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第2章 分子结构与性质
2.2.1 价层电子对互斥理论
一．选择题（共12小题）
1.用价层电子对互斥理论判断NO 的立体构型( )
A．正四面体 B．V形 C．三角锥形 D．平面三角形
【答案】D
【解析】
价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数= (a-xb)，a指中心原子价电
子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，根据价层电子对个数判断中心原子杂化类
型，再判断立体构型。
NO -中价层电子对个数=3+ (5+1-3×2)=3+0=3，中心N原子采取sp2杂化，VSEPR构型为平面三角形，孤电子
3
对个数为0，NO -的立体构型为平面三角形，D正确；故选D。
3
2.根据价层电子对互斥理论，判断下列分子或者离子的空间构型不是平面三角形的是( )
A．SO B．BF C．CO2- D．PH
3 3 3 3
【答案】D
【解析】
A．三氧化硫分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(6-3×2)/2=3，且不含孤电子对，所以为平面三
角形结构，故A不选；
B．BF 分子中，中心B原子成3个σ键、没有孤对电子，价层电子对个数=3+(3-3×1)/2=3，故杂化轨道数为3，
3
采取sp2杂化，空间结构为平面正三角形，故B不选；
C．CO2-中σ键个数=配原子个数=3，孤电子对个数=(4+2-3×2)/2=0，碳原子的价层电子数=3+(4+2-3×2)/2=3，
3
不含孤电子对，所以C采取sp2杂化，轨道构型为平面正三角形，空间构型为平面正三角形，故C不选；
D．NF 分子中，N原子成3个σ键，价层电子对个数=3+(5-3×1)/2=4，故杂化轨道数为4，杂化方式sp3，价层
3
电子对互斥模型为四面体形，含有一个孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，故D选；故选D。
3.根据价层电子对互斥理论，判断下列分子或者离子的空间构型是平面三角形的是（ ）
A．CO B．HO+ C．BF D．PO 3﹣
2 3 3 4
【答案】C
【解析】
根据价层电子对互斥理论确定其空间构型，价层电子对数=σ 键个数+ （a-xb），a指中心原子价电子个数，x
指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，据此分析解答。
A、二氧化碳分子中，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+ （4-2×2）=2，所以碳原子采取sp杂化，
故空间结构为直线形，故A错误；
B、HO中O原子有两对孤对电子，HO+中O原子有一对孤对电子，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数
2 3=3+ （6-1-3×1）=4，所以HO+中氧原子采取sp3杂化。空间构型为三角锥形，故B错误；
3
C、BF 分子中，中心B原子成3个σ键、没有孤对电子，价层电子对个数=3+ ×（3-3×1）=3，故杂化轨道数
3
为3，采取sp2杂化，空间结构为平面正三角形，故C正确；
D、PO 3-中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+ （5+3-4×2）=4，所以PO 3-中磷原子采取sp3杂化，
4 4
空间构型为四面体，故D错误。故选C。
4.下列分子或离子中，VSEPR(价层电子对互斥理论)模型名称与分子或离子的空间构型名称不一致的是
A．CO B．CO2- C．HO D．CC1
2 3 2 4
【答案】C
【解析】
A. CO 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，
2
为直线形结构，VSEPR模型与分子立体结构模型一致，A不符合题意；
B. CO2-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= ×(4+2-2×3)=0，所以CO2-的空间构型
3 3
是平面三角形，VSEPR模型与分子立体结构模型一致，B不符合题意；
C. HO分子中价层电子对个数=2+ ×(6-2×1)=4，VSEPR模型为正四面体结构；含有2个孤电子对，去掉孤电
2
