2020_2021学年新教材高中化学第二章分子结构与性质2.2杂化轨道理论配合物理论课时评价含解析新人教版选择性必修第二册

1、杂化轨道理论、配合物理论(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)1.(2020成都高二检测)下列说法中正确的是()a.pcl3分子是三角锥形,这是因为p原子是以sp2杂化的结果b.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道c.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其vsepr模型都是四面体d.ab3型的分子空间构型必为平面三角形【解析】选c。pcl3分子的中心原子p含有3个成键电子对和1个孤电子对,属于sp3杂化,含有1个孤电子对,所以空间构型为三角锥形,a错误;能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道,则sp3杂化轨道是能量相近的1个s轨道和

2、3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道,b错误;中心原子采取sp3杂化的分子,其vsepr模型都是四面体,而分子的几何构型还与含有的孤电子对数有关,c正确; ab3型的分子空间构型与中心原子的孤电子对数有关,如bf3中b原子没有孤电子对,为平面三角形,nh3中n原子有1个孤电子对,为三角锥形,d错误。2.(2020洛阳高二检测)向盛有少量cucl2溶液的试管中滴入少量naoh溶液,再滴入适量浓氨水,下列叙述不正确的是()a.开始生成蓝色沉淀,加入过量氨水时,形成无色溶液b.开始生成cu(oh)2,它不溶于水,但溶于浓氨水,生成深蓝色溶液c.开始生成蓝色沉淀,加入氨水后,沉淀溶解生成深蓝色溶液d

3、.开始生成cu(oh)2,之后生成更稳定的配合物【解析】选a。向cucl2溶液中加入少量naoh溶液,生成cu(oh)2蓝色沉淀:cu2+2oh-cu(oh)2;再加入浓氨水,沉淀溶解得到深蓝色的溶液:cu(oh)2+4nh3h2ocu(nh3)42+2oh-+4h2o。【补偿训练】cu(nh3)4so4是常用的杀虫剂、媒染剂。在碱性镀铜中也有重要的应用。下列关于cu(nh3)4so4的说法中,正确的有()a.cu(nh3)4so4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键b.cu(nh3)4so4含有nh3分子,其水溶液中也含有nh3分子c.cu(nh3)4so4的组成元素中第一电离能最大的

4、是氧元素d.cu(nh3)4so4中s的立体构型为平面三角形【解析】选a。在cu(nh3)4so4中含有nh3,但其水溶液中不含有nh3,因为配离子很难再电离;在组成配合物的元素中,n的第一电离能最大,s为正四面体构型。3.下列分子中,各分子的空间构型、中心原子的杂化方式以及孤电子对数均正确的是()选项分子空间构型杂化方式孤电子对数anh3平面三角形sp3杂化n含有一对孤电子对bccl4正四面体形sp3杂化c不含有孤电子对ch2ov形sp2杂化o含有两对孤电子对dc三角锥形sp3杂化c含有一对孤电子对【解析】选b。nh3中心原子的价层电子对数=3+(5-31)=4,n原子的杂化方式为sp3,含

5、有一对孤电子对,分子的立体构型为三角锥形,a项错误;ccl4中心原子的价层电子对数=4+(4-41)=4,c原子的杂化方式为sp3,没有孤电子对,分子的立体构型为正四面体形,b项正确; h2o中心原子的价层电子对数=2+(6-21)=4,o原子的杂化方式为sp3,含有两对孤电子对,分子的立体构型为v形,c项错误; c中心原子的价层电子对数=3+(4+2-32)=3,c原子的杂化方式为sp2,没有孤电子对,分子的立体构型为平面三角形,d项错误。4.(2020衡水高二检测)下列各组微粒间不能形成配位键的是()a.ag+和nh3b.ag+和h+c.h2o和h+d.co3+和co【解析】选b。a.ag

6、的价电子排布式为4d105s1,失去一个电子后变为ag+,5s轨道为空轨道,nh3分子中,氮原子有孤电子对,ag+和nh3能形成配位键,a错误。b.ag+有空轨道无孤电子对,h+有空轨道,不含孤电子对,两者不能形成配位键,b正确。c.h+有空轨道,水分子中氧原子含有孤电子对,两者可形成配位键,c错误。d.co3+有空轨道,co中碳和氧均含孤电子对,可形成配位键,d错误。【补偿训练】(双选)cucl2溶液有时呈黄色,有时呈绿色或蓝色,这是因为在cucl2的水溶液中存在如下平衡:cu(h2o)42+蓝色+4cl-cucl42-绿色+4h2o。欲使溶液由绿色变为蓝色,可采用的方法是()a.加nacl

