课时跟踪检测(12) 杂化轨道类型和分子空间结构的判断-【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(十二)　杂化轨道类型和分子空间结构的判断 一、选择题 1.(2025·陕西渭南高二阶段练习)下列分子或离子的空间结构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　角形　sp3杂化 D.C　三角锥形　sp3杂化 2.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) 角形 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 3.(2025·河南南阳高二阶段练习)下列有关分子中杂化类型和空间结构的分析不正确的是 (　　) A.XeF2中心原子的价电子对数为5 B.SO2和SO3分子中S原子均采取sp2杂化,具有相同的VSEPR模型 C.化合物Cl2O的立体构型为角形 D.吡啶()中含有与苯类似的大π键,其N原子的孤电子对占据2p轨道 4.DACP是我国科研工作者合成的一种起爆药,结构如图所示,下列关于该物质的说法正确的是 (　　) A.Co3+的配体只有两种,配位数为6 B.1 mol DACP中含有28 mol σ键 C.NH3和Cl中心原子的杂化方式不同 D.NH3与中的键角是前者大于后者 5.3⁃氨基⁃1⁃金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A.分子中O原子和N原子均为sp3杂化 B.分子中C—O—H的键角大于C—N—H的键角 C.分子中O—H的极性大于N—H的极性 D.分子式为C10H17NO 6.利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge,其中[EMIM]+的结构如图所示。下列有关说法错误的是 (　　) A.该离子液体能导电 B.[AlCl4]-的空间构型为正四面体形 C.该物质中碳原子的杂化类型为sp3 D.电解沉积金属时,金属在阴极析出 7.很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ,化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法不正确的是 (　　) A.在Ⅰ中S原子采取sp3杂化 B.在Ⅱ中O元素的电负性最大 C.在Ⅲ中存在离子键与共价键 D.在Ⅳ中硫氧键的键能均相等 8.由四种短周期主族元素形成的某有机物甲的结构如图所示,甲分子中所有原子共平面,X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y、Z、W、X的原子半径依次减小。下列说法错误的是 (　　) A.通常状况下,由于甲分子间形成氢键使甲呈固态 B.(YZ)2为直线形分子,其中2个Y原子均采取sp杂化 C.由于甲分子中所有原子共平面,所以甲分子中Z的杂化方式为sp2 D.电负性:Z<W,第一电离能:W>Z>Y 9.氧化铟基纳米催化剂In2O3可用于CO2选择性加氢制备CH3OH,其反应机理如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A.该反应每生成1 mol CH3OH,转移6 mol电子 B.CH3OH与CO2中,碳原子的杂化方式分别是sp3与sp杂化 C.该反应过程中CO2只有π键断裂,没有σ键断裂,但有新σ键形成 D.催化剂In2O3,参与反应生成了过渡态物质,降低了反应的活化能,加快了化学反应速率 二、非选择题 10.(7分)(1)NF3是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,NF3分子的空间结构为　　　　　;在NF3中,N原子的杂化轨道类型为　　　　　。  (2)在5⁃氨基四唑()中所含元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　,其中N原子的杂化类型为　　　　;在1 mol 5⁃氨基四唑中含有的σ键数目为　　　　。  (3)AsH3的空间结构为　　　　　;已知(CH3)3Ga分子空间结构为平面三角形,则其中镓原子的杂化方式是　　　　　。  11.(12分)(2025·四川凉山高二阶段练习)氢、碳、氮、氧元素的单质及化合物在很多领域有着广泛的应用。回答下列问题: (1)画出基态N原子的价电子轨道表示式　　　　　　　　　　,核外有　　　　种电子运动状态。  (2)下列微粒中: ①PH3　②NH3　③H2O2　④N2　⑤CO2　⑥C2H6 ⑦HCN,既有σ键又有π键的是　　　　(填序号);COCl2中σ键和π键的数目比为　　　　,其空间构型为　　　　　　。  (3)PH3的电子式　　　　　　　　,键角PH3　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”,下同)NH3,热稳定性:PH3　　　　　NH3。  (4)N2F2(二氟氮烯)分子中的氮原子采用sp2杂化,则N2F2的结构式为　　　　　　　　　　。  (5)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]常用作有机合成催化剂,Cr2的结构如图。1 mol (NH4)2Cr2O7中σ键数目为　　　　　NA。  12.(12分)(2025·四川南充高二阶段练习)Ⅰ.①CCl4　 ②BeCl2　③CH≡CH　④NH3　⑤N　 ⑥BF3　⑦HCHO　⑧H2O　⑨H2O2　⑩SiH4 (1)所有原子共平面的是　　　　　　　　。(填序号,下同)  (2)中心原子采用sp2杂化方式的是　　　　。  (3)含有极性键的极性分子是　　　　　　。  Ⅱ.掺杂了硒(Se)、碲(Te)固溶物的Ag2S是一种具有良好塑性和热电性能的柔性半导体材料,该材料能用于可穿戴式、植入式电子设备的制备。回答下列问题: (4)比较键角大小:气态SeO3分子　　　　Se(填“>”“<”或“=”),原因是 　。  (5)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为　　　　　　　　形;  固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为　　　　,该结构中S—O键长有两类,一类键长约140 pm,另一类键长约160 pm,较短的键为　　　　(填图中字母)。  课时跟踪检测(十二) 1.选C　AsH3中心原子的价电子对数=3+(5-3×1)=4,为sp3杂化,有一对孤电子对,空间结构为三角锥形,A错误;H3O+的中心原子的价电子对数=3+(6-1-3×1)=4,为sp3杂化,有一对孤电子对,空间结构为三角锥形,B错误;H2Se中心原子的价电子对数=2+(6-2×1)=4,为sp3杂化,有两对孤电子对,空间结构为角形,C正确;C中心原子的价电子对数=3+(4+2-3×2)=3,为sp2杂化,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,D错误。 2.选D　氨基负离子中氮原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2,所以氮原子的杂化方式为sp3杂化,离子的空间结构为角形,故A错误;二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤电子对数为1,所以硫原子的杂化方式为sp2杂化,分子的空间结构为角形,故B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,所以碳原子的杂化方式为sp2杂化,离子的空间结构为平面三角形,故C错误;乙炔分子中含有碳碳三键,碳原子的杂化方式为sp杂化,分子的空间结构为直线形,且中心原子C无孤电子对,故D正确。 3.选D　XeF2中心原子的价电子对数为2+=5,A正确;SO2和SO3分子中S原子的价电子对数均为3,均采取sp2杂化,VSEPR模型相同但实际空间结构不同,B正确;Cl2O分子中中心原子O的价电子对数为2+=4,采取sp3杂化,含有2对孤电子对,实际空间结构为角形,C正确;杂化轨道用于容纳形成σ键的电子和孤电子对,未参与杂化的电子形成π键,吡啶分子中N原子的孤电子对应占据sp2杂化轨道,D错误。 4.选A　Co3+的两种配体为NH3和,且配位数为6,A正确;1 mol NH3有3 mol σ键,1 mol 有2 mol σ键,配位键也是σ键,1 mol DACP中阳离子中有22 mol σ键,阴离子中有4 mol σ键,则1 mol DACP中含有26 mol σ键,B错误;NH3分子中心N原子的价层电子对数为×+3=4,中心原子的杂化方式为sp3,Cl中心Cl原子的价层电子对数为×+4=4,中心原子的杂化方式为sp3,C错误;中心N原子的价层电子对数为×+2=2,所以空间结构是直线形,中心N为sp杂化,键角为180°,NH3分子的价层电子对数为×(5-3×1)+3=4,中心原子的杂化方式为sp3,空间结构为三角锥形,故NH3与中的键角是后者大于前者,D错误。 5.选B　分子中O原子和N原子的价电子对数均为4,故均为sp3杂化,A正确; N有一对孤对电子,O有两对孤对电子,O的孤电子对多,排斥作用大,分子中C—O—H的键角小于C—N—H的键角,B错误;电负性O>N>H,分子中O—H的极性大于N—H的极性,C正确;由结构可知,分子式为C10H17NO,D正确。 6.选C　离子液体中含有可以自由移动的离子,可以导电,A正确;[AlCl4]-的价电子对数为4,则其空间构型为正四面体形,B正确;由结构图可知该阳离子中含与4个原子相连的C,采用sp3杂化,环上与3个原子相连的C原子采用sp2杂化,C错误;金属阳离子在阴极上得到电子生成单质,D正确。 7.选D　Ⅰ中S原子的价电子对数=2+=4,因此S原子采取sp3杂化,故A正确;Ⅱ中含有的元素为H、C、O、S、Hg,同周期主族元素从左至右元素的电负性逐渐增大,同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小,因此5种元素中电负性最大的为O元素,故B正确;Ⅲ中存在C—H、C—C、C—S、SO、S—O、S—H共价键,阴离子与Na+之间有离子键,故C正确;Ⅳ中的中心S原子有硫氧单键,也有硫氧双键,键能不相等,故D不正确。 8.选D　X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,X半径最小,只连一个键,X为H元素;Y连4个键,Y为C元素; Z形成3个共价键,Z为N元素;W形成2个共价键,W为O元素,以此来解答。