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- 2021-08-07 发布
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学业分层测试(六) 形形色色的分子
价层电子对互斥理论
(建议用时:45分钟)
学业达标]
1.下列分子中,所有原子不可能共处于同一平面上的是( )
A.H2O B.CO2
C.CH2O D.CH4
【解析】 H2O为V形分子、CO2为直线形分子、CH2O(甲醛)为平面形分子,而CH4为正四面体形分子,只有CH4分子中的所有原子不可能共处于同一平面上。
【答案】 D
2.下列分子的立体结构与水分子相似的是( )
A.CO2 B.H2S
C.PCl3 D.SiCl4
【解析】 S与O同主族,两者形成的氢化物的立体结构相似,均为V形分子;而CO2为直线形分子、PCl3为三角锥形分子、SiCl4为正四面体形分子。
【答案】 B
3.在以下的分子或离子中,空间结构的几何形状不是三角锥形的是( )
A.NF3 B.CH
C.BF3 D.H3O+
【解析】 根据等电子原理,NF3、CH、H3O+的结构相似,均与NH3相同,即三角锥形;而BF3为平面三角形。
【答案】 C
4.下列分子中键角最大的是( )
A.H2O B.CO2
C.CH2O D.NH3
【解析】 H2O分子为V形,键角为105°;CO2分子为直线形,键角为180°;CH2O分子为平面三角形,键角为120°;NH3为三角锥形,键角为107°。
【答案】 B
5.用VSEPR模型预测,下列分子中键角是120°的是( ) 【导学号:90990041】
A.C2H2 B.CH4
C.BF3 D.NH3
【解析】 根据VSEPR模型,C2H2分子为直线形,键角为180°;BF3分子为平面三角形,键角为120°;CH4分子为正四面体形,键角为109°28′;NH3分子为三角锥形,键角为107°。
【答案】 C
6.根据价层电子对互斥理论,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
【解析】 在H3O+中价层电子对数=3+(6-1-3×1)=4,O原子中含有1对孤电子对,根据价层电子对互斥理论,其空间结构为三角锥形。
【答案】 A
7.用价层电子对互斥理论预测H2O和NO的立体结构,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
【解析】 H2O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,故分子为V形结构;NO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,则分子为平面三角形。
【答案】 D
8.下列离子的VSEPR模型与其立体构型一致的是( )
A.SO B.ClO
C.NO D.ClO
【解析】 SO中的价层电子对数为4,且含一对孤电子对,所以其VSEPR模型为四面体结构,而SO立体构型为三角锥形,A项错误;ClO中价层电子对数为4,不含孤电子对,所以其VSEPR模型与其立体构型一致,B项正确;NO的价层电子对数为3,其中含有一对孤电子对,其VSEPR模型与其立体构型不一致,C项错误;ClO的价层电子对数为4,也含有一对孤电子对,D项错误。
【答案】 B
9.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都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C.NH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电子对,它对成键电子的排斥作用较强
【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错误;P4为正四面体分子,但其键角为60°,B错误;NH为正四面体结构而非平面正方形结构,C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正确。
【答案】 D
10.有下列分子或离子:①CS2,②PCl3,③H2S,④CH2O,⑤H3O+,⑥NH,⑦BF3,⑧SO2。
粒子的立体构型为直线形的有________;粒子的立体构型为V形的有________;粒子的立体构型为平面三角形的有________;粒子的立体构型为三角锥形的有________;粒子的立体构型为正四面体形的有________。
【解析】 中心原子上孤电子对数及粒子的空间构型如下表。
ABn
中心原子孤电子对数
分子或离子
分子或离子的立体构型
AB2
0
CS2
直线形
AB3
CH2O、BF3
平面三角形
AB4
NH
正四面体形
AB2
1
SO2
V形
AB3
PCl3、H3O+
三角锥形
AB2
2
H2S
V形
【答案】 ① ③⑧ ④⑦ ②⑤ ⑥
11.(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间构型。
ClO________;AlBr3(共价分子)________。
(2)有两种活性反应中间体,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型,写出相应的化学式:
________________;
________________。
(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。
平面形分子________,三角锥形分子________,四面体形分子________。
