2018学年高中化学人教版选修三 第二章 分子结构与性质

学业分层测试(六) 形形色色的分子价层电子对互斥理论(建议用时：45分钟)学业达标]1．下列分子中，所有原子不可能共处于同一平面上的是()A．H2O B．CO2C．CH2O D．CH4【解析】H2O为V形分子、CO2为直线形分子、CH2O(甲醛)为平面形分子，而CH4为正四面体形分子，只有CH4分子中的所有原子不可能共处于同一平面上。

【答案】 D2．下列分子的立体结构与水分子相似的是()A．CO2B．H2SC．PCl3D．SiCl4【解析】S与O同主族，两者形成的氢化物的立体结构相似，均为V形分子；而CO2为直线形分子、PCl3为三角锥形分子、SiCl4为正四面体形分子。

【答案】 B3．在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是()A．NF3B．CH－3C．BF3D．H3O＋【解析】根据等电子原理，NF3、CH－3、H3O＋的结构相似，均与NH3相同，即三角锥形；而BF3为平面三角形。

【答案】 C4．下列分子中键角最大的是()A．H2O B．CO2C．CH2O D．NH3【解析】H2O分子为V形，键角为105°；CO2分子为直线形，键角为180°；CH2O分子为平面三角形，键角为120°；NH3为三角锥形，键角为107°。

【答案】 B5．用VSEPR模型预测，下列分子中键角是120°的是() 【导学号：90990041】A．C2H2B．CH4C．BF3D．NH3【解析】根据VSEPR模型，C2H2分子为直线形，键角为180°；BF3分子为平面三角形，键角为120°；CH4分子为正四面体形，键角为109°28′；NH3分子为三角锥形，键角为107°。

【答案】 C6．根据价层电子对互斥理论，判断H3O＋的空间结构是()A．三角锥形B．正四面体C．平面正三角形D．变形四面体【解析】在H3O＋中价层电子对数＝3＋12(6－1－3×1)＝4，O原子中含有1对孤电子对，根据价层电子对互斥理论，其空间结构为三角锥形。

【答案】 A7．用价层电子对互斥理论预测H2O和NO－3的立体结构，两个结论都正确的是()A．直线形；三角锥形B．V形；三角锥形C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形【解析】H2O分子的中心原子上的孤电子对数＝12(6－2×1)＝2，因其σ键电子对数为2，故分子为V形结构；NO－3的中心原子上的孤电子对数＝12(5＋1－3×2)＝0，因其σ键电子对数为3，则分子为平面三角形。

【答案】 D8．下列离子的VSEPR模型与其立体构型一致的是()A．SO2－3B．ClO－4C．NO－2D．ClO－3【解析】SO2－3中的价层电子对数为4，且含一对孤电子对，所以其VSEPR模型为四面体结构，而SO2－3立体构型为三角锥形，A项错误；ClO－4中价层电子对数为4，不含孤电子对，所以其VSEPR模型与其立体构型一致，B项正确；NO－2的价层电子对数为3，其中含有一对孤电子对，其VSEPR模型与其立体构型不一致，C项错误；ClO－3的价层电子对数为4，也含有一对孤电子对，D项错误。

【答案】 B9．下列说法中正确的是()A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构B．P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′C．NH＋4的电子式为，离子呈平面正方形结构D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强【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为正四面体分子，但其键角为60°，B错误；NH＋4为正四面体结构而非平面正方形结构，C错误；NH3分子电子式为，有一对未成键电子，由于未成键电子对成键电子的排斥作用，使其键角为107°，呈三角锥形，D正确。

【答案】 D10．有下列分子或离子：①CS2，②PCl3，③H2S，④CH2O，⑤H3O＋，⑥NH＋4，⑦BF3，⑧SO2。

粒子的立体构型为直线形的有________；粒子的立体构型为V形的有________；粒子的立体构型为平面三角形的有________；粒子的立体构型为三角锥形的有________；粒子的立体构型为正四面体形的有________。

【解析】中心原子上孤电子对数及粒子的空间构型如下表。

11．(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间构型。

ClO－4________；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。

请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：________________；________________。

(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________。

【解析】(1)ClO－4是AB4型分子，成键电子对数是4，为四面体形。

AlBr3是AB3型分子，成键电子对数是3，是平面三角形。

(2)AB3型分子中，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一对孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH＋3、CH－3。

(3)由第二周期非金属元素构成的中性分子中，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面体形的是CF4。

【答案】(1)四面体形平面三角形(2)CH＋3CH－3(3)BF3NF3CF412．D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大。

它们的最简氢化物分子的立体构型依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。

回答下列问题：【导学号：90990042】(1)Y的最高价氧化物的化学式为________。

(2)上述五种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是________，写出该元素的任意三种含氧酸的化学式：________________________。

(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为________。

(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属________。

(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是________，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是_________________________________________________________________________________________________________________________ _____。

【解析】周期表前20号元素中，最简氢化物的立体构型为正四面体的是CH4和SiH4，故D是C、X为Si，由此推知E为N、Y为S、Z为Cl。

C和S形成的化合物为CS2，C的价电子对数为2，CS2为直线形。

C和Si之间形成共价键，化学式为SiC。

【答案】(1)SO3(2)Cl HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写三种酸)(3)直线形(4)共价键(5)Mg3N2Mg3N2＋8H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3·H2O能力提升]13．下列对应关系不正确的是()ⅣA3族，AB4分子是正四面体形，AB2分子是直线形。

当中心原子在ⅥA族，AB2是V 形。

【答案】 B14．在白磷分子中，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，下列有关白磷的说法正确的是()A．白磷分子的键角为109°28′B．分子中共有4对共用电子对C．白磷分子的键角为60°D．分子中有6对孤电子对【解析】本题容易使同学们想到甲烷的空间结构，需要注意的是白磷分子无中心原子，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个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为60°，共6个共价单键(即6对共用电子对)，4对孤电子对。

【答案】 C15．多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到或失去电子导致，根据VSEPR 模型，下列离子中所有原子都在同一平面的一组是()A．NO－2和NH－2B．H3O＋和ClO－3C．NO－3和CH－3D．PO3－4和SO2－4【解析】根据三点共面，A项正确；根据价层电子对互斥理论，B项H3O＋中的氧原子上有一对孤电子对，故H3O＋为三角锥形；C项中CH－3中C原子上有一对孤电子对，CH－3亦为三角锥形；D项中的PO3－4、SO2－4均为正四面体形。

【答案】 A16．价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分子的立体构型。

其要点可以概括为：【导学号：90990043】Ⅰ.用AX n E m表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(n ＋m)称为价层电子对数。

分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间；Ⅱ.分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对；Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力；ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力；ⅲ.X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强；ⅳ.其他。

请仔细阅读上述材料，回答下列问题：(1)根据要点Ⅰ可以画出AX n E m的VSEPR理想模型，请填写下表：(2)请用VSEPR2_________________________；(3)H2O分子的立体构型为________，请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因：______________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____；(4)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的立体构型：【解析】AX n E m键角是180°；若是正四面体，n＋m＝4；CO2属AX2E0，n＋m＝2，故为直线形。

水分子属AX2E2，n ＋m＝4，有两对孤电子对，应是V形。

又由于孤电子对的作用力强于成键的共用电子对，所以使其角度小于109°28′。