第2章 第2节 第2课时 杂化轨道理论（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版 单选）

[对应知能达标训练P15] [基础训练] 1．下列关于杂化轨道的说法错误的是(　　) A．所有原子轨道都参与杂化 B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化 C．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键 D．杂化轨道中不一定有电子 解析　参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，A错误；同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化，B正确；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，C正确；并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对孤电子对，D正确。 答案　A 2．甲醛分子的结构式如图所示，用2个Cl取代甲醛分子中的H可得到碳酰氯，下列描述正确的是(　　) A．甲醛分子中有4个σ键 B．碳酰氯分子中的C原子为sp3杂化 C．甲醛分子中的H—C—H键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl键角相等 D．碳酰氯分子的空间结构为平面三角形，分子中存在一个π键 解析　甲醛分子中有3个σ键，A错误；碳酰氯分子中的C原子为sp2杂化，B错误；根据价层电子对互斥理论可知，碳酰氯分子中的氯原子有3对孤电子对，孤电子对对成键电子对有更强的排斥作用，所以，甲醛分子中的H—C—H键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl键角不相等，C错误；碳酰氯分子的空间结构为平面三角形，碳与氧形成的双键中有一个π键，D正确。 答案　D 3．下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是(　　) ①BF3　②　③　④C2H2 ⑤N2H4　⑥C6H6 A．①②③　　　　　 B．①③⑥ C．②③⑤ D．③④⑥ 解析　①BF3分子中硼原子杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，故正确；②分子中硫原子杂化轨道数为4，所以采取sp3杂化，故错误；③分子中碳原子杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，故正确；④CH≡CH分子中每个碳原子杂化轨道数为2，所以采取sp杂化，故错误；⑤N2H4分子中每个氮原子杂化轨道数为4，所以采取sp3杂化，故错误；⑥C6H6分子中碳原子杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，故正确。 答案　B 4．下表中各粒子对应的空间结构及解释均错误的是(　　) 选项 粒子 空间结构 解释 A NF3 三角锥形 N原子采用sp3杂化 B SeO2 平面三角形 Se原子采用sp2杂化，与H2O中的O原子杂化方式不同 C C2H2 直线形 C原子采用sp2杂化且C原子的价电子均参与成键 D SCl2 V形 S原子采用sp3杂化 解析　NF3的中心N原子上的价层电子对数为3＋＝4，含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，该分子为三角锥形，N原子采用sp3杂化，故A正确；SeO2的中心Se原子上的价层电子对数为2＋＝3，含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，该分子为V形，Se原子采用sp2杂化，水分子的中心O原子采用sp3杂化，故B正确；C2H2中每个碳原子上的价层电子对数都是2，都不含孤电子对，该分子为直线形，C原子采用sp杂化，且C原子的价电子均参与成键，故C错误；SCl2的中心S原子上的价层电子对数为2＋＝4，含2个孤电子对，该分子为V形，S原子采用sp3杂化，故D正确。 答案　C 5．下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳1个孤电子对的是(　　) A．PH3、PCl3、H3O＋ B．CO2、BF3、SO C．HCN、SO2、BeCl2 D．CH4、NH3、H2O 解析　CO2中心原子为sp杂化没有孤电子对，BF3中心原子为sp2杂化没有孤电子对，SO中心原子为sp3杂化有一个孤电子对，B错误；HCN中心原子为sp杂化没有孤电子对，SO2中心原子为sp2杂化有一个孤电子对，BeCl2中心原子为sp杂化没有孤电子对，C错误；CH4、NH3、H2O中心原子都为sp3杂化，CH4中没有孤电子对，NH3中有一个孤电子对，H2O中有两个孤电子对，D错误。 答案　A 6．CH、－CH3、CH都是重要的有机反应中间体，有关说法正确的是(　　) A．CH中的所有原子共平面 B．CH空间结构为正四面体形 C．碳原子均采取sp3杂化 D．CH与CH形成的化合物中含有离子键 解析　CH中碳原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0，离子的空间结构为平面三角形，所以离子中的所有原子共平面，A正确；CH中碳原子的价层电子对数为4、孤电子对数为1，离子的空间结构为三角锥形，B错误；CH中碳原子的价层电子对数为3，碳原子的杂化方式为sp2杂化，C错误；CH与CH形成的化合物为只含有共价键的共价化合物乙烷，D错误。 