課時精講09-分子結構的測定-多樣的分子空間結構和價層電子對互斥模型(教師版)

第二章分子結構與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵課時精講09分子結構的測定多樣的分子空間結構和價層電子對互斥模型【目標導航】1．了解分子結構的測定方法，認識共價分子結構的多樣性和復雜性。2．理解價層電子對互斥理論的含義。3．能用價層電子對互斥模型判斷和解釋分子或離子的構型?！局R導圖】一、分子結構的測定早年科學家主要靠對物質(zhì)的化學性質(zhì)進行系統(tǒng)總結得出規(guī)律后進行推測，現(xiàn)代科學家應用了許多測定分子結構的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜、晶體X射線衍射等。1．紅外光譜在測定分子結構中的應用分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。當一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學計算，可以得知各吸收峰是由哪種化學鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。紅外光譜儀原理示意圖：2．質(zhì)譜法在測定分子相對分子質(zhì)量中的應用現(xiàn)代化學常利用質(zhì)譜儀測定分子的相對分子質(zhì)量。它的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對質(zhì)量，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進入磁場得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學家對這些峰進行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的相對分子質(zhì)量。二、多樣的分子空間結構1．三原子分子化學式電子式結構式鍵角空間結構空間結構名稱CO2O=C=O180°直線形H2O105°V形2．四原子分子化學式電子式結構式鍵角空間結構空間結構名稱CH2O約120°平面三角形NH3107°三角錐形3．五原子分子化學式電子式結構式鍵角空間結構空間結構名稱CH4109°28′正四面體形CCl4109°28′正四面體形4．其他多原子分子的空間結構三、價層電子對互斥模型1．理論要點價層電子對互斥理論認為，分子的立體構型是“價層電子對”相互排斥的結果。價層電子對是指分子中的中心原子上的電子對，包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對。2．價層電子對數(shù)的計算(1)σ鍵電子對數(shù)的計算σ鍵電子對數(shù)可由分子式確定，中心原子有幾個σ鍵，就有幾對σ鍵電子對。如H2O分子中σ鍵電子對數(shù)為2，NH3分子中σ鍵電子對數(shù)為3。(2)孤電子對數(shù)的計算中心原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)a為中心原子的價電子數(shù)；x為與中心原子結合的原子數(shù)；b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù)。3．價層電子對互斥理論與分子構型電子對數(shù)成鍵數(shù)孤電子對數(shù)電子對空間構型分子空間構型實例220直線形直線形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O四、VSEPR模型的應用——預測分子空間結構由價層電子對的相互排斥，得到含有孤電子對的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對，便可得到分子的空間結構。1．中心原子不含孤電子對分子或離子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)VSEPR模型及名稱分子(或離子)的空間結構及名稱CO220直線形直線形COeq\o\al(2－,3)30平面三角形平面三角形CH440正四面體形正四面體形2．