2016-2017学年高中化学专题4分子空间结构与物质性质第1单元分子构型与物质的性质第1课时分子的空间构型学业分层测评苏教版选修

分子的空间构型(建议用时：45分钟)学业达标1.下列有关SO2与CO2的说法正确的是()A.都是直线形结构B.中心原子都采取sp杂化C.S原子和C原子上都没有孤电子对D.SO2为V形结构，CO2为直线形结构【解析】SO2中S原子采用的是sp2杂化，中心原子有2个键和1对孤电子对，是V形结构；CO2是sp杂化，中心原子只有2个键，是直线形结构。【答案】D2.下列说法中正确的是()A.PCl3分子是三角锥型，这是因为磷原子采取sp2杂化的结果B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道C.中心原子采取sp3杂化的分子，其几何构型可能是四面体型或三角锥型或V形D.AB3型分子的空间构型必为平面三角形【解析】PCl3分子的价电子对数4，因此PCl3分子中磷原子采取sp3杂化，选项A错误；sp3杂化轨道是原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个轨道，故选项B错误；一般sp3杂化所得到的空间构型为四面体型，如甲烷分子，但如果杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据，则构型发生变化，如NH3分子是三角锥型，H2O分子是V形，选项C正确；NH3、PCl3的分子构型为三角锥型，故选项D错误。【答案】C3.在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是()【导学号：61480043】A.sp2sp2 .B.sp3sp3C.sp2sp3 .D.spsp3【解析】CH3中C原子杂化轨道数为4，采用sp3杂化；中C原子杂化轨道数为3，采用sp2杂化。【答案】C4.氢元素与其他元素形成的化合物称为氢化物，下列有关氢化物的叙述不正确的是()A.D2O分子的空间构型为直线形B.NH3的结构式为C.HCl分子中含有3个孤电子对D.H2S和H2O分子的中心原子都采用sp3杂化【解析】D2O为重水分子，它的空间构型为V形。HCl的电子式为在Cl原子上有3个孤电子对。H2O和H2S具有相同类型的化学键和分子空间构型，中心原子采用sp3杂化。【答案】A5.下列分子或离子中，不含有孤电子对的是()A.H2O .B.H3OC.NH3 .D.NH【解析】H3O和NH3中含一对孤电子对，H2O中含两对孤电子对，NH中不含孤电子对。【答案】D6.B3N3H6和C6H6是等电子体，则下列说法不正确的是()A.B3N3H6能发生加成反应和取代反应B.B3N3H6具有碱性C.B3N3H6各原子在同一平面上D.B3N3H6不能使酸性高锰酸钾溶液褪色【解析】苯所有原子都在同一平面上，能发生加成反应和取代反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不具有碱性，而B3N3H6具有相似的性质，故B错误。 【答案】B7.下列分子或离子的空间构型为平面三角形的是()A.NOB.NH3C.H3O .D.CO2【解析】NO中N的孤电子对数(5132)/20，所以NO中无孤电子对，N原子通过三对电子与O成键，空间构型为平面三角形；NH3中N的孤电子对数为(53)/21，H3O中O的孤电子对数为(631)/21，在NH3和H3O中都有1对孤电子对，还有3对电子成键，所以NH3、H3O的空间构型都为三角锥型；在CO2中C的孤电子对数为(422)/20，没有孤电子对，只有2对键电子对，故CO2分子为直线形。【答案】A8.(2016淮安高二检测)用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论都正确的是()A.直线形；三角锥型 .B.V形；三角锥型C.直线形；平面三角形 .D.V形；平面三角形【解析】H2S与H2O类似，中心原子S上有2对孤电子对，为了减小孤电子对的排斥作用，只能将H和孤电子对相间排列，H2S分子构型呈V形；BF3分子的中心原子B上无孤电子对，当分子构型呈平面三角形时，成键电子对之间的斥力最小，分子最稳定。【答案】D9.若ABn的中心原子A上没有孤电子对，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是()A.若n2，则分子的立体构型为V形B.若n3，则分子的立体构型为三角锥型C.若n4，则分子的立体构型为正四面体型D.以上说法都不正确【解析】若中心原子A上没有用于成键的孤电子对，则根据斥力最小的原则，当n2时，分子结构为直线形；n3时，分子结构为平面三角形；n4时，分子结构为正四面体型。这样排列的结果是：周围成键的原子与原子之间、未成键的电子与未成键电子之间、成键原子与未成键电子之间距离最大，排斥力最小。【答案】C10.指出下列分子中带*号的原子采用的杂化方式：(1)HO2_(3)*CO2_(4)CHCH2OH_(5)CHCHCH2_(6)CH3CH2*CCH_【解析】(1)H2O2中每个氧原子上有2对孤电子对，每个氧原子结合2个原子，故杂化轨道数224，采用sp3杂化。(2)在中，碳原子无孤电子对，碳原子结合3个原子，故杂化轨道数033，采用sp2杂化。