课时跟踪检测(16) 杂化轨道理论与分子的空间结构-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（苏教版）

课时跟踪检测(十六)　杂化轨道理论与分子的空间结构 一、选择题 1.下列有关杂化轨道理论的说法不正确的是 (　　) A.杂化轨道全部参与形成化学键 B.杂化前后的轨道数不变,但轨道的形状发生了改变 C.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角大小关系为sp3<sp2<sp D.部分四面体形、三角锥形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释 2.下列说法错误的是 (　　) A.ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道 B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和1个C原子的2p轨道混合起来而形成的 C.孤电子对有可能参加杂化 D.s轨道和p轨道杂化不可能出现sp4杂化 3.下列分子中,杂化类型相同,空间结构也相同的是 (　　) A.H2O、SO2 B.BeCl2、CO2 C.H2O、NH3 D.NH3、HCHO 4.下列有关sp2杂化轨道的说法错误的是 (　　) A.由同一电子层上的s轨道与p轨道杂化而成 B.共有3个能量相同的杂化轨道 C.每个sp2杂化轨道中s轨道成分占三分之一 D.sp2杂化轨道最多可形成2个σ键 5.下列分子或离子的中心原子采用sp3杂化的是 (　　) ①NF3　②C2H4　③C6H6　④N A.①②④ B.①④ C.②③ D.③④ 6.乙烯分子中含有4个C—H和1个C==C,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的2s轨道与2p轨道杂化,形成两个sp杂化轨道　②每个C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的3个外围电子占据3个杂化轨道,1个外围电子占据1个2p轨道 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 7.C原子在形成化合物时,可采取多种杂化方式。杂化轨道中s轨道成分越多,C元素的电负性越强,连接在该C原子上的H原子越容易电离。下列化合物中,最有可能在碱性体系中形成阴离子的是 (　　) A.CH4 B.CH2==CH2 C.CH≡CH D.苯 8.苯分子(C6H6)为平面正六边形结构,下列有关苯分子的说法错误的是 (　　) A.苯分子中的中心原子C的杂化方式为sp2 B.苯分子内的共价键键角为120° C.苯分子中的共价键的键长均相等 D.苯分子的化学键不是单、双键相互交替的结构 9.BF3是典型的平面三角形分子,它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成B,则BF3和B中B的杂化轨道类型分别是 (　　) A.sp2、sp2 B.sp3、sp3 C.sp2、sp3 D.sp、sp2 10.(2025·泉州一中阶段练习)形成下列分子时,中心原子采用sp3杂化轨道和另一个原子的p轨道成键的是 (　　) ①PF3　②CF4　③NH3　④H2O A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 11.药物法匹拉韦的结构如图所示。 下列说法错误的是 (　　) A.该分子中所含元素中电负性最小的是H B.该分子中C—F的键能大于C—N的键能 C.该分子中所有C都为sp2杂化 D.该分子中σ键与π键数目之比为7∶2 12.(2025·厦门质量检测)氯仿(CHCl3)常因保存不当而被氧化,产生剧毒物光气(COCl2,结构式为):2CHCl3+O2→2HCl+2COCl2。下列说法正确的是 (　　) A.CHCl3分子的空间结构为正四面体形 B.COCl2分子的中心原子采用sp杂化 C.CHCl3分子中的中心原子采用sp2杂化 D.氯仿转化为光气的过程中,中心原子的杂化轨道类型发生了变化 13.分子或离子中的大π键可表示为,其中x表示参与形成大π键原子总数,y表示π电子数,已知π电子数=价电子总数-(σ电子对数+孤电子对数)×2。