高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第2节 共价键与分子的空间结构第2课时课堂检测

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题组1.价电子对互斥理论
1.下列有关价电子对互斥理论的描述正确的是( )
A.中心原子价电子对就是σ键电子对和π键电子对
B.中心原子孤电子对数由分子式来确定
C.分子的空间结构是价电子对互斥的结果
D.中心原子的杂化轨道只能容纳σ键电子对
2.根据价电子对互斥理论及杂化轨道理论可判断出PCl3分子的空间结构和中心原子的杂化方式分别为( )
A.直线形、sp杂化
B.平面三角形、sp2杂化
C.三角锥形、sp2杂化
D.三角锥形、sp3杂化
3.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=4 b=2 B.a=6 x=4 b=2
C.a=4 x=3 b=1 D.a=6 x=3 b=1
4.X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素,X和Z同主族,Y、Z、W、R同周期,W的简单氢化物可用作制冷剂。它们组成的某种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A.H3Z+中中心原子Z上孤电子对数为1
B.简单离子半径:RC.键角大小XZ3D.XZ2是角形分子,中心原子杂化类型为sp3杂化
5.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,有时也能用来推测键角的大小。下列判断正确的是( )
A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120°
C.COCl2、BF3、SO3都是三角形的分子
D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
题组2.等电子体原理
6.已知CN-与N2互为等电子体,可推出HCN分子中σ键与π键的数目之比为( )
A.2∶3B.3∶2
C.1∶1D.2∶1
7.下列物质中,分子的空间结构与甲烷分子相似的是( )
A.CS2B.SiF4
C.NF3D.H2Se
8.下列分子或离子中,与CH4互为等电子体的是( )
A.BB.AsH3
C.H3O+D.OF2
9.X、Y、Z、W、Q均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示;Q的最高价氧化物的水化物是一种二元强酸。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:Q>W>Z
B.X与氢元素能组成直线形分子
C.XO2与ZO2结构相似
D.Q元素的两种常见氧化物分子里键角相同
B级关键能力提升练
以下选择题中,有1~2个选项符合题意。
10.为预防疫情蔓延,防疫人员使用了多种消毒剂进行环境消毒。下列关于常见消毒剂的说法中不正确的是( )
A.HClO分子空间结构为直线形
B.HClO分子中心原子上孤电子对数为2
C.过氧乙酸()分子中两个碳原子分别为sp3、sp2杂化
D.1 ml 分子中含有σ键的数目为8NA
11.用短线“-”表示共用电子对,用“··”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子路易斯结构式可以表示为,下列叙述错误的是( )
A.R可以是AsH3
B.键角等于109°28'
C.R可以是BF3
D.R分子的中心原子为sp3杂化
12.氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,在其分子中键与键之间的夹角为120°,它能水解,有关叙述正确的是( )
A.氯化硼在熔融态时不能导电
B.氯化硼中硼原子以sp3杂化
C.氯化硼分子呈平面正三角形
D.氯化硼中硼原子上孤电子对数为1
13.氯的含氧酸根离子有ClO-、Cl、Cl、Cl等,关于它们的说法不正确的是( )
A.Cl的中心Cl原子采取sp2杂化
B.Cl的空间结构为三角锥形
C.Cl的空间结构为直线形
D.ClO-中Cl原子的杂化类型与Cl相同
14.离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质,一般由有机阳离子和无机阴离子构成。两种咪唑类离子液体a、b的结构如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.a中阴离子的空间结构为三角双锥形
B.a和b的阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
C.a、b的阳离子中N原子均为sp2杂化
D.a、b的阳离子中含有大π键
15.下列关于等电子体的说法正确的是( )
A.N2与CO互为等电子体,故结构相似
B.P与S不互为等电子体,故结构不相似
C.N与O3互为等电子体,故N为O3的同素异形体
D.苯与硼氮苯互为等电子体,故硼氮苯分子中含有大π键
