高中化学选择性必修二 2.2.2 杂化轨道理论(解析版)

1、第2章 分子结构与性质 2.2.2 杂化轨道理论选择题（共10小题）1如图所示，在乙烯分子中有5个键、1个键，下列表述正确的是( )AC、H之间是杂化轨道形成的键，C、C之间是未参加杂化的轨道形成的键BC、C之间是杂化轨道形成的键，C、H之间是未参加杂化的轨道形成的键C杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键D杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键【答案】C【解析】A. C、C之间除未参加杂化的2p轨道形成的键外，还有杂化轨道形成的键，故A错误；B. C、H之间杂化轨道形成的键，故B错误；C. 杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键，故C正确；D. 杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键，故D错误；故选

2、C。2以下有关杂化轨道的说法中正确的是( )Asp3 杂化轨道中轨道数为 4，且 4 个杂化轨道能量相同B杂化轨道既可能形成键，也可能形成键C杂化轨道不能容纳孤电子对Dsp2杂化轨道最多可形成 2 个键【答案】A【解析】A. 杂化前后轨道数目不变，杂化后轨道能量相同，因此sp3杂化轨道中轨道数为4，且4个杂化轨道能量相同，故A正确；B. 杂化轨道只能形成键，键是未参与杂化的p轨道形成的，故B错误；C. 杂化轨道可以容纳孤电子对，比如氨气，故C错误；D. sp2杂化，轨道数目有3个，因此最多可形成3个键，故D错误。故选A。3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

3、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杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道【答案】B【解析】A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时重新组合成能量相等的新轨道的过程称为杂化，所形成的新轨道称杂化轨道，A项正确；B.轨道数目杂化前后一定相等，B项错误；C.杂化改变了原子轨道的形状和方向，杂化轨道的形状更利于原子轨道间最大程度地重叠，杂化轨道力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥最小，杂化轨道形成的键更稳定，C项正确；D.杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道，如CH4中C为等性sp3杂化，H2O中O

4、为不等性sp3杂化，D项正确；故选B。4下列有关乙烯和苯分子中的化学键描述正确的是( )A苯分子中每个碳原子的杂化轨道中的其中一个形成大键B乙烯分子中键是杂化轨道形成的键键是未参加杂化的轨道形成的键C苯分子中碳碳键是杂化轨道形成的键，键是未参加杂化的轨道形成的键D乙烯和苯分子中每个碳原子都以杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键【答案】D【解析】A.苯分子中每个碳原子的未参加杂化的轨道用来形成大键，每个碳原子都以杂化方式形成键，选项A错误；B.乙烯分子中键是形成的键，键包含未参加杂化的轨道“肩并肩”形成的一个键和杂化轨道形成的一个键，选项B错误；C.苯分子中键是形成的键，碳碳键包含杂化轨道形成的键

5、和未参加杂化的轨道形成的键，选项C错误。D.乙烯和苯分子中每个碳原子都以杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键，选项D正确；答案选D。5下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是Asp杂化轨道的夹角最大 Bsp2杂化轨道的夹角最大Csp3杂化轨道的夹角最大 Dsp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等【答案】A【解析】sp杂化的空间构型是直线型，夹角180，sp3杂化的空间构型为正四面体，夹角是107 28，sp2杂化的空间构型为平面形，夹角是120 ，因此sp杂化轨道的夹角最大，故A正确。6乙烯分子中含有4个CH键和1个C=C键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况

6、分析正确的是 ()每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成两个sp杂化轨道每个C原子的2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道A B C D【答案】B【解析】乙烯分子中每个C原子与1个C原子和2个H原子成键，必须形成3个键，6个原子在同一平面上，则键角为120，为sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道，2个C原子成键时形成1个键，正确，故选B。故选B。7用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（ ）A

7、C原子的四个杂化轨道的能量一样BC原子的sp3杂化轨道之间夹角一样CC原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道DC原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据【答案】D【解析】A.杂化前的轨道能量不同，形成杂化轨道后能量就完全一样，A项正确；B.杂化轨道之间的夹角也是一样的，B项正确；C.形成杂化轨道后，碳原子原来的4个价电子将分别占据4个杂化轨道，C项正确；D.形成杂化轨道后，碳原子原来的4个价电子将分别占据4个杂化轨道，D项错误；答案选D。8在分子中，羰基与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为（ ）Asp2杂化；sp2杂化 Bsp3杂化；sp3杂化Csp2杂化；sp3杂化 Dsp杂化；sp3

