高二化学（人教版）试题 选择性必修二 课时跟踪检测（十一） 杂化轨道类型和分子空间结构的判断

课时跟踪检测(十一)杂化轨道类型和分子空间结构的判断1.(2024·陕西渭南高二阶段练习)下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是()A.AsH3平面三角形sp3杂化B.H3O+平面三角形sp2杂化C.H2SeV形sp3杂化D.CO32−三角锥形sp2.(2024·天津滨海新区高二阶段练习)鲍林提出杂化轨道理论能解释分子的空间结构,下列关于粒子的描述正确的是()选项粒子空间结构解释ASO2V形S原子采取sp2杂化BCO2直线形C原子采取sp2杂化CSO3平面形C原子采取sp3杂化DCl四面体形Cl原子采取sp3杂化3.(2024·河南南阳高二阶段练习)下列有关分子中杂化类型和空间结构的分析不正确的是()A.XeF2中心原子的价电子对数为5B.SO2和SO3分子中S原子均采取sp2杂化,具有相同的VSEPR模型C.化合物Cl2O的空间结构为V形D.吡啶()中含有与苯类似的大π键,其N原子的孤电子对占据2p轨道4.类推的思维方法在化学学习中应用广泛,但类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论错误的是()A.Al(OH)3能与NaOH溶液反应,则Be(OH)2也能与NaOH溶液反应B.SO2是“V形”分子,则O3是“V形”分子C.NH3中N原子采用sp3杂化则PH3中P也采用sp3杂化D.工业制Mg采用电解熔融MgCl2的方法,则工业制Al也可采用电解熔融AlCl3的方法5.(2024·福建三明高二阶段练习)P原子在形成PCl5分子时,3s、3p轨道和1个3d轨道参与形成sp3d杂化,PCl5的空间构型为三角双锥形(如图所示)。下列关于PCl5分子的说法不正确的是()A.PCl5分子中价电子对数为5B.PCl5分子中没有形成π键C.PCl5分子中所有Cl—P—Cl的键角都相等D.PCl5为非极性分子6.3⁃氨基⁃1⁃金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确的是()A.分子中O原子和N原子均为sp3杂化B.分子中C—O—H的键角大于C—N—H的键角C.分子中O—H的极性大于N—H的极性D.分子式为C10H17NO7.利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge,其中[EMIM]+的结构如图所示。下列有关说法错误的是()A.该离子液体能导电B.[AlCl4]-的空间结构为正四面体形C.该物质中碳原子的杂化类型为sp3D.电解沉积金属时,金属在阴极析出8.很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ,化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的是()A.在Ⅰ中S原子采取sp2杂化B.在Ⅱ中S元素的电负性最大C.在Ⅲ中存在离子键与共价键D.在Ⅳ中硫氧键的键能均相等9.(2024·江苏扬州高二阶段练习)回答下列问题:(1)基态Cr原子价电子排布式为;核外有种不同运动状态的电子。

(2)CH3CH2OH与H2O能以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为。

(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示。化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子数为,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为。

(4)试预测N3−的空间结构为(5)仅由第二周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有(任写一组)。

10.(2024·四川凉山高二阶段练习)氢、碳、氮、氧元素的单质及化合物在很多领域有着广泛的应用。回答下列问题:(1)画出基态N原子的价电子轨道表示式,核外有种电子运动状态。

(2)下列微粒中:①PH3②NH3③H2O2④N2⑤CO2⑥C2H6⑦HCN,既有σ键又有π键的是(填序号);COCl2中σ键和π键的数目比为,其空间结构为。

(3)PH3的电子式,键角PH3(填“大于”“小于”或“等于”,下同)NH3,热稳定性:PH3NH3。

(4)N2F2(二氟氮烯)分子中的氮原子采用sp2杂化,则N2F2的结构式为。

(5)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]常用作有机合成催化剂,Cr2O72−的结构如图。1mol(NH4)2Cr2O7中σ键数目为N11.Ⅰ.①CCl4②BeCl2③CH≡CH④NH3⑤NH4+⑥BF3⑦HCHO⑧H2O⑨H2O2⑩(1)所有原子共平面的是。(填序号,下同)

(2)中心原子采用sp2杂化方式的是。

(3)含有极性键的极性分子是。

Ⅱ.掺杂了硒(Se)、碲(Te)固溶物的Ag2S是一种具有良好塑性和热电性能的柔性半导体材料,该材料能用于可穿戴式、植入式电子设备的制备。回答下列问题:(4)比较键角大小:气态SeO3分子SeO32−(填“>”“<”或“=”),原因是(5)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为形;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为,该结构中S—O键长有两类,一类键长约140pm,另一类键长约160pm,较短的键为(填图中字母)。

