【名师一号】2022学年高中化学 第二章 分子结构与性质 分子的结构与价层电子对互斥理论双基限时练 新人教版选修3

双基限时练(六)　分子的结构与价层电子对互斥理论1．下列物质中既有极性键，又有非极性键的直线形分子的是(　　)A．CH4B．CS2C．CH3CH2ClD．HC≡CH解析　C—H键为极性键，C≡C为非极性键，H—C≡C—H为直线型分子。答案　D2．能说明CH4分子的5个原子不在同一平面而为正四面体结构的是(　　)A．任意两个键之间夹角为109°28′B.C—H键为极性共价键C.4个C—H键的键能、键长相同D．碳的价层电子都形成共价键解析　分子的空间构型与共价键的极性无关，故B项错；无论何种构型，在同一分子中，相同键则键能、键长相同，故C项错；D项中碳原子价电子都成键，无法说明分子构型，故选A项。答案　A3．若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥理论，判断下列说法中正确的是(　　)A．若n＝2，则分子的立体结构为V形B．若n＝3，则分子的立体结构为三角锥形C．若n＝4，则分子的立体结构为正四面体形D．以上说法都不正确解析　若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对，则根据斥力最小的原则，当n＝2时，分子结构为直线形；n＝3时，分子结构为平面三角形；n＝4时，分子结构为正四面体形。答案　C4．下列分子中的立体结构模型正确的是(　　)A．CO2的立体结构模型B．H2O的立体结构模型C．NH3的立体结构模型D．CH4的立体结构模型解析　CO2分子结构是直线型，H2O分子的立体结构是V形，NH3分子的立体结构是三角锥形，CH4分子的立体构型是正四面体，只有D项正确。答案　D5．根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的是(　　)A．PCl3B．HCHOC．H3O＋D．PH3解析　PCl3分子中P原子的成键电子对数为3，孤电子对数为1，其电子对的空间构型为四面体形，分子的空间构型为三角锥形；同理H3O＋、PH3分子的成键电子对数和孤电子对数分别为3和1。分子的空间构型为三角锥形；HCHO分子的中心原子的价电子都用来形成共价键，中心原子周围的原子数为3，空间构型为平面三角形。答案　B56．下列说法中，正确的是(　　)A．由分子构成的物质中一定含有共价键B．C2H6分子中只含有极性共价键C．正四面体结构的分子中键角一定是109°28′D．CO2和C2H2都是直线形分子解析　由分子构成的物质中不一定有共价键，如He，A项错，C2H6分子中含有C—H极性键和C—C非极性键，B项错；P4为正四面体结构，但其键角为60°，C项错；CO2、C2H2分子的中心原子无孤电子对，为直线形分子，D项正确。答案　D7．用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的主体结构，两个结论都正确的是(　　)A．直线型，三角锥B．直线型，平面三角形C．V形，三角锥D．V形，平面三角形解析　H2S分子中心原子S有未用于形成共价键的孤电子对，占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥，使H2S分子呈V形；而BF3分子中心原子B的价电子都用于形成共价键，根据价层电子对互斥理论可知BF3为平面三角形，D项正确。答案　D8．若分子中心原子有孤电子对，它一般可和H＋化合。下面分子不能结合H＋的是(　　)A．H2OB．NH3C．CO2D．SO解析　通过计算A、B、D项都有孤电子对，故选C项。答案　C9．下列分子中所有原子不可能共处同一平面的是(　　)A．C2H2B．C6H6C．NH3D．CS2解析　C2H2、CS2为直线型，C6H6为平面正六边形，NH3分子为三角锥形，只有C项所有原子不可能在同一平面上。答案　C10．已知在CH4中，C—H键间的键角为109°28′，NH3中，N—H键间的键角为107°，H2O中O—H键间的键角为105°，则下列说法中正确的是(　　)A．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．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力与成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系解析　由中心原子上孤电子对数的计算公式可知，CH4中碳原子无孤电子对；NH3中氮原子有1对孤电子对；H2O中的氧原子有2对孤电子对。