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二、 分子的空间结构
练习1　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型
分子结构与性质
第二章
高中化学 选择性必修2 物质结构与性质
必备知识练
1. 如图所示为TBC的一种标准谱图，该图谱表示的是 (　　)
A. 核磁共振氢谱 B. 质谱
C. 红外光谱 D. 紫外光谱
C
2. 如图所示为某分子质谱图，该分子的红外光谱信息中含有C—O、C—H、O—H的吸收峰。
下列关于其分子结构的说法，正确的是 (　　)
A. 该分子的结构简式为CH3CH2OH
B. 该分子的相对分子质量可能为27、31、45或46
C. 该分子的结构为CH3—O—CH3
D. 该分子的红外光谱和质谱都可以全面反映分子结构的信息
【解析】 从该分子的红外光谱信息可知，分子中有羟基，A正确、C错误；题中分子的相对分子质量为46，B错误；质谱只能反映分子相对分子质量信息，不能全面反映分子结构的信息，D错误。
A
3. (2024·温州中学高二检测)下列各组分子中，所有的原子都
处于同一平面的是 (　　)
A. CH4、CS2、BF3
B. CO2、H2O、NH3
C. 甲醛(CH2O)、C2H2、苯(C6H6)
D. CCl4、BeCl2、PH3
【解析】 CH4和CCl4均为正四面体形分子，NH3和PH3均为三角锥形分子，所有原子不可能在同一平面内。
C
4. 在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶
点，结合有关P原子的成键特点。下列关于白磷的说法，正确
的是 (　　)
A. 白磷分子的键角为109°28'
B. 分子中共有4对共用电子对
C. 白磷分子的键角为60°
D. 分子中有6对未成键价电子
【解析】 根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合，从而形成正四面体结构，键角为60°。
C
5. 根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间结构不是三角锥形的为 (　　)
A. PCl3 B. H3O＋
C. HCHO D. PH3
【解析】 PCl3中P原子含有的孤电子对数是=1，σ键电子对数为3，P的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，PCl3的空间结构为三角锥形，A不符合题意；H3O＋中O原子含
C
有的孤电子对数是=1，σ键电子对数为3，O的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，H3O＋的空间结构为三角锥形，B不符合题意；HCHO中C原子含有的孤电子对数是=0，σ键电子对数为3，C的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，甲醛的空间结构是平面三角形，C符合题意；PH3中P原子含有的孤电子对数是=1，σ键电子对数为3，P的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，PH3的空间结构为三角锥形，D不符合题意。
6. 下列各组粒子中，空间结构不同的是 (　　)
A. SO3和BF3 B. S和P
C. CO2和CNS－ D. S和C
D
【解析】 SO3中中心S原子上的价层电子对数=3＋×(6－3×2)=3，且不含孤电子对，其空间结构为平面三角形；BF3中中心B原子上的价层电子对数=3＋×(3－3×1)=3，且不含孤电子对，其空间结构为平面三角形，A不符合题意；S中中心S原子上的价层电子对数=4＋×(6＋2－4×2)=4，且不含孤电子对，其空间结构为正四面体形；P中中心P原子上的价层电子对数=4＋×(5＋3－4×2)=4，且不含孤电子对，其空间
结构为正四面体形，B不符合题意；CO2中中心C原子上的价层电子对数=2＋×(4－2×2)=2，且不含孤电子对，其空间结构为直线形；CNS－中中心C原子上的价层电子对数=2＋×(4＋1－1×3－1×2)=2，且不含孤电子对，其空间结构为直线形，C不符合题意；S中中心S原子上的价层电子对数=3＋×(6＋2－3×2)=4，含1个孤电子对，其空间结构为三角锥形；C中中心C原子上的价层电子对数=3＋×(4＋2－2×3)=3，且不含孤电子对，其空间结构为平面三角形，D符合题意。