高阶思维训练12.由四种短周期主族元素形成的某有机物甲的结构如图所示,甲分子中所有原子共平面,X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y、Z、W、X的原子半径依次减小。下列说法错误的是()A.通常状况下,由于甲分子间形成氢键使甲呈固态B.(YZ)2为直线形分子,其中2个Y原子均采取sp杂化C.由于甲分子中所有原子共平面,所以甲分子中Z的杂化方式为sp2D.电负性:Z<W,第一电离能:W>Z>Y13.氧化铟基纳米催化剂In2O3可用于CO2选择性加氢制备CH3OH,其反应机理如图所示。下列说法不正确的是()A.该反应每生成1molCH3OH,转移6mol电子B.CH3OH与CO2中,碳原子的杂化方式分别是sp3与sp杂化C.该反应过程中CO2只有π键断裂,没有σ键断裂,但有新σ键形成D.催化剂In2O3,参与反应生成了过渡态物质,降低了反应的活化能,加快了化学反应速率课时跟踪检测(十一)1.选CAsH3中心原子的价电子对数=3+12(5-3×1)=4,为sp3杂化,有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,A错误;H3O+的中心原子的价电子对数=3+12(6-1-3×1)=4,为sp3杂化,有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,B错误;H2Se中心原子的价电子对数=2+12(6-2×1)=4,为sp3杂化,有两个孤电子对,空间结构为V形,C正确;CO32−中心原子的价电子对数=3+12(4+2-3×2)=3,为sp2杂化2.选A二氧化硫分子中价电子对数=σ键数+孤电子对数=2+12(6-2×2)=3,含有一个孤电子对,所以硫原子采取sp2杂化,为V形结构,A正确;CO2中C原子价电子对数=2+12(4-2×2)=2,且C原子不含孤电子对,则C原子采取sp杂化,CO2为直线形,B错误;SO3中S原子价电子对数=3+12(6-3×2)=3,为sp2杂化,SO3是平面三角形,C错误;ClO3−中Cl原子价电子对数=3+12(7+1-3×2)=4,且Cl原子含有1个孤电子对,则离子中Cl原子采取sp3.选DXeF2中心原子的价电子对数为2+8−2×12=5,A正确;SO2和SO3分子中S原子的价电子对数均为3,均采取sp2杂化,VSEPR模型相同但实际空间结构不同,B正确;Cl2O分子中中心原子O的价电子对数为2+6−2×12=4,采取sp3杂化,含有2个孤电子对,实际空间结构为V形,C正确;杂化轨道用于容纳形成σ键的电子和孤电子对,未参与杂化的电子形成π键,吡啶分子中N原子的孤电子对应占据sp2杂化轨道4.选D根据对角线原则,Al、Be化学性质相似,Be(OH)2也能与NaOH溶液反应,A正确;SO2、O3互为等电子体,分子结构相似,则是“V形”分子,B正确;NH3分子中N原子的价电子对数为3+5−3×12=4,孤电子对数为1,N原子采用sp3杂化;PH3中P形成3个共价键,孤电子对数为1,也采用sp3杂化,C正确;MgCl2是离子化合物,在熔融状态下导电,能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁,AlCl3是共价化合物,在熔融状态下不导电,故不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝,工业制Al可采用电解熔融Al2O3,D5.选CPCl5分子中价电子对数为5+5−5×12=5,故A正确;PCl5分子中是由P—Cl单键构成的,没有π键,故B正确;根据题图知,平面上键角Cl—P—Cl为120°、上顶点和平面上的Cl原子形成的键角Cl—P—Cl为90°,上下顶点和P原子形成的键角Cl—P—Cl为180°,故C错误;由图可知PCl5分子结构对称,正负电荷中心重合,为非极性分子,故D6.选B分子中O原子和N原子的价电子对数均为4,故均为sp3杂化,A正确;N有一个孤电子对,O有两个孤电子对,O的孤电子对多,排斥作用大,分子中C—O—H的键角小于C—N—H的键角,B错误;电负性O>N>H,分子中O—H的极性大于N—H的极性,C正确;由结构可知,分子式为C10H17NO,D正确。7.选C离子液体中含有可以自由移动的离子,可以导电,A正确;[AlCl4]-的价电子对数为4,则其空间结构为正四面体形,B正确;由结构图可知该阳离子中含与4个原子相连的C,采用sp3杂化,环上与3个原子相连的C原子采用sp2杂化,C错误;金属阳离子在阴极上得到电子生成单质,D正确。