2020-2021学年高中化学人教版（2019）选择性必修2:第二章第2节第二课时,杂化轨道理论,课时作业

杂化轨道理论 1．甲烷中的碳原子采用sp3杂化，下列用*标注的碳原子的杂化类型和甲烷中的碳原子的杂化类型一致的是(　　) 2．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BF，则BF3和BF中B原子的杂化轨道类型分别是(　　) A．sp2、sp2 B．sp3、sp3 C．sp2、sp3 D．sp、sp2 3．下列物质，中心原子的“杂化方式”及“分子立体构型”与CH2O(甲醛)相同的是(　　) A．PCl3 B．NH3 C．CH2Br2 D．AlBr3 4．下列分子所含碳原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是(　　) 5．白磷是一种能自燃的单质，其分子的球棍模型如图所示：，下列叙述错误的是(　　) A．每个磷原子形成3个σ键，磷原子为sp2杂化 B．每个磷原子的价层电子对数为4，磷原子均为sp3杂化 C．1 mol白磷中共含6 mol非极性键 D．白磷的分子构型为正四面体形 6．化合物A是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式如图所示：，下列说法正确的是(　　) A．碳、氮原子的杂化类型相同 B．氮原子与碳原子分别为sp3杂化与sp2杂化 C．1 mol A分子中所含σ键为10 mol D．编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内 7．下列关于原子轨道的说法正确的是(　　) A．杂化轨道形成共价键时，只能形成σ键不能形成π键 B．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 C．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其立体构型都是正四面体形 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 8．下列关于NH、NH3、NH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．三种微粒的立体构型相同 D．键角大小关系：NH>NH3>NH 9．下列四种分子中，中心原子的杂化方式与其它三种不同的是(　　) A．(SOCl2)　　　　　B．H2O C．CH4 D．AlCl3 10．甲烷分子(CH4)失去一个H＋，形成甲基阴离子(CH)，在这个过程中，下列描述不合理的是(　　) A．碳原子的杂化类型发生了改变 B．微粒的形状发生了改变 C．微粒的稳定性发生了改变 D．微粒中的键角发生了改变 11．下列分子中，各分子的空间构型、中心原子的杂化方式以及孤电子对数均正确的是(　　) 选项 分子 空间 构型 杂化 方式 孤电子 对数 A NH3 平面三 角形 sp3杂化 N含有一对 孤电子对 B CCl4 正四面体 sp3杂化 C不含有孤电子对 C H2O V形 sp2杂化 O含有两对 孤电子对 D CO 三角锥形 sp3杂化 C含有一对 孤电子对 12.毒奶粉主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺(结构如图)。

下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是(　　) A．一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键 B．所有氮原子均采取sp3杂化 C．所有原子可能在同一平面 D．三聚氰胺分子中同时含有极性键和非极性键 13．已知以下反应中的四种物质由三种元素组成，其中a的分子立体构型为正四面体形，组成a物质的两种元素的原子序数之和小于10，组成b物质的元素为第三周期元素。下列判断正确的是(　　) A．四种分子中的化学键均是极性键 B．a、c分子中中心原子均采用sp3杂化 C．四种分子中既有σ键，又有π键 D．b、d分子中共价键的键能：b>d 14．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型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 15．已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、6，且都含有18个电子，B、C由两种元素的原子组成，且分子中两种原子的个数比均为1:2。D是假酒中一种有毒的有机物。

(1)构成A分子的原子的元素符号是________。

(2)已知B分子的键角为105°，判断该分子构型为________；
中心原子杂化类型为________。

(3)C分子为________。

(4)D分子中共有________个σ键，________个π键。

16．元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢形成的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数约为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)在X和Y两种元素形成的化合物中：
①X的质量分数为50%的化合物的化学式为________；
该分子的中心原子发生________杂化，分子构型为________。

②X的质量分数为60%的化合物的化学式为________；
该分子的中心原子发生________杂化，分子构型为________。

(2)由元素X、Y和氢三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式________、________，两种酸的阴离子分别为________和________，其立体构型分别为________和________。

(3)在由氢元素与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V形的是________(写分子式)。

17．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。

(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为____________。

(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型有________，羰基碳原子的杂化轨道类型为________。

(3)已知，可用异氰酸苯酯与2­氯­4­氨基吡啶反应生成氯吡苯脲：
，反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂________mol σ键，断裂________mol π键。

(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。

①请用共价键的相关知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因：________________________。

②H2O、NH3、CO2分子的空间构型分别是______________，中心原子的杂化类型分别是__________________。

课时作业7 1．解析：CH4中碳原子为饱和碳原子，采用sp3杂化。A项，亚甲基碳原子为饱和碳原子，采用sp3杂化；
B、C项，C===C中的不饱和碳原子采用sp2杂化；
D项，C≡C中的不饱和碳原子采用sp杂化。A项符合题意。

答案：A 2．答案：C 3．答案：D 4．解析：乙醛中甲基的碳原子采取sp3杂化，醛基中的碳原子采取sp2杂化；
丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子均采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂化；
甲醛中碳原子采取sp2杂化；
丙炔中甲基的碳原子采取sp3杂化，碳碳三键中两个碳原子均采取sp杂化。

答案：A 5．解析：由白磷分子的球棍模型图可知，每个磷原子均形成了3个σ键，且每个磷原子还有一对孤电子对，故价层电子对数为4，磷原子为sp3杂化，A项错误，B项正确；
由图可知C、D项正确。

