高中化学人教版选修3习题 第2章 分子结构与性质 2.2.1《分子的立体构型》

2.2.1 新题源·课后作业 一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分) 试题调研下列分子或离子中，不含孤电子对的是( ) 1.＋＋A．H2O B．H3O C．NH3 D．NH4 解析：分别写出其电子式 ，即可得出答案。 答案：D 大连高二检测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2.是( ) －＋A．NF3 B．CH3 C．CO2 D．H3O －＋解析：NF3、CH3、H3O中的中心原子价层电子对数为4，分别有孤电子对数为1，它们均为三角锥形，CO2为直线形。 答案：C 3．下列分子呈平面三角形的是( ) A．HgCl2 B．BF3 C．TeCl4 D．SF6 解析：平面三角形的分子构型符合AB3型，这是确定分子构型的一种简单方法。 答案：B 经典习题选萃用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论4.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：H2S分子中心原子S有未用于形成共价键的孤电子对，占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥使H2S分子呈V形；而BF3分子中心原子B的价电子都用于形成共价键，故BF3是平面三角形。 答案：D 5·试题调研六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示)，在高电压下仍有良5．(双选)好的绝缘性，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起强温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是( ) A．六氟化硫易燃烧生成二氧化硫 B．六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构 C．六氟化硫分子中的S—F键都是σ键，且键长、键能都相等 D．六氟化硫分子中只含极性键 解析：A项，SF6分子中，S和F的化合价分别是＋6和－1，S的化合价已达到最高价，不会再升高，而F的氧化性比O强，所以六氟化硫不易燃烧，A错；B项，SF6分子中的硫原子并不是8电子稳定结构，氟原子满足8电子稳定结构，B错；C项，SF6分子中只有S—F共价单键，均为σ键，C对；D项，SF6分子中的S—F全为极性共价键，D对。 答案：CD 山西高二检测用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，6.其中正确的是( ) A．NH4为正四面体形 B．CS2为V形

C．HCN为V形 D．PCl3为平面三角形

＋

解析：A项，NH4中心原子上的价电子都用于形成共价键，无孤电子对，其价层电子对数为4，其构型为正四面体形，对；B项，CS2中心原子的价层电子对数为2，无孤电子对，其构型为直线形，错；C项，HCN中心原子的价层电子对数为2，无孤电子对，其构型为直线形，错；D项，PCl3中心原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为1，其构型为三角锥形，错。

答案：A

经典习题选萃若ABn的中心原子A上没有孤电子对，运用价层电子对互斥模7.

型，下列说法正确的是( )

A．若n＝2，则分子的立体构型为V形 B．若n＝3，则分子的立体构型为三角锥形 C．若n＝4，则分子的立体构型为正四面体形 D．以上说法都不正确 解析：若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对，则根据斥力最小的原则，当n＝2时，分子结构为直线形；n＝3时，分子结构为平面三角形；n＝4时，分子结构为正四面体形，这样排列的结果是：周围成键的原子与原子之间、未成键电子与未成键电子之间、成键原子与未成键电子之间距离最大，排斥力最小。

答案：C

8．下列说法中，正确的是( )

A．由分子构成的物质中一定含有共价键 B．形成共价键的元素不一定是非金属元素

C．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′ D．CO2和SO2都是直线形分子

解析：由分子构成的物质中不一定有共价键，如He；AlCl3中Al与Cl间以共价键结合，但Al为金属元素；P4为正四面体结构，键角为60°；CO2分子的中心原子无孤电子对，为直线结构，而SO2分子的中心原子有孤电子对，为V形结构。

答案：B

河南高二检测下列说法中正确的是( ) 9.