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，C符合题意；
D. CCl 分子中中心原子C原子原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+ ×(4-1×4) =4，VSEPR模型为
4
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，
D不符合题意；
故选C。
5.根据价层电子对互斥理论(VSEPR)，下列分子或者离子的中心原子的VSEPR模型为四面体，且立体构型为三
角锥形的是 ( )
A．BF B．HS C．PCl D．SO 2-
3 2 3 4
【答案】C
【解析】
VSEPR模型为四面体说明该微粒的价层电子对数是4，空间构型为三角锥形说明该微粒中含有1个孤电子对。
A项、BF 分子中B原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，故A错误；
3
B项、HS分子中S原子的价层电子对数是4，VSEPR模型为四面体，孤对电子数为2，空间构型为V形，故B
2
错误；
C项、PCl 分子中P原子的价层电子对数是4，VSEPR模型为四面体，孤对电子数为1，空间构型为三角锥形，
3
故C正确；
D项、SO 2-离子中S原子的价层电子对数是4，VSEPR模型为四面体，孤对电子数为0，空间构型为正四面体
4
形，故D错误。故选C。
6.用价层电子对互斥理论预测NH 和BF 的空间构型，结论正确的是（ ）
3 3A．直线形；三角锥形 B．V形；三角锥形
C．三角锥形；平面三角形 D．直线形；平面三角形
【答案】C
【解析】
NH 分子的中心原子N原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数= （5-3×1）=1，所以NH 的VSEPR
3 3
模型是四面体型，略去孤电子对后，其空间构型是三角锥形；BF 分子的中心原子B原子上含有3个σ 键，中
3
心原子上的孤电子对数═ （3-3×1）=0，所以BF 分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上没有孤对电
3
子，所以其空间构型就是平面三角形。
故选C。
7.下列有关说法正确的是
A．氧原子处于基态的轨道表示式
B．用价层电子对互斥理论预测 的空间结构为三角锥形
C．用电子式表示 的形成：
D．向5%的 溶液中加入 粉末后，分解速率迅速加快是因为 粉末降低了反应的焓变
【答案】B
【解析】
A．基态氧原子核外有8个电子，其电子的轨道表示式为 ，A错误；
B．根据价层电子对互斥理， 中N原子的价层电子对数=3+ =4，VSEPR模型为四面体，且有一
对孤电子，故 的空间结构为三角锥形，B正确；
C．两个氯原子应分开写，用电子式表示 的形成应为
，C错误；
D．过氧化氢分解过程中二氧化锰作催化剂，催化剂能降低反应的活化能，改变反应途径，从而加快反应速率，
一个反应的焓变只与反应物的始态和终态有关，和反应途径无关，即二氧化锰不能改变过氧化氢分解的焓变，
D错误。故选B。
8.元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的
A．红外光谱 B．质谱 C．原子光谱 D．核磁共振谱
【答案】C
【解析】
试题分析：A．红外光谱可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息，故A错误；B．质谱用电场和磁场将
运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测的方法，常用确定实验式，故B错误；C．原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，每一种原子的光谱都不同，用原子光谱可以
研究原子结构，故C正确；D．核磁共振氢谱法可确定分子中不同位置的H的数目，故D错误；故选C。
考点：结构化学的研究与现代物理学特别是量子力学、光学的发展息息相关，常见物理检测手段是从事化学结
构研究的必备工具。
9.能够确定有机物相对分子质量的方法是( )
A．红外光谱 B．质谱 C．核磁共振氢谱 D．紫外光谱
【答案】B
【详解】
A. 红外光谱是用于鉴定有机物中所含的各种官能团的，双键，三键，羟基，羧基羰基等等，故A错误；
B. 质谱仪其实是把有机物打成很多小块，会有很多不同的分子量出现，其中最大的那个就是该有机物的分子量，
故B正确；
