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第二章 第二节 分子的空间结构——高二化学人教版（2019）选择性必修2洞悉课后习题
【教材课后习题】
1.下列说法中，正确的是( )。
A.杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对
B.凡是中心原子采取杂化的分子，其空间结构都是正四面体形
C.凡是型的共价化合物，其中心原子A均采用杂化轨道成键
D.属于型共价化合物，中心原子S采取sp杂化轨道成键
2.下列分子中的中心原子是杂化的是( )。
A. B. C. D.
3.关于和的说法中，正确的是( )。
A.C和S上都没有孤电子对
B.C和S都是杂化
C.都是型，所以空间结构都是直线形
D.的空间结构是直线形，的空间结构是V形
4.下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是( )。
A. B. C. D.
5.下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为V形的是( )。
A. B. C. D.
6.下列各组粒子的空间结构相同的是( )。
①和；②和；③和；④和；⑤和。
A.全部 B.①②③⑤ C.③④⑤ D.②⑤
7.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）杂化轨道只用于形成共价键（ ）
（2）中心原子若通过杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体形结构（ ）
（3）为三角锥形，N发生杂化（ ）
（4）只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为杂化（ ）
（5）中心原子是sp杂化的，其分子的空间结构不一定为直线形（ ）
（6）价层电子对互斥模型中，键电子对数不计入中心原子的价层电子对数（ ）
8.下表中的中心原子A上没有孤电子对，运用价层电子对互斥模型，完成下表中的空白：
分子的空间结构 典型例子
9.完成下表中的空白：
原子总数 粒子 中心原子上的孤电子对数 中心原子的杂化轨道类型 空间结构
3
4
5
10.乙炔分子的碳原子采取什么杂化方式？它的杂化轨道用于形成什么化学键？怎样理解它存在碳碳三键？
【教材课后习题】
11.下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是( )
A.键角为180°的分子，空间结构是直线形
B.键角为120°的分子，空间结构是平面三角形
C.键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形
D.键角在90°~109°28＇之间的分子，空间结构可能是V形
12.根据价层电子对互斥模型，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( )
A.
B.
C.
D.
13.下列关于价层电子对互斥模型（VSEPR模型）的叙述中不正确的是( )
A. VSEPR模型可用来预测分子的空间结构
B.分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构
C.中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥
D.分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越大，分子越稳定
14.下列关于杂化轨道的叙述中不正确的是( )
A.分子中的杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混杂形成
B.杂化轨道用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C.和分子中的中心原子S和C都是通过杂化轨道成键
D.苯分子中所有碳原子均采取杂化成键，苯环中存在6个碳原子共有的大键
15.下列图形表示杂化轨道的电子云轮廓图的是( )
16.下列分子或离子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A.与
B. 与
C. 与
D. 与
17.几种含氯阴离子的信息如表所示：
阴离子 M
中心元素化合价 +5 +3 +1
中心原子杂化类型
下列推断不正确的是( )
A.和的价电子总数相同
B.M的化学式为
C.中氯原子的杂化类型都为
D.M的空间结构为Ⅴ形
18.下列分子或离子的中心原子杂化方式与空间结构均相同的是( )
①
②
③
④
⑤
⑥
A.①④
B.③⑥
C.②③④
D.①②③④⑤⑥
19.原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。
请回答下列问题：
（1）分子的空间结构为________，分子的空间结构为________。