由上述分析,X、Y、Z、W分别为H、C、N、O;化合物甲为尿素,分子间形成氢键使熔点变高,甲呈固态,故A正确;(YZ)2的结构式为N≡C—C≡N,为直线形分子,两个C均采用sp杂化,故B正确;尿素分子中所有原子共平面,所以甲分子中N的杂化方式为sp2,故C正确;电负性:N<O,第一电离能:N>O>C,故D错误。 9.选C　由上述流程图可知,过程中的反应物为CO2+3H2,生成物为CH3OH+H2O,总反应为CO2+3H2CH3OH+H2O,每生成1 mol CH3OH,转移6 mol电子,故A正确;CH3OH中C原子有4个价电子对,采用sp3杂化;CO2中C有2个价电子对,采用sp杂化,故B正确;H2O中的O来自CO2,说明CO2中π键和σ键均断裂,故C错误;催化剂要参与反应过程,生成了过渡态物质,降低了反应的活化能,加快了化学反应速率,故D正确。 10.解析:(1)NF3中N原子形成3个σ键,孤电子对数为=1,价层电子对数为4,杂化轨道数=价层电子对数,则NF3中N的杂化轨道类型是sp3,NF3分子的空间结构为三角锥形。(2)该物质中含有C、N、H三种元素,其电负性由大到小的顺序是N>C>H;形成双键的N原子的杂化方式是sp2,形成三个共价单键且含有一个孤电子对的N原子的杂化方式是sp3;共价单键是σ键,共价双键中有一个σ键和一个π键,所以该分子中含有9个σ键,在1 mol 5⁃氨基四唑中含有的σ键的数目为9NA。(3)AsH3中,中心原子As的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,有1个孤电子对,故AsH3的空间结构为三角锥形;已知(CH3)3Ga分子的空间结构为平面三角形,则其中心原子镓原子的杂化方式是sp2杂化。 答案:(1)三角锥形　sp3　(2)N>C>H　sp2、sp3　9NA　(3)三角锥形　sp2 11.解析:(1)基态N原子价电子排布为2s22p3,则基态N原子的价电子轨道表示式为,核外有7个电子,则有7种电子运动状态;(2)①PH3含P—H单键,②NH3含N—H单键,③H2O2含H—O、O—O单键,④N2含N≡N键,⑤CO2含有CO键,⑥C2H6含有C—C单键和C—H单键,⑦HCN含H—C单键、C≡N键,既有σ键又有π键说明含有双键或三键,则④⑤⑦符合;COCl2的结构式为, O==C双键中σ键、π键各一个,C—Cl键为σ键,故COCl2中σ键和π键数目比为3∶1,C原子的价电子对数为3,无孤电子对,其分子空间构型为平面三角形;(3)PH3是共价化合物,P、H原子间共用3对电子对,其电子式为H︰︰H,N电负性大于P,导致成键电子偏向N,增大了成键电子对间的斥力,键角变大,所以键角:PH3小于NH3,同主族从上到下非金属性依次减弱,非金属性:N>P,则热稳定性:PH3小于NH3;(4)N2F2 (二氟氮烯)分子中的氮原子采用sp2杂化,说明N原子的价电子对数为3,说明N原子形成—N==N—结构,则N2F2的结构式为F—N==N—F;(5)1个(NH4)2Cr2O7中的Cr2含有8个σ键,还有2×4=8个N—H键,所以1 mol (NH4)2Cr2O7中σ键数目为16NA。 答案:(1) 　7 (2)④⑤⑦　3∶1　平面三角形 (3)H︰︰H　小于　小于 (4)F—N==N—F　(5)16 12.解析:Ⅰ.①CCl4中心原子碳原子为sp3杂化,分子为正四面体形;②BeCl2中心原子铍原子为sp杂化,分子为直线形;③CH≡CH中碳原子为sp杂化,分子为直线形;④NH3中心原子氮原子为sp3杂化,分子为三角锥形;⑤N中心原子氮原子为sp3杂化,离子为正四面体形;⑥BF3中心原子硼原子为sp2杂化,分子为平面正三角形;⑦HCHO中碳原子为sp2杂化,分子为平面三角形;⑧H2O中心原子氧原子为sp3杂化,分子为角形;⑨H2O2中氧原子为sp3杂化,分子为半开书页形,两个O在书轴上,两个氢分别和两个O相连,但不在同一平面上;⑩SiH4中心原子硅原子为sp3杂化,分子为正四面体形。 (1)由上述分析,所有原子共平面的是粒子构型为平面或者直线形的,故有②③⑥⑦⑧;(2)由上述分析,中心原子采用sp2杂化方式的是⑥⑦;(3)极性键是不同原子形成的共价键,极性分子需要分子中正负电荷重心不重合,故为④⑦⑧⑨;(4)SeO3分子中心原子Se原子为sp2杂化,分子构型为平面正三角形,故键角为120°,而Se离子中心原子Se原子为sp3杂化,分子构型为三角锥形,且由于孤电子对对成键电子的排斥,导致键角更小,键角小于109°28',故键角大小:气态SeO3分子>Se;(5)SO3中心原子硫原子为sp2杂化,分子为平面正三角形,固体三氧化硫中S原子都成四根单键与其他原子连接,杂化轨道类型为sp3杂化,根据氧原子的成键特点,a为双键,b为单键,故较短的为a。 答案:(1)②③⑥⑦⑧　(2)⑥⑦　(3)④⑦⑧⑨ (4)>　SeO3分子中心原子Se原子为sp2杂化,分子构型为平面正三角形,故键角为120°,而Se中心原子Se原子为sp3杂化,分子构型为三角锥形,且由于孤电子对对成键电子的排斥,导致键角更小,键角小于109°28' (5)平面正三角　sp3　a 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $