课时测评10 杂化轨道理论-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套练习word（人教版，双选）

课时测评10　杂化轨道理论 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－10题，每小题3分，共30分) 题点一　杂化轨道理论 1.下列有关杂化轨道的说法不正确的是(　　) A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时，能重新组合成能量相等的新轨道 B.轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等 C.杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、能量最低原则 D.CH4分子中两个sp3杂化轨道的夹角为109.5° 答案：B 解析：轨道数目杂化前后一定相等。 2.下图表示某原子在形成分子时的杂化过程。关于该过程，下列说法正确的是(　　) A.该过程表示的是sp3杂化 B.图中的s轨道可能属于K层 C.杂化后，pz轨道可用于形成π键 D.杂化前，p轨道可能比s轨道的能量低 答案：C 解析：该过程为sp2杂化，同一能层上的1个s轨道和2个p轨道杂化形成夹角为120°的3个sp2轨道，还有1个pz轨道未参与杂化，A错误；K层上只有1s轨道，没有p轨道，则图中的s轨道不可能属于K层，B错误；由图可知，该过程表示sp2杂化，未参与杂化的pz轨道可用于形成π键，C正确；只有能量相近的轨道才能相互杂化，即同一能层上的ns和np轨道才能杂化，则杂化前，np轨道比ns轨道的能量高，D错误。 3.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(　　) A.CO2和SO2 B.CH4与NH3 C.BeCl2与BF3 D.C2H4与C2H2(C2H2的结构简式为CH≡CH) 答案：B 解析：CO2分子中C原子为sp杂化，SO2分子中的S原子为sp2杂化；CH4分子中C原子为sp3杂化，NH3分子中N原子也为sp3杂化；BeCl2分子中Be原子为sp杂化，BF3分子中B原子为sp2杂化；C2H2分子中C原子为sp杂化，而C2H4分子中C原子为sp2杂化。 题点二　杂化轨道理论与分子空间构型的关系 4.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　) 选项 粒子 空间结构 解释 A 氨基负离子(N) 直线形 N原子采取sp杂化 B 二氧化硫(SO2) V形 S原子采取sp3杂化 C 碳酸根离子(C) 三角锥形 C原子采取sp3杂化 D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键 答案：D 解析：N中N原子采取sp3杂化，且孤电子对数为2，离子的空间结构为V形，A项错误；SO2中S原子的价层电子对数＝σ键个数＋孤电子对数＝2＋×(6－2×2)＝3，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，孤电子对数为1，分子的空间结构为V形，B项错误；C中C原子的价层电子对数＝3＋×(4＋2－3×2)＝3，不含孤电子对，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，离子空间结构为平面三角形，C项错误；C2H2中C原子采取sp杂化，且C原子的价电子均参与成键，所以分子的空间结构为直线形，D项正确。 5.下列分子或离子的立体构型和中心原子的杂化方式均正确的是(　　) A.AsH3　平面三角形　sp3杂化 B.H3O＋　平面三角形　sp2杂化 C.H2Se　V形　sp3杂化 D.C　三角锥形　sp3杂化 答案：C 解析：AsH3中心原子的价层电子对数＝3＋(5－3×1)＝4，As的杂化方式为sp3，含有一个孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，A错误；H3O＋的中心原子的价层电子对数＝3＋(6－1－3×1)＝4，O的杂化方式为sp3，含有一个孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，B错误；H2Se中心原子的价层电子对数＝2＋(6－2×1)＝4，Se的杂化方式为sp3，含有两个孤电子对，分子的立体构型为V形，C正确；C中心原子的价层电子对数＝3＋(4＋2－3×2)＝3，C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错误。 6.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S采取的杂化方式的说法正确的是(　　) A.三角锥形、sp3 B.三角形、sp2 C.平面三角形、sp2 D.三角锥形、sp2 答案：A 解析：氯化亚砜中中心原子S上的孤电子对数为×(6－2－2×1)＝1，σ键电子对数为3，价层电子对数为3＋1＝4，S原子采用sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，略去1个孤电子对，SOCl2的空间结构为三角锥形。 7.下列说法正确的是(　　) A.CHCl3分子中碳原子采用sp3杂化，分子结构为正四面体形 B.H2O分子中氧原子采用sp2杂化，分子结构为V形 C.CO2分子中碳原子采用sp杂化，为直线形分子 D.N中氮原子采用sp2杂化，离子结构为正四面体形 答案：C 解析：A项，甲烷分子中的4个共价键完全相同，其空间结构是正四面体形，CHCl3分子中的4个共价键不完全相同，所以其空间结构不是正四面体形，错误；B项，H2O分子中O原子采用sp3杂化，含有2个孤电子对，其空间结构为V形，错误；C项，二氧化碳中C原子的价层电子对数为2，二氧化碳分子中C原子采用sp杂化，分子呈直线形，正确；D项，N中氮原子采用sp3杂化，不含孤电子对，离子结构为正四面体形，错误。 8.鲍林是获得诺贝尔奖不同奖项的人之一，杂化轨道是鲍林为了解释分子的立体结构而提出的。下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是(　　) A.sp杂化轨道的夹角最大 B.sp2杂化轨道的夹角最大 C.sp3杂化轨道的夹角最大 D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等 答案：A 解析：sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°，故A项正确。 9.甲烷分子(CH4)失去一个H＋，形成甲基阴离子(C)，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.微粒的空间结构发生了改变 C.微粒的稳定性发生了改变 D.微粒中的键角发生了改变 答案：A 解析：CH4为正四面体结构，而C为三角锥形结构，空间结构、键角、稳定性均发生改变，但杂化类型不变，仍是sp3杂化。 10.(双选)下列描述中，正确的是(　　) A.CS2是空间结构为直线形的非极性分子 B.Cl和Cl的VSEPR模型相同，但离子空间结构不同 C.N和NH3的空间结构均为三角锥形 D.SiF4和C的中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化 答案：AB 解析：CS2的中心原子价层电子对数为2＋＝2，采取sp杂化，无孤对电子，空间构型为直线形，A正确；Cl的中心原子价层电子对数为3＋＝4，采取sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，有一对孤对电子，空间构型为三角锥形，Cl的中心原子价层电子对数为4＋＝4，采取sp3杂化，VSEPR模型为正四面体形，无孤对电子，空间构型为正四面体形，B正确；N的中心原子价层电子对数为3＋＝3，采取sp2杂化，无孤对电子，空间构型为平面三角形，NH3的中心原子价层电子对数为3＋＝4，采取sp3杂化，有一对孤对电子，空间构型为三角锥形，C错误；SiF4的中心原子价层电子对数为4＋＝4，采取sp3杂化，C的中心原子价层电子对数为3＋＝3，采取sp2杂化，D错误。 