第2章 02 第二节 分子的空间结构 02 第2课时 杂化轨道理论简介(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年化学选择性必修二学生用书（人教版）

第2课时　杂化轨道理论简介 1.B　[解析] 原子中能量相近的某些轨道,在成键时重新组合成能量相等的新轨道的过程称为杂化,所形成的新轨道称为杂化轨道,故A正确;轨道数目杂化前后一定相等,故B错误;杂化改变了原子轨道的形状和方向,杂化轨道的形状更利于原子轨道间最大程度地重叠,杂化轨道力图在空间取最大夹角分布,使相互间的排斥最小,因此杂化轨道形成的键更稳定,故C正确;杂化轨道可用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对,故D正确。 2.B　[解析] 杂化过程中,杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等,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,故A正确;杂化轨道不一定全部参与形成化学键,杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对,如氨分子中氮原子形成4个sp3杂化轨道,但是只有3个杂化轨道参与形成化学键,故B错误;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,夹角分别为109°28'、120°、180°,故C正确;四面体形、三角锥形的分子结构可以用sp3杂化轨道理论解释,如空间结构为正四面体形的甲烷分子中碳原子的杂化方式和空间结构为三角锥形的氨分子中氮原子的杂化方式都为sp3杂化,故D正确。 3.A　[解析] sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的1个s轨道和3个p轨道杂化形成的一组能量相同、数量相同的新轨道,A正确;CH4分子中的sp3杂化轨道是由C原子的2s轨道和2p轨道杂化而形成的,B错误;由于孤电子对也会占据杂化轨道,所以中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子的空间结构不一定是正四面体形,如水分子为V形,氨气分子为三角锥形,C错误;AB2型的共价化合物,中心原子A也可以是sp2杂化或sp3杂化,如H2O中O为sp3杂化,SO2中S为sp2杂化,D错误。 4.A　[解析] sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°,故A正确。 5.C　[解析] BF3为平面三角形结构、C2H4为平面结构,可用sp2杂化轨道来解释,PCl3分子中心磷原子上的价层电子对数为3+=4,其杂化类型为sp3,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,故A错误;sp3杂化轨道是原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道“混合”起来,形成能量相等、成分相同的4个轨道,故B错误;中心原子上没有孤电子对,采取sp3杂化的分子所得到的空间结构为四面体形,如甲烷分子,但如果有杂化轨道被中心原子上的孤电子对所占据,则结构发生变化,如NH3、PCl3分子是三角锥形,H2O分子是V形,故C正确;AB3型分子的空间结构可能为平面三角形,如BF3,也有可能为三角锥形,如PCl3,故D错误。 6.D　[解析] Cl—Be—Cl中Be原子形成2个Be—Cl,没有孤电子对,杂化轨道数目为2,杂化轨道类型为sp; 中Be原子形成3个Be—Cl,没有孤电子对,杂化轨道数目为3,杂化轨道类型为sp2; 中Be原子形成4个Be—Cl,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,杂化轨道类型为sp3。 7.C　[解析] AsH3的中心原子As的价层电子对数=3+(5-3×1)=4,为sp3杂化,有一个孤电子对,AsH3的空间结构为三角锥形,A错误;H3O+的中心原子O的价层电子对数=3+(6-1-3×1)=4,为sp3杂化,有一个孤电子对,H3O+的空间结构为三角锥形,B错误;H2Se的中心原子Se的价层电子对数=2+(6-2×1)=4,为sp3杂化,有两个孤电子对,H2Se的空间结构为V形,C正确;C的中心原子C的价层电子对数=3+(4+2-3×2)=3,为sp2杂化,没有孤电子对,C的空间结构为平面三角形,D错误。 8.C　[解析] A分子中有1个碳氧双键,故一个分子中有12个共用电子对、11个 σ 键,A正确;A分子中碳、氮原子各形成了3个 σ 键,氮原子有1个孤电子对而碳原子没有,故氮原子采取sp3杂化而碳原子采取sp2杂化,B正确、C错误;由于氮原子为 sp3 杂化,故与其成键的另外三个原子形成的是三角锥形结构,不可能共平面,D正确。 