2019-2020学年高中化学课时作业7价层电子对互斥理论含解析 人教版选修3 9页

课时作业(七)‎ A组—双基训练 ‎1．根据价层电子对互斥理论，判断下列分子或离子的立体构型正确的是(　　)‎ 编号 分子式 价层电子对 互斥模型 分子或离子 的立体构型 ‎①‎ AsCl3‎ 四面体形 三角锥形 ‎②‎ HCHO 平面三角形 三角锥形 ‎③‎ NF3‎ 四面体形 平面三角形 ‎④‎ NH4＋‎ 正四面体形 正四面体形 A.①②　　　　　　　　　　 B．②③‎ C．②④ D．①④‎ 答案　D 解析　AsCl3分子中中心As原子的价层电子对数为4，价层电子对互斥模型为四面体形，含有1对孤对电子，分子的立体构型为三角锥形，①正确；甲醛(H2C===O)分子中中心C原子的价层电子对数为3(有1个双键)，价层电子对互斥模型为平面三角形，没有孤对电子，分子的立体构型为平面三角形，②错误；NF3分子中中心N原子的价层电子对数为4，价层电子对互斥模型为四面体形，含有1对孤对电子，分子的立体构型为三角锥形，③错误；NH4＋中中心N原子的价层电子对数为4，价层电子对互斥模型为正四面体形，没有孤对电子，离子的立体构型为正四面体，④正确，故D项符合题意。‎ ‎2．下列分子呈平面三角形的是(　　)‎ A．HgCl2 B．BF3‎ C．TeCl4 D．SF6‎ 答案　B 解析　平面三角形的分子构成符合AB3型，这是确定分子构型的一种简单方法。‎ ‎3．下列分子或离子中键角由大到小的排列顺序是(　　)‎ ‎①SO2　②NH3　③H2O　④CH4　⑤CO2‎ A．⑤④①②③ B．⑤①④②③‎ 9‎ C．④①②⑤③ D．③②④①⑤‎ 答案　B 解析　①SO2分子为V形结构，键角为120°；②NH3为三角锥形结构，键角为107°；③H2O为V形结构，键角为105°；④CH4为正四面体结构，键角为109°28′；⑤CO2为直线形结构，键角为180°。所以键角的大小顺序为CO2>SO2>CH4>NH3>H2O，所以B项正确。‎ ‎4．由VSEPR理论推断下列粒子呈正四面体的是(　　)‎ A．SO2 B．O3‎ C．NO3－ D．SO42－‎ 答案　D 解析　AB4型结构中心原子无孤电子对，其空间构型为正四面体形。‎ ‎5．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立体构型 B．分子中价层电子对相互排斥决定了分子的立体构型 C．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 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，A项正确；立体构型与价层电子对相互排斥有关，所以分子中价层电子对相互排斥决定了分子的立体构型，B项正确；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，且孤对电子间的排斥力>孤对电子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关系，D项错误。‎ ‎6．下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是(　　)‎ A．H2O B．HCl C．NH4＋ D．PCl3‎ 答案　A 解析　氧原子有两对未成键的价电子对；HCl分子属于AB型分子，没有中心原子；NH4＋的中心原子的价电子全部参与成键；磷原子有一对未成键的价电子对，A项正确。‎ ‎7．对于短周期元素形成的各分子，下表所述的对应关系错误的是(　　)‎ 选项 A B C D 9‎ 分子式 CH4‎ NH3‎ CO2‎ SCl2‎ VSEPR模型 正四面体形 四面体形 直线形 四面体形 分子的立体构型 正四面体形 平面三角形 直线形 V形 答案　B 解析　C原子形成了4个σ键，孤电子对数为0，VSEPR模型及分子的立体构型均是正四面体形，A项正确；N原子有1对孤电子对且形成了3个σ键，VSEPR模型为四面体形，分子的立体构型为三角锥形，B项错误；C原子的价层电子对数为2＋×(4－2×2)＝2，VSEPR模型为直线形，分子的立体构型也为直线形，C项正确；S原子有2对孤电子对且形成了2个σ键，VSEPR模型为四面体形，分子的立体构型为V形，D项正确。‎ ‎8．用VSEPR模型判断下列分子或离子的空间构型。请完成下表。‎ 分子或离子 价层电子对数 中心原子 孤电子对数 分子或离子 的空间结构 OF2‎ ClF2＋‎ PCl3‎ NO3－‎ SiCl4‎ NH4＋‎ 答案　‎ 分子或离子 价层电子对数 中心原子 孤电子对数 分子或离子 的空间结构 OF2‎ ‎4‎ ‎2‎ V形 ClF2＋‎ ‎4‎ ‎2‎ V形 PCl3‎ ‎4‎ ‎1‎ 三角锥形 NO3－‎ ‎3‎ ‎0‎ 平面三角形 SiCl4‎ ‎4‎ ‎0‎ 正四面体 NH4＋‎ ‎4‎ ‎0‎ 正四面体 解析　依据价层电子对互斥理论判断分子空间结构，‎ 9‎ 通常有以下过程：(1)用公式计算出中心原子的价层电子对数。