7. 下列说法中，正确的是 (　　)
A. CO2分子的空间结构为V形
B. Cl的空间结构为平面三角形
C. SF6中每个原子均满足最外层8电子稳定结构
D. SiF4和S的中心原子无孤电子对
D
【解析】 CO2分子中C原子形成2个σ键，孤电子对数为0，为直线形分子，A错误；Cl中Cl原子形成3个σ键，孤电子对数为=1，为三角锥形离子，B错误；SF6中S原子最外层电子数为6×2=12，C错误；SiF4分子中Si原子形成4个σ键，孤电子对数为0，S中S原子形成4个σ键，孤电子对数为=0，D正确。
8. (2024·舟山中学高二检测)有X、Y两种活性反应中间体微
粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，如图所示为X、Y的空间
结构模型：
，
。下列说法中，错误的
是 (　　)
A. X的组成为C B. Y的组成为C
C. X的价层电子对数为4 D. Y中键角小于120°
C
【解析】 由题图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有3个价层电子对，其组成为C，A正确、C错误；Y为三角锥形，其碳原子有4个价层电子对，故其组成为C，键角小于120°，B、D正确。
关键能力练
9. (2024·奉化中学高二检测)在CH4分子中，C—H间的键角为109°28'，NH3分子中N—H间的键角为107°，H2O分子中O—H间的键角为105°。下列说法中，正确的是 (　　)
A. 孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
B. 孤电子对与σ键电子对间的斥力小于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
C. 孤电子对与σ键电子对间的斥力等于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
D. 题干中的数据不能说明孤电子对与σ键电子对间的斥力和σ键电子对与σ键电子对间的斥力之间的大小关系
A
【解析】 孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力，孤电子对对σ键电子对的排斥导致分子中的键角变小，A正确。
10. 下列说法中，正确的是 (　　)
A. NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外电子层都满足8电子稳定结构
B. SO2的VSEPR模型与分子的空间结构相同
C. N的电子式为 ，离子呈平面正方形结构
D. NH3分子中有一个孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强
D
【解析】 NCl3分子中原子的最外电子层都满足8电子稳定结构，A错误；N呈正四面体形结构，C错误；分子中，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力，所以NH3分子中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，D正确。
11. 下列关于物质研究方法的说法，错误的是(　　)
A. 光谱分析是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的
B. 核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类和个数
C. 根据红外光谱图的分析，可以初步判断有机化合物中所具有的基团
D. 质谱法是利用质荷比来测定有机化合物的相对分子质量的
【解析】 核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类以及各类型氢原子的个数比，不能反映出氢原子的个数，B错误。
B
12. 在价层电子对互斥模型中，电子对斥
力大小顺序可认为：孤电子对与孤电子对
＞孤电子对与成键电子对＞成键电子对与
成键电子对，当电子对之间的夹角大于
90°时，斥力可忽略。当价层电子对数为5时，结构为三角双锥。PCl5是典型的三角双锥分子，两个编号为①的Cl原子和P原子在一条直线上，三个编号为②的Cl原子构成平面正三角形。SF4和BrF3价层电子对数也都是5，但它们分别有1个和2个孤电子对，以如图为参照。
则它们的孤电子对分别占据什么位置时，价层电子对间斥力最小 (　　)
选项 A. B. C. D.
