2012高考化学备考专题训练(苏教)：第4单元 分子的立体结构及性质(选修3)

1.用价层电子对互斥理论预测H2O和BF3的立体结构，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，正四面体形
D.V形，平面三角形
【解析】由于H2S分子中心原子S有未用于形成共价键的孤电子对，占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥使H2S分子呈V形；而BF3分子中心原子B的价电子都用于形成共价键，根据价层电子对互斥理论可知BF3为平面三角形，D正确。

【答案】D
2.下列微粒中，不含有孤电子对的是( )
A.H2O
B.H3O+
C.NH3
D.NH4+
【解析】分别写出其电子式
即可得出答案。

【答案】D
3.下列分子构型为正四面体的是( )
①P2②NH3③CCl4④CH4⑤H2S ⑥CO2
A.①③④⑤
B.①③④⑤⑥
C.①③④
D.④⑤
【解析】NH3是三角锥形、H2S是V形，CO2是直线形，故选C。

【答案】C
4.下列叙述正确的是( )
A.NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
l4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
C.H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
D.CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
【解析】NH3的N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C—Cl键为极性键，C原子采取sp3杂化，且无孤电子对，分子构型为正四面体形，C原子位于正四面体的中心。

H2O分子中H—O键为极性键，O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C采取sp杂化，分子构型为直线形，分子为非极性分子，C原子位于2个O原子所连成的直线的中央。

【答案】C
5.在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是( )
A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C.C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
【解析】乙烯的结构简式为，存在四个C—H σ键，1个C—C σ键，1个C—C π键，其σ键是由sp2杂化轨道形成的，未杂化的2p轨道形成π键。

【答案】A
6.下列推断正确的是( )
A.BF3为三角锥形分子
B.NH4+的电子式为，离子呈平面正方形结构
C.CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的s—p σ键
D.CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键
【解析】BF3为平面三角形，NH4+为正四面体形，CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个sp3杂化轨道，然后与氢的1s轨道重叠，形成4个s sp3σ键。

【答案】D
7.有关苯分子中的化学键描述正确的是( )
①每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
②每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
③碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成三个σ键学科网ZXXK]
④碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他原子形成σ键
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
【解析】苯分子中每个碳原子中的三个s p2杂化轨道分别与两个碳原子和一个氢原子形成σ键。

同时每个碳原子还有一个未参加杂化的2p轨道，它们均有一个未成对电子。

这些2p轨道相互平行，以“肩并肩”方式相互重叠，形成一个多电子的大π键。

【答案】B
8.下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是( )
A.sp杂化轨道的夹角最大
B.sp2杂化轨道的夹角最大
C.sp3杂化轨道的夹角最大
D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等
【解析】sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°,故夹角最大的为sp杂化轨道。

【答案】A
9.NH3、H2S等是极性分子，CO2、BF3、CCl4等是含极性键的非极性分子。

根据上述实例可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是( )
A.分子中不能含有氢原子
B.在AB n分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量
C.在AB n分子中A原子没有孤电子对
D.分子中每个共价键的键长应相等
【解析】题中五种分子的电子式分别为
，其中NH3、H2S分子中心原子有孤电子对，导致正电中心和负电中心不重合，使分子具有极性，而CO2、BF3、CCl4分子的中心原子没有孤电子对，正电中心和负电中心重合，分子无极性，是非极性分子，故C项正确。

【答案】C
10.某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是( )
A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C.Cl-和NH3分子均与Pt4+配位
D.配合物中Cl-与Pt4+配位，而NH3分子不配位
【解析】在PtCl4·2NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成，以强碱处理无NH3放出，说明Cl-、NH3均处于内界，故该配合物中中心原子的配位数为6，电荷数为4，Cl-和NH3分子均与Pt4+配位，A、D错误，C正确；因为配体在中心原子周围配位时采取对称分布状态以达到能量上的稳定状态，Pt4+配位数为6，则其空间构型为八面体型，B错误。

【答案】C
11.指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。

（1）CO2分子中的C 杂化，分子的结构式，空间构型。

（2）C H2O中的C 杂化，分子的结构式，空间构型。

（3）CH4分子中的C 杂化，分子的结构式，空间构型。

（4）H2S分子中的S 杂化，分子的结构式，空间构型。

【解析】杂化轨道所用原子轨道的能量相近，且杂化轨道只能用于形成σ键，剩余的p轨道还可以形成π键。

杂化轨道类型决定了分子（或离子）的空间构型，如sp2杂化轨道的键角为120°，空间构型为平面三角形。

因此，也可根据分子的空间构型确定分子（或离子）中杂化轨道的类型，如CO2为直线形分子，因此分子中杂化轨道类型为sp杂化。

【答案】（1）sp O C O 直线形
（2）sp2平面三角形Z.xx.k
（3）sp3正四面体形
（4）sp3V形
12.已知：①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl3和PCl5，氮与氢也可形成两种化合物——NH3和NH5。

