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1、1第二章第二章 第二节第二节 第第 1 1 课时课时 分子空间结构与价层电子对互斥理论分子空间结构与价层电子对互斥理论基 础 巩 固 一、选择题1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( C )ANH为正四面体 BCS2为直线形 4CHCN 为 V 形 DPCl3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 4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。2下列分子中，各原子均处于同一平面上的是( D )ANH3 BCCl4CPCl3 DCH2O
2、解析：由价层电子对互斥理论可知：A、C 为三角锥形，B 为正四面体形，D 为平面三角形。3下列分子或离子中中心原子未用来成键的电子对最多的是( C )ANH BNH3 4CH2O DBCl3解析：NH中各原子的最外层电子全部参与成键，NH3中 N 原子的最外层上有 1 对电 4子未参与成键，H2O 中 O 原子上有 2 对电子未参与成键，BCl3的中心原子为 B 原子，其外层电子全部参与成键。4三氯化氮(NCl3)常温下是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl3说法中正确的是( C )A分子中 NCl 键是非极性键B分子中不存在孤对电子C它的沸点比 PCl3沸点低D因 NCl 键
3、键能大，所以 NCl3的沸点高解析：NCl3分子中中心原子 N 和氯原子间形成三个 极性键，N 原子的周围仍然存在一对孤对电子；共价化合物的熔沸点是由分子间作用力决定的，而分子间作用力的大小又由相对分子质量决定，所以 NCl3的熔沸点较低。5下列分子或离子中，VSEPR 模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是( B )ACO2 BH2OCCO DCCl423解析：ACO2分子中每个 O 原子和 C 原子形成两个共用电子对，所以 C 原子价层电子对个数是 2，且不含孤电子对，为直线形结构，VSEPR 模型与分子立体结构模型一致，故 A2不选；B水分子中价层电子对个数2 (621)4，VSE
4、PR 模型为正四面体结构；含1 2有 2 个孤电子对，略去孤电子对后，实际上其空间构型是 V 型，VSEPR 模型与分子立体结构模型不一致，故 B 选；CCO的中心原子 C 原子上含有 3 个 键，中心原子上的孤电子对数23 (4223)0，所以 CO的空间构型是平面三角形，VSEPR 模型与分子立体结构1 223模型一致，故 C 不选；DCCl4分子中中心原子 C 原子价层电子对个数 键个数孤电子对个数4 (414)4，VSEPR 模型为正四面体结构，中心原子不含有孤电子对，分子构型1 2为正四面体结构，VSEPR 模型与分子立体结构模型一致，故 D 不选；故选 B。6下列分子的结构中，原子
5、的最外层电子不都满足 8 电子稳定结构的是( D )ACO2 BPCl3CCCl4 DBF3解析：由各种物质的电子式：，这三种物质中各原子最外层都满足 8 电子稳定结构，中 B 原子最外层未满 8 电子稳定结构。7能说明 CH4分子的 5 个原子不在同一平面而为正四面体结构的是( D )两个键之间夹角为 10928 CH 键为极性共价键4 个 CH 键的键能、键长相同 二氯甲烷没有同分异构体A BC D解析：CH4分子的空间结构由两个键之间的夹角决定，只有为正四面体结构，C 位于正四面体中心，才有键角为 10928。分子的空间构型与共价键的极性无关；同样二氯甲烷没有同分异构体也说明了 CH4分
6、子为正四面体结构，如果为平面结构，则二氯甲烷就存在两种构型：3；C 项中因为同为 CH 键，不论分子构型如何，它们的键能、键长都相等。8下列物质中，化学键类型和分子立体构型皆相同的是( B )ACO2和 SO2 BCH4和 SiH4CBF3和 PH3 DHCl 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、BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，CH4和 SiH4均为正四面体形。二、非选择题9(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_OH_、_NH_、_H3O_、_NH_。 4 2(2)写出具有 18 个电子的无机化合物的化学式
7、_H2S_、_PH3_、_SiH4_、_HCl_。(3)在(1)(2)题涉及的粒子中，空间构型为正四面体形的有_NH、SiH4_；为三角 4锥形的有_H3O、PH3_。解析：(1)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，则有 NH、H3O、NH、OH。 4 2(2)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。(3)由等电子体原理分析可知，SiH4、NH为正四面体形，PH3、H3
8、O为三角锥形。 410(1)利用 VSEPR 推断分子或离子的空间构型。PO_四面体形_；CS2_直线形_；AlBr3(共价分子)_平面三角形_。34(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粒子的球棍模型，写出相应的化学式：_CH_； _CH_。 3 3(3)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_BF3_，三角锥形分子_NF3_，四面体形分子_CF4_。(4)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
9、类：一类是_中心原子上的价电子都用于形成共价键_；另一类是_中心原子上有孤对电子_。BF3和 NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是_B_，NF3的中心原子是_N_；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4_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_。解析：PO是 AB4型，成键电子对是 4，为四面体形。CS2是 AB2型，成键电子对是342，是直线形。AlBr3是 AB3型，成键电子对
