1、分子空间结构的理论分析 (建议用时：40分钟)基础过关练1下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是()Asp杂化轨道的夹角最大Bsp2杂化轨道的夹角最大Csp3杂化轨道的夹角最大Dsp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等答案A2能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为()D碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道上并且自旋方向相同。3下列分子的空间结构模型正确的是()ACO2 BNH3CH2S DCH4DCO2的空间结构为直线形，A项错误；NH3的空间结构为三角锥形，B项错误；H2S与H2O的空间结构相似，
2、均为角形，C项错误；CH4的空间结构为正四面体形，D项正确。4下列分子的空间结构是正四面体形的是()CH4NH3CF4SiH4C2H4CO2A B C DBC原子与Si原子的价电子式都是ns2np2结构，参与成键时都是形成了4个sp3杂化轨道，故它们形成的CH4、CF4和SiH4的空间结构都是正四面体形。NH3为三角锥形，C2H4为平面形，CO2为直线形。5(2021四川雅安期末)下列关于杂化轨道的说法错误的是()所有原子轨道都参与杂化同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化 杂化轨道能量集中，有利于牢固成键杂化轨道中一定有一个电子AB CDC参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，只有能量相近的
3、原子轨道才能参与杂化，故错误，正确。杂化轨道一头大一头小，成键时利用大的一头，可使原子轨道重叠程度更大，形成的化学键更牢固，故正确。并不是所有的杂化轨道中都有电子，可以是空轨道，也可以有孤电子对(如NH3、H2O)，故错误。6(2021四川宜宾期中)下列关于杂化轨道的叙述正确的是()A杂化轨道可用于形成键，也可用于形成键B杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对CNH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个2p轨道与H原子的1s轨道杂化而成的D在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氢原子的1s轨道重叠形成3个CH 键B杂化轨道用于形成键，或用来容纳未参与成键的孤电子对，不能用来
4、形成键，A项错误，B项正确；NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的1个2s轨道和3个2p轨道杂化而成的，C项错误；在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道重叠形成2个CH 键，剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个CC 键，D项错误。7下列分子或离子中，VSEPR模型名称与分子或离子的空间结构名称不一致的是()ACO2 BCO CH2O DCCl4CCO2分子中C原子价电子对数是2，VSEPR模型为直线形，中心原子不含孤电子对，分子结构为直线形，VSEPR模型与空间结构一致，A不符合题意；CO含有3个键，中心C
5、原子的孤电子对数(4223)0，所以中心原子C原子价电子对数是3，VSEPR模型为平面三角形，不含孤电子对，CO的空间结构为平面三角形，VSEPR模型与空间结构一致，B不符合题意；水分子中中心原子O原子的价电子对数2(621)4，VSEPR模型为正四面体形，中心原子O原子含有2对孤电子对，则水分子的空间结构是角形，VSEPR模型与空间结构不一致，C符合题意；CCl4分子中，中心原子C原子的价电子对数4(414)4，VSEPR模型为正四面体形，中心原子不含孤电子对，空间结构为正四面体形，VSEPR模型与空间结构一致，D不符合题意。8下列关于苯分子的性质描述错误的是()A苯分子呈平面正六边形，六个
6、碳碳键完全相同，键角皆为120B苯分子中的碳原子采取sp2杂化，6个碳原子中未参与杂化的2p轨道以“肩并肩”形式形成一个大键C苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊类型的键D苯能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色D苯分子中的碳原子采取sp2杂化，六个碳碳键完全相同，呈平面正六边形结构，键角皆为120；在苯分子中形成一个较稳定的六电子大键，因此苯分子中的碳碳键并不是单、双键交替结构，不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。9用价电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构，也可推测键角大小，下列判断正确的是()ACS2是角形分子 BSnBr2键角大于120CBF3是三角锥形分子