16.已知Zn2+的4s和4p轨道可以形成sp3杂化轨道,那么[Zn(OH)4]2-的空间结构为( )
A.平面三角形B.平面正方形
C.正四面体形D.正八面体形
17.现有A、B、C、D 4种元素,前3种元素的离子都和氖原子具有相同的核外电子排布。A元素没有正化合价;D的原子核中没有中子,D与B可以形成D2B和D2B2两种化合物;0.2 ml的C单质能从酸中置换出2.24 L H2(标准状况)。回答下列问题:
(1)BA2的空间结构为 ,其中B原子的杂化方式为 。
(2)D3B+的空间结构为 ,比较D2B与D3B+的键角大小关系: 。
(3)写出C∶B=1∶1的化合物的电子式: ;并写出它与D2B所形成的化合物反应的离子方程式: 。
18.X、Y、Z均为短周期元素,可形成X2Z和YZ2两种化合物。X、Y、Z的原子序数依次增大,X原子的K层电子数为1,Y位于X的下一周期,它的最外层电子比K层多2个,而Z原子核外的最外层电子数比次外层电子数少2个。
(1)X、Y、Z的元素符号分别为X ;Y ;Z 。
(2)根据价电子对互斥理论填写下列空白:
C级学科素养拔高练
19.等电子体的结构相似、物理性质相近。如CN-和CO为等电子体。如表为部分等电子体分类、代表物质、空间结构表。
试回答:
(1)下面物质分子或离子的空间结构:
Br ,C ,Cl 。
(2)由第2周期元素组成,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间为共价单键。
答案：
1.C 解析 价电子对数是σ键电子对数与中心原子上的孤电子对数之和,A错误;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,B错误;中心原子的杂化轨道能容纳σ键电子对和中心原子的孤电子对,D错误。
2.D 解析 PCl3分子的中心原子含有的孤电子对数是×(5-1×3)=1,σ键电子对数为3,P原子价电子对数为4,所以P原子发生sp3杂化,价层电子对模型为四面体形,去掉1对孤电子对的空间伸展方向,PCl3分子的空间结构是三角锥形。
3.A 解析 S的中心原子孤电子对计算公式为(a-xb),其中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的未成对电子个数,因此a=6+2=8,x=4,b=2,故选A。
4.A 解析 X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素,X和Z同主族,Y、Z、W、R同周期,W的简单氢化物可用作制冷剂,则W为N,根据某种化合物的结构如图所示,得到Z有两个共价键,X有6个共价键,则Z为O,X为S,Y有一个共价键,则Y为F,R形成+1价阳离子,则R为Li。H3O+中心原子氧原子的价电子对数为4,成键电子对数为3,孤电子对数为1,故A正确;根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,则简单离子半径:R5.C 解析 SO2是角形分子,CS2、HI是直线形的分子,A错误;BF3键角为120°,是三角形结构,而锡原子的价电子数是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,还有1对孤电子对,对成键电子有排斥作用,使键角小于120°,B错误;COCl2、BF3、SO3都是三角形的分子,C正确;PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形结构,D错误。
6.C 解析 CN-与N2互为等电子体,则二者结构相似,碳原子与氮原子之间形成三键,则HCN分子的结构式为
H—C≡N,一个三键中含有一个σ键、两个π键,单键属于σ键,故HCN分子中σ键与π键的数目之比为2∶2=1∶1。
7.B 解析 SiF4与CH4化学通式相同,价电子总数相同,互为等电子体,故分子空间结构相似,都为正四面体形,B正确。
8.A 解析 B的原子数为5,价电子总数为3+1+4=8,与甲烷的化学通式相同,价电子总数相同,互为等电子体。
9.B 解析 X、Y、Z、W、Q均为短周期元素,Q的最高价氧化物的水化物是一种二元强酸,应为H2SO4,则Q为S元素,根据其相对位置可知,X为C元素、Y为Al元素、Z为Si元素、W为P元素。第一电离能:P>S>Si,A错误;乙炔C2H2属于直线形分子,B正确;CO2是直线形分子,SiO2晶体中,硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键,硅原子位于正四面体的中心,4个氧原子位于正四面体的4个顶角上,许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连,结构不相似,C错误;SO2和SO3中硫原子均为sp2杂化,但是二氧化硫中存在一对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故两者的键角不相等,D错误。
10.A 解析 次氯酸中心氧原子的价电子对数为2+=4,含有2对孤电子对,空间结构为角形,故A错误、B正确;中甲基上的碳原子为饱和碳原子,采取sp3杂化,与氧相连的碳原子为sp2杂化,故C正确;单键均为σ键,双键中含有1个σ键,所以1ml过氧乙酸分子中σ键的数目为8NA,故D正确。
