人教版高中化学选修3课时练习-形形色色的分子价层电子对互斥理论

一、选择题(每小题4分，共48分)
1．下列说法正确的是( D )
A ．所有的分子都是由两个或两个以上的原子构成
B ．所有的三原子分子都是直线形结构
C ．所有的四原子分子都是平面三角形结构
D ．五原子分子不一定是正四面体形结构
解析：稀有气体为单原子分子，H 2O 为V 形，SO 3是平面三角形，NH 3是三角锥形，CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3等都是四面体形，但不是正四面体形结构。

2．下列分子中键角最大的是( B )
A ．H 2O
B ．CO 2
C ．BF 3
D ．CH 4 解析：四个选项中键角最大的为直线形的CO 2分子，键角为180°，其次为平面三角形分子BF 3，键角为120°，再次为正四面体形分子CH 4，键角为109°28′，最小的是V 形分子H 2O ，由于水分子中存在2对孤电子对，其对成键电子对的排斥作用较强，键角被压缩到104.5°。

3．下列物质的立体构型与NH 3分子相同的是( A )
A ．H 3O ＋
B ．H 2O
C ．CH 4
D ．CO 2
解析：氨气分子中N 原子的价层电子对数＝3＋12
×(5－3×1)＝4，含有一对孤电子对，故氨气分子为三角锥形结构。

H 3O ＋中氧原子
的价层电子对数＝3＋12
×(6－3×1－1)＝4，含有一对孤电子对，所以它为三角锥形结构，A 项正确；H 2O 中氧原子的价层电子对数＝2＋12
×(6－2×1)＝4，含有2对孤电子对，所以水分子为V 形结构，B 项错误；同理可确定CH 4是正四面体形结构，CO 2为直线形结构，C 、D 项错误。

4．用价层电子对互斥理论预测H 2S 和PCl 3的立体构型，两个结
论都正确的是(B)
A．直线形，三角锥形B．V形，三角锥形
C．直线形，平面三角形D．V形，平面三角形
解析：H2S中S原子的价层电子对数＝2＋1
2×(6－2×1)＝4，含有2对孤电子对，所以其立体构型为V形；PCl3中P原子的价层电
子对数＝3＋1
2×(5－3×1)＝4，含有1对孤电子对，所以其立体构型
为三角锥形，故选B。

5．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(C)
A．X的组成为CH＋3B．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°
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。

6．下列说法中正确的是(D)
A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了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′
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
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为正四面体分子，但其键角为60°，B错误；NH＋4为正四面体结构而非平面正方形结构，C
错误；NH3分子电子式为，有一对未成键电子，由于未成键电子对成键电子的排斥作用，使其键角为107°，呈三角锥形，D正确。

7．S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl，下列有关该分子的说法正确的是(C)
A．每个中心原子上有3对孤电子对
B．属于直线形分子
C．分子中共有10对未成键电子对
D．分子中含有三个π键
解析：S2Cl2分子的中心原子是硫，硫原子、氯原子分别有2对、3对未成键电子对，A项错误，C项正确；该分子的每个中心原子形成2个σ键且有2对孤电子对，故S2Cl2不可能是直线形分子，B项错误；单键均是σ键，D项错误。

8．下列有关描述正确的是(C)
A．NO－3为V形微粒
B．ClO－3的立体模型为平面三角形
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
解析：NO－3中N原子的价层电子对数＝3＋1
2×(5－2×3＋1)＝3，
没有孤电子对，故A项错误，C项正确；ClO－3中氯原子的价层电子
对数＝3＋1
2×(7－3×2＋1)＝4，有1对孤电子对，VSEPR模型为四
面体形而立体构型为三角锥形，B、D项错误。

9．下列有关NH3和BF3的说法正确的是(B)
A．NH3和BF3的立体构型都是三角锥形
B．NH3中N原子上有1对孤电子对，BF3中B原子上无孤电子对
C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构
D．NH3和BF3的中心原子的价层电子对数均为4
解析：A项，BF3的立体构型为平面三角形，错误；B项，NH3
中N原子上的孤电子对数＝1
2×(5－3×1)＝1，BF3中B原子上的孤
电子对数＝1
2×(3－3×1)＝0，正确；C项，NH3·BF3中氢原子形成2
电子稳定结构，错误；D项，BF3中B原子的价层电子对数为3＋0＝3，错误。

10．下列物质中，化学键类型和分子空间构型皆相同的是(B) A．CO2和SO2B．CH4和SiH4
C．BF3和PH3D．HCl和NH4Cl
解析：NH4Cl中存在离子键，其余分子内均为共价键，CO2为直线形，SO2为V形，BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，CH4和SiH4为正四面体形。

11．下列对应关系不正确的是(B)
3
心原子在第ⅣA族时，AB4分子是正四面体形；当中心原子在第ⅣA
族时，AB2分子是直线形；当中心原子在第ⅥA族时，AB2分子是V 形。