7、DNH键角等于10928DCS2中中心原子C原子的孤电子对数为(422)0，价电子对数为202，VSEPR模型为直线形，C原子上没有孤电子对，则CS2是直线形分子，A项错误；SnBr2中中心原子Sn原子上的孤电子对数为(421)1，键个数为2，价电子对数为213，VSEPR模型为平面三角形，由于孤电子对与成键电子对间的排斥作用大于成键电子对间的排斥作用，故SnBr2的键角小于120，B项错误；BF3中中心原子B原子上的孤电子对数为(331)0，键个数为3，价电子对数为303，VSEPR模型为平面三角形，B原子上没有孤电子对，BF3是平面三角形分子，C项错误；NH中中心原子N原子上的孤电子对数为
8、(5141)0，键个数为4，价电子对数为404，VSEPR模型为正四面体形，N原子上没有孤电子对，NH的空间结构为正四面体形，键角等于10928，D项正确。10下列微粒的中心原子的价电子对数正确的是()ACH44 BCO21 CBF32 DSO32A根据价电子对互斥理论可知，分子中的中心原子的价电子对数与中心原子结合的原子数中心原子孤电子对数。CH4中中心原子的价电子对数4(441)4；CO2中中心原子的价电子对数2(422)2；BF3中中心原子的价电子对数3(331)3；SO3中中心原子的价电子对数3(632)3。11(2021山东聊城期末)用短线“”表示共用电子对，用“”表示未成键孤电子对
9、的式子叫路易斯结构式。两种短周期元素组成的R分子的路易斯结构式可以表示为，下列叙述错误的是()AR可能是BF3BR呈三角锥形CR可能易溶于水DR分子的键角大于H2O分子的键角ABF3中B原子上没有孤电子对，A项错误；该分子中中心原子价电子对数是4且含有一对孤电子对，根据价电子对互斥理论判断R的空间结构为三角锥形，B项正确；该分子可能是氨气，氨气易溶于水，C项正确；该分子与H2O分子的中心原子的价电子对数都是4，而H2O分子中氧原子上有2对孤电子对，所以该分子的键角大于H2O分子的键角，D项正确。12下列分子或离子中，VSEPR模型为四面体形，但分子或离子的空间结构为角形的是 ()NHSO2CO
10、2OF2AB CDC微粒键电子对数中心原子上的孤电子对数价电子对数VSEPR模型空间结构NH2(5121)24四面体形角形SO22(622)13平面三角形角形CO22(422)02直线形直线形OF22(621)24四面体形角形132001年是伟大的化学家、1954年诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰鲍林(L.Pauling)教授的100周年诞辰。这位老人谢世后，人们打开他的办公室，发现里面有一块黑板，画得满满的，其中一个结构式如图所示。老人为什么画这个结构式？它能合成吗？它有什么性质？不得而知。这是鲍林留给世人的一个谜，也许这是永远无法解开的谜，也许有朝一日你就能解开它。
11、不管结果如何，让我们先对这个结构做一番了解：(1)它的分子式是_。(2)它的所有原子是否可能处于同一个平面上？_(填“可能”或“不可能”)。(3)它是否带有电荷？_。(4)该分子中sp杂化的氮原子有_个；sp2杂化的氮原子有_个；sp3杂化的氮原子有_个。解析(1)根据有机物分子结构简式的书写规则，不难确定，每个环上除3个氮原子外还有3个碳原子，由此可以确定其分子式。(2)碳原子和氮原子均相当于有3个价电子对，根据价电子对互斥理论，可知它们为平面三角形结构，由此推出由碳原子和氮原子构成的环为平面结构，氧原子有4对电子对，它们的排列方式为四面体形结构，故与氧原子连接的氢原子可能在平面内，与环不直
12、接连接的2个氮原子也在平面内。(3)由电子数可以确定，该分子不带电荷。(4)根据氮原子的成键特征和结构(或价电子对互斥理论)可以确定，采用sp2杂化方式的氮原子数为9个，采用sp杂化方式的氮原子数为1个，无sp3杂化方式。答案(1)C6H2O2N10(2)可能(3)否(4)19014(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HOH键角比H2O中HOH键角大，原因为