SO2和SO3的结构如图所示。下列有关说法正确的是 (　　) A.SO2分子中心原子S采用sp2杂化,SO3分子中心原子S采用sp3杂化 B.SO2的大π键可表示为,SO3的大π键可表示为 C.SO2和SO3不都是极性键 D.SO2与O3空间结构相似,SO3与S空间结构相似 14.合成某种滴眼液的原料4⁃二甲氨基吡啶的结构如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.该物质中C原子的杂化方式有sp2、sp3 B.该物质中N原子的杂化方式有sp2、sp3 C.1 mol该物质中含σ键的数目为15NA(NA表示阿伏加德罗常数的值) D.该物质的分子中所有C、N原子不可能在同一平面内 二、非选择题 15.(12分)写出下列原子的杂化轨道类型、分子的结构式和空间结构。 (1)SO2分子中的S采用　　　杂化,分子的结构式为　　　　　,空间结构为　　　　　。  (2)BeH2分子中的Be采用　　　　杂化,分子结构式为　　　　　,空间结构为　　　　　。  (3)BBr3分子中的B采用　　　　杂化,分子的结构式为　　　　　,空间结构为　　　　　。  (4)PH3分子中的P采用　　　　杂化,分子的结构式为　　　　　,空间结构为　　　　　。  16.(12分)(1)As4O6的分子结构如图所示,其中As原子的杂化方式为　　　　,1 mol As4O6中含有σ键的物质的量为　　　　　　　　 mol。  (2)Al中,Al的杂化方式为　　　　　　;列举与Al空间结构相同的一种离子和一种分子:　　　　　、　　　　　(填化学式)。  (3)①CH2CH2、②CH≡CH、③、④HCHO四种分子均能与H2发生加成反应,加成时这些分子中发生断裂的共价键的类型是　　　　　　,这四种分子中碳原子采取sp2杂化的是　　　　(填序号)。  (4)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中,Sn原子的杂化方式为　　　　;SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角　　　120°(填“>”“<”或“=”)。  课时跟踪检测(十六) 1.选A　杂化轨道可以部分参与形成化学键,例如NH3中N发生了sp3杂化,形成了4个sp3杂化轨道,但是只有3个参与形成化学键,A项错误;杂化前后的轨道数不变,杂化后各个轨道尽可能分散、对称分布,导致轨道的形状发生了改变,B项正确;sp3、sp2、sp杂化轨道的空间结构分别是正四面体形、平面三角形、直线形,所以其夹角分别为109°28'、120°、180°,C项正确;部分四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释,如甲烷分子、氨气分子、水分子,D项正确。 2.选B　ⅠA族元素的外围电子排布式为ns1,由于只有1个ns电子,因此不可能形成杂化轨道;H2O分子中的氧原子采用sp3杂化,其sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的,所以孤电子对有可能参加杂化;由于np能级只有3个原子轨道,所以s轨道和p轨道杂化方式只有sp3、sp2、sp 3种,不可能出现sp4杂化。 3.选B　水中O原子价层电子对数为4,采取sp3杂化方式,含有的孤电子对数=×(6-2×1)=2,水是V形结构;SO2中S原子价层电子对数为3,采取sp2杂化方式,含有的孤电子对数=×(6-2×2)=1,SO2是V形结构,A不符合题意。BeCl2中Be原子采取sp杂化,BeCl2是直线形结构,CO2中碳原子采取sp杂化,CO2是直线形结构,B符合题意。氨气中氮原子采取sp3杂化,含有1个孤电子对,因此氨气是三角锥形结构,C不符合题意。甲醛中碳原子采取sp2杂化,甲醛是平面三角形结构,D不符合题意。 4.选D　相互杂化的轨道的能量差异不能过大,则同一电子层上s轨道与p轨道的能量差异不是很大,可以杂化,A项正确;同种类型的杂化轨道能量相同,B项正确;sp2杂化轨道是由1个s轨道与2个p轨道杂化而成的,C项正确;sp2杂化轨道最多可形成3个σ键,D项错误。 5.选B　①NF3分子中N原子采用sp3杂化;②C2H4分子中C原子采用sp2杂化;③C6H6分子中C原子采用sp2杂化;④N中N原子采用sp3杂化。 