高中化学人教版（2019）选择性必修2：第二章第2节第一课时价层电子对互斥理论课时作业

价层电子对互斥理论 1．以下分子或离子的结构为正四面体形且键与键夹角为 109°28′的是( ) ①CH4 ②GeCl4 ③CH3Cl ④P4 ⑤SO2－ 4 A．①②④ B．①②③④⑤ C．①② D．①②⑤ 2．下列有关描述正确的是( ) A．AlCl3 为三角锥形结构 B．IO － 3 的立体构型为平面三角形 C．NO － 3 的 VSEPR 模型、立体构型均为平面三角形 D.ClO － 3 的 VSEPR 模型、立体构型相同 3．下列各组分子的立体构型名称相同的是( ) A．SCl2、BeCl2 B．BF3、NF3 C．CF4、SiCl4 D．CO2、SF2 4．SO 2－ 3 离子的中心原子孤对电子计算公式为(a－xb)/2，下列对应的数值正确的是 ( ) A．a＝8 x＝3 b＝2 B．a＝6 x＝3 b＝2 C．a＝4 x＝2 b＝3 D．a＝6 x＝2 b＝3 5．下列分子中，价层电子对互斥模型与分子的立体结构模型相同的是( ) ①CH2O ②CO2 ③NCl3 ④H2S A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 6．下列有关 H3O＋与 NH ＋ 4 的说法正确的是( ) A．价层电子对互斥模型相同 B．中心原子孤电子对数相同 C．立体结构相同 D．键角相同 7．下列说法中正确的是( ) A．NO2、BF3、NCl3 分子中原子的最外层电子都不满足 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 8．有 X、Y 两种活性反应中间体微粒，均含有 1 个碳原子和 3 个氢原子，其球棍模型如 图所示： (X)， (Y)。 下列说法错误的是( ) A．X 的组成为 CH＋ 3 B．Y 的组成为 CH－ 3 C．X 的价层电子对数为 4 D．Y 中键角小于 120° 9．硫化羰(分子式为 COS)是一种有臭鸡蛋气味的无色气体，可视为由一个硫原子取代 了 CO2 分子中的一个氧原子后形成的，下列有关硫化羰的说法正确的是( ) A．硫化羰的结构式为 C===O===S B．分子中三个原子位于同一直线上 C．中心原子价层电子对数为 4 D．分子是 V 形结构 10．下图为常见的分子结构图，据此判断下列说法中正确的是( ) 分子 白磷 S8 B12 (正二十面体) CH4 结构 A.正四面体结构的分子中键角一定是 109°28′ B．白磷与 B12 分子中键角相等 C．S8 分子中键角大于 CO2 分子中键角 D．CCl4 与 CH4 均为正四面体分子， 比例模型相同 11. 六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业方 面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是 ( ) A．六氟化硫易燃烧生成二氧化硫 B．六氟化硫中各原子均达到 8 电子稳定结构 C．六氟化硫分子中的 S—F 键都是σ键，且键长、键能都相等 D．若将六氟化硫分子中的 2 个 F 原子换成 Cl 原子，可以得到 3 种可能结构 12．(1)二氧化碳(CO2)分子中，两个 C===O 键的夹角是 180°，说明 CO2 分子的立体构型 为________。三氯化磷(PCl3)分子中，P—Cl 键的夹角约为 100°，说明 PCl3 分子的立体构 型为_______________。 (2)下列分子中，空间构型为正四面体形且键角为 109°28′的是__________。 a.PCl5 b.SiF4 c.CH2F2 d.P4 e.CH4 f.NH3 (3)能说明 CH4 分子中的五个原子不在同一平面而为正四面体结构的是________。 a．两个键之间夹角为 109°28′ b．C—H 键为极性共价键 c．4 个 C—H 键的键能、键长都相等 d．二氯甲烷 CH2Cl2 只有一种(不存在同分异构体) e．三氯甲烷 CHCl3 只有一种 13．X、Y、Z、W、R 是元素周期表前四周期元素中的五种常见元素，其原子序数依次增 大。X 的基态原子的最外层电子排布式为 nsnnpn＋1。Y、Z 同主族且 ZY2 是导致酸雨的主要物 质之一。R 位于 ds 区且原子最外层只有一个电子。W 原子次外层电子数为最外层电子数的 7 倍。回答下列问题： (1)W 位于元素周期表第________周期________族，其基态原子的核外电子排布式为 ________。 (2)Y 的气态氢化物稳定性比 Z 的气态氢化物的稳定性________(填“强”或“弱”)。Y 的第一电离能比 X 的________(填“大”或“小”)。 (3)X 的最常见的气体氢化物分子的 VSEPR 模型为________，分子的空间构型是 ________。 (4)原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。分别写出一种与 XO － 2 互 为等电子体的单质和化合物的化学式________、________。 14．短周期元素 D、E、X、Y、Z 的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间 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： (1)HZO 分子的中心原子价层电子对数的计算式为____________，该分子的立体构型为 ________。 (2)Y 的价层电子排布式为________，Y 的最高价氧化物的 VSEPR 模型为________。 (3)X 与 Z 形成的最简单化合物的化学式是________，该分子中的键角是________。 (4)D、E 的最简单氢化物的分子空间构型分别是正四面体形与三角锥形，这是因为 ________(填序号)。 a．两种分子的中心原子的价层电子对数不同 b．D、E 的非金属性不同 c．E 的氢化物分子中有一对孤电子对，而 D 的氢化物分子中没有 15．(1)已知氯与硫均有多种含氧微粒，S 有：SO2、SO2－ 3 、SO3、SO2－ 4 ；Cl 有：HClO、ClO－ 2 、 ClO－ 3 、ClO－ 4 ，其中立体构型为 V 形的微粒有________；为三角锥形的有________；为平面正 三角形的有________；为正四面体形的有________。 (2)已知：孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力，而 且孤电子对越多，对成键电子对的斥力越大，所以含有孤电子对的分子其键角要小于 VSEPR 模型中的键角；不含孤电子对的分子中，原子间形成化学键越多，斥力越大：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。 ①SiH4 、PH3 、H2S 分子中 H－Si－H、H－P－H、H－S－H 的键角大小顺序为： ________________________________________________________________________。 ②SnBr2 分子中 Br—Sn—Br 的键角________120°； ③PCl3 分子中，Cl—P—Cl 的键角________109.5°。 ④俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)形状为：________，其分子中有两种键角： 124.3°、111.4°，其中 Cl—C—Cl 的键角为________ 。 课时作业 6 1．解析： 在 CH4 和 GeCl4 中，中心原子价层电子对数均为 4，且没有孤电子对，4 个 氢原子和 4 个氯原子在空间呈正四面体形排列，且键角为 109°28′；CH3Cl 可看成 CH4 中一 个氢原子被一个氯原子替换，由于氢原子与氯原子间的排斥作用力不同且氢原子与氯原子半 径不同，故 CH3Cl 的立体构型不是正四面体形；P4 是正四面体结构，但键角为 60°；SO 2－ 4 中 S 原子价层电子对数为 4，没有孤电子对，SO 2－ 4 为正四面体形，键角为 109°28′。 答案：D 2．答案：C 3．解析：先确定分子的价层电子对数、孤电子对数后再确定分子的立体构型。 α键电 子对数 孤电子对数 价层电 子对数 分子立体构型 SCl2 2 1 2 ×(6－2×1)＝ 2 4 V 形 BeCl2 2 1 2 ×(2－2×1)＝ 0 2 直线形 BF3 3 1 2 ×(3－3×1)＝ 0 3 平面三角形 NF3 3 1 2 ×(5－3×1)＝ 1 4 三角锥形 CF4 4 1 2 ×(4－4×1)＝ 0 4 正四面体形 SiCl4 4 1 2 ×(4－4×1)＝ 0 4 正四面体形 CO2 2 1 2 ×(4－2×2)＝ 0 2 直线形 SF2 2 1 2 ×(6－2×1)＝ 2 4 V 形 答案：C 4．解析：SO 2－ 3 离子的中心原子孤对电子计算公式为(a－xb)/2 中，a 指中心原子价电 子个数，x 指配原子个数，b 指配原子形成稳定结构需要的电子个数，因此 a＝6＋2＝8，x ＝3，b＝2，故选 A。 答案：A 5．解析：两种模型相同，说明中心原子的价电子均参与成键，无孤电子对存在。 答案：A 6．解析：H3O＋与 NH ＋ 4 的价层电子对数均为 4，A 项正确；H3O＋与 NH ＋ 4 中心原子孤电子 对数分别为 1 和 0，B 项错误；H3O＋与 NH ＋ 4 分别属于三角锥形、正四面体形，C 项错误；H3O＋ 与 NH ＋ 4 分别属于三角锥形、正四面体形，所以键角不同，D 项错误。 