高中鲁科版 (2019)第1节 原子结构模型精品复习练习题

阶段重点突破练(三)

一、单项选择题

1．在分子中，4个碳原子从左到右依次采用的杂化方式为(　　)

A．sp　sp2　sp3　sp3

B．sp3　sp2　sp　sp

C．sp3　sp　sp2　sp2

D．sp2　sp　sp　sp3

答案　B

解析　甲基碳原子采取sp3杂化，双键碳原子采取sp2杂化，三键碳原子采取sp杂化。

2．某有机物由H、C、O三种元素组成，其球棍模型结构如图：

下列关于该有机物的叙述正确的是(　　)

A．该有机物中发生sp2杂化的碳原子有7个

B．该有机物不含sp2杂化的碳原子

C．分子中含有5个π键

D．构成环的所有碳原子可能在同一个平面上

答案　D

解析　该有机物中共有10个碳原子，苯环上的碳原子及连有双键的9个碳原子是sp2杂化，甲基中的碳原子是sp3杂化，A、B不正确；分子中碳碳双键和碳氧双键中均含1个π键，苯环形成1个大π键，故分子中含有3个π键，C不正确；构成环的所有碳原子形成苯环，在同一个平面上，D正确。

3．NF3分子中的中心原子采取sp3杂化，下列有关叙述正确的是(　　)

A．NF3分子的空间结构为三角锥形

B．NF3分子的空间结构为平面三角形

C．NF3分子的N—F键的夹角与CH4分子中的C—H键的夹角相等

D．NF3分子是非极性分子

答案　A

解析　N原子以sp3杂化形成四个杂化轨道，其中一个轨道已填入孤电子对，另外三个则与F原子的p轨道电子形成共价键，所以NF3为三角锥形，由于孤电子对对成键电子的排斥作用导致N—F键的键角小于CH4分子中的C—H键的键角。

4．形成下列分子时，一个原子用sp3杂化轨道和另一个原子的p轨道成键的是(　　)

A．BF3  B．CCl4  C．NH3  D．H2O

答案　B

解析　BF3分子中B原子的杂化方式是sp2，A错误；NH3以N为中心原子的sp3杂化轨道和H的s轨道成键，C错误；H2O以O为中心原子的sp3杂化轨道和H的s轨道成键，D错误。

5．已知Zn2＋的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道，那么[ZnCl4]2－的空间结构为(　　)

A．直线形   B．平面正方形

C．正四面体形   D．正八面体形

答案　C

解析　根据杂化轨道理论知，Zn2＋的4s轨道和4p轨道形成的sp3杂化轨道为正四面体形，Zn2＋再结合4个Cl－形成[ZnCl4]2－，其中Zn2＋的孤电子对数为0，所以[ZnCl4]2－的空间结构为正四面体形。

6．原子个数和价电子数都相等的微粒叫等电子体，下列微粒组是等电子体的是(　　)

A．N2O4和NO2   B．NaCl和MgCl2

C．NO和O2   D．SO和PO

答案　D

解析　A项，N2O4含有6个原子，而NO2含有3个原子，原子个数就不同，故不互为等电子体；B项，NaCl和MgCl2属于离子化合物；C项，NO和O2原子总数相同，但价电子数分别为11和12，故不互为等电子体；D项，SO和PO均有5个原子，价电子数均为32，互为等电子体，正确。

7．根据等电子原理判断，下列各组物质分子空间结构相似的是(　　)

A．SO2与O3   B．CO2与NO2

C．CS2与NO2   D．PCl3与BF3

答案　A

解析　只有A项中两种分子是等电子体，空间结构相似。

二、不定项选择题

8．(2019·安徽砀山第二中学月考)利用价电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的空间结构，也可推测键角的大小，下列判断正确的是(　　)

A．CS2是直线形分子

B．SnBr2的键角大于120°

C．BF3是三角锥形分子

D．NH的键角等于109°28′

答案　AD

解析　CS2的中心原子的价电子对数＝2＋(4－2×2)÷2＝2，不含孤电子对，CS2为直线形，A项正确；SnBr2的中心原子的价电子对数＝2＋(4－2×1)÷2＝3，含有一个孤电子对，SnBr2为V形，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以SnBr2的键角小于120°，B项错误；BF3的中心原子的价电子对数＝3＋(3－3×1)÷2＝3，BF3为平面三角形，C项错误；NH的中心原子的价电子对数＝4＋(5－1×4－1)÷2＝4，NH为正四面体形，NH的键角等于109°28′，D项正确。

9．下列分子或离子中，中心原子价电子对的空间结构为四面体且分子或离子空间结构为V形的是(　　)

A．CH4  B．CO2  C．NO  D．H2O

答案　D

解析　结合中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)，其中a为中心原子的价电子数(主族元素就是最外层电子数)，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，可得下表：

10.下列对二氧化硫与二氧化碳的说法中正确的是(　　)

A．都是直线形结构

B．中心原子都采取sp杂化

C．硫原子和碳原子上都没有孤电子对

D．SO2为V形结构，CO2为直线形结构

答案　D

解析　根据价电子对互斥理论可知，SO2分子中S原子价电子对数为3，孤电子对数为1，采取sp2杂化，空间结构为V形；CO2分子中C原子价电子对数为2，孤电子对数为0，采取sp杂化，空间结构为直线形。

