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高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 配合物的形成和应用综合训练题
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这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 配合物的形成和应用综合训练题，共11页。
[基础过关练]
1．根据价层电子对互斥理论，中心原子杂化轨道类型为sp2的微粒为( )
A．CH3ClB．SOeq \\al(2－,3)
C．NF3D．COeq \\al(2－,3)
D [CH3Cl中C形成4个σ键，孤电子对数＝eq \f(1,2)×(4－4×1)＝0，价层电子对个数＝4＋0＝4，中心C原子为sp3杂化，A错误；SOeq \\al(2－,3)中的S形成3个σ 键，孤电子对数＝eq \f(1,2)×(6＋2－2×3)＝1，价层电子对个数＝3＋1＝4，则中心原子S杂化类型是sp3，B错误；NF3分子中N形成3个σ键，孤电子对数＝ eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，价层电子对个数＝3＋1＝4，中心原子N原子杂化类型分别为sp3，C错误；COeq \\al(2－,3)中C形成3个σ键，孤电子对数＝eq \f(1,2)×(4＋2－3×2)＝0，价层电子对个数＝3＋0＝3，中心原子C原子杂化类型分别为sp2，D正确。]
2．二氧化硫虽然是形成酸雨的主要物质，但对食品有漂白和防腐作用，使用二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果，也是制取硫酸重要的原料气；实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取少量二氧化硫；已知二氧化硫与氧气反应的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH＝－197 kJ/ml。下列有关二氧化硫的说法正确的是( )
A．SO3的空间结构为平面三角形
B．SO2与H2O能形成分子间氢键
C．SO2的水溶液不能导电
D．SO2制取SO3利用了SO2的氧化性
A [SO3价层电子对数为3＋0＝3，其空间结构为平面三角形，故A正确；SO2与H2O不能形成分子间氢键，分子间氢键必须是电负性大的原子与氢连接的氢与另外一个电负性大的原子，故B错误；SO2的水溶液生成亚硫酸，亚硫酸电离出氢离子和亚硫酸氢根离子，因此能导电，故C错误；SO2制取SO3，化合价升高，失去电子，利用了SO2的还原性，故D错误。]
3．多巴胺是一种抗休克的药物，其合成路线中的前两步反应如图。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A．甲分子中碳原子轨道杂化类型只有sp2
B．乙物质中不存在分子间氢键
C．丙分子中所有的碳原子可能共平面
D．乙、丙分子可用FeCl3溶液鉴别
C [苯环、醛基碳原子为sp2杂化，甲基的C为sp3杂化，故A错误；乙物质中N和H之间可以形成分子间氢键，故B错误；苯环的碳原子在同一平面上，双键两端在同一平面，甲氧基相当于取代苯环上的氢原子，分子中所有的碳原子可能共平面，故C正确；乙、丙均含有酚羟基，均能与FeCl3溶液发生显色反应，故D错误。]
4．有机化学试剂氨基氰(如图所示)常用于制备磺胺类药物、抗癌药等。下列有关氨基氰说法不正确的是( )
A．键长：C—N大于C≡N
B．分子中所有原子不共面
C．氨基氰的水溶性较好
D．碳为 sp 杂化，氨基氮为sp2 杂化
D [C—N为单键，C≡N为三键，结合更加牢固，键长则更短，故键长：C—N大于C≡N，故A正确；氨基氰分子中氨基氮原子与周围的两个H原子和一个C原子，构成三角锥型，则分子中所有原子不共面，故B正确；氨基氰中含有氨基，氨基是亲水基团，其水溶性较好，故C正确；氨基氰中碳原子价电子对数为2＋eq \f(4－1×1－1×3,2)＝2，为sp杂化，氨基氮中氮原子价电子对数为3＋eq \f(5－1×1－1×1－1×1,2)＝4，为 sp3 杂化，故D错误。]
5．H＋是“裸露”的质子，半径很小，H2O易吸引H＋生成水合氢离子(H3O＋)。下列对上述过程的描述不合理的是( )
A．氧原子的杂化类型未发生改变
B．H2O与H3O＋的价层电子对数未发生改变
C．H2O与H3O＋的电子总数未发生改变
D．H—O—H的键角未发生改变
D [H2O的价层电子对数为2＋2＝4，杂化类型sp3，分子构型为V形；H3O＋的价层电子对数为3＋1＝4，杂化类型sp3，分子构型为三角锥型。O原子为中心原子，其杂化类型都是sp3杂化，A不符合题意；价层电子对数都为4，B不符合题意；H＋是“裸露”的质子，核外无电子，故H2O与H3O＋的电子总数未发生改变，C不符合题意；H2O分子构型为V形，H3O＋分子构型为三角锥型，故键角不同，D符合题意。]
6．下列微粒中，与SO3空间结构最相似的是( )
A．BF3B．SOeq \\al(2－,3)
C．NH3D．CH2O
A [利用价层电子对互斥理论可知SO3的中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(6－2×3,2)＝3对，无孤电子对，所以SO3空间结构为平面三角形。BF3的中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(3－1×3,2)＝3对，无孤电子对，所以BF3的空间结构为平面三角形，故A正确；SOeq \\al(2－,3)的中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(6＋2－2×3,2)＝4对，有一个孤电子对，空间结构为三角锥型，故B错误；NH3的中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(5－1×3,2)＝4对，有一个孤电子对，空间结构为三角锥型，故C错误；CH2O中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(4－1×2－2,2)＝3对，无孤电子对，空间结构为平面三角形，但因为形成的三条键不完全一样，故与SO3空间结构不是最相似，故D错误。]
