内容正文:
第2课时 杂化轨道理论简介
1.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,其空间结构都是正四面
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
2.下列关于丙烯(CH3-CH=CH2)的说
法正确的是 ( )
A.丙烯分子中 3 个碳原子在同一直
线上
B.丙烯分子中3个碳原子都是sp3 杂化
C.丙烯分子中不存在非极性键
D.丙烯分子中有8个σ键,1个π键
3.噻吩( )的芳香性略弱于苯,其中S
原子与所有 C 原子间可形成大 π键.
下列关于噻吩的说法正确的是 ( )
A.1mol噻吩中含9molσ键
B.碳原子与硫原子的杂化方式相同
C.一氯代物有4种(不含立体异构)
D.所有共价键的键长相同
4.图中 1、2、3 号碳原子的杂化类型分
别是 ( )
A.sp3、sp、sp2 B.sp2、sp、sp2
C.sp2、sp2、sp3 D.sp2、sp2、sp2
5.下列描述中正确的是 ( )
A.BeCl2 的空间结构为 V形
B.SO2-3 的空间结构为三角锥形
C.BF3 和PCl3 的中心原子均为sp2 杂化
D.SnCl2 的空间结构为直线形
6.关于下表所列四种微粒的各项描述完
全正确的一项是 ( )
选项 A B C D
分子或离子的
化学式
H2F+ PCl3 NO-2 BH-4
中心原子的杂
化轨道类型
sp sp3 sp2 sp3
VSEPR
模型名称
直线形 四面体形 平面三角形 正四面体形
分子或离子的
空间结构名称
直线形 四面体形 V形 三角锥形
7.下列中心原子的杂化轨道类型和分子
空间结构不正确的是 ( )
A.CCl4 中 C原子为sp3 杂化,为正四
面体形
B.H2S分子中,S为sp2 杂化,为直线形
C.CS2 中C原子为sp杂化,为直线形
D.BF3 中B原子为sp2 杂化,为平面三
角形
8.下列物质的分子中,键角最小的是 ( )
A.H2O B.BF3
C.H2S D.CH4
9.下列各组物质中,中心原子的杂化轨道
类型相同的一组是 ( )
A.CO2 和SO2 B.NH3 和BF3
C.H2O和BeCl2 D.CH4 和CF4
81
选择性必修二
10.已知某 XY2 分子属于 V形分子,下列
说法正确的是 ( )
A.X原子一定是sp2 杂化
B.X原子一定是sp3 杂化
C.X原子上一定存在孤电子对
D.VSEPR模型一定是平面三角形
11.化合物 A是近年来采用的锅炉水添加
剂,其结构式如图,A能除去锅炉水中溶
解的氧气,下列说法正确的是 ( )
A.A分子中所有原子都在同一平面内
B.A分子中所含的σ键与π键个数之
比为10∶1
C.所含C、N均为sp2 杂化
D.A与 O2 反应生成CO2、N2、H2O的
物质的量之比为1∶2∶3
12.下列一组粒子的中心原子杂化轨道类
型相 同,分 子 或 离 子 的 键 角 不 相 等
的是 ( )
A.CCl4、SiCl4、SiH4 B.H2S、NF3、CH4
C.BCl3、NH3、CO2 D.SO3、BF3、H3O+
13.如图是甲醛分子的模型,根据该图和
所学化学知识回答下列问题:
甲醛分子的空间填充模型 甲醛分子的球棍模型
(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是
,作出该判断的主要理由是
.
(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判
断,其中正确的是 (填序号).
①单键 ②双键 ③σ键 ④π键
⑤σ键和π键
(3)甲醛分子中 C-H 与 C-H 间的
夹角 (填“=”“>”或“<”)
120°,出现该现象的主要原因是
.
14.(1)在BF3 分子中,F-B-F的键角是
,硼原子的杂化轨道类型为
,BF3 和过量 NaF作用可生
成 NaBF4,BF-4 的 空 间 结 构 为
.
(2)肼(N2H4)分子可视为 NH3 分子
中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代
形成的另一种氮的氢化物.NH3 分子
的空间结构是 ;N2H4 分子中
氮原子轨道的杂化类型是 .
(3)H+ 可与 H2O 形成 H3O+ ,H3O+
中氧原子采用 杂化.H3O+
中 H-O-H 键角比 H2O中 H-O-
H 键角大,原因为
.
