【步步高 学案导学设计】 高中化学 2.2 分子的立体构型(第 4 课 时)习题课 新人教版选修 3 练基础落实 知识点 1 分子的空间结构 1.下列物质分子的几何构型为三角锥形的是( ) A.CO2 B.P4 C.NH3 D.H2O 2.能说明 CH4 分子的 5 个原子不在同一平面而为正四面体结构的是( ) ①两个键之间夹角为 109°28′ ②C—H 键为极性共价键 ③4 个 C—H 键的键能、键 长相同 ④二氯甲烷没有同分异构体 A.①② B.①③ C.②③ D.①④ 3.能说明 AB3 分子构型是平面正三角形而不是四面体的依据是( ) A.共价键键长相同 B.共价键键能相同 C.共价键键角为 120° D.共价键有极性 4.下列分子的空间构型是正四面体形的是( ) ①CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2 A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.①③⑤ 5.NH3 分子空间构型是三角锥形,而 CH4 是正四面体形,这是因为( ) 2 3 A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,NH3 为 sp 杂化,而 CH4 是 sp 杂化 B.NH3 分子中 N 原子形成 3 个杂化轨道,CH4 分子中 C 原子形成 4 个杂化轨道 C.NH3 分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强 D.NH3 分子中有 3 个 σ 键,而 CH4 分子中有 4 个 σ 键 知识点 2 价层电子对互斥理论 6.下列说法中正确的是( ) 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′ C.NH4 的电子式为 ,离子呈平面正方形结构 D.NH3 分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强 7.下列分子或离子中,不含有孤对电子的是( ) + A.H2O B.H3O + C.NH3 D.NH4 知识点 3 杂化轨道理论 8.乙炔分子中碳原子的杂化类型为( ) 2 A.sp 杂化 B.sp 杂化 3 C.sp 杂化 D.都不是 9.甲烷的空间构型为正四面体形,则碳原子的杂化类型为( ) 3 2 A.sp 杂化 B.sp 杂化 C.sp 杂化 D.都不对 10.能正确表示 CH4 中碳原子成键方式的电子排布图为( ) + 1 知识点 4 配位键与配合物 + 11.下列粒子中,与 H3O 所含质子数、电子数相等,且化学键类型相同的粒子是( ) + + A.Na B.NH4 C.Ne D.NH3 12.下列不属于配位化合物的是( ) A.六氟合铝酸钠 B.氢氧化二氨合银 C.六氰合铁酸钾 D.KCl、CuCl2 13.下列现象的变化与配合物的形成无关的是( ) A.向 FeCl3 溶液中滴加 KSCN,出现红色 B.向 Cu 与 Cl2 反应的集气瓶中加入少量 H2O,呈绿色,再加水,呈蓝色 C.向 FeCl2 溶液中滴加氯水,溶液颜色变深 D.向 AlCl3 溶液中逐滴加入 NH3·H2O 溶液至过量,出现白色沉淀 知识点 5 配合物的性质 14.现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3 和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一种为橙黄色,另一种为紫 红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。 练方法技巧 运用杂化轨道理论判断分子结构的技巧 15.CH4 分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形结构的理由是( ) A.CH3Cl 不存在同分异构体 B.CH2Cl2 不存在同分异构体 C.CHCl3 不存在同分异构体 D.CH4 是含极性键的非极性分子 16.三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形。下列关于 PCl3 分子空 间构型理由的叙述,正确的是( ) A.PCl3 分子中三个共价键的键能、键长、键角均相等 B.PCl3 分子中的 P—Cl 键都是 p—p σ 键 C.PCl3 分子中三个 P—Cl 键的键长相等,键角为 100.1° D.PCl3 分子中三个 P—Cl 键都是极性共价键 配位键形成条件的判断方法 17. 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________。 2 A.CO2 B.H3O C.CH4 D.H2SO4 (2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性,试写出其电离方程式:__________________________。 配合物结构性质特点的运用技巧 18.写出[Ag(NH3)2]OH 的中心原子、配位原子和配位数并写出它电离的离子方程式。 中心原子(离子):____________, 配位原子(分子):____________, 配位数:____________, 电离的离子方程式:________________________。 3+ 2+ 2+ + - - 19.在 Fe 、Cu 、Zn 、Ag 、H2O、NH3、F 、CN 、CO 中,哪些可以作为中心原子? 哪些可以作为配位体? 中心原子:_____________________________________________________________; 配位体:________________________________________________________________。 练综合拓展 20.