高中化学选择性必修二（人教A版）第二章 第2节　第1课时　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型

第二章　分层作业8　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型

A级  必备知识基础练

1.TBC的一种标准谱图如图所示,它是(　　)

A.核磁共振氢谱  B.质谱

C.红外光谱  D.紫外光谱

2.2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子的结构进行分析的质谱法。其方法是让极少量(10-9 g左右)的化合物通过质谱仪的离子化室,使样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得到C2、C2、C2……然后测定其质荷比β。设H+的质荷比为1,某有机物样品的质荷比如图(假设离子均带一个单位正电荷,信号强度与该离子多少有关),则该有机物可能是(　　)

A.CH3OH B.C3H8

C.C2H4 D.CH4

3.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.分子的空间结构是价层电子对互斥的结果

D.孤电子对数等于π键数

4.下列分子中键角最大的是(　　)

A.H2O B.CO2

C.CH2O D.NH3

5.用价层电子对互斥模型推测SO3的空间结构为(　　)

A.正四面体形 B.V形

C.三角锥形 D.平面三角形

6.下列分子的空间结构错误的是(　　)

7.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(　　)

A.N B.NH3

C.H2O D.BCl3

8.S的中心原子孤电子对计算公式为(a-xb),下列对应的数值正确的是(　　)

A.a=8　x=3　b=2

B.a=6　x=3　b=2

C.a=4　x=2　b=3

D.a=6　x=2　b=3

9.下列叙述正确的是(　　)

A.CH4中C—H间的键角为109°28',NH3中N—H间的键角为107°,H2O中O—H间的键角为105°,说明孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力

B.S的空间结构是正四边形

C.BF3分子中各原子均达到8e-稳定结构

D.C的空间结构是三角锥形

10.(1)在BBr3分子中,Br—B—Br的键角是　　　　　。 

(2)羰基硫(COS)与CO2的结构相似,羰基硫(COS)分子的结构式为　　　　　　　　;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,则光气分子的空间结构为　　　　　　　　　　　(用文字描述)。

(3)N的空间结构是　　　　　　。 

(4)KNO3中N的空间结构为　　　　　　　　,写出与N结构相同的一种阴离子:　 　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中Sn—Br的键角　　　　　(填“>”“<”或“=”)120°。 

B级  关键能力提升练

11.在白磷分子(P4)中,四个P原子分别处于正四面体的四个顶点上,结合有关P原子的成键特点,下列有关白磷分子的说法正确的是(　　)

A.白磷分子中的键角为109°28'

B.1个分子中共有4对共用电子对

C.白磷分子中的键角为60°

D.1个分子中有6个孤电子对

12.下列分子或离子的中心原子上带有一个孤电子对的是(　　)

①BeCl2　②CH4　③NH3　④CH2O　⑤SO2　⑥H2S　⑦C　⑧N

A.①②③⑤⑥⑦ B.③⑦⑧

C.④⑥⑧ D.③⑤

13.下列微粒的中心原子,有两个孤电子对的是(　　)

A.H2S B.BeCl2

C.NH3 D.CN-

14.H2O2的结构式为H—O—O—H,下列有关H2O2分子的说法不正确的是(　　)

A.不是直线形分子

B.是三角锥形分子

C.H2O2分子中的1个氧原子有2个孤电子对

D.氧原子的价层电子对数为4

15.实验测得BH3为平面三角形(键角均为120°),NH3为三角锥形(键角为107°),推断:①甲基,②甲基碳正离子(C),③甲基碳负离子(C)的键角相对大小顺序为(　　)

A.②>①>③ 

B.①>②>③

C.③>①>② 

D.①=②=③

16.下列说法正确的是(　　)

A.NCl3分子中N原子不满足8电子稳定结构

B.P4和CH4都是正四面体结构且键角都为109°28'

C.N的电子式为[H]+,呈平面正方形结构

D.NH3分子中有1个孤电子对,它对成键电子对的排斥作用较强

17.(1)利用VSEPR模型推测下列物质的分子或离子的空间结构:

Cl　　　　　　　　; 

AlBr3(共价分子)　　　　　　　　。 

(2)有两种活性反应中间体,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子,依据图中给出的这两种粒子的球棍模型,写出这两种活性反应中间体的相应化学式:

　　　　　　; 

　　　　　　。 

(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。

平面形分子:　　　　　　　　; 

三角锥形分子:　　　　　　　　; 

四面体形分子:　 　　　　　　。 

(4)SO2Cl2和SO2F2都属于AXmEn型分子,S与O之间以双键结合,S与Cl、S与F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构:　　　　　　　　　,SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl　　　　　　(选填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。 

(5)O3分子的空间结构为　　　　　　。 

18.硼砂有广泛的用途,可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂,也可用于配制缓冲溶液和制取其他硼化合物等。市售硼砂往往已经部分风化。硼砂毒性较高,世界各国多禁用其作食品添加物。人体若摄入过多的硼,会引发多脏器的蓄积性中毒。硼砂是含结晶水的四硼酸钠,以硼砂为原料,可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物,请根据模型回答有关问题:

(1)硼砂中阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示,则在Xm-中的2号硼原子的价层电子对数为　　　　　　　　,m=　　　　　　　　(填数字)。 