中心原子含孤電子對分子或離子價層電子對數(shù)孤電子對數(shù)VSEPR模型及名稱分子的空間結構及名稱NH341四面體形三角錐形H2O42四面體形V形SO231平面三角形V形五、常見物質(zhì)的空間構型價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)VSEPR模型VSEPR模型名稱分子立體構型名稱物質(zhì)220直線形直線形CO2321平面三角形V形SO2330平面正三角形平面正三角形BF3、SO3、NO3-440正四面體形正四面體形CH4、SO42-、NH4+431四面體形三角錐形NH3、PCl3422四面體形V形H2O、SCl2【小試牛刀】判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。1．SO42-的立體結構是正四邊形()【答案】×【解析】SO42-的立體結構是正四面體形，錯誤。2．BF3分子中各原子均達到8e-穩(wěn)定結構()【答案】×【解析】B原子不滿足8e-穩(wěn)定結構，錯誤。3．CH3+的立體結構是三角錐形()【答案】×【解析】CH3+的立體結構是平面三角形，錯誤。4．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中原子的最外層都不滿足8電子穩(wěn)定結構()【答案】×【解析】N原子最外層有5個電子，與3個Cl原子形成3對共用電子對，所以NCl3分子中N原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結構，Cl原子最外層也滿足8電子穩(wěn)定結構，錯誤。5．AB3型的分子空間構型必為平面三角形()【答案】×【解析】BCl3價層電子對為3+(3-1×3)÷2=3對，無孤電子對則為平面三角形。而PCl3價層電子對為3+(5-1×3)÷2=4對，一對孤電子為三角錐形。該類型的構型不確定，錯誤。6．價層電子對互斥理論中，π鍵電子對數(shù)不計入中心原子的價層電子對數(shù)()【答案】√【解析】價層電子對互斥理論中，π鍵電子對數(shù)不計入中心原子的價層電子對數(shù)，正確。7．雜化軌道理論與VSEPR模型分析分子的空間構型結果常常相互矛盾()【答案】×【解析】雜化軌道理論與VSEPR模型分析分子的空間構型結果并不矛盾，兩者相結合更有助于提高判斷分子空間結構的準確性，錯誤。8．P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28'()【答案】×【解析】白磷分子和甲烷分子都是正四面體形，但白磷分子的鍵角是60°，錯誤。9．NH4+的電子式為，離子呈平面正方形結構(【答案】×【解析】銨根離子的電子式書寫正確，但銨根離子的空間結構為正四面體形，錯誤。10．NH3分子中中心原子上有一個未成鍵的孤電子對，它對成鍵電子對的排斥作用較強()【答案】√【解析】氨氣分子中N原子與3個H原子形成3個共價單鍵，還有一個孤電子對，它對成鍵電子對的排斥作用較強，正確。11．NH4+與H3+O的中心原子的價層電子對數(shù)不相同()【答案】×【解析】NH4+中中心N原子的孤電子對數(shù)為=0、價層電子對數(shù)為0+4=4；H3+O中中心O原子的孤電子對數(shù)為=1，價層電子對數(shù)為1+3=4。12．CH4中C—H間的鍵角為109°28'，NH3中N—H間的鍵角為107°，H2O中O—H間的鍵角為105°，說明孤電子對與成鍵電子對間的斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力()【答案】√【解析】孤電子對與成鍵電子對間的斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力，正確?？键c一分子結構的測定【例1】下列說法中不正確的是()A．測定分子結構的現(xiàn)代儀器和方法有紅外光譜、晶體X射線衍射等B．紅外光譜屬于原子光譜中的吸收光譜C．紅外光譜可測定分子中含有化學鍵或官能團的信息D．當紅外光束透過分子時，分子會吸收與它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線【答案】B【解析】原子光譜是原子中的電子在不同能級軌道上躍遷時吸收或釋放能量所得到的光譜，紅外光譜不是原子光譜，屬于分子光譜。故選B．【例2】下列說法中不正確的是()A．早年科學家主要靠對物質(zhì)的化學性質(zhì)進行系統(tǒng)總結得出規(guī)律后推測分子的結構B．CH3CH2OH的紅外光譜圖中顯示含有C-H、C-O、O-H等鍵C．質(zhì)譜儀的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子得到電子變成分子離子和碎片離子等粒子D．