(4)SO2-4 的空间结构是
,其中硫原子的杂化轨道类型是
.
15.(1)F2 通入稀 NaOH 溶液中可生成
OF2,OF2 分子空间结构为 ,
其中氧原子的杂化轨道方式为
.
(2)CS2 分子中,共价键的类型有
(选填σ键、π键),C原子的杂化
轨道类型是 杂化.
(3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3
的化 合 物,该 化 合 物 的 空 间 结 构 为
,中心原子的杂化轨道类型
为 .
(4)化合物Cl2O的空间结构为 ,
中心原子的价层电子对数为 .
91
第二章 分子结构与性质
13.A [A.1 molS8 中 有 8 molσ键,因 此 32gS8 即
0.125molS8 中含有σ键为8×
1
8 mol=1mol
,故说法
错误;B.根据SF6 的结构式,是由S-F极性键构成,属
于对称结构,属于非极性分子,故说法正确;C.成键原
子之间只能形 成 1个 σ键,三 键 中 有 2个 π键,因 此
1mol乙炔中含有3molσ键和2molπ键,故说法正确;
D.根据选项 A分析,故说法正确.]
14.解析:(1)、(2)中可由键角直接判断分子的空间结构.
(3)五原子分子 CH4 可能有平面四边形和正四面体两
种空间结构,不管为哪种,b、c两项都成立,若为前者,
则 键 角 为 90°,CH2Cl2 有 两 种: CH
Cl
H
Cl 和
CCl
H
H
Cl;若为后者,则键角为109°28′,CH2Cl2 只
有一种.
答案:(1)V形 (2)直线形 (3)ad
15.解析:ClO-4 是 AB4 型,成 键 电 子 对 数 是 4,为 四 面 体
形.CS2 是 AB2 型,成 键 电 子 对 数 是 2,是 直 线 形.
AlBr3 是AB3 型,成键电子对数是3,是平面三角形.第二
周期非金属元素构成的中性分子的化学式,呈三角锥形的
是 NF3,呈平面三角形的是BF3,呈四面体形的是CF4.
答案:(1)四面体形 直线形 平面三角形
(2)BF3 NF3 CF4
16.解 析:(2)CO2 中 C 的 价 层 电 子 对 数 为 2 +
1
2
(4-2×2)=2,由 VSEPR模型知,两对电子对应尽
量远离,故为直线形结构,即 CO2 分子为直线形分子.
(3)H2O 分子中中心 O 原子的价层电子对数为2+
1
2
(6-2×1)=4,价层 电 子 对 共 有4对,分 占 不 同 的 位
置.它们同样要尽量远离,故它的 VSEPR模型为四面
体形(含两个孤电子对),故 H2O为 V形结构.
(4)中 心 原 子 S 原 子 的 价 层 电 子 对 数 为 4+
1
2
(6-2×2-2×1)=4,4对价层电子对,它们应尽量
远离,故为四面体结构,由于周围原子的半径不同,故
它们的构型为变形的四面体.
答案:(1)
4
直线形
180°
(2)CO2 中C周围的价层电子对数为2,由 VSEPR 模
型知,两对电子对应尽量远离,故为直线形结构
(3)V形 ∠H-O-H 的大小应略小于109°28′,因为
H2O分子中中心 O 原子价层电子对数为4,电子对共
有4对,分占不同的位置,它们同样要尽量远离,故它
的 VSEPR模型为四面体形,但是由于两个孤电子对的
排斥作用,导致∠H-O-H 略小于109°28′
(4)变形的四面体结构
第2课时 杂化轨道理论简介
1.A [AB3 型的共价化合物,A 原子可能采取sp2 杂化或
sp3 杂化,B错误;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,分子的空间结
构则不是正四面体,C错误;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,
D错误.]
2.D [乙烯分子中所有原子共平面,甲烷分子为正四面体
结构,所以该分子中3个 C 原子不在同一直线上,但是
位于同一平面上,故 A 错误;甲基上 C原子价层电子对
个数是4、碳碳双键两端的 C原子价层电子对个数都是
3,根据价层电子对互斥模型判断 C原子采用sp3 杂化、
其余两个C原子采用sp2 杂化,故B错误;同种非金属元
素之间易形成非极性键,不同非金属元素之间易形成极
性键,该分子中存在非极性键C-C键、极性键C-H 键,
故 C错误;共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一
个是π键,所以该分子中含有8个σ键,1个 π键,故 D
正确.]
