1、第2课时价电子对互斥理论课后篇素养形成必备知识基础练1.ABn分子的中心原子A原子上没有未用于形成共价键的孤电子对,根据价电子对互斥理论判断,下列说法正确的是() A.若n=2,则分子的空间结构为角形B.若n=3,则分子的空间结构为三角锥形C.若n=4,则分子的空间结构为正四面体形D.以上说法都不正确答案C解析若中心原子A上没有未成键的孤电子对,则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的空间结构为直线形;当n=3时,分子的空间结构为三角形;当n=4时,分子的空间结构为正四面体形。2.下列物质中,分子的空间结构与水分子相似的是()A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl4答案B解析H2S中硫原
2、子与H2O中氧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。3.已知CN-与N2互为等电子体,可推出HCN分子中键与键的数目之比为()A.13B.21C.11D.12答案C解析CN-与N2互为等电子体,则二者结构相似,碳原子与氮原子之间形成三键,则HCN分子的结构式为HCN,一个三键中含有一个键、两个键,单键属于键,故HCN分子中键与键的数目之比为22=11。4.下列分子或离子的中心原子的价层电子对中含有一对孤电子对的是()A.H2OB.BeCl2C.CH4D.PCl3答案D解析H2O、BeCl2、CH4、PCl3四种分子的中心原子的价层电子对中孤电子对数依次为2、0、0、1。5.
3、下列分子或离子中,中心原子价电子对的空间结构为四面体形,且分子或离子空间结构为角形的是()A.NB.PH3C.H3O+D.OF2答案D解析N中中心原子的价电子对数为4,成键电子对数为4,则离子空间结构为正四面体形;PH3中中心原子的价电子对数为4,成键电子对数为3,孤电子对数为1,分子为三角锥形;H3O+中中心原子的价电子对数为4,成键电子对数为3,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形;OF2中中心原子的价电子对数为4,成键电子对数为2,孤电子对数为2,分子空间结构为角形。6.(2021安徽师大附中高二检测)根据价电子对互斥理论及杂化轨道理论可判断出NCl3分子的空间结构和中心原子的杂化方式分别
4、为()A.直线形、sp杂化B.三角形、sp2杂化C.三角锥形、sp2杂化D.三角锥形、sp3杂化答案D解析NCl3分子的中心原子含有的孤电子对数是(5-13)2=1,所以NCl3分子的空间结构是三角锥形,氮原子发生sp3杂化。7.用价电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角的大小。下列判断正确的是()A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子B.BF3键角为120,SnBr2键角大于120C.COCl2、BF3、SO3都是三角形的分子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子答案C解析SO2是角形分子,CS2、HI是直线形的分子,A错误;BF3键角为120,是三
5、角形结构,而锡原子价电子数是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,还有一对孤电子对,对成键电子有排斥作用,使键角小于120,B错误;COCl2、BF3、SO3都是三角形的分子,C正确;PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形结构,D错误。8.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)采取杂化方式的说法正确的是()A.三角锥形、sp3B.角形、sp2C.三角形、sp2D.三角锥形、sp2答案A解析SOCl2中与硫原子成键的原子数为3,硫原子上的孤电子对数=(6-12-21)=1,所以硫原子发生sp
6、3杂化,分子空间结构为三角锥形。9.磷不仅在地壳中分布广泛,也存在于动植物体内,是动植物不可缺少的元素之一。请回答下列问题:(1)磷单质有白磷、红磷和黑磷,三者互为。(2)磷的氢化物(PH3)是一种无色、剧毒、有鱼腥臭味的气体,该分子的空间结构为。(3)磷的含氧酸根有P、P、P,它们的空间结构分别是、。答案(1)同素异形体(2)三角锥形(3)角形三角锥形正四面体形解析(2)PH3的空间结构与NH3类似,为三角锥形。(3)P、P、P中,P的价电子对数均为=4,孤电子对数分别为2、1、0,则P为角形,P为三角锥形,P为正四面体形。关键能力提升练10.下列分子或离子中,中心原子价电子对的空间结构为四
7、面体且分子或离子空间结构为角形的是()A.NB.NH3C.CD.H2O答案D解析A项中,中心原子价电子对数=(5+1)=3,成键电子对数也为3,故N空间结构为三角形。B项中,NH3的空间结构为三角锥形。C项中,C的中心原子价电子对数=(4+2)=3,成键电子对数为3,无孤电子对,C的空间结构为三角形结构。D项中,H2O的中心原子价电子对数=(6+2)=4,价电子对空间结构为四面体形,因孤电子对数为2,则分子的空间结构为角形。11.在SO2分子中,分子的空间结构为角形,硫原子采用sp2杂化,则SO2分子中的键角()A.等于120B.大于120C.小于120D.等于180答案C解析由于SO2分子的
