1、课时训练9分子构型与物质的性质基础夯实1.下列关于杂化轨道的说法错误的是()A.CH2Cl2和SiCl4中的C和Si都是通过sp3杂化轨道成键B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C.杂化轨道能量集中,有利于牢固成键D.杂化轨道中一定有一个电子解析杂化轨道的电子云一头大一头小,成键时利用大的一头,可使电子云重叠程度更大,形成牢固的化学键,故C项正确;并不是所有的杂化轨道中都有一个电子,也可以是空轨道,也可以有一对孤电子对(如NH3、H2O的形成),故D项错误。答案D2.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是()BF3CH2CH2CHCHNH3CH4A.B.C.D.解析sp2杂化轨道形
2、成夹角为120的平面三角形,BF3为平面三角形且BF键夹角为120;C2H4中碳原子以sp2杂化,且未杂化的2p轨道形成鸺;同相似;乙炔中的碳原子为sp杂化;NH3中的氮原子为sp3杂化;CH4中的碳原子为sp3杂化。答案A3.有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是()(导学号52740084)A.2个碳原子采用sp杂化方式B.2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轨道形成鸺D.两个碳原子间形成2个鸺1个蠹解析乙炔分子中碳原子以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,且每个碳原子以两个未参与杂化的2p轨道形成2个鸺,构成碳碳叁键
3、。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。答案B4.下列各组分子中,都属于含极性键的非极性分子的是()A.CO2、H2SB.C2H4、CH4C.Cl2、C2H2D.NH3、HCl解析A项中CO2和H2S都含极性键,但前者是非极性分子(直线形),后者是极性分子(V形);B项中C2H4是平面结构,CH4为正四面体形,均含极性键且均为非极性分子;C项中Cl2不含极性键;D项中NH3、HCl均为极性分子。答案B5.S2Cl2是橙黄色液体,少量泄漏会产生窒息性气味,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液。其分子结构如下图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是()A.为
4、非极性分子B.分子中既含有极性键又含有非极性键C.与S2Br2结构相似,熔、沸点S2Br2S2Cl2D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2+3S+4HCl解析A项错误,由分子结构形状明显看出,S2Cl2为极性分子;B项正确,该分子中既有SS之间的非极性键,又有SCl之间的极性键;C项正确,在结构相似的情况下,范德华力与相对分子质量成正比;D项正确,产生的浑浊只能是S,则化合价升高的产物为SO2,产物还应有HCl,配平即可。答案A6.下列叙述正确的是()A.NH3是极性分子,分子中氮原子处在3个氢原子所组成的三角形的中心B.CCl4是非极性分子,分子中碳原子处在4个氯原子所组
5、成的正方形的中心C.H2O是极性分子,分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央D.CO2是非极性分子,分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央解析NH3的氮原子以sp3杂化,形成三角锥形结构,电荷分布不对称,是极性分子。CCl4分子中CCl键为极性键,碳原子采取sp3杂化,且无孤电子对,分子构型为正四面体形,碳原子位于正四面体的中心。H2O分子中HO键为极性键,氧采取sp3杂化,且有两对孤电子对,分子构型为V形,整个分子电荷分布不对称,为极性分子。CO2分子中碳采取sp杂化,分子构型为直线形,分子为非极性分子,碳原子位于2个氧原子所连成的直线的中央。答案C7.下列推论正确的是()(
6、导学号52740085)A.SiH4的沸点高于CH4,可推测PH3的沸点高于NH3B.N为正四面体结构,可推测P也为正四面体结构C.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体D.C2H6是碳链为直线形的非极性分子,可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子解析A项NH3分子间存在着氢键,其沸点反常的高,即NH3的沸点高于PH3;C项SiO2为原子晶体;D项C3H8为碳链呈锯齿形的分子。答案B8.用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的空间构型,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H2S中S原子最外层有孤电子对,参与
7、成键电子对间的排斥,故H2S为V形结构;BF3分子中B原子最外层电子全部参与成键,三条BF键等效排斥,故分子的空间构型为平面三角形。答案D9.科学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构,例如CH4与N具有相同的电子数和空间构型,依此原理在下表空格中填出相应的化学式。CH4来源:Zxxk.ComCNN2N2解析保证原子个数相同,通常将原子序数“加1减1”求得。答案C2H6NCO能力提升10.常见分子的空间构型通常有两种表示方法,一是比例模型,二是球棍模型。请你用短线将下列几种分子的比例模型、球棍模型连接起来。解析H2O分子为三原子分子呈V形,应选Ec;NH3分子为四原子分子呈三角锥形,应选Bd;