9.D　[解析] H2S中心原子S的价层电子对数为2+=4,孤电子对数为2,杂化方式应为sp3,VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形,A错误;SOCl2中心原子S的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,杂化方式应为sp3,VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,B错误;NH3中心原子N的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,杂化方式为sp3,VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,C错误;SiCl4中心原子Si的价层电子对数为4+=4,没有孤电子对,杂化方式为sp3,VSEPR模型为正四面体形,空间结构为正四面体形,D正确。 10.B　[解析] 一个二氧化碳分子中含有2个σ键且中心原子不含孤电子对,所以碳原子采取sp杂化而不是sp2杂化,A错误;NH3、NF3中N原子都采取sp3杂化,有1个孤电子对,所以分子的空间结构都是三角锥形,B正确;S的电负性比O小,而且原子半径大,所以S—H上的电子对偏向S并没有H2O中O—H上的电子对偏向O那么严重,孤电子对与成键电子对的排斥力也相应比较小,键角不是105°,C错误;BF3分子中B元素的化合价为+3价,B原子最外层未达8电子稳定结构,D错误。 11.C　[解析] C、—CH3、C中电子总数不相等,A错误;三者中心原子都为sp3杂化,空间结构都为三角锥形,B错误;C中碳原子的价层电子对数是3且不含孤电子对,所以碳原子采取sp2杂化,为平面三角形结构,所有原子共平面,C正确、D错误。 12.(1)三角锥形　sp3　(2)sp3、sp2　(3)2　6　(4)直线　sp (5)24　平面三角　sp2 [解析] (1)PCl3分子中心原子P的价层电子对数为3+=4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,P原子采用sp3杂化。(2)CH3COOH中饱和C原子采用sp3杂化,羧基上的C原子的杂化轨道类型为sp2。(3)由结构简式知,双键碳原子有2个,故sp2杂化的碳原子有2个;饱和碳原子有6个,故sp3杂化的碳原子有6个。(4)SCN-与N的结构相同,SCN-与N中心原子的价层电子对数均为2,根据价层电子对互斥模型,两种离子的空间结构为直线形,中心原子杂化方式均为sp杂化。(5)C、N的价电子总数均为24,依据价层电子对互斥模型,计算出C、N中心原子的价层电子对数均为3,可判断出分子的空间结构均为平面三角形,中心原子都采取 sp2杂化。 13.(1)sp2　(2)三角锥形　sp3　(3)sp3　(4)sp3 (5)sp3　H3O+中O原子只有1个孤电子对,H2O中O原子有2个孤电子对,后者孤电子对对σ键电子对的排斥力较大,因而键角较小 [解析] (1)上的碳原子形成3个σ键和1个π键,采取sp2杂化。(2)H3O+的中心O原子的价层电子对数为3+=4,含有一个孤电子对,因此阳离子的空间结构为三角锥形;阴离子的中心B原子的价层电子对数为4+=4,因此中心原子采取sp3杂化。 (3)X的单质与氢气化合产生气体G,G气体溶于水显碱性,可知X为氮元素,G是NH3,NH3的中心原子N的价层电子对数为3+=4,因此N原子采取sp3杂化。(4)S8分子中每个硫原子形成2个S—S,还有2个孤电子对,价层电子对数为4,因此S原子杂化方式为sp3。(5)H3O+的中心O原子的价层电子对数为3+=4,采取sp3杂化,H2O的中心O原子的价层电子对数为2+=4,采取sp3杂化,因此均采取sp3杂化,其键角的差异是由孤电子对对σ键电子对的斥力差异造成的,H3O+中O原子只有1个孤电子对,H2O中O原子有2个孤电子对,后者孤电子对对σ键电子对的排斥力较大,因而键角较小。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　杂化轨道理论简介 ◆ 知识点一　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、最小排斥原理 D.杂化轨道成键时只能形成σ键,不能形成π键 2.下列有关杂化轨道理论的说法不正确的是 (　) A.杂化前后的轨道数不变,但轨道的形状发生了改变 B.杂化轨道全部参与形成化学键 C.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180° D.四面体形、三角锥形的分子结构可以用sp3杂化轨道理论解释 3.下列关于原子轨道的说法正确的是 (　) A.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道杂化形成的一组能量相同的新轨道 B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道杂化而形成的 C.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间结构都是正四面体形 D.