高中化學(xué) 專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 4.1.1 分子的空間構(gòu)型同步訓(xùn)練 蘇教版選修3

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1、 專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 第一單元 分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì) 第1課時(shí) 分子的空間構(gòu)型 (時(shí)間：30分鐘) 考查點(diǎn)一　雜化軌道理論 1．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個(gè)羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是 (　　)。 A．sp，范德華力　　　　 B．sp2，范德華力 C．sp2，氫鍵 D．sp3，氫鍵 答案　C 2．OF2分子的中心原子采取的雜化軌道是 (　　)。 A．sp2 B．sp C．sp3

2、 D．無(wú)法確定 解析　根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型可知中心O原子的孤電子對(duì)數(shù)為2，相連的 原子數(shù)為2，所以O(shè)原子的雜化方式為sp3，其雜化方式和分子的空間結(jié)構(gòu)都 與H2O相似。 答案　C 3．下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是 (　　)。 A．CO2與SO2 B．CH4與NH3 C．BeCl2與BF3 D．C2H4與C2H2 解析　題中A選項(xiàng)CO2為sp雜化，SO2為sp2雜化，故二者不相同，A項(xiàng)不 正確；B選項(xiàng)中CH4為sp3雜化，NH3為sp3雜化，二者相同，故B項(xiàng)正確； C選項(xiàng)中BeCl2為sp雜化，BF3為sp2雜化，不合

3、題意；D選項(xiàng)中C2H4為sp2 雜化，C2H2為sp雜化，二者不同，故D項(xiàng)不正確。 答案　B 4．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型及原子的雜化理論判斷NF3分子的空間構(gòu)型和中心原子的雜化方式為 (　　)。 A．直線形　sp雜化 B．三角形　sp2雜化 C．三角錐型　sp2雜化 D．三角錐型　sp3雜化 解析　判斷分子的雜化方式要根據(jù)中心原子的孤電子對(duì)數(shù)以及與中心原子相 連的原子個(gè)數(shù)。在NF3分子中N原子的孤電子對(duì)數(shù)為1，與其相連的原子數(shù) 為3，所以根據(jù)理論可推知中心原子的雜化方式為sp3雜化，空間構(gòu)型為三角 錐型，類似NH3。 答案　D 5．為什么CH

4、4、NH3、H2O分子中中心原子的雜化軌道的類型都為sp3雜化，但三者的空間構(gòu)型卻大不相同？ 答案　CH4分子中sp3雜化，每個(gè)H原子占據(jù)四面體一個(gè)頂點(diǎn)，分子為正四 面體型。 NH3分子中雖是sp3雜化，三個(gè)H原子占據(jù)四面體三個(gè)頂點(diǎn)，一個(gè)孤電子對(duì) 占據(jù)一個(gè)頂點(diǎn)，故N原子與三個(gè)氫原子構(gòu)成三角錐型。 H2O分子中也是sp3雜化，兩個(gè)H原子占據(jù)四面體兩個(gè)頂點(diǎn)，另兩個(gè)頂點(diǎn)被 兩個(gè)孤電子對(duì)占據(jù)，故O原子與兩個(gè)氫原子呈V形，即H2O分子呈V形。 6．說(shuō)明在下列分子中是由哪些軌道或雜化軌道重疊成鍵的。 ICl，NI3，CH3Cl，CO2 答案　ICl：Cl以一個(gè)3p軌道與I以一個(gè)5p軌道重

5、合形成一對(duì)共價(jià)鍵； NI3：N原子不等性sp3雜化，除一個(gè)孤電子對(duì)外的三個(gè)雜化軌道分別與三個(gè) I原子的各一個(gè)5p軌道雜化成鍵； CH3Cl：C原子sp3雜化形成四個(gè)雜化軌道，其中三個(gè)與三個(gè)H原子的1s軌 道重疊形成三個(gè)sp3s σ共價(jià)鍵，另一雜化軌道與Cl原子的含單電子的3p 軌道重疊，形成一個(gè)sp3p σ共價(jià)鍵； CO2：C原子的一個(gè)2s軌道與一個(gè)2p軌道實(shí)行sp雜化，形成兩個(gè)成分相同， 能量相等的sp雜化軌道，再與兩個(gè)O原子中各一個(gè)含單電子的2p軌道重疊， 形成spp σ鍵；C原子中余下的兩個(gè)2p軌道(各含一個(gè)電子)再分別與一個(gè)O 原子(共兩個(gè))中的另一個(gè)2p軌道重疊形成

6、pp π鍵。因此每一對(duì)碳—氧組合 間含有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，為雙鍵結(jié)構(gòu)。 考查點(diǎn)二　分子的空間構(gòu)型 7．下列物質(zhì)分子中的氫原子不在同一平面上的有 (　　)。 A．C2H2 B．C2H4 C．C2H6 D．C6H6 解析　CH≡CH中，C原子以sp雜化為直線形共面； CH2===CH2中，C原子以sp2雜化為平面形共面； C2H6中，C原子以sp3雜化為四面體形，不共面； C6H6中，C原子以sp2雜化為平面形共面。 答案　C 8．下列分子中，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形的是 (　　)。 A．HgCl2 B．

