2024-2025学年新教材高中化学第2章分子结构与性质分层作业9杂化轨道理论简介课件新人教版选择性必修2

分层作业9杂化轨道理论简介A级必备知识基础练123456789101112131415题组1.杂化轨道概念的理解1.杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。有关杂化轨道理论的说法不正确的是(

)A.杂化前后的轨道数不变,但轨道的形状发生了改变B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°C.四面体形、三角锥形的结构可以用sp3杂化轨道解释D.杂化轨道全部参与形成化学键D123456789101112131415解析

杂化前后的轨道数不变,各杂化轨道尽可能分散、对称分布,导致轨道的形状发生了改变,故A正确;sp3、sp2、sp杂化轨道的空间结构分别是正四面体形、平面三角形、直线形,所以其夹角分别为109°28'、120°、180°,故B正确;四面体形(4条共价键,无孤电子对)、三角锥形(3条共价键,1个孤电子对)、V形分子(2条共价键,2个孤电子对)的结构均可用sp3杂化轨道解释,故C正确;杂化轨道可以部分参与形成化学键,如NH3分子中形成了4个sp3杂化轨道,但是只有3个参与形成化学键,故D错误。1234567891011121314152.以下关于杂化轨道的说法错误的是(

)A.第ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道B.杂化轨道既可能形成σ键,也可能形成π键C.孤电子对占据的原子轨道有可能参加杂化D.s轨道和p轨道杂化不可能有sp4出现B解析

第ⅠA族元素易失电子,如H,一个电子在1s能级上不可能杂化。杂化轨道只能形成σ键,不可能形成π键。p能级只有3个轨道,不可能有sp4杂化。1234567891011121314153.SO2催化氧化生成SO3,下列对上述过程的描述不合理的是(

)A.硫原子的杂化类型发生了改变B.微粒的形状发生了改变C.微粒的化学性质发生了改变D.微粒中的键角发生了改变A123456789101112131415解析

SO2和SO3分子中S原子的价层电子对数分别为2+

=3、3+

=3,所以硫原子的杂化类型均为sp2,没有发生改变,A符合题意。SO2中S原子价层电子对数为3,含有一个孤电子对,所以空间结构为V形;SO3中S原子价层电子对数为3,不含孤电子对,空间结构为平面三角形,微粒的形状发生了改变,B不符合题意。SO2和SO3为不同种类的分子,S元素的化合价不同,化学性质发生改变,C不符合题意。孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用,所以SO2中的键角小于SO3的键角,键角发生改变,D不符合题意。123456789101112131415题组2.杂化轨道类型的判断4.在SO2分子中,分子的空间结构为V形,S原子采用sp2杂化,那么SO2的键角(

)A.等于120° B.大于120°C.小于120° D.等于180°C解析

由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形,从理论上讲其键角应为120°,但是由于SO2分子中的S原子有一个孤电子对,对其他的两个化学键存在排斥作用,因此分子中的键角要小于120°。1234567891011121314155.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是(

)①

②CH2═CH2

③苯④CH≡CH

⑤NH3

⑥CH4A.①②③ B.①⑤⑥C.②③④ D.③⑤⑥A解析

①②③中的中心原子采取sp2杂化,④中的中心原子采取sp杂化,⑤⑥中的中心原子采取sp3杂化。1234567891011121314156.下列四种分子或离子中,中心原子的杂化方式与其他三种不同的是(

)A.SOCl2

B.C.CH2Br2 D.BCl3D解析

SOCl2、

、CH2Br2中中心原子的价层电子对数均为4,均采取sp3杂化,而BCl3中中心原子的价层电子对数为3,采取sp2杂化,故选D。123456789101112131415题组3.杂化轨道与分子的空间结构7.(1)指出下列粒子中中心原子的杂化轨道类型。①CO2

。

②SiF4

。

③NF3

。

④

。

⑤N2H4

。

sp

sp3

sp3

sp2

sp3直线形V形三角锥形正四面体形1234567891011121314158.根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构,试根据相关知识填空:(1)一种有机化合物的结构简式如下:①该分子中有

个sp2杂化碳原子,

个sp3杂化碳原子;

②该分子中有

个sp2-sp3σ键,

个sp3-sp3σ键。

2633直线sp24平面三角sp2123456789101112131415解析

(1)有机物中饱和碳原子采取sp3杂化,双键上的碳原子采取sp2杂化,三键上的碳原子是采取sp杂化。①该分子中有2个sp2杂化碳原子,6个sp3杂化碳原子;②该分子中有3个sp2-sp3

σ键,3个sp3-sp3

σ键。123456789101112131415B级关键能力提升练9.氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成,已知其阴离子空间结构为平面三角形,则其阳离子的空间结构和阳离子中氮的杂化方式为(

)A.平面三角形sp2杂化B.V形sp2杂化C.三角锥形sp3杂化D.直线形sp杂化D12345678910111213141512345678910111213141510.下列关于原子轨道的说法不正确的是(

)A.杂化轨道形成共价键时,只能形成σ键不能形成π键B.AB3型的共价化合物,其中心原子A可采用sp2或sp3杂化轨道成键C.中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子,其空间结构可能不是正四面体形D.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的D解析