8、价电子对的空间结构为三角形,从理论上讲其键角为120,但是由于SO2分子中的硫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。12.(2021山东青岛第二中学高二检测)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C.NH3为三角锥形结构,CO2为直线形结构D.氮原子和碳原子上都没有孤电子对答案C解析NH3和CO2分子的中心原子分别发生sp3杂化和sp杂化,但NH3分子的氮原子上有孤电子对,根据价电子对互斥理论,NH3分子结构为三角锥形,CO2分子结构为直线形。13.下列微粒的价电子对数正确的是(标“”的原子为中心原子
9、)()A.H44B.O21C.F32D.O32答案A解析CH4中碳原子的价电子对数为=4,A正确;CO2中碳原子的价电子对数为=2,B不正确;BF3中硼原子的价电子对数为=3,C不正确;SO3中硫原子的价电子对数为=3,D不正确。14.下列关于等电子体的说法正确的是()A.N2与CO不互为等电子体,故它们的熔、沸点及溶解度相差较大B.P与S不互为等电子体,故结构不相似C.N与O3互为等电子体,故N为O3的同素异形体D.苯与硼氮苯互为等电子体,故硼氮苯分子中含有大键答案D解析N2与CO原子数目相等,价电子总数相等,互为等电子体,A错误;P与S原子数目相等,价电子总数相等,互为等电子体,结构相似,
10、B错误;N与O3互为等电子体,但不互为同素异形体,C错误;苯与硼氮苯互为等电子体,结构相似,苯分子结构中含有大键,则硼氮苯中同样含有大键,D正确。15.已知Zn2+的4s和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道,那么ZnCl42-的立体结构为()A.直线形B.平面正方形C.正四面体D.正八面体答案C解析题给离子的中心原子发生sp3杂化,有四个键,故空间结构为正四面体形,故选C。16.(1)在形成氨气分子时,氮原子中的原子轨道发生杂化形成个,形成的杂化轨道中,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+,H3
11、O+中氧原子采用杂化。H3O+中HO键之间的键角比H2O中HO键之间的键角大,原因为。答案(1)四sp3杂化轨道三三孤电子对(2)sp3H3O+中有一对孤电子对,H2O分子中有两对孤电子对,由于孤电子对数越多,对形成的HO键的排斥力越大,因而造成H3O+中HO键之间的键角比H2O中HO键之间的键角大解析(1)在形成NH3分子时,氮原子的2p轨道和2s轨道发生sp3杂化,形成四个杂化轨道,氮原子含有一对孤电子对,三个未成键的单电子与三个氢原子形成三个键。(2)H3O+中氧原子杂化方式为sp3杂化;H3O+中只有一对孤电子对,H2O中有两对孤电子对,孤电子对越多,对成键电子对的排斥力越大,使得H3
12、O+中HO键之间的键角比H2O中HO键之间的键角大。17.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层电子数为1,Y位于X的下一周期,它的最外层电子比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)X、Y、Z的元素符号分别为X;Y;Z。(2)根据价电子对互斥理论填写下列空白: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X2ZYZ2答案(1)HCS(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X2Z22sp3角形YZ220sp直线形解析 X原子的K层(第一层)的电子数为1,可知X为氢元素;Y
13、位于X的下一周期,即Y为第2周期元素,它的最外层电子比K层多2个,则其原子结构示意图为 +6,故Y为碳元素;Z原子核外的最外层电子比次外层电子少2个,且原子序数:ZY,则Z为硫元素。从而推知X2Z为H2S,YZ2为CS2。学科素养拔高练18.(1)蓝矾(CuSO45H2O)的结构如图所示:S的立体构型是,其中硫原子的杂化轨道类型是;基态氧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,此固态SO3中硫原子的杂化轨道类型是。答案(1)正四面体形sp3杂化(2)三角形N(或C等)sp3杂化解析(1)S中硫原子形成4个键,孤电子对数为=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;基态氧原子的价电子排布式为2s22p4,故其价电子轨道表示式为。(2)SO3中价电子对数为3,没有孤电子对,空间结构为三角形;价电子数和原子数都相等的微粒互为等电子体,则与SO3互为等电子体的阴离子有N、C等;图中固态SO3中硫原子形成4个共价单键,则其杂化轨道类型是sp3杂化。