12．下列关于价电子对互斥理论的叙述不正确的是(C)
A．价电子对互斥理论可用来预测分子的空间构型
B．分子中中心原子的价电子对的相互排斥作用决定了分子的空间构型
C．中心原子上的孤电子对不参与相互排斥作用
D．分子中键角越大，价电子对之间的斥力越小，分子越稳定
解析：中心原子上的孤电子对会占据中心原子周围的空间，并参与相互排斥作用。

二、非选择题(共52分)
13．(14分)三原子分子或离子的常见立体构型有直线形与V形两种；四原子分子或离子的常见立体构型有平面三角形、三角锥形等；五原子分子或离子最常见的立体构型是四面体形；硫化氢分子中，两个H—S键的键角接近90°，H2S分子的空间构型为V形；二氧化碳分子是直线形分子，则分子中的键角呈180°；甲烷分子中，两个相邻C—H键的夹角是109°28′，说明CH4分子的空间构型为正四面体形。

解析：组成确定的微粒，其空间构型既与中心原子的σ键电子对数有关，也与中心原子是否存在孤电子对有关，由于这些微粒的中心原子有些有孤电子对，有些则没有，故它们的立体构型有所不同。

14．(14分)已知：①CS2②PCl3③H2S④CH2O⑤H3O＋
⑥NH＋4⑦BF3⑧SO2。

请回答下列问题：
(1)中心原子没有孤电子对的是①④⑥⑦(填序号，下同)。

(2)立体构型为直线形的分子或离子有①；立体构型为平面三角形的分子或离子有④⑦。

(3)立体构型为V形的分子或离子有③⑧。

(4)立体构型为三角锥形的分子或离子有②⑤；立体构型为正四面体形的分子或离子有⑥。

解析：(2)CS 2的中心原子的价电子对数＝2＋12
(4－2×2)＝2，不含孤电子对，故为直线形；CH 2O 的中心原子的价电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；BF 3的中心原子的价电子对数＝3＋12
(3－3×1)＝3，不含孤电子对，故为平面三角形。

(3)H 2S 的中心原子
的价电子对数＝2＋12
(6－2×1)＝4，含2对孤电子对，故为V 形结构；SO 2的中心原子的价电子对数＝2＋12
(6－2×2)＝3，含1对孤电子对，故为V 形结构。

(4)PCl 3的中心原子的价电子对数＝3＋12
(5－3×1)＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；H 3O ＋的中心原子的价电子对数
＝3＋12
(6－3×1－1)＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；NH ＋4的中心原子的价电子对数＝4＋12
(5－4×1－1)＝4，不含孤电子对，故为正四面体形。

15．(10分)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)Z 的氢化物的结构式为H —Cl ，HZO 分子的中心原子价层电
子对数的计算式为2＋12
×(6－1×1－1×1)，该分子的立体构型为V 形。

(2)Y 的价层电子排布式为3s 23p 4，Y 的最高价氧化物的VSEPR 模型为平面三角形。

(3)X 与Z 形成的最简单化合物的化学式是SiCl 4，该分子中的键角是109°28′。

(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c(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
解析：由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、
Cl。

HClO中氧原子是中心原子，价层电子对数＝2＋1
2×(6－1×1－
1×1)＝4，SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。

SiCl4是正四面体结构，键角为109°28′。

CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子构型不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。

16．(14分)20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子的立体结构。

其要点可以概括为：Ⅰ.用AX n E m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(称为孤对电子)，(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，均匀地分布在中心原子周围的空间；
Ⅱ.分子的立体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对电子；
Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：
ⅰ.孤对电子之间的斥力>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分子为直线形的原因：CO2属于AX2E0，n＋m＝2，故为直线形。

(3)H2O分子的立体构型为V形，请你预测水分子中∠H—O—H 的大小范围为∠H—O—H<109°28′，原因是水分子属于AX2E2，n ＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体，价层电子对之间的夹角均为109°28′。

根据Ⅲ－ⅰ，应有∠H—O—H<109°28′。

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

请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的立体构型：四面体形。

解析：(1)若价层电子对数为2，则n只能是2，m只能是0，故是直线形结构，其键角是180°；若分子是正四面体结构，键角是109°28′，则价层电子对数一定是4。

(2)CO2分子中中心原子含有的孤电子对数是(4－2×2)÷2＝0，即不含有孤对电子，CO2属于AX2E0，n＋m＝2，故CO2分子是直线形结构。

(3)H2O分子中中心原子含有的孤电子对数是(6－1×2)÷2＝2，即水分子是V形结构。

由于水分子属于AX2E2，n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体，价层电子对之间的夹角均为109°28′。

根据Ⅲ－ⅰ可知，应有∠H—O—H<109°28′。

(4)由于SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，故n＋m＝4。

又因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；故两者都是四面体形结构，而不是正四面体结构。