化學家根據(jù)質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比推測被測物的相對分子質(zhì)量【答案】C【解析】質(zhì)譜儀的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子，C錯誤。故選C。【解題技法】測定分子結構的現(xiàn)代儀器和方法質(zhì)譜：確定分子量，局部分子結構的質(zhì)量。紅外光譜：確定化學鍵的類型，識別特定基團。紫外光譜：確定特定的結構。核磁共振氫譜：利用核磁共振儀記錄下原子在共振下的有關信號繪制的圖譜。X射線衍射：測定晶體的結構。【對點訓練1】1．下列說法不正確的是()A．用燃燒分析法可確定有機物的分子結構B．用質(zhì)譜圖可確定有機物的相對分子質(zhì)量C．紅外光譜圖能確定有機物分子中的官能團D．核磁共振氫譜圖可確定分子中不同化學環(huán)境的氫原子的種類和數(shù)目之比【答案】A【解析】A項，用燃燒分析法可確定有機物的分子式，故A錯誤；B項，用質(zhì)譜圖可確定有機物的相對分子質(zhì)量，故B正確；C項，紅外光譜圖能確定有機物中所含官能團的種類，故C正確；D項，核磁共振氫譜中有幾個峰，有機物中就有幾種氫原子，核磁共振氫譜圖可確定分子中不同化學環(huán)境的氫原子的種類和數(shù)目之比，故D正確；故選A。2．下列說法錯誤的是()A．核磁共振氫譜圖上可以推知有機物分子中有幾種不同類型的氫原子及它們的數(shù)目B．紅外光譜法是用高能電子流等轟擊樣品分子，使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子C．質(zhì)譜法具有快速、微量、精確的特點D．通過紅外光譜法可以測知有機物所含的官能團【答案】B【解析】質(zhì)譜法是用高能電子流等轟擊樣品分子，使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子，故B錯誤。故選B?？键c二多樣的分子空間結構【例3】下列分子的空間結構模型正確的是()A．CO2的空間結構模型：B．H2O的空間結構模型：C．NH3的空間結構模型：D．CH4的空間結構模型：【答案】D【解析】CO2的空間結構為直線形，A不正確；H2O的空間結構為V形，B不正確；NH3的空間結構為三角錐形，C不正確；CH4的空間結構為正四面體形，D正確。故選D。【例4】下列有關鍵角與分子空間結構的說法不正確的是()A．鍵角為180°的分子，空間結構是直線形B．鍵角為120°的分子，空間結構是平面三角形C．鍵角為60°的分子，空間結構可能是正四面體形D．鍵角為90°~109°28'之間的分子，空間結構可能是V形【答案】B【解析】鍵角為180°的分子，空間結構是直線形，例如CO2是直線形分子，A正確；苯分子的鍵角為120°，但其空間結構是平面正六邊形，B錯誤；白磷分子的鍵角為60°，空間結構為正四面體形，C正確；水分子的鍵角為105°，空間結構為V形，D正確?！窘忸}技法】正四面體形分子：CH4、CCl4、CF4；三角錐形分子：NH3、PH3；V形分子：H2O、H2S、SO2；平面三角形分子：BF3；平面形分子：C2H4、C6H6、CH2O；直線形分子：C2H2、CO2、BeCl2、CS2。【對點訓練2】3．下列關于物質(zhì)的分子空間結構判斷中不正確的是()A．H2O直線形B．氨氣三角錐形C．甲烷正四面體形D．CO2直線形【答案】A【解析】水是V形結構，A符合題意。4．下列表示不正確的是()A．水分子的空間結構模型：B．CO2的空間結構模型：：C．BF3的空間結構模型：D．P4O6的空間結構模型：【答案】B【解析】A項，水中氧原子分別與兩個氫原子形成共價鍵，Ｏ的價層電子對數(shù)4，含有2個孤電子對，則水分子為V型結構，空間結構模型為，A正確；B項，CO2的空間結構為直線型，中心C原子的半徑應大于O原子半徑，B錯誤；C項，F(xiàn)3的空間結構模型根據(jù)雜化軌道理論，B原子采用3+0，sp2雜化，屬于平面三角形，C正確；D項，P4O6分子內(nèi)每個磷原子分別與3個氧原子各共用1對電子對，每個氧原子與2個磷原子各共用1對電子對，則空間結構模型：，D正確；故選B?？键c三孤電子對數(shù)的計算【例5】下列分子或離子中，中心原子含有孤電子對的是()A．PCl5 B．NO C．SiCl4 D．PbCl2【答案】D【解析】A項，PCl5中心原子碳原子孤電子對個數(shù)=(5-5×1)=0，沒有孤對電子，故A不選；B項，NO3-中心原子碳原子孤電子對個數(shù)=(5+1-3×2)=0，沒有孤對電子，故B不選；C項，SiCl4中心原子碳原子孤電子對個數(shù)=(4-4×1)=0，沒有孤對電子，故C不選；D項，PbCl2中心原子碳原子孤電子對個數(shù)=(4-2×1)=1，有孤對電子，故D選；故選D?！