2025浙江专版新教材化学高考第一轮
作业18“VSEPR”模型、杂化轨道理论及应用
A组 基础达标
1.(2023·浙江临海回浦中学月考)下列粒子的VSEPR模型为四面体形且其空间结构为V形的是( )
A.SO2 B.S
C.H3O+ D.OF2
2.下列分子或离子的中心原子上未参与成键的价层电子对最多的是( )
A.H2O B.HCl C.N D.PCl3
3.用价层电子对互斥模型预测H2S和NH3的空间结构。下列说法正确的是( )
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
4.下列物质中,分子的空间结构与氨分子相似的是( )
A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4
5.(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是( )
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体形
B.S和C的空间结构均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
6.(2023·辽宁沈阳期末)下列化学用语或图示表达不正确的是( )
A.N2的结构式:N≡N
B.NaOH的电子式:Na+H]-
C.H2O的VSEPR模型:
D.S的空间结构模型:
7.下列说法正确的是( )
A.某化合物M的结构式如图,则碳、氮原子的杂化方式相同
B.上述化合物M中,编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内
C.的空间结构为V形,中心原子的杂化方式为sp3
D.S8分子中S原子采取的轨道杂化方式为sp
8.布洛芬具有消炎、镇痛、解热作用,但口服该药对胃、肠道有刺激性,可以对该分子进行如图所示的分子修饰。下列说法错误的是( )
A.甲分子中,碳原子的杂化方式有两种
B.1个乙分子中,sp3杂化的原子有7个
C.乙分子中,六元环上的原子杂化方式相同
D.甲、乙均能与氢氧化钠溶液反应
9.(1)利用价层电子对互斥模型推断分子或离子的空间结构。P ;CS2 ;AlBr3(共价分子) 。
(2)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子 ,三角锥形分子 ,四面体形分子 。
(3)为了解释和预测分子的空间结构,科学家在归纳了许多已知的分子空间结构的基础上,提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类:一类是 ;另一类是 。BF3和NF3都是含有四个原子的分子,BF3的中心原子是 ,NF3的中心原子是 ;BF3分子的空间结构与NF3分子的空间结构不同的原因是 。
B组 综合提升
10.(2023·浙江庆元中学月考)用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是( )
A.SO2、CS2、HCN都是直线形的分子
B.H2O键角为120°,O3键角为180°
C.PCl3、NH3、GaCl3都是三角锥形的分子
D.HCHO、AlCl3、SO3都是平面三角形的分子
11.(2023·浙江萧山三中段考)CCl4是一种重要的有机溶剂,其工业制备原理为CS2+3Cl2CCl4+S2Cl2。下列说法正确的是( )
A.CS2和CCl4中的C原子杂化方式均为sp3
B.CS2和CCl4分子的空间结构分别是V形和正四面体形
C.CS2为非极性分子,S2Cl2为极性分子
D.液态Cl2挥发时主要破坏共价键
12.(2023·浙江嘉兴高三统测)下列说法不合理的是( )
A.可燃冰中CH4可以装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内,N2、O2等也可以
B.NH3与HCl反应生成NH4Cl,则H2N—NH2也可与HCl反应生成N2H6Cl2
C.NF3为三角锥形分子,则PCl3也为三角锥形分子
D.CaC2与水反应产生乙炔,故Al4C3与水反应产生丙炔
13.(2023·广东茂名一中三模)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收CO,其反应为[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0。下列说法正确的是( )
A.NH3分子的空间结构为平面三角形
B.NH3分子和N中N原子杂化类型相同
C.NH3分子中的键角比N中的键角大
D.CO的相对分子质量大于NH3,则沸点比NH3高
14.(2023·浙江富阳新登中学月考)硅及其化合物广泛应用于光电材料领域,其中SiCl4与N-甲基咪唑()反应可以得到M2+,其结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A.SiCl4的空间结构为正四面体形