（2）碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取sp杂化的分子是________（写结构简式，下同），采取杂化的分子是________，采取杂化的分子是________。
（3）已知三种分子中，键角由大到小的顺序是，请分析可能的原因是________。
20.A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大，A的核外电子总数与其周期序数相同；D原子的L层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相同，并且无空轨道；B原子的L层中未成对电子数与D相同，但还有空轨道；D与E同族。请回答下列问题：
（1）A与其他元素形成的二元共价化合物中，一种化合物分子呈三角锥形，该分子的化学式为______，其中心原子的杂化方式为______；A分别与B、C、D形成的共价化合物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，任意写出三种）。
（2）这些元素形成的含氧酸根离子中，其中心原子的价层电子对数为3的酸根离子是______（填化学式，下同）；酸根离子呈三角锥形结构的是______。
（3）分子的空间结构为______；根据电子云重叠方式的不同，该分子中共价键的类型为______。
（4）B的一种氢化物相对分子质量是26，其分子中键和键的数目之比为______。
答案以及解析
1.答案：A
解析：中心原子采取杂化的分子，若中心原子最外层不含孤电子对，空间结构是四面体形，若含1个孤电子对，则为三角锥形，若含2个孤电子对，则为V形，B错误；型的共价化合物，若A原子最外层含有1个孤电子对，则A原子采取杂化，若A原子最外层不含孤电子对，则A原子采取杂化，C错误；中S原子形成2个键，且含2个孤电子对，则S原子采取杂化，D错误。
2.答案：C
解析：根据杂化轨道的数目判断中心原子杂化方式：杂化轨道数目=键数+孤电子对数。中N原子形成3个键且含1个孤电子对，则N原子采取杂化，A错误；中C原子形成4个键，不含孤电子对，则C原子采取杂化，B错误；中B原子形成3个键，不含孤电子对，则B原子采取杂化，C正确；分子中O原子形成2个键且含2个孤电子对，则O原子采取杂化，D错误。
3.答案：D
解析：中C原子的孤电子对数为，中S原子的孤电子对数为，A错误；C原子采取sp杂化，S原子采取杂化，B错误；是直线形，是V形，C错误，D正确。
4.答案：B
解析：中S原子的价层电子对数为，含有1个孤电子对，VSEPR模型是四面体形，空间结构是三角锥形，A错误；中Cl原子的价层电子对数为，不含孤电子对，VSEPR模型和空间结构都是正四面体形，B正确；中N原子的价层电子对数为，含有1个孤电子对，VSEPR模型是平面三角形，空间结构是V形，C错误；中Cl原子的价层电子对数为，含有1个孤电子对，VSEPR模型是四面体形，而空间结构是三角锥形，D错误。
5.答案：D
解析：中S原子的价层电子对数为，含有1个孤电子对，VSEPR模型是平面三角形，的空间结构是V形，A不符合题意；中N原子的价层电子对数为，含有1个孤电子对，VSEPR模型是四面体形，的空间结构是三角锥形，B不符合题意；中O原子的价层电子对数为，含有1个孤电子对，VSEPR模型是四面体形，的空间结构是三角锥形，C不符合题意；中O原子的价层电子对数为，含有2个孤电子对，VSEPR模型是四面体形，的空间结构是V形，D符合题意。
6.答案：C
解析：和的VSEPR模型都是四面体形，前者空间结构是三角锥形，后者是V形，①错误；和的VSEPR模型都是四面体形，前者空间结构是正四面体形，后者是三角锥形，②错误；和的VSEPR模型都是四面体形，空间结构都是三角锥形，③正确；和的VSEPR模型都是平面三角形，二者空间结构都是V形，④正确；和的VSEPR模型、分子的空间结构都是直线形，⑤正确。
7.答案：（1）×（2）×（3）×（4）√（5）√（6）√
8.答案：
分子的空间结构 典型例子
直线形
平面三角形
正四面体形
9.答案：
原子总数 粒子 中心原子上的孤电子对数 中心原子的杂化轨道类型 空间结构
3 0 sp 直线形
1 V形
2 V形
0 sp 直线形
4 0 平面三角形
1 三角锥形
1 三角锥形
0 平面三角形
5 0 正四面体形
0 正四面体形
10.答案：乙炔分子中的碳原子采取sp杂化方式。在乙炔分子中，2个碳原子各以1个sp杂化轨道与1个氢原子的1s轨道重叠形成1个C—H键，同时又各以另1个sp杂化轨道形成1个C—C键。除此之外，两个碳原子又通过各自的2个未参加杂化的p轨道（相互垂直）重叠形成了2个键。因此，乙炔的碳碳三键中有1个键和2个键。
11.答案：B
解析：键角为180°的分子，空间结构是直线形，例如分子是直线形分子，A正确；苯分子的键角为120°，但其空间结构是平面正六边形，B错误；白磷分子的键角为60°，空间结构为正四面体形，C正确；水分子的键角为105°，空间结构为V形，D正确。
12.答案：B
解析：气态分子中，中心原子S的价层电子对数为，气态分子中，中心原子O的价层电子对数为，气态分子中，中心原子S的价层电子对数为，气态分子中，中心原子S的价层电子对数为，则与其他分子不同的是，故B正确。
13.答案：D
