苏教版高中化学选修3课时练习分子的空间构型

课时分层作业(十一)

(建议用时：40分钟)

[基础达标练]

1．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) A ．CO 2和SO 2 B ．CH 4与NH 3 C ．BeCl 2与BF 3

D ．C 2H 4与C 2H 2(C 2H 2的结构简式为CH≡CH)

B [CO 2分子中，

C 原子为sp 杂化，SO 2分子中的S 原子为sp 2

杂化；CH 4分子中C 原子为sp 3

杂化，NH 3分子中N 原子也为sp 3

杂化；BeCl 2分子中Be 原子为sp 杂化，BF 3分子中B 原子为sp 2

杂化；C 2H 2分子中C 原子为sp 杂化，而C 2H 4分子中C 原子为sp 2

杂化。]

2．下列有关SO 2与CO 2的说法正确的是( ) A ．都是直线形结构 B ．中心原子都采取sp 杂化

C ．S 原子和C 原子上都没有孤电子对

D ．SO 2为V 形结构，CO 2为直线形结构

D [SO 2中S 原子采用的是sp 2

杂化，中心原子有2个σ键和1对孤电子对，是V 形结构；CO 2是sp 杂化，中心原子只有2个σ键，是直线形结构。]

3．下列说法中正确的是( )

A ．PCl 3分子是三角锥型，这是因为磷原子采取sp 2

杂化的结果

B ．sp 3

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 3

杂化轨道 C ．中心原子采取sp 3

杂化的分子，其几何构型可能是四面体型或三角锥型或V 形 D ．AB 3型分子的空间构型必为平面三角形

C [PCl 3分子的价电子对数＝5＋3×12＝4，因此PCl 3分子中磷原子采取sp 3杂化，选项A

错误；sp 3

杂化轨道是原子最外电子层上的s 轨道和3个p 轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个轨道，故选项B 错误；一般sp 3

杂化所得到的空间构型为四面体型，如甲烷分子，但如果杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据，则构型发生变化，如NH 3分子是三角锥型，H 2O 分子是V 形，选项C 正确；NH 3、PCl 3的分子构型为三角锥型，故选项D 错误。]

4．在

中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是( )

A ．sp 2

sp 2

B ．sp 3

sp 3

C ．sp 2

sp 3

D ．sp sp 3

C [—CH3中C原子杂化轨道数为4，采用sp3杂化；中C原子杂化轨道数为3，采用sp2杂化。]

5．氢元素与其他元素形成的化合物称为氢化物，下列有关氢化物的叙述不正确的是( )

A．D2O分子的空间构型为直线形

B．NH3的结构式为

C．HCl分子中含有3个孤电子对

D．H2S和H2O分子的中心原子都采用sp3杂化

A [D2O为重水分子，它的空间构型为V形。HCl的电子式为，在Cl原子上有

3个孤电子对。H2O和H2S具有相同类型的化学键和分子空间构型，中心原子采用sp3杂化。] 6．下列分子或离子中，不含有孤电子对的是( )

A．H2O B．H3O＋

C．NH3D．NH＋4

D [H3O＋和NH3中含一对孤电子对，H2O中含两对孤电子对，NH＋4中不含孤电子对。]

7．下列分子或离子的空间构型为平面三角形的是( )

A．NO－3B．NH3

C．H3O＋D．CO2

A [NO－3中N的孤电子对数＝(5＋1－3×2)/2＝0，所以NO－3中无孤电子对，N原子通过三对共用电子对与O成键，空间构型为平面三角形；NH3中N的孤电子对数为(5－3)/2＝1，H3O＋中O的孤电子对数为(6－3－1)/2＝1，在NH3和H3O＋中都有1对孤电子对，还有3对电子成键，所以NH3、H3O＋的空间构型都为三角锥型；在CO2中C的孤电子对数为(4－2×2)/2＝0，没有孤电子对，只有2对σ键电子对，故CO2分子为直线形。]

8．用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论都正确的是( )

A．直线形；三角锥型B．V形；三角锥型

C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形

D [H2S与H2O类似，中心原子S上有2对孤电子对，为了减小孤电子对的排斥作用，只能将H和孤电子对相间排列，H2S分子构型呈V形；BF3分子的中心原子B上无孤电子对，当分子构型呈平面三角形时，成键电子对之间的斥力最小，分子最稳定。]

9．若AB n的中心原子A上没有孤电子对，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是

( )

A．若n＝2，则分子的立体构型为V形

B．若n＝3，则分子的立体构型为三角锥型

C．若n＝4，则分子的立体构型为正四面体型

D．以上说法都不正确

C [若中心原子A上没有用于成键的孤电子对，则根据斥力最小的原则，当n＝2时，分子结构为直线形；n＝3时，分子结构为平面三角形；n＝4时，分子结构为正四面体型。这样排列的结果是：周围成键的原子与原子之间、未成键的电子与未成键电子之间、成键原子与未成键电子之间距离最大，排斥力最小。]