7、BCl3 C．SiCl4 D．SF6 解析　B原子以sp2雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道，所以BCl3是平面三角形。 答案　B 9．(1)寫出具有10個(gè)電子，兩個(gè)或兩個(gè)以上原子核的離子的符號(hào)__________、________、________、__________。 (2)寫出具有18個(gè)電子的無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)式__________、__________、 __________、________。 (3)在(1)(2)題涉及的粒子中，空間構(gòu)型為正四面體的有________；為三角錐型 的有__________。 解析　(1)第2周期非金屬元素的氫化物具有10個(gè)電

8、子，其分子結(jié)合一個(gè)H＋ 或電離出一個(gè)H＋后，形成的陰、陽(yáng)離子所具有的電子數(shù)不變。 (2)第3周期元素的氫化物分子具有18個(gè)電子，第二周期非金屬元素形成R2Hx 的化合物，如C2H6、H2O2等，也具有18個(gè)電子。 答案　(1)OH－　NH4＋　H3O＋　NH2－ (2)H2S　PH3　SiH4　HCl (3)NH4＋、SiH4　H3O＋、PH3 10．PH3在常溫下是一種無(wú)色、劇毒、易自燃的氣體，分子結(jié)構(gòu)和NH3相似。在常溫下1體積的水能溶解0.26體積的PH3，PH3和鹵化氫HX作用生成相應(yīng)的化合物PH4X，PH4X在水溶液中完全水解(PH4＋的結(jié)構(gòu)類似于CH4)。 (1

9、)PH3分子結(jié)構(gòu)的形狀是________，和H＋的結(jié)合能力較NH3______(填“強(qiáng)” 或“弱”)；在PH4＋里，P—H鍵之間的夾角是__________。 (2)用化學(xué)方程式表示PH3在空氣中自燃的反應(yīng) ________________________________________________________________。 解析　PH3與NH3結(jié)構(gòu)相似，為三角錐型，因N原子的電負(fù)性大于P，所以 結(jié)合H＋的能力NH3大于PH3，PH4＋為正四面體型，鍵角為109.5。 答案　(1)三角錐型　弱　109.5 (2)2PH3＋4O2===P2O5＋3H2O 11．氮元素

10、可以形成多種化合物。 回答以下問題： (1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是________________________________。 (2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是________________。 (3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的 另一種氮的氫化物。 ①NH3分子的空間構(gòu)型是________________；N2H4分子中氮原子軌道的雜化 類型是________________。 ②肼可用作火箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是： N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1

11、038.7 kJmol－1 若該反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂，則形成的π鍵有________________mol。 ③肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4。N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，則 N2H6SO4的晶體內(nèi)不存在________(填標(biāo)號(hào)) a．離子鍵 b．共價(jià)鍵 c．配位鍵 d．范德華力 (4)圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)4個(gè)氮原子分別位于正四 面體的4個(gè)頂點(diǎn)(見圖2)，分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個(gè) 氫鍵予以識(shí)別。 下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識(shí)別的是________(填標(biāo)號(hào))。 a．CF4 b．C

12、H4 c．NH4＋ d．H2O 解析　(1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是2s22p3，要注意到是價(jià)電子排布式。 (2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是N＞O＞C (3)①NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐型，NH3中氮原子軌道的雜化類型是sp3， 而肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的， 所以N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是sp3，這個(gè)與H2O，H2O2中O的雜 化類型都是sp3的道理是一樣的。 ②反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂，即有1 mol N2H4參加反應(yīng)，生成1.5 mol N2， 則形成的π鍵有3 mol。

13、 ③N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，可見它是離子晶體，晶體內(nèi)肯定不存在 范德華力。 (4)要形成氫鍵，就要掌握形成氫鍵的條件：一是要有H原子，二是要電負(fù)性 比較強(qiáng)，半徑比較小的原子比如F、O、N等構(gòu)成的分子間形成的特殊的分子 間作用力。符合這樣的選項(xiàng)就是c和d，但題中要求形成4個(gè)氫鍵，氫鍵具 有飽和性，這樣只有選c。 答案　(1)2s22p3　(2)N＞O＞C　(3)①三角錐型　sp3?、?　③d　(4)c 考查點(diǎn)三　價(jià)層電子對(duì)互斥模型 12．ClO－、ClO2－、ClO3－、ClO4－中，Cl都是按以sp3雜化軌道方式與O原子成鍵，則ClO－空間的構(gòu)型是________

14、；ClO2－空間的構(gòu)型是________；ClO3－空間的構(gòu)型是______；ClO4－空間的構(gòu)型是______。 解析　ClO－的組成決定其空間構(gòu)型為直線形。其他3種離子的中心原子的雜 化方式都為sp3，那么從離子的組成上看其空間結(jié)構(gòu)依次類似于H2O、NH3、 CH4(NH4＋)。 答案　直線形　V形　三角錐型　正四面體 13．用價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)下列微粒的立體結(jié)構(gòu)。 (1)H2Se　(2)CF4　(3)BCl3　(4)SO2　(5)PH3　(6)SO42－ 解析　根據(jù)中心原子A的價(jià)電子對(duì)數(shù)＝(中心原子A的價(jià)電子＋結(jié)合原子B 提供的電子)/2。幾種分子中心原子的價(jià)電子對(duì)分

15、別是4、4、3、3、4、4，但 H2Se中有2個(gè)孤電子對(duì)，PH3中有一個(gè)孤電子對(duì)，所以分別為：V形、正四 面體型、平面三角型、V形、三角錐型、正四面體型。 答案　(1)V形　(2)正四面體型　(3)平面正三角形　(4)V形　(5)三角錐型　 (6)正四面體型 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375