2022-2023学年新教材高中化学 第2章 微粒间相互作用与物质性质 第2节 共价键与分子的空间结构 第1课时 杂化轨道理论课后习题 鲁科版选择性必修2.docx

1、第1课时杂化轨道理论A级必备知识基础练1.下列有关杂化轨道的说法不正确的是()A.原子中能量相近的某些轨道,在成键时能重新组合成能量相等的新轨道B.轨道数目杂化前后可以相等,也可以不等C.杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理D.杂化轨道不能形成键2.(2020山东潍坊一中高二检测)下列关于杂化轨道的叙述正确的是()A.杂化轨道都用于形成共价键B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对C.NH3中N原子的sp3杂化轨道是由氮原子的三个p轨道与氢原子的s轨道杂化而成的D.在乙烯分子中1个碳原子的三个sp2杂化轨道与三个氢原子的s轨道重叠形成三个CH 键3.甲烷中的碳原子采用sp

2、3杂化,下列用*标注的碳原子的杂化类型和甲烷中的碳原子的杂化类型一致的是()A.CH3*CH2CH3B.*CH2CHCH3C.CH2CHCH2CH3D.HC*CCH34.中心原子采取sp杂化的分子是()A.NH3B.BeCl2C.PCl3D.H2O5.用鲍林的杂化轨道理论解释甲烷分子的正四面体结构,下列说法不正确的是()A.碳原子的四个杂化轨道的能量一样B.碳原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C.碳原子的四个价电子分别占据四个sp3杂化轨道D.碳原子有一个sp3杂化轨道由孤电子对占据6.下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较,得出结论正确的是()A.sp杂化轨道的夹角最大B.sp2杂化轨

3、道的夹角最大C.sp3杂化轨道的夹角最大D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等7.下列分子中的碳原子采用sp2杂化的是()A.C2H2B.CS2C.HCHOD.C3H88.(2022山东济宁教育科学研究院高二期末)Cu(NH3)4SO4H2O是一种重要的染料及合成农药中间体。下列说法错误的是()A.Cu元素位于周期表d区B.基态O原子核外电子占据的最低能级的电子云轮廓图为球形C.NH3分子中的键角小于SO42-中的键角D.基态S原子的未成对电子数为29.在BrCHCHBr分子中,CBr键采用的成键轨道是()A.sp-pB.sp2-sC.sp2-pD.sp3-p10.下列分子的空间结构是正四

4、面体形的是()CH4NH3CF4SiH4SO42-NH4+A.B.C.D.11.ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-中,中心原子氯原子都是以sp3杂化轨道方式与氧原子成键,则ClO-的空间结构是;ClO2-的空间结构是;ClO3-的空间结构是;ClO4-的空间结构是。B级关键能力提升练以下选择题中有12个选项符合题意。12.下列分子中的中心原子的杂化轨道类型相同的是()A.CO2与SO2B.CH4与NH3C.BeCl2与BCl3D.C2H4与C2H213.下列推断正确的是()A.BF3为三角锥形分子B.NH4+的电子式为HNHHH+,离子为平面正方形结构C.CH4分子中的四个CH键都是

5、氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的s-p 键D.CH4分子中的碳原子以四个sp3杂化轨道分别与四个氢原子的1s轨道重叠,形成四个CH 键14.下列关于苯分子结构或性质的描述错误的是()A.苯分子呈平面正六边形,六个碳碳键完全相同,键角皆为120B.苯分子中的碳原子采取sp2杂化,六个碳原子中未参与杂化的2p轨道以“肩与肩”形式形成一个大键C.苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊类型的键D.苯能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色15.下列有关苯分子中的化学键描述正确的是()A.每个碳原子的一个sp2杂化轨道参与形成大键B.每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大键C.碳原子的三个sp2

6、杂化轨道与其他两个碳原子形成两个键,与一个H原子1s电子配对形成一个键D.碳原子未参加杂化的2p轨道与其他碳原子的2p轨道形成键16.有关甲醛分子的说法正确的是()碳原子采取sp杂化甲醛分子为三角锥形结构碳原子采取sp2杂化甲醛分子为三角形结构A.B.C.D.17.顺铂Pt(NH3)2Cl2是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物;碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂()的简称,属于第二代铂族抗癌药物,结构如图所示,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是()A.碳铂中所有碳原子在同一平面上B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp3杂化C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数目之比为