答案　A 7．下列分子中，中心原子采取sp3杂化并形成正四面体形空间结构的是(　　) ①CH4　②NH3　③CF4　④SiH4　⑤C2H4 ⑥CO2　⑦CH2Cl2 A．①②③⑥ B．①③④ C．②④⑤⑦ D．①③⑤ 解析　CH4中心原子C形成了4个σ键，没有孤电子对，价层电子对数为4，中心原子采取sp3杂化，空间结构为正四面体形，①符合题意；NH3中心原子N形成了3个N—H σ键，且有一个孤电子对，②不符合题意；CF4中心原子C形成了4个C—F σ键，没有孤电子对，价层电子对数为4，中心原子采取sp3杂化，空间结构为正四面体形，③符合题意；C和Si属于同一主族的元素，最外层电子数相同，SiH4和CH4一样中心原子采取sp3杂化，空间结构为正四面体形，④符合题意；C2H4的结构简式为CH2===CH2，每个C原子只形成了3个σ键，⑤不符合题意；CO2的结构式为O===C===O，中心原子C只形成了2个σ键，⑥不符合题意；CH2Cl2中心原子C形成了2个C—H和2个C—Cl 共4个σ键，没有孤电子对，价层电子对数为4，中心原子采取sp3杂化，但空间结构不是正四面体形，⑦不符合题意。 答案　B 8．As2O3(砒霜)是两性氧化物，分子结构如图所示，与盐酸反应能生成AsCl3，AsCl3和LiAlH4反应的产物之一为AsH3。下列说法不正确的是(　　) A．As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3 B．AlH的价层电子对互斥模型是四面体形 C．AsCl3的空间结构为三角锥形，As原子的杂化方式为sp3 D．AsH3分子的键角为120° 解析　由As2O3的分子结构可知，As原子与3个O原子形成三角锥形结构，中心原子As上有1个孤电子对和3个成键电子对，则As原子的杂化方式为sp3，A正确；AlH的价层电子对数是4＋(3－1×4＋1)＝4，价层电子对互斥模型是四面体形，B正确；AsCl3中含1个孤电子对和3个成键电子对，空间结构为三角锥形，C正确；AsH3中含有1个孤电子对和3个成键电子对，空间结构为三角锥形，键角小于109°28′，D错误。 答案　D [能力提升] 9．推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是(　　) A．SO2中硫原子采取sp2杂化，则CO2中碳原子也采取sp2杂化 B．NH3分子空间结构是三角锥形，则NCl3分子空间结构也是三角锥形 C．H2O分子的键角是105°，则H2S分子的键角也是105° D．PCl3分子中每个原子达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子也能达到8电子稳定结构 解析　一个二氧化碳分子中含有2个σ键且不含孤电子对，所以碳原子采用sp杂化而不是sp2杂化，A错误；NH3、NCl3中N原子都采用sp3杂化，有1个孤电子对，所以分子空间结构都是三角锥形，B正确；S的电负性比氧小，而且原子半径大，所以S—H键上的电子偏向S并没有H2O中O—H键上的电子偏向O那么严重，所以排斥力也相应比较小，键角也稍小，C错误；BF3分子中B元素化合价为＋3价，B原子最外层电子数为3，B原子未达8电子结构，D错误。 答案　B 10．《中华本草》中记载了炉甘石(ZnCO3)可入药，用于治疗皮肤炎症等。下列叙述正确的是(　　) A．Zn的核外电子排布式为3d104s2 B．ZnCO3中阴离子空间结构为平面正三角形 C．ZnCO3中C的杂化方式为sp3 D．电负性：Zn>C>O 解析　锌元素的原子序数为30，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，A错误；碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0，离子的空间结构为平面正三角形，B正确；碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3，则碳原子的杂化方式为sp2杂化，C错误；金属元素的电负性小于非金属元素，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，则三种元素的电负性大小顺序为O>C>Zn，D错误。 答案　B 11．化合物W是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式为，不正确的是(　　) A．碳、氮原子的杂化类型不同 B．氮原子与碳原子分别为sp3杂化与sp2杂化 C．1 mol W分子中所含σ键的数目为10 mol D．编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子不在同一平面内 解析　W分子中碳、氮原子各形成了3个 σ 键，氮原子有一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错误、B正确；W分子中有一个碳氧双键，故一个分子中有12个共用电子对、11个 σ 键，C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正确。 答案　C 12．下列说法正确的是(　　) A．含有四个原子的分子的空间结构不可能为正四面体形 B．分子式为AB2的分子的空间结构一定为V形 C．在SO中硫原子的杂化方式为sp2，是正四面体形结构 D．