7．下列分子或离子中，价层电子对分布几何构型与分子或离子的空间结构名称不一致的是( )
A．CS2B．NF3
C．COeq \\al(2－,3)D．POeq \\al(3－,4)
B [当中心原子不存在孤电子对时，分子或离子的价层电子对分布几何构型与空间结构一致。CS2中C原子的孤电子对数＝eq \f(4－2×2,2)＝0，故A不选；NF3中N原子的孤电子对数＝eq \f(5－3×1,2)＝1，故B选；COeq \\al(2－,3)中C原子的孤电子对数＝eq \f(4＋2－3×2,2)＝0，故C不选；POeq \\al(3－,4)中P原子的孤电子对数＝eq \f(5＋3－4×2,2)＝0，故D不选。]
8．(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。
(2)AlHeq \\al(－,4)中，Al原子的轨道杂化方式为________；列举与AlHeq \\al(－,4)空间结构相同的一种粒子：_______________________________________________________。
(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为________，SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°(填“>”“＜”或“＝”)。
[解析] (1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，则其结构式应为，单键均为σ键，双键中有一个π键一个σ键，所以COCl2分子中σ键和π键的个数比为3∶1；中心C原子的价层电子对数为3＋eq \f(4－1×2－2,2)＝3，所以杂化方式为sp2。
(2)AlHeq \\al(－ ,4)中，Al原子的孤电子对数为eq \f(3＋1－1×4,2)＝0，杂化轨道数目＝4＋0＝4，Al原子杂化方式为sp3，互为等电子体的微粒空间结构相同，与AlHeq \\al(－,4)空间结构相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NHeq \\al(＋,4)。
(3)SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数＝2＋eq \f(4－2×1,2)＝3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对排斥作用较大，所以其键角小于120°。
[答案] (1)3∶1 sp2 (2)sp3 CH4、NHeq \\al(＋,4) (3)sp2 ＜
9．(1)H2S的键角________H2Se的键角(填“＞”“＜”“＝”)。
(2)甲醇(CH3OH)在Cu催化作用下被氧化成甲醛(HCHO)。甲醛分子内σ键与π键个数之比为___________________________________________________。
甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。
(3)根据等电子体原理判断Neq \\al(－,3)空间结构为________。
(4)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO3)2，ClOeq \\al(－,3)中心原子的杂化形式为________、空间结构是________。
[解析] (1)S的电负性强于Se，且S的原子半径小于Se，使得成键电子对之间的斥力增大，即键角增大，因此H2S的键角大于H2Se。
(2)甲醛的结构式为，甲醛中σ键与π键个数之比为3∶1；甲醇中碳原子的杂化方式为sp3，分子构型为四面体形，分子内O—C—H键角接近109°28′，甲醛中碳原子杂化方式为sp2，分子构型为平面三角形，分子内O—C—H键角接近120°，得出甲醇分子内的O—C—H键角小于甲醛分子内的O—C—H键角。
(3)Neq \\al(－,3)与CO2互为等电子体，CO2为直线形，Neq \\al(－,3)空间结构也为直线形。
(4)ClOeq \\al(－,3)中心原子氯原子有3个σ键，孤电子对数为eq \f(7＋1－3×2,2)＝1，即氯原子的杂化类型为sp3；空间结构为三角锥型。
[答案] (1)＞ (2)3∶1 小于 (3)直线形 (4)sp3 三角锥型
[拓展培优练]
10．As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成AsCl3，AsCl3用LiAlH4还原生成AsH3，下列说法正确的是( )
A．AsCl3空间结构为平面正三角形
B．LiAlH4为共价化合物
C．As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3
D．AsH3分子键角大于109°28′
C [AsCl3中As原子上的孤电子对数为eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体型，略去VSEPR模型中中心原子上的孤电子对，则AsCl3空间结构为三角锥型，故A错误；LiAlH4由Li＋和AlHeq \\al(－,4)构成，属于离子化合物，故B错误；As2O3分子中As原子形成3个σ键，As原子上有1对孤电子对，故As原子的杂化方式为sp3，故C正确；AsH3中As原子上的孤电子对数为eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，由于孤电子对有较大的斥力，故 AsH3分子键角小于109°28′，故D错误。]
