高中化学第2章　杂化轨道理论（作业）

作业10杂化轨道理论(分值：100分)(选择题1~13题，每小题6分，共78分)题组一杂化轨道理论1.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，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道B.轨道杂化前后轨道数目可以相等，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sp、sp2、sp3杂化等2.(2023·长沙南雅中学高二检测)能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为()A.B.C.D.3.在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是()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.碳与氢原子之间是sp2杂化轨道形成的σ键，碳与碳原子之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D.碳与碳原子之间是sp2杂化轨道形成的σ键，碳与氢原子之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键4.(2023·西安第一中学高二检测)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为s⁃sσ键，p轨道与p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为p⁃pσ键，请你指出下列分子中含有s⁃sp2σ键的是()A.N2 B.C2H4 C.C2H2 D.HCl5.BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成BF4-，则BF3和BF4-中B原子的杂化轨道类型分别是A.sp2、sp2 B.sp3、sp3C.sp2、sp3 D.sp、sp26.下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是()A.乙醛［］B.丙烯腈［］C.甲醛［］D.丙炔［］题组二杂化轨道理论的应用7.NO2+的空间结构和氮的杂化方式分别为(A.直线形，sp B.V形，sp2C.三角锥形，sp3 D.平面三角形，sp28.下列关于NH4+、NH3、NH2-三种微粒的说法不正确的是A.三种微粒所含有的电子数相等B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同C.三种微粒的空间结构相同D.键角大小关系：NH4+>NH39.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VSEPR模型、分子的空间结构和中心原子(S)采取的杂化方式的说法正确的是()A.四面体形、三角锥形、sp3B.平面三角形、V形、sp2C.平面三角形、平面三角形、sp2D.四面体形、三角锥形、sp210.下列说法不正确的是()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.ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道D.杂化轨道全部参与形成共价键11.下列说法正确的是（）A.PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化的结果B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道C.中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形或三角锥形或V形D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形12.下列说法正确的是()A.含有四个原子的分子的空间结构不可能为正四面体形B.分子式为AB2的分子的空间结构一定为V形C.在SO42-中硫原子的杂化方式为spD.CO32-中心碳原子的孤电子对数为13.(2024·杭州学军中学高二月考)下表中各粒子对应的空间结构及解释均错误的是()选项粒子空间结构解释ANF3三角锥形N原子采用sp3杂化BSeO2平面三角形Se原子采用sp2杂化，与H2O中的O原子杂化方式不同CC2H2直线形C原子采用sp2杂化且C原子的价电子均参与成键DSCl2V形S原子采用sp3杂化14.(10分)已知：①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl3和PCl5，氮与氢也可形成两种化合物——NH3和NH5。②PCl5分子中，P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形成5个sp3d杂化轨道，PCl5分子呈三角双锥形()。(1)NH3、PCl3和PCl5分子中，所有原子的最外层电子数都是8个的是(填分子式)，该分子的空间结构是。

(2)下列关于PCl5分子的说法正确的有(填字母)。

A.PCl5分子中磷原子没有孤电子对B.PCl5分子中没有形成π键C.PCl5分子中所有的Cl—P—Cl键角都相等(3)N、P是同一族元素，P能形成PCl3、PCl5两种氯化物，而N只能形成一种氯化物NCl3，而不能形成NCl5，原因是。

(4)经测定，NH5中存在离子键，N原子最外层电子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2，则NH5中H元素的化合价为和；该化合物中N原子的杂化方式为杂化。

15.(12分)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)AsCl3分子的空间结构为，其中As的杂化轨道类型为。