10．指出下列分子中带*号的原子采用的杂化方式：

(1)H*2O2________

(2) ________

(3)*CO2________

(4)CH*3CH2OH________

(5)CH*3CH===CH2________

(6)CH3—CH2－*C≡CH________

[解析](1)H2O2中每个氧原子上有2对孤电子对，每个氧原子结合2个原子，故杂化轨道数＝2＋2＝4，采用sp3杂化。

(2)在中，碳原子无孤电子对，碳原子结合3个原子，故杂化轨道数＝0＋3＝3，采用sp2杂化。

(3)在CO2中，碳原子无孤电子对，碳原子结合2个原子，故杂化轨道数＝0＋2＝2，采用sp杂化。

(4)CH3CH2OH中—CH2OH的C形成4个σ键，采用sp3杂化。

(5)CH3CH＝CH2中—CH＝的C形成3个σ键，采用sp2杂化。

(6)CH3CH2C≡CH中—C≡的C形成2个σ键，采用sp杂化。

[答案](1)sp3(2)sp2(3)sp (4)sp3

(5)sp2(6)sp

11．根据理论预测下列分子或离子的空间构型。

CO2CO2－3PO3－4SO2－4杂化类型

[解析] CO 2：中心碳原子的价电子对数为2＝2，采用sp 杂化，直线形构型。CO 2－

3：

中心碳原子的价电子对数为

4＋0＋22＝3，采用sp 2杂化，无孤电子对，平面三角形构型。PO 3－

4：中心P 原子的价电子对数为

5＋0＋32

＝4，采用sp 3杂化，呈正四面体构型。SO 2－

4：中心S 原子的价电子对数为6＋0＋22

＝4，采用sp 3

杂化，呈正四面体构型。

[答案]

22由第二周期两元素组成的________分子的结构相同，微粒呈____________________________形，

NO ＋

2的中心原子的价电子数为________。

(2)CO 2－

3、NO －

3等微粒具有相同的通式：________，它们的价电子总数都是________，因此它们与由ⅥA 族两元素组成的________分子的结构相同，呈________形，CO 2－

3中心原子的价层电子对数为________。

[解析] 互为等电子体应该满足的条件：在微粒的组成上，微粒所含原子数目相同；在微粒的构成上，微粒所含价电子数目相同；在微粒的结构上，微粒中原子的空间排列方式相同。(1)中CNS －

、NO ＋

2的原子个数都为3，N －

、S 的价电子数与O 原子相同，均为6，N ＋

与C 原子的价电子数相同，均为4，两者的价电子总数与CO 2相同，都是16，所以CNS －

、NO ＋

2与CO 2为等电子体。(2)中CO 2－

3、NO －

3的原子个数都为4，C 2－

、N －

的价电子数与S 原子相同，均为6，所以CO 2－

3、NO －

3与SO 3为等电子体。

[答案] (1)CO 2 直线 4 (2)AX 3 24 SO 3 平面三角 3

[能力提升练]

13．下列关于等电子体的说法中，正确的是( )

A．N2与CO不属于等电子体，故它们的熔、沸点、溶解度相差较大

B．PO3－4与SO2－4不属于等电子体，故结构不相似

C．NO－2与O3属于等电子体，故NO－2为O2的同素异形体

D．苯与硼氮苯(如图)属于等电子体，故硼氮苯中含有大π键，且形成大π键的电子都由N原子提供

D [选项A、B中的CO和N2、PO3－4与SO2－4均属于等电子体。选项C中NO－2与O3属于等电子体，但NO－2与O2不是同素异形体。]

14．(1)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是________、中心原子的杂化形式为________。

(2)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是________。

(3)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。

[解析] (1)[AlH 4]－的中心原子Al 的价层电子对数为4＋3＋1－42＝4，故Al 采用sp 3

杂

化，[AlH 4]－

呈正四面体结构。(2)价层电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，H 2S 中S 的成键电子对数为2，孤电子对数为6－1×2

2＝2，故价层电子对数为4，同理，SO 2中S 的价层电

子对数为2＋6－2×22＝3，SO 3中S 的价层电子对数为3＋6－2×3

2＝3，H 2S 中S 的价层电子对

数不同于SO 2、SO 3。(3)气态SO 3为单分子，分子中S 无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形，S 和O 之间形成3个σ键和1个4中心6电子的大π键。固态SO 3为三聚分子，分子中每个S 与4个O 成键，S 无孤电子对，故S 原子的杂化轨道类型为sp 3

。

[答案] (1)正四面体形 sp 3

(2)H 2S (3)平面三角 2 sp 3

15．(1)甲醛(H 2C===O)在Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH 3OH)。甲醇分子内C 原子的杂化方式为________。

(2)现有H 、N 、O 、S 、Cu 几种元素，回答下列问题。

①氢元素和N 、O 、S 、Cu 形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥型，该分子的中心原子的杂化方式为________；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是________(填化学式，写出两种)。

②这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价电子对数为3的酸是________(填化学式，下同)；酸根呈三角锥结构的酸是________。

[解析] (1)甲醇分子内C 原子为sp 3

杂化。(2)①NH 3分子呈三角锥型，氮原子采用sp 3

杂化。分子中既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物有H 2O 2、N 2H 4。②这些元素的含氧酸有HNO 2、HNO 3、H 2SO 3、H 2SO 4，分子的中心原子的价电子对数为3的有HNO 2、HNO 3。中心原子价电子对数为4的有H 2SO 3、H 2SO 4。酸根价电子对数：SO 2－

3、SO 2－

4都是4，孤电子对数分别为1、0，则二者空间构型分别为三角锥型、正四面体型。

[答案](1)sp3(2)①sp3H2O2、N2H4②HNO2、HNO3H2SO3

16．根据等电子原理完成下列各题。

(1)写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________。

(2)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)。

(3)与OH－互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。

[解析](1)等电子体的通式相同，价电子总数相等，故与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子为CO2、N2O、NO＋2等。(2)根据替换法在O元素的前后左右替换，且为阳离子，可知H2F＋满足题意。(3)OH－的价电子总数为8，则HF与其互为等电子体。

[答案](1)CO2、N2O(或NO＋2等) (2)H2F＋(3)HF