8、杂化【答案】C【解析】在CH3COCH3（丙酮）分子中，羰基碳原子含有3个键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，甲基碳原子含有4个键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化；正确选项C。9根据价层电子对互斥理论及原子轨道的杂化理论判断分子的模型名称和中心原子的杂化方式为（ ）A直线形 杂化B四面体形 杂化C三角锥形 杂化D三角形 杂化【答案】B【解析】根据公式计算中心原子的杂化方式：中心原子成键数+（中心原子的价电子数电荷数-配原子价电子数配原子个数）/2 。分子： ，采取杂化， 模型为四面体型；答案选B。10下列分子中，各分子的立体构型和中心原子的杂化方式均正确的是( )ANH3 平面三角形 sp

9、3杂化BCCl4 正四面体 sp3杂化CH2O V形 sp2杂化DCO32 三角锥形 sp3杂化【答案】B【解析】根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对数=配原子个数+孤电子对数。A、NH3中心原子的价层电子对数=3+（5-31）=4，N的杂化方式为sp3，含有一对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，选项A错误；B、CCl4中心原子的价层电子对数=4+（4-41）=4，C的杂化方式为sp3，没有孤电子对，分子的立体构型为正四面体，选项B正确；C、H2O中心原子的价层电子对数=2+（6-21）=4，O的杂化方式为sp3，含有两对孤电子对，分子的立体构型为V形，选项C

10、错误；D、CO32- 中心原子的价层电子对数=3+（4+2-32）=3，C的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体构型为平面三角形，选项D错误；答案选B。二、填空题（共5题）11（1）BCl3中心原子的杂化方式为_。（2）在S的氢化物(H2S)分子中，S原子轨道的杂化类型是_。（3）H2O的分子构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。COCl2中心原子的杂化轨道类型为_。（4）在硅酸盐中，Si四面体如图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为_。【答案】sp2 sp3 V形(或角形) sp3 sp

11、2 sp3 【解析】(1)BCl3中价层电子对数为3+=3；(2)在S的氢化物(H2S)分子中，S原子价层电子对个数=2+=4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断Y原子轨道的杂化类型；(3)水分子中O原子价层电子对个数=2+=4且含有2个孤电子对，再判断分子构型及杂化轨道类型；COCl2中心原子C原子与O之间一个键，与Cl之间一个键，共形成3个键，无孤对电子；(4)硅酸盐中的硅酸根(SiO44-)为正四面体结构，中心原子Si原子成4个键，无孤对电子。(1)BCl3中价层电子对数为3+=3，硼原子为sp2杂化；(2)在S的氢化物(H2S)分子中，S原子价层电子对个数=2+=4且含有2个

12、孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断S原子轨道的杂化类型为sp3；(3)水分子中O原子形成2个键、含有2对孤电子对，杂化轨道数目为4，为sp3杂化，所以分子构型为V形；COCl2中C原子成3个键、1个键，没有孤电子对，C原子采取sp2杂化；(4)硅酸盐中的硅酸根(SiO44-)为正四面体结构，所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式。12计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质价电子对数成键电子对数孤电子对数中心原子杂化轨道类型杂化轨道/电子对空间构型轨道夹角分子空间构型键角CO2BF3CH4H2ONH3PCl3【答案】物质价电子对数成键电子对数孤电子对数中心原子杂化轨道类型杂

13、化轨道/电子对空间构型轨道夹角分子空间构型键角CO2220sp直线形180直线形180BF3330sp2平面三角形120平面三角形120CH4440sp3正四面体10928正四面体10928H2O422sp3正四面体10928V型104.5NH3431sp3正四面体10928三角锥型107.3PCl3431sp3正四面体10928三角锥型100.1【解析】中心原子孤电子对数=（a-bx），价层电子对个数=键个数+孤电子对个数；二氧化碳成键电子对数为2，孤电子对数=（4-22）=0，则价层电子对数=2，中心原子杂化方式为sp，杂化轨道电子对构型为直线形，轨道夹角为180，分子空间构型为直线形，键

