2018年高考化学课时跟踪检测七一些典型分子的空间构型47

2 3 课时跟踪检测（七） 一些典型分子的空间构型

1．下列能正确表示CH4分子中碳原子成键轨道的示意图为( )

解析：选D CH4分子中碳原子采用sp3杂化，杂化前为 ，

其中2s和2p轨道杂化形成能量相同的四个sp1杂化轨道，即杂化后为 。 2．中心原子采取sp1杂化的分子是( ) A．NH3 B．BeCl2 C．PCl3 D．H2O 解析：选B NH3分子中N原子采用sp3杂化；PCl3类比NH3，P原子采用sp3杂化；H2O分子中O原子采用sp3杂化。 3．sp3杂化形成的AB4型分子的空间构型是( ) A．平面四方形 B．正四面体 C．四角锥形 D．平面三角形 解析：选B sp3杂化形成的AB4型分子中，四个杂化轨道均参与形成σ键，故空间构型为正四面体形。 4．用价电子对互斥理论预测，下列分子构型与H2O相似，都为V形的是( ) ①OF2 ②BeCl2 ③SO2 ④CO2 A．①② B．②③ C．①③ D．②④

解析：选C ①价电子对数1/2×(6＋2)＝4，孤电子对数4－2＝2，为V形；②价电子对数12

×(2＋2×1)＝2，孤电子对数2－2＝0，为直线形；③价电子对数1/2×(6＋0)＝3，孤电子对数3－2＝1，为V形；④价电子对数1/2×(4＋0)＝2，孤电子对数2－2＝0，为直线形。①、③符合题意。 5．在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角( ) 2 3 A．等于120° B．大于120° C．小于120° D．等于180° 解析：选C 由于SO2分子的电子对的空间构型为平面三角形，从理论上讲其键角为120°，但是由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120°。 6．关于CO2和NH3分子，下列说法正确的是( ) A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp1杂化 C．NH3为三角锥形结构，CO2为直线形结构 D．N原子和C原子上都没有孤对电子 解析：选C NH3和CO2分子的中心原子分别采取sp3杂化和sp1杂化的方式成键，但NH3分子的N原子上有孤对电子，根据价电子对互斥理论，NH3分子构型为三角锥形，CO2分子构型为直线形。 7．有关乙炔C2H2分子中的化学键描述不正确的是( ) A．两个碳原子采用sp1杂化方式 B．两个碳原子采用sp2杂化方式 C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键 D．两个碳原子形成两个π键 解析：选B C2H2分子的结构式为H—C≡C—H，可知每个碳原子形成2个π键，故两个碳原子均采用sp1杂化。 8．在乙烯分子中有5个σ键，一个π键，它们分别是( ) A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键 C．C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成π键 D．C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成π键 解析：选A 乙烯分子为平面分子，分子中每一个碳原子采取sp2杂化，3个sp2杂化轨道分别与2个氢原子和另一个C原子形成3个σ键，每个C原子未杂化的2p轨道“肩并肩”重叠形成π键。 9．填空。 (1)在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发生sp3杂化形成4个________，形成的4个杂化轨道中，只有________个含有未成对电子，所以只能与________个氢原子形成共价键，又因为4个sp3杂化轨道有一对________，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。 (2)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用______杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为____________________________________________ 2 3 ________________________________________________________________________。 解析：(1)在形成NH3分子时，氮原子的2p轨道和2s轨道发生sp3杂化，形成4个杂化

轨道， ，含有一对孤对电子，3个未成键的单电子，可以与3个氢原子形成3个σ键。 (2)H3O＋中O原子的价电子数为6＋2＝8，价电子对为4对，所以杂化方式为sp3杂化；H3O＋中只有一对孤对电子，H2O中有两对孤对电子，对所成共价键的排斥力H2O大于H3O＋，使得H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。 答案：(1)sp3杂化轨道 3 3 孤对电子 (2)sp3 H3O＋离子中有一对孤对电子，H2O分子中有两对孤对电子，对形成的H—O的排斥力H2O大于H3O＋，造成H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大 10．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层的电子数目只有一个，Y位于X的下一周期，它的最外层电子数比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)它们的元素符号分别为X________、Y________、Z________。 (2)用价电子对互斥理论判断：