11．下列叙述中错误的是( )
A．气态SO3和SO2中心原子的孤电子对数目相等
B．某晶体不导电，熔融状态能导电，可以较充分说明该晶体是离子晶体
C．H2O分子与H＋结合成H3O＋，O原子的杂化类型未发生改变
D．SOeq \\al(2－,4)空间结构为正四面体型
A [通过公式计算中心原子的孤电子对数SO3eq \f(6－2×3,2)＝0，SO2eq \f(6－2×2,2)＝1，所以二者的孤电子对数目不相等，故A错误；离子晶体是电解质，晶体不能导电，但水溶液或熔融状态下能导电，因此，某晶体不导电，熔融状态能导电，可以较充分说明该晶体是离子晶体，故B正确；H2O分子与H＋结合成H3O＋，结合前后O原子的杂化类型都为sp3杂化，故C正确；SOeq \\al(2－,4)中心原子S提供6个电子，O不提供，得到两个电子，所以电子数为8，孤电子对数为4，空间结构为正四面体型，故D正确。]
12．根据价层电子对互斥理论判断，下列微粒中所有原子都在同一平面上的是( )
A．SO3和NOeq \\al(－,3)B．NH3和NOeq \\al(－,2)
C．BF3和CH4D．H2O和PCl3
A [SO3中心原子价层电子数为3，没有孤电子对，为平面三角形；NOeq \\al(－,3)中心原子价层电子数为3，没有孤电子对，为平面三角形，A正确；NH3为三角锥结构；NOeq \\al(－,2)中心原子价层电子数为3,1对孤电子对，为V型，B错误；BF3中心原子价层电子数为3，没有孤电子对，为平面三角形；CH4中心原子价层电子数为4，没有孤电子对，为正四面体，C错误；H2O中心原子价层电子数为4,2对孤电子对，为V型，PCl3中心原子价层电子数为3,1对孤电子对，三角锥结构，D错误。]
13．下列说法正确的是( )
A．凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构都是正四面体型
B．P4和CH4都是正四面体型分子且键角都为109°28′
C．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
D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
C [通过sp3杂化形成的中性分子，分子中价层电子对数是4，若不含孤电子对，如CH4或CF4，分子为正四面体结构；分子中价层电子对数是4，若含有一个孤电子对，如NH3或NF3，分子为三角锥型结构；分子中价层电子对数是4，若含有两个孤电子对，如H2O，分子为V形结构，故A错误；P4的空间结构为正四面体，体中心无原子，键角是60°，故B错误；NH3分子中N原子价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)(5－3×1)＝4，有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强，分子呈三角锥型，故C正确；AB3型的共价化合物，其中心原子A不一定采用sp3杂化轨道成键，如BF3中B原子价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)(3－3×1)＝3，B采用sp2杂化，故D错误。]
14．下列说法不正确的是( )
A．NHeq \\al(＋,4)与H3O＋中心原子的价层电子对数相同
B．BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同
C．SO2和O3互为等电子体，但两者具有不同的化学性质
D．ClOeq \\al(－,2)、ClOeq \\al(－,3)、ClOeq \\al(－,4)的氯原子都采取sp3杂化，离子中相邻两个Cl—O键间键角依次减小
D [NHeq \\al(＋,4)中中心N原子的孤电子对数为eq \f(5－1－4×1,2)＝0、价层电子对数为0＋4＝4；H3O＋中中心O原子的孤电子对数为eq \f(6－1－3×1,2)＝1、价层电子对数为1＋3＝4，故A不选； BF3中中心B原子上没有孤电子对、价层电子对数为0＋3＝3，属于sp2杂化；苯分子中碳原子上无孤电子对，价层电子对数为0＋3＝3，属于sp2杂化，故B不选；SO2和O3互为等电子体，价电子数都为18，具有相似的结构，但化学性质不同，二氧化硫以还原性为主，而臭氧具有氧化性，故C不选；ClOeq \\al(－,2)、ClOeq \\al(－,3)、ClOeq \\al(－,4)中价层电子对数都为4，所以都采用sp3杂化，且孤电子对数分别为2、1、0，则离子中相邻两个Cl—O键间键角依次增大，故D错误。]
15．现有下列微粒：①CH4；②CH2===CH2；③CH≡CH；④NH3；⑤NHeq \\al(＋,4)；⑥BF3；⑦P4；⑧H2O；⑨H2O2。填写下列空白(填序号)：
(1)空间结构为正四面体型的是______________________________________
________________________________________________________________。
(2)中心原子轨道为sp3杂化的是_____________________________________
________________________________________________________________，
为sp2杂化的是________，为sp杂化的是________。
(3)所有原子共平面(含共直线)的是___________________________________
