2019_2020学年高中化学专题4分子空间结构与物质性质第1单元分子构型与物质的性质第1课时分子的空间构型练习苏教版选修3.doc

第1课时分子的空间构型时间：45分钟 满分：100分一、选择题(每小题5分，共55分)1氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是()A三角锥型、sp3 BV形、sp3C平面三角形、sp2 D三角锥型、sp2解析：氯化亚砜(SOCl2)中心原子S的价电子对为4，所以杂化类型为sp3，含一对孤电子，所以结构为三角锥型。故选A。答案：A2下列对分子结构叙述正确的是()AH2O2分子中，两个O之间形成2对共用电子对BN2的电子式是NNCCO2和CS2都是直线形分子D白磷和甲烷都是正四面体型，键角都是10928解析：H2O2分子中，两个O之间形成一对共用电子对，A错；N2的电子式为NN，B错；CO2和CS2中中心碳原子以sp杂化，形成直线形分子，C正确；白磷和甲烷都是正四面体型，而白磷的键角为60，D错。答案：C3已知H2O分子的键角为104.5，请推测水分子中氧原子的成键方式为()A氧原子采用sp杂化；两个sp杂化轨道与两个氢原子形成两个键B氧原子采用sp2杂化；两个sp2杂化轨道与两个氢原子形成两个键C氧原子用两个2p轨道与两个氢原子形成两个键D氧原子采用sp3杂化；两个sp3杂化轨道与两个氢原子形成两个键解析：水分子的键角是104.5，一般sp3杂化轨道的键角都是109.5，但是水分子中还有剩余的两对孤电子对，对形成键的电子云有排斥的作用，所以水的键角是104.5，故采用sp3杂化。答案：D4下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A二氧化碳 B四氯化碳C双氧水 D乙炔解析：二氧化碳分子中只有极性键，A错误；四氯化碳分子中只有极性键，B错误； 双氧水分子中既有极性键，又有非极性键，但其为极性分子，C错误；乙炔中既有极性键，又有非极性键，其分子结构对称且四原子共线，故其为非极性分子，D正确。答案：D5关于原子轨道的说法正确的是()A凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体BCH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的Csp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道D凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键解析：中心原子采取sp3杂化的分子，根据孤电子对占据杂化轨道数目的多少，其分子构型可以呈现V形(H2O)，三角锥型(NH3)，A错；形成CH4时，碳原子的sp3杂化轨道是由中心碳原子的能量相近的2s轨道和3个2p轨道杂化形成，与氢原子结合时，四个杂化轨道分别和四个氢原子的1s轨道重叠，形成4个CH 键，B错；形成BF3时，硼原子采用sp2杂化，D错；故C正确。答案：C6CH、CH3、CH都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法错误的是()A它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化BCH与NH3、H3O互为等电子体，几何构型均为三角锥型CCH中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面D两个CH3或一个CH和一个CH结合均可得到CH3CH3解析：CH、CH3、CH分别具有6个、7个和8个价电子，电子总数分别是：8个、9个和10个，它们不是等电子体，A错误；CH与NH3、H3O均具有8个价电子、4个原子，互为等电子体，几何构型均为三角锥型，B正确；根据价层电子对互斥模型，CH中C原子的价电子对数为3 ，碳原子采取sp2杂化，其空间构型是平面三角形，C正确；两个CH3或一个CH和CH结合都能得到CH3CH3, D正确。故选A。答案：A7科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图)。已知该分子中NNN键角都是108.1，下列有关N(NO2)3的说法正确的是()A分子中N、O间形成的共价键是非极性键B分子中四个氮原子共平面C该分子中的中心氮原子采取sp3杂化D15.2 g该物质含有6.021022个原子解析：根据该分子的NNN键角是108.1可知，中心氮原子与其相连的3个氮原子形成三角锥型，即中心氮原子采取sp3杂化，B错，C正确；分子中N、O间形成极性键，A错；15.2 g该物质为0.1 mol，含有原子数为0.1 mol106.021023 mol16.021023，D错。答案：C8已知具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构，这一原理称为“等电子原理”。根据等电子原理，下列各组粒子结构不相似的是()ABCl3和PH3 BNH和CH4CNO和CO DCO2和N2O解析：BCl3为平面正三角形，PH3为三角锥型，A错；NH和CH4均为正四面体，B正确；NO和CO均为平面正三角形，C正确；CO2和N2O均为直线形，D正确。答案：A9预测H2S 和BF3的立体结构，两个结论都正确的是()AV形；平面三角形BV 形；三角锥型C直线形；平面三角形D直线形； 三角锥型解析：H2S中中心原子S有2个键，孤电子对数为(621)/22，价层电子对数为4，空间构型为V形；BF3中中心原子B有3个键，孤电子对数为(331)/20，价层电子对数为3，空间构型为平面三角形，故选A。答案：A10“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。下列说法合理的是()A依据等电子原理N2O与SiO2分子具有相似的结构(包括电子式)B已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2O的电子式可表示：CN2O与CO2互为等电子体，因此不含非极性键DN2O为三角形分子解析：依据等电子原理N2O与CO2分子具有相似的结构，则N2O的电子式，为直线形分子，含有N=N的非极性键，故B正确。答案：B11甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)，以下说法中不正确的是()A甲醇分子内C原子的杂化方式为sp3杂化B甲醇分子内OCH键角大于甲醛分子内的OCH 键角C甲醇分子内C原子上无孤电子对D甲醇分子两个CH键夹角小于120解析：CH3OH分子中心C原子的价电子对数为4，采取sp3杂化，A正确；甲醇分子是四面体结构，OCH键角约为110，甲醛分子是平面三角形，OCH键角约为120，即前者小于后者，B错；甲醛分子内C原子的4个价电子全部参与成键，无孤电子对，C正确；甲醛分子内的羰基氧原子有孤电子对对成键电子的排斥，使得两个CH键夹角小于120，D正确。