第二章 第二节 第1课时 分子空间结构与价层电子对互斥理论
基 础 巩 固
一、选择题
1．用VSEPR 模型预测下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是( C ) A ．NH ＋
4为正四面体 B ．CS 2为直线形 C ．HCN 为V 形
D ．PCl 3为三角锥形
解析：NH ＋4、CS 2、HCN 中心原子上的价电子都用于形成共价键，没有孤对电子对，所以其构型分别为正四面体形、直线形、直线形；PCl 3中心P 原子上有一对孤电子对，未用于形成共价键，其空间构型为三角锥形。
2．下列分子中，各原子均处于同一平面上的是( D ) A ．NH 3 B ．CCl 4 C ．PCl 3
D ．CH 2O
解析：由价层电子对互斥理论可知：A 、C 为三角锥形，B 为正四面体形，D 为平面三角形。 3．下列分子或离子中中心原子未用来成键的电子对最多的是( C ) A ．NH ＋
4 B ．NH 3 C ．H 2O
D ．BCl 3
解析：NH ＋4中各原子的最外层电子全部参与成键，NH 3中N 原子的最外层上有1对电子未参与成键，H 2O 中O 原子上有2对电子未参与成键，BCl 3的中心原子为B 原子，其外层电子全部参与成键。
4．三氯化氮(NCl 3)常温下是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl 3说法中正确的是( C ) A ．分子中N —Cl 键是非极性键 B ．分子中不存在孤对电子 C ．它的沸点比PCl 3沸点低
D ．因N —Cl 键键能大，所以NCl 3的沸点高
解析：NCl 3分子中中心原子N 和氯原子间形成三个σ极性键，N 原子的周围仍然存在一对孤对电子；共价化合物的熔沸点是由分子间作用力决定的，而分子间作用力的大小又由相对分子质量决定，所以NCl 3的熔沸点较低。
5．下列分子或离子中，VSEPR 模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是( B ) A ．CO 2 B ．H 2O C ．CO 2－
3
D ．CCl 4
解析：A ．CO 2分子中每个O 原子和C 原子形成两个共用电子对，所以C 原子价层电子对个数是2，且不含孤电子对，为直线形结构，VSEPR 模型与分子立体结构模型一致，故A 不选；
B ．水分子中价层电子对个数＝2＋1
2×(6－2×1)＝4，VSEPR 模型为正四面体结构；含有2个孤电子对，略
去孤电子对后，实际上其空间构型是V 型，VSEPR 模型与分子立体结构模型不一致，故B 选；
C ．CO 2－3的中心原子C 原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数＝12(4＋2－2×3)＝0，所以CO 2－
3的
空间构型是平面三角形，VSEPR 模型与分子立体结构模型一致，故C 不选；
D．CCl4分子中中心原子C原子价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对个数＝4＋1
2
(4－1×4)＝4，VSEPR模
型为正四面体结构，中心原子不含有孤电子对，分子构型为正四面体结构，VSEPR模型与分子立体结构模型一致，故D不选；故选B。
6．下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是( D )
A．CO2B．PCl3
C．CCl4D．BF3
解析：由各种物质的电子式：
，这三种物质中各原子最外层都满足8电子稳定结构，中B原子最外层未满8电子稳定结构。
7．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( D )
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．①②B．①③
C．②③D．①④
解析：CH4分子的空间结构由两个键之间的夹角决定，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：
；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。
8．下列物质中，化学键类型和分子立体构型皆相同的是( B )
A．CO2和SO2B．CH4和SiH4
C．BF3和PH3D．HCl和NH4Cl
解析：NH4Cl中存在离子键，其余分子内均为共价键，CO2为直线形，SO2、BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，CH4和SiH4均为正四面体形。
二、非选择题
9．(1)写出具有10个电子、两个或两个以上原子核的离子的符号__OH－____、__NH＋4____、__H3O＋____、__NH－2 ____。
(2)写出具有18个电子的无机化合物的化学式__H2S____、__PH3____、__SiH4____、__HCl____。
(3)在(1)(2)题涉及的粒子中，空间构型为正四面体形的有__NH＋4、SiH4____；为三角锥形的有__H3O＋、PH3____。
解析：(1)第二周期元素的氢化物具有10个电子，其分子结合一个H＋或电离出一个H＋后，形成阴、阳离子所具有的电子数不变，则有NH＋4、H3O＋、NH－2、OH－。
(2)第三周期元素的氢化物分子中具有18个电子，第二周期元素形成R2H x型化合物(如C2H6、H2O2等)，也具有18个电子。符合条件的分子有：H2O2、SiH4、PH3、H2S、HCl。
(3)由等电子体原理分析可知，SiH4、NH＋4为正四面体形，PH3、H3O＋为三角锥形。
10．(1)利用VSEPR推断分子或离子的空间构型。
PO3－4__四面体形____；CS2__直线形____；AlBr3(共价分子)__平面三角形____。
(2)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：
__CH＋3____； __CH－3____。
(3)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__BF3____，三角锥形分子__NF3____，四面体形分子__CF4____。
(4)为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，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__中心原子上的价电子都用于形成共价键____；另一类是__中心原子上有孤对电子____。
BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是__B____，NF3的中心原子是__N____；BF3分子的立体构型是平面三角形而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是__BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形____。
解析：PO3－4是AB4型，成键电子对是4，为四面体形。CS2是AB2型，成键电子对是2，是直线形。AlBr3是AB3型，成键电子对是3，是平面三角形。AB3型分子，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一对孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH＋3、CH－3。第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式，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。
能力提升
一、选择题
1．下列分子或离子中，不含孤电子对的是( D )
A．H2O B．H3O＋
C．NH3D．NH＋4
解析：分别写出其电子式
，即可得出答案。
2．SF6是一种无色气体，且具有很强的稳定性，可用于灭火。下列有关说法中正确的是( C )
A．电负性：S>F
B．SF6分子是正四面体结构