________________________________________________________________，
共直线的是________________。
(4)互为等电子体的一组是________________。
[解析] ①CH4中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为正四面体型；②CH2===CH2中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以采取sp2杂化，空间结构为平面形；③CH≡CH中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋0＝2，所以采取sp杂化，空间结构为直线形；④NH3中N原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为三角锥型；⑤NHeq \\al( ＋ ,4)中N原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为正四面体型；⑥BF3中B原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以采取sp2杂化，空间结构为平面三角形；⑦P4中P原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为正四面体型；⑧H2O中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为V形；⑨H2O2中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为二面角结构，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上并有一定夹角。
[答案] (1)①⑤⑦ (2)①④⑤⑦⑧⑨ ②⑥ ③ (3)②③⑥⑧ ③ (4)①⑤
16．(1)利用价层电子对分布几何构型推断分子或离子的空间结构。
POeq \\al(3－,4)________；CS2________；BCl3________。
(2)有两种活性反应中间体粒子(带电荷)，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，写出相应的化学式并判断碳原子的杂化方式。
________、________。
________、________。
(3)BF3和NF3都是四原子分子，BF3的中心原子是________(填元素符号，下同)，NF3的中心原子是_______________________________________________；
BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥型，其原因是________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)POeq \\al(3－,4)属于AB4型，成键电子对数是4，孤电子对数为0，呈正四面体型；CS2属于AB2型，成键电子对数是2，孤电子对数为0，呈直线形；BCl3属于AB3型，成键电子对数是3，孤电子对数为0，呈平面三角形。
(2)对于AB3型分子，若中心原子无孤电子对，呈平面三角形；若有一对孤电子对，则呈三角锥型，所以题中两种模型表示的化学式及碳原子的杂化方式分别是CHeq \\al(＋,3)、sp2杂化，CHeq \\al(－,3)、sp3杂化。
(3)BF3分子的中心原子为B原子，其中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，无孤电子对，呈平面三角形；而NF3分子的中心原子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，形成三角锥型结构。
[答案] (1)正四面体型 直线形 平面三角形 (2)CHeq \\al(＋,3) sp2杂化 CHeq \\al(－,3) sp3杂化 (3)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，无孤电子对，呈平面三角形，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，形成三角锥型结构
17．砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料。回答下列问题：
(1)写出基态33As原子的核外电子排布式_____________________________
_______________________________________________________________。
(2)根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。
(3)AsCl3分子的空间结构为________，其中As的杂化轨道类型为________。
(4)GaAs的熔点为1 238 ℃，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________结合。
[解析] (1) As原子核外有33个电子，根据构造原理书写As原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。
(2)同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素，Ga位于第ⅢA族、As位于第ⅤA族，且二者位于同一周期，所以原子半径Ga>As，第一电离能Ga(3) AsCl3分子中As原子价层电子对数＝3＋eq \f(5－3×1,2)＝4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子的空间结构为三角锥型，As原子杂化方式为sp3。