答案：B二、非选择题(共45分)12(12分)指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。(1)CO2分子中的C采取_杂化，分子的结构式_，空间构型_。(2)CH2O分子中的C采取_杂化，分子的结构式_，空间构型_。(3)CH4分子中的C采取_杂化，分子的结构式_，空间构型_。(4)H2S分子中的S采取_杂化，分子的结构式_，空间构型_。解析：杂化轨道所用原子轨道的能量相近，且杂化轨道只能用于形成键，剩余的p轨道还可以形成键。杂化轨道类型决定了分子(或离子)的空间构型，CO2分子中心原子以sp杂化，键角为180，为直线形分子；CH2O分子中中心原子以sp2杂化，键角为120，为平面形分子；CH4、H2S分子中中心原子均以sp3杂化，键角应为109.5，且为正四面体型，但由于H2S分子中中心原子还有2对孤电子对，对键电子云有排斥作用，使得H2S空间构型为V形。答案：(1)spO=C=O直线形13(9分)下表为元素周期表中前四周期的部分元素，表中所列的字母分别代表一种化学元素，根据要求回答下列各题：(1)元素非金属性强弱比较有很多方法，其中f和j的非金属性强弱的研究方案中不可行的是_(填序号)。a比较两种单质的颜色b比较氢化物的稳定性c依据两元素在周期表的位置d比较电负性e比较最高价氧化物对应水化物的酸性(2)元素i的氢化物分子属于_(填“极性”或“非极性”)分子，其分子的空间构型为_，该氢化物分子中i原子轨道的杂化类型是_； 由i与e形成的ie离子，其空间构型为_(用文字描述)。已知cd 与 d2 结构相似，1 mol cd 中键数目为_，由d形成的离子d与CO2互为等电子体，则d的分子构型为_。f2通入稀NaOH溶液中可生成Of2，Of2分子构型为_，其中氧原子的杂化方式为_。化合物j2e的立体构型为_，中心原子的价层电子对数为_。解析：(1)颜色属于物理性质，不能比较非金属性强弱，a错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，可以比较非金属性强弱，b正确；f为F元素、j为Cl元素，同一主族元素，随着原子序数增大，元素的非金属性减弱，可以比较非金属性强弱，c正确；非金属性越强，电负性越大，可以比较非金属性强弱，d正确；f为F元素，无最高价氧化物对应的水化物，不能比较非金属性强弱，e错误。(2)H2S分子的中心原子价层电子对数为4，则S原子的杂化类型为sp3，孤电子对数为2，所以H2S分子的空间构型为V形，属于极性分子；SO的中心原子价层电子对数为4，孤电子对数为0，则SO的空间构型为正四面体。1个N2分子中含有1个键和2个键，CN与N2的结构相似，则1 mol CN中键数目为2NA，CO2是直线形分子，N与CO2互为等电子体，则N的分子构型为直线形。F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子的中心原子价层电子对数为4，孤电子对数为2，则其分子空间构型为V形，氧原子的杂化方式为sp3。化合物Cl2O的中心原子价层对数为4，孤电子对数为2，则其立体构型为V形。答案：(1)ae(2)极性V形sp3正四面体2NA直线形V形sp3 V形414(15分)1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子数相同的分子，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2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微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，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NO互为等电子体的分子有：_、_；这些等电子体的微粒构型为_形。(3)CS2、BeCl2(g)、NO具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此，它们的结构与由第2周期两元素组成的_分子的结构相同，微粒呈_形，中心原子采取_杂化轨道。(4)CO、NO等微粒具有相同的通式：_，它们的总价电子数都等于_，因此，它们与由A族两元素组成的_分子结构有相同，呈_形，中心原子都采取_杂化。解析：根据等电子原理分析。答案：(1)N2COCO2N2O(2)O3SO2V(3)CO2直线sp(4)AX324SO3平面三角形sp215(9分)20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子立体结构。其要点可以概括为：.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)，(nm)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀的分布在中心原子周围的空间；.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；.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：.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；.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；.X原子得电子能力越弱，AX形成的共用电子对之间的斥力越强；.其他。请仔细阅读上述材料，回答下列问题：(1)根据要点可以画出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表：nm2VSEPR理想模型正四面体价层电子对之间的理想键角10928(2)H2O分子的立体构型为：_，请你预测水分子中HOH的大小范围_。(3)SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0型分子，S=O之间以双键结合，SCl、SF之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的立体构型： _，SO2Cl2分子中ClSCl_(填“”或“”)SO2F2分子中FSF。(4)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断SO离子的空间构型：_。解析：(1)AXnEm中nm2时，最理想的模型是直线形，键角为180；若是正四面体，nm4。(2)水分子属于AX2E2，nm4，有两对孤电子对，应为V形，VSEPR理想模型为正四面体，价电子对之间的夹角均为10928，再根据中的可知，H2O分子中O原子上的孤电子对的排斥作用使得HOHSO2F2中的FSF。(4)SO的价层电子对数为4，VSEPR的理想模型应为正四面体，但中心原子S上有一孤电子对，所以SO为三角锥型。答案：(1)nm24VSEPR理想模型直线形正四面体价层电子对之间的理想键角18010928(2)V形HOH(4)三角锥型8