B.1个M2+中含有42个σ键
C.H、C、N的电负性由大到小的顺序为N>C>H
D.N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3
15.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。Mathieson方法制备亚氯酸钠的流程如下:
(1)请写出反应的离子方程式。
反应①: 。
反应②: 。
(2)Cl的空间结构为 ,Cl中Cl的杂化方式是 。
(3)ClO2中存在大π键(),为V形结构,ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为 。
16.化合物G是用于治疗充血性心力衰竭药品的合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)上述反应涉及的元素中,电负性最大的是 (用元素符号表示,下同),其中位于同一周期的元素中,第一电离能由大到小的顺序是 。
(2)A生成B的反应条件是 。
(3)C分子中N原子、E中N原子的杂化方式分别是 、 。
(4)E分子与F分子反应生成G和无机分子H,H能与E反应,原因是 。
(5)B分子中除氢原子外的其他原子可能共平面,原因是 。
作业18 “VSEPR”模型、杂化轨道理论及应用
1.D SO2中S原子价层电子对数为3,有1个孤电子对,VSEPR模型为平面结构,其空间结构为V形,故不选A;S中S原子价层电子对数为4,无孤电子对,VSEPR模型为正四面体形,其空间结构为正四面体形,故不选B;H3O+中O原子价层电子对数为4,有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,其空间结构为三角锥形,故不选C;OF2中O原子价层电子对数为4,有2个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,其空间结构为V形,故选D。
2.A A项,氧原子有2个未成键的价层电子对;B项,HCl分子属于AB型分子,没有中心原子;C项,N的中心原子的价层电子对均为成键电子对;D项,PCl3中磷原子有1个未成键的价层电子对。
3.B H2S中S原子的价层电子对数为4,含有2个孤电子对,所以其空间结构为V形;NH3中N原子的价层电子对数为4,含有1个孤电子对,所以其空间结构为三角锥形。
4.C 氨分子的空间结构是三角锥形,H2S分子的空间结构是V形,CO2的空间结构是直线形,PCl3的空间结构是三角锥形,SiCl4是正四面体形。
5.A 甲烷分子中C原子的价层电子对数为4,水分子中O原子的价层电子对数也为4,所以VSEPR模型都是四面体形,A正确;S的空间结构为三角锥形,C的空间结构为平面三角形,B错误;CF4为正四面体结构,为非极性分子,SF4中心原子有孤电子对,为极性分子,C错误;XeF2和XeO2分子中,孤电子对数不相等,孤电子对数越多,对成键电子对排斥力越大,所以二者键角不等,D错误。
6.D 氮气分子中N原子之间以三键相连,结构式为N≡N,A正确;NaOH属于离子化合物,电子式为Na+H]-,B正确;H2O中氧原子含有2个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,模型为,C正确;S中S原子的价层电子对数=4+=4,无孤电子对,S原子为sp3杂化,空间结构为正四面体形,D错误。
7.C 化合物M中碳、氮原子各形成3个σ键,氮原子有1个孤电子对而碳原子没有,故氮原子是sp3杂化,而碳原子是sp2杂化,A错误;由于氮原子为sp3杂化,故相应的4个原子形成的是三角锥结构,不能共平面,B错误;中I原子为中心原子,则其孤电子对数为×(7-1-2)=2,形成了2个σ键,中心原子采取sp3杂化,空间结构为V形,C正确;S8是一个环形分子,每个S与其他两个S原子相连,每个S原子有2个孤电子对,2个σ键,所以S是sp3杂化,D错误。
8.B 甲分子中,苯环与羧基中的碳原子是sp2杂化,其余碳原子是sp3杂化,A正确;1个乙分子中,7个饱和C原子均是sp3杂化,酯基中形成两个单键的O原子也是sp3杂化,B不正确;乙分子中,六元环上的C原子、N原子均为sp2杂化,C正确;甲分子含有羧基、乙分子含有酯基,甲、乙均能与氢氧化钠溶液反应,D正确。
9.答案 (1)正四面体形 直线形 平面三角形
(2)BF3 NF3 CF4
(3)中心原子上的价层电子对都用于形成共价键 中心原子上有孤电子对 B N BF3分子中B原子的3个价层电子对都与F原子形成共价键,空间结构为平面三角形;而NF3分子中N原子的3个价层电子对与F原子形成共价键,还有1个未成键的电子对,占据了N原子周围的空间,形成三角锥形
