课时梯级训练(9) 杂化轨道理论简介(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版2019 单选）

课时梯级训练(9)　杂化轨道理论简介 1．下列说法正确的是 (　　) A．NH3分子为三角锥形，氮原子采取sp2杂化 B．杂化轨道只适用于形成共价键 C．SCl2属于AB2型共价化合物，中心原子S采取sp杂化轨道成键 D．价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数 D　解析：NH3分子中氮原子有3个σ键电子对和1个孤电子对，则氮原子采取sp3杂化，A错误；杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，B错误；SCl2分子中硫原子有2个σ键电子对和2个孤电子对，则S采取sp3杂化，C错误；价层电子对互斥模型中，中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数，不包括π键电子对数，D正确。 2．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空间结构和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是 (　　) A．三角锥形；sp3 B．V形；sp2 C．平面三角形；sp2 D．三角锥形；sp2 A　解析：SOCl2中心原子(S)的价层电子对数为3＋×(6－1×2－2×1)＝4，则硫原子采取sp3杂化，SOCl2分子的空间结构为三角锥形。 3．下列关于丙烯(CH3CH===CH2)分子的说法错误的是 (　　) A．有8个σ键，1个π键 B．有2个碳原子是sp2杂化 C．3个碳原子在同一平面上 D．所有原子都在同一平面上 D　解析：已知单键均为σ键，双键为1个σ键和1个π键，三键为1个σ键和2个π键，故丙烯(CH3CH===CH2)有8个σ键，1个π键，A正确；分子中甲基上的碳原子周围有4个σ键，为sp3杂化，双键所在的两个碳原子为sp2杂化，故有2个碳原子是sp2杂化，B正确；双键所在的平面上有6个原子共平面，故分子中3个碳原子在同一平面上，C正确；由于分子中存在甲基，故不可能所有原子都在同一平面上，D错误。 4．下列分子或离子中的中心原子杂化轨道类型和分子的空间结构都相同的是 (　　) A．CO2与SO2 B．NH3与BF3 C．CH4与NH D．HC≡CH与C2H4 C　解析：CO2中碳原子的价层电子对数为2，碳原子采取sp杂化；SO2中硫原子的价层电子对数为3，硫原子采取sp2杂化，则CO2是直线形，SO2是V形，A错误；NH3中氮原子有3个σ键电子对和1个孤电子对，氮原子采取sp3杂化，BF3中硼原子有3个σ键电子对，不含孤电子对，硼原子采取sp2杂化，则NH3是三角锥形，BF3是平面三角形，B错误；CH4中的碳原子和NH中的氮原子均采取sp3杂化，空间结构都是正四面体形，C正确；HC≡CH中碳原子采取sp杂化，分子的空间结构为直线形，C2H4中碳原子采取sp2杂化，分子的空间结构为平面形，D错误。 5．下列描述正确的是 (　　) A．CS2是空间结构为V形的极性分子 B．ClO的空间结构为平面三角形 C．NO中所有的原子不都在一个平面上 D．SiF4和SO的中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化 D　解析：CS2中心原子C原子周围的价层电子对数为2＋(4－2×2)＝2，故其空间结构为直线形，正、负电中心重合，为非极性分子，A错误；ClO中心原子Cl原子周围的价层电子对数为3＋×(7＋1－3×2)＝4，故其空间结构为三角锥形，B错误；NO中心原子N原子周围的价层电子对数为3＋×(5＋1－3×2)＝3，故其空间结构为平面三角形，故其中所有的原子都在一个平面上，C错误；SiF4中心原子Si原子周围的价层电子对数为4＋×(4－4×1)＝4，SO中心原子S原子周围的价层电子对数为3＋×(6＋2－3×2)＝4，故二者的中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化，D正确。 6．