10、是 3，是平面三角形。AB3型分子，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。第二 3 3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。能 力 提 升 一、选择题1下列分子或离子中，不含孤电子对的是( D )AH2O BH3OCNH3 DNH 4解析：分别写出其电子式，即可得出答案。 2SF6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( C )A电负性：SFBSF6分子是正四面体结构CSF6分子中硫原子周围无孤对电子D氟原子的电子排布图(轨道表示式)为 解析
11、：F 电负性最大，A 项错误；SF6分子中硫原子有 6 对价层电子对，不是正四面体形结构，B 项错误；D 项违背泡利原理，错误。3下列对应关系不正确的是( B )选项ABCD中心原子所在族AAAA分子通式AB4AB3AB2AB2立体结构正四面体形平面三角形直线形形解析：当中心原子在A 族时，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在A 族时，AB4分子是正四面体形，当中心原子在A 族时，AB2分子是直线形，当中心原子在A 族时，AB2分子是形。4下列分子构型为正四面体的是( C )P4 NH3 CCl4 CH4 H2S CO2A B5C D解析：NH3是三角锥形、H2S 是 V 形、CO2是直线形，
12、故选 C。5氯的含氧酸根离子有 ClO、ClO、ClO、ClO等，关于，它们的说法中不正 2 3 4确的是( B )AClO中 Cl 显1 价BClO的空间构型为直线形 2CClO的空间构型为三角锥形 3DClO是 SO的等电子体 424解析：ClO空间构型为 V 形。 26用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( C )ASO2、CS2、HI 都是直线形分子BBF3键角为 120，SnBr2键角大于 120CCOCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子DPCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子7能说明 AB3分子构型是
13、平面正三角形而不是四面体的依据是( C )A共价键键长相同 B共价键键能相同C共价键键角为 120 D共价键有极性解析：在 AB3分子中三个 AB 键是完全相同的，因此键长、键能和极性键都不能作为AB3分子是平面正三角形的依据。只有当其键角为 120时，AB3中四个原子才能共面，且三个 B 原子处于正三角形的三个顶点。二、非选择题8D、E、X、Y、Z 是元素周期表中的前 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、三角锥形、正四面体、V 形、直线形。回答下列问题：(1)Y 的最高价氧化物的化学式为_SO3_。(2)上述五种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素
14、是_Cl_，写出该元素的任意三种含氧酸的化学式：_HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写 3 种酸)_。(3)D 和 Y 形成的化合物，其分子的空间构型为_直线形_。(4)D 和 X 形成的化合物，其化学键类型属于_共价键_。(5)金属镁和 E 的单质在高温下反应得到的产物是_Mg3N2_，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是 Mg3N28H2O=3Mg(OH)22NH3H2O 。解析：元素周期表前 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
15、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。(1)S 位于第 3 周期A 族，最高正价为6，即其最高价氧化物为 SO3。6(2)在 C、N、Si、S、Cl 中，形成酸性最强的含氧酸为 HClO4，氯元素位于第 3 周期A 族，其正价有1、3、5、7，故其含氧酸为 HClO、HClO2、HClO3、HClO4。(3)C 与 S 形成化合物 CS2，其空间构型应与 CO2类似，故为直线形。(4)C 与 Si 形成共价化合物 SiC；(5)Mg 在 N2中高温条件下形成 Mg3N2，其与水反应生成 Mg(OH)2和 NH3H2O。9价层电子对互斥理
16、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：.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)，(nm)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；.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；.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：.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；.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；.X 原子得电子能力越弱，AX
17、 形成的共用电子对之间的斥力越强；.其他。请仔细阅读上述材料，回答下列问题：(1)根据要点可以画出 AXnEm的 VSEPR 理想模型，请填写下表：nm24VSEPR 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_10928_(2)请用 VSEPR 模型解释 CO2为直线形分子的原因：_CO2属 AX2E0，nm2，故为直线形_；(3)H2O 分子的立体构型为_V 形_，请你预测水分子中HOH 的大小范围并解释原因：_水分子属 AX2E2，nm4，VSEPR 理想模型为正四面体形，价层电子对之间的夹角均为 10928。根据中的，应有HOH10928_；(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：分子或离子SnCl2CCl4ClO 4立体构型_V 形_正四面体形_正四面体形_解析：AXnEm中 nm2 时，最理想的模型是直线形，键角是 180；若是正四面体， nm4；CO2属 AX2E0，nm2，故为直线形。水分子属 AX2E2，nm4，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10928。