C. 核磁共振是检验不同环境的H的数量。有多少种不同的H，就有多少个峰，各个峰的高度大致上能显示各种
H的数量比例，故C错误；
D. 紫外光谱是为了了解未知物的初步的化学结构，从光谱信息中得到该物质的基团或者化学键产生的吸收情况，
初步判断该物质的结构信息，故D错误；
故选B。
10.可以准确判断有机物分子中含 有哪些官能团的分析方法是
A．核磁共振氢谱 B．质谱 C．红外光谱 D．紫外光谱
【答案】C
【解析】核磁共振氢谱能分析等效氢的种类 ，故A错误；质谱分析相对分子质量，故B错误； 红外光谱判
断有机物分子中官能团的种类，故C正确；只根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，故D错误。
故选C。
11.价层电子对互斥理论(VSEPR)是关于分子几何构型的经验规律，该理论认为，分子的稳定结构应使中心原子
价层电子对之间的斥力最小，且不同价层电子对之间排斥力相对大小满足：孤对电子－孤对电子＞孤对电子－
键对电子＞键对电子－键对电子。如HO分子中∠H-O-H≈104.5°，下列推断不合理的是
2
A．NH 分子中∠H-N-H<109.5°
3
B．HO键角∠H-O-H小于HO+键角∠H-O-H
2 3
C．已知P 分子为正四面体，PO 中的∠O-P-O小于PO 中的∠O-P-O
4 4 6 4 10
D．[Zn(NH )]2+离子中∠H-N-H小于NH 分子中∠H-N-H
3 6 3
【答案】D
【解析】
A．NH 分子中N原子的最外层有1对孤对电子，而 中N原子最外层没有孤对电子，所以∠H-N-H＜
3
109.5°，A合理；
B．因为HO中O原子的最外层有2对孤对电子，而HO+中O原子最外层只有1对孤对电子，所以键角∠H-O-
2 3
H小于HO+键角∠H-O-H，B合理；
3
C．已知PO 和PO 的结构式分别为 和 ，前者P原子的最外层有1对孤对电子，所以
4 6 4 10PO 中的∠O-P-O小于PO 中的∠O-P-O，C合理；
4 6 4 10
D．[Zn(NH )]2+离子中N原子的最外层孤对电子形成了配位键，对N-H键不再产生排斥作用，所以∠H-N-H大
3 6
于NH 分子中∠H-N-H，D不合理；
3
故选D。
12.设N 为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（）
A
A．标准状况下，1mol金刚石中含有的C–C键数目为4N
A
B．1mol SiO 晶体中含有的Si–O键数目为2N
2 A
C．63g HNO ，中心原子N的价层电子对中，孤电子对数为N
3 A
D．常温常压下，1mol配合物[Cu(NH )]SO 中，含有的σ键数目为20N
3 4 4 A
【答案】D
【解析】
A.在金刚石中每个C原子形成四个共价键，但每个共价键为两个C原子共用，所以1mol金刚石中含有的C–C
键数目为2N ，故A错误；
A
B. SiO 晶体中每个Si原子与4个O原子形成4个Si–O键，所以1molSiO 晶体中含有的Si–O键数目为4N ，故
2 2 A
B错误；
C. HNO 分子中，中心原子N的价层电子对数为3，其σ键数目为3，则N原子无孤电子对，故C错误；
3
D. 配位体NH 中含有3个σ键，[Cu(NH )]2+含4个配位键即4个σ键，硫酸根中含有4个σ键，所以1mol配
3 3 4
合物[Cu(NH )]SO 中含有的σ键数目为（3×4+4+4）mol=20mol，即20N ，故D正确；
3 4 4 A
故选D。
二．填空题（共3小题）
13．用价层电子对互斥理论预测下列粒子的立体结构。
（1）HSe____________；
2
（2）BCl ____________；
3
（3）PCl ____________；
3
（4）CO____________；
2
（5）SO ____________；
2
（6）SO 2-________________。
4
【答案】V形 平面三角形 三角锥形 直线形 V形 正四面体形
【解析】
先计算出中心原子的价层电子数与孤对电子对数，然后根据价层电子对互斥理论判断空间构型。
（1）HSe分子中Se原子价层电子对数=2+(6－1×2)/2=4，Se原子孤对电子对数为2，空间构型为V形；
2
（2）BCl 分子的中心原子B原子上含有3个σ键，中心原子上的价电子对数=3+(3－1×3)/2=3，中心原子上没
3
有孤对电子，所以其空间构型为平面三角形；
（3）PCl 分子的中心原子P原子上含有3个σ键，中心原子上的价电子对数=3+(5－1×3)/2=4，中心原子上含有
3
