1、第一单元分子的空间结构第1课时分子的空间结构模型课后训练巩固提升基础巩固1.甲酸分子(HCOOH)中碳原子的价电子对数为()。A.1B.2C.3D.4答案：C解析：甲酸分子中,碳原子形成3个键,故价电子对数为3,C项正确。2.如图是乙烯分子的空间填充模型,对乙烯分子中的化学键分析正确的是()。A.sp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键B.sp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键C.C、H之间是sp2杂化轨道形成的键,C、C之间是未能参加杂化的2p轨道形成的键D.C、C之间是sp2杂化轨道形成的键,C、H之间是未能参加杂化的2p轨道形成的键答案：A解析：乙烯分子中存在4个CH键和1个C
2、C键,C原子上的孤电子对数为0,键电子对数为3,则C原子采取sp2杂化,C、H之间是sp2杂化轨道形成的键,C、C之间有1个是sp2杂化轨道形成的键,还有1个是未参加杂化的2p轨道形成的键。3.(双选)下列有关二氯化锡(SnCl2)分子的说法正确的是()。A.有一个键、一个键B.是直线形分子C.中心原子Sn是sp2杂化D.键角小于120答案：CD解析：氯原子只能形成单键,而单键只能是键,A项错误;由于中心原子Sn形成了两个键,还有一对孤电子对,故Sn是sp2杂化,SnCl2为V形结构,受孤电子对的影响,键角小于120,B项错误,C、D项正确。4.硒(Se)是第A族元素,则SeS3分子的空间结构
3、是()。A.正四面体型B.V形C.三角锥型D.平面三角形答案：D解析：SeS3中的Se呈+6价,Se原子的价电子对全部用于形成共价键,Se周围有3个硫原子,故其分子的空间结构为平面三角形,D项正确。5.下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是()。A.CH4、CS2、BF3B.CO2、H2O、NH3C.C2H4、C2H2、C6H6D.CCl4、BeCl2、PH3答案：C解析：题中的CH4和CCl4为正四面体型分子,NH3和PH3为三角锥型分子,这几种分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子,C2H4为平面形分子,C6H6为平面正六边形分子,这些分
4、子中的所有原子都处于同一平面,C项符合题意。6.H2O2的结构式为HOOH,下列有关H2O2的说法正确的是()。A.是直线形分子B.是三角锥型分子C.氧原子有1对孤电子对D.氧原子的价电子对数为4答案：D解析：H2O2中的每个氧原子有6个价电子,形成了2个键,故还有4个电子没有成键,孤电子对数为2,价电子对数为4,C项错误,D项正确;以氧原子为中心的三个原子呈V形结构,H2O2中相当于有两个V形结构,故不可能是直线形或三角锥型分子,A、B项错误。7.(双选)SF6是一种无色气体,且具有很强的稳定性,可用于灭火。下列有关说法中正确的是()。A.电负性:S7。G分子中X原子的杂化轨道类型是。(5)
5、S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示,S原子采用的轨道杂化方式是。答案：(1)sp3、sp2(2)sp2(3)三角锥型sp3(4)sp3(5)sp3解析：(1)CH3COOH分子中,CH3和COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。(2)上的碳原子形成3个键和1个键,是sp2杂化。(3)阳离子是H3O+,呈三角锥型;阴离子中,硼原子形成4个键(含1个配位键),采用sp3杂化。(4)G是NH3分子,N原子采取sp3杂化。(5)每个硫原子均形成2个SS键,还有2对孤电子对,杂化方式为sp3。10.请回答下列问题。(1)利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构:SeO3;
6、SCl2;NO2+;NO2-;HCN。(2)利用价电子对互斥模型推断键角的大小:甲醛分子中HCH的键角(填“”“”或“=”,下同)120;SnBr2分子中BrSnBr的键角120;PCl3分子中,ClPCl的键角10928。答案：(1)平面三角形V形直线形V形直线形(2)解析：(1)SeO3中,Se的价电子对数为12(6+0)=3,孤电子对数为0,SeO3为平面三角形;SCl2中,S的价电子对数为12(6+2)=4,孤电子对数为2,SCl2为V形;NO2+中,N的价电子对数为12(5-1)=2,孤电子对数为0,NO2+为直线形;NO2-中,N的价电子对数为12(5+1)=3,孤电子对数为1,N
7、O2-为V形;HCN分子的结构式为HCN,含有1个CN键,看作1个键电子对,1个CH键为1个键电子对,故C原子的价电子对数为2,且无孤电子对,所以HCN分子的空间结构为直线形。(2)甲醛为平面形分子,由于CO键与CH键之间的排斥作用大于2个CH键之间的排斥作用,所以甲醛分子中CH键与CH键的夹角小于120。SnBr2分子中,Sn原子的价电子对数是4+22=3,成键电子对数为2,孤电子对数为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NH2-NH3答案：CD解析：NH4+、NH3、NH2-含有的电子数均为10,A项正确;NH4+、NH3、NH2-三种微粒中氮原子的杂
8、化方式均为sp3杂化,B项正确;NH4+的空间结构为正四面体型,NH3为三角锥型,NH2-为V形,C项错误;NH4+、NH3、NH2-三种微粒的键角大小关系为NH4+NH3NH2-,D项错误。2.(双选)化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图所示:下列说法正确的是()。A.碳、氮原子的杂化类型相同B.氮原子与碳原子分别为sp3杂化与sp2杂化C.1 mol A分子中所含键的数目为10NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)D.编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子不在同一平面内答案：BD解析：A分子中碳、氮原子各形成了3个键,氮原子有1对孤电子对而碳原子没有,故氮原子是sp3杂化而碳原子是s