(4) 该物质熔、沸点较高，且原子之间以共价键结合形成空间网状结构，共价晶体具有该物质特点，所以该物质是共价晶体，Ga和As以共价键结合。
[答案] (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 (2)> ＜ (3)三角锥型 sp3 (4)共价晶体 共价键
[基础过关练]
1．根据价层电子对互斥理论，中心原子杂化轨道类型为sp2的微粒为( )
A．CH3ClB．SOeq \\al(2－,3)
C．NF3D．COeq \\al(2－,3)
D [CH3Cl中C形成4个σ键，孤电子对数＝eq \f(1,2)×(4－4×1)＝0，价层电子对个数＝4＋0＝4，中心C原子为sp3杂化，A错误；SOeq \\al(2－,3)中的S形成3个σ 键，孤电子对数＝eq \f(1,2)×(6＋2－2×3)＝1，价层电子对个数＝3＋1＝4，则中心原子S杂化类型是sp3，B错误；NF3分子中N形成3个σ键，孤电子对数＝ eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，价层电子对个数＝3＋1＝4，中心原子N原子杂化类型分别为sp3，C错误；COeq \\al(2－,3)中C形成3个σ键，孤电子对数＝eq \f(1,2)×(4＋2－3×2)＝0，价层电子对个数＝3＋0＝3，中心原子C原子杂化类型分别为sp2，D正确。]
2．二氧化硫虽然是形成酸雨的主要物质，但对食品有漂白和防腐作用，使用二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果，也是制取硫酸重要的原料气；实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取少量二氧化硫；已知二氧化硫与氧气反应的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH＝－197 kJ/ml。下列有关二氧化硫的说法正确的是( )
A．SO3的空间结构为平面三角形
B．SO2与H2O能形成分子间氢键
C．SO2的水溶液不能导电
D．SO2制取SO3利用了SO2的氧化性
A [SO3价层电子对数为3＋0＝3，其空间结构为平面三角形，故A正确；SO2与H2O不能形成分子间氢键，分子间氢键必须是电负性大的原子与氢连接的氢与另外一个电负性大的原子，故B错误；SO2的水溶液生成亚硫酸，亚硫酸电离出氢离子和亚硫酸氢根离子，因此能导电，故C错误；SO2制取SO3，化合价升高，失去电子，利用了SO2的还原性，故D错误。]
3．多巴胺是一种抗休克的药物，其合成路线中的前两步反应如图。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A．甲分子中碳原子轨道杂化类型只有sp2
B．乙物质中不存在分子间氢键
C．丙分子中所有的碳原子可能共平面
D．乙、丙分子可用FeCl3溶液鉴别
C [苯环、醛基碳原子为sp2杂化，甲基的C为sp3杂化，故A错误；乙物质中N和H之间可以形成分子间氢键，故B错误；苯环的碳原子在同一平面上，双键两端在同一平面，甲氧基相当于取代苯环上的氢原子，分子中所有的碳原子可能共平面，故C正确；乙、丙均含有酚羟基，均能与FeCl3溶液发生显色反应，故D错误。]
4．有机化学试剂氨基氰(如图所示)常用于制备磺胺类药物、抗癌药等。下列有关氨基氰说法不正确的是( )
A．键长：C—N大于C≡N
B．分子中所有原子不共面
C．氨基氰的水溶性较好
D．碳为 sp 杂化，氨基氮为sp2 杂化
D [C—N为单键，C≡N为三键，结合更加牢固，键长则更短，故键长：C—N大于C≡N，故A正确；氨基氰分子中氨基氮原子与周围的两个H原子和一个C原子，构成三角锥型，则分子中所有原子不共面，故B正确；氨基氰中含有氨基，氨基是亲水基团，其水溶性较好，故C正确；氨基氰中碳原子价电子对数为2＋eq \f(4－1×1－1×3,2)＝2，为sp杂化，氨基氮中氮原子价电子对数为3＋eq \f(5－1×1－1×1－1×1,2)＝4，为 sp3 杂化，故D错误。]
5．H＋是“裸露”的质子，半径很小，H2O易吸引H＋生成水合氢离子(H3O＋)。下列对上述过程的描述不合理的是( )
A．氧原子的杂化类型未发生改变
B．H2O与H3O＋的价层电子对数未发生改变
C．H2O与H3O＋的电子总数未发生改变
D．H—O—H的键角未发生改变
D [H2O的价层电子对数为2＋2＝4，杂化类型sp3，分子构型为V形；H3O＋的价层电子对数为3＋1＝4，杂化类型sp3，分子构型为三角锥型。O原子为中心原子，其杂化类型都是sp3杂化，A不符合题意；价层电子对数都为4，B不符合题意；H＋是“裸露”的质子，核外无电子，故H2O与H3O＋的电子总数未发生改变，C不符合题意；H2O分子构型为V形，H3O＋分子构型为三角锥型，故键角不同，D符合题意。]
6．下列微粒中，与SO3空间结构最相似的是( )
A．BF3B．SOeq \\al(2－,3)
C．NH3D．CH2O
A [利用价层电子对互斥理论可知SO3的中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(6－2×3,2)＝3对，无孤电子对，所以SO3空间结构为平面三角形。BF3的中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(3－1×3,2)＝3对，无孤电子对，所以BF3的空间结构为平面三角形，故A正确；SOeq \\al(2－,3)的中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(6＋2－2×3,2)＝4对，有一个孤电子对，空间结构为三角锥型，故B错误；NH3的中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(5－1×3,2)＝4对，有一个孤电子对，空间结构为三角锥型，故C错误；CH2O中心原子价层电子对数＝3＋eq \f(4－1×2－2,2)＝3对，无孤电子对，空间结构为平面三角形，但因为形成的三条键不完全一样，故与SO3空间结构不是最相似，故D错误。]
