杂化轨道理论（原卷版+解析）-人教版2019选择性必修2

2.2.2杂化轨道理论（原卷版+解析）-人教版2019选择性必修2第一部分：原卷版（练习题）一、基础知识点填空1.杂化轨道理论的概念：外界条件影响下，原子内部__________的原子轨道__________，重新组合形成一组__________、__________的新原子轨道，该过程称为原子轨道的杂化，新轨道简称__________。2.轨道杂化的三大过程：__________→__________→__________。3.杂化轨道核心规律（1）只有同一原子中__________的原子轨道才能发生杂化；（2）参与杂化的原子轨道数目__________形成的杂化轨道数目；（3）杂化轨道只用于形成__________键或者容纳__________；（4）杂化轨道空间分布会采取__________的取向，减小轨道间排斥力，使分子更稳定。4.常见杂化轨道类型对比（1）sp杂化：由__________个s轨道和__________个p轨道杂化而成，杂化轨道数目为__________，空间构型为__________，键角为__________；（2）sp²杂化：由__________个s轨道和__________个p轨道杂化而成，杂化轨道数目为__________，空间构型为__________，键角为__________；（3）sp³杂化：由__________个s轨道和__________个p轨道杂化而成，杂化轨道数目为__________，无孤电子对时空间构型为__________，键角为__________。二、单项选择题1.下列关于杂化轨道的叙述正确的是（）A.所有原子轨道都可以发生杂化B.杂化轨道能量高低各不相同C.杂化轨道与原轨道的形状、方向均不同D.杂化轨道可以形成σ键和π键2.下列分子中，中心原子采取sp杂化的是（）A.H₂OB.CO₂C.CH₄D.BF₃3.下列关于sp²杂化轨道的说法错误的是（）A.由1个s轨道和2个p轨道杂化形成B.3个sp²杂化轨道能量完全相同C.轨道夹角为120°，呈平面三角形分布D.最多可形成4个σ键4.NH₃分子中N原子的杂化方式及分子空间构型为（）A.sp²、平面三角形B.sp³、正四面体形C.sp³、三角锥形D.sp、直线形5.下列微粒中，中心原子杂化方式与其他三者不同的是（）A.SO₃B.NO₃⁻C.CO₃²⁻D.NH₄⁺6.关于CH₄、NH₃、H₂O三种分子的说法正确的是（）A.中心原子杂化方式均为sp³B.分子空间构型相同C.键角大小：H₂O＞NH₃＞CH₄D.均不存在孤电子对7.SOCl₂分子中S原子的价层电子对数和杂化方式分别是（）A.3、sp²B.4、sp³C.3、sp³D.4、sp²8.下列说法正确的是（）A.杂化轨道理论可以解释所有分子的空间结构B.孤电子对不参与价层电子对计算，不影响杂化方式C.键角大小只与杂化方式有关，与孤电子对无关D.sp杂化、sp²杂化均有未参与杂化的p轨道，可形成π键三、填空题（综合应用）1.完成下列表格，填写对应微粒的中心原子杂化方式、价层电子对数、空间构型、键角。微粒价层电子对数杂化方式空间构型键角BeCl₂BF₃H₂ONH₄⁺NO₂⁻2.CO₂分子中C原子采取_______杂化，分子空间构型为_______，分子中存在_______个σ键和_______个π键；C₂H₄分子中C原子采取_______杂化，分子为_______结构。第二部分：解析版（答案+详细讲解）一、基础知识点填空答案解析1.答案：能量相近；相互混杂、重新组合；能量相同；形状相同；杂化轨道解析：杂化轨道的核心定义，只有能量相近的轨道（如同层s、p轨道）可发生杂化，杂化后生成等量、等能量、对称分布的新轨道，提升原子成键能力。2.答案：电子激发；轨道杂化；轨道重叠成键解析：原子成键时，基态电子先激发至空轨道，再发生轨道杂化，最后杂化轨道与其他原子轨道重叠形成化学键。3.答案：（1）能量相近（2）等于（3）σ；孤电子对（4）夹角最大、排斥最小解析：杂化轨道不形成π键，π键由未参与杂化的p轨道平行重叠形成；轨道最大夹角分布是分子能量最低、结构最稳定的原因。4.答案（1）1；1；2；直线形；180°（2）1；2；3；平面三角形；120°（3）1；3；4；正四面体形；109°28′解析：三种基础杂化类型的核心参数，无孤电子对时分子空间构型与杂化轨道空间构型一致。二、单项选择题答案解析1.答案：C解析：只有能量相近的轨道可杂化（A错误）；杂化轨道能量完全相同（B错误）；杂化轨道仅形成σ键和容纳孤电子对，不形成π键（D错误）；杂化会改变轨道的形状和空间取向（C正确）。2.答案：B解析：CO₂中心C原子价层电子对数=2，无孤电子对，sp杂化，直线形；H₂O为sp³、CH₄为sp³、BF₃为sp²杂化。3.答案：D解析：sp²杂化形成3个杂化轨道，最多形成3个σ键，剩余1个未杂化p轨道形成π键，D错误。4.答案：C解析：NH₃中N原子价层电子对数=3（σ键）+1（孤电子对）=4，sp³杂化；孤电子对挤压成键轨道，分子空间构型为三角锥形，而非正四面体形。5.答案：D解析：SO₃、NO₃⁻、CO₃²⁻中心原子均为sp²杂化；NH₄⁺中心N原子价层电子对数=4，sp³杂化。6.答案：A解析：三者中心原子价层电子对数均为4，均为sp³杂化（A正确）；空间构型：CH₄正四面体形、NH₃三角锥形、H₂OV形（B错误）；键角：CH₄＞NH₃＞H₂O（孤电子对越多，挤压作用越强，键角越小，C错误）；NH₃、H₂O均含孤电子对（D错误）。7.答案：B解析：SOCl₂中S原子形成3个σ键（2个S-Cl、1个S=O），含1对孤电子对，价层电子对数=4，采取sp³杂化。8.答案：D解析：杂化轨道理论无法解释所有分子结构（A错误）；孤电子对参与价层电子对计算，直接决定杂化方式（B错误）；键角受杂化方式、孤电子对、成键原子电负性共同影响（C错误）；sp、sp²杂化均有未杂化p轨道，可形成π键（D正确）。三、填空题（综合应用）答案解析1.答案BeCl₂：2、sp、直线形、180°BF₃：3、sp²、平面三角形、120°H₂O：4、sp³、V形、约105°NH₄⁺：4、sp³、正四面体形、109°28′NO₂⁻：3、sp²、V形、约120°解析：价层电子对数=σ键数+孤电子对数；孤电子对会改变分子空间构型、压缩键角，杂化方式由价层电子对数决定（2对sp、3对sp²、4对sp³）。2.答案：sp；直线形；2；2；sp²；平面解析：CO₂结构式O=C=O，C原子sp杂化，双键含1个σ键、1个π键，共2个σ、2个π键；C₂H₄中C原子均为sp²杂化，所有原子共平面，为平面