(2)根据中心原子的价层电子对数，判断VSEPR模型。(3)将中心原子的价层电子对数和配位原子数比对，如果价层电子对数等于配位原子数，则分子的空间构型与VSEPR模型相同；如果价层电子对数比配位原子数多，则可以先判断出孤电子对数，再判断出分子的相应空间结构。‎ ‎9．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构型依次是正四面体形、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分子的中心原子价层电子对数的计算式为__________________，该分子的立体构型为________________。‎ ‎(2)Y的价层电子排布式为________，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为______________。‎ ‎(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的最简单氢化物的分子空间构型分别是正四面体形与三角锥形，这是因为________(填序号)。‎ a．两种分子的中心原子的价层电子对数不同 b．D、E的非金属性不同 c．E的氢化物分子中有一对孤电子对，而D的氢化物分子中没有 答案　(1)H—Cl　2＋×(6－1×1－1×1)　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，价层电子对数＝2＋×(6－1×1－1×1)＝4，SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。SiCl4是正四面体结构，键角为109°28′。CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子构型不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。‎ ‎10．a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的粒子，它们都有10个电子，其结构特点如下表所示(单位：电荷)：‎ 粒子代码 a b c d e f g 9‎ 原子核数 单核 单核 双核 多核 单核 多核 多核 电荷数 ‎0‎ ‎＋1‎ ‎－1‎ ‎0‎ ‎＋2‎ ‎＋1‎ ‎0‎ 其中b的离子半径大于e的离子半径；c与f可形成两个共价型g分子。‎ 试写出：‎ ‎(1)a粒子的原子结构示意图是____________；b粒子的电子排布式为____________。‎ ‎(2)b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为__________________(用化学式表示)。‎ ‎(3)若d极易溶于水，在水溶液中的变化方程式为______________________________，d分子的空间构型为________，键角为________；若d为正四面体形分子，其电子式为________。‎ ‎(4)c粒子是________，f粒子是________(用化学式表示)，由c、f生成g的离子方程式是________________。‎ 答案　(1)　1s22s22p6　‎ ‎(2)NaOH>Mg(OH)2‎ ‎(3)NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－　三角锥形　107°‎ ‎ (4)OH－　H3O＋　OH－＋H3O＋===2H2O 解析　本题的综合性很强。考查了元素周期表、物质结构、元素周期律、电离方程式、电子式、分子的空间结构等多方面内容。由于都是短周期元素构成的粒子，都有10个电子，又由给出的原子核数、核电荷数判断出各粒子组成。如a为Ne，b为Na＋，c为OH－，d为NH3或CH4，e为Mg2＋，f为H3O＋，g为H2O。‎ B组—能力提升 ‎11．下列各组的几种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 9‎ 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为平面四边形分子，C6H6为平面正六边形分子，这些分子都是平面结构。由此可确定答案为C项。‎ ‎12．有X、Y两种活性反应中间体粒子，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：(X)，(Y)。下列说法错误的是(　　)‎ A．X的组成为CH3＋‎ B．Y的组成为CH3－‎ C．X的价层电子对数为4‎ D．Y中键角小于120°‎ 答案　C 解析　由图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有三对价层电子对，其组成为CH3＋，A项正确，C项错误；Y为三角锥形结构，其碳原子有四对价层电子对，故其组成为CH3－，键角比120°小，B、D两项正确。