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

解析：X原子的K层(第一层)的电子数只有一个，可知X为氢原子；Y位于X的下一周期，即为第二周期元素，它的最外层电子数比K层多2个，则其原子结构示意图为，故Y为C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S元素。从而推知X2Z为H2S，YZ2为CS2。 答案：(1)H C S (2) 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 V形 YZ2 2 0 sp1 直线形 2 3 1．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) A．CS2与C6H6 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4 解析：选B A项，CS2分子中，C原子采用sp1杂化，C6H6分子中，C原子采用sp2杂化；B项，CH4和NH3分子中C、N原子均采用sp3杂化；C项，BeCl2分子中Be原子为sp1杂化，BF3分子中B原子为sp2杂化；D项，C2H2分子中C原子为sp1杂化，C2H4分子中C原子为sp2杂化。 2．在BrCH===CHBr分子中，C和Br成键采用的轨道是( ) A．sp1­p B．sp2­s C．sp2­p D．sp3­p 解析：选C BrCH===CHBr分子中C原子采用sp2杂化，每个C原子形成3个sp2杂化轨道分别与Br原子的p轨道、H原子的s轨道、另一个C原子的sp2轨道形成3个σ键。 3．根据等电子原理，下列各组分子或离子的空间构型不相似的是( ) A．SO2和O3 B．NH＋4和CH4 C．H3O＋和NH3 D．CO2和H2O 解析：选D D项中，CO2分子和H2O分子原子总数相等，价电子总数前者为16，后者为10，二者不属于等电子体，则空间构型不相似。 4．下列分子中，在形成共价键时中心原子采用sp3杂化的分子有( ) ①H2O ②NH3 ③CH4 ④PCl3 ⑤CO2 ⑥N2 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 解析：选B 形成共价键时中心原子采用sp3杂化的分子有H2O、NH3、CH4、PCl3；CO2、N2分子中的C、N原子采用sp1杂化。 5．根据价电子对互斥理论及杂化轨道理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为( ) A．直线形，sp1杂化 B．三角形，sp2杂化 C．三角锥形，sp2杂化 D．三角锥形，sp3杂化 解析：选D 在NF3分子中N原子价电子对数为1/2×(5＋3×1)＝4，孤对电子数4－3＝1，与其相连的原子数为3，根据理论可推知中心原子的杂化方式为sp3杂化，空间构型为三角锥形。 6．下列分子或离子的中心原子形成sp2杂化轨道的是( ) ①H2O ②NO－3 ③SO3 ④CH4 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 2 3 解析：选B H2O分子中，价电子对数1/2×(6＋2×1)＝4，氧原子采用sp3杂化；②NO－3离子中价电子对数1/2×(5＋3×0＋1)＝3，氮原子采用sp2杂化；③SO3分子中价电子对数1/2×(6＋3×0)＝3，硫原子采用sp2杂化；④CH4分子中价电子对数1/2×(4＋4×1)＝4，碳原子采用sp3杂化。②、③符合题意。 7．下列推断正确的是( ) A．BF3为三角锥形分子

B．NH＋4的电子式为 ，离子呈平面正方形结构 C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的s­p σ键 D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键 解析：选D BF3为平面三角形，NH＋4为正四面体形，CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个sp3杂化轨道，然后与氢原子的1s轨道重叠，形成4个s­sp3σ键。 8．关于原子轨道的说法正确的是( ) A．凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体 B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合而形成的 C．sp3杂化轨道是由同一原子中能量相近的s轨道和p轨道混杂形成的一组能量相等的新轨道 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 解析：选C 凡中心原子采取sp3杂化的杂化轨道都是四面体形，但是根据孤电子对占据杂化轨道数目多少，造成了其分子几何构型可以呈现V形(H2O)、三角锥形(NH3)；CH4的sp3杂化轨道是由中心碳原子的能量相近的2s轨道和3个2p轨道杂化形成，与氢原子结合时，4个杂化轨道分别和4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键；BF3中B原子采用sp2杂化。 9．A、B、C、D、E、F都是短周期元素，原子序数依次增大，B、C、D同周期，A、E同主族。A、C能形成两种液态化合物甲和乙，原子个数比分别为2∶1和1∶1。B元素原子有两个未成对电子，D是周期表中电负性最大的元素，F是地壳中含量最多的金属元素。根据以上信息回答下列问题： (1)比较C、D对应氢化物的稳定性________________________________________________________________________ (填分子式)。 (2)甲、乙两分子中含有非极性共价键的是________(填分子式)，它的电子式为________。 (3)C、D、E、F的离子中，半径最小的是________(填离子符号)。 (4)B的最简单氢化物的空间构型是________________。