三角形。(3)H2S的中心原子的價電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)(6－2×1)＝4，含2對孤電子對，故為V形結(jié)構(gòu)；SO2的中心原子的價電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)(6－2×2)＝3，含1對孤電子對，故為V形結(jié)構(gòu)。(4)PCl3的中心原子的價電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(5－3×1)＝4，含1對孤電子對，故為三角錐形；H3O＋的中心原子的價電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(6－3×1－1)＝4，含1對孤電子對，故為三角錐形；NHeq\o\al(＋,4)的中心原子的價電子對數(shù)＝4＋eq\f(1,2)(5－4×1－1)＝4，不含孤電子對，故為正四面體形。15．(10分)短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序數(shù)漸漸增大，它們的最簡潔氫化物分子的空間構(gòu)型依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、V形、直線形?；卮鹣铝袉栴}：(1)Z的氫化物的結(jié)構(gòu)式為H—Cl，HZO分子的中心原子價層電子對數(shù)的計算式為2＋eq\f(1,2)×(6－1×1－1×1)，該分子的立體構(gòu)型為V形。(2)Y的價層電子排布式為3s23p4，Y的最高價氧化物的VSEPR模型為平面三角形。(3)X與Z形成的最簡潔化合物的化學(xué)式是SiCl4，該分子中的鍵角是109°28′。(4)D、E的最簡潔氫化物的分子空間構(gòu)型分別是正四面體形與三角錐形，這是因為c(填序號)。a．兩種分子的中心原子的價層電子對數(shù)不同b．D、E的非金屬性不同c．E的氫化物分子中有一對孤電子對，而D的氫化物分子中沒有解析：由題意可推出D、E、X、Y、Z分別為C、N、Si、S、Cl。HClO中氧原子是中心原子，價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)×(6－1×1－1×1)＝4，SO3中硫原子的價層電子對數(shù)為3，VSEPR模型為平面三角形。SiCl4是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109°28′。CH4、NH3的中心原子價層電子對數(shù)均為4，分子構(gòu)型不同的根本緣由是NH3分子中有孤電子對而CH4分子中沒有，分子構(gòu)型與元素的非金屬性強弱無關(guān)。16．(14分)20世紀(jì)50年頭科學(xué)家提出價層電子對互斥模型(簡稱VSEPR模型)，用于預(yù)料簡潔分子的立體結(jié)構(gòu)。其要點可以概括為：Ⅰ.用AXnEm表示只含一個中心原子的分子組成，A為中心原子，X為與中心原子相結(jié)合的原子，E為中心原子最外層未參加成鍵的電子對(稱為孤對電子)，(n＋m)稱為價層電子對數(shù)。分子中的價層電子對總是相互排斥，勻稱地分布在中心原子四周的空間；Ⅱ.分子的立體構(gòu)型是指分子中的原子在空間的排布，不包括中心原子未成鍵的孤對電子；Ⅲ.分子中價層電子對之間的斥力主要依次為：ⅰ.孤對電子之間的斥力>孤電子對與共用電子對之間的斥力>共用電子對之間的斥力；ⅱ.雙鍵與雙鍵之間的斥力>雙鍵與單鍵之間的斥力>單鍵與單鍵之間的斥力；ⅲ.X原子得電子實力越弱，A—X形成的共用電子對之間的斥力越強；ⅳ.其他。請細致閱讀上述材料，回答下列問題：(1)依據(jù)要點Ⅰ可以畫出AXnEm的VSEPR志向模型，請?zhí)顚懴卤恚?2)請用VSEPR模型說明CO2分子為直線形的緣由：CO2屬于AX2E0，n＋m＝2，故為直線形。(3)H2O分子的立體構(gòu)型為V形，請你預(yù)料水分子中∠H—O—H的大小范圍為∠H—O—H<109°28′，緣由是水分子屬于AX2E2，n＋m＝4，VSEPR志向模型為正四面體，價層電子對之間的夾角均為109°28′。依據(jù)Ⅲ－ⅰ，應(yīng)有∠H—O—H<109°28′。(4)SO2Cl2和SO2F2都屬于AX4E0型分子，S=O之間以雙鍵結(jié)合，S—Cl、S—F之間以單鍵結(jié)合。請你預(yù)料SO2Cl2和SO2F2分子的立體構(gòu)型：四面體形。解析：(1)若價層電子對數(shù)為2，則n只能是2，m只能是0，故是直線形結(jié)構(gòu)，其鍵角是180°；若分子是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角是109°28′，則價層電子對數(shù)肯定是4。(2)CO2分子中中心原子含有的孤電子對數(shù)是(4－2×2