3.AB [A.1 mol 噻 吩 中 含 3 mol C - C σ 键,
2molC-Sσ键,4molC-Hσ键,共9molσ键,故 A
正确;B.噻吩中S原子与所有 C原子间可形成大π键,
故碳原子与硫原子均采取sp2 杂化,每个 C原子有一个
未杂化的p轨道,每个轨道上各有一个电子,S原子有一
个未杂化的p轨道,该轨道上有2个电子,这5个未杂
化的p轨道垂直于分子平面,互相平行,“肩并肩”重叠
形成大π键,故B正确;C.该分子有2种氢原子,故一氯
代物有2种,故 C错误;D.共价键的键长与原子半径的
大小有关,S原子与 C 原子的半径不一样,故所有共价
键的键长不都相同,故 D错误;故选 AB.]
4.D [双键含有1个π键,1个σ键,CH2=CH-COOH
分子中存在 C=C,双键 C价层电子对个数=σ键个数+
孤电子对个数=3+0=3,不含孤电子对,所以图中1、2
号 C原子采用sp2 杂化;-COOH 中,碳原子价层电子
对个数=3+0=3,形成3个σ键,无孤电子对,杂化方式
为sp2 杂化,所以图中3号 C原子采用sp2 杂化.]
94
参考答案
5.B [BeCl2 中Be原子价层电子对个数=2+
2-2×1
2 =2
且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断其空间
结构为直线形,故 A错误;SO2-3 中心原子S的价层电子
对个数=3+6+2-3×22 =4
,含有1个孤电子对,空间
结构为三角锥形,故 B正确;BF3 中 B原子价层电子对
个数=3+3-3×12 =3
且不含孤电子对、PCl3 中 P原子
价层电子对个数=3+5-3×12 =4
且含有一个孤电子
对,根据价层电子对互斥模型判断中心原子杂化类型,前者
是sp2 杂化、后者是sp3 杂化,故 C错误;Sn原子价层电子
对个数=2+4-2×12 =3
且含有1个孤电子对,根据价层电
子对互斥模型判断其空间结构是 V形,故D错误.]
6.C [H2F+ 中F的价层电子对数=2+
7-1-2×1
2 =4
,
其中2个孤电子对,VSEPR模型名称为四面体形,中心
原子采用sp3 杂化,离子空间结构为 V 形,故 A 错误;
PCl3 中P的价层电子对数=3+
5-3×1
2 =4
,其中1个
孤电子对,VSEPR模型名称为四面体形,中心原子采用
sp3 杂化,分子空间结构为三角锥形,故 B错误;NO-2 中
N的价层电子对数=2+5+1-2×22 =3
,其中1个孤电
子对,VSEPR 模 型 名 称 为 平 面 三 角 形,中 心 原 子 采 用
sp2 杂化,离子空间结构为 V形,故C正确;BH-4 中B的
价层 电 子 对 数 =4+3+1-4×12 =4
,无 孤 电 子 对,
VSEPR模型名称 为 正 四 面 体 形,中 心 原 子 采 用sp3 杂
化,离子空间结构为正四面体,故 D错误.]
7.B [该分子中 C原子价层电子对个数是4且不含孤电
子对,根据价层电子对互斥模型判断中心原子杂化类型
为sp3 杂化,为正四面体形,故 A 正确;该分子中S原子
价层电子对个数是4且含有2个孤电子对,根据价层电
子对互斥模型判断中心原子杂化类型为sp3 杂化,为 V
形,故B错误;该分子中 C原子价层电子对个数是2且
不含孤电子对,根据价层电子对互斥模型判断中心原子
杂化类型为sp杂化,为直线形,故 C 正确;该分子中 B
原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,根据价层电
子对互斥理论判断中心原子杂化类型为sp2 杂化,为平
面三角形,故 D正确.]
