2-2-3-雜化軌道理論(人教版2019選擇性必修2)(解析版)

第二節(jié)分子的空間結構第3課時雜化軌道理論時間：40分鐘一、單選題(共40分)1．白磷是一種能自燃的單質，其分子的球棍模型如圖所示：，下列敘述錯誤的是（

）A．每個磷原子的價層電子對數為4，磷原子均為sp3雜化B．每個磷原子形成3個σ鍵，磷原子為sp2雜化C．1mol白磷中共含6mol非極性鍵D．白磷的分子構型為正四面體形【答案】B【詳解】A．由白磷分子的球棍模型如圖所示，每個磷原子均形成了3個σ鍵，另外每個磷原子還有一對孤電子對，則每個磷原子的價層電子對數為4，磷原子均為sp3雜化，故A正確；B．根據A項分析，每個磷原子形成3個σ鍵，另外每個磷原子還有一對孤電子對，則每個磷原子的價層電子對數為4，磷原子為sp3雜化，故B錯誤；C．由白磷分子的球棍模型如圖所示，一個白磷分子含有6個非極性鍵，則1mol白磷中共含6mol非極性鍵，故C正確；D．一個白磷的分子由4個磷原子構成，價層電子對數為4，磷原子為sp3雜化，空間構型為正四面體形，故D正確；答案選B。2．氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關于氯化亞砜分子的空間結構和中心原子(S)采取的雜化方式的說法正確的是A．三角錐形、sp3 B．平面三角形、sp3C．平面三角形、sp2 D．三角錐形、sp2【答案】A【詳解】根據價層電子對互斥模型確定微粒的空間結構，SOCl2中原子形成2個S-Cl鍵，1個S=O鍵，價層電子對數=σ鍵個數＋孤電子對數為：，雜化軌道數是4，故原子采取sp3雜化，由于中心S原子上有一個孤電子對，分子空間結構為三角錐形，故合理選項是A。3．在BrCH=CHBr分子中，C—Br鍵采用的成鍵軌道是A．sp—p B．sp2—s C．sp2—p D．sp3—p【答案】C【詳解】首先Br有7個電子，與C共用一個后有8個，所以是sp3雜化，成鍵時提供一個P軌道；而C首先有一個電子成π鍵，所以只有3個電子，是sp2雜化。所以選C?！军c睛】本題考查的是雜化軌道理論，難度中等，判斷中心原子的雜化軌道數是關鍵，4．在SO2分子中，分子的立體構型為V形，S原子采用sp2雜化，那么SO2的鍵角A．等于120° B．大于120°C．小于120° D．等于180°【答案】C【詳解】在SO2分子中，分子的空間結構為V形，S原子采用sp2雜化，由于在S原子上含有孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用大于成鍵電子對的排斥作用，因此SO2的鍵角小于120°，故合理選項是C。5．、、都是重要的有機反應中間體，下列說法不正確的是A．碳原子均采取雜化 B．中所有原子共面C．的空間結構為三角錐形 D．和結合可得到【答案】A【詳解】A．和中碳原子采取雜化，A項錯誤；B．中碳原子采取雜化，為平面三角形，所有原子共面，B項正確；C．中C采取雜化，為三角錐形，C項正確；D．和結合可得到，D項正確。故選：A。6．下列說法正確的是①為V形分子②的空間結構為平面三角形③中有6對完全相同的成鍵電子對④和的中心原子均采取雜化A．①② B．②③ C．③④ D．①④【答案】C【詳解】①與的空間結構相同，均為直線形，錯誤；②中的價層電子對數，孤電子對數為1，則的空間結構為三角錐形，錯誤；③中含有6個S-F鍵，每個S-F鍵含有1對成鍵電子對，則分子中有6對完全相同的成鍵電子對，正確；④中的價層電子對數，中S的價層電子對數，則和的中心原子均采取雜化，正確；故選C。7．下列分子或離子中，其中心原子的雜化方式和分子或離子的空間結構均正確的是A．：、直線形 B．：、三角錐形C．：、V形 D．：、平面三角形【答案】D【詳解】A．乙炔的結構式為，每個碳原子的價層電子對數是2，且不含孤電子對，所以C原子均采取雜化，的空間結構為直線形，A項錯誤；B．的中心原子的價層電子對數，不含孤電子對，雜化軌道數為4，S原子采取雜化，分子的空間結構為正四面體形，B項錯誤；C．的中心原子的價層電子對數，所以中心原子采取雜化，該離子中含有一對孤電子對，所以其空間結構為三角錐形，C項錯誤；D．的中心原子的價層電子對數，雜化軌道數為3，所以B原子采取雜化，不含孤電子對，所以其空間結構為平面三角形，D項正確；故選：D。8．如圖所示，在乙烯分子中有5個σ鍵和一個π鍵，它們分別是A．sp2雜化軌道形成σ鍵，未雜化的2p軌道形成π鍵B．sp2雜化軌道形成π鍵，未雜化的2p軌道形成σ鍵C．C—H之間是sp2形成σ鍵，C—C之間是未參加雜化的2p軌道形成π鍵D．C—C之間是sp2形成σ鍵，C—H之間是未參加雜化的2p軌道形成π鍵【答案】A【詳解】在乙烯分子中碳原子與相連的氫原子、碳原子形成平面三角形，所以乙烯分子中每個碳原子均采取sp2雜化，其中雜化軌道形成5個σ鍵，未雜化的2p軌道形成π鍵，故選：A。9．下列關于雜化軌道的敘述中，不正確的是A．分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子不一定為正四面體結構B．雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對C．NH3和CH4兩個分子中中心原子N和C都是通過sp3雜化軌道成鍵D．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】D【詳解】A．中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子可能是正四面體(如CH4)、三角錐(如NH3)或者V形(如H2O)，A正確；B．π鍵是由未參與雜化的軌道“肩并肩”形成的，B正確；C．正四面體形的CH4和三角錐形的NH3中，中心原子N和C都是通過sp3雜化軌道成鍵，C正確；D．雜化軌道理論和VSEPR模型都是為了解釋分子的空間結構而提出的理論，兩者不矛盾，可以先通過VSEPR模型判斷出分子的構型，再判斷出中心原子的雜化類型，D錯誤；故選D。10．已知某XY2分子屬于V形分子，下列說法正確的是（

