课时跟踪检测(9) 分子空间结构的理论分析-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（鲁科版）

课时跟踪检测(九)　分子空间结构的理论分析 一、选择题 1.下列分子中的碳原子采用sp2杂化的是 (　　) A.C2H2 B.CS2 C.HCHO D.C3H8 2.下列图形表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是 (　　) 3.用鲍林的杂化轨道理论解释CH4分子的正四面体结构,下列说法不正确的是 (　　) A.C原子的4个杂化轨道的能量一样 B.C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样 C.C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道 D.C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据 4.杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列对sp3、sp2、sp杂化轨道夹角的比较,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 5.能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为 (　　) 6.在以下的分子或离子中,空间结构的几何形状不是三角锥形的是 (　　) A.NF3 B.C C.BF3 D.H3O+ 7.丙酮是重要的有机合成原料,其结构简式为,中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是 (　　) A.sp2、sp2 B.sp3、sp3 C.sp2、sp3 D.sp、sp3 8.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 9.下列分子中,中心原子的杂化类型相同,分子的空间结构也相同的是 (　　) A.H2O、SO2 B.BeCl2、CO2 C.H2O、NH3 D.NH3、HCHO 10.下列关于N、NH3、N三种微粒的说法不正确的是 (　　) A.三种微粒所含有的电子数相等 B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同 C.三种微粒的空间结构相同 D.键角大小关系:N>NH3>N 11.乙烯分子中含有4个C—H键和1个C==C键,6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是 (　　) ①每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化,形成两个sp杂化轨道 ②每个C原子的2s轨道与2个2p轨道杂化,形成3个sp2杂化轨道 ③每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化,形成4个sp3杂化轨道 ④每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道,1个价电子占据1个2p轨道 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 12.NH3分子的空间结构是三角锥形,而CH4是正四面体形,这是因为 (　　) A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,NH3为sp2杂化,而CH4是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分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子对的排斥作用较强 D.NH3分子中有3个σ键,而CH4分子中有4个σ键 13.(2025·山东青岛高二检测)碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解质溶液的重要添加剂,其结构如图。下列有关该物质的说法不正确的是 (　　) A.分子式为C3H4O3 B.分子中σ键与π键个数之比为10∶1 C.分子中既有极性键也有非极性键 D.分子中碳原子的杂化方式全部为sp2 14.顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物;碳铂是1,1⁃环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,结构如图所示,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是 (　　) A.碳铂中所有碳原子在同一平面上 B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2杂化 C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数目之比为1∶2 D.1 mol 1,1⁃环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA 二、非选择题 15.(8分)已知三聚氰胺的结构简式如图所示。三聚氰胺是氰胺(H2N—C≡N)的三聚体,请回答下列问题: (1)写出基态碳原子的电子排布式:　　　　　　。(2)三聚氰胺环状结构中的氮原子和氨基中的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()分子相互之间通过氢键结合,在肾脏内易形成结石。三聚氰酸分子中C原子采取　　　　　杂化。该分子的结构简式中,每个碳氧原子之间的共价键是　　　　　(填字母)。  A.2个σ键 B.2个π键 C.1个σ键,1个π键 16.(7分)已知:①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl3和PCl5,氮与氢也可形成两种化合物——NH3和NH5。 ②PCl5分子中,P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形成5个sp3d杂化轨道,PCl5分子呈三角双锥形()。 (1)NH3、PCl3和PCl5分子中,所有原子的最外层电子数都是8个的是　　　　(填分子式),该分子的空间结构是　　　　　　。  (2)N、P是同一族元素,P能形成PCl3、PCl5两种氯化物,而N只能形成一种氯化物NCl3,而不能形成NCl5,原因是 。  (3)经测定,NH5中存在离子键,N原子最外层电子数是8,所有氢原子的最外层电子数都是2,则NH5中H元素的化合价为　　　　和　　　　;该化合物中N原子的杂化方式为　　　　杂化。  17.(13分)试回答下列问题。 (1)已知在水中存在平衡2H2O⇌H3O++OH-。 ①H2O分子中O原子轨道的杂化类型为　　　,H+可与H2O形成H3O+,H3O+的中心原子采用　　　　杂化。  ②下列分子中,中心原子采用的杂化方式与H3O+中氧原子的杂化方式相同的是　　　　(填字母)。  a.AsH3中的As原子 b.N中的N原子 c.N中的N原子 d.N中的N原子 (2)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为　　　　和　　　　。  (3)在BF3分子中,F—B—F的键角是　　　　,B原子的杂化轨道类型为　　　　,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,B的空间结构为　　　　　　。  课时跟踪检测(九) 1.选C　饱和C原子采用sp3杂化,双键C原子采用sp2杂化,三键C原子采用sp杂化,所以C2H2中的C原子采用sp杂化,HCHO分子中含有碳氧双键,C原子采用sp2杂化,C3H8中的C原子采用sp3杂化。CS2中C原子采用sp杂化。 2.选D　A项,杂化轨道的空间结构为直线形,夹角为180°,共有2个杂化轨道,为sp杂化,错误;B项,未形成杂化轨道,错误;C项,杂化轨道的空间结构为正四面体形,共有4个杂化轨道,为sp3杂化,错误;D项,杂化轨道的空间结构为平面三角形,夹角为120°,共有3个杂化轨道,为sp2杂化,正确。 3.选D　甲烷中C原子采取sp3杂化,每个杂化轨道上1个电子分别与1个H原子上的电子结合形成共价键,这四个共价键完全相同,轨道间的夹角约为109°28',形成正四面体形的分子。 4.选A　sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°,故A项正确。 5.选D　碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道,因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道上并且自旋方向相同。 6.选C　NF3、C和H3O+的中心原子N、C、O均采用sp3杂化,有1个杂化轨道被孤电子对占据,只形成3个化学键,所以空间结构为三角锥形;BF3中的B采用sp2杂化,空间结构为平面三角形,故选C。 7.选C　两边的碳原子分别形成4个σ键,采用sp3杂化,中间的碳原子形成3个σ键和1个π键,采用sp2杂化。 8.选A　CH4为正四面体形结构,而C为三角锥形结构,空间结构、键角、稳定性均发生改变,但碳原子的杂化类型不变,仍是sp3杂化。 9.选B　A项,H2O中氧原子为sp3杂化,分子的空间结构为角形,SO2中硫原子为sp2杂化,分子的空间结构为角形;B项,BeCl2和CO2的中心原子都是sp杂化,分子的空间结构都为直线形;C项,NH3中氮原子为sp3杂化,分子的空间结构为三角锥形;D项,HCHO中碳原子为sp2杂化,分子的空间结构为平面三角形。 10.选C　N、NH3、N中含有的电子数均为10,A正确;N、NH3、N三种微粒中氮原子的杂化方式均为sp3杂化,B正确;N为正四面体形,NH3为三角锥形,N为角形,则键角大小关系为N>NH3>N,C错误,D正确。 11.选D　乙烯分子中存在4个C—H键和1个C==C双键,C原子上没有孤电子对,成键数为3,所以C原子采取sp2杂化,C—H键为σ键,C==C键中有1个σ键,还有1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键,故选D。 12.选C　NH3和CH4的中心原子均是sp3杂化,但NH3分子中有一对孤电子对,CH4分子中没有孤电子对,由于孤电子对与成键电子对之间的排斥作用大于成键电子对与成键电子对之间的排斥作用,NH3分子进一步被“压缩”成三角锥形,甲烷则呈正四面体形。 13.选D　根据题给分子的结构可知,碳酸亚乙酯的分子式为C3H4O3,选项A正确;该分子中的单键都是σ键,有9个,双键中含1个σ键和1个π键,则分子中σ键与π键个数之比为10∶1,选项B正确;该分子中C—C键属于非极性键,C—H键、C—O键、C==O键是极性键,选项C正确;该分子中的两个饱和碳原子均采取sp3杂化,CO键中碳原子采取sp2杂化,选项D错误。 14.选D　根据碳铂的结构可知,与4个C相连的碳原子为sp3杂化,存在四面体形结构,因此分子中所有碳原子不可能在同一平面上,A错误;顺铂分子中N原子形成4个共价单键,因此杂化类型为sp3杂化,B错误;碳铂分子中sp3杂化的碳原子有4个,sp2杂化的碳原子有2个,即数目之比为2∶1,C错误;由题中信息可知,1,1⁃环丁二羧酸的结构为,补全碳环上的氢原子,可得1 mol此有机物含有σ键的数目为18NA,D正确。 15.解析:(2)三聚氰胺环上的N原子、—NH2中的N原子分别形成2、3个σ键且均有一对孤电子对,所以分别采取sp2、sp3杂化。(3)除每个双键上有1个π键外,其余均为σ键,共15个。(4)由于该分子中C与O形成双键,则C原子应采取sp2杂化方式成键,sp2杂化的碳原子与氧原子间有1个σ键、1个π键。 答案:(1)1s22s22p2　(2)sp2　sp3　(3)15　 (4)sp2　C 16.(1)PCl3　三角锥形　(2)N原子最外层无d轨道,不能发生sp3d杂化,故无NCl5　(3)+1　-1　sp3 17.解析:(1)①H2O中O原子的杂化轨道数=×(6+2)=4,所以O原子采用sp3杂化。H3O+中O原子的杂化轨道数=×(6+3-1)=4,O原子杂化类型为sp3杂化。 ② 中心原子杂化轨道数 中心原子杂化类型 AsH3 ×(5+3)=4 sp3 N ×(5+2+1)=4 sp3 N ×(5+0+1)=3 sp2 N ×(5+0+1)=3 sp2 (2)BCl3和NCl3中心原子的杂化轨道数分别为×(3+3)=3、×(5+3)=4,所以杂化类型分别为sp2、sp3。(3)BF3分子中B原子采取sp2杂化,所以F—B—F的键角为120°。B中B原子的杂化轨道数为×(3+4+1)=4,B原子采取sp3杂化,B的空间结构为正四面体形。 答案:(1)①sp3　sp3　②ab　(2)sp2　sp3 (3)120°　sp2　正四面体形　 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $