高中化学人教版选修三 第二章 分子结构与性质 学业分层测评6含解析

高中化学人教版选修三 第二章 分子结构与性质 学业分层测评6含解析

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