2.2.1分子空间结构的理论分析 课时练习（含答案）高中化学鲁科版（2019）选择性必修2

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1、分子空间结构的理论分析1下列物质中，分子的空间结构与水分子相似的是()ACO2 BH2SCPCl3 DSiCl4解析：选BH2S中S原子与H2O中O原子的成键电子对数和孤电子对数都相同，故分子空间结构相似。2下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是()BF3CH2=CH2CHCHNH3CH4A BC D解析：选ABF3分子中B原子的价电子对数33，B原子采用sp2杂化，BF3为平面三角形分子；CH2=CH2，其中碳原子以sp2杂化，未杂化的2p轨道形成键；中碳原子以sp2杂化，未杂化的2p轨道形成大键；CHCH为直线形分子，其中碳原子为sp杂化；NH3是三角锥形分子，中心氮原子为sp3杂

2、化；CH4是正四面体形分子，中心碳原子为sp3杂化。3用价电子对互斥理论预测H2S和BF3分子的空间结构，都正确的是()A直线形；三角锥形 B角形；三角锥形C直线形；平面三角形 D角形；平面三角形解析：选D对于H2S分子，价电子对数为24，孤电子对数为2，则H2S为角形分子；对于BF3分子，价电子对数为33，孤电子对数为0，则BF3为平面三角形分子，即H2S、BF3分别是角形、平面三角形分子。4有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是()A两个碳原子采用sp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参与杂化的2p轨道形成键D两个碳原子间形成两个键和一个键解析：选B乙炔分子中碳原子

3、以1个2s轨道和1个2p轨道形成sp杂化轨道。故乙炔分子中碳原子采用sp杂化方式，且每个碳原子有两个未参与杂化的2p轨道形成2个键。解答本题时必须要了解乙炔分子的结构，理解其成键过程，才能准确地判断其杂化类型。5在SO2分子中，分子的空间结构为角形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角()A等于120 B大于120C小于120 D等于180解析：选C由于SO2分子的空间结构为平面三角形，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用价电子对互斥理论预测，下列分子空间结构与H2O相似，都为角形的是()OF

4、2BeCl2SO2CO2A BC D解析：选C价电子对数24，孤电子对数422，为角形；价电子对数22，孤电子对数220，为直线形；价电子对数23，孤电子对数321，为角形；价电子对数22，孤电子对数220，为直线形。符合题意。7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sp杂化CNH3为三角锥形结构，CO2为直线形结构DN原子和C原子上都没有孤电子对解析：选CNH3和CO2分子的中心原子分别采取sp3杂化和sp杂化的方式成键，但NH3分子的N原子上有孤电子对，根据价电子对互斥理论，NH3分子空间结构为三角锥形，CO2分子空间结构为直线形。8甲醛分子的结构式为

5、，下列描述正确的是()A甲醛分子中有4个键B甲醛分子中的碳原子为sp3杂化C甲醛分子中的氧原子为sp杂化D甲醛分子为平面三角形，有一个键垂直于三角形平面解析：选D从结构式看，甲醛分子为平面三角形，所以中心原子碳应为sp2杂化，形成三个杂化轨道，分别与氧原子和两个氢原子形成键，还有一个未参与杂化的p轨道与氧原子形成键，该键垂直于杂化轨道的平面，氧原子不是中心原子，不发生轨道杂化。9按要求填空：地球上的物质不断变化，数10亿年来大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分：目前空气的成分N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)原始大气的主要成分CH4、NH3、CO

6、、CO2等分析上表所涉及的分子，填写下列空白。(1)VSEPR理论为正四面体形的分子有_(填化学式，下同)；(2)中心原子采取sp3杂化的分子有_；(3)沸点最高的物质是H2O，其空间结构为_；(4)CO的结构可表示为OC，与CO结构最相似的分子是_；(5)以上分子有多种含有氧原子，请写出基态氧原子的价电子轨道表示式_。解析：(1)CO2的价电子对数为22，H2O的价电子对数为24，CH4的价电子对数为44，NH3的价电子对数为34，故H2O、CH4、NH3的VSEPR理论为正四面体形。(4)CO的结构可表示为OC，CO与N2互为等电子体，等电子体的结构相似，与OC结构最相似的分子是N2。(5

7、)氧原子为8号元素，最外层有6个电子，基态氧原子的价电子轨道表示式。答案：(1)H2O、CH4、NH3(2)H2O、CH4、NH3(3)角形(4)N2(5) 10(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为_。(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_、_。(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是_形，中心原子的杂化形式为_。(4)根据价电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价电子对数不同于其他分子的是_。气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为_形；固体三氧化硫中存在如