【解析】 (1)ClO是AB4型分子,成键电子对数是4,为四面体形。AlBr3是AB3型分子,成键电子对数是3,是平面三角形。(2)AB3型分子中,中心原子无孤电子对的呈平面三角形,有一对孤电子对的呈三角锥形,所以分别是CH、CH。(3)由第二周期非金属元素构成的中性分子中,呈三角锥形的是NF3,呈平面三角形的是BF3,呈四面体形的是CF4。
【答案】 (1)四面体形 平面三角形
(2)CH CH (3)BF3 NF3 CF4
12.D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素,且原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的立体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: 【导学号:90990042】
(1)Y的最高价氧化物的化学式为________。
(2)上述五种元素中,能形成酸性最强的含氧酸的元素是________,写出该元素的任意三种含氧酸的化学式:________________________。
(3)D和Y形成的化合物,其分子的空间构型为
________。
(4)D和X形成的化合物,其化学键类型属________。
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是________,此产物与水反应生成两种碱,该反应的化学方程式是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 周期表前20号元素中,最简氢化物的立体构型为正四面体的是CH4和SiH4,故D是C、X为Si,由此推知E为N、Y为S、Z为Cl。C和S形成的化合物为CS2,C的价电子对数为2,CS2为直线形。C和Si之间形成共价键,化学式为SiC。
【答案】 (1)SO3 (2)Cl HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写三种酸) (3)直线形
(4)共价键
(5)Mg3N2 Mg3N2+8H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3·H2O
能力提升]
13.下列对应关系不正确的是( )
选项
A
B
C
D
中心原子所在族
ⅣA
ⅤA
ⅣA
ⅥA
分子通式
AB4
AB3
AB2
AB2
立体构型
正四面体形
平面三角形
直线形
V形
【解析】 当中心原子在ⅤA族,AB3分子应是三角锥形。当中心原子在ⅣA族,AB4分子是正四面体形,AB2分子是直线形。当中心原子在ⅥA族,AB2是V形。
【答案】 B
14.在白磷分子中,四个P原子分别处于正四面体的四个顶点上,结合有关P原子的成键特点,下列有关白磷的说法正确的是( )
A.白磷分子的键角为109°28′
B.分子中共有4对共用电子对
C.白磷分子的键角为60°
D.分子中有6对孤电子对
【解析】 本题容易使同学们想到甲烷的空间结构,需要注意的是白磷分子无中心原子,根据共价键的方向性和饱和性,每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合形成共价键,从而形成正四面体结构,所以键角为60°,共6个共价单键(即6对共用电子对),4对孤电子对。
【答案】 C
15.多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到或失去电子导致,根据VSEPR模型,下列离子中所有原子都在同一平面的一组是( )
A.NO和NH B.H3O+和ClO
C.NO和CH D.PO和SO
【解析】 根据三点共面,A项正确;根据价层电子对互斥理论,B项H3O+中的氧原子上有一对孤电子对,故H3O+为三角锥形;C项中CH中C原子上有一对孤电子对,CH亦为三角锥形;D项中的PO、SO均为正四面体形。
【答案】 A
16.价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分子的立体构型。其要点可以概括为: 【导学号:90990043】
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.分子的立体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)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: _________________________;
(3)H2O分子的立体构型为 ________,请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因:______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的立体构型:
分子或离子
SnCl2
CCl4
ClO
立体构型
【解析】 AXnEm中n+m=2时,最理想的模型是直线形,键角是180°;若是正四面体,n+m=4;CO2属AX2E0,n+m=2,故为直线形。水分子属AX2E2,n+m=4,有两对孤电子对,应是V形。又由于孤电子对的作用力强于成键的共用电子对,所以使其角度小于109°28′。
【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属AX2E0,n+m=2,故为直线形
(3)V形 水分子属AX2E2,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′。根据Ⅲ中的ⅰ,应有∠H—O—H<109°28′
(4)
分子或离子
SnCl2
CCl4
ClO
立体构型
V形
正四面体形
正四面体形