7、21D.1 mol 1,1-环丁二羧酸含有键的数目为12NA18.下列分子中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键的是()A.C2H2B.CO2C.BeCl2D.BF319.已知次氯酸分子的结构式为HOCl,下列有关说法正确的是()A.氧原子发生sp杂化B.氧原子与H、Cl都形成键C.该分子为直线形分子D.该分子电子式是HOCl20.判断下列中心原子的杂化轨道类型(标“”的原子为中心原子)。微粒杂化轨道数杂化轨道类型H3O+CH2CH2CCl4NCl3PH3C级学科素养拔高练21.“三鹿奶粉事件”曾在社会上引起人们对食品质量的恐慌,三鹿奶粉中掺杂了被称为“蛋白精

8、”的工业原料三聚氰胺。已知三聚氰胺的结构简式如图所示。三聚氰胺是氰胺(H2NCN)的三聚体,请回答下列问题:(1)写出基态碳原子的电子排布式:。(2)氰胺中CN中的氮原子、三聚氰胺环状结构中的氮原子和氨基中的氮原子,这三种氮原子的杂化轨道类型分别是、。(3)一个三聚氰胺分子中有个键。(4)三聚氰胺与三聚氰酸()分子相互之间通过氢键结合,在肾脏内易形成结石。三聚氰酸分子中碳原子采取杂化。该分子的结构简式中,形成双键的两个原子之间的共价键是(填字母)。A.两个键B.两个键C.一个键,一个键第1课时杂化轨道理论1.B原子轨道形成杂化轨道前后,轨道数目不变,用于形成杂化轨道的原子轨道的能量相近,并满足

9、最大重叠原理、最小排斥原理。2.B杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对,故B正确,A错误;NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的一个s轨道和三个p轨道杂化而成的,C不正确;在乙烯分子中,一个碳原子的三个sp2杂化轨道中的两个sp2杂化轨道与两个氢原子的s轨道重叠形成两个CH键,剩下的一个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成一个CC键,D不正确。3.ACH4中碳原子为饱和碳原子,采用sp3杂化。A项,亚甲基碳原子为饱和碳原子,采用sp3杂化;B、C项,CC键中的不饱和碳原子采用sp2杂化;D项,CC键中的不饱和碳原子采用sp杂化。A项符合题意。4.BNH3分子中氮原子采用s

10、p3杂化;PCl3可类比NH3,磷原子采用sp3杂化;H2O分子中氧原子采用sp3杂化。5.D甲烷分子中碳原子采取sp3杂化,四个等同的杂化轨道分别与四个氢原子的s轨道重叠,形成正四面体形的分子。6.Asp杂化轨道的夹角为180,故最大。7.C乙炔是直线形分子,碳原子采取sp杂化形成两个sp杂化轨道,碳原子上的另两个p轨道未参与杂化,而是与另一个碳原子同样的轨道形成两个键;CS2类似于CO2,是直线形分子,其中碳原子也采取sp杂化;HCHO是三角形分子,碳原子采取sp2杂化;C3H8是烷烃,类似于CH4,碳原子采取sp3杂化。8.ACu的价电子排布式为3d104s1,位于周期表的ds区,故A错

11、误;基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4,占据的最低能级为1s,电子云轮廓图为球形,故B正确;NH3中的N为sp3杂化,N上有一对孤电子对,使得NH3分子中的键角小于10928,而SO42-中的S也是sp3杂化,但S上没有孤电子对,所以SO42-中的键角为10928,所以NH3分子中的键角小于SO42-中的键角,故C正确;基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,3p能级上有4个电子,根据洪特规则,价电子轨道表示式为,未成对电子数为2,故D正确。9.C分子中的两个碳原子都是采用sp2杂化,溴原子的价电子排布式为4s24p5,4p轨道上有一个单电子,与碳原子的一个sp2杂化