纠?】下列分子或離子的空間結構相同的是()A．BeCl2和SO2B．BF3和PCl3C．SO42-和NH4+D．SO3和ClO3-【答案】C【解析】A項，BeCl2分子中中心原子σ鍵數(shù)為2，孤電子對數(shù)為，空間結構為直線形，SO2分子中中心原子σ鍵數(shù)為2，孤電子對數(shù)為，空間結構為V形，故A錯誤；B項，BF3分子中中心原子σ鍵數(shù)為3，孤電子對數(shù)為，空間結構為平面三角形，PCl3分子中中心原子σ鍵數(shù)為3，孤電子對數(shù)為，空間結構為三角錐形，故B錯誤；C項，SO42-中中心原子原子σ鍵數(shù)為4，孤電子對數(shù)為，空間結構為正四面體形，NH4+中中心原子σ鍵數(shù)為4，孤電子對數(shù)為，空間結構為正四面體形，故C正確；D項，SO3分子中中心原子σ鍵數(shù)為3，孤電子對數(shù)為，空間結構為平面三角形，ClO3-中中心原子σ鍵數(shù)為3，孤電子對數(shù)為，空間結構為三角錐形，故D錯誤；故選C?！窘忸}技法】分子中孤電子對個數(shù)=(中心原子價電子數(shù)-配原子個數(shù)×配原子形成穩(wěn)定結構需要的電子數(shù))。陽離子中孤電子對個數(shù)=(中心原子價電子數(shù)-電荷數(shù)-配原子個數(shù)×配原子形成穩(wěn)定結構需要的電子數(shù))。陰離子中孤電子對個數(shù)=(中心原子價電子數(shù)+電荷數(shù)-配原子個數(shù)×配原子形成穩(wěn)定結構需要的電子數(shù))?！緦c訓練3】5．下列微粒中，含有孤電子對的是()A．SiH4B．CH4C．H2OD．NHeq\o\al(＋,4)【答案】C【解析】依據(jù)中心原子孤電子對數(shù)的計算公式：SiH4中Si的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(4－4×1)＝0，CH4中C的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(4－4×1)＝0，H2O中O的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(6－2×1)＝2，NHeq\o\al(＋,4)中N的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(5－1－4×1)＝0，故選C。6．有關NH3分子的結構分析正確的是()A．中心原子孤電子對數(shù)為0，分子為平面三角形，鍵角為120°B．中心原子孤電子對數(shù)為0，分子為三角錐形，鍵角為107°C．中心原子孤電子對數(shù)為1，分子為三角錐形，鍵角為107°D．中心原子孤電子對數(shù)為1，分子為平面三角形，鍵角為109°28′【答案】C【解析】N原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(5－3×1)＝1，NH3為三角錐形?？键c四價層電子對互斥模型【例7】用價層電子對互斥模型可以預測許多分子或離子的空間構型，也可推測鍵角大小，下列判斷正確的是()A．PCl3為平面三角形B．SO3與CO32-為平面三角形C．SO2鍵角大于120°D．BF3是三角錐形分子【答案】B【解析】PCl3分子中，P原子的價層電子對數(shù)為3+12×(5-3×1)=4，含有1個孤電子對，分子應為三角錐形，A錯誤；SO3和CO32-中S和C的價層電子對數(shù)均為3，中心原子無孤電子對，微粒結構均為平面三角形，B項正確；SO2的中心原子為硫原子，其價層電子對數(shù)為2+12×(6-2×2)=3，有1個孤電子對，孤電子對對兩個成鍵電子對的斥力大，鍵角小于120°，C錯誤；BF3的中心原子為B原子，其價層電子對數(shù)為3+12×(3-3×1)=3，無孤電子對，空間結構為平面三角形【例8】用價層電子對互斥模型可以預測許多分子或離子的空間結構。下列判斷正確的是 ()A．SO2、CS2、HI都是直線形分子B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形分子【答案】C【解析】SO2是V形分子，CS2、HI是直線形分子，A錯誤；BF3鍵角為120°，是平面三角形結構，在SnBr2中Sn原子上有一個孤電子對，對成鍵電子對排斥作用較大，使鍵角小于120°，B錯誤；COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子，鍵角是120°，C正確；PCl3、NH3都是三角錐形分子，而PCl5是三角雙錐形結構，D錯誤?！