答案：A 7．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 为正四面体形分子，但其键角为 60°，B 错误；NH ＋ 4 为正四面体形结 构而非平面正方形结构，C 错误；NH3 分子电子式为 ，有一对未成键的孤电子对， 由于孤电子对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：D 8．解析：由图可知，X 为平面三角形结构，其碳原子应该有三对价层电子对，其组 成为 CH＋ 3 ，A 项正确，C 项错误；Y 为三角锥形结构，其碳原子有四对价层电子对，故其组成 为 CH－ 3 ，键角比 120°小，B、D 项正确。 答案：C 9．解析：由题干信息可知，硫化羰的中心原子是碳，结构式为 O===C===S，中心原子 价层电子对数是 2，属于直线形分子，故 B 项正确。 答案：B 10．解析：白磷为正四面体，但是键角为 60°，A 错误；白磷与 B12 分子中键角均为 60°，B 正确；S8 分子中键角小于 180°，而 CO2 分子为直线形，键角为 180°，C 错误；CCl4 与 CH4 均为正四面体分子，但是原子半径 Cl>C>H，所以比例模型不同，D 错误。 答案：B 11．解析：SF6 分子中，S 和 F 的化合价分别是＋6 和－1，S 的化合价已达到最高价， 不会再升高，而 F 的氧化性比 O 强，所以六氟化硫不易燃烧，A 错误；SF6 分子中的硫原子 并不是 8 电子稳定结构，氟原子满足 8 电子稳定结构，B 错误；SF6 分子中只有 S—F 极性共 价单键，均为σ键，C 正确；若将六氟化硫分子中的 2 个 F 原子换成 Cl 原子，只有 2 种可 能结构产物，D 错误。 答案：C 12．解析：(1)三原子分子中，三个原子一定位于同一平面上，当键角为 180°时， 分子中三个原子位于同一条直线上，为直线形分子；当键角小于 180°时，分子中三个原子 不在一条直线上，为 V 形分子。AB3 型四原子分子中，键角为 120°时为平面三角形；键角 小于 120°时为三角锥形。 (2)P4 分子为正四面体形，键角为 60°；CH2F2 为四面体形，不是正四面体形；PCl5、 NH3 不属于 AB4 型分子，不为四面体形。 (3)CH4 可能有平面四边形和正四面体形两种空间构型，不管为哪种，b、c 两项都成立； 若为前者，键角为 90°，CH2Cl2 有两种： 和 ；若为后者，键 角为 109°28′，CH2Cl2 只有一种；无论 CH4 为哪种空间构型，CHCl3 只有一种结构。 答案：(1)直线形 三角锥形 (2)b、e (3)a、d 13．解析：X、Y、Z、W、R 是元素周期表前四周期元素中的五种常见元素，其原子序 数依次增大。X 的基态原子的最外层电子排布式为 nsnnpn＋1，s 能级容纳 2 个电子，则 n＝2， 故 X 为氮元素；Y、Z 同主族且 ZY2 是导致酸雨的主要物质之一，则 Y 为氧元素、Z 为硫元素； R 位于 ds 区且原子最外层只有一个电子，外围电子排布式为 3d104s1，故 R 为 Cu；W 原子次 外层电子数为最外层电子数的 7 倍，原子序数大于 S、小于 Cu，只能处于第四周期，最外层 电子数为 2、次外层电子数为 14，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，故 W 为 Fe。 (1)W 为铁元素，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，其基态原子的核外电子排布式为： 1s22s22p63s23p63d64s2；(2)非金属性 O＞S，故氢化物稳定性 H2O＞H2S，由于 N 的 2p 轨道半充 满，所以 N 的第一电离能大于氧；(3)X 的最常见的气态氢化物为 NH3，氮原子形成 3 个 N—H 键，含有 1 对孤电子对，价层电子对数为 4，分子的 VSEPR 模型为四面体形，分子的空间构 型是三角锥形；(4)与 NO － 2 互为等电子体的单质和化合物的化学式：O3、SO2。 答案：(1)四 Ⅷ [Ar]3d64s2 (2)强 小 (3)四面体形 三角锥形 (4)O3 SO2 14．答案：(1)2＋1 2 ×(6－1×1－1×1)＝4 V 形 (2)3s23p4 平面三角形 (3)SiCl4 109°28′ (4)c 15．答案：(1)SO2、HClO、ClO－ 2 SO2－ 3 、ClO－ 3 SO3 SO2－ 4 、ClO－ 4 (2)①H－Si－H＞H －P－H＞H－S－H ②< ③< ④平面三角形 111.4°