2019高中化学第二章分子结构与性质2.2.1形形色色的分子价层电子对互斥理论精练新人教版选修3

2019高中化学第二章分子结构与性质2.2.1形形色色的分子价层电子对互斥理论精练新人教版选修3

形形色色的分子　价层电子对互斥理论一、A组　定向巩固定向巩固一、常见分子的立体结构1.下列分子中,所有原子不可能共处于同一平面上的是(　　)A.H2OB.CO2C.CH2OD.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:D2.下列分子的立体结构与水分子相似的是(　　)A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl4解析:H2S与H2O为等电子体,两者立体结构相似,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:B3.下列分子中键角最大的是(　　)A.H2OB.CO2C.CH2OD.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:B4.导学号26054062下列叙述正确的是(　　)A.NH3分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B.CCl4分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C.H2O分子中O原子处在2个H原子所连接的直线的中央D.CO2是非极性分子,分子中C原子处在2个O原子所连接的直线的中央解析:NH3分子为三角锥形分子,N原子位于锥顶,A错误;CCl4分子为正四面体形分子,B错误;H2O分子为V形结构,C错误;CO2分子为直线形,C原子位于两个O原子连线的中央,D正确。答案:D5.根据所学知识填空:(1)三原子分子常见的立体构型有　　　　　　形(如CO2)和　　　　　　形(如H2O)。 (2)四原子分子常见的立体构型有　　　　　　形和　　　　　　形,如甲醛(HCHO)分子呈　　　　　　形,键角约为　　　　　　;氨分子呈　　　　　　形,键角为　　　　　　;另外需要注意,特殊的白磷(P4)分子呈　　　　　　形,键角为　　　　　　。 (3)五原子分子最常见的立体构型为　　　　　　形,如常见的CH4键角是　　　　　　。 n解析:(1)CO2是直线形,H2O是V形。(2)甲醛(HCHO)分子呈平面三角形,氨分子呈三角锥形,白磷分子呈正四面体形。(3)CH4分子呈正四面体形。答案:(1)直线　V(2)平面三角　三角锥　平面三角　120°　三角锥　107°　正四面体　60°(3)正四面体　109°28'定向巩固二、价层电子对互斥理论6.导学号26054063用价层电子对互斥理论推测SO3的立体构型为(　　)A.正四面体形B.V形C.三角锥形D.平面三角形解析:SO3分子的中心S原子的价层电子对数=3+12(6-3×2)=3,故VSEPR模型为平面三角形结构;由于S原子没有孤电子对,故SO3分子为平面三角形结构。答案:D7.根据价层电子对互斥理论,判断H3O+的立体构型是(　　)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+12(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,其立体构型为三角锥形。答案:A8.用价层电子对互斥理论预测H2S和NO3-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:H2S分子的中心原子上的孤电子对数=12(6-2×1)=2,因其σ键电子对数为2,故分子为V形结构;NO3-分子的中心原子上的孤电子对数=12(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:D9.(1)利用VSEPR推断分子或离子的立体结构。PO43-　　　;CS2　　　;AlBr3(共价分子)　　　。 (2)有两种活性反应中间体粒子,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微粒的球棍模型,写出相应的化学式:　; n　。 (3)按要求写出第二周期非金属元素原子构成的中性分子的分子式。平面三角形分子　　,三角锥形分子　　,四面体形分子　　。 答案:(1)正四面体形　直线形　平面三角形(2)CH3+　CH3-　(3)BF3　NF3　CF4二、B组　综合提升1.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: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:C2.下列分子或离子的中心原子,带有一对孤电子对的是(　　)①BeCl2　②CH4　③NH3　④CH2O　⑤SO2　⑥H2S⑦CO32-　⑧NH4+A.②③⑤⑥⑦B.③⑦⑧C.④⑥⑧D.③⑤解析:根据孤电子对数=12(a-xb),可以计算出各微粒中心原子的孤电子对数分别为0、0、1、0、1、2、0、0,故含有一对孤电子对的是③⑤。答案:D3.对SO2与CO2说法正确的是(　　)A.都是直线形结构B.中心原子的σ键电子对数都为2C.S原子和C原子上都没有孤电子对D.两者的立体构型都是直线形解析:在SO2与CO2中,中心原子的σ键电子对数都为2。在SO2分子中,中心S原子的孤电子对数为1,而CO2分子中,中心C原子的孤电子对数为0,故SO2为V形结构,CO2为直线形结构。答案:Bn4.导学号26054064下列说法中正确的是(　　)A.NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足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.NH4+的电子式为[H ··N·· H····HH]+,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 ··Cl···· ··N···· ··Cl······Cl······,分子中各原子都满足8电子稳定结构,A错误;P4为正四面体形分子,但其键角为60°,B错误;NH4+为正四面体形结构而非平面正方形结构,C错误;NH3分子电子式为H ··N·· H····H,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:D5.已知在CH4中,C—H键间的键角为109°28',NH3中,N—H键间的键角为107°,H2O中O—H键间的键角为105°,则下列说法中正确的是(　　)A.孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力B.孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力C.孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力D.题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力与成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系解析:孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,将成键电子对压得靠近一点,使其键角变小,A项正确。答案:A6.20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),用于预测简单分子的立体结构。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>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力;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;nⅲ.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+m2VSEPR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)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子,SO之间以双键结合,S—Cl、S—F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∠Cl—S—Cl　　　　(填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。 (5)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(当n+m=6时,VSEPR理想模型为正八面体)。分子或离子PbCl2XeF4SnCl62-PF3Cl2HgCl42-立体构型解析:(1)因为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,故当价层电子对数为2时,两者理想键角为180°,分子呈直线形。当价层电子对数为4时,理想键角为109°28',分子呈正四面体形。(2)CO2分子中C原子的最外层电子都参与成键,没有孤电子对,故CO2属于AX2E0,故在AXnEm中,n+m=2,故为直线形。(3)在水分子中,O原子上含有两对孤电子对,故H2O分子的立体构型为V形;由于H2O分子属于AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体,价层电子对之间的夹角均为109°28',根据题目信息Ⅲ-ⅰ,应有∠H—O—H<109°28',实际上∠H—O—H=105°。(4)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体,而S—Cl键和S—F键都是单键,且F原子的得电子能力要强于Cl原子,根据题目信息Ⅲ-ⅲ可知SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl大于SO2F2分子中∠F—S—F。(5)PbCl2属于AX2E1,VSEPR理想模型为平面三角形,故该分子立体构型为V形;XeF4属于AX4E2n,VSEPR理想模型为正八面体,故该分子立体构型为平面正方形;由于Sn的最外层电子全部参与成键,故SnCl62-属于AX6E0,VSEPR理想模型为正八面体,该离子的立体构型也为正八面体;P原子的最外层电子都参与成键,没有孤电子对,PF3Cl2属于AX5E0,VSEPR理想模型为三角双锥形,故该分子也为三角双锥形;Hg原子没有孤电子对,HgCl42-属于AX4E0,VSEPR理想模型为正四面体形,故该离子为正四面体形。答案:(1)4　直线形　180°(2)CO2属于AX2E0,n+m=2,故为直线形(3)V形　水分子属于AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体,价层电子对之间的夹角均为109°28'。根据题目信息Ⅲ-ⅰ,应有∠H—O—H<109°28'(4)四面体形　>(5)分子或离子PbCl2XeF4SnCl62-PF3Cl2HgCl42-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