窘忸}技法】用價層電子對互斥理論推測分子或離子構型的思維程序：確定ABm型分子或離子空間結構的思路：(1)σ鍵電子對數(shù)+中心原子上的孤電子對數(shù)=中心原子上的價層電子對數(shù)VSEPR模型分子或離子的空間結構。(2)若中心原子A無孤電子對，則分子或離子的空間結構與VSEPR模型一致。若中心原子A有孤電子對，則分子或離子的空間結構為略去中心原子上孤電子對后的空間結構。【對點訓練3】7．用價層電子對互斥理論預測H2S和BF3的立體結構，兩個結論都正確的是()A．直線形；三角錐形B．V形；三角錐形C．直線形；平面三角形D．V形；平面三角形【答案】D【解析】H2S與H2O類似，中心原子S上有2對孤電子對，為了減小孤電子對的排斥作用，只能將H和孤電子對相間排列，H2S分子構型呈V形；BF3分子的中心原子B上無孤電子對，當分子構型呈平面三角形時，成鍵電子對之間的斥力最小，分子最穩(wěn)定。故選D。8．若ABn的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論，下列說法正確的是()A．若n＝2，則分子的立體結構為V形B．若n＝3，則分子的立體結構為三角錐形C．若n＝4，則分子的立體結構為正四面體形D．以上說法都不正確【答案】C【解析】若中心原子A上沒有未用于成鍵的孤電子對，則根據(jù)斥力最小的原則，當n＝2時，分子的立體結構為直線形；當n＝3時，分子的立體結構為平面三角形；當n＝4時，分子的立體結構為正四面體形?？键c五根據(jù)VSEPR模型模型判斷微粒的空間結構【例9】下列離子的VSEPR模型與其空間結構一致的是()A．SO32- B．ClO4- C．NO2- D．ClO3-【答案】B【解析】A項，亞硫酸根離子中硫原子的價層電子對數(shù)為4，孤對電子對數(shù)為1，離子的VSEPR模型為正四面體形，空間結構為三角錐形，所以離子的空間結構模型與空間結構不一致，故A錯誤；B項，高氯酸根離子中氯原子的價層電子對數(shù)為4，孤對電子對數(shù)為0，離子的VSEPR模型和空間結構都為正四面體形，所以離子的空間結構模型與空間結構一致，故B正確；C項，亞硝酸根離子中氮原子的價層電子對數(shù)為3，孤對電子對數(shù)為1，離子的VSEPR模型為三角錐形，空間結構為V形，所以離子的空間結構模型與空間結構不一致，故C錯誤；D項，氯酸根離子中氯原子的價層電子對數(shù)為4，孤對電子對數(shù)為1，離子的VSEPR模型為正四面體形，空間結構為三角錐形，所以離子的空間結構模型與空間結構不一致，故D錯誤；故選B?！纠?0】用VSEPR模型預測下列分子或離子的立體結構，其中正確的是()A．CH4與CH2Cl2均為正四面體 B．BeCl2與SO2為直線形C．BF3與PCl3為三角錐形 D．NO3-與CO32-為平面三角形【答案】D【解析】A項，CH4分子中價層電子對個數(shù)=，采用sp3雜化，不含孤電子對，所以其空間構型為正四面體，CH2Cl2分子中價層電子對個數(shù)=，采用sp3雜化，不含孤電子對，有H和Cl，所以其空間構型為四面體，A錯誤；B項，BeCl2分子中價層電子對個數(shù)=，采用sp雜化，且不含孤電子對，所以其空間構型為直線型結構，SO2分子中價層電子對個數(shù)=，采用sp2雜化，含1個孤電子對，所以其空間構型為V形結構，B錯誤；C項，BF3分子中價層電子對個數(shù)=，采用sp2雜化，且不含孤電子對，所以其空間構型為平面三角形結構，PCl3分子中價層電子對個數(shù)=，采用sp3雜化，且含1個孤電子對，所以其空間構型為三角錐形結構，C錯誤；D項，NO3-離子中價層電子對個數(shù)=，采用sp2雜化，且不含孤電子對，所以其空間構型為平面三角形結構，CO32-離子中價層電子對個數(shù)=，采用sp2雜化，且不含孤電子對，所以其空間構型為平面三角形結構，D正確；故選D?！窘忸}技法】利用VSEPR模型確定分子的空間結構的注意事項(1)對于ABn型分子，成鍵電子對數(shù)等于與中心原子相連的原子個數(shù)。(2)分子的中心原子上孤電子對數(shù)為0時，VSEPR模型與分子空間結構相同。(3)分子的空間結構與分子類型有關，如AB2型分子只能為直線形或V形結構，AB3型分子只能為平面三角形或三角錐形結構。