解析： VSEPR模型可用来预测分子的空间结构，A正确；分子的空间结构与其价层电子对相互排斥有关，所以分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构，B正确；中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥，且孤电子对间的排斥力大于孤电子对和成键电子对间的排斥力，C正确；键角越大，价层电子对相互排斥力越小，D错误。
14.答案：AC
解析：分子中的杂化轨道是由碳原子的1个2s轨道和3个2p轨道混杂形成，A错误。杂化轨道用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对，B正确。分子中中心原子S的价层电子对数为，所以中心原子的杂化轨道类型为杂化；分子中中心原子C的价层电子对数为，所以中心原子的杂化轨道类型为杂化，C错误。苯分子中的6个碳原子全部以方式杂化，每个碳原子形成3个杂化轨道，其中1个与氢原子形成键，另外2个与相邻碳原子形成键，每个碳原子剩余1个未杂化的2p轨道，6个碳原子未杂化的2p轨道共同形成1个大键，D正确。
15.答案：D
解析：A项，杂化轨道的空间结构为直线形，夹角为180°，共有2个杂化轨道，为sp杂化，错误；B项，未形成杂化轨道，错误；C项，杂化轨道的空间结构为正四面体形，共有4个杂化轨道，为杂化，错误；D项，杂化轨道的空间结构为平面三角形，夹角为120°，共有3个杂化轨道，为杂化，正确。
16.答案：D
解析：分子中中心C原子的价层电子对数为，杂化类型为sp，含有2个键，孤电子对数为1，杂化类型为，故A错误；分子中中心Al原子的价层电子对数为，杂化类型是，乙炔分子的空间结构为直线形，中心碳原子的杂化类型为sp，故B错误；分子中中心O原子的价层电子对数为，杂化类型为，分子中中心B原子的价层电子对数为，杂化类型为，故C错误；分子中中心C原子的价层电子对数为，杂化类型为，分子中中心N原子的价层电子对数为，杂化类型为，故D正确。
17.答案：A
解析：和的价电子总数分别为7+3×6+1=26、4+3×6+2=24，不相同，A错误；M中Cl元素的化合价是+3价，杂化轨道类型是，因此M的化学式为，B正确；中中心Cl原子的价层电子对数是，中中心Cl原子的价层电子对数是，因此氯原子的杂化类型都为，C正确；中中心Cl原子的价层电子对数是，含有2个孤电子对，所以空间结构为Ⅴ形，D正确。
18.答案：C
解析：①中P原子的价层电子对数为，故为杂化，有1个孤电子对，空间结构为三角锥形；②中N原子的价层电子对数为，故为杂化，没有孤电子对，空间结构为平面三角形；③中C原子的价层电子对数为，故为杂化，没有孤电子对，空间结构为平面三角形；④中S原子的价层电子对数为，故为杂化，没有孤电子对，空间结构为平面三角形；⑤中S原子的价层电子对数为，故为杂化，有1个孤电子对，空间结构为Ⅴ形；⑥中S原子的价层电子对数为，故为杂化，有1个孤电子对，空间结构为三角锥形；则符合条件的组合有①⑥或②③④，C正确。
19.答案：（1）平面三角形；三角锥形
（2）；；
（3）分子中的C原子上没有孤电子对，分子中的N原子上有1个孤电子对，分子中的O原子上有2个孤电子对，中心原子上孤电子对数越多，对成键电子对的排斥作用越大，则键角越小
解析：（1）分子中的B原子采取杂化，没有孤电子对，所以其分子的空间结构为平面三角形；分子中的N原子采取杂化，存在一个孤电子对，所以其分子的空间结构为三角锥形。
（2）乙烷分子中的碳原子采取杂化，乙烯和苯分子中的碳原子均采取杂化，乙炔分子中的碳原子采取sp杂化。
（3）分子中的O、N、C原子均采取杂化，而在O原子上有2个孤电子对，对成键电子对的排斥作用最大，键角最小；N原子上有1个孤电子对，对成键电子对的排斥作用没有水分子的大；C原子上无孤电子对，键角最大。
20.答案：（1）；杂化；（或其他合理答案）
（2）；
（3）正四面体形；键
（4）3:2
解析：由“A的核外电子总数与其周期序数相同”可知A是H元素；由“D原子的L层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相同，并且无空轨道”可知D是O元素；由“B原子的L层中未成对电子数与D相同，但还有空轨道”可知B是C元素；由“A、B、C、D、E的原子序数依次增大”可知C是N元素；由“A、B、C、D、E为短周期元素”和“D与E同族”可知E是S元素。
（1）H与其他元素形成的二元共价化合物中，一种化合物分子呈三角锥形，该分子的化学式为，其中心原子N原子的价层电子对数为4，所以中心原子的杂化方式为杂化；H分别与C、N、O形成的共价化合物中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是等。
（2）这些元素形成的含氧酸根离子中，中心原子的价层电子对数为3的有和；酸根离子呈三角锥形结构的是。
（3）分子的空间结构为正四面体形；根据电子云重叠方式的不同，该分子中共价键的类型为键。
（4）B的一种氢化物相对分子质量是26，该氢化物的分子式为，结构式为，其分子中键和键的数目之比为3:2。

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