8、图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。(5)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为_，C原子的杂化形式为_。(6)X射线衍射测定发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的空间结构为_，中心原子的杂化形式为_。解析：(1)As与N同族，则AsH3分子的空间结构类似于NH3，为三角锥形。(2)乙二胺分子中，1个N原子形成3个单键，还有1对孤电子对，故N原子价电子对数为4，N原子采用sp3杂化；1个C原子形成4个单键，没有孤电子对，价电子对数为4，C原子采用sp3杂化。(3)AlH的中心原子Al的价电子对数为44

9、，故Al采用sp3杂化，AlH呈正四面体形结构。(4)价电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，H2S中S的成键电子对数为2，孤电子对数为2，故价电子对数为4，同理，SO2中S的价电子对数为23，SO3中S的价电子对数为33，由此可知，H2S中S的价电子对数不同于SO2、SO3。气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的空间结构为平面三角形。固态SO3为三聚分子，分子中每个S与4个O成键，S无孤电子对，故S原子的杂化轨道类型为sp3。(5)碳酸锌中的阴离子为CO，根据价电子对互斥理论，其中心原子C的价电子对数为33，所以空间结构为平面正三角形，中心C原子为sp2杂化。(6)I中I原子为中心

10、原子，其价电子对数24，则中心原子采用sp3杂化，I的空间结构为角形。答案：(1)三角锥形(2)sp3sp3(3)正四面体sp3(4)H2S平面三角sp3(5)平面(正)三角形sp2(6)角形sp311下列描述正确的是()AClO的空间结构为平面三角形BSiF4和SO的中心原子均为sp3杂化C在所有的元素中，氟的第一电离能最大DC2H5OH分子中共含有8个极性键，1个键解析：选BClO中含有3个键，含有1个孤电子对，为三角锥形，A错误；SiF4中含有4个键，为sp3杂化，SO中含有3个键，含有1对孤电子对，为sp3杂化，B正确；稀有气体的原子结构是稳定结构，同周期稀有气体元素的第一电离能最大，

11、同族自上而下元素的第一电离能减小，故氦元素的第一电离能最大，C错误；乙醇的结构简式为CH3CH2OH，共含有8个共价键，其中CH键、CO键、OH 键为极性键，共7个，CC键为非极性键，由于全为单键，故无键，D错误。12根据等电子原理，下列各组分子或离子的空间结构不相似的是()ASO2和O3 BNH和CH4CH3O和NH3 DCO2和H2O解析：选DD项中，CO2分子和H2O分子化学通式相同，价电子总数前者为16，后者为8，二者不属于等电子体，则空间结构不相似。13氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的空间结构和中心原子(S)采取杂化方式的说

12、法正确的是()A三角锥形、sp3 B角形、sp2C平面三角形、sp2 D三角锥形、sp2解析：选A根据价电子对互斥理论确定微粒的空间结构，价电子对数成键电子对数孤电子对数，成键电子对数与中心原子成键的原子数，孤电子对数(axb)，SOCl2中与S原子成键的原子数为3，孤电子对数(61221)1，所以S原子采取sp3杂化，分子空间结构为三角锥形。14已知次氯酸分子的结构式为HOCl，下列有关说法正确的是()AO原子发生sp杂化BO原子与H、Cl都形成键C该分子为角形分子D该分子的电子式是HOCl解析：选C中心原子O与H和Cl分别形成1个键，另外还有两对孤电子对，所以O采用的是sp3杂化方式；单键

13、都是键；由于孤电子对的影响，HClO分子的空间结构是角形；电子式中应该写出孤电子对。15下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是()APCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形BNH中N原子sp3杂化，为正四面体形CH2S中S原子sp杂化，为直线形DSO2中S原子sp2杂化，为角形解析：选C该分子中P原子价电子对数34且含有一个孤电子对，根据价电子对互斥理论判断其中心原子杂化类型是sp3，实际空间结构为三角锥形，故A正确；该离子中N原子价电子对数44且不含孤电子对，根据价电子对互斥理论判断N原子为sp3杂化，为正四面体形，故B正确；该分子中S原子价电子对数24且含有两个孤电子对，根据价电

