人教版选修3 第2章第2节 分子的立体构型第1课时 作业.docx

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人教版选修3第2章第2节分子的立体构型第1课时作业

第二节　分子的立体构型

第1课时　价层电子对互斥模型

基础练

1.下列有关描述正确的是（　　）

A.NO

为V形分子

B.ClO

的立体构型为平面三角形

C.NO

的VSEPR模型、立体构型均为平面三角形

D.ClO

的VSEPR模型、立体构型相同

解析　NO

中N原子的价层电子对数＝3＋

×（5－2×3＋1）＝3，没有孤电子对，故A项错误；C项正确；ClO

中氯原子的价层电子对数＝3＋

×（7－3×2＋1）＝4，有1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形而立体构型为三角锥形，B、D项错误。

答案　C

2.下列分子的立体结构错误的是（　　）

A.SO2：

B.NH3：

C.CS2：

D.CH4：

解析　NH3的立体结构是三角锥形，B项错误。

答案　B

3.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

立体结构

正四面体形

平面三角形

直线形

Ⅴ形

解析　当中心原子在ⅤA族时，AB3分子应是三角锥形。

当中心原子在ⅣA族时，AB4分子是正四面体形，当中心原子在ⅣA族时，AB2分子是直线形，当中心原子在ⅥA族时，AB2分子是Ⅴ形。

答案　B

4.下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是（　　）

A.价层电子对就是σ键电子对

B.孤电子对数由分子式来确定

C.分子的立体构型是价层电子对互斥的结果

D.孤电子对数等于π键数

解析　价层电子对数是σ键数与孤电子对数之和，孤电子对数是指没有成键的价电子对数，其与中心原子价层电子总数、与中心原子结合的原子最多能接受的电子数及与中心原子结合的原子数有关，A、B、D项错误。

答案　C

5.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是（　　）

A.NH

为正四面体B.CS2为直线形

C.HCN为V形D.PCl3为三角锥形

解析　NH

、CS2、HCN中心原子上的价电子都用于形成共价键，没有孤对电子对，所以其构型分别为正四面体形、直线形、直线形；PCl3中心P原子上有一对孤电子对，未用于形成共价键，其空间构型为三角锥形。

答案　C

6.下列物质中，化学键类型和分子立体构型皆相同的是（　　）

A.CO2和SO2B.CH4和SiH4

C.BF3和PH3D.HCl和NH4Cl

解析　NH4Cl中存在离子键，其余分子内均为共价键，CO2为直线形，SO2为V形、BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，CH4和SiH4均为正四面体形。

答案　B

7.有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：

（X），

（Y）。

下列说法错误的是（　　）

A.X的组成为CH

B.Y的组成为CH

C.X的价层电子对数为4

D.Y中键角小于120°

解析　由图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有三对价层电子对，其组成为CH

，A项正确，C项错误；Y为三角锥形结构，其碳原子有四对价层电子对，故其组成为CH

，键角比120°小，B、D项正确。

答案　C

8.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；ClO

中的氯原子有一对孤电子对，故ClO

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

9.三原子分子或离子的常见立体构型有________形与________形两种；四原子分子或离子的常见立体构型有________形、________形等；五原子分子或离子最常见的立体构型是________形；硫化氢分子中，两个H—S键的键角接近90°，H2S分子的空间构型为________形；二氧化碳分子是直线形分子，则分子中的键角呈________；甲烷分子中，两个相邻C—H键的夹角是109°28′，说明CH4分子的空间构型为________形。

解析　组成确定的微粒，其空间构型既与中心原子的σ键电子对数有关，也与中心原子是否存在孤电子对有关，由于这些微粒的中心原子有些有孤电子对，有些则没有，故它们的立体构型有所不同。

答案　直线　V　平面三角　三角锥　四面体　V　180°　正四面体

10.短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间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：

（1）Z的氢化物的结构式为________________________________，

HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为_______________________________________________________

_______________________________________________________，

该分子的立体构型为_____________________________________。

（2）Y的价层电子排布式为__________________________________，

Y的最高价氧化物的VSEPR模型为____________________________。

（3）X与Z形成的最简单化合物的化学式是________，该分子中的键角是________。

（4）D、E的最简单氢化物的分子空间构型分别是正四面体形与三角锥形，这是因为________（填序号）。

a.两种分子的中心原子的价层电子对数不同

b.D、E的非金属性不同

c.E的氢化物分子中有一对孤电子对，而D的氢化物分子中没有

解析　由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。

HClO中氧原子是中心原子，价层电子对数＝2＋

×（6－1×1－1×1）＝4，SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。

SiCl4是正四面体结构，键角为109°28′。

CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子构型不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。

答案　

（1）H—Cl　2＋

×（6－1×1－1×1）＝4　V形

（2）3s23p4　平面三角形　（3）SiCl4　109°28′　（4）c

素养练

11.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：

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。

又由于孤电子对之间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

12.

（1）利用VSEPR模型推断分子或离子的立体构型。

PO

________________；CS2________________；

AlBr3（共价分子）________________。

（2）按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。

平面三角形分子________，三角锥形分子________，四面体形分子________。

（3）为了解释和预测分子的立体构型，科学家在归纳了许多已知的分子立体构型的基础上，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　

（1）PO

是AB4型，成键电子对数是4，为正四面体形。

CS2是AB2型，成键电子对数是2，是直线形。

AlBr3是AB3型，成键电子对数是3，是平面三角形。

（2）第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式，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）正四面体形　直线形　平面三角形

（2）BF3　NF3　CF4

（3）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，还有一对未成键的孤电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形

13.试回答下列问题：

（1）利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的立体构型：

SeO3________；SCl2________；NO

________；

NO

________；HCHO________；HCN________。

（2）利用价电子对互斥理论推断键角的大小：

①甲醛中H—C—H的键角________120°（填“＞”“＜”或“＝”，下同）；

②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°；

③PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角________109.5°。

解析　

（1）SeO3中，Se的价层电子对数为

×（6＋0）＝3，孤电子对数为0，SeO3为平面三角形；SCl2中，S的价层电子对数为

×（6＋2）＝4，孤电子对数为2，SCl2为V形；NO

中，N的价层电子对数为

×（5－1）＝2，孤电子对数为0，NO

为直线形；NO

中，N的价层电子对数为

×（5＋1）＝3，孤电子对数为1，NO

为V形；HCHO分子中有1个

双键，看作1对成键电子，2个C—H单键为2对成键电子，C原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，所以HCHO分子的空间构型为平面三角形；HCN分子的结构式为H—C≡N，含有1个C≡N三键，看作1对成键电子，1个C—H单键为1对成键电子，故C原子的价层电子对数为2，且无孤电子对，所以HCN分子的空间构型为直线形。

（2）甲醛为平面形分子，由于C===O与C—H之间的排斥作用大于2个C—H之间的排斥作用，所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。

SnBr2分子中，Sn原子的价电子对数目是

＝3，成键电子对数＝2，孤电子对数＝1，由于孤电子对与SnBr键的排斥作用大于SnBr键之间的排斥作用，故键角＜120°。

PCl3分子中，P的价层电子对数为

×（5＋3）＝4，含有1对孤电子对，由于孤电子对与P—Cl键的排斥作用大于P—Cl键间的排斥作用，所以Cl—P—Cl的键角小于109.5°。

答案　

（1）平面三角形　V形　直线形　V形　平面三角形　直线形　

（2）①＜　②＜　③＜