高中化学选择性必修2课时素养评价2-2-1杂化轨道理论

课时素养评价六杂化轨道理论(40分钟70分)一、选择题(本题包括7小题,每小题5分,共35分)1.(2020·三明高二检测)下列各物质中的中心原子不是采用sp3杂化的是 ()A.NH3 B.H2OC.CO2 D.CCl4【解析】选C。NH3为三角锥形,但中心原子氮原子采用sp3杂化,形成4个等同的轨道,其中一个由孤电子对占据,余下的3个未成对电子各占一个。H2O为角形,但其中的氧原子也是采用sp3杂化形成4个等同的轨道,其中两对孤电子对分别占据两个轨道,剩余的2个未成对电子各占一个。CCl4分子中C原子也采用sp3杂化,但CO2分子中C原子为sp杂化,CO2为直线形分子。2.鲍林被认为是20世纪对化学科学影响最大的人之一。杂化轨道是鲍林为了解释分子的立体构型提出的,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【解析】选A。sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°。3.乙炔分子中的碳原子采取的杂化方式是 ()A.sp杂化 B.sp2杂化C.sp3杂化 D.无法确定【解析】选A。乙炔的结构式为H—C≡C—H,其空间构型为直线形,属于sp杂化。4.下列说法中正确的是 ()A.乙炔分子中,每个碳原子都有2个未杂化的2p轨道形成π键B.sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道重新组合形成的4个能量不同的sp3杂化轨道C.凡中心原子采取sp2杂化的分子,其分子构型都是平面三角形D.氨分子中有1对未参与杂化的孤电子对【解析】选A。乙炔分子的结构式为H—C≡C—H,中心原子碳原子采取sp杂化,每个碳原子都有2个未杂化的2p轨道形成π键,A项正确;sp3杂化轨道是指同一电子层内能量相近的1个s轨道和3个p轨道进行重新组合,形成能量相同的4个sp3杂化轨道,B项错误;中心原子采取sp2杂化的分子,不含孤电子对的,其分子构型都是平面三角形,否则不是,如二氧化硫分子中,硫原子采取sp2杂化,含有1对孤电子对,所以空间构型为角形,C项错误;氨分子中,氮原子为sp3杂化,形成4个sp3杂化轨道,其中1个sp3杂化轨道已有2个电子,属于孤电子对,D项错误。5.(2020·九江高二检测)下列分子中的中心原子的杂化轨道类型相同的是 ()A.CO2与SO2 B.CH4与NH3C.BeCl2与BCl3 D.C2H4与C2H2【解析】选B。A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。6.对SO2与CO2说法正确的是 ()A.都是直线形结构B.中心原子都采取sp杂化C.硫原子和碳原子上都没有孤电子对D.SO2为角形结构,CO2为直线形结构【解析】选D。CO2中碳原子是sp杂化,是直线形结构,SO2中硫原子是sp2杂化,是角形结构,有1对孤电子对。7.(2020·西安高二检测)下列说法正确的是 ()A.H2SO4分子中三种原子均以杂化轨道成键B.NQUOTE的电子式为[QUOTEH]+,该离子呈平面正方形C.CH4分子中的4个C—H键都是由氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道重叠形成的D.CH4分子中碳原子的sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠,形成4个C—H键【解析】选D。H2SO4分子中H、O原子没有发生轨道杂化,A错误;NQUOTE呈正四面体形,B错误;CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道进行杂化形成4个sp3杂化轨道,然后碳原子的sp3杂化轨道与氢原子的1s轨道重叠形成C—Hσ键,C错误,D正确。二、非选择题(本题包括3小题,共35分)8.(12分)(2020·长沙高二检测)小明同学上网查阅了如下资料:中心原子杂化类型的判断方法:(1)公式:n=(中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数)÷2。说明:配位原子为氧原子或硫原子时,成键电子数看为0;当电荷数为正值时,公式中取“”号,当电荷数为负值时,公式中取“+”号。(2)根据n值判断杂化类型:当n=2时为sp杂化,n=3时为sp2杂化,n=4时为sp3杂化。请运用该方法计算下列微粒的n值,并判断中心原子的杂化类型。①NH3:n=______________,______________杂化。