(3)在CO2中，碳原子无孤电子对，碳原子结合2个原子，故杂化轨道数022，采用sp杂化。(4)CH3CH2OH中CH2OH的C形成4个键，采用sp3杂化。(5)CH3CHCH2中CH的C形成3个键，采用sp2杂化。(6)CH3CH2CCH中C的C形成2个键，采用sp杂化。【答案】(1)sp3(2)sp2(3)sp(4)sp3(5)sp2(6)sp11.根据理论预测下列分子或离子的空间构型。CO2COPOSO杂化类型空间构型键角【解析】CO2：中心碳原子的价电子对数为2，采用sp杂化，直线形构型。CO：中心碳原子的价电子对数为3，采用sp2杂化，无孤电子对，平面三角形构型。PO：中心P原子的价电子对数为4，采用sp3杂化，呈正四面体构型。SO：中心S原子的价电子对数为4，采用sp3杂化，呈正四面体构型。【答案】CO2COPOSO杂化方式spsp2sp3sp3空间构型直线形平面三角形正四面体型正四面体型键角180120109.5109.512.(2016南京高二质检)(1)CNS、NO具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此它们的结构与由第二周期两元素组成的_分子的结构相同，微粒呈_形，NO的中心原子的价电子数为_。(2)CO、NO等微粒具有相同的通式：_，它们的价电子总数都是_，因此它们与由A族两元素组成的_分子的结构相同，呈_形，CO中心原子的价层电子对数为_。【解析】互为等电子体应该满足的条件：在微粒的组成上，微粒所含原子数目相同；在微粒的构成上，微粒所含价电子数目相同；在微粒的结构上，微粒中原子的空间排列方式相同。(1)中CNS、NO的原子个数都为3，N、S的价电子数与O原子相同，均为6，N与C原子的价电子数相同，均为4，两者的价电子总数与CO2相同，都是16，所以CNS、NO与CO2为等电子体。(2)中CO、NO的原子个数都为4，C2、N的价电子数与S原子相同，均为6，所以CO、NO与SO3为等电子体。【答案】(1)CO2直线4(2)AX324SO3平面三角3能力提升13.下列关于等电子体的说法中，正确的是()A.N2与CO不属于等电子体，故它们的熔、沸点、溶解度相差较大B.PO与SO不属于等电子体，故结构不相似C.NO与O3属于等电子体，故NO为O2的同素异形体D.苯与硼氮苯(如图)属于等电子体，故硼氮苯中含有大键，且形成大键的电子都由N原子提供【解析】选项A、B中的CO和N2、PO与SO均属于等电子体。选项C中NO与O3属于等电子体，但NO与O2不是同素异形体。【答案】D14.(1)气态SeO3分子的立体构型为_，SO离子的立体构型为_。(2)SO的立体构型为_。(3)BF的立体构型为_。(4)H可与H2O形成H3O，H3O中O原子采用_杂化。H3O中HOH键角比H2O中HOH键角大，原因为_。【解析】(1)SeO3分子中键电子对数为3，孤电子对数为0，故其为平面三角形；SO离子键数为3，孤电子对数(6232)1，故其为三角锥型。(2)SO离子中键数为4，孤电子对数(6242)0，故其为正四面体。(3)BF离子中有4个 键，孤电子对数(3141)0，故其为正四面体。(4)H2O、H3O中的O原子均采取sp3杂化，孤电子对对成键电子对具有排斥作用，而孤电子对数多的H2O中排斥力大，键角小。【答案】(1)平面三角形三角锥型(2)正四面体(3)正四面体(4)sp3H2O中O原子上有2对孤电子对，H3O中O原子上只有1对孤电子对，排斥力较小15.CrO3、NaBH4常用于醛、酮与醇的相互转化，由硼酸H3BO3或B(OH)3可以合成NaBH4。(1)写出Cr元素原子在基态时的核外电子排布式：_。(2)硼酸是一元弱酸，它的水溶液之所以呈弱酸性并非本身能电离出H，而是它加合了一个OH，这种电离方式可表示为：B(OH)3H2OH_(用结构式表示，如有配位键，请用“”表示)；在其电离产生的阴离子中B原子的杂化方式为_。(3)与BH互为等电子体的一种阳离子是_，BH离子的空间构型为 _。(4)硼酸是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如下图)。下列有关说法正确的是_。H3BO3的层状结构A.硼酸晶体属于原子晶体B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关C.分子中硼原子最外层为8e稳定结构D.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键【解析】(1)Cr为24号元素，注意3d轨道应为半充满的特殊性。(2)硼酸结合水电离出的OH，使溶液呈酸性；由于与3个OH结合后，B周围只有6个成键电子，所以再加合一个OH后，O与B之间形成配位键，B相当于形成四个共价键，且没有孤电子对，故B应为sp3杂化。(3)等电子体必须符合原子数目及最外层电子数相等的条件；NH类似于BH，也为sp3杂化，为正四面体型结构。(4)硼酸中存在氢键，故为分子晶体，A项错；稳定性与键能有关，氢键只影响熔沸点、溶解性等，B项错；B原子最外层只有6个电子，C项错；每个硼酸分子占有的氢键为61/23个，D项正确。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1(2) sp3(3)NH正四面体(4)D7