1对孤对电子，所以其空间构型为三角锥形；
（4）CO 分子中碳原子价层电子对数=2+(4－2×2)/2=2，C原子不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论知，空
2
间构型是直线形；
（5）SO 分子中硫原子价层电子对数=2+(6－2×2)/2=3，S原子孤对电子对数为1，空间构型为V形；
2
（6）SO 2-价层电子对个数=4+(6+2－4×2)/2=4，且不含孤电子对，所以其空间构型为正四面体形。
414．价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分子的立体构型。其要点可以概括为：
Ⅰ.用AX E 表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最
n m
外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(n＋m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，均
匀地分布在中心原子周围的空间；
Ⅱ.分子的空间构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对；
Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：
ⅰ.孤电子对之间的斥力＞孤电子对与共用电子对之间的斥力＞共用电子对之间的斥力；ⅱ.双键与双键之间的斥
力＞双键与单键之间的斥力＞单键与单键之间的斥力；ⅲ.X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之
间的斥力越强；ⅳ.其他。请仔细阅读上述材料，回答下列问题：
根据要点Ⅰ可以画出AX E 的VSEPR理想模型，请填写下表
n m
n＋m 2 _____
VSEPR理想模型 _____ 正四面体形
价层电子对之间的理想键角 _____ 109°28′
(2)请用VSEPR模型解释CO 为直线形分子的原因：__________________________________________；
2
(3)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型：
分子或离子 SnCl CCl
ClO-
2 4 4
立体构型 _____ _____ _____
【答案】（1）
n＋m 2 4
VSEPR理想模型 直线形 正四面体形
价层电子对之间的理想键角 180° 109°28′
（2）CO 属AX E，n＋m＝2，故为直线形
2 2 0
（3）
分子或离子 SnCl CCl ClO －
2 4 4
立体构型 V形 正四面体形 正四面体形
【解析】
试题分析：（1）当n+m=4时，VSEPR模型为四面体形，其键角是109°28′，当n+m=2时，VSEPR模型为直线
形，其键角是180°；
（2）CO 分子中，n+m=2，故为直线形；
2
（3）SnCl 分子中中心原子Sn原子的孤对电子对数是（4-1×2）÷2=1，所以是V型结构；CCl 分子中中心原子
2 4C原子的孤对电子对数是（4-1×4）÷2=0，，所以正四面体形；ClO －分子中中心原子Cl原子的孤对电子对数是
4
（7+1-2×4）÷2=0，所以正四面体形。
15.用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型
分子或离子 BeCl XeF SO CHCl NH ClO
2 4 2 2
______ ______ ______
空间构型 _______ _______ _______
_ _ _
【答案】直线形 正方形 正四面体形 四面体形 正四面体形 正四面体形
【解析】
BeCl 中，中心原子Be的价层电子对数=2+ =2，分子空间构型为直线形；
2
XeF 中，价层电子对数=6，成键电子对数=4，孤电子对数=2，基本构型为八面体，其中处于对位两个顶点被孤
4
电子对占据，实际分子构型为正方形；
SO 中，中心原子S的价层电子对数=4+ =4，分子空间构型为正四面体形；
CHCl 可以看做甲烷分子中的两个氢原子被氯原子取代后的产物，甲烷为正四面体结构，则CHCl 也为四面体
2 2 2 2
结构；
NH 中，中心原子N的价层电子对数=4+ =4，N原子采取sp3杂化，分子空间构型为正四面体形；
ClO 中，中心原子Cl的价层电子对数=4+ =4，Cl原子采取sp3杂化，分子空间构型为正四面体形。