8、CH2O分子为四原子分子呈平面三角形,应选De;CCl4分子为五原子分子呈正四面体形,应选Ca;CO2分子为三原子分子呈直线形,应选Ab。答案EcBdDeCaAb11.(1)BF3是平面三角形,但NF3却是三角锥形,试用杂化轨道理论加以说明。(2)甲烷中的碳原子是sp3杂化,下列用*表示的碳原子的杂化和甲烷中的碳原子杂化方式相同的是。A.B.H2CHCH3C.CH2HCH3D.CH2H2解析(1)BF3中B原子以sp2杂化轨道与三个F原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2-p的蠹捎谌sp2杂化轨道在同一平面上,而且夹角为120,所以BF3为平面三角形的结构。而NF3分子中N原子采用不等性sp3
9、杂化,有一对孤电子对占据一个杂化轨道,三个sp3杂化轨道与F原子的2p轨道形成三个共价键,由于孤电子对占据四面体的一角,使NF3分子形状成为三角锥形。(2)当碳原子以sp3杂化轨道成键时,应形成4个蠹,A项符合题意。其他选项中带星号的碳原子均形成了1个鸺(杂化方式是sp2杂化),不符合题意。答案(1)BF3中B原子采用sp2杂化轨道成键,没有未参加杂化的p电子,所以其空间构型是平面三角形;NF3中N原子采用sp3杂化轨道成键且杂化轨道中有1个由孤电子对占据,所以其分子构型是三角锥形。(2)A12.元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数为88.
10、9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%。(1)在由元素X和元素Y两种元素形成的化合物中,写出X质量分数为50%的化合物的化学式;该分子的中心原子以杂化,分子构型为。(2)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式;该分子的中心原子以杂化,分子构型为。(3)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种,其水溶液均呈酸性,试分别写出其分子式、,并比较酸性强弱:。(4)由氢元素与X元素形成的化合物中,含有非极性键的是(写分子式),分子构型为V形的是(写分子式)。解析根据氢化物化学式H2X知=88.9%,M(X)=16。可推知,X的相对原子质量为1
11、6,即X为O,则Y为S,则X和Y形成的化合物分别为SO2、SO3,根据杂化轨道理论易确定其杂化方式和分子构型。H、O、S三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4,其酸性:H2SO4H2SO3。O与H元素形成两种化合物H2O和H2O2,其中H2O的分子构型为V形,H2O2分子中含有非极性键“OO”。答案(1)SO2sp2V形(2)SO3sp2平面三角形(3)H2SO3H2SO4H2SO4H2SO3(4)H2O2H2O13.20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥理论模型(简称VSEPR模型),用于预测简单分子空间构型。其要点可以概括为.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成,A为中心原子
12、,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;.分子的空间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;.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为:.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;.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;.X原子得电子能力越弱,AX形成的共用电子对之间的斥力越强;.其他。(导学号52740086)请仔细阅读上述材料,回答下列问题。(1)根据要点可以画出AXnEm的VSEP
13、R理想模型,请填写下表:n+m2VSEPR理想模型正四面体形价层电子对之间的理想键角109.5(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因:;(3)H2O分子的空间构型为,请你预测水分子中HOH键角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空间构型:分子或离子PbCl2XeF4SnCPF3Cl2HgC来源:学科网Cl空间构型来源:学科网解析VSEPR模型的判断方法:在分子中当n+m=2且不存在孤电子对时为直线形分子;当n+m=3时,如果没有孤电子对时为平面三角形,如果有孤电子对时为V形;当n+m=4时,如果没有孤电子对时为正四面体形,如果有两对孤电子对时为V形。所以水分子中n+m=4,且有两对孤电子对,所以是V形结构,又由于孤电子对的作用力强于成键的共用电子对,所以使其键角小于109.5。答案(1)n+m24VSEPR理想模型直线形正四面体形价层电子对之间的理想键角180109.5(2)CO2属AX2E0,n+m=2,故为直线形(3)V形水分子属AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体形,价层电子对之间的夹角均为109.5,根据中的,HOH的键角小于109.5(4)分子或离子PbCl2XeF4SnCPF3Cl2HgCCl空间来源:学科网构型V形平面正方形来源:学.科.网正八面体形六面体形正四面体形正四面体形