(2)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为。

(3)一种有机化合物的结构简式如下：①该分子中有个sp2杂化的碳原子；个sp3杂化的碳原子。

②该分子中有个sp2⁃sp3σ键；sp3⁃sp3σ键。

(4)SCN-与NO2+的结构相同，空间结构呈形，中心原子都采取(5)CO32-、NO3-等粒子具有相同的原子个数，它们的价电子总数都是，空间结构呈答案精析1.B［原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道，轨道数不变，轨道形状发生变化，A正确、B错误；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，这样形成的分子才能最稳定，C正确。］2.D［碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道上并且自旋状态相同。］3.A［乙烯分子中存在4个C—H和1个CC，碳原子上没有孤电子对，成键电子对数为3，则C原子采取sp2杂化，碳氢键是sp2杂化轨道形成的σ键，碳碳双键中有1个是sp2杂化轨道形成的σ键，还有1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键，A项正确。］4.B［N2存在p⁃pσ键和π键，A项错误；C2H4中，C原子为sp2杂化，存在s⁃sp2σ键，B项正确；C2H2中，中心C原子发生sp杂化，形成s⁃spσ键，C项错误；HCl中只存在s⁃pσ键，D项错误。］5.C［BF3中B原子的价层电子对数为3，所以为sp2杂化，BF4-中B原子的价层电子对数为4，所以为sp36.A［甲基中C原子为sp3杂化，—CHO中C原子为sp2杂化，A项正确；碳碳双键中C原子为sp2杂化，—CN中C原子为sp杂化，B项错误；—CHO中C原子为sp2杂化，C项错误；甲基中C原子为sp3杂化，碳碳三键中C原子为sp杂化，D项错误。］7.A［NO2+中N原子价层电子对数为2+12×(5-1-2×2)=2，因此杂化类型为sp8.C［NH4+、NH3、NH2-中含有的电子数均为10，A正确；NH4+、NH3、NH2-三种微粒中氮原子的杂化方式均为sp3杂化，B正确；NH4+为正四面体形，NH3为三角锥形，NH2-为V形，C错误；NH4+、NH9.A［SOCl2分子中S原子形成2个S—Cl、1个SO，价层电子对数=σ键数+孤电子对数=3+12×(6-1×2-2)=4，杂化轨道数是4，故S原子采取sp3杂化，SOCl2分子的VSEPR模型为四面体形，且S原子含1个孤电子对，则其分子的空间结构为三角锥形，A项正确。］10.D［杂化过程中，原子轨道总数不变，即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等，杂化后轨道的形状发生变化，A正确；sp3、sp2与sp杂化轨道的空间结构分别为正四面体形、平面三角形和直线形，因此其杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°和180°，B正确；杂化轨道可以部分参与形成共价键，部分容纳孤电子对，D错误。］11.C［PCl3中P原子形成3个σ键，有1个孤电子对，采取sp3杂化，PCl3分子是三角锥形，A项错误；sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道，B项错误；中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形(如CH3Cl)或三角锥形(如NH3)或V形(如H2O)，C项正确；AB3型的分子空间结构可能为平面三角形(如BF3)或三角锥形(如NH3)，D项错误。］12.D［P4分子的空间结构是正四面体形，A错误；BeCl2中铍原子成键电子对数是2，无孤电子对，是sp杂化，分子是直线形，B错误；在SO42-中硫原子的孤电子对数是0，与其相连的原子数为4，根据杂化轨道理论可推知硫原子为sp3杂化，SO42-的空间结构是正四面体形，C错误；CO32-中心碳原子的成键电子对数为3，孤电子对数为12×(13.C［NF3的中心N原子上的价层电子对数为3+5-3×12=4，含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，该分子为三角锥形，N原子采用sp3杂化，故A正确；SeO2的中心Se原子上的价层电子对数为2+6-2×22=3，且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，该分子为V形，Se原子采用sp2杂化，水分子的中心O原子采用sp3杂化，故B正确；C2H2中每个碳原子上的价层电子对数都是2，都不含孤电子对，该分子为直线形，C原子采用sp杂化，且C原子的价电子均参与成键，故C错误；SCl2的中心S原子上的价层电子对数为2+6-2×12=4，含2个孤电子对，该分子为V形，S原子采用sp3杂化，故14.(1)PCl3三角锥形(2)AB(3)N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5(4)+1-1sp315.(1)三角锥形sp3(2)sp3、sp2(3)①26②33(4)直线sp(5)24平面三角sp2解析(1)AsCl3中As的价层电子对数为3+5-3×12，As