11.BC 解析 As最外层有5个电子,根据路易斯结构式,R可以是AsH3,故A正确;该结构为三角锥形,因此键角小于109°28',故B错误;该结构为三角锥形,而BF3是平面三角形分子,故C错误;R分子的中心原子价电子对数为3+1=4,则中心原子为sp3杂化,故D正确。
12.AC 解析 BCl3是共价化合物,熔融态时不能导电,A项正确;BCl3分子中心原子B的σ键电子对数为3,孤电子对数=(3-3)=0,所以中心B原子价电子对数为3,硼原子的杂化方式是sp2杂化,分子呈平面正三角形,B、D项错误,C项正确。
13.AC 解析 Cl的中心Cl原子的孤电子对数为0,与中心Cl原子结合的O原子数为4,则Cl原子采取sp3杂化,A错误;Cl的中心Cl原子的价电子对数为3+=4,且含有1对孤电子对,空间结构为三角锥形,B正确;Cl的中心Cl原子的价电子对数为2+=4,且含有2对孤电子对,空间结构为角形,C错误;ClO-中Cl原子的孤电子对数为3,与Cl原子结合的O原子数为1,Cl原子采取sp3杂化,Cl中Cl原子的孤电子对数为2,与Cl原子结合的O原子数为2,Cl原子采取sp3杂化,D正确。
14.CD 解析 P中P原子价电子对数为6,无孤电子对,离子空间结构应为正八面体形,A错误;P中P原子价电子对数为6,即P原子最外层电子数为12,不满足8电子稳定结构,B错误;a、b的阳离子中的五元环每个碳原子和氮原子采取sp2杂化,形成3个σ键。与此同时,每个碳原子和每个氮原子还有一个与五元环平面垂直的未参与杂化的2p轨道,这五个轨道相互平行,以“肩并肩”的方式重叠,形成大π键,其中碳原子2p轨道上有1个未成对电子,氮原子2p轨道上有1对电子,因失去一个价电子(应失去大π键上的电子)形成阳离子,故大π键的电子数为1+1+1+2+2-1=6,为5原子6电子大π键,可以表示为,C、D正确。
15.AD 解析 N2与CO原子总数相同,价电子总数相等,互为等电子体,结构相似,A正确;P与S原子总数相同,价电子总数相等,互为等电子体,结构相似,B错误;N与O3互为等电子体,但不互为同素异形体,C错误;苯与硼氮苯互为等电子体,结构相似,苯分子结构中含有大π键,则硼氮苯中同样含有大π键,D正确。
16.C 解析 题给离子的中心原子发生sp3杂化,有四个σ键,故空间结构为正四面体形,故选C。
17.答案 (1)角形 sp3杂化
(2)三角锥形 D3B+>D2B
(3) 2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
解析 根据题意,可知A、B、C的离子均为10电子,A元素没有正化合价则A为F元素;D的原子核中没有中子,则D为H元素;D与B可以形成D2B和D2B2两种化合物,则B为O元素;0.2ml的C单质能从酸中置换出=0.1mlH2,结合其离子中含有的电子数可知C为Na元素。
(1)OF2分子中O的价电子对数为4,成键电子对数为2,孤电子对数为2,故分子空间结构为角形,杂化方式为sp3杂化。(2)D2B为H2O,O采取sp3杂化,O的孤电子对数为2,D3B+为H3O+,O采取sp3杂化,O的孤电子对数为1,中心原子杂化方式相同,孤电子对数越多,孤电子对对成键电子对的排斥力越大,键角越小,故键角D3B+>D2B。(3)C∶B=1∶1的化合物为Na2O2,为离子化合物,其电子式为;Na2O2与H2O反应生成氧气和氢氧化钠,其反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑。
18.答案 (1)H C S
(2)
解析 X原子的K层(第一层)的电子数为1,可知X为氢元素;Y位于X的下一周期,即Y为第2周期元素,它的最外层电子比K层多2个,则其原子结构示意图为,故Y为碳元素;Z原子核外的最外层电子数比次外层电子数少2个,且原子序数:Z>Y,则Z为硫元素。从而推知X2Z为H2S,YZ2为CS2。
19.答案 (1)三角锥形 平面三角形 四面体形 (2) (3)
解析 (1)Br与S互为等电子体,由表格信息可知二者的空间结构为三角锥形;SO3和C互为等电子体,由表格信息可知二者空间结构为平面三角形;Cl与S互为等电子体,由表格信息可知二者的空间结构为四面体形。
(2)根据价电子数和化学通式相同的分子(或离子)互称为等电子体,F2为双原子14电子体,由第2周期元素组成,与F2互为等电子体的离子是。
(3)SF6为7原子48电子体,空间结构为八面体形;OSF4为6原子40电子体,其空间结构为三角双锥形;S和O间为共价双键,S和F间为共价单键,即表示方法是。物质
价电子对数
轨道杂
化形式
分子的
形状
成键电子对数
孤电子对数
X2Z
YZ2
等电子体类型
代表物质
空间结构
四原子24电子等电子体
SO3
平面三角形
四原子26电子等电子体
S
三角锥形
五原子32电子等电子体
S
四面体形
六原子40电子等电子体
PCl5
三角双锥形
七原子48电子等电子体
SF6
八面体形
物质
价电子对数
轨道杂
化形式
分子的
形状
成键电子对数
孤电子对数
X2Z
2
2
sp3
角形
YZ2
2
0
sp
直线形