三、非选择题

11.臭氧(O3)能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的环境。O3分子的结构如图所示：呈V形，键角为116.5°，三个氧原子以一个氧原子为中心，与另外两个氧原子分别构成一个非极性共价键；中间氧原子提供2个电子，旁边两个氧原子提供一个电子，构成一个特殊的化学键(虚线内部分)，分子中三个氧原子均等地享有这4个电子。请回答：

(1)题中非极性共价键是__________键，特殊的化学键是________键。

(2)臭氧与氧气的关系是________。

(3)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是________。

A．H2O  B．CO2  C．SO2  D．BeCl2

(4)分子中某一原子有一对没有跟其他原子共用的电子叫孤电子对。那么，O3分子中有________对孤电子对。

答案　(1)σ　π　(2)同素异形体　(3)C　(4)5

解析　(1)由题意可知，中心氧原子以2个σ键和1个π键与周围2个氧原子连接。

(2)O2和O3互为同素异形体。

(3)H2O分子中氧原子采用sp3杂化方式；CO2中碳原子采用sp杂化方式；BeCl2中Be原子采用sp杂化方式；SO2与O3为等电子体，所以SO2和O3结构最相似。

12．(1)[2018·全国卷Ⅰ，35(3)节选]LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是________、中心原子的杂化形式为________。

(2)[2018·全国卷Ⅱ，35(2)]根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是__________________。

(3)[2018·全国卷Ⅱ，35(4)]气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为________形，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。

(4)[2013·福建理综，31(3)节选]BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：H2O…，R中阳离子的空间结构为________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化。

答案　(1)正四面体形　sp3　(2)H2S　(3)平面三角　2　sp3　(4)三角锥形　sp3

解析　(1)[AlH4]－的中心原子Al的价电子对数为4＋＝4，故Al采用sp3杂化，[AlH4]－呈正四面体结构。(2)价电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，H2S中S的成键电子对数为2，孤电子对数为＝2，故价电子对数为4，同理，SO2中S的价电子对数为2＋＝3，SO3中S的价电子对数为3＋＝3，H2S中S的价电子对数不同于SO2、SO3。(3)气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的空间结构为平面三角形，S和O之间形成3个σ键和1个4中心6电子的大π键。固态SO3为三聚分子，分子中每个S与4个O成键，S无孤电子对，故S原子的杂化轨道类型为sp3。(4)R的阳离子为H3O＋，其中O原子形成3个σ键，且含有1对未成键的孤电子对，则O原子采取sp3杂化，从而可知H3O＋的空间结构为三角锥形。R的阴离子为，其中B原子形成4个σ键，不含孤电子对，则B原子采取sp3杂化。

13．等电子体的结构相似、物理性质相近，如N2和CO互为等电子体。部分等电子体类型、代表物质及对应的空间结构如表所示。

请回答下列问题：

(1)写出下列离子的空间结构：

BrO________________，CO________________，ClO________________。

(2)由第2周期元素原子构成，与F2互为等电子体的离子有________。

(3)SF6的空间结构如图1所示，请再按照图1的表示方法在图2中表示出OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单健。

答案　(1)三角锥形　平面三角形　正四面体形

(2)O

(3)

解析　(1)分别从表格中找出各离子的等电子体，从而确定它们的空间结构。(2)根据等电子体的条件可知，O与F2互为等电子体。(3)OSF4与表中的PCl5互为等电子体，为三角双锥形结构，分子中只含有1个氧原子，结合“已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键”分析O、S、F原子的空间位置。

14．A、B、C、D为四种短周期元素，A元素的原子最外层电子排布式为ms1，B元素的原子价电子排布式为ns2np2，C元素位于第2周期且原子中p轨道与s轨道电子总数相等，D元素原子的M电子层的p轨道中有3个未成对电子。

(1)若A为非金属元素，则A与D形成的简单化合物的分子式为__________________，中心原子的杂化类型为________________，分子的空间结构是________。

(2)若n＝2，则B的氢化物B2H4的结构式为____________________，B的杂化类型为________，B2H4分子中含有的键是________(填“σ键”“π键”或“σ键和π键”)。

(3)C和氢形成的一种阳离子含有10个电子，该离子的价电子对互斥模型为________，空间结构为________________，中心原子的孤电子对数为____。

答案　(1)PH3　sp3杂化　三角锥形

(2)　sp2杂化　σ键和π键

(3)四面体形　三角锥形　1

解析　根据已知信息可知，A为第ⅠA族元素，B为第ⅣA族元素，C为O元素，D为P元素。(1)若A为非金属元素，则A为H元素，H与P形成的简单化合物的分子式为PH3，中心原子P的价电子对数为＝4，为sp3杂化，分子的空间结构为三角锥形。(2)由n＝2可确定B为C元素，C2H4的结构式为，C原子的杂化类型为sp2杂化，分子中含有σ键和π键。(3)O与H形成的含有10个电子的阳离子为H3O＋，价电子对数为＝4，该离子的价电子对互斥模型为四面体形，空间结构为三角锥形，中心原子有1对孤电子对。