SF4 ① ① ② ②
BrF3 ①① ②② ①① ②②
D
【解析】 SF4的孤电子对若在①位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，而SF4的孤电子对在②位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有2组，孤电子对在②时价层电子对间斥力最小；BrF3有2个孤电子对，若均在①上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的有6组，斥力太大，若1个在①上，1个在②上，则还有孤电子对与孤电子对之间夹角为90°的1组，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，斥力较大，若两个孤电子对均在②上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的为4组，此时价层电子对之间斥力最小。
拓展突破练
13. (2024·镇海中学高二检测)短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。请回答下列问题：
(1)HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为__________
_________________，该分子的空间结构为__________。
(2)Y的价层电子排布为__________，Y的最高价氧化物的
VSEPR模型为________________。
2＋×
(6－1×1－1×1)
V形
3s23p4
平面三角形
(3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是__________，该分子中的键角是__________。
(4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与
三角锥形，这是因为__________(填字母)。
a. 两种分子的中心原子的价层电子对数不同
b. D、E的非金属性不同
c. E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有
【解析】 由题意可知，D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。
SiCl4
109°28'
c
14. (2024·学军中学高二检测)已知：①CS2、②PCl3、③H2S、④CH2O、⑤H3O＋、⑥N、⑦BF3、⑧SO2。请回答下列问题：
(1)中心原子没有孤电子对的是__________(填序号，下同)。
(2)空间结构为直线形的分子或离子有__________；空间结构为平面三角形的分子或离子有__________。
(3)空间结构为V形的分子或离子有__________。
(4)空间结构为三角锥形的分子或离子有__________；空间结构为正四面体形的分子或离子有__________。
①④⑥⑦
①
④⑦
③⑧
②⑤
⑥
【解析】 (2)①CS2的中心C原子的价层电子对数为2＋=2，不含孤电子对，故CS2为直线形结构；④CH2O的中心C原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑦BF3的中心B原子的价层电子对数为3＋=3，不含孤电子对，故为平面三角形。(3)③H2S的中心S原子的价层电子对数为2＋=4，孤电子对数为2，为V形；
⑧SO2的中心S原子的价层电子对数为2＋=3，孤电子对数为1，为V形。(4)②PCl3的中心P原子价层电子对数为3＋=4，孤电子对数为1，为三角锥形；⑤H3O＋的中心O原子的价层电子对数为3＋=4，含有1个孤电子对，为三角锥形；⑥N的中心N原子的价层电子对数为4＋=4，不含孤电子对，为正四面体形。
15. (1)磷酸根离子的空间结构为______________，其中P的价层电子对数为__________。
(2)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是_____________。LiAlH4中存在__________(填字母)。
A. 离子键 B. σ键
C. π键 D. 氢键
正四面体形
4
正四面体形
AB
(3)①根据价层电子对互斥模型，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_________。
②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为__________形，其中共价键的类型有__________种。
(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为______________。
H2S
平面三角
2
平面三角形
【解析】 (1)P的中心P原子不含孤电子对，成键电子对数为4，价层电子对数为4，因此其空间结构为正四面体形。(2)LiAlH4中的阴离子是Al，中心铝原子含有的价层电子对数=σ键电子对数＋孤电子对数=4＋0=4，所以空间结构是正四面体形。阴离子、阳离子间存在离子键，Al与H之间还有共价单键(即σ键)，不存在π键和氢键。(3)①根据价层电子对互斥模型分析，H2S分子中硫原子有2个成键电子对和2个孤电子对，价层电子对数为4；SO2分子中硫原子有2个成键电子对和1个孤
电子对，价层电子对数为3；SO3分子中硫原子有3个成键电子对，不含孤电子对，价层电子对数为3。②气态SO3分子中硫原子周围有3个成键电子对，不含孤电子对，分子的空间结构为平面三角形；三氧化硫分子中所含共价键有两种，分别为σ键和π键。(4)C中碳原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，故C的空间结构为平面三角形。