8.C [BF3 分子中 B原子采用sp2 杂化,sp2 杂化的理论
键角为120°,B原子无孤电子对,所以BF3 分子的键角为
120°;CH4 分子中 C原子采用sp3 杂化,sp3 杂化的理论
键角为109°28′,并且 C原子无孤电子对,所以 CH4 的键
角为109°28′;H2S和 H2O 分 子 中 的 S、O 原 子 均 采 用
sp3 杂化,sp3 杂化的理论键角为109°28′,由于两种分子
中均存在两个孤电子对,孤电子对占据正四面体的两个
顶角,且 孤 电 子 对 斥 力 大 于 成 键 电 子 对 的 斥 力,导 致
H2O分子的键角<109°28′,但 O原子半径小,所以 H2O
分子中成键电子对间的斥力大于 H2S分子中成键电子
对间的斥力,即 H2O 分 子 键 角 大 于 H2S分 子 键 角;综
上,分子键角大小顺序为 BF3>CH4>H2O>H2S,所以
键角最小的是 H2S.]
9.D [CO2 分子中 C的价层电子对数=2+
4-2×2
2 =2
,
VSEPR模型为直线形,采用sp杂化,SO2 分子中S的价
层电子对数=2+6-2×22 =3
,VSEPR模型为平面三角
形,采用sp2 杂化,所以中心原子的杂化类型不相同,故
A不选;NH3 分子中 N的价层电子对数=3+
5-3
2 =4
,
VSEPR模型为四面体,采用sp3 杂化,BF3 分子中 B的
价层电子对数=3+3-3×12 =3
,VSEPR模型为平面三
角形,采用sp2 杂化,所以中心原子的杂化类型不相同,
故B不选;H2O分子中 O的价层电子对数=2+
6-2
2 =
4,VSEPR模型为 四 面 体,采 用sp3 杂 化,BeCl2 分 子 中
Be的价层电子对数=2+2-1×22 =2
,VSEPR模型为直
线形,采用sp杂化,所以中心原子的杂化类型不相同,故
C不选;CH4 分子中 C的价层电子对数=4+
4-4
2 =4
,
VSEPR模型为四面体,采用sp3 杂化,CF4 分子中 C的
价层电子 对 数 =4+4-4×12 =4
,VSEPR 模 型 为 四 面
体,采用sp3 杂 化,所 以 中 心 原 子 的 杂 化 类 型 相 同,故
选 D.]
10.C [XY2 分子属于 V 形分子,X 原子可能采用sp3 杂
化,如 OF2,故 A错误;XY2 分子属于 V形分子,X原子
可能采用sp2 杂化,如SO2,故B错误;如果 X原子上没
有孤电子对,该分子中 X价层电子对个数是2,则该分
子为直线形分子而不是 V 形分子,所以要使该分子为
V形分子,则 X原子上一定含有孤电子对,故 C正确;
如果 X原子含有2个孤电子对,则 VSEPR模型为四面
体形,如 OF2,故 D错误.]
11.D [因氨气分子空间结构为三角锥形,即氮原子与所
连的三个原子不在同一平面,类比可知 A 分子中所有
原子 不 可 能 共 平 面,故 A 错 误;一 个 单 键 就 是1个 σ
键,一个双键含有1个σ键和1个π键,所以 A 分子中
05
选择性必修二
含有11个σ键和1个π键,故B错误;N原子形成3个
σ键,且有一个孤电子,价层电子对数为4,sp3 杂化,故
C错误;根据元素原子守恒,1molA 在足量 O2 中燃烧
生成 CO2、N2、H2O 的物质的量分别为1mol、2mol、
3mol,物质的量之比为1∶2∶3,故 D正确.]