）A．X原子一定是sp2雜化 B．X原子一定為sp3雜化C．X原子上一定存在孤電子對 D．VSEPR模型一定是平面三角形【答案】C【詳解】A.X原子可能是sp2雜化，如二氧化硫分子中價層電子對數為：2+1=3，含有2個o鍵和1個孤電子對，采用sp2雜化，分子構型為V形，所以X原子可能是sp2雜化，但也可能是sp3雜化，如OF2分子，A錯誤；B.X可能是sp3雜化，如OF2分子中價層電子對數為：2+2=4，所以中心原子為sp3雜化，其VSEPR模型為正四面體，該分子中含有2個孤電子對，所以其空間構型為V形，但X原子可能是sp2雜化，如SO2，B錯誤；C.X原子一定存在孤電子對，C正確；D.VSEPR模型不一定是平面三角形，如OF2分子的VSEPR模型為正四面體，D錯誤；答案選C。二、多選題(共30分)11．世界上產量最大的通用塑料聚氯乙烯的一種制備流程如下：對于該流程中涉及的幾種物質及反應，下列說法正確的是A．乙炔分子中的原子用雜化軌道形成了一個鍵和兩個鍵B．氯乙烯分子中所有原子都在同一平面上C．氯乙烯和聚氯乙烯分子中原子采取的雜化方式相同D．加成反應和加聚反應的過程中，原子的雜化方式不一定發(fā)生改變【答案】B【詳解】A．乙炔分子中的C原子采用sp雜化，形成的雜化軌道分別用于形成鍵和鍵，沒有雜化的p軌道“肩并肩”重疊形成鍵，A項錯誤；B．氯乙烯分子中的C原子采用sp2雜化，整個分子呈平面形，所有原子都在同一平面上，B項正確；C．氯乙烯分子中的C原子是sp2雜化，聚氯乙烯分子中的C原子全部形成單鍵，均采取sp3雜化，C項錯誤；D．由流程可知，加成反應和加聚反應中，均有鍵的斷裂，C原子的雜化方式也將隨之發(fā)生改變，D項錯誤；故選B。12．圖中A、B、C、D、E表示周期表中的幾種短周期元素，下列說法不正確的是A．C、D的簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性強弱和沸點高低順序均為D>CB．A、B、C對應的簡單氫化物的還原性：C>B>AC．和兩分子的中心原子均為雜化，但兩者的鍵角大小不同D．分子中各原子均達8電子穩(wěn)定結構【答案】AB【分析】由元素在周期表中位置，可知A為氮、B為氧、C為氟、E為Si、D為Cl。【詳解】A．非金屬性F＞Cl，故簡單氫化物穩(wěn)定性HF＞HCl，由于氟化氫分子間存在氫鍵，所以沸點HF＞HCl，故A錯誤；B．同周期主族元素自左而右非金屬性逐漸增大，相應簡單氫化物的還原性逐漸減弱，則A、B、C對應的簡單氫化物的還原性：NH3＞H2O＞HF，故B錯誤；C．NCl3中N原子價層電子對數=3+=4，SiCl4分子的Si原子價層電子對數=4+=4，二者中心原子均為sp3雜化，前者為三角錐形，后者為正四面體形，兩者的鍵角大小不同，故C正確；D．SiCl4分子中Si的化合價為+4價，Cl的化合價為-1價，Si的原子最外層電子數為4，Cl的原子最外層電子數為7，則各原子都達到了8電子穩(wěn)定結構，故D正確；故選AB。13．科學家進行如圖所示的制備及應用的研究，下列說法不正確的是A．中C原子的雜化類型為B．含有約個電子C．和合成甲醇符合原子利用率100%D．圖中涉及反應包含非極性鍵的斷裂和生成【答案】CD【詳解】A．中C原子形成4個共價鍵，雜化類型為，A正確；B．1分子二氧化碳含有22個電子，則含有電子22mol，數目約個電子，B正確；C．中碳氧原子個數為1:2，甲醇中碳氧原子個數為1:1，故和合成甲醇原子利用率不會是100%，C錯誤；D．反應中沒有非極性鍵的形成，D錯誤；故選CD。14．(砒霜)是兩性氧化物(分子結構如圖所示)，溶于鹽酸生成，用還原生成。下列說法正確的是A．分子中As原子的雜化方式為雜化B．為共價化合物C．的空間結構為平面正三角形D．分子的鍵角小于109°28′【答案】D【詳解】A．分子中每個原子形成3個共價鍵，原子上還有1個孤電子對，原子的雜化軌道數目為4，所以原子的雜化方式為雜化，A錯誤；B．為離子化合物，陽離子是，陰離子為，B錯誤；C．中有3個鍵，孤電子對數為，原子采取雜化，含有1個孤電子對，所以空間結構為三角錐形，C錯誤；D．分子中原子價層電子對數為，且含有1個孤電子對，所以該分子的空間結構為三角錐形，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以鍵角小于，D正確；故選D。15．化合物A是近年來采用的鍋爐水添加劑，其結構式如圖所示，A能除去鍋爐水中溶解的氧氣。下列說法正確的是A．A分子中所有原子都在同一平面內B．A分子中所含的σ鍵與π鍵個數之比為10：1C．A分子中C、N均為sp2雜化D．A與足量O2反應生成CO2、N2、H2O的物質的量之比為1：2：3【答案】D【詳解】A．由于氨氣分子空間結構為三角錐形，即氮原子與所連的三個原子不在同一平面，所以A分子中所有原子不可能共平面，A錯誤；B．共價單鍵都是σ，共價雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵。根據A結構式可知：在1個A分子中含有11個σ鍵和1個π鍵，σ鍵與π鍵個數之比為11：1，B錯誤；C．A分子中N原子價層電子對數為3+=4，所以N原子雜化類型為sp3雜化，C錯誤；D．根據質量守恒定律可知：1molA與足量O2反應生成CO2、N2、H2O的物質的量分別為1mol、2mol、3mol，則A與足量O2反應生成CO2、N2、H2O的物質的量之比為1：2：3，D正確；故合理選項是D。三、填空題(共30分)16．請依據相關化學知識與原理完成下列各題。(1)下列一組微粒中鍵角按由大到小的順序排列為___________(填編號)。①HCN