‎ ‎13．下列有关键角与分子空间构型的说法中不正确的是(　　)‎ A．键角为180°的分子，空间构型是直线形 B．键角为120°的分子，空间构型是平面三角形 C．键角为109°28′的分子，空间构型是正四面体形 D．键角为90°～109°28′之间的分子，空间构型可能是V形 答案　B 解析　乙烯分子的键角为120°，但它的空间构型并不是平面三角形。‎ ‎14．下列说法中正确的是(　　)‎ A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构 B．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′‎ 9‎ C．NH4＋的电子式为，离子呈平面正方形结构 D．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，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为正四面体分子，但其键角为60°，B项错误；NH4＋为正四面体结构而非平面正方形结构，C项错误；NH3分子电子式为，有一对未成键电子，由于未成键电子对成键电子的排斥作用，使其键角为107°，呈三角锥形，D项正确。‎ ‎15．价层电子对互斥理论(简称VSEPR模型)可用于预测简单分子的立体构型。其要点可以概括为 Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子，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.分子的空间构型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大小顺序为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。‎ 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：‎ 9‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(3)H2O分子的立体构型为________，请你解释水分子中H—O—H键角小于109°28′的原因：__________________________________________________；‎ ‎(4)用价层电子对互斥理论(VSEPR模型)判断下列分子或离子的立体构型：‎ 分子或离子 SnCl2‎ XeF4‎ SF6‎ PF2Cl3‎ CCl4‎ ClO4－‎ 立体构型 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可表示为AX2E0，n＋m＝2，故为直线形分子 ‎(3)V形　水分子属于AX2E2型，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′。因为孤电子对数为2，根据要点Ⅲ可知H—O—H键角小于109°28′‎ ‎(4)‎ 分子 或离子 SnCl2‎ XeF4‎ SF6‎ PF2Cl3‎ CCl4‎ ClO4－‎ 立体构型 V形 平面正 方形 正八面 体形 三角双 锥形 正四面 体形 正四面 体形 解析　用VSEPR模型判断分子立体构型的方法：在分子中当n＋m＝2时为直线形；当n＋m＝3时，如果没有孤电子对，则为平面三角形，如果存在孤电子对，则为V形；当n＋m＝4时，如果没有孤电子对，则为正四面体形，如果孤电子对数为1，则为三角锥形，如果孤电子对数为2，则为V形；当n＋m＝5时，如果没有孤电子对，则为三角双锥形；当n＋m＝6时，如果没有孤电子对，则为正八面体形，如果孤电子对数为2，则为平面正方形。‎ ‎16．三氯化磷(PCl3)分子中，P—Cl键的夹角约为100°，说明PCl3分子的立体构型为________。‎ ‎(2)下列分子中，空间构型为正四面体形且键角为109°28′的是________。‎ 9‎ a．PCl5　b．SiF4　c．CH2F2　d．P4　e．CH4　f．NH3‎ ‎(3)能说明CH4分子中的五个原子不在同一平面而为正四面体结构的是________。‎ a．两个键之间夹角为109°28′‎ b．C—H键为极性共价键 c．4个C—H键的键能、键长都相等 d．二氯甲烷CH2Cl2只有一种(不存在同分异构体)‎ e．三氯甲烷CHCl3只有一种 答案　(1)直线形　三角锥形　(2)b、e　(3)a、d 解析　(1)AB3型四原子分子中，键角为120°时为平面三角形；键角小于120°时为三角锥形。(2)P4分子为正四面体形，键角为60°；CH2F2为四面体形，不是正四面体形；PCl5、NH3不属于AB4型分子，不为四面体形。(3)CH4可能有平面四边形和正四面体形两种空间构型，不管为哪种，b、c两项都成立；若为前者，键角为90°，CH2Cl2有两种：；若为后者，键角为109°28′，CH2Cl2只有一种；无论CH4为哪种空间构型，CHCl3只有一种结构。‎ 9‎