14、角180；BF3成键电子对数为3，孤电子对数=（3-31）=0，则价层电子对数=3，中心原子杂化方式为sp2，杂化轨道电子对构型为平面三角形，轨道夹角为120，分子空间构型为平面三角形，键角120；CH4成键电子对数为4，孤电子对数=（4-41）=0，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为正四面体，轨道夹角为10928，分子空间构型为正四面体，键角10928；H2O成键电子对数为2，孤电子对数=（6-21）=2，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于10928，分子空间构型为四面体，键角小于104.5；NH3成键电子对

15、数为3，孤电子对数=（5-31）=1，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于10928，分子空间构型为四面体，键角小于107.3；PCl3成键电子对数为3，孤电子对数=（6-31）=1，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于10928，分子空间构型为四面体，键角小于100.1；13(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中键和键的个数比为_，中心原子的杂化方式为_。(2)As4O6的分子结构如图所示，其中As原子的杂化方式为_。(3)AlH4-中，Al原子的轨道杂化方式为_；列

16、举与AlH4-空间构型相同的一种离子和一种分子：_、_(填化学式)。(4)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为_，SnBr2分子中BrSnBr的键角_120(填“”“”或“”)。【答案】31 sp2 sp3 sp3 NH4+ CH4 sp2 【解析】（1）根据1个单键是1个键，1个双键中含有1个键，1个键以及COCl2分子的结构式来解答；（2）As4O6的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4；（3）AlH4-中Al原子孤电子对数=0，杂化轨道数目=4+0=4；互为等电子体的微粒空间构型相同，与AlH4-空间构型相同的离子，可以用C原

17、子替换Al原子则不带电荷，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子。（4）先判断价层电子对数目判断杂化类型，中心原子的孤电子对对成键电子对有排斥作用进而判断分子中SnBr的键角。【详解】（1）COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键，所以COCl2分子中键的数目为3，键的数目为1，个数比3：1，中心原子C电子对数=3+=3，故中心原子杂化方式为sp2，故答案为：3：1；sp2；（2）As4O6的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，杂化类型为sp3杂化；故答案为：sp3；（3）AlH4-中Al原子孤电子对数=0，杂化轨道数目=4+0=4，Al原子杂化方式为

18、：sp3，互为等电子体的微粒空间构型相同，与AlH4-空间构型相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NH4+，故答案为：sp3；NH4+；CH4；（4）SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数=2+（4-21）=3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120，故答案为：SP2杂化；。14铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域一项科学研究成果表明，铜锰氧化物（CuMn2O4）能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和

19、甲醛（HCHO）。（1）Cu+基态的电子排布式可表示为_。（2）1mol甲醛(HCHO)中含有的键数目为_。（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构（如图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为_。这两种不同化合物的化学式分别为_、_。（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应生成铜氨离子Cu(NH3)42+，反应的离子方程式为_；Cu(NH3)42+中存在的化学键类型有_(填序号)。A配位键B离子键C极性共价键D非极性共价键（5）金属铍与氯气也可以形成化合物，在气态二氯化铍中有单体BeCl2和

20、二聚体(BeCl2)2；在晶体中变形成多聚体(BeCl2)n。试画出各种存在形式的结构式，并指出对应Be原子的杂化轨道类型。结构式_杂化轨道类型_结构式_杂化轨道类型_结构式_杂化轨道类型_【答案】（1）Ar3d10（1分）；（2）3NA（1分）；（3）sp3；KCuCl3K2CuCl3（各1分）；（4）（每空2分）Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH-；A、C；（5）（每空1分）Cl-Be-Cl ； sp杂化；sp2杂化；sp3杂化。【解析】试题分析：（1）Cu是29号元素， Cu+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d10，也可表示为Ar3d10；（2）甲醛结构简式是，在一个分子中含有3个键和1个键，故1mol甲醛(HCHO)中含有的键数目为键；（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，因此原子杂化方式是sp3杂化，一种化合物的化学式为KCuCl3 ，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，阴离子构成与CuCl3一样，