故根據(jù)分子類型(ABn型)和孤電子對數(shù)能很快確定分子的空間結構?！緦c訓練2】9．用VSEPR模型預測下列分子或離子的空間結構，其中正確的是()A．CH4與CH2Cl2均為正四面體形B．BeCl2與SO2為直線形C．BF3與PCl3為三角錐形D．NO3-與CO32-為平面三角形【答案】D【解析】CH4呈正四面體形，CH2Cl2呈四面體形，A項錯誤；BeCl2呈直線形，SO2呈V形，B項錯誤；BF3呈平面三角形，PCl3呈三角錐形，C項錯誤；NO3-與CO32-均呈平面三角形，D項正確。10．用模型可以判斷許多分子或離子的空間結構，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是()A．P分子中三個共價鍵的鍵能、鍵長、鍵角都相等B．NH3、PH3、A鍵角由大到小的順序為A＞PH3＞NH3C．CO2分子的鍵角是120°D．P、P都是三角錐形的分子【答案】A【解析】A項，P是三角錐形的分子，其結構類似于氨氣，分子中三個共價鍵的鍵能、鍵長、鍵角都相等，A正確；B項，NH3、PH3、A中中心原子都是sp3雜化，都有1個孤電子對，NH3分子的中心原子N的電負性最大，成鍵電子對距離中心原子最近，鍵角最大，鍵角由大到小的順序為NH3＞PH3＞A，B錯誤；C項，CO2是直線形分子，鍵角是180°，C錯誤；D項，P是三角錐形的分子，P分子中中心原子的價層電子對數(shù)，沒有孤電子對，是三角雙錐形結構，D錯誤；故選A。1．下列說法不正確的是()A．李比希法是最早用于測定有機化合物中碳、氫元素質(zhì)量分數(shù)的方法B．元素分析儀可以確定有機物的分子結構C．從紅外光譜圖上可以獲得分子中含有何種化學鍵或官能團的信息D．氫核磁共振譜是測定有機物結構的重要方法【答案】B【解析】A項，李比希于1831年最早提出測定有機化合物中碳、氫元素質(zhì)量分數(shù)的方法，故A正確；B項，元素分析儀是一種能分析物質(zhì)所含元素的一種儀器，能利用先進的技術精密地分析物質(zhì)所含元素，不能測定有機物的結構，故B錯誤；C項，當一束具有連續(xù)波長的紅外光通過物質(zhì)，物質(zhì)分子中某個基團的振動頻率或轉動頻率和紅外光的頻率一樣時，分子就吸收能量由原來的基態(tài)振(轉)動能級躍遷到能量較高的振(轉)動能級，分子吸收紅外輻射后發(fā)生振動和轉動能級的躍遷，該處波長的光就被物質(zhì)吸收，以確定分子中含有何種化學鍵或官能團的信息，故C正確；D項，核磁共振儀能確定有機化合物中氫原子的種類，可用于研究有機化合物的結構，故D正確。故選B。2．下列說法不正確的是()A．用質(zhì)譜圖可確定有機物的相對分子質(zhì)量B．紅外光譜圖能確定有機物分子中的官能團C．核磁共振氫譜圖可獲得分子中不同化學環(huán)境的氫D．用燃燒分析法可確定有機物的分子結構【答案】D【解析】A項，質(zhì)譜法可測定有機物的相對分子質(zhì)量，為有機物實驗式和分子式確定中常用的方法，A正確；B項，紅外光譜圖可確定有機物分子中的化學鍵或官能團，對有機物分子紅外光譜的研究有助于確定有機物分子的結構，B正確；C項，核磁共振氫譜圖可獲得分子中不同化學環(huán)境的氫及其數(shù)目，C正確；D項，燃燒分析法可確定有機物的分子式，不能確定其分子結構，D錯誤；故選D。3．下列說法不正確的是()A．蛋白質(zhì)、棉花、PVC、淀粉都是由高分子構成的物質(zhì)B．乙醇和二甲醚互為同分異構體，可利用紅外光譜法鑒別兩者C．雙原子或多原子形成的氣體單質(zhì)分子中，一定有σ鍵，可能有π鍵D．P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28′【答案】D【解析】P4和CH4都是正四面體形分子，其中P4中鍵角為60°CH4中鍵角為109°28′，所以D不正確。故選D。4．下列分子或離子中，中心原子價層電子對的空間結構為四面體形且分子或離子的空間結構為三角錐形的是 ()①NH4+②PH3③H3O+④SO42-A．①②B．②③C．③④D．①④【答案】B【解析】所給分子或離子中中心原子價層電子對數(shù)：①4+12×(5-1-4×1)=4，②3+12×(5-3×1)=4，③3+12×(6-1-3×1)=4，④4+12×(6+2-4×2)=4，所以價層電子對的空間結構均為四面體形；若分子或離子空間結構為三角錐形，則中心原子結合三個原子，即存在一個孤電子對，5．根據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、O3、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是 ()A．