②PCl5分子中，P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形成5个sp3d杂化轨道，PCl5
分子呈三角双锥形（）。

（1）NH3、PCl3和PCl5分子中，所有原子的最外层电子数都是8个的是（填分子式），该分子的形状是。

（2）有同学认为，NH5与PCl5类似，N原子的1个2s轨道、3个2p轨道和1个2d轨道可能发生sp3d杂化。

请你对该同学的观点进行评价。

（3）经测定，NH5中存在离子键，N原子最外层电子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2，则NH5的电子式是。

【答案】（1）PCl3三角锥形
（2）不对，因为N原子没有2d轨道
（3）
13.配位键是一种特殊的共价键，即共用电子对由某原子单方面提供和另一缺电子的粒子结合。

如NH4+就是由NH3（氮原子提供电子对）和H+（缺电子）通过配位键形成的。

据此，回答下列问题：
（1）下列粒子中可能存在配位键的是。

A.CO2
B.H3O+
C.CH4
D.H2SO4
（2）科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初科学家提出了两种观点：
甲：、乙：H—O—O—H，式中O→O表示配位键，在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。

化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成了下列实验：
a.将C2H5OH与浓H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水；
b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应，只生成A和H2SO4；
c.将生成的A与H2反应（已知该反应中H2作还原剂）。

①如果H2O2的结构如甲所示，实验c中化学反应方程式为（A写结构简式）。

②为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案：。

【解析】本题综合考查配位键的形成和配合物的性质。

解题时要注意配位键形成条件中的一方提供电子对，另一方提供空轨道。

（1）由题中信息可导出结论：凡能给出H+的物质中一般含有配位键。

（2）由题中所含配位键的物质的反应特点分析。

【答案】(1)B、D
（2）①
②用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水（或其他合理答案）
14.20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥理论（简称VSEPR模型），用于预测简单分子立体构型。

其要点可以概括为：
Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，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，均匀的分布在中心原子周围的空间；
Ⅱ.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；
Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：ⅰ.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；ⅱ.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；ⅲ.X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强；ⅳ.其他。

请仔细阅读上述材料，回答下列问题：
（1）根据要点Ⅰ可以画出AX n E m的VSEPR理想模型，请填写下表：
（2）请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因：。

（3）H2O分子的立体构型为：，请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因：。

（4）SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0型分子，S与O之间以双键结合，S与Cl、S与F之间以单键结合。

请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间构型：，SO2Cl2分子中∠Cl-S-Cl （选填“<”、“>”或“=”)SO2F2分子中∠F-S-F。

（5）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：
PbC l
【答案】（1）
(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°28′。

根据Ⅲ中的i,应有∠H-O-H<109°28′（4）三角锥形>
(5)
15.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A<B<C<D<E。

其中A、B、C 是同一周期的非金属元素。

化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。

AC2为非极性分子。

B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。

E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。

请根据以上情况，回答下列问题：
（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为。

（2）B的氢化物的分子空间构型是。

其中心原子采取杂化。

（3）写出化合物AC2的电子式；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为。

（4）E的核外电子排布式是，ECl3形成的配合物的化学式为。

（5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是。

【解析】本题考查了电离能、分子的立体结构、杂化轨道理论、等电子体、核外电子排布等知识，是一道典型的考查物质结构与性质的习题。

解决此类题，首先寻找突破口判断元素，如化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，D为第二主族元素，A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，核电荷数A<B<C<D<E,可判断D为镁元素。

根据A、B、C是同一周期的非金属元素，可判断C为氧元素；根据AC2为非极性分子，可判断A为碳元素；根据核电荷数A<B<C,判断B 为氮元素。

通过B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高，验证上述判断正确。

E 的原子序数为24，核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或［Ar］3d54s1),一定要注意d亚层为半充满结构。

E Cl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界，可得［Cr(NH3)4(H2O)2］Cl3。

此题的推断环环相扣，在推断过程中一定要注意将各种信息互相验证。

要求的回答涉及各种知识。

如分子空间构型、电子式、化学式、核外电子排布式等应格外小心。

【答案】（1）C<O<N (2)三角锥形sp3
(3) N2O
(4) 1s22s22p63s23p63d54s1(或［Ar］3d54s1) ［Cr(NH3)4(H2O)2］Cl3
(5)4Mg+10HNO34Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O。