1、课下能力提升(四) 分子的立体结构一、选择题1用 VSEPR 理论预测 BF3 和 NF3 的立体结构，两个结论都正确的是( )A平面三角形；平面三角形B平面三角形；三角锥形C平面三角形；正四面体D直线形；三角锥形2下列关于配合物的叙述中，不正确的是( )A配合物中必定存在配位键B配合物中只有配位键CCu(H 2O)62 中的 Cu2 提供空轨道， H2O 中的氧原子提代孤电子对形成配位键D配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用3已知次氯酸分子的结构式为 HOCl，下列有关说法正确的是( )AO 原子发生 sp 杂化BO 原子与 H、Cl 都形成 键C该分
2、子为 V 形分子D该分子的电子式是4某物质的实验式为 PtCl42NH3，其水溶液不导电，加入 AgNO3 溶液也不产生沉淀，以强碱处理并没有 NH3 放出，则关于此化合物的说法正确的是 ( )A配合物中中心原子的电荷数和配位数均为 6B该配合物可能是平面正方形结构CCl 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5下列有关有机物分子的叙述不正确的是( )A乙烯分子中有一个 sp2sp2 键和一个 pp 键B乙炔分子中每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨道，它们之间可形成两个 健C乙烷分子中两个 C 原子均是 sp3 杂化，分子中一共有 6 个
3、 键D苯分子中的碳原子采用 sp2 杂化，且每个碳原子均存在一个未参与杂化的 p 轨道6甲醛分子的结构式为 ，下列描述正确的是( )A甲醛分子中有 4 个 键B甲醛分子中的碳原子为 sp3 杂化C甲醛分子中的氧原子为 sp 杂化D甲醛分子为平面三角形，有一个 键垂直于三角形平面7向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液，下列对此现象说法正确的是( )A反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后 Cu2 的浓度不变B溶液溶解后，将生成深蓝色的配合离子 Cu(NH3)42C向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生变化D在 Cu(NH3)42 离子中
4、，Cu 2 给出孤对电子，NH 3 提供空轨道8下列分子或离子的中心原子采用 sp2 杂化方式的是( )APBr 3 B CH 4CNO DNH 3 49氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为( )A两种分子的中心原子杂化轨道类型不同， NH3 为 sp2 型杂化，而 CH4 是 sp3 型杂化BNH 3 分子中 N 原子形成的三个杂化轨道，CH 4 分子中 C 原子形成 4 个杂化轨道CNH 3 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氨气的相对分子质量大于甲烷10下列描述中正确的是( )AClO 的空间构型为平面三角形 3BSiF 4 和 SO 的中心原
5、子均为 sp3 杂化23C在所有的元素中，氟的第一电离能最大DC 2H5OH 分子中共含有 8 个极性键，1 个 键二、非选择题11(1)在 BF3 分子中，F BF 的键角是_，硼原子的杂化轨道类型为_，BF 3 和过量 NaF 作用可生成 NaBF4，BF 的立体构型为 _。 4(2)肼(N 2H4)分子可视为 NH3 分子中的一个氢原子被NH 2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH 3 分子的立体构型是_；N 2H4 分子中氮原子轨道的杂化类型是_。(3)H 可与 H2O 形成 H3O ， H3O 中氧原子采用_杂化。H 3O 中 HOH 键角比 H2O 中 HOH 键角大，原因为
6、_。(4)SO 的立体构型是_，其中硫原子的杂化轨道类型是 _。2412K 4Fe(CN)6强热可发生反应：3K4Fe(CN)6 2(CN)212KCNN 2Fe 3CC= = = = =高 温 (1)K4Fe(CN)6中 Fe2 的配位数为_(填数字) ；Fe 2 基态核外电子排布式为_。(2)(CN)2 分子中碳原子杂化轨道类型为_；1 mol (CN)2 分子中含有 键的数目为_。(3)O 与 CN 互为等电子体，则 O 的电子式为_。22 2213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 NH 就是由 NH3(氮原子提供电子对) 和 H (缺电
7、子)通过配位键形成的。据 4此，回答下列问题：(1)下列粒子中可能存在配位键的是_。ACO 2 BH 3OCCH 4 DH 2SO4(2)硼酸(H 3BO3)溶液呈酸性，试写出其电离方程式： _。(3)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 OOH，式中 OO 表示配位键，在化学反应中OO 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(C 2H5)2SO4 与 H2O2 反应，只生成 A