7．下列分子或离子中，价层电子对分布几何构型与分子或离子的空间结构名称不一致的是( )
A．CS2B．NF3
C．COeq \\al(2－,3)D．POeq \\al(3－,4)
B [当中心原子不存在孤电子对时，分子或离子的价层电子对分布几何构型与空间结构一致。CS2中C原子的孤电子对数＝eq \f(4－2×2,2)＝0，故A不选；NF3中N原子的孤电子对数＝eq \f(5－3×1,2)＝1，故B选；COeq \\al(2－,3)中C原子的孤电子对数＝eq \f(4＋2－3×2,2)＝0，故C不选；POeq \\al(3－,4)中P原子的孤电子对数＝eq \f(5＋3－4×2,2)＝0，故D不选。]
8．(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。
(2)AlHeq \\al(－,4)中，Al原子的轨道杂化方式为________；列举与AlHeq \\al(－,4)空间结构相同的一种粒子：_______________________________________________________。
(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为________，SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°(填“>”“＜”或“＝”)。
[解析] (1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，则其结构式应为，单键均为σ键，双键中有一个π键一个σ键，所以COCl2分子中σ键和π键的个数比为3∶1；中心C原子的价层电子对数为3＋eq \f(4－1×2－2,2)＝3，所以杂化方式为sp2。
(2)AlHeq \\al(－ ,4)中，Al原子的孤电子对数为eq \f(3＋1－1×4,2)＝0，杂化轨道数目＝4＋0＝4，Al原子杂化方式为sp3，互为等电子体的微粒空间结构相同，与AlHeq \\al(－,4)空间结构相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NHeq \\al(＋,4)。
(3)SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数＝2＋eq \f(4－2×1,2)＝3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对排斥作用较大，所以其键角小于120°。
[答案] (1)3∶1 sp2 (2)sp3 CH4、NHeq \\al(＋,4) (3)sp2 ＜
9．(1)H2S的键角________H2Se的键角(填“＞”“＜”“＝”)。
(2)甲醇(CH3OH)在Cu催化作用下被氧化成甲醛(HCHO)。甲醛分子内σ键与π键个数之比为___________________________________________________。
甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。
(3)根据等电子体原理判断Neq \\al(－,3)空间结构为________。
(4)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO3)2，ClOeq \\al(－,3)中心原子的杂化形式为________、空间结构是________。
[解析] (1)S的电负性强于Se，且S的原子半径小于Se，使得成键电子对之间的斥力增大，即键角增大，因此H2S的键角大于H2Se。
(2)甲醛的结构式为，甲醛中σ键与π键个数之比为3∶1；甲醇中碳原子的杂化方式为sp3，分子构型为四面体形，分子内O—C—H键角接近109°28′，甲醛中碳原子杂化方式为sp2，分子构型为平面三角形，分子内O—C—H键角接近120°，得出甲醇分子内的O—C—H键角小于甲醛分子内的O—C—H键角。
(3)Neq \\al(－,3)与CO2互为等电子体，CO2为直线形，Neq \\al(－,3)空间结构也为直线形。
(4)ClOeq \\al(－,3)中心原子氯原子有3个σ键，孤电子对数为eq \f(7＋1－3×2,2)＝1，即氯原子的杂化类型为sp3；空间结构为三角锥型。
[答案] (1)＞ (2)3∶1 小于 (3)直线形 (4)sp3 三角锥型
[拓展培优练]
10．As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成AsCl3，AsCl3用LiAlH4还原生成AsH3，下列说法正确的是( )
A．AsCl3空间结构为平面正三角形
B．LiAlH4为共价化合物
C．As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3
D．AsH3分子键角大于109°28′
C [AsCl3中As原子上的孤电子对数为eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体型，略去VSEPR模型中中心原子上的孤电子对，则AsCl3空间结构为三角锥型，故A错误；LiAlH4由Li＋和AlHeq \\al(－,4)构成，属于离子化合物，故B错误；As2O3分子中As原子形成3个σ键，As原子上有1对孤电子对，故As原子的杂化方式为sp3，故C正确；AsH3中As原子上的孤电子对数为eq \f(1,2)×(5－3×1)＝1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，由于孤电子对有较大的斥力，故 AsH3分子键角小于109°28′，故D错误。]