O3B．H2SC．SO2D．SO3【答案】B【解析】H2S分子中，中心原子S的價層電子對數(shù)為2+12×(6-2×1)=4，O3分子中，中心原子O的價層電子對數(shù)為2+12×(6-2×2)=3，SO2分子中，中心原子S的價層電子對數(shù)為2+12×(6-2×2)=3，SO3分子中，中心原子S的價層電子對數(shù)為3+12×(6-3×2)=3，則與其他分子不同的是H2S6．用價層電子對互斥模型可以預測許多分子或離子的空間結構，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷錯誤的是 ()A．NO2、HI都是直線形的分子B．NO3-的空間結構為平面三角形C．BF3、SO3都是平面三角形的分子D．NCl3是三角錐形的分子【答案】A【解析】NO2分子中孤電子對數(shù)為12×(5-2×2)=0.5，孤電子對數(shù)不是整數(shù)，這時應當作1來處理，因為單電子也要占據(jù)一個軌道，價層電子對數(shù)=2+1=3，NO2的VSEPR模型為平面三角形，NO2的空間構型為V形，HI的空間構型為直線形，A錯誤；NO3-中N原子的價層電子對數(shù)=3+12×(5+1-2×3)=3，沒有孤電子對，空間結構為平面三角形，B正確；BF3、SO3中中心原子價層電子對數(shù)都是3且不含孤電子對，所以這兩種分子都是平面三角形結構，C正確；NCl3中價層電子對數(shù)=3+12×(5-3×1)=4，且含有1個孤電子對，所以NCl3為三角錐形結構7．下列有關價層電子對互斥理論的描述正確的是()A．價層電子對就是σ鍵電子對B．孤電子對數(shù)由分子式來確定C．分子的立體構型是價層電子對互斥的結果D．孤電子對數(shù)等于π鍵數(shù)【答案】C【解析】價層電子對數(shù)是σ鍵數(shù)與孤電子對數(shù)之和，孤電子對數(shù)是指沒有成鍵的價電子對數(shù)，其與中心原子價層電子總數(shù)、與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù)及與中心原子結合的原子數(shù)有關，A、B、D項錯誤。8．下列對應關系不正確的是()選項ABCD中心原子所在族ⅣAⅤAⅣAⅥA分子通式AB4AB3AB2AB2立體結構正四面體形平面三角形直線形Ⅴ形【答案】B【解析】當中心原子在ⅤA族時，AB3分子應是三角錐形。當中心原子在ⅣA族時，AB4分子是正四面體形，當中心原子在ⅣA族時，AB2分子是直線形，當中心原子在ⅥA族時，AB2分子是Ⅴ形。9．多核離子所帶電荷可以認為是中心原子得到或失去電子導致，根據(jù)VSEPR模型，下列離子中所有原子都在同一平面的一組是()A．NOeq\o\al(－,2)和NHeq\o\al(－,2) B．H3O＋和ClOeq\o\al(－,3)C．NOeq\o\al(－,3)和CHeq\o\al(－,3) D．POeq\o\al(3－,4)和SOeq\o\al(2－,4)【答案】A【解析】根據(jù)三點共面，A項正確；根據(jù)價層電子對互斥理論，B項H3O＋中的氧原子上有一對孤電子對，故H3O＋為三角錐形；ClOeq\o\al(－,3)中的氯原子有一對孤電子對，故ClOeq\o\al(－,3)為三角錐形，C項中CHeq\o\al(－,3)中C原子上有一對孤電子對，CHeq\o\al(－,3)亦為三角錐形；D項中的POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,4)均為正四面體形。10．硒(Se)是第ⅥA族元素，則SeS3的分子構型是()A．正四面體形 B．V形C．三角錐形 D．平面三角形【答案】D【解析】SeS3中的Se原子呈＋6價，Se原子的價層電子對全部用于形成共價鍵，Se周圍有3個硫原子，故其分子構型為平面三角形，D項正確。11．根據(jù)價層電子對互斥理論填空：(1)OF2分子中，中心原子上的σ鍵電子對數(shù)為___________，孤電子對數(shù)為___________，價層電子對數(shù)為___________，VSEPR模型為___________，分子的立體構型為___________。(2)BF3分子中，中心原子上的σ鍵電子對數(shù)為___________，孤電子對數(shù)為___________，價層電子對數(shù)為___________，VSEPR模型為___________，分子的立體構型為___________?！敬鸢浮?1)