14、子对互斥理论判断S原子采用sp3杂化，为V形结构，故C错误；该分子中S原子价电子对数23且含有一个孤电子对，根据价电子对互斥理论判断S原子为sp2杂化，为角形，故D正确。16下列推断正确的是()ABF3为三角锥形分子BNH的电子式为，离子呈平面正方形结构CCH4分子中的4个CH键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的sp 键DCH4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CH 键解析：选DBF3为平面三角形，NH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ssp3 键。17科学家最近研制

15、出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中NNN键角都是108.1，下列有关N(NO2)3的说法正确的是()A分子中N、O间形成的共价键是非极性键B分子中4个氮原子共平面C该分子中的中心氮原子采用sp2杂化D15.2 g该物质含有3.6121023个氧原子解析：选D不同种原子形成的共价键为极性共价键，分子中N、O间形成的共价键是极性键，故A不符合题意；根据结构可知，NNN键角都是108.1，中心氮原子形成3个共价键，还剩余1对孤电子对，价电子对数为4，分子中四个氮原子构成三角锥形，故B不符合题意；由于中心氮原子形成3个共价键，还剩余1对孤电子对，价电子对数为4，该分子是

16、立体结构，其中心氮原子采取sp3杂化，空间结构为三角锥形，故C不符合题意；该物质的摩尔质量为152 gmol1，则15.2 g该物质的物质的量为n0.1 mol，含有6.021022个分子，一个N(NO2)3分子含有6个氧原子，含有6.02102263.6121023个氧原子，故D符合题意。18有机物b发生如图转化关系，下列说法正确的是()Ab分子的所有原子都在一个平面内Bb分子中键与键的个数之比为71Cp在氢氧化钠的乙醇溶液中加热可生成烯烃Dm中碳原子的杂化方式为sp2和sp3解析：选Db分子中含亚甲基结构，所有原子不可能在同一个平面内，A错误；1个共价单键为1个键，一个共价双键为1个键和1

17、个键，则根据图中b分子的结构简式可知，其分子内键与键的个数之比为151，B错误；p分子中含溴原子，但连接溴原子的C原子相邻C原子上不含H原子，则在氢氧化钠的乙醇溶液中加热不能发生消去反应生成相应的烯烃，C错误；m分子中碳原子之间有共价单键，碳原子与氧原子为共价双键，则其杂化方式为sp2和sp3，D正确。19(1)蓝矾(CuSO45H2O)的结构如图所示：SO的空间结构是_，其中S原子的杂化轨道类型是_；基态O原子的价电子轨道表示式为_。(2)气态SO3分子的空间结构为_；与其互为等电子体的阴离子为_(举一例)；将纯液态SO3冷却到289.8 K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图，此

18、固态SO3中S原子的杂化轨道类型是_。解析：(1)SO中S有4个键，孤电子对数是0，因此价电子对数为4，空间结构是正四面体形，杂化轨道数价电子对数4，即杂化类型为sp3杂化；基态O原子的价电子排布式为2s22p4，故价电子轨道表示式是。(2)SO3中价电子对数为3，没有孤电子对，空间结构为平面三角形；价电子数相等且化学通式相同的微粒互为等电子体，则与SO3互为等电子体的阴离子为NO、CO等；图中固态SO3中S原子与4个O原子形成4个共价单键，其杂化轨道类型是sp3杂化。答案：(1)正四面体形sp3杂化(2)平面三角形NO(或CO等)sp3杂化20钴的一种配位聚合物的化学式为Co(bte)2(H

19、2O)2(NO3)2n。(1)Co基态核外电子排布式为_。(2)NO的空间结构为_。(3)bte的分子式为C6H8N6，其结构简式如图所示。C、H、N的电负性从大到小的顺序为_。bte分子中碳原子轨道杂化类型为_和_。1 mol bte分子中含键的数目为_mol。解析：(1) Co的原子序数为27，所以其基态核外电子排布式为Ar3d74s2。(2)NO的价电子对数为3，不含有孤电子对，所以其空间结构为平面三角形。(3)C、N元素位于同一周期，同一周期元素从左往右，电负性增大，所以电负性：CN，C、N的氢化物中它们均表现负化合价，说明它们的电负性都大于氢元素的，所以 C、H、N的电负性从大到小的顺序为N、C、H；bte分子中亚甲基碳原子形成4个键，环上碳原子形成3个键和1个键，故碳原子分别采取sp2、sp3杂化。单键为键，双键中含有1个键，bte分子中含有21个键，故1 mol bte分子中含键的数目为21 mol。答案：(1)Ar3d74s2(2)平面三角形(3)N、C、Hsp2sp321