根据题意知CH4中C—H键间的键角为109°28′，若孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力，则NH3中N—H键间的键角和H2O中O—H键间的键角均应为109°28′，故C项不正确；若孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力，则NH3中N—H键间的键角和H2O中O—H键间的键角均应大于109°28′，现它们的键角均小于109°28′，故B项不正确；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，将成键电子对压得靠近一点，使其键角变小，D项错误，A项正确。5答案　A11．用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间构型(1)BeCl2________　(2)NH________(3)H3O＋________　(4)CS2________(5)BF3________解析　BeCl2、CS2中心原子上的价电子都用于成键，中心原子周围的原子数为2，BeCl2、CS2的空间构型为直线型；NH中具有4对成键电子对，且都是完全等同的N—H键，应向正四面体的四个顶点方向伸展才能使相互间斥力最小，为正四面体结构；H3O＋中心原子上含有一对孤电子对，有3对成键电子对，结构与NH3类似是三角锥形；BF3分子中硼原子价电子为3，全部成键，为平面三角形。答案　(1)直线形(2)正四面体形(3)三角锥形(4)直线形(5)平面三角形12．磷在空气中充分燃烧后生成结构如右图所示的分子。图中的圆圈表示原子，实线表示化学键。(1)请在图中找出磷原子，并在图上将其涂黑。(2)形成化合物的化学式为________。(3)分子内磷原子排列成________形。(4)每个磷原子处于________的中心。解析　实线表示化学键，图中有两类原子；一类每个原子形成两个共价键，另一类每个原子形成五个化学键。联想P原子为＋5价，氧原子为－2价，对比思考，第一类为氧原子，第二类为磷原子。在图中四个磷原子排列为正四面体形(图中虚线)，键角为60°，而每个磷原子又在以四个氧原子形成的正四面体的中心。答案　(1)图中虚线形成的正四面体的四个顶点原子为磷原子(2)P4O10(3)正四面体(4)以4个O原子形成的正四面体13．由ⅢA族元素A和ⅥA族元素B组成的阴离子结构如下：5则所带电荷x、y、z依次为____________、__________、____________。解析　A元素属于第ⅢA族，原子的最外层有3个电子，能形成三个共价键，而B元素属于ⅥA族，最外层有6个电子，要达到8电子稳定结构，一个B原子需与A形成2个共价键。从三种阴离子的组成可以看出，所有的A原子都已与3个B原子形成了3个共用电子对，而分别只有1个B,3个B,2个B原子与2个A原子形成了共价键。因此，只与A共用一对电子的每个B原子要各得1个电子才能达到8电子稳定结构，因此x＝4，y＝3，z＝2。答案　x＝4、y＝3、z＝214．O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如右图所示，呈V形，键角为116.5°。三个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共价键；中间氧原子提供2个电子，旁边两个氧原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键——三个氧原子均等地享有这4个电子。请回答：(1)臭氧与氧气的关系是________。(2)下列分子与O3分子的结构最相似的是________。A．H2OB．CO2C．SO2D．BeCl2(3)O3分子有________对孤电子对。(4)O3具有强氧化性，它能把PbS氧化为PbSO4，而O2不能，试配平：PbS＋O3===PbSO4＋O2生成1molO2，转移电子________mol。5解析　(1)臭氧与氧气的组成不同，属同种元素形成的不同单质，是同素异形体。(2)硫与氧属同主族元素，最外层电子数相同，其成键情况相似，因此SO2可以看成是O3分子中的中间氧原子被硫代替，故SO2与O3分子的结构最相似。(3)根据O3分子中氧原子的成键情况可知，中间氧原子有1对孤电子对，而另外两个氧原子中各有2对孤电子对，因此O3分子中共有5对孤电子对。(4)O3分子做氧化剂时，只有1个氧原子显示氧化性，然后根据化合价升降法即可配平。答案　(1)同素异形体(2)C(3)5　(4)1　4　1　4　25