解析 (1)P是AB4型,中心原子价层电子对数是4,为正四面体形;CS2是AB2型,中心原子价层电子对数是2,是直线形;AlBr3是AB3型,中心原子价层电子对数是3,是平面三角形。(2)第二周期非金属元素构成的中性分子,呈三角锥形的是NF3,呈平面三角形的是BF3,呈四面体形的是CF4。
10.D SO2有2个σ键,孤电子对数为=1,S原子为sp2杂化,分子为V形;同理可知CS2分子为直线形,HCN分子为直线形,故A错误;H2O中中心原子的价层电子对数为2+=4,中心原子有孤电子对,为V形结构,键角小于120°,臭氧分子的空间结构与水分子相似,其键角不为180°,故B错误;PCl3和NH3分子空间结构为三角锥形,GaCl3有3个σ键,孤电子对数为=0,分子为平面三角形,故C错误;HCHO中C原子价层电子对数为3,AlCl3中心原子的价层电子对数为3+=3、SO3中心原子的价层电子对数为3+=3,都是平面三角形的分子,故D正确。
11.C CS2和CCl4中的C原子的价层电子对数分别为2+(4-2×2)=2、4+(4-1×4)=4,杂化方式分别为sp、sp3,故A错误。根据CS2和CCl4中的C原子的价层电子对数分别为2、4,空间结构分别是直线形和正四面体形,故B错误。CS2为直线形结构,为非极性分子;S2Cl2的结构可类比H2O2,为极性分子,故C正确。液态Cl2挥发时克服的是分子间作用力,化学键没有断裂,故D错误。
12.D 一般情况下能形成氢键的元素为氮、氧、氟元素,故N2、O2等也可以装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内,A正确;H2N—NH2中2个—NH2均可以与HCl发生反应,故可以生成N2H6Cl2,B正确;NF3和PCl3的中心原子价层电子对数均为4,均含有1个孤电子对,因此二者均为三角锥形分子,C正确;CaC2与水反应产生乙炔,而Al4C3与水反应产生甲烷,反应为Al4C3+12H2O===4Al(OH)3↓+3CH4↑,D错误。
13.B NH3分子中心原子孤电子对数==1,价层电子对数=3+1=4,故为sp3杂化,空间结构为三角锥形,A错误;N中心原子孤电子对数==0,价层电子对数=4+0=4,故为sp3杂化,结合选项A可知,NH3和N中N原子杂化类型相同,B正确;孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,NH3分子中有3个成键电子对、1个孤电子对,N中有4个成键电子对、没有孤电子对,则NH3分子中的键角比N中的键角小,C错误;CO的相对分子质量大于NH3,但氨分子间有氢键,CO分子间只存在范德华力,则CO沸点比NH3低,D错误。
14.B SiCl4分子中Si形成4个σ键,且不存在孤电子对,其结构与甲烷相似,空间结构是正四面体形,A正确;共价单键为σ键,共价双键中含有1个σ键、1个π键,配位键为σ键,则1个中含有12个σ键,所以1个
中含有12×4+6=54个σ键,B错误;根据同一周期从左到右元素的电负性依次增强,同一主族从上往下元素的电负性依次减弱,故H、C、N的电负性由大到小的顺序为N>C>H,C正确;由题干信息可知,N-甲基咪唑分子中存在甲基、碳碳双键和碳氮双键,故碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3,D正确。
15.答案 (1)①2Cl+SO2===S+2ClO2 ②2ClO2+H2O2+2OH-===2Cl+O2↑+2H2O
(2)三角锥形 sp3 (3)sp2
解析 (1)反应①中氯酸钠和二氧化硫在酸性条件下发生氧化还原反应,S为氧化产物,还原产物为ClO2,则离子方程式为2Cl+SO2===S+2ClO2;反应②,ClO2在NaOH溶液中与H2O2发生氧化还原反应,得到还原产物为Cl,H2O2被氧化,氧化产物为O2,离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-===2Cl+O2↑+2H2O。(2)根据价层电子对互斥模型可得,Cl、Cl中,Cl原子价层电子对数均为4,Cl原子均为sp3杂化,Cl、Cl的空间结构分别为三角锥形、V形。(3)ClO2中存在大π键(),则ClO2中Cl原子的价层电子对数为3,Cl原子的轨道杂化方式为sp2。
16.答案 (1)O N>O>C
(2)浓硝酸、浓硫酸,加热
(3)sp2 sp3
(4)H是HCl,—NH2具有碱性,所以HCl能与E反应
(5)B分子中苯环及与苯环相连的C、N、Cl原子一定共平面,—NO2中N原子是sp2杂化,N原子无孤电子对,—NO2中N、O原子及与N原子成键的C原子在同一平面内,所以B分子中除氢原子外的其他原子可能共平面
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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