第2章 第2节 第2课时 杂化轨道理论简介-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2五维课堂Word课时作业（人教版2019）

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 解析：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．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 解析：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．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．1 mol噻吩中含9 mol σ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 解析：AB　[A.1 mol噻吩中含3 mol C－C σ键，2 mol C－S σ键，4 mol C－H σ键，共9 mol σ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．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 解析：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。] 5．下列描述中正确的是(　　) A．BeCl2的空间结构为V形 B．SO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 解析：B　[BeCl2中Be原子价层电子对个数＝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；SO中心原子S的价层电子对个数＝3＋＝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且不含孤电子对、PCl3中P原子价层电子对个数＝3＋＝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＋＝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．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 BH 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 解析：C　[H2F＋中F的价层电子对数＝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＋＝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中N的价层电子对数＝2＋＝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中B的价层电子对数＝4＋＝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．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 解析：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．下列物质的分子中，键角最小的是(　　) A．H2O　　　　　 B．BF3 C．H2S D．CH4 解析：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．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 解析：D　[CO2分子中C的价层电子对数＝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＋＝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＋＝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，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＋＝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，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，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，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．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 解析：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．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 解析：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，1 mol A在足量O2中燃烧生成CO2、N2、H2O的物质的量分别为1 mol、2 mol、3 mol，物质的量之比为1∶2∶3，故D正确。] 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＋ 解析：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＋＝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＋＝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＋＝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＋(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＋＝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．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 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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．(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)SO的空间结构是　________　，其中硫原子的杂化轨道类型是　________　。 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＝(3－1×3)＝0，故杂化轨道数为3，应为sp2杂化；BF中B原子形成σ键数为4，孤电子对数＝(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＝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)SO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．(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　________　。 解析：(1)OF2分子中O原子的价层电子对数＝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＋(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＋(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 学科网（北京）股份有限公司 $$