12.B [CCl4 中 C原子杂化轨道数=σ键数+孤电子对数
=4+0=4,所以采取sp3 杂化,SiCl4 中Si原子杂化轨
道数=σ键数+孤电子对数=4+0=4,所以采取sp3
杂化,SiH4 中Si原子杂化轨道数=σ键数+孤电子对
数=4+0=4,所以采取sp3 杂化,中心原子都是sp3 杂
化,其键角相同,故 A 错误;H2S中 S原子杂化轨道数
=σ键数+孤电子对数=2+6-22 =4
,所以采取sp3 杂
化,分子构型为 V 形,NF3 中氮原子杂化轨道数=σ键
数+孤电子对数=3+5-32 =4
,所以采取sp3 杂化,分
于构型为四面体形,CH4 中C原子杂化轨道数=σ键数
+孤电子对数=4+0=4,所以采取sp3 杂化,分子构型
为正四面体形,中心原子都是sp3 杂化,孤电子对数不
同,分子的键角不相同,故 B正确;BCl3 中 B原子杂化
轨道数=σ键数+孤电子对数=3+0=3,sp2 杂化,分
子的空间结构为平面三角形,NH3 中氮原子杂化轨道
数=σ键数+孤电子对数=3+5-32 =4
,所以采取sp3
杂化,CO2 中碳原子杂化轨道数=σ键数+孤电子对数
=2+0=2,所以采取sp杂化,BCl3、NH3、CO2 中中心
原子杂化类型不相同,分子的键角不相等,故 C 错误;
SO3 中,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=
3+12
(6-3×2)=3,含孤电子对数为0,杂化轨道数
3,硫原子采用sp2 杂化,分子形状为平面三角形;BF3
中B原子杂化轨道数=σ键数+孤电子对数=3+0=
3,sp2 杂化,分子的空间结构为平面三角形,H3O+ 中 O
原子杂化轨道数=σ键数+孤电子对数=3+6-3-12
=4,所 以 采 取sp3 杂 化,空 间 结 构 为 三 角 锥 形,SO3、
BF3、H3O+ 中心原子杂化轨道类型不相同,分子或离子
的键角不相等,故 D错误.]
13.解析:(1)原子的杂化轨道类型不同,分子的空间结构
也不同.由图可知,甲醛分子为平面三角形,所以甲醛
分子中的碳原子采取sp2 杂化.(2)醛类分子中都含有
C=O,所以甲醛分子中的碳氧键是双键.一般来说,双
键是σ键和π键的组合.(3)由于碳氧双键中存在π键,
它对C—H 的排斥作用较强,所以甲醛分子中C—H 与
C—H 间的夹角小于120°.
答案:(1)sp2 杂化 甲醛分子的空间结构为平面三角
形 (2)②⑤ (3)< 碳氧双键中存在π键,它对 C-
H 的排斥作用较强
14.解析:(1)因为BF3 的空间结构为平面三角形,所以F-
B-F的键角为120°,BF3 分子中σ键数为3,孤电子对
数=12
(3-1×3)=0,故杂化轨道数为3,应为sp2 杂
化;BF-4 中B原子形成σ键数为4,孤电子对数=
1
2
(3
+1-1×4)=0,为sp3 杂化,为正四面体形.
(2)在 NH3 分子中,有3个 N-H 键和一个孤电子对,
根据价层电子对互斥模型判断分子空间结构为三角锥
形;在 N2H4 中,氮原子价层电子对数为
5+3
2 =4
,所以
氮原子的杂化轨道方式为sp3 杂化.(3)H3O+ 中氧原
子采用sp3 杂化.(4)SO2-4 的中心原子 S的成键电子
对数为4,无孤电子对,为正四面体结构,中心原子采用
sp3 杂化.
答案:(1)120° sp2 正四面体形
(2)三角锥形 sp3
(3)sp3 H2O中氧原子有2个孤电子对,H3O+ 中氧原
子只有1个孤电子对,排斥力较小
(4)正四面体形 sp3
15.解析:(1)OF2 分子中 O 原子的价层电子对数=2+
1
2
(6-2×1)=4,则 O 原子的杂化类型为sp3 杂化,含有
2个孤电子对,所以分子的空间结构为 V形.
(2)CS2 分子中,共价键的类型有σ键和π键,C原子的
杂化轨道类型是sp杂化.
(3)磷 和 氯 反 应 可 生 成 组 成 比 为 1∶3 的 化 合 物 为
PCl3,该化合物中P原子的价层电子对数为3+
1
2
(5-
3×1)=3+1=4,所以空间结构为三角锥形,中心原子
的杂化轨道类型为sp3 杂化.
(4)化合物 Cl2O的中心原子的价层电子对数为2+
1
2
(6-2×1)=2+2=4,空间结构为 V形.
答案:(1)V形 sp3 (2)σ键和π键 sp
(3)三角锥形 sp3 (4)V形 4
第三节 分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性
1.D [二硫化碳分子是直线形结构,是非极性分子,电荷
分布均匀,用带静电的有机玻璃棒靠近,不发生偏转,故
A错误;溴分子是非极性分子,电荷分布均匀,用带静电
的有机玻璃棒靠近,不发生偏转,故 B错误;四氯化碳分
15
参考答案