2

2

4

sp3

四面體形

V形(2)3

0

3

sp2

平面三角形

平面三角形【解析】(1)O原子最外層有6個電子，F(xiàn)原子最外層有7個電子，OF2分子中，O和F之間形成單鍵，中心原子為O原子，與2個F原子形成σ鍵，故σ鍵電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為×[(6＋2)-2×2]=2，價層電子對數(shù)為σ鍵電子對數(shù)與孤電子對數(shù)之和，即2＋2=4，VSEPR模型為四面體形，分子的立體構型為V形；(2)B的最外層有3個電子，F(xiàn)的最外層有7個電子，BF3分子中，中心原子上的σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，價層電子對數(shù)為3，VSEPR模型為平面三角形，分子的立體構型為平面三角形。12．根據(jù)所學知識填空：(1)三原子分子常見的空間結構有__________形(如CO2)和__________形(如H2O)。(2)四原子分子常見的空間結構有___________形和___________形，如甲醛(HCHO)分子呈___________形，鍵角約為___________；氨分子呈___________形，鍵角為___________；需要注意的是白磷分子呈___________形，鍵角為___________。(3)五原子分子最常見的空間結構為___________形，如常見的CH4鍵角是___________?！敬鸢浮?1)

直線

V(2)

平面三角

三角錐

平面三角

120°

三角錐

107°

正四面體

60°(3)

四面體

【解析】中心原子價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)；σ鍵個數(shù)=配原子個數(shù)，孤電子對個數(shù)=，a指中心原子價電子個數(shù)，x指配原子個數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結構需要的電子個數(shù)；據(jù)此確定VSEPR模型，實際空間構型要去掉孤電子對。(1)三原子分子常見的空間結構有V形或直線形。CO2分子中，中心原子孤電子對數(shù)、價電子對數(shù)2+0=2，則其空間構型為直線形，H2O分