16. 白磷(P4)是磷的单质之一，与卤素单质反
应生成卤化磷。卤化磷通常有三卤化磷和五
卤化磷(PCl5分子结构如图所示，其中Cl原子
有两种不同位置)。请回答下列问题：
(1)基态P原子的价电子排布式为__________。P、S、Cl的第一电离能由小到大的顺序为_____________。
(2)PCl5水解产生一种无色油状中间产物POCl3，该分子的空间结构为____________。
3s23p3
S＜P＜Cl
四面体形
【解析】 (1)磷元素位于第三周期第ⅤA族，所以基态磷原子的价电子排布式为3s23p3；同周期主族元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但是第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素的第一电离能，所以P、S、Cl的第一电离能由小到大的顺序为S＜P＜Cl。(2)POCl3的孤电子对数为=0，价层电子对数为0＋4=4，所以该分子的空间结构为四面体形。2.2 练习1　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型
1. 如图所示为TBC的一种标准谱图，该图谱表示的是 (　C　)
A. 核磁共振氢谱 B. 质谱
C. 红外光谱 D. 紫外光谱
2. 如图所示为某分子质谱图，该分子的红外光谱信息中含有C—O、C—H、O—H的吸收峰。下列关于其分子结构的说法，正确的是 (　A　)
A. 该分子的结构简式为CH3CH2OH
B. 该分子的相对分子质量可能为27、31、45或46
C. 该分子的结构为CH3—O—CH3
D. 该分子的红外光谱和质谱都可以全面反映分子结构的信息
【解析】 从该分子的红外光谱信息可知，分子中有羟基，A正确、C错误；题中分子的相对分子质量为46，B错误；质谱只能反映分子相对分子质量信息，不能全面反映分子结构的信息，D错误。
3. (2024·温州中学高二检测)下列各组分子中，所有的原子都处于同一平面的是 (　C　)
A. CH4、CS2、BF3
B. CO2、H2O、NH3
C. 甲醛(CH2O)、C2H2、苯(C6H6)
D. CCl4、BeCl2、PH3
【解析】 CH4和CCl4均为正四面体形分子，NH3和PH3均为三角锥形分子，所有原子不可能在同一平面内。
4. 在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点。下列关于白磷的说法，正确的是 (　C　)
A. 白磷分子的键角为109°28'
B. 分子中共有4对共用电子对
C. 白磷分子的键角为60°
D. 分子中有6对未成键价电子
【解析】 根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合，从而形成正四面体结构，键角为60°。
5. 根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间结构不是三角锥形的为 (　C　)
A. PCl3 B. H3O＋
C. HCHO D. PH3
【解析】 PCl3中P原子含有的孤电子对数是=1，σ键电子对数为3，P的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，PCl3的空间结构为三角锥形，A不符合题意；H3O＋中O原子含有的孤电子对数是=1，σ键电子对数为3，O的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，H3O＋的空间结构为三角锥形，B不符合题意；HCHO中C原子含有的孤电子对数是=0，σ键电子对数为3，C的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，甲醛的空间结构是平面三角形，C符合题意；PH3中P原子含有的孤电子对数是=1，σ键电子对数为3，P的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，PH3的空间结构为三角锥形，D不符合题意。
6. 下列各组粒子中，空间结构不同的是 (　D　)
A. SO3和BF3 B. S和P
C. CO2和CNS－ D. S和C
【解析】 SO3中中心S原子上的价层电子对数=3＋×(6－3×2)=3，且不含孤电子对，其空间结构为平面三角形；BF3中中心B原子上的价层电子对数=3＋×(3－3×1)=3，且不含孤电子对，其空间结构为平面三角形，A不符合题意；S中中心S原子上的价层电子对数=4＋×(6＋2－4×2)=4，且不含孤电子对，其空间结构为正四面体形；P中中心P原子上的价层电子对数=4＋×(5＋3－4×2)=4，且不含孤电子对，其空间结构为正四面体形，B不符合题意；CO2中中心C原子上的价层电子对数=2＋×(4－2×2)=2，且不含孤电子对，其空间结构为直线形；CNS－中中心C原子上的价层电子对数=2＋×(4＋1－1×3－1×2)=2，且不含孤电子对，其空间结构为直线形，C不符合题意；S中中心S原子上的价层电子对数=3＋×(6＋2－3×2)=4，含1个孤电子对，其空间结构为三角锥形；C中中心C原子上的价层电子对数=3＋×(4＋2－2×3)=3，且不含孤电子对，其空间结构为平面三角形，D符合题意。
7. 下列说法中，正确的是 (　D　)
A. CO2分子的空间结构为V形
B. Cl的空间结构为平面三角形
C. SF6中每个原子均满足最外层8电子稳定结构
D. SiF4和S的中心原子无孤电子对
【解析】 CO2分子中C原子形成2个σ键，孤电子对数为0，为直线形分子，A错误；Cl中Cl原子形成3个σ键，孤电子对数为=1，为三角锥形离子，B错误；SF6中S原子最外层电子数为6×2=12，C错误；SiF4分子中Si原子形成4个σ键，孤电子对数为0，S中S原子形成4个σ键，孤电子对数为=0，D正确。
8. (2024·舟山中学高二检测)有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，如图所示为X、Y的空间结构模型：，。下列说法中，错误的是　 (　C　)
A. X的组成为C
B. Y的组成为C
C. X的价层电子对数为4
D. Y中键角小于120°
【解析】 由题图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有3个价层电子对，其组成为C，A正确、C错误；Y为三角锥形，其碳原子有4个价层电子对，故其组成为C，键角小于120°，B、D正确。
9. (2024·奉化中学高二检测)在CH4分子中，C—H间的键角为109°28'，NH3分子中N—H间的键角为107°，H2O分子中O—H间的键角为105°。下列说法中，正确的是 (　A　)
A. 孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
B. 孤电子对与σ键电子对间的斥力小于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
C. 孤电子对与σ键电子对间的斥力等于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
D. 题干中的数据不能说明孤电子对与σ键电子对间的斥力和σ键电子对与σ键电子对间的斥力之间的大小关系
【解析】 孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力，孤电子对对σ键电子对的排斥导致分子中的键角变小，A正确。
10. 下列说法中，正确的是 (　D　)
A. NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外电子层都满足8电子稳定结构
B. SO2的VSEPR模型与分子的空间结构相同
C. N的电子式为[H]＋，离子呈平面正方形结构
D. NH3分子中有一个孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强
【解析】 NCl3分子中原子的最外电子层都满足8电子稳定结构，A错误；N呈正四面体形结构，C错误；分子中，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力，所以NH3分子中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，D正确。
11. 下列关于物质研究方法的说法，错误的是(　B　)
A. 光谱分析是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的
B. 核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类和个数
C. 根据红外光谱图的分析，可以初步判断有机化合物中所具有的基团
D. 质谱法是利用质荷比来测定有机化合物的相对分子质量的
【解析】 核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类以及各类型氢原子的个数比，不能反映出氢原子的个数，B错误。
12. 在价层电子对互斥模型中，电子对斥力大小顺序可认为：孤电子对与孤电子对＞孤电子对与成键电子对＞成键电子对与成键电子对，当电子对之间的夹角大于90°时，斥力可忽略。当价层电子对数为5时，结构为三角双锥。PCl5是典型的三角双锥分子，两个编号为①的Cl原子和P原子在一条直线上，三个编号为②的Cl原子构成平面正三角形。SF4和BrF3价层电子对数也都是5，但它们分别有1个和2个孤电子对，以如图为参照。则它们的孤电子对分别占据什么位置时，价层电子对间斥力最小 (　D　)
选项 A. B. C. D.
SF4 ① ① ② ②
BrF3 ①① ②② ①① ②②
【解析】 SF4的孤电子对若在①位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，而SF4的孤电子对在②位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有2组，孤电子对在②时价层电子对间斥力最小；BrF3有2个孤电子对，若均在①上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的有6组，斥力太大，若1个在①上，1个在②上，则还有孤电子对与孤电子对之间夹角为90°的1组，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，斥力较大，若两个孤电子对均在②上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的为4组，此时价层电子对之间斥力最小。
13. (2024·镇海中学高二检测)短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。请回答下列问题：
(1)HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为　2＋×(6－1×1－1×1)　，该分子的空间结构为　V形　。
(2)Y的价层电子排布为　3s23p4　，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为　平面三角形　。
(3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是　SiCl4　，该分子中的键角是　109°28'　。
(4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为　c　(填字母)。
a. 两种分子的中心原子的价层电子对数不同
b. D、E的非金属性不同