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′

＋

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；NH4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，由于未成键电子对与成键电子对排斥作用，使其键角为107°，呈三角锥形，D正确。

答案：D

10．下列说法中，正确的是( )

A．由分子构成的物质中一定含有共价键 B．形成共价键的元素一定是非金属元素

C．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′ D．不同的原子的化学性质可能相同

解析：分子构成的物质中不一定有共价键，如稀有气体。AlCl3中Al与Cl间以共价键结

2

合，但Al为金属元素；白磷(P4)为正四面体结构，键角为60°；同位素的原子，如11H、1H为

＋

不同的原子，但化学性质相同。

答案：D

二、非选择题(本题包括5小题，共50分)

试题调研硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键夹角接近90°11．(6分)，说明H2S

分子的空间构型为________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键夹角是180°，说明CO2分子的空间构型为________；甲烷(CH4)分子中，任意两个C—H键的夹角都是109°28′，说明CH4分子的空间构型为________。

解析：对典型分子的空间构型可以根据键角来判断，要注意记忆典型分子的空间构型。三原子分子键角为180°时为直线形，小于180°时为V形；四原子分子键角为120°时为平面三角形，五原子分子键角为109°28′时为正四面体形。

答案：V形 直线形 正四面体形

山东青岛高二检测 12．(10分)

(1)写出具有10个电子，两个或两个以上原子核的离子的符号________、________、________、________。

(2)写出具有18个电子的无机化合物的化学式________、________、________、________。 (3)在(1)(2)题涉及的粒子中，空间构型为正四面体形的有________；为三角锥形的有________。

＋＋

解析：第二周期元素的氢化物具有10个电子，其分子结合一个H或电离出一个H后，

＋＋－－

形成阴阳离子所具有的电子数不变，离子符号为NH4、H3O、NH2、OH，类比推导或根据

＋＋－

等电子原理推出：NH4与CH4，H3O与NH3，NH2与H2O的空间构型分别相同，依次为正四面体形、三角锥形、V形。

第三周期元素的氢化物分子中具有18个电子，第二周期元素形成R2Hx型化合物，如C2H6、H2O2等，也具有18个电子。符合条件的分子有：H2O2、SiH4、PH3、H2S、HCl，由等电子原理分析，SiH4为正四面体形，PH3为三角锥形。

－＋＋－

答案：(1)OH NH4 H3O NH2 (2)H2S PH3 SiH4 HCl

＋＋

(3)NH4、SiH4 H3O、PH3

经典习题选萃 13．(8分)2015·

－＋

(1)CNS、NO2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

＋

第二周期两元素组成的________分子的结构相同，呈________形，NO2的中心原子的价电子数为________。

－－

(2)CO23、NO3等微粒具有相同的通式：________，它们的价电子总数都是________，因

－

此它们与由ⅥA族两元素组成的________分子的结构相同，呈________形，CO23中心原子的价层电子对数为________。

解析：互为等电子体应满足的条件：在微粒的组成上，微粒所含原子数目相同；在微粒的构成上，微粒所含价电子数目相同；在微粒的结构上，微粒中原子的空间排列方式相同。(1)

－＋－＋

中CNS、NO2的原子个数都为3，N、S的价电子数与O原子相同，均为6，N与C原子的

－＋

价电子数相同，均为4，两者的价电子总数与CO2相同，都是16，所以CNS、NO2与CO2

－－－2－

为等电子体。(2)中CO23、NO 3的原子个数都为4，C、N的价电子数与S原子相同，均

－－

为6，所以CO23、NO3与SO3为等电子体。

答案：(1)CO2 直线 4 (2)AX3 24 SO3 平面三角 3 14．(12分)为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是__________________________________________；另一类是______________________________。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是________，NF3的中心原子是________；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：多原子分子的中心原子的价层电子均是未成对电子时，和其他原子全部形成化学

键，若有成对电子，则以孤电子对的形式存在，故价层电子对互斥理论把分子按中心原子的成键情况分成两类。BF3的中心原子是B原子，共有三个价电子，全部用于成键，根据价电子对互斥应为平面三角形最稳定；NF3分子的中心原子是N原子，有五个价电子，只用了三个成键，还有一对孤电子对，根据价电子对互斥模型，孤电子对参与价键的排斥，使三个共价键偏离平面三角形而形成三角锥形。 答案：中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有孤电子对 B N BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键而呈平面三角形，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形。 试题调研价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分15．(14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： 2 n＋m VSEPR理想模型 正四面体形 价层电子对 109°28′ 之间的理想键角 (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空间构型： 分子 －SnCl2 CCl4 或离子 ClO4 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) 2 4 n＋m VSEPR理想模型 直线形 正四面体形 价层电子对之间的180° 109°28′ 理想键角 (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－SnCl2 CCl4 ClO4 子 立体构型 V形 正四面体形 正四面体形