②

③

④

⑤(2)、、、中，Cl都是以雜化軌道方式與O原子成鍵，將它們的立體構型填入表格中：離子立體構型________________________(3)S單質的常見形式為，其環(huán)狀結構如圖所示，S原子采用的軌道雜化方式是___________雜化。(4)肼分子可視為分子中的一個氫原子被(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。分子中氮原子軌道的雜化類型是___________雜化，中的六個原子___________(填“在”或“不在”)同一個平面上。【答案】(1)①④②⑤③(2)

直線形

V形

三角錐形

正四面體形(3)(4)

不在【解析】（1）①HCN分子中C原子孤電子對數為，C原子形成2個σ鍵，所以HCN為直線形分子，鍵角180°；②分子中Si原子價電子對數是4，VSEPR構型為正四面體，無孤電子對；③分子中S原子價電子對數是4，VSEPR構型為正四面體，有2個孤電子對；④中碳原子價電子對數為3，VSEPR構型為平面三角形，無孤電子對；⑤中O原子價電子對數是4，VSEPR構型為正四面體，有1個孤電子對；所以鍵角按由大到小的順序排列為①④②⑤③；（2）是2個原子構成的微粒，立體構型為直線形；中Cl價電子對數是4，有2個孤電子對，立體構型為V形；中Cl價電子對數是4，有1個孤電子對，立體構型為三角錐形；中Cl價電子對數是4，無孤電子對，立體構型為正四面體形；（3）中S原子孤電子對數為，有2個σ鍵，S原子采用的軌道雜化方式是雜化；（4）分子中氮原子形成3個σ鍵，孤電子對數為，軌道的雜化類型是雜化，中的六個原子不在同一個平面上。17．氯吡苯脲是一種常用的膨大劑，其結構簡式為，它是經國家批準使用的植物生長調節(jié)劑。(1)氯元素基態(tài)原子核外電子的未成對電子數為___________。(2)氯吡苯脲晶體中，氮原子的雜化軌道類型為___________，羰基碳原子的雜化軌道類型為___________。(3)查文獻可知，可用2-氯-4-氨基吡啶與異氰酸苯酯反應，生成氯吡苯脲，其反應方程式如下：反應過程中，每生成1mol氯吡苯脲，斷裂___________個σ鍵，斷裂___________個π鍵。(4)膨大劑能在動物體內代謝，其產物較為復雜，其中有H2O、NH3、CO2等。①請用共價鍵知識解釋H2O分子比NH3分子穩(wěn)定的原因為___________。②H2O、N