11.(8分)臭氧(O3)能吸收紫外线，保护人类赖以生存的环境。O3分子的结构如图所示，呈V形，键角为116.5°，中间的一个氧原子与另外两个氧原子分别构成一个非极性共价键。中间氧原子提供2个电子，旁边两个氧原子各提供一个电子，构成一个特殊的化学键大π键(虚线内部分)，分子中三个氧原子共用这4个电子。请回答： (1)O3中的非极性共价键是　　　　　键，特殊的化学键是　　　　键。 (2)分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则O3中的大π键应表示为　　　　。 (3)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是　　　　(填字母)。 A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2 (4)分子中某一原子上没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对，O3分子中有　　　　个孤电子对。 答案：(1)σ　π　(2)　(3)C　(4)5 解析：(1)由题意可知，中间的氧原子以2个σ键和1个π键与旁边的2个氧原子连接。(3)H2O分子中氧原子采用sp3杂化；CO2中碳原子采用sp杂化；BeCl2中Be原子采用sp杂化；SO2中硫原子采用sp2杂化，为V形结构，所以SO2和O3的结构类似。 12.(6分)已知下列微粒：①CH4　②CH2CH2 ③CH≡CH　④NH3　⑤N　⑥BF3　⑦H2O ⑧H2O2。试回答下列问题： (1)分子空间结构为正四面体形的是　　　　　(填序号，下同)。 (2)所有原子共平面(含共直线)的是　　　　　，共直线的是　　　　　。 答案：(1)①⑤　(2)②③⑥⑦　③ 解析：①CH4中C原子价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以C原子采取sp3杂化，CH4的空间结构为正四面体形；②CH2CH2中C原子价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以C原子采取sp2杂化，CH2CH2中所有原子共平面；③CH≡CH中C原子采取sp杂化，CH≡CH的空间结构为直线形；④NH3中N原子价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以N原子采取sp3杂化，NH3的空间结构为三角锥形；⑤N中N原子采取sp3杂化，N的空间结构为正四面体形；⑥BF3中B原子价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以B原子采取sp2杂化，BF3的空间结构为平面三角形。⑦H2O中O原子价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以O原子采取sp3杂化，H2O的空间结构为V形。⑧H2O2中O原子价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以O原子采取sp3杂化，H2O2中两个H原子在犹如半展开的书的两面纸上并有一定夹角，两个O原子在书的夹缝上。 13.(6分)完成下列问题： (1)已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为　　　　，其中P采取　　　　杂化方式。 (2)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为　　　　。 (3)SiCl4与N-甲基咪唑()反应可以得到M2＋，其结构如图所示： N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为　　　　；气态SiX4分子的空间结构是　　　　　　　。 答案：(1)　sp3　(2)sp3　(3)sp2、 sp3　正四面体形 解析：(1)KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2是一元酸，分子中含1个—OH，另外2个H与P成键，还有一个O与P形成双键，故其结构式为；P原子形成4个σ键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，P原子采取sp3杂化； (2)SiCl4中Si原子价层电子对数为4＋＝4，不含孤电子对，所以Si采取的杂化类型为sp3； (3)N-甲基咪唑分子中，—CH3碳原子只形成单键，则采取sp3杂化；五元杂环上碳原子形成2个单键和1个双键，则采取sp2杂化；SiX4中Si原子价层电子对数为4＋＝4，不含孤电子对，则SiX4的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形。 14.(10分)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为　　　，羰基碳原子的杂化轨道类型为　　　　　　　。 (3)查文献可知，可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲，反应过程如下图： 反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂　　　　个σ键，断裂　　　　个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　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)1　(2)sp2、sp3　sp2　(3)NA　NA (4)①O的非金属性大于N，H—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 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，属于sp3杂化；六元环上1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，属于sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，属于sp2杂化。 (3)由于σ键比π键更稳定，根据反应方程式可以看出，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的N==C键中的一个π键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的一个N—H键。(4)①O、N属于同周期元素，O的非金属性大于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，所以为V形结构，O原子采用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，所以为三角锥形结构，N原子采用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，所以是直线形结构，C原子采用sp杂化。 学科网（北京）股份有限公司 $