8、 和 H2SO4；c将生成的 A 与 H2 反应(已知该反应中 H2 作还原剂)。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)_。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：_。能力提升14四种常见元素的性质或结构信息如表所示。试根据信息回答有关问题。元素 A B C D性质结构 原子核外有两个 原子的 M 层有 1 原子核外电子排 有两种常见氧化信息 电子层，最外层有 3 个未成对的电子对成对的 p 电子 布为Ar3d 104sx，有1、 2 两种常见化合价物，其中有一种是冶金工业常用的还原剂(1)写出 B
9、 原子的电子排布式：_。(2)往 C 元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量 A 元素的氢化物水溶液，可生成的配合物的化学式为_，简要描述该配合物中化学键的成键情况：_。(3)“”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分， “。 ”表示氢原子，小黑点“ ”表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。则在以上分子中，中心原子采用 sp3 杂化形成化学键的是_(填序号) ；在的分子中有_个 键和_个 键。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”连接)(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
10、、C 组成化合物与 AC2 互为等电子体，其化学式为_。(4)E 的价层电子排布式是_，在形成化合物时它的最高化合价为_，ECl 3 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_。答案及解析1解析：选 B BF3 中 B 的价 电子为 2s22p1，形成分子 时，进行 sp2杂化，三个 sp2杂化轨道分别与三个 F 原子的 p 轨道成键，故 BF3 分子为平面三角形；NF 3 中的 N 价电子结构为2s22p3，形成分子时，进行 sp3 不等性杂化，其中一个 sp3杂化轨道被孤对电子占有，另三个电子分别与
11、 F 成键 ，故分子 结构为三角锥型，答案 选 B。2解析：选 B 在配合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键，A 正确，B 错误；Cu 2 有空轨道，H 2O 中的氧原子有孤电子对，可以形成配位键， C 正确；配合物应用领域特别广泛，D 选项中提到的几个领域都在其中， D 正确。3解析：选 C 中心原子 O 与 H 和 Cl 分别形成了 2 个 键，另外 还有两对孤电子对，所以 O 采用的是 sp3杂化方式； 单键都是 键；由于孤电子 对的影响，HClO 分子的结构是 V形；电子式中应该写出孤电子对。4解析：选 C 在 PtCl42NH3 水溶液中加入 AgNO3 溶液无沉淀生成，经强
12、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以达到能量上的稳定状态，Pt 配位数为 6，则其空间构型为八面体形，B 错误。5解析：选 C 乙烯分子中 C 的杂化方式是 sp2杂化，剩余 1 个 p 轨道参与形成 pp 键，所以乙烯分子中有一个 sp2sp2键和一个 pp 健， A 正确；乙炔分子中 C 原子的杂化方式是 sp 杂化，每个碳原子都有两个未 杂化的 2p 轨道，它 们 之间可形成两个 键，B 正确；乙烷两个 C
13、原子均是 sp3杂化，分子中一共有 7 个 键，C 错误；苯分子中的碳原子采用 sp2杂化，且每个碳原子均存在一个未参与杂化的 p 轨道，形成大 键，D 正确。6解析：选 D 从结构式看，甲 醛分子为平面三角形，所以中心原子碳应为 sp2杂化，形成三个杂化轨道，分别与氧原子和两个 氢原子形成 键， 还有一个未参与杂化的 p 轨道与氧原子形成 键 ，该 键垂直于杂化轨道的平面，氧原子不是中心原子，不 发生轨道杂化。7解析：选 B 反应后溶液中不存在任何沉淀，铜离子以配合离子 Cu(NH3)42 的形成存在，A 错误；铜离子能与氨气形成配位键，则沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子 Cu(NH3)4
14、2 ，B 正确；向反应后的溶液加入乙醇，溶解度降低，将析出深 蓝色晶体，C 错误；在 Cu(NH3)42 离子中，NH 3给出孤对电子，Cu 2 提供空轨道，D 错误。8解析：选 C A 中 P 原子的价层电子对数为 3 (531)4，P 原子采用 sp3杂化；12B 中 C 原子的价 层电子对数为 4 (441)4， C 原子采用 sp3杂化；C 中 N 原子的价层电12子对数为 3 (5132) 3，N 原子采用 sp2杂化；D 中 N 原子的价层电子对数为124 (5 141)4，N 原子采用 sp3杂化。129解析：选 C 氨气中 N 也是 sp3杂化， A 错误；N 原子形成 4 个
15、杂化轨道，只不过其中一个被孤对电子占据，无法成 键， B 错误；NH 3 分子中 N 原子形成 4 个杂化轨道，其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，因此氨气是三角锥形，C 正确；空间构型与相对分子质量大小无关， D 错误。10解析：选 B ClO 中含有 3 个 键，含有 1 个孤电子对，为三角锥形， A 错误； 3SiF4 中含有 4 个 键，为 sp3杂化，SO 中含有 3 个 键，含有 1 个孤电子对， 为 sp3杂化，23B 正确；稀有气体的原子结构是 稳定结构，同周期稀有气体的第一电离能最大，同族自上而下第一电离能降低，故氦元素的第一 电离能最大， C 错误；乙
16、醇的结构简式为 CH3CH2OH，共含有 8 个共价键，其中 CH、CO、OH 键为极性键，共 7 个，CC 键为非极性键。由于全为单键，故无 键，D 错误。11解析：(1)因为 BF3 的立体构型为平面三角形，所以 FBF 的键角为 120。(3)H3O 中氧原子采用 sp3杂化。 (4)SO 的中心原子 S 的成 键电子对数为 4，无孤 电子对，为24正四面体结构，中心原子采用 sp3杂化。答案：(1)120 sp 2 正四面体形(2)三角锥形 sp 3(3)sp3 H2O 中氧原子有 2 对孤电子对，H 3O 中氧原子只有 1 对孤电子对，排斥力较小(4)正四面体形 sp 312解析：(
17、1)K 4Fe(CN)6中 Fe2 的配位数为 6；Fe2 基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。(2)分子结构为 NC CN，碳原子采用 sp 杂化， 1 mol(CN)2 分子中含有 键的物质的量 为 3 mol，数目为 36.021023。(3)根据 (2)的分析， O 与 CN 互为等22电子体，则 O 的电子式为 。22答案：(1)6 Ar3d 6(或 1s22s22p63s23p63d6) (2)sp 3N A(或 36.021023) (3) 13解析：本题综合考查配位键的形式和配合物的性质。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。
18、(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)硼原子为缺电子原子，H 3BO3 的电离是 B 原子和水中的 OH 形成配位键，水产生的 H 表现出酸性。 (3)由题中所含配位键的物质的反应特点分析。答案：(1)B、D(2)H3BO3H 2O H B(OH) 4(3) H 2 C2H5OC2H5H 2O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解析：(1)元素 B 原子的 M 层有 1 对成对的 p 电子，则 M 层的 p 轨道有 4 个电子，其电子排布式为：1s 22s22p63s23p4。(2)A 元素由其性质或结构信息可知是 N 元素，其氢
19、化物是 NH3，C 元素是 Cu，CuSO4 与过量氨水可生成配合物Cu(NH 3)4SO4，中心原子与配位体之间是配位键，内界与外界之间 是离子键。 (3)是 NH3，是 CHCH，是 CH4，是 H2S，中心原子采用 sp3杂化的是，在 CHCH 分子中有 3 个 键和 2 个 键。答案：(1)1s 22s22p63s23p4(2)Cu(NH3)4SO4 中心原子与配位体之间以配位键相结合，内界与外界之间以离子键相结合(3) 3 215解析：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ANC。(2)B 为 氮元素，其氢化物为 NH3，分子中含有 3 个 NH 键，N 原
20、子有 1 对孤对电子对， 杂化轨道数为 4，N 原子采取 sp3杂化，空 间构型为三角 锥型。(3) 化合物 AC2 是 CO2，分子中碳原子与氧原子之间形成 2 对共用电子对，电子式 为 ；一种由 N 元素、O 元素化合物与 CO2 互为等电子体，其化学式为 N2O。(4)E 为 Cr 元素，原子序数为 24，原子核外有 24 个电子，核外电子排布式是 1s22s22p63s23p63d54s1，所以价层电子排布式为 3d54s1。CrCl 3 能与 NH3、H 2O 形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为 21，则配体只有 4 个 NH3、2 个 H2O，三个氯离子位于外界，该配合
21、物为Cr(NH 3)4(H2O)2Cl3。(5)B 的最高价氧化物对应的水化物为 HNO3，D 的单质为 Mg，HNO 3 稀溶液与 Mg 反应时，N 元素被还原到最低价，则生成 NH4NO3，Mg 被氧化为 Mg(NO3)2，令NH4NO3，Mg(NO 3)2 的化学计量数分别为 x、y，则根据电子转移守恒有5( 3)x2y，所以 xy41，该反应的化学方程式是 4Mg10HNO 3=4Mg(NO3)2NH 4NO33H 2O。答案：(1)CNC (2)三角锥形 sp 3 (3) N 2O (4)3d54s1 6 Cr(NH3)4(H2O)2Cl3(5)4Mg10HNO 3=4Mg(NO3)2NH 4NO33H 2O