中心原子采取sp3杂化,轨道形状可能是正四面体形,如果中心原子还有孤电子对,分子的空间结构则不是正四面体形;CH4分子中的sp3杂化轨道是C原子的一个2s轨道与三个2p轨道杂化而成的;AB3型的共价化合物,A原子可能采取sp2杂化或sp3杂化。12345678910111213141511.目前我国研制的稀土催化剂转化汽车尾气过程示意图如图所示,汽车尾气的主要成分有CO、NO等。下列有关说法正确的是(

)A.C3H8和H2O的中心原子杂化轨道类型均为sp3杂化B.H2O中的H—O—H键角小于H2S中的H—S—H键角C.CO2和SO2的空间结构均为直线形D.反应过程中没有非极性键的断裂和形成A123456789101112131415解析

C3H8中碳原子均为饱和碳原子,碳原子杂化方式为sp3杂化,H2O中含有2个σ键,有2个孤电子对,为sp3杂化,A正确;O的电负性大于S,O原子与H原子之间的两对成键电子比S原子与H原子之间的两对成键电子更靠近中心原子,因此O原子与H原子之间的两对成键电子距离近,排斥力大,键角大,B错误;SO2中心S原子的价层电子对数=2+×(6-2×2)=3,因此SO2为V形结构,CO2中心C原子的价层电子对数=2+×(4-2×2)=2,因此CO2是直线形结构,C错误;反应过程中有非极性键O═O的断裂和N≡N的形成,D错误。12345678910111213141512.短周期主族元素X、Y、Z、W、Q形成的化合物结构如图所示。其中Z、W相邻且与Q同周期,Y、Q同主族,X、Z同主族且Z的原子半径更小。下列说法正确的是(

)A.X、Y、Z、W四种元素可形成离子化合物B.电负性:Z>W>X>Q>YC.Q的单质可保存在煤油中D.X与Z形成的两种化合物中,X原子杂化方式不同A123456789101112131415解析

从化合物结构图可知,Z和X最外层都有6个电子,且Z和X同主族,Z的半径更小,所以Z为O元素,X为S元素;Q带1个单位正电荷,所以Q为碱金属元素,Q和Y同主族,所以Y为H元素;Q和Z同周期,所以Q为Li元素;Z和W相邻,W为N元素或F元素,形成的化合物的阴离子带1个单位负电荷,则是W得到1个电子,所以W为N元素。所以X、Y、Z、W四种元素可形成NH4HSO4、(NH4)2SO4、NH4HSO3等离子化合物,故A正确。Li对电子的吸引能力弱于H,Li的电负性小于H,故B错误。Li的密度比煤油小,不能保存在煤油中,故C错误。X与Z形成的两种化合物分别为SO2和SO3,在SO2中,S原子的价层电子对数=2+×(6-2×2)=3,S原子采取sp2杂化;在SO3中,S原子的价层电子对数=3+×(6-3×2)=3,S原子也采取sp2杂化,所以S原子杂化方式相同,故D错误。12345678910111213141513.三甲基镓[(CH3)3Ga]是应用最广泛的一种金属有机化合物,可通过如下反应制备:GaCl3+(CH3)3Al

(CH3)3Ga+AlCl3。下列说法错误的是(

)A.Al原子的核外电子有13种空间运动状态B.(CH3)3Ga中Ga原子的杂化方式为sp2C.AlCl3常以二聚体(Al2Cl6)形式存在,二聚体中各原子最外层均满足8电子结构D.Al的第一电离能比同周期相邻元素小A123456789101112131415解析

Al原子的核外电子有13个电子,占据7个轨道,有7种空间运动状态,A错误;(CH3)3Ga中Ga原子的价层电子对数是3,杂化方式为sp2,B正确;AlCl3常以二聚体(

)形式存在,二聚体中各原子最外层均满足8电子结构,C正确;同周期从左向右,第一电离能有增大的趋势,第ⅡA族、第ⅤA族最外层电子处于全充满或半充满状态,第一电离能大于相邻元素,所以Al的第一电离能比同周期相邻元素小,D正确。12345678910111213141514.在29种生命必需的元素中,按体内含量的高低可分为常量元素(如:氧、碳、氢、氮、磷等)和微量元素(如:钒、锰、钴等),回答下列问题:(1)胞嘧啶(

)是核酸(DNA和RNA)中的主要碱基组成成分之一。该分子中所有元素的电负性由小到大的顺序为

(填元素符号)。基态N原子核外电子的运动状态有

种,1mol

中含有的σ键的物质的量为

mol。

H<C<N<O713123456789101112131415(2)PH3与NH3分子结构相似,键角PH3

(填“>”“<”或“=”)NH3,其原因为

。

NH3与PH3中心原子均采取sp3杂化,N元素的电负性比P元素的大,使NH3中共用电子对更偏向N原子,共用电子对之间排斥力更大,键角更大(3)基态Co原子的核外电子排布式为

,基态Mn2+的价层电子排布式为

,的空间结构为

。

<[Ar]3d74s23d5正四面体形123456789101112131415解析

(1)非金属性越强电负性越大,故电负性:H<C<N<O,基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,故基态N原子的核外电子有7种不同的运动状态,单键由σ键构成,双键由1个σ键和1个π键构成,1

mol

中含有的σ键的物质的量为13

mol。(2)NH3与PH3中心原子均采取sp3杂化,N元素的电负性比P元素的大,使NH3中共用电子对更偏向N原子,共用电子对之间排斥力更大,键角更大,则键角