答案：A 6．解析：A分子中碳、氮原子各形成了3个σ键，氮原子有一对孤电子对而碳原子没有，故氮原子是sp3杂化而碳原子是sp2杂化，A项错误，B项正确；
A分子中有一个碳氧双键，故有12对共用电子对、11个σ键，C项错误；
由于氮原子为sp3杂化，故相应的四个原子形成的是三角锥形结构，不可能共平面，D项错误。

答案：B 7．解析：中心原子采取sp3杂化，轨道形状是正四面体，但如果中心原子还有孤电子对，分子的立体构型则不是正四面体；
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。

答案：A 8．解析：NH、NH3、NH含有的电子数均为10，A项正确；
NH、NH3、NH三种微粒中氮原子的杂化方式均为sp3杂化，B项正确；
NH立体构型为正四面体形，NH3为三角锥形，NH为V形，C项错误；
NH、NH3、NH三种微粒的键角大小关系为NH>NH3>NH，D项正确。

答案：C 9．解析：SOCl2、H2O、CH4中中心原子的价层电子对数均为4，均采取sp3杂化，而AlCl3中中心原子的价层电子对数为3，属于sp2杂化，故选D。

答案：D 10．解析：CH4为正四面体结构，而CH为三角锥形结构，形状、键角、稳定性均发生改变，但杂化类型不变，仍是sp3杂化。

答案：A 11．解析：NH3中心原子的价层电子对数＝3＋(5－3×1)＝4，N原子的杂化方式为sp3，含有一对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，A项错误；
CCl4中心原子的价层电子对数＝4＋(4－4×1)＝4，C原子的杂化方式为sp3，没有孤电子对，分子的立体构型为正四面体，B项正确；
H2O中心原子的价层电子对数＝2＋(6－2×1)＝4，O原子的杂化方式为sp3，含有两对孤电子对，分子的立体构型为V形，C项错误；
CO中心原子的价层电子对数＝3＋(4＋2－3×2)＝3，C原子的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体构型为平面三角形，D项错误。

答案：B 12．解析：分子中含6个N－H,6个C－N,3个C===N，双键中有1个σ键，共15个σ键，故A正确；
C===N中，C原子为sp2杂化， N原子也为sp2杂化，－NH2中N原子(连接的都是单键)为sp3杂化，杂化类型不同，B错误；
由于—NH2中N为sp3杂化，所以不可能在同一平面，C错误；
同种元素原子之间才能形成非极性键，该分子结构中没有相同的原子连接，则该分子内只有极性键，故D错误。

答案：A 13．解析：b是氯与氯形成的非极性共价键，故A项错误；
甲烷中碳与氢形成4个碳氢σ键、一氯甲烷分子中形成三个碳氢σ键和一个碳氯σ键，中心原子均为sp3杂化，故B项正确；
四种分子中只存在σ键而没有π键，故C项错误；
氯的原子半径大于氢原子半径，所以氯气分子中的氯氯键的键能小于氯化氢分子中的氢氯键共价键的键能，故D项错误。

答案：B 14．解析：氮的最高价氧化物为N2O5，由两种离子构成，其中阴离子构型为平面正三角形，化学式应为NO，则其阳离子的化学式为：NO，其中心N原子价电子对数为2＋(5－1－2×2)＝2，所以其中的氮原子按sp方式杂化，阳离子的构型为直线型，故合理选项是D。

答案：D 15．解析：根据题目所给信息可以判断出A、B、C、D四种分子分别为Ar、H2S、N2H4、CH3OH。H2S中心S原子轨道杂化类型为sp3杂化，且有两个孤电子对，所以H—S—H键角为105°，立体构型为V形。假酒中含有毒的物质甲醇(CH3OH)，在CH3OH中有5个共价键均为σ键，没有π键。

答案：(1)Ar　(2)V形　sp3杂化　(3)N2H4　 (4)5　0 16．解析：根据氢化物化学式H2X，知×100%≈88.9%。可推知X的相对原子质量为16，则X为O，Y为S，则其氧化物分别为SO2、SO3，形成的酸分别为H2SO3和H2SO4，对应的酸根阴离子分别为SO和SO。对于各种微粒的空间构型如SO2、SO3、SO和SO，可依据步骤依次判断如下：
SO2 SO3 SO SO 价层电子对数 3 3 4 4 σ键数 2 3 3 4 孤电子对数 1 0 1 0 杂化轨道数 3 3 4 4 立体构型 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体 氧元素与氢元素形成的化合物可能为H2O或H2O2，其中H2O分子为V形，H2O2分子中存在非极性键“—O—O—”。

答案：(1)①SO2　sp2　V形　②SO3　sp2　平面三角形　(2)H2SO3　H2SO4　SO　SO　三角锥形　正四面体形　(3)H2O2　H2O 17．解析：(1)根据构造原理可知，氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，采取sp3杂化，剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，采取sp2杂化；
羰基碳原子形成2个单键和1个双键，采取sp2杂化。(3)由于σ键比π键稳定，根据反应方程式可知，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的N===C键中的π键和2­氯­4­氨基吡啶分子中的N—H键。(4)①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，H—O键的键能大于H—N键的键能，所以H2O分子比NH3分子稳定。②H2O分子中O原子的价层电子对数＝2＋＝4，孤电子对数为2，所以其空间构型为V形，O原子采取sp3杂化；
NH3分子中N原子的价层电子对数＝3＋＝4，孤电子对数为1，所以其空间构型为三角锥形，N原子采取sp3杂化；
CO2分子中C原子的价层电子对数＝2＋＝2，不含孤电子对，所以其空间构型为直线形，C原子采取sp杂化。

答案：(1)1　(2)sp2、sp3　sp2　(3)1　1 (4)①H—O键的键能大于H—N键的键能　②V形、三角锥形、直线形　sp3、sp3、sp