CO中心碳原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形 解析　P4分子的空间结构是正四面体形，A错误；BeCl2中铍原子成键电子对数是2，无孤电子对，是sp杂化，分子是直线形，B错误；在SO中硫原子的孤电子对数是0，与其相连的原子数为4，根据杂化轨道理论可推知硫原子为sp3杂化，SO的空间结构是正四面体形，C错误；CO中心碳原子的成键电子对数为3，孤电子对数为×(4＋2－3×2)＝0，该离子是平面三角形结构，D正确。 答案　D 13．三聚氰胺由于含氮量高，常被不法商人用作食品添加剂，以提升检测中的蛋白质含量指标。但人体长期摄入三聚氰胺，可造成生殖、泌尿系统的损害。三聚氰胺是氰胺(H2N—C≡N)的三聚体，已知三聚氰胺的结构简式如图所示。请回答下列问题： (1)写出基态碳原子的电子排布式：________。 (2)氰胺中—C≡N中的氮原子、三聚氰胺环状结构中的氮原子和氨基中的氮原子，这三种氮原子的杂化轨道类型分别是_______、_______、________。 (3)一个三聚氰胺分子中有________个σ键。 (4)三聚氰胺与三聚氰酸()分子相互结合，在肾脏内易形成结石。三聚氰酸分子中碳原子采取__________杂化。该分子的结构简式中，形成双键的两个原子之间的共价键是________(填字母)。 A．两个σ键 B．两个π键 C．一个σ键，一个π键 解析　(1)基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2。(2)—C≡N中的氮原子、三聚氰胺分子中环上的氮原子、—NH2中的氮原子分别形成1、2、3个σ键且均有一个孤电子对，所以分别采取sp、sp2、sp3杂化。(3)除每个双键中有一个π键外，其余均为σ键，共15个。(4)由于该分子中碳原子形成双键，则应采取sp2杂化。形成双键的两个原子之间有一个σ键、一个π键。 答案　(1)1s22s22p2 (2)sp　sp2　sp3 (3)15 (4)sp2　C 14．按要求回答下列问题： (1)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是________，中心原子的杂化形式为________。 (2)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为________，C原子的杂化形式为________。 (3)NO的空间结构为________________(用文字描述)。 (4)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。 从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________(填字母，下同)，不同之处为________。 A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数 C．立体结构 D．共价键类型 解析　(1)LiAlH4中的阴离子是AlH，中心原子铝原子的价层电子对数n＝4＋＝4，所以中心原子采取sp3杂化，配位原子数为4，轨道结构和实际结构一致，都是正四面体；(2)ZnCO3中，阴离子CO中价层电子对数n＝3＋＝3，碳原子的杂化形式为sp2，配位原子数为3，轨道结构和实际结构一致，都是平面三角形；(3)NO中价层电子对数n＝3＋＝3，配位原子数为3，轨道结构和实际结构一致，都是平面三角形；(4)根据图可知，阳离子是NH和H3O＋，NH中心原子N的价层电子对数n＝4＋＝4，杂化类型为sp3，空间结构为正四面体形；H3O＋中心原子O的价层电子对数n＝3＋＝4，杂化类型为sp3，轨道结构为正四面体形，因为配位原子数为3，则实际空间结构为三角锥形，因此相同之处为ABD项，不同之处为C项。 答案　(1)正四面体　sp3　(2)平面三角形　sp2 (3)平面(正)三角形　(4)ABD　C 15．按要求回答下列问题： (1)COCl2分子中所有原子均满足8电子结构，COCl2分子中σ键和π键的个数比为______，中心原子的杂化方式为______，COCl2中心原子的VSEPR模型为______，COCl2分子的空间结构为______。 (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，Al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)用价层电子对互斥理论推断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°。 解析　(1)COCl2分子中有一个C===O键和2个C—Cl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，σ键和π键个数之比为3∶1，中心原子C的价层电子对数为3＋＝3，故中心原子的杂化方式为sp2；(2)As4O6分子中As原子形成3个As—O键，含有1个孤电子对，杂化轨道数目为4，故杂化方式为sp3杂化；(3)AlH中，Al原子的孤电子对数＝＝0，杂化轨道数目＝4＋0＝4，Al原子的杂化方式为sp3杂化；互为等电子体的微粒空间结构相同，与AlH空间结构相同的离子为NH，分子为CH4；(4)SnBr2分子中Sn原子价层电子对数＝2＋＝3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，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°。 答案　(1)3∶1　sp2　平面三角形　平面三角形　(2)sp3　(3)sp3　NH　CH4　(4)sp2　＜ 学科网（北京）股份有限公司 $