②NQUOTE:n=______________,______________杂化。

③NQUOTE:n=______________,______________杂化。

④SO2:n=______________,______________杂化。

【解析】①NH3中n=QUOTE=4,N为sp3杂化。②NQUOTE中n=QUOTE=3,N为sp2杂化。③NQUOTE中n=QUOTE=4,N为sp3杂化。④SO2中n=QUOTE=3,S为sp2杂化。答案:①4sp3②3sp2③4sp3④3sp29.(10分)(1)在形成氨气分子时,氮原子中的原子轨道发生sp3杂化形成4个______________,形成的4个杂化轨道中,只有______________个含有未成对电子,所以只能与______________个氢原子形成共价键,又因为4个sp3杂化轨道有一对______________,所以氨气分子中的键角与甲烷不同。

(2)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用______________杂化。H3O+中H—O—H键角比

H2O中H—O—H键角大,原因为

_____________________________。

【解析】(1)在形成NH3分子时,氮原子的2p轨道和2s轨道发生sp3杂化,形成4个杂化轨道,,含有一对孤电子对,3个未成键的单电子,可以与3个氢原子形成3个σ键。(2)H3O+中杂化方式为sp3杂化;H3O+中只有一对孤电子对,H2O中有两对孤电子对,对所成共价键的排斥力H2O大于H3O+,使得H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。答案:(1)sp3杂化轨道33孤电子对(2)sp3H3O+分子中有一对孤电子对,H2O分子中有两对孤电子对,对形成的共价键的排斥力H2O大于H3O+,造成H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大10.(13分)(2020·武汉高二检测)A、B、C、D、E、F都是短周期元素,原子序数依次增大,B、C、D同周期,A、E同主族。A、C能形成两种液态化合物甲和乙,原子个数比分别为2∶1和1∶1。B元素原子有两个未成对电子,D是周期表中电负性最大的元素,F是地壳中含量最多的金属元素。根据以上信息回答下列问题:(1)比较C、D对应氢化物的稳定性

(填分子式)。(2)甲、乙两分子中含有非极性共价键的是

(填分子式),它的电子式为__。

(3)C、D、E、F的离子中,半径最小的是________(填离子符号)。

(4)B的氢化物的空间构型是__________________。

【解析】A、C能形成两种液态化合物甲和乙,则甲和乙为H2O和H2O2,且原子序数A<C,则A为氢元素,C为氧元素;B原子有两个未成对电子,其电子排布式为1s22s22p2,故B为碳元素;D是周期表中电负性最大的元素,故D为氟元素;F是地壳中含量最多的金属元素,F为铝元素。答案:(1)H2O<HF(2)H2O2QUOTEH(3)AQUOTE(4)正四面体形(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题8分,共16分)11.(2020·丽水高二检测)氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的空间构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是 ()A.三角锥形、sp3 B.角形、sp2C.平面三角形、sp2 D.三角锥形、sp2【解析】选A。根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型,价电子对数=成键电子对数+孤电子对数,成键电子对数=与中心原子成键的原子数,孤电子对数=QUOTE(axb),SOCl2中与S原子成键的原子数为3,孤电子对数=QUOTE×(61×22×1)=1,所以S原子采取sp3杂化,分子空间构型为三角锥形。12.(双选)(2020·青岛高二检测)如图在乙烯分子中有5个σ键、1个π键,它们分别()A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键C.C—H之间是ssp2形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键以及sp2sp2σ键D.C—C之间是sp2形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键以及sp2sp2σ键【解析】选A、C。乙烯分子中每个碳原子均采取sp2杂化,其中杂化轨道形成5个σ键,未杂化的2p轨道形成π键。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)13.(2020·衡水高二检测)元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%。(1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置分别为______________________、______________________。

(2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中,写出X质量分数为50%的化合物的化学式_________;该分子的中心原子以_________杂化,分子构型为______。

(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式________;该分子的中心原子以______________________杂化,分子构型为_______________。

(4)由氢元素与X元素形成的化合物中,含有非极性键的是________(写分子式),分子构型为角形的是__________________(写分子式