白磷(P4)有剧毒，白磷中毒一般用CuSO4溶液解毒，白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应：①11P＋15CuSO4＋24H2O===5Cu3P＋6H3PO4＋15H2SO4；②2P＋5CuSO4＋8H2O===5Cu＋2H3PO4＋5H2SO4。下列说法正确的是 (　　) A．基态铜原子的价电子排布图： B．PO中P的杂化类型与H2O中的O相同 C．电负性：S＞O＞P＞Cu D．基态原子未成对电子数目：S＝O＞P＞Cu B　解析：基态铜原子的价电子排布图为，A错误；PO中P和H2O中O的杂化类型均为sp3，B正确；电负性：O＞S＞P＞Cu，C错误；基态原子未成对电子数：P＞S＝O＞Cu，D错误。 7．硫元素与氯元素可形成SCl2、S2Cl2两种化合物，两种物质中各原子均满足最外层8电子稳定结构。下列说法错误的是 (　　) A．硫元素与氯元素均属于p区元素 B．SCl2与S2Cl2分子中共价键的类型不完全相同 C．S2Cl2中S的化合价为－2 D．SCl2分子中的硫原子采取sp3杂化 C　解析：硫元素和氯元素分别为第ⅥA族和第ⅦA族元素，均属于p区元素，A正确；SCl2结构为Cl—S—Cl，S2Cl2结构为Cl—S—S—Cl，SCl2中共价键均为极性键，S2Cl2中除了极性键还有非极性键，B正确；S的非金属性弱于Cl，因此S显正价，S2Cl2中S为＋1价，C错误；SCl2中S原子价层电子对数为2＋＝4，采用sp3杂化，D正确。 8．下列分子或离子空间结构和中心原子的杂化方式不正确的是 (　　) 分子或离子 空间结构 杂化方式 A 苯 平面正六边形 sp2 B SO 正四面体形 sp3 C CO 平面三角形 sp2 D SO2 直线形 sp D　解析：SO2分子中硫原子的价层电子对数为2＋×(6－2×2)＝3，含有2个σ键电子对和1个孤电子对，则VSEPR模型为平面三角形，略去孤电子对可知，SO2的空间结构为V形，中心硫原子采取sp2杂化。 9．用分子结构知识推测下列说法正确的是 (　　) A．SO2与BeCl2分子的空间结构均呈V形 B．乙炔分子中碳原子采取sp杂化，分子中σ键与π键的数目之比为3∶2 C．BF3与PCl3的VSEPR模型均为正四面体形 D．C2H4与NH3分子中均含有π键 B　解析：BeCl2分子中，中心铍原子发生sp杂化，分子呈直线形，A错误；乙炔分子结构式为H—C≡C—H，则碳原子采取sp杂化，σ键与π键的数目之比为3∶2，B正确；BF3的中心硼原子价层电子对数为3，其VSEPR模型为平面三角形，C错误；NH3分子中均是单键，结构中不含π键，D错误。 10．下列各组分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．H2Se、NF3、CH4 C．BCl3、NH3、CO2 D．TeO3、BF3、H3O＋ B　解析：CCl4、SiCl4、SiH4中C和Si的价层电子对数均为4，不含孤电子对，均采取sp3杂化，则CCl4、SiCl4、SiH4分子都是正四面体形，键角都是109°28′，A错误；H2Se、NF3、CH4的中心原子含有孤电子对数分别为2、1、0，价层电子对数均为4，则中心原子均采取sp3杂化，由于所含孤电子对数不同，孤电子对之间及孤电子对与σ键电子对之间的斥力不同，H2Se、NF3、CH4的键角依次增大，其空间结构分别为V形、三角锥形和正四面体形，B正确；BCl3、NH3、CO2的中心原子价层电子对数依次为3、4、2，杂化轨道类型分别为sp2、sp3和sp，C错误；TeO3、BF3、H3O＋的中心原子价层电子对数分别为3、3、4，杂化轨道类型分别为sp2、sp2和sp3，D错误。 11．氯元素有多种化合价，可形成Cl2O、Cl－、ClO－、ClO、ClO、ClO等粒子。下列说法错误的是 (　　) A．ClO、ClO、ClO中氯原子的杂化方式均为sp3杂化 B．基态氯原子核外电子的空间运动状态有9种 C．键角：ClO－＞ClO＞ClO＞ClO D．