8.选CⅠ中S原子的价电子对数=2+6−2×12=4,因此S原子采取sp3杂化,故A错误;Ⅱ中含有的元素为H、C、O、S、Hg,同周期主族元素从左至右元素的电负性逐渐增大,同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小,因此5种元素中电负性最大的为O元素,故B错误;Ⅲ中存在C—H、C—C、C—S、SO、S—O、S—H共价键,阴离子与Na+之间有离子键,故C正确;Ⅳ中的中心S原子有硫氧单键,也有硫氧双键,键能不相等,故D错误。9.解析:(1)铬元素原子序数为24,即基态铬原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1,所以价电子排布式为3d54s1;基态铬原子核外有24个电子,结合能量最低原理和泡利不相容原理可知每个电子运动状态均不同,所以核外有24种不同运动状态的电子。(2)乙醇分子含有羟基,可以和水分子形成氢键。(3)苯环上的碳原子以及形成双键的碳原子均为sp2杂化,所以有7个;化合物乙中羟基中的O原子、氨基中的N原子以及非苯环上的C原子均为sp3杂化,非金属性越强,电负性越大,所以电负性O>N>C。(4)N3−与CO2所含原子总数相同,价电子总数相同,互为等电子体,根据CO2的空间结构可知N3−应为直线形。(5)仅由第二周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有CO和N2、CO2和答案:(1)3d54s124(2)H2O与CH3CH2OH分子间能形成氢键(3)7O>N>C(4)直线形(5)N2、CO(CO2、N2O)10.解析:(1)基态N原子价电子排布为2s22p3,则基态N原子的价电子轨道表示式为,核外有7个电子,则有7种电子运动状态。(2)①PH3含P—H单键,②NH3含N—H单键,③H2O2含H—O、O—O单键,④N2含N≡N,⑤CO2含有CO,⑥C2H6含有C—C单键和C—H单键,⑦HCN含H—C单键、C≡N,既有σ键又有π键说明含有双键或三键,则④⑤⑦符合;COCl2的结构式为,OC双键中σ键、π键各一个,C—Cl为σ键,故COCl2中σ键和π键数目比为3∶1,C原子的价电子对数为3,无孤电子对,其分子空间结构为平面三角形。(3)PH3是共价化合物,P、H原子间共用3对电子对,其电子式为H︰P‥‥H︰H,N电负性大于P,导致成键电子偏向N,增大了成键电子对间的斥力,键角变大,所以键角:PH3小于NH3,同主族从上到下非金属性依次减弱,非金属性:N>P,则热稳定性:PH3小于NH3。(4)N2F2(二氟氮烯)分子中的氮原子采用sp2杂化,说明N原子的价电子对数为3,说明N原子形成—NN—结构,则N2F2的结构式为F—NN—F。(5)1个(NH4)2Cr2O7中的Cr2O72−含有8个σ键,还有2×4=8个N—H,所以1mol(NH4)2Cr2O7中σ键数目为16NA。答案:(1)7(2)④⑤⑦3∶1平面三角形(3)H︰P‥‥H︰H小于小于(4)F—NN—F11.解析:Ⅰ.①CCl4中心原子碳原子为sp3杂化,分子为正四面体形;②BeCl2中心原子铍原子为sp杂化,分子为直线形;③CH≡CH中碳原子为sp杂化,分子为直线形;④NH3中心原子氮原子为sp3杂化,分子为三角锥形;⑤NH4+中心原子氮原子为sp3杂化,离子为正四面体形;⑥BF3中心原子硼原子为sp2杂化,分子为平面正三角形;⑦HCHO中碳原子为sp2杂化,分子为平面三角形;⑧H2O中心原子氧原子为sp3杂化,分子为V形;⑨H2O2中氧原子为sp3杂化,分子为半开书页形,两个O在书轴上,两个氢分别和两个O相连,但不在同一平面上;⑩SiH4中心原子硅原子为sp3杂化(1)由上述分析,所有原子共平面的是粒子构型为平面或者直线形的,故有②③⑥⑦⑧。(2)由上述分析,中心原子采用sp2杂化方式的是⑥⑦。(3)极性键是不同原子形成的共价键,极性分子需要分子中正负电荷重心不重合,故为④⑦⑧⑨。(4)SeO3分子中心原子Se原子为sp2杂化,分子构型为平面正三角形,故键角为120°,而SeO32−离子中心原子Se原子为sp3杂化,分子构型为三角锥形,且由于孤电子对对成键电子的排斥,导致键角更小,键角小于109°28',故键角大小:气态SeO3分子>SeO32−。(5)SO3中心原子硫原子为sp2杂化,分子为平面正三角形,固体三氧化硫中S原子都成四根单键与其他原子连接,杂化轨道