有 A、B、C、D 四种元素,其中 A、B、C 为短周期元素,A 元素的周期数、主族数、 - 原子序数均相同,BO3 离子含有 32 个电子,C 元素的原子最外层电子数比次外层电子数少 2 个,C 的阴离子与 D 的阳离子具有相同的电子层结构,C 和 D 可形成化合物 D2C,请回答: (1)A、B、C、D 四种元素的符号分别是________、________、________、________。 (2)A、B 两种元素形成化合物的电子式为________,杂化类型为________,空间构型为 ________形。 (3)A、B、C 可形成两种既含离子键又含共价键的化合物,它们的化学式分别是 ______________和______________。 (4)D2C 的形成过程用电子式表示为_________________________________________ ____________。 第 4 课时 习题课 1.C 2.D [CH4 分子的空间结构由两个键之间的的夹角决定,只有为正四面体结构,C 位于 正四面体中心,才有键角为 109°28′。分子的空间构型与共价键的极性无关;同样二氯甲 烷没有同分异构体也说明了 CH4 分子为正四面体结构,如果为平面结构,则二氯甲烷就存在 两种构型: + ① , ② ; C 项中因为同为 C—H 键, 不论分子构型如何, 它们的键能、键长都相等。] 3.C [在 AB3 分子中三个 A—B 键是完全相同的,因此键长、键能和极性键都不能作为 AB3 分子是平面正三角形的依据。只有当其键角为 120°时,AB3 中四个原子才能共面,且三 个 B 原子处于正三角形的三个顶点。] 2 2 3 4.B [C 原子与 Si 原子的价电子层都是 ns np 结构,参与成键时都是形成了 4 个 sp 杂化轨道,故它们形成的①CH4、③CF4 和④SiH4 的空间构型都是正四面体形。而 NH3 为三角 锥形,C2H4 为平面形,CO2 为直线形。] 3 5.C [NH3 和 CH4 的中心原子均是 sp 杂化,但 NH3 分子中有一对孤对电子,CH4 分子中 没有孤对电子,由于孤对电子——成键电子对之间的排斥作用>成键电子对——成键电子对 之间的排斥作用,NH3 分子进一步被“压缩”成三角锥形,甲烷则呈正四面体形。] 3 6.D [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;NH4 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.D 8.A [在乙炔分子中碳原子没有未成键的孤对电子,且分子中 H—C 键为 σ 键,C≡C 键中有一个为 σ 键,另两个为 π 键,由此可见碳原子可以形成两个 σ 键,所以碳原子的 杂化类型为 sp 杂化。] 9.A 10. D [碳原子中的 2s 轨道与 2p 轨道形成 4 个等性的杂化轨道, 因此碳原子最外层上 3 的 4 个电子分占在 4 个 sp 杂化轨道并且自旋方向相同。] + + 11.B [H3O 中质子数为 11,电子数为 10,含有共价键和配位键,因此只有 NH4 符合 要求。] 12.D [KCl、CuCl2 为复盐,不存在配位键、配离子,也没有内界外界之分,不是配位 化合物。] 3+ 2+ 2+ 3+ 2 6 5 2 6 9 2 6 6 13.D [Fe 、Cu 、Fe 、Al 的外围电子排布分别为 3s 3p 3d 、3s 3p 3d 、3s 3p 3d 、 2 6 3+ 2+ 2+ 3+ 3+ - 2s 2p ,Fe 、Cu 、Fe 具有 3d 空轨道,而 Al 不具有空轨道。A 项 Fe 与 SCN 形成配合 2+ 2+ 3+ 物离子;B 项 Cu 与 H2O 形成配合物离子;C 项 Fe 、Fe 与 H2O 形成配合物离子而有颜色; 3+ D 项 Al 与 NH3·H2O 反应生成 Al(OH)3 沉淀。] 14.称取相同质量的两种晶体配成溶液,向两种溶液中分别加入足量的硝酸银溶液,静 置、过滤、干燥、称量,所得氯化银固体多的是[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2 解析 配合物的内界以配位键相结合,很牢固,难以在水溶液中电离,而内界和外界之 间以离子键结合,在溶液中能够完全电离。因此,相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出 - 的 Cl 是不同的,可以利用这一点鉴别。 15.B [如果 CH2Cl2 有同分异构体则 CH4 为正方形结构,两个 Cl(H)原子分别位于同一 条边上或在对角线上。] 16.C [平面正三角形的键角为 120°,三角锥形空间结构中键角小于 120°,分子的 3 空间构型与键能无关,P—Cl 键为 sp —p σ 键。故 C 项正确。] + - 17.(1)BD (2)H3BO3+H2O H +[B(OH)4] + 解析 (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)硼原子 - + 为缺电子的原子,H3BO3 的电离是 B 原子和水中 OH 形成配位键,水产生的 H 表现出酸性。 + 18.Ag NH3 2 + - [Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2] +OH 3+ 2+ 2+ + - - 19.Fe 、Cu 、Zn 、Ag H2O、NH3、F 、CN 、CO 解析 配合物的中心原子需要有接受孤对电子的空轨道, 过渡金属元素的离子存在空轨 道, 可以作中心原子。 配位体要提供孤对电子, 所以配位体中必须含有孤对电子的配位原子。 20.(1)H N S K (2) sp 杂化 三角锥 (3)(NH4)2S NH4HS 4 3 (4) - 解析 A 元素的周期数、主族数、原子序数均相同,则等于 1,故 A 为氢,BO3 有 32 个 电子,则 B 原子有 7 个电子,B 为氮,C 的最外层电子数为 8-2=6,故 C 为硫,D 的阳离子 与 C 的阴离子有相同的电子层结构且 C 和 D 可形成化合物 D2C,故 D 为 K。 5