11．下列叙述中错误的是( )
A．气态SO3和SO2中心原子的孤电子对数目相等
B．某晶体不导电，熔融状态能导电，可以较充分说明该晶体是离子晶体
C．H2O分子与H＋结合成H3O＋，O原子的杂化类型未发生改变
D．SOeq \\al(2－,4)空间结构为正四面体型
A [通过公式计算中心原子的孤电子对数SO3eq \f(6－2×3,2)＝0，SO2eq \f(6－2×2,2)＝1，所以二者的孤电子对数目不相等，故A错误；离子晶体是电解质，晶体不能导电，但水溶液或熔融状态下能导电，因此，某晶体不导电，熔融状态能导电，可以较充分说明该晶体是离子晶体，故B正确；H2O分子与H＋结合成H3O＋，结合前后O原子的杂化类型都为sp3杂化，故C正确；SOeq \\al(2－,4)中心原子S提供6个电子，O不提供，得到两个电子，所以电子数为8，孤电子对数为4，空间结构为正四面体型，故D正确。]
12．根据价层电子对互斥理论判断，下列微粒中所有原子都在同一平面上的是( )
A．SO3和NOeq \\al(－,3)B．NH3和NOeq \\al(－,2)
C．BF3和CH4D．H2O和PCl3
A [SO3中心原子价层电子数为3，没有孤电子对，为平面三角形；NOeq \\al(－,3)中心原子价层电子数为3，没有孤电子对，为平面三角形，A正确；NH3为三角锥结构；NOeq \\al(－,2)中心原子价层电子数为3,1对孤电子对，为V型，B错误；BF3中心原子价层电子数为3，没有孤电子对，为平面三角形；CH4中心原子价层电子数为4，没有孤电子对，为正四面体，C错误；H2O中心原子价层电子数为4,2对孤电子对，为V型，PCl3中心原子价层电子数为3,1对孤电子对，三角锥结构，D错误。]
13．下列说法正确的是( )
A．凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构都是正四面体型
B．P4和CH4都是正四面体型分子且键角都为109°28′
C．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
D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
C [通过sp3杂化形成的中性分子，分子中价层电子对数是4，若不含孤电子对，如CH4或CF4，分子为正四面体结构；分子中价层电子对数是4，若含有一个孤电子对，如NH3或NF3，分子为三角锥型结构；分子中价层电子对数是4，若含有两个孤电子对，如H2O，分子为V形结构，故A错误；P4的空间结构为正四面体，体中心无原子，键角是60°，故B错误；NH3分子中N原子价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)(5－3×1)＝4，有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强，分子呈三角锥型，故C正确；AB3型的共价化合物，其中心原子A不一定采用sp3杂化轨道成键，如BF3中B原子价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)(3－3×1)＝3，B采用sp2杂化，故D错误。]
14．下列说法不正确的是( )
A．NHeq \\al(＋,4)与H3O＋中心原子的价层电子对数相同
B．BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同
C．SO2和O3互为等电子体，但两者具有不同的化学性质
D．ClOeq \\al(－,2)、ClOeq \\al(－,3)、ClOeq \\al(－,4)的氯原子都采取sp3杂化，离子中相邻两个Cl—O键间键角依次减小
D [NHeq \\al(＋,4)中中心N原子的孤电子对数为eq \f(5－1－4×1,2)＝0、价层电子对数为0＋4＝4；H3O＋中中心O原子的孤电子对数为eq \f(6－1－3×1,2)＝1、价层电子对数为1＋3＝4，故A不选； BF3中中心B原子上没有孤电子对、价层电子对数为0＋3＝3，属于sp2杂化；苯分子中碳原子上无孤电子对，价层电子对数为0＋3＝3，属于sp2杂化，故B不选；SO2和O3互为等电子体，价电子数都为18，具有相似的结构，但化学性质不同，二氧化硫以还原性为主，而臭氧具有氧化性，故C不选；ClOeq \\al(－,2)、ClOeq \\al(－,3)、ClOeq \\al(－,4)中价层电子对数都为4，所以都采用sp3杂化，且孤电子对数分别为2、1、0，则离子中相邻两个Cl—O键间键角依次增大，故D错误。]
15．现有下列微粒：①CH4；②CH2===CH2；③CH≡CH；④NH3；⑤NHeq \\al(＋,4)；⑥BF3；⑦P4；⑧H2O；⑨H2O2。填写下列空白(填序号)：
(1)空间结构为正四面体型的是______________________________________
________________________________________________________________。
(2)中心原子轨道为sp3杂化的是_____________________________________
________________________________________________________________，
为sp2杂化的是________，为sp杂化的是________。
(3)所有原子共平面(含共直线)的是___________________________________
________________________________________________________________，
共直线的是________________。
(4)互为等电子体的一组是________________。