13、_。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：，含有一对孤电子对，3个未成键的单电子，可以与3个氢原子形成3个键。(2)H3O中杂化方式为sp3杂化；H3O中只有一对孤电子对，H2O中有两对孤电子对，对所成共价键的排斥力H2O大于H3O，使得H3O中HOH键角比H2O中HOH 键角大。答案(1)sp3杂化轨道33孤电子对(2)sp3H3O分子中有一对孤电子对，H2O分子中有两对孤电子对，对形成的HO的排斥力H2O大于H3O，造成H3O中HOH键角比H2O中HOH键角大15X、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
14、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X2ZYZ2解析X原子的K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2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：ZY，则Z为S元素。从而推知X2Z为H2S，YZ2为CS2。答案(1)HCS(2)物质价电子对数轨道杂
15、化形式分子的形状成键电子对数孤电子对数X2Z22sp3角形YZ220sp直线形拓展培优练16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、sp3 B角形、sp2C平面三角形、sp2 D三角锥形、sp2A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(中心原子的价电子数其他原子的未成对电子数之和)，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。
16、17据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5CF3，下列关于SF5CF3的说法正确的是()A分子中既有键又有键B所有原子在同一平面内CC的杂化方式为sp3杂化D0.1 mol SF5CF3分子中含8 mol电子C分子中只有键，没有键，A错；碳原子为sp3杂化，则所有原子不可能在同一平面，B错，C对；1 mol SF5CF3中含94 mol电子，故0.1 mol SF5CF3分子中含9.4 mol电子，D错。18(2021宁夏石嘴山三中高三月考)下列分子中按键角由大到小的顺序排列正确的是()SO3NH3H2OCH4SO2A BC DBSO3中的中心原子为sp2杂化，空间结构为平面正三角形，键角
17、为120；NH3中的中心原子为sp3杂化，价电子对互斥理论模型为正四面体形，空间结构为三角锥形，因受1对孤电子对的影响，其键角小于10928；H2O中的中心原子为sp3杂化，价电子对互斥理论模型为正四面体形，空间结构为角形，因受2对孤电子对的影响，其键角比NH3更小；CH4中的中心原子为sp3杂化，空间结构为正四面体形，键角为10928；SO2中的中心原子为sp2杂化，价电子对互斥理论模型为平面三角形，空间结构为角形，S=O键因受孤电子对的影响，键角略小于120。综上所述，B项正确。19(2021漯河高二检测)碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图。下列有关该物质的说法不正确
18、的是()A分子式为C3H4O3B分子中键与键个数之比为101C分子中既有极性键也有非极性键D分子中碳原子的杂化方式全部为sp2杂化D根据该分子的结构简式可知，碳酸亚乙酯的不饱和度为2，所以分子式为C3H4O3，选项A正确；分子中的单键为键有9个，双键中含1个键和1个键，则分子中键与键个数之比为101，选项B正确；该分子中碳碳单键属于非极性键，CH键、CO键、C=O键是极性键，选项C正确；该分子中的两个饱和碳原子为sp3杂化，C=O键中碳的杂化方式为sp2杂化，选项D错误。20部分等电子体类型、代表物质及对应的空间结构如表所示：等电子体类型代表物质空间结构四原子24电子等电子体SO3平面三角形四
19、原子26电子等电子体SO三角锥形五原子32电子等电子体CCl4四面体形六原子40电子等电子体PCl5三角双锥形七原子48电子等电子体SF6八面体形请回答下列问题。(1)请写出下列离子的空间结构：BrO_，CO_，ClO_。(2)由第2周期元素原子构成，与F2互为等电子体的离子是_。(3)SF6的空间结构如图1所示，请再按照图1的表示方法在图2中表示出OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键。图1图2解析(1)分别从表中找出各离子的等电子体，从而确定它们的空间结构。(2)O与F2互为等电子体。(3)OSF4与表中的PCl5互为等电子体，为三角双锥形结构，分子中只含有1个氧原子，结合“已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键”分析O、S、F原子的空间位置。答案(1)三角锥形平面三角形四面体形(2)O(3)