12、轨道成键。10.BCH4、CF4、SiH4中C与Si的价电子排布式为ns2np2,在参与成键时都是形成了4个sp3杂化轨道,故它们的空间结构都是正四面体形。NH4+、SO42-中心原子的价电子对数分别为12(5+4-1)=4、12(6+0+2)=4,所以中心原子都是sp3杂化,NH4+、SO42-都是正四面体结构但不是分子。NH3的中心原子的价电子对数为12(5+3)=4,孤电子对数为4-3=1,中心原子为sp3杂化,但为三角锥形。11.答案直线形角形三角锥形正四面体形解析ClO-的组成决定其空间结构为直线形。其他3种离子的中心原子的杂化方式都为sp3杂化,那么从离子的组成上看其空间结构依次类

13、似于H2O、NH3、CH4(或NH4+),分别为角形、三角锥形、正四面体形。12.BA选项,CO2中心原子为sp杂化,SO2中心原子为sp2杂化,A不正确;B选项,CH4、NH3中心原子均为sp3杂化,B正确;C选项,BeCl2中心原子为sp杂化,BCl3中心原子为sp2杂化,C不正确;D选项,C2H2中心原子为sp杂化,C2H4中心原子为sp2杂化,D不正确。13.DBF3为三角形,NH4+为正四面体形,CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道杂化形成四个sp3杂化轨道,然后与氢的1s轨道重叠,形成四个CH键。14.D苯分子中的碳原子采取sp2杂化,六个碳碳键完全相同,呈平面正六边形结构,键角

14、皆为120;在苯分子中有一个大键,因此苯分子中的碳碳键并不是单、双键交替结构,也就不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。15.BC杂化轨道只能形成键,而不能形成键。每个碳原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与相邻的两个碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成键;每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成键;未参与杂化的2p轨道形成大键。16.C甲醛分子(CH2O)中的碳原子采取的是sp2杂化,三个杂化轨道呈三角形,其中两个sp2杂化轨道分别与一个氢原子的s轨道形成CH键,另一个sp2杂化轨道与氧原子的p轨道形成一个键,碳原子中未用于杂化的一个p轨道与氧原子的p轨道形

15、成一个键。17.BC根据碳铂的结构简式可知,与4个C相连的碳原子为sp3杂化,存在四面体形结构,因此分子中所有碳原子不可能在同一平面上,A错误;顺铂分子中N原子形成4个共价单键,因此杂化类型为sp3杂化,B正确;碳铂分子中sp3杂化的碳原子有4个,sp2杂化的碳原子有2个,即数目之比为21,C正确;由题中信息可知,1,1-环丁二羧酸的结构简式为,补全碳环上的氢原子,可得1mol此有机化合物含有键的数目为18NA,D错误。18.CC2H2的结构简式为CHCH,分子中含有三键,所以有键,碳原子采用sp杂化,分子的空间结构为直线形,不符合题意,故不选A;CO2的结构式为OCO,分子中含有键,碳原子采

16、用sp杂化,分子的空间结构都为直线形,不符合题意,故不选B;BeCl2分子中,铍原子形成两个共价单键,不含孤电子对,中心原子以sp杂化轨道成键,分子的空间结构为直线形,分子中不含键,故选C;BF3为平面结构,中心原子硼原子为sp2杂化,故不选D。19.BHClO分子的结构式为HOCl,氧原子应为sp3杂化,形成四个杂化轨道,其中有两对孤电子对分布在两个杂化轨道上,另两个杂化轨道分别与氢原子和氯原子各形成一个键。因为氧原子是sp3杂化,所以分子结构为角形,其电子式为HOCl,故B项正确。20.答案4sp33sp24sp34sp34sp3解析杂化轨道数为2时杂化方式为sp,杂化轨道数为3时杂化方式为sp2,杂化轨道数为4时杂化方式为sp3,类比H2O、NH3、CH4等分子中中心原子的杂化类型可得出正确答案。21.答案(1)1s22s22p2(2)spsp2sp3(3)15(4)sp2C解析(2)CN中的氮原子、三聚氰胺分子中环上的氮原子、NH2中的氮原子分别形成1、2、3个键且均有一对孤电子对,所以分别采取sp、sp2、sp3杂化。(3)除每个双键中有一个键外,其余均为键,共15个。(4)由于该分子中碳原子形成双键,则应采取sp2杂化。形成双键的两个原子之间有一个键、一个键。