Cl2O的空间结构为V形，分子中的化学键的键长和键角可以通过X射线衍射实验获得 C　解析：ClO、ClO、ClO中氯原子的价层电子对数分别为2＋＝4、3＋＝4、4＋＝4，中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为正四面体形，因此Cl的杂化方式都是sp3，A正确；基态氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，s能级各有一个轨道，p能级各有3个轨道，共9个轨道，因此基态氯原子的核外电子的空间运动状态有9种，B正确；ClO、ClO、ClO三种离子的Cl原子均为sp3杂化，中心原子孤电子对越多，对成键电子对排斥越强，键角越小，ClO有2个孤电子对，空间结构呈V形，键角约为105°，ClO有1个孤电子对，空间结构呈三角锥形，键角约为107°，ClO没有孤电子对，空间结构呈四面体形，键角为109°28′，键角关系为ClO＜ClO＜ClO，C错误；Cl2O中心原子为氧原子，杂化方式为sp3，结构式为，因此空间结构为V形，分子中的化学键的键长和键角可以通过X射线衍射实验获得，D正确。 12．(2025·泸州质量诊断)胍的结构如图所示，其衍生物可作为肠道消炎药。胍得到质子后转化为具有平面结构的胍阳离子[C(NH2)3]＋。下列说法正确的是 (　　) A．胍为非极性分子且难溶于水 B．胍分子中最多有4个原子共平面 C．1个胍阳离子中有9个σ键 D．胍阳离子中N的杂化类型为sp3 C　解析：胍的结构简式为，正、负电中心不重合，为极性分子，A错误；胍分子中C===N为平面结构，则最多共面的原子个数为7，B错误；胍阳离子[C(NH2)3]＋中氮与氢原子只形成σ键，碳原子分别与3个氮原子之间形成σ键，则1个该离子中含9个σ键，C正确；[C(NH2)3]＋为平面结构，则碳原子、氮原子的杂化方式均为sp2，D错误。 13．下列每组分子的中心原子杂化方式和空间结构均相同的是 (　　) A．BF3、NF3 B．XeF2、PCl5 C．CS2、HCN D．SO2、OF2 C　解析：BF3中B原子为sp2杂化，为平面三角形，NF3中N原子为sp3杂化，为三角锥形，A错误；根据等电子原理，XeF2和PCl5的空间结构不同，B错误；CS2中C原子为sp杂化，HCN中C原子为sp杂化，且空间结构都为直线形，C正确；SO2中S原子为sp2杂化，OF2中O原子为sp3杂化，D错误。 14．下列有关化学用语正确的是 (　　) A．H2O2分子中的氧原子杂化方式为sp3杂化 B．NH3的VSEPR模型为平面三角形 C．SO2分子的空间结构为直线形 D．基态Cu原子的价层电子排布图为 A　解析：H2O2分子的氧原子含有2个σ键和2个孤电子对，故杂化方式为sp3杂化，A正确；NH3中心N原子的价层电子对数为＝4，VSEPR模型为正四面体形，B错误；SO2分子中S原子采用sp2杂化，含有1个孤电子对，故SO2分子的空间结构为V形，C错误；基态Cu原子的3d轨道为全充满结构，D错误。 15．氨基酸是构成人体必备蛋白质的基本单位，某氨基酸的结构简式如图所示。下列说法正确的是 (　　) A．基态氧原子的核外有8种运动状态不同的电子 B．第一电离能：O>N>C C．该分子中碳原子的杂化类型有sp、sp2和sp3 D．该分子间不能形成氢键 A　解析：氧是第8号元素，氧原子核外有8个电子，则基态氧原子的核外有8种运动状态不同的电子，A正确；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素，N的第一电离能大于O，B错误；该分子中饱和碳原子为sp3杂化，双键碳原子为sp2杂化，碳原子无sp杂化，C错误；该分子中含有羧基和氨基，分子间能形成氢键，D错误。 16．某离子化合物RYX3Z2X3具有优良的储氢功能，其阴离子的结构如图所示，X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y原子的L层电子数比K层电子数多1，在同周期元素中，基态Z原子的单电子数最多，下列说法错误的是 (　　) A．电负性：Z＞X＞R B．Y的杂化方式为sp3杂化 C．该阴离子中Z原子最外层均满足8电子结构 D．Z的简单氢化物的VSEPR模型为三角锥形 D　解析：由题意知，X为H，Y为B，Z为N，R为Na。电负性：N＞H＞Na，A正确；硼原子形成4个共价单键，没有孤电子对，硼原子的杂化方式为sp3杂化，B正确；该阴离子中氮原子最外层均满足8电子结构，C正确；氮的简单氢化物氨的中心氮原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，VSEPR模型为四面体形，D错误。 17．(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为______________，中心原子的杂化方式为________。 (2)As4O6的分子结构如图所示，其中As原子的杂化方式为________。 (3)AlH中，铝原子的轨道杂化方式为________；列举与AlH空间结构相同的一种离子和一种分子：______、______(填化学式)。 (4)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为______，SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角______(填“＞”“＜”或“＝”)120°。 答案：(1)3∶1　sp2　(2)sp3　(3)sp3　NH　 CH4 (4)sp2　＜ 解析：(1)COCl2分子中有1个C===O和2个C—Cl，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比为3∶1，中心原子C的价层电子对数＝3＋＝3，故中心原子杂化方式为sp2。 (2)As4O6的分子中As形成3个As—O，含有1个孤电子对，杂化轨道数目为4，杂化方式为sp3。 (3)AlH中铝原子孤电子对数＝＝0，杂化轨道数目＝4＋0＝4，铝原子杂化方式为sp3，与AlH空间结构相同的粒子，有CH4、NH。 (4)SnBr2分子中Sn价层电子对数＝2＋×(4－2×1)＝3，所以Sn的杂化方式为sp2，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120°。 18．碳可与氢形成多种烃，硼、氮、硅等元素也可以与氢形成类似于烃的化合物，请回答： (1)①基态硅原子的价层电子轨道表示式：________。 ②下列说法不正确的是________(填标号)。 A．稳定性：SiH4＜CH4 B．最简单的氮烯的分子式为N2H2，存在顺反异构 C．键角∠HNH：NH3＞H3NBH3 D．C、N原子数相同的烷烃和氮烷的沸点：氮烷＞烷烃 ③设分子中氮原子数为n，则无环状结构的氮烷分子式通式为________。 (1)一般来说，碳原子杂化轨道中的s成分越大，碳原子的电负性就越大，则给出H＋的能力：乙烯________(填“＞”“＜”或“＝”)乙炔，理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)① 　②C　③NnHn＋2 (2)＜　乙烯、乙炔中碳原子的杂化类型分别是sp2、sp，杂化轨道s成分：乙烯＜乙炔，碳原子电负性：乙烯＜乙炔，碳氢键极性：乙烯＜乙炔，给出氢离子的能力：乙烯＜乙炔 解析：(1)①Si是14号元素，根据构造原理，可知基态硅原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p2，其价层电子排布式是3s23p2，由洪特规则可知，基态硅原子价层电子轨道表示式为。②元素的非金属性越强，其形成的简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：Si＜C，所以稳定性：SiH4＜CH4，A正确；最简单的氮烯的分子式为N2H2，结构式为H—N===N—H，存在顺反异构，B正确；NH3中N的价层电子对数为3＋＝4，且含有1个孤电子对；H3NBH3中N的价层电子对数为4且不含孤电子对。孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，则键角∠HNH：NH3＜H3NBH3，C错误；C、N原子数相同的烷烃和氮烷的沸点随相对分子质量的增大而升高。假设C、N原子个数都是2，C、N原子数相同的烷烃和氮烷分别是C2H4、N2H4，相对分子质量：C2H4＜N2H4，则沸点：C2H4＜N2H4，D正确。③当氮原子个数为1时，氢原子个数为3；当氮原子个数为2时，氢原子个数为4；当氮原子个数为3时，氢原子个数为5；当氮原子个数为4时，氢原子个数为6，当氮原子个数为n时，氢原子个数为n＋2，所以其通式为NnHn＋2(n≥l且n为正整数)。 (2)一般来说，碳原子杂化轨道中的s成分越大，碳原子的电负性就越大，给出氢离子的能力越强。乙烯中碳原子采用sp2杂化、乙炔中碳原子采用sp杂化。所以碳原子杂化轨道中s成分：乙烯＜乙炔，碳原子的电负性：乙烯＜乙炔，碳氢键的极性：乙烯＜乙炔，则给出H＋的能力：乙烯＜乙炔。 学科网（北京）股份有限公司 $$