6.选B　乙烯分子中每个C与1个C和2个H成键,形成3个σ键,6个原子在同一平面上,则键角为120°,为sp2杂化,形成3个sp2杂化轨道,C中的1个外围电子占据1个2p轨道,2个C成键时形成1个π键,②④正确。 7.选C　CH4、CH2==CH2、CH≡CH和苯中C原子分别为sp3、sp2、sp和sp2杂化,则杂化轨道中s轨道成分最多的物质是CH≡CH,其最有可能在碱性体系中形成阴离子。 8.选C　由于苯分子的结构为平面正六边形,可以说明分子内的键角为120°,所以中心原子的杂化方式均为sp2杂化,所形成的碳碳共价键是完全相同的。其中碳碳键的键长完全相同,但与碳氢键的键长不相等。 9.C 10.选A　PF3、CF4、NH3、H2O分子中P、C、N、O都采用sp3杂化, NH3和H2O分子中H以1s轨道与N和O形成σ键,PF3和CF4分子中F以2p轨道分别与P和C形成σ键。 11.选D　元素非金属性越强,电负性越大,C、N、O、F、H电负性由大到小为F>O>N>C>H,A正确;键长越短,键能越大,该分子中C—F键的键能大于C—N键的键能,B正确;含有N==C、C==O、C==C键的C原子中均形成3个σ键,为sp2杂化,故所有C原子都为sp2杂化,C正确;单键均为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,该分子中含有σ键数目为15个,π键数目为4个,σ键与π键数目之比为15∶4,D错误。 12.选D　CHCl3分子中的4个共价键键长不完全相等,故其空间结构不是正四面体形,A项错误;COCl2分子的结构式为,中心碳原子形成1个双键,采用sp2杂化,B项错误;CHCl3分子的中心原子是碳原子,为饱和碳原子,采用sp3杂化,C项错误;氯仿与光气中的碳原子分别采用sp3杂化和sp2杂化,D项正确。 13.选B　SO2分子中S原子的价层电子对数=2+=3,且S原子含有一个孤电子对,SO3分子中S原子的价层电子对数=3+=3,且S原子不含孤电子对,则二者中心原子S都采用sp2杂化,故A错误;SO2中π电子数=18-7×2=4,SO3中π电子数=24-9×2=6,所以SO2的大π键可表示为,SO3的大π键可表示为,故B正确;SO2、SO3中都只含极性键,前者为V形结构,后者为平面三角形结构,故C错误;SO2与O3互为等电子体,二者空间结构相似,S中S原子的价层电子对数为4,且S原子含有一个孤电子对,则该离子为三角锥形结构,SO3为平面三角形结构,所以SO3与S的空间结构不同,故D错误。 14.选C　甲基(—CH3)中的C原子采用sp3杂化,环上的C原子均采用sp2杂化,A项正确;该物质结构中“”中的N原子采用sp3杂化,环上的N原子采用sp2杂化,B项正确;4⁃二甲氨基吡啶分子中有3+3+3+6+4=19个σ键,则1 mol该物质中含σ键的数目为19NA,C项错误;该物质的分子中,形成3个单键的N原子和与其相连的3个C原子构成三角锥形结构,D项正确。 15.(1)sp2　　V形 (2)sp　H—Be—H　直线形 (3)sp2　　平面正三角形 (4)sp3　　三角锥形 16.解析:(1)根据As4O6分子结构示意图,As的价层电子对数=3+1=4,采取sp3杂化;1 mol As4O6中含有σ键的物质的量为=12 mol。(2)Al中,Al的价层电子对数=4+×(3+1-1×4)=4,所以Al原子采取sp3杂化;Al中Al无孤电子对,Al空间结构为正四面体形,所以与Al空间结构相同的离子有N、B等,分子有CH4等。(3)发生加成反应时破坏的均是π键,四种分子的碳原子轨道杂化类型分别为sp2、sp、sp2、sp2,采取sp2杂化的是①③④。(4)由价层电子对互斥模型可知,SnBr2分子中Sn原子的价层电子对数=2+×(4-1×2)=3,Sn原子的杂化方式为sp2,VSEPR模型为平面三角形,中心Sn原子含有1个孤电子对,故SnBr2的空间结构为V形,孤电子对的斥力使SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角减小,小于120°。 答案:(1)sp3　12　(2)sp3　N　CH4 (3)π键　①③④　(4)sp2　< 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $