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化学键与物质构成 分子结构与性质
粒子构型的判断
1.(2020·万州模拟)下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是 ( )
A.S B.Cl C.N D.Cl
【解析】选B。当中心原子无孤电子对时,VSEPR模型与立体构型一致。A项,S的中心原
子的孤电子对数=×(6+2-3×2)=1;B项,Cl的中心原子的孤电子对数
=×(7+1-4×2)=0;C项,N的中心原子的孤电子对数=×(5+1-2×2)=1;D项,Cl中心
原子的孤电子对数=×(7+1-3×2)=1。
2.(2020·衡水模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小,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120° C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
【解析】选C。SO2是V形分子,CS2、HI是直线形的分子,A错误;BF3键角为120°,是平面三角形结构,而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中Sn与Br形成2个σ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;CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子,C正确;PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形分子,D错误。
3.(2020·恩施模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)预测H2S和COCl2的立体结构,两个结论都正确的是 ( ) A.直线形;三角锥形 C.直线形;平面三角形
B.V形;三角锥形
D.V形;平面三角形
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【解析】选D。H2S分子中的中心原子S原子上的孤电子对数是×(6-1×2)=2,则说明H2S分子中中心原子有4对电子对,其中2对是孤电子对,因此空间结构是V形;而COCl2中中心
原子的孤电子对数是×(4-2×1-1×2)=0,成键电子对数是3对,是平面三角形结构,故选项是D。 【归纳提升】 确定粒子的空间构型
杂化轨道类型的判断
4.(2020·白城模拟)下列分子所含碳原子中,既有sp杂化,又有sp杂化的是 ( )
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A.乙醛
B.丙烯腈
C.甲醛
D.丙炔
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【解析】选A。乙醛中甲基中的碳原子采取sp杂化,醛基中的碳原子采取sp杂化;丙烯腈中
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双键连接的两个碳原子采取sp杂化,另一个碳原子采取sp杂化;甲醛中碳原子采取sp杂化;丙炔中甲基中的碳原子采取sp杂化,三键连接的两个碳原子采取sp杂化。
5.(2020·宜春模拟)氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成,已知其阴离子的立体构型为平面三角形,则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为 ( ) A.直线形 sp杂化 C.三角锥形 sp杂化
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B.V形 sp杂化 D.平面三角形 sp杂化
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【解析】选A。氮的最高价氧化物为N2O5,根据N元素的化合价为+5和原子组成可知,阴离子
为N、阳离子为N,N中N原子形成了2个σ键,孤电子对数目为0,所以杂化类
型为sp,立体构型为直线形,故A项正确。
6.(双选)(2020·南昌模拟改编)下列说法中正确的是 ( ) A.PCl3分子是三角锥形,这是因为P原子是以sp杂化的结果
B.sp杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp杂化轨道 C.凡中心原子采取sp杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体 D.AB3型的分子立体构型必为平面三角形
【解析】选A、C。A项,PCl3分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对,为sp
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杂化,立体构型为三角锥形,正确;B项,能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道,错误;C项,凡中心原子采取sp杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体,而分子的立体构型还与含有的孤电子对数有关,正确;D项,AB3型的分子立体构型与中心原子的孤电子对数有关,如BF3中B原子没有孤电子对,为平面三角形,NH3中N原子有1个孤电子对,为三角锥形,错误。 【归纳提升】
“五方法”判断分子中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间分布构型判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子的中心原子发生sp杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生sp杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断
若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则分子的中心原子发生sp杂化;若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子的中心原子发生sp杂化;若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子的中心
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原子发生sp杂化。 (3)根据等电子原理进行判断
如CO2是直线形分子,CNS、用sp杂化。
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与CO2是等电子体,所以分子构型均为直线形,中心原子均采
(4)根据中心原子的电子对数判断
如中心原子的电子对数为4,是sp杂化,为3是sp杂化,为2是sp杂化。 (5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断
如没有π键为sp杂化,含一个π键为sp杂化,含二个π键为sp杂化。
等电子体及其应用
7.(2020·石家庄模拟)原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体,等电子体具有结构相似的特征。下列各对粒子中,空间结构相似的是 ( ) A.CS2与NO2 B.C6H6与B3N3H6 C.H2O与NH3
D.PCl3与BF3
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【解析】选B。CS2与NO2分子中原子个数相等,价电子总数不相同,所以不是等电子体,则其空间结构不相似,A错误;C6H6与B3N3H6中原子个数相等,价电子总数相同,所以是等电子体,则其空间结构相似,B正确;H2O与NH3中原子个数不相等,所以不是等电子体,C错误;PCl3与BF3分子中原子个数相等,价电子总数不相同,所以不是等电子体,则其空间结构不相似,D错误。 8.(2020·铜仁模拟)通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是( )
A.CH4和N是等电子体,键角均为60°
B.N
+
和C是等电子体,均为平面三角形结构
C.H3O和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构
D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
【解析】选B。甲烷是正四面体形结构,键角是109°28′,A项错误;N
+
和C是等电子
体,均为平面三角形结构,B项正确;H3O和PCl3的价电子总数不相等,C项错误;苯的结构中存
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在“肩并肩”式的重叠轨道,故B3N3H6分子中也存在,D项错误。
9.(改编)已知CO2为直线形结构,SO3为平面正三角形结构,NF3为三角锥形结构,请推测COS、
C、PCl3的空间结构:________、________、________。
【解析】COS与CO2互为等电子体,其结构与CO2相似,所以其为直线形结构;C与SO3互为
等电子体,二者结构相似,所以C为平面正三角形结构;PCl3与NF3互为等电子体,二者结
构相似,所以PCl3为三角锥形结构。 答案:直线形 平面正三角形 三角锥形 【加固训练】
(2020·福州模拟)在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是
( )
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A.sp,范德华力 B.sp,范德华力 C.sp,氢键
2
D.sp,氢键
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【解析】选C。在硼酸[B(OH)3]分子中,硼原子最外层只有3个电子,B原子与3个羟基相连,与氧原子形成3对共用电子对,即形成3个σ键,无孤电子对,杂化轨道数为3,B原子采取sp杂化;在硼酸[B(OH)3]分子中,氧原子与氢原子形成1对共用电子对,氧元素的电负性很强,不同硼酸分子中的氧原子与氢原子之间形成氢键,硼酸分子之间存在范德华力,氢键比范德华力更强,硼酸分子之间主要是氢键;故选C。 【归纳提升】等电子体的判断技巧
1.根据等电子原理的定义和条件判断——二同(原子总数相同、价电子总数相同) 2.借助周期表知识进行等电子体的判定
①同主族变换,如CO2与CS2、CF4与CCl4的等电子体。
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②左右移位补偿,如N2与CO,C、N与SO3是等电子体。如果是阴离子,判断价电子总
数时应用各原子价电子数之和加上阴离子所带的电荷数;如果是阳离子,判断价电子总数时
应用各原子价电子数之和减去阳离子所带的电荷数。如N
价电子总数为8,C价电子
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2021版高考化学一轮复习第5章3化学键与物质构成分子结构与性质题组训练4(含解析)鲁科版
