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课时作业4分子的立体结构基础巩固1．在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是()A．NF3B．CH3－C．CO2D．H3O＋解析：NF3、CH3－和H3O＋的中心原子N、C、O均为sp3杂化，但由于形成3个共价键，有一个杂化轨道被孤对电子占据，又由于价层电子对相互排斥，所以它们均为三角锥形。CO2中的C以sp杂化，形成直线形分子。答案：C2．有关甲醛分子的说法正确的是()A．C原子采用sp杂化B．甲醛分子为三角锥结构C．甲醛分子为三角形结构D．在甲醛分子中没有π键解析：甲醛分子中的中心原子采用sp2杂化，是平面三角形结构，键角为120°，分子中含有一个π键。答案：C3．[Cu(NH3)4]2＋配离子中，中心离子的配位数为()A．1B．2C．3D．4解析：本题关键是找到配体，很明显在该离子中的配体为NH3，所以配位数为4。答案：D4．苯分子(C6H6)为平面正六边形结构，下列有关苯分子的说法错误的是()A．苯分子中的中心原子C的杂化方式为sp2B．苯分子内的共价键键角为120°C．苯分子中的共价键的键长均相等D．苯分子的化学键是单、双键相交替的结构解析：由于苯分子的结构为平面正六边形，可以说明分子内的键角为120°，所以中心原子的杂化方式为sp2杂化，所形成的共价键是完全相同的。答案：D5．下列分子中的键角最大的是()A．CO2B．NH3C．H2OD．CH2＝CH2解析：本题考查的是常识问题，四个选项的键角分别为180°、107°、105°、120°。答案：A6．在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角()A．等于120°B．大于120°C．小于120°D．等于180°解析：由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，从理论上讲其键角为120°，但是由于SO2分子中的S原子有一对孤对电子，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120°。答案：C7．已知NH3分子可与Cu2＋形成配合物离子[Cu－(NH3)4]2＋，则除去硫酸铜溶液中少量硫酸可选用的试剂是()A．NaOHB．NH3C．BaCl2D．Cu(OH)2解析：欲除去CuSO4溶液中H2SO4，可加碱中和，但除杂要求：不引入新杂质，杂质必须除干净即要求所加试剂必须过量，而题目信息告诉Cu2＋与NH3·H2O可形成配合离子[Cu(NH3)4]2＋，即若用NH3·H2O，除中和H2SO4外还与主要物质中Cu2＋发生配合而减少了Cu2＋量且引入了新杂质，故只有用Cu(OH)2或CuO或CuCO3或Cu2(OH)2CO3等。答案：D8．OF2分子的中心原子采取的杂化轨道是()A．sp2B．spC．sp3D．无法确定解析：根据价层电子对互斥原理可知中心O原子的孤对电子数为2，相连的原子数为2，所以O原子的杂化方式为sp3，其杂化方式和分子的空间结构都与H2O相似。答案：C9．下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是()A．CH≡CHB．CO2C．BeCl2D．BF3解析：A、B两项中的分子的C原子采用的都是sp杂化，分子的空间结构都为直线形，但是当C原子采用sp杂化时，未参与杂化的2个p轨道上各有1个单电子，用于形成π键，所以乙炔、二氧化碳分子中一定会有2个π键，而BeCl2分子中的Be原子未参与杂化的2个p轨道上没有电子，所以不会形成π键，BF3分子中的B原子的杂化方式为sp2。答案：C10．六氟化硫分子为正八面体构型(分子结构如下图所示)，难溶于水，在高温下仍有良好的绝缘性，在电器工业方向具有广泛用途。下列推测正确的是()A．SF6各原子均达8电子稳定结构B．SF6易燃烧生成SO2C．SF6分子是含有极性键的非极性分子D．SF6是原子晶体解析：据信息六氟化硫分子为正八面体构型知SF6为分子晶体，而非原子晶体；据信息六氟化硫分子在高温下仍有良好的绝缘性，说明SF6不易燃；据图示知6个F原子均达8电子稳定结构而S原子不是8电子结构，综上所述选C项。答案：C11．(2016年高考·江苏卷)[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN(1)Zn2＋基态核外电子排布式为________。(2)1molHCHO分子中含有σ键的数目为________。(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。(5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2－的结构可用示意图表示为________。解析：(1)Zn为30号元素，电子排布式为[Ar]3d104s2，所以Zn2＋为[Ar]3d10。(2)注意读题，题目问的是σ键的数目，所以应该是3NA。(3)如图所示，分子中有两种碳原子，一个是连接了4个单键，另一个是连接了一个单键和一个三键。所以为sp3和sp。(4)等电子体需要满足两个要求：原子个数相同和价电子总数相同。水为H2O，所以我们可以选择：NH2－(氨基负离子)，FH2＋(存在，但在高中不常见，最好不要写)。(5)类比四氨合铜离子即可。答案：(1)1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}(2)3NA(3)sp3和sp(4)NH2－12．指出下列分子或离子中的杂化轨道的类型。(1)CO2中的C______；(2)BF3中的B__________；(3)CH4中的C______；(4)SO42－中的S________；(5)NH3中的N__________。解析：杂化轨道所用原子轨道的能量要相近，且杂化轨道只能用于形成σ键，剩余的p轨道还可形成π键。答案：(1)sp1(2)sp2(3)sp3(4)sp3(5)sp313．已知氟化硼(BF3)是共价化合物，分子中的四个原子在同一平面上，那么BF3分子是否具有极性：__________(填“具有”或“不具有”)，分子中键与键之间的夹角为__________。又已知三氟化磷(PF3)也是共价化合物，与BF3不同的是PF3是极性分子，则PF3分子中的4个原子是否在同一平面上__________(填“在”或“不在”)，PF3分子中的键与键之间的夹角比BF3分子中的键与键之间的夹角__________(填“大”“小”或“相等”)。答案：不具有120°不在小14．HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。N3－也被称为类卤离子。用酸与叠氮化钠反应可制得叠氮酸。而叠氮化钠可从下列反应制得：NaNH2＋N2O===NaN3＋H2O。试回答下列问题：(1)基态氮原子核外电子排布式为______。(2)元素N、S、P的第一电离能(I1)由大到小的顺序为______。(3)HN3属于______(填“共价”或“离子”)化合物，“等电子体”具有相同结构，N3－与CO2是“等电子体”，则一个N3－微粒中含有______个σ键；NH2－的中心原子的杂化类型是______。(4)HN3、浓盐酸混合液可溶解铜、铂、金等不活泼金属，溶解铜可生成CuCl2－，如果Cu2Cl2中是普通共价键，则CuCl2－中含有的特殊化学键叫______。解析：HN3属于共价化合物，NH2－的N原子为sp3杂化。答案：(1)1s22s22p3(2)NPS(3)共价2sp3(4)配位键15．根据要求完成下列问题：(1)写出基态Fe原子的电子排布式和Mg2＋的电子排布图：______、______。(2)指出配合物K3[Co(CN)6]中的中心离子、配位体及其配位数：______、______、______。(3)判断BCl3分子的空间构型、中心原子成键时采取的杂化轨道类型及分子中共价键的键角：______、______、______。解析：(2)在配合物中，一般是过渡元素的原子或离子存在空轨道，它们与含有孤对电子的分子或离子形成配位键。其中提供空轨道的原子或离子是中心原子或中心离子，如本题中的Co3＋；提供电子对的分子或离子是配体，如本题中的NH3。(3)硼原子的价电子均参与成键，其电子对数为3，则为sp2杂化，BCl3分子的空间构型为平面结构。答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(2)Co3＋CN－6(3)平面正三角形sp2120°16．(2017年高考·课标全国卷Ⅰ)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。A．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E．766.5(2)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是________________________。(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I3＋离子。I3＋离子的几何构型为________，中心原子的杂化形式为________。解析：(1)紫色波长为400nm～435nm，因此选项A正确；(2)K位于第四周期ⅠA族，电子占据最高能层是第四层，即N层，最后一个电子填充在s能级上，电子云轮廓图为球形；K的原子半径大于Cr的半径，且价电子数较少，金属键较弱，因此K的熔点、沸点比Cr低；(3)I3＋与OF2互为等电子体，OF2属于V形，因此I3＋的几何构型为V形，其中心原子的杂化类型为sp3。答案：(1)A(2)N球形K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)V形sp3探究创新铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外电子排布式为________。(2)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是______________________________________。解析：(1)Cu(电子排布式为[Ar]3d104s1)―→Cu2＋的过程中，参与反应的电子是最外层4s及3d上的各一个电子，故Cu2＋的电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(2)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子。答案：(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2＋形成配位键