[解析] ①CH4中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为正四面体型；②CH2===CH2中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以采取sp2杂化，空间结构为平面形；③CH≡CH中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋0＝2，所以采取sp杂化，空间结构为直线形；④NH3中N原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为三角锥型；⑤NHeq \\al( ＋ ,4)中N原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为正四面体型；⑥BF3中B原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以采取sp2杂化，空间结构为平面三角形；⑦P4中P原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为正四面体型；⑧H2O中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为V形；⑨H2O2中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为二面角结构，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上并有一定夹角。
[答案] (1)①⑤⑦ (2)①④⑤⑦⑧⑨ ②⑥ ③ (3)②③⑥⑧ ③ (4)①⑤
16．(1)利用价层电子对分布几何构型推断分子或离子的空间结构。
POeq \\al(3－,4)________；CS2________；BCl3________。
(2)有两种活性反应中间体粒子(带电荷)，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，写出相应的化学式并判断碳原子的杂化方式。
________、________。
________、________。
(3)BF3和NF3都是四原子分子，BF3的中心原子是________(填元素符号，下同)，NF3的中心原子是_______________________________________________；
BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥型，其原因是________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)POeq \\al(3－,4)属于AB4型，成键电子对数是4，孤电子对数为0，呈正四面体型；CS2属于AB2型，成键电子对数是2，孤电子对数为0，呈直线形；BCl3属于AB3型，成键电子对数是3，孤电子对数为0，呈平面三角形。
(2)对于AB3型分子，若中心原子无孤电子对，呈平面三角形；若有一对孤电子对，则呈三角锥型，所以题中两种模型表示的化学式及碳原子的杂化方式分别是CHeq \\al(＋,3)、sp2杂化，CHeq \\al(－,3)、sp3杂化。
(3)BF3分子的中心原子为B原子，其中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，无孤电子对，呈平面三角形；而NF3分子的中心原子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，形成三角锥型结构。
[答案] (1)正四面体型 直线形 平面三角形 (2)CHeq \\al(＋,3) sp2杂化 CHeq \\al(－,3) sp3杂化 (3)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，无孤电子对，呈平面三角形，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，形成三角锥型结构
17．砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料。回答下列问题：
(1)写出基态33As原子的核外电子排布式_____________________________
_______________________________________________________________。
(2)根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。
(3)AsCl3分子的空间结构为________，其中As的杂化轨道类型为________。
(4)GaAs的熔点为1 238 ℃，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________结合。
[解析] (1) As原子核外有33个电子，根据构造原理书写As原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。
(2)同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素，Ga位于第ⅢA族、As位于第ⅤA族，且二者位于同一周期，所以原子半径Ga>As，第一电离能Ga
(4) 该物质熔、沸点较高，且原子之间以共价键结合形成空间网状结构，共价晶体具有该物质特点，所以该物质是共价晶体，Ga和As以共价键结合。
[答案] (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 (2)> ＜ (3)三角锥型 sp3 (4)共价晶体 共价键
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