凡AB2型的共价化合物,其中心原子A均采用sp杂化轨道成键 4.杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列关于sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较正确的是 (　) 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.下列说法正确的是 (　) A.BF3、C2H4、PCl3分子的空间结构都可用sp2杂化轨道来解释 B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道 C.中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构可能是四面体形、三角锥形或V形 D.AB3型分子的空间结构必为平面三角形 ◆ 知识点二　杂化轨道理论的应用 6.BeCl2是共价化合物,可以以单体、二聚体和多聚体形式存在,三者结构简式依次如图所示。其单体、二聚体和多聚体中Be原子的杂化轨道类型依次为 (　) Cl—Be—Cl、、 A.sp3、sp2、sp B.sp2、 sp、sp3 C.sp2、sp3、sp D.sp、sp2、sp3 7.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　V形　sp3杂化 D.C　三角锥形　sp3杂化 8.化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图所示,下列说法不正确的是 (　) A.1 mol A分子中所含σ键的数目为11 mol B.氮原子与碳原子分别采取sp3杂化与sp2杂化 C.碳、氮原子的杂化类型相同 D.编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子不在同一平面内 9.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子的中心原子杂化方式、VSEPR模型及空间结构均正确的是 (　) 选项 分子 中心原子 杂化方式 VSEPR模型 空间结构 A H2S sp2 平面三角形 V形 B SOCl2 sp2 平面三角形 三角锥形 C NH3 sp3 四面体形 平面三角形 D SiCl4 sp3 正四面体形 正四面体形 10.推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是 (　) A.SO2中硫原子采取sp2杂化,则CO2中碳原子也采取sp2杂化 B.NH3分子的空间结构是三角锥形,则NF3分子的空间结构也是三角锥形 C.H2O分子的键角是105°,则H2S分子的键角也是105° D.PCl3分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构,则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构 11.C、—CH3、C都是重要的有机反应中间体,下列有关说法正确的是 (　) A.三者电子总数相等,碳原子均采取sp2杂化 B.C、NH3与H3O+的中心原子均为sp3杂化,空间结构均为正四面体形 C.C中的碳原子采取sp2杂化,所有原子共平面 D.C中的碳原子采取sp3杂化,所有原子共平面 12.根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构,试根据相关知识填空: (1)PCl3分子的空间结构为　　　　　,其中P原子的杂化轨道类型为　　　　　。  (2)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为　　　　　。  (3)一种有机化合物的结构简式如下: 该分子中有　　　　　个sp2杂化的碳原子,　　　　　个sp3杂化的碳原子。  (4)SCN-与N的结构相同,空间结构呈　　　　　形,中心原子都采取　　　　　杂化。  (5)C、N等粒子具有相同的原子个数,它们的价电子总数都是　　　　　,空间结构均为　　　　　形,中心原子都采取　　　　杂化。  13.按要求回答下列问题: (1)醛基中碳原子的杂化轨道类型是　　　　。  (2)化合物中阳离子的空间结构为　　　　,阴离子的中心原子采取　　杂化。  (3)X的单质与氢气可化合生成气体G,G的水溶液的pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是　　　。  (4)S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示,S原子采取的杂化轨道类型是　　　　。  (5)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采取　　　杂化。H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大,为什么?　  　。  学科网（北京）股份有限公司 $