(2)硼可以与氮形成BN,其中B的化合价为　　　　　　,请解释原因:　           　。

(3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,B的空间结构为　　　　　　;NaBF4的电子式为　 　　　　　　　　　　。 

答案：

1.C　2.D

3.C　解析 价层电子对数是σ键电子对数与中心原子上的孤电子对数之和,中心原子上的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。

4.B　解析 H2O分子空间结构为V形,键角为105°;CO2分子空间结构为直线形,键角为180°;CH2O分子空间结构为平面三角形,键角约为120°;NH3分子空间结构为三角锥形,键角为107°。

5.D　解析 SO3分子的中心原子S的价层电子对数=3+×(6-3×2)=3,故VSEPR模型为平面三角形结构;由于S原子上没有孤电子对,故SO3分子为平面三角形结构。

6.B　解析 NH3的空间结构是三角锥形,B项错误。

7.C　解析 N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,其最外层电子全部参与成键。

8.A　解析 S的中心原子孤电子对计算公式(a-xb)中,a指中心原子价电子个数,x指与中心原子结合的原子个数,b指与中心原子结合的原子形成稳定结构需要的电子个数,因此a=6+2=8,x=3,b=2,故选A。

9.A　解析 孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,A正确;S的空间结构是正四面体形,B错误;B原子不满足8e-稳定结构,C错误;C的空间结构是平面三角形,D错误。

10.答案  (1)120°　

(2)O═C═S　平面三角形

(3)V形

(4)平面三角形　C(合理即可)

(5)<

解析 (1)BBr3分子中B的价层电子对数为3,没有孤电子对,所以空间结构为平面三角形,Br—B—Br的键角是120°。

(2)羰基硫(COS)与CO2的结构相似,故羰基硫(COS)结构式为OCS;光气分子的结构式为,碳原子有3个σ键,没有孤电子对,故COCl2为平面三角形。

(3)N分子中N的价层电子对数为3,有1个孤电子对,所以空间结构是V形。(4)KNO3中N的空间结构为平面三角形,C与N结构相同。(5)SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数是+2=3,含有1个孤电子对,SnBr2空间结构为V形,键角小于120°。

11.C　解析 根据共价键的方向性和饱和性,每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合,从而形成正四面体结构,所以键角为60°,分子中共有6个共价单键(即6对共用电子对),4个孤电子对。

12.D　解析 根据孤电子对数=(a-xb),可以计算出各微粒中心原子上的孤电子对数分别为0、0、1、0、1、2、0、0,故含有一个孤电子对的是③⑤。

13.A　解析 H2S分子中中心原子上有两个孤电子对,BeCl2分子中中心原子上没有孤电子对,NH3和CN-中中心原子上有一个孤电子对。

14.B　解析 H2O2中的每个氧原子有6个价电子,形成了2个σ键,故还有4个电子没有成键,孤电子对数为2,价层电子对数为4,C项、D项正确;以氧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形分子,A项正确、B项错误。

15.A　解析 ①甲基(—CH3)含有3个σ键,1个孤电子,VSEPR模型为正四面体,粒子空间结构为三角锥形结构,由于孤电子的影响小于孤电子对,故键角大于107°小于120°;

②甲基碳正离子(C)含有3个σ键,没有孤电子对,VSEPR模型为正三角形,该微粒为平面三角形结构,键角为120°;③甲基碳负离子(C)含有3个σ键,1个孤电子对,VSEPR模型为正四面体形,该微粒为三角锥形结构,键角约为107°,故选A。

16.D　解析 NCl3分子的电子式为,分子中各原子都满足8电子稳定结构,A错误;P4为正四面体形,但其键角为60°,B错误;N为正四面体形而非平面正方形,C错误;NH3分子的电子式为H,有1个孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用,使其键角为107°,分子呈三角锥形,D正确。

17.答案  (1)三角锥形　平面三角形　

(2)C　C

(3)BF3　NF3　CF4　

(4)四面体形　>　

(5)V形

解析 (1)Cl是AB3型离子,价层电子对数是4,孤电子对数是1,为三角锥形。AlBr3是AB3型分子,价层电子对数是3,孤电子对数为0,是平面三角形。(2)AB3型分子或离子中,中心原子无孤电子对的呈平面三角形,有一个孤电子对的呈三角锥形,所以分别是C、C。(3)由第二周期非金属元素构成的中性分子中,呈平面三角形的是BF3,呈三角锥形的是NF3,呈四面体形的是CF4。(4)SO2Cl2和SO2F2中的硫原子是中心原子,此时m+n=4且没有孤电子对,由于原子种类不同,是四面体形。根据Cl得电子能力比F弱,Cl—S形成的共用电子对的斥力强,键角大。(5)O3分子的空间结构为V形。

18.答案  (1)3　2　

(2)+3　N的电负性大于B的电负性

(3)正四面体形　

解析 (1)根据图示可知,2号B原子的价层电子对数为3,且无孤电子对;根据图示可知,该阴离子的化学式为[H4B4O9]m-,其中H显+1价,B显+3价、O显-2价,所以m=2。

(2)由于电负性:N>B,所以BN中B显+3价。

(3)B的空间结构为正四面体形,NaBF4的电子式为。