c. E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有
【解析】 由题意可知，D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。
14. (2024·学军中学高二检测)已知：①CS2、②PCl3、③H2S、④CH2O、⑤H3O＋、⑥N、⑦BF3、⑧SO2。请回答下列问题：
(1)中心原子没有孤电子对的是　①④⑥⑦　(填序号，下同)。
(2)空间结构为直线形的分子或离子有　①　；空间结构为平面三角形的分子或离子有　④⑦　。
(3)空间结构为V形的分子或离子有　③⑧　。
(4)空间结构为三角锥形的分子或离子有　②⑤　；空间结构为正四面体形的分子或离子有　⑥　。
【解析】 (2)①CS2的中心C原子的价层电子对数为2＋=2，不含孤电子对，故CS2为直线形结构；④CH2O的中心C原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑦BF3的中心B原子的价层电子对数为3＋=3，不含孤电子对，故为平面三角形。(3)③H2S的中心S原子的价层电子对数为2＋=4，孤电子对数为2，为V形；⑧SO2的中心S原子的价层电子对数为2＋=3，孤电子对数为1，为V形。(4)②PCl3的中心P原子价层电子对数为3＋=4，孤电子对数为1，为三角锥形；⑤H3O＋的中心O原子的价层电子对数为3＋=4，含有1个孤电子对，为三角锥形；⑥N的中心N原子的价层电子对数为4＋=4，不含孤电子对，为正四面体形。
15. (1)磷酸根离子的空间结构为　正四面体形　，其中P的价层电子对数为　4　。
(2)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是　正四面体形　。LiAlH4中存在　AB　(填字母)。
A. 离子键 B. σ键
C. π键 D. 氢键
(3)①根据价层电子对互斥模型，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　H2S　。
②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为　平面三角　形，其中共价键的类型有　2　种。
(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为　平面三角形　。
【解析】 (1)P的中心P原子不含孤电子对，成键电子对数为4，价层电子对数为4，因此其空间结构为正四面体形。(2)LiAlH4中的阴离子是Al，中心铝原子含有的价层电子对数=σ键电子对数＋孤电子对数=4＋0=4，所以空间结构是正四面体形。阴离子、阳离子间存在离子键，Al与H之间还有共价单键(即σ键)，不存在π键和氢键。(3)①根据价层电子对互斥模型分析，H2S分子中硫原子有2个成键电子对和2个孤电子对，价层电子对数为4；SO2分子中硫原子有2个成键电子对和1个孤电子对，价层电子对数为3；SO3分子中硫原子有3个成键电子对，不含孤电子对，价层电子对数为3。②气态SO3分子中硫原子周围有3个成键电子对，不含孤电子对，分子的空间结构为平面三角形；三氧化硫分子中所含共价键有两种，分别为σ键和π键。(4)C中碳原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，故C的空间结构为平面三角形。
16. 白磷(P4)是磷的单质之一，与卤素单质反应生成卤化磷。卤化磷通常有三卤化磷和五卤化磷(PCl5分子结构如图所示，其中Cl原子有两种不同位置)。请回答下列问题：
(1)基态P原子的价电子排布式为　3s23p3　。P、S、Cl的第一电离能由小到大的顺序为　S＜P＜Cl　。
(2)PCl5水解产生一种无色油状中间产物POCl3，该分子的空间结构为　四面体形　。
【解析】 (1)磷元素位于第三周期第ⅤA族，所以基态磷原子的价电子排布式为3s23p3；同周期主族元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但是第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素的第一电离能，所以P、S、Cl的第一电离能由小到大的顺序为S＜P＜Cl。(2)POCl3的孤电子对数为=0，价层电子对数为0＋4=4，所以该分子的空间结构为四面体形。2.2 练习1　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型
1. 如图所示为TBC的一种标准谱图，该图谱表示的是 ( )
A. 核磁共振氢谱 B. 质谱
C. 红外光谱 D. 紫外光谱
2. 如图所示为某分子质谱图，该分子的红外光谱信息中含有C—O、C—H、O—H的吸收峰。下列关于其分子结构的说法，正确的是 ( )
A. 该分子的结构简式为CH3CH2OH
B. 该分子的相对分子质量可能为27、31、45或46
C. 该分子的结构为CH3—O—CH3
D. 该分子的红外光谱和质谱都可以全面反映分子结构的信息
3. (2024·温州中学高二检测)下列各组分子中，所有的原子都处于同一平面的是 ( )
A. CH4、CS2、BF3
B. CO2、H2O、NH3
C. 甲醛(CH2O)、C2H2、苯(C6H6)
D. CCl4、BeCl2、PH3
4. 在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点。下列关于白磷的说法，正确的是 ( )
A. 白磷分子的键角为109°28'
B. 分子中共有4对共用电子对
C. 白磷分子的键角为60°
D. 分子中有6对未成键价电子
5. 根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间结构不是三角锥形的为 ( )
A. PCl3 B. H3O＋
C. HCHO D. PH3
6. 下列各组粒子中，空间结构不同的是 ( )
A. SO3和BF3 B. S和P
C. CO2和CNS－ D. S和C
7. 下列说法中，正确的是 ( )
A. CO2分子的空间结构为V形
B. Cl的空间结构为平面三角形
C. SF6中每个原子均满足最外层8电子稳定结构
D. SiF4和S的中心原子无孤电子对
8. (2024·舟山中学高二检测)有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，如图所示为X、Y的空间结构模型：，。下列说法中，错误的是　 ( )
A. X的组成为C
B. Y的组成为C
C. X的价层电子对数为4
D. Y中键角小于120°
9. (2024·奉化中学高二检测)在CH4分子中，C—H间的键角为109°28'，NH3分子中N—H间的键角为107°，H2O分子中O—H间的键角为105°。下列说法中，正确的是 ( )
A. 孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
B. 孤电子对与σ键电子对间的斥力小于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
C. 孤电子对与σ键电子对间的斥力等于σ键电子对与σ键电子对间的斥力
D. 题干中的数据不能说明孤电子对与σ键电子对间的斥力和σ键电子对与σ键电子对间的斥力之间的大小关系
10. 下列说法中，正确的是 ( )
A. NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外电子层都满足8电子稳定结构
B. SO2的VSEPR模型与分子的空间结构相同
C. N的电子式为[H]＋，离子呈平面正方形结构
D. NH3分子中有一个孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强
11. 下列关于物质研究方法的说法，错误的是( )
A. 光谱分析是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的
B. 核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类和个数
C. 根据红外光谱图的分析，可以初步判断有机化合物中所具有的基团
D. 质谱法是利用质荷比来测定有机化合物的相对分子质量的
12. 在价层电子对互斥模型中，电子对斥力大小顺序可认为：孤电子对与孤电子对＞孤电子对与成键电子对＞成键电子对与成键电子对，当电子对之间的夹角大于90°时，斥力可忽略。当价层电子对数为5时，结构为三角双锥。PCl5是典型的三角双锥分子，两个编号为①的Cl原子和P原子在一条直线上，三个编号为②的Cl原子构成平面正三角形。SF4和BrF3价层电子对数也都是5，但它们分别有1个和2个孤电子对，以如图为参照。则它们的孤电子对分别占据什么位置时，价层电子对间斥力最小 ( )
选项 A. B. C. D.
SF4 ① ① ② ②
BrF3 ①① ②② ①① ②②
13. (2024·镇海中学高二检测)短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。请回答下列问题：
(1)HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为 ，该分子的空间结构为 。
(2)Y的价层电子排布为 ，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为 。
(3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是 ，该分子中的键角是 。
(4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为 (填字母)。
a. 两种分子的中心原子的价层电子对数不同
b. D、E的非金属性不同
c. E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有
14. (2024·学军中学高二检测)已知：①CS2、②PCl3、③H2S、④CH2O、⑤H3O＋、⑥N、⑦BF3、⑧SO2。请回答下列问题：
(1)中心原子没有孤电子对的是 (填序号，下同)。
(2)空间结构为直线形的分子或离子有 ；空间结构为平面三角形的分子或离子有 。
(3)空间结构为V形的分子或离子有 。
(4)空间结构为三角锥形的分子或离子有 ；空间结构为正四面体形的分子或离子有 。
15. (1)磷酸根离子的空间结构为 ，其中P的价层电子对数为 。
(2)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是 。LiAlH4中存在 (填字母)。
A. 离子键 B. σ键
C. π键 D. 氢键
(3)①根据价层电子对互斥模型，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 。
②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为 形，其中共价键的类型有 种。
(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为 。
16. 白磷(P4)是磷的单质之一，与卤素单质反应生成卤化磷。卤化磷通常有三卤化磷和五卤化磷(PCl5分子结构如图所示，其中Cl原子有两种不同位置)。请回答下列问题：
(1)基态P原子的价电子排布式为 。P、S、Cl的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2)PCl5水解产生一种无色油状中间产物POCl3，该分子的空间结构为 。

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