9、p2杂化,A项错误,B项正确;1个A分子中有1个碳氧双键,故1个A分子中有12对共用电子对、11个键,C项错误;氮原子为sp3杂化,相应的四个原子形成的是三角锥型结构,不可能共平面,D项正确。3.1919年,美国物理化学家朗缪尔提出等电子原理:原子总数相同、价电子总数相同的分子,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,仅由第二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粒子,只要其原子总数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称等电子体,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NO2-
10、互为等电子体的分子有、。答案：(1)N2COCO2N2O(2)SO2O3解析：(1)仅由第二周期元素组成的共价分子,即C、N、O、F组成的共价分子中,N2与CO均有10个价电子,CO2与N2O均有16个价电子。(2)依题意,只要原子总数相同,各原子最外层电子数之和也相同,可互称等电子体,NO2-为三原子粒子,各原子最外层电子数之和为5+62+1=18,SO2、O3也为三原子粒子,各原子最外层电子数之和为63=18。4.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结构依次是正四面体型、三角锥型、正四面体型、V形、直线形。回答下列问题。(1)Z的氢化物的结构式为,H
11、ZO分子中中心原子价电子对数的计算式为,该分子的空间结构为。(2)Y的外围电子排布式为,Y的最高价氧化物的价电子分布的几何构型为。(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的最简单氢化物分子的空间结构分别是正四面体型与三角锥型,这是因为(填字母)。a.两种分子的中心原子的价电子对数不同b.D、E的非金属性不同c.E的氢化物分子中中心原子上有一对孤电子对,而D的氢化物分子中中心原子上没有答案：(1)HCl6+1+12V形(2)3s23p4平面三角形(3)SiCl410928(4)c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
12、心原子,价电子对数=6+1+12=4,所以HClO分子的空间结构为V形。SO3中硫原子的价电子对数为3,价电子分布的几何构型为平面三角形。SiCl4是正四面体型结构,键角为10928。CH4、NH3的中心原子的价电子对数均为4,分子的空间结构不同的根本原因是NH3分子中中心原子上有孤电子对,而CH4分子中中心原子上没有,分子的空间结构与元素的非金属性强弱无关。5.氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式为,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为。(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为,羰基碳原子的杂化轨道类型为。(3)查文献可知,可用2-氯-4-氨
13、基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲:+,反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂个键,断裂个键。(设NA表示阿伏加德罗常数的值)(4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因:。H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是,中心原子的杂化类型分别是。答案：(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)NANA(4)HO键的键能大于HN键的键能V形、三角锥型、直线形sp3、sp3、sp解析：(1)氯元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p5,所以未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知,有2
14、个氮原子均形成3个单键,孤电子对数为1,属于sp3杂化;剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键,孤电子对数为1,是sp2杂化;羰基碳原子形成2个单键和1个双键,为sp2杂化。(3)由于键比键更稳定,根据反应的化学方程式可以看出,断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中NC键中的键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的NH键。(4)O、N属于同周期元素,O的原子半径小于N,HO键的键能大于HN键的键能,所以H2O分子比NH3分子稳定。H2O分子中O原子的价电子对数=6+122=4,孤电子对数为2,所以H2O为V形结构,O原子采用sp3杂化;NH3分子中N原子的价电子对数=5+132=4,孤电子对数为1,所以NH3为三角锥型结构,N原子采用sp3杂化;CO2分子中C原子的价电子对数=42=2,不含孤电子对,所以CO2是直线形结构,C原子采用sp杂化。
