内容正文:
专题强化练3 微粒的空间结构及杂化轨道类型
1.(2025河南南阳六校月考)用价层电子对互斥模型可以判断许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是( )
A.BeF2的空间结构为V形
B.SO3键角为120°,NH3的键角大于120°
C.CH2O的VSEPR模型和分子空间结构一致
D.AsCl3、N的空间结构都是三角锥形
2.(2025广东东莞月考)NH3分子的空间结构是三角锥形,而CH4分子的空间结构是正四面体形,这是因为( )
A.两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同,NH3中N原子为sp2杂化,而CH4中C原子为sp3杂化
B.NH3分子中N原子形成3个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C.NH3分子中中心原子上有一个未成键的孤电子对,它对成键电子对的排斥作用较强
D.NH3是四原子化合物,CH4为五原子化合物
3.(2024北京顺义统考)甲醛(HCHO)催化加氢可得甲醇(CH3OH),反应的化学方程式为+H2CH3OH。下列说法正确的是( )
A.HCHO、CH3OH分子均为平面结构
B.HCHO分子中两个C—H键夹角为109°28'
C.CH3OH分子中C原子采取sp2杂化,O原子采取sp杂化
D.CH3OH分子中的O—C—H键角小于HCHO分子中的OC—H键角
4.(2025湖南邵东一中期末)化合物R是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图所示。下列说法正确的是( )
A.电负性:N>O>C
B.R分子中氮原子与碳原子均采取sp3杂化
C.R分子中所含σ键与π键的数目之比为11∶1
D.R分子中的所有原子可能共平面
5.(2025河北邢台期中)Cl元素的“价—类”二维图如图所示。下列叙述正确的是( )
A.b、c、g中原子均达到8电子稳定结构
B.d、g中的Cl原子的杂化方式不同
C.f与a的浓溶液反应可直接转化成b
D.c的空间结构为直线形
6.(易错题)(1)I3AsF6中存在。的空间结构为 ,中心原子的杂化轨道类型为 。
(2)CS2分子中,C原子的杂化轨道类型是 。
(3)将F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子空间结构为 ,其中氧原子的杂化方式为 。
(4)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为 。
答案与分层梯度式解析
1.C BeF2分子中,中心Be原子发生sp杂化,空间结构为直线形,A错误;SO3为平面正三角形分子,键角为120°,而NH3中N原子价层电子对数为4,且含有1个孤电子对,其分子呈三角锥形,键角小于120°,B错误;CH2O分子中中心C原子价层电子对数为3,且无孤电子对,其VSEPR模型和分子空间结构一致,C正确;AsCl3中As原子价层电子对数为4,且含有1个孤电子对,分子为三角锥形,N中N原子价层电子对数为3,且无孤电子对,分子为平面三角形,D错误。
2.C NH3的中心N原子的价层电子对数为3+(5-3×1)=4,CH4的中心C原子的价层电子对数为4+(4-4×1)=4,即中心原子均为sp3杂化,均形成4个杂化轨道,A、B错误;NH3的中心N原子上有1个孤电子对,它对成键电子对的排斥作用较强,其分子呈三角锥形,而CH4分子中sp3杂化轨道全部用于形成4个C—H键,其分子呈正四面体形,C正确;分子的空间结构和分子中含几个原子没有必然联系,D错误。
3.D CH3OH中C、O原子均采取sp3杂化,分子不是平面结构,A、C错误;HCHO分子空间结构为平面三角形,分子中两个C—H键夹角理论上是120°,由于羰基氧的孤电子对的排斥,实际键角应该略小于120°,但大于109°28'(破题关键),CH3OH分子中的O—C—H键角小于HCHO分子中的OC—H键角,B错误、D正确。
4.C 同周期主族元素,从左到右,电负性逐渐增大,即电负性:O>N>C,A错误;R分子中N原子形成3个σ键,还有1个孤电子对,即N原子为sp3杂化,C原子形成3个σ键,没有孤电子对,即C原子为sp2杂化,B错误;单键是σ键,双键是1个σ键与1个π键,故R分子中共含有11个σ键与1个π键,数目之比为11∶1,C正确;氮原子采用sp3杂化,空间结构是三角锥形,故R分子中的所有原子不可能共平面,D错误。
5.C 据题图可知:
字母
a
b
c
d
e
f
g
物质
HCl
Cl2
Cl2O
HClO2
ClO2
氯酸盐
HClO4
g中H原子未达到8电子稳定结构,A错误;HClO2可电离出H+、Cl,故Cl、HClO2中Cl原子的杂化方式相同,Cl的中心Cl原子价层电子对数为2+×(7+1-2×2)=4,同理,Cl的中心Cl原子的价层电子对数为4+×(7+1-4×2)=4,即d和g的中心原子杂化方式均为sp3,B错误;氯酸盐有强氧化性,浓盐酸有还原性,二者发生归中反应能生成Cl2,C正确;c的中心原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,空间结构为V形,D错误。
6.答案 (1)V形 sp3 (2)sp (3)V形 sp3 (4)sp3、sp2
解析 (1)的价层电子对数为2+×(7-1-2×1)=4,中心原子上有2个孤电子对(易错点),故其空间结构为V形,中心原子的杂化轨道类型为sp3。(2)CS2分子中,C原子价层电子对数为2+×(4-2×2)=2,中心原子上没有孤电子对,故其杂化轨道类型是sp。(3)OF2分子的中心原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,中心原子上有2个孤电子对,故分子的空间结构为V形,氧原子的杂化方式为sp3。(4)CH3COOH中C原子有两种,甲基中的碳原子杂化轨道类型为sp3;羧基中的碳原子杂化轨道类型为sp2。
易错分析
分析杂化轨道类型时,首先将写成I的形式,把左侧I原子看作中心原子来计算I的价层电子对数,然后分析其空间结构和杂化方式。
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