7、溶液b.加水c.加agno3溶液d.加naoh溶液【解析】选b、c。欲使溶液变成蓝色,则平衡向逆反应方向移动,可减小cl-的浓度或加水,即加水或加agno3溶液。5.下列分子所含原子中,既有sp3杂化,又有sp2杂化的是()【解析】选a。乙醛中甲基的碳原子采取sp3杂化,醛基中的碳原子采取sp2杂化;丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子均采取sp2杂化,另一个碳原子采取sp杂化;甲醛中碳原子采取sp2杂化;丙炔中甲基的碳原子采取sp3杂化,碳碳三键中两个碳原子均采取sp杂化。6.毒奶粉主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺(结构如图)。下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是()a.一个三聚氰胺分子中共含有15个

8、键b.所有氮原子均采取sp3杂化c.所有原子可能在同一平面d.三聚氰胺分子中同时含有极性键和非极性键【解析】选a。分子中含6个nh,6个cn,3个cn,双键中有1个键,共15个键,故a正确;cn中,c原子为sp2杂化, n原子也为sp2杂化,nh2中n原子(连接的都是单键)为sp3杂化,杂化类型不同,b错误;由于nh2中n为sp3杂化,所以不可能在同一平面,c错误;同种元素原子之间才能形成非极性键,该分子结构中没有相同的原子连接,则该分子内只有极性键,故d错误。7.已知:下列有关说法中正确的是()a.三种物质中碳原子杂化方式均为 sp2杂化b.三种物质中均含有键和键c.三种物质的分子中所有原子

9、均有可能共平面d.三种物质中均只有极性键,没有非极性键【解析】选d。三种物质中碳原子杂化方式分别为sp3杂化 、sp2杂化、sp2杂化,a错误;a分子中只含键,b错误;甲醇分子中碳原子为sp3杂化,含有四面体结构,所以不可能所有原子共平面,c错误;三种物质中均只有极性键,没有非极性键,d正确。8.下列过程与配位键的形成无关的是()a.氢氧化铝与强碱反应生成naal(oh)4-b.na2o2和h2o反应生成naoh和o2c.向f溶液中加入kscn溶液后溶液呈血红色d.向一定量的cuso4溶液中加入氨水至沉淀消失【解析】选b。al(oh)4-中存在配位键,a错误;na2o2和h2o反应生成naoh

10、和o2的反应中,既无配位键形成也无配位键的断裂,所以与配位键的形成无关,b错误;f与kscn反应生成配离子fe(scn)n(n=1,2,3,4,5,6),颜色发生改变,c正确; cuso4与氨水反应生成cu(oh)2沉淀,再生成cu(nh3)42+,d正确。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)9.(20分)(2020长沙高二检测)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:(答案中涉及字母均用具体元素符号作答)(1)写出基态时j元素原子的电子排布式_,n元素原子的简化电子排布式_。(2)a的中心原子的杂化轨道类型是_,微粒的空间构型是_;bd3中心原子的杂

11、化轨道类型是_;分子的空间构型是_;(3)根据等电子原理,指出b2c与ac2,ac与b2互为等电子体,那么b2c分子中的键数目为_,键数目为_,ac分子中的键数目为_,键数目为_;(4)在l3j(ab)6中中心离子是_,配体是_,配位数是_。【解析】(1)j为fe,核外电子数为26,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,n为br,核外电子数为35,简化电子排布式为ar3d104s24p5;(2)c的中心原子的孤电子对数为=0,价层电子对数为0+3=3,碳原子采取sp2杂化,微粒的空间构型为平面三角形;nf3的中心原子的孤电子对数为=1,价层电子对数=1+3=4,氮原子采取

12、sp3杂化,分子空间构型为三角锥形;(3)n2o与co2,co与n2互为等电子体,则n2o的结构为non,分子中的键数目为2,键数目为 2,co的结构为co,分子中的键数目为1,键数目为2;(4)在k3fe(cn)6中fe3+为提供空轨道的中心离子,cn-提供孤电子对,为配体,配位数为6。答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2ar3d104s24p5(2)sp2平面三角形sp3三角锥形(3)2212(4)fe3+cn-610.(10分)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式为,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为_。(2)氯吡苯脲晶体

13、中,氮原子的杂化轨道类型为_,羰基碳原子的杂化轨道类型为_。(3)查文献可知,可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲,其反应方程式为,反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂_个键,断裂_个键。(4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有h2o、nh3、co2等。请用共价键知识解释h2o分子比nh3分子稳定的原因: _。h2o、nh3、co2分子的立体构型分别是_,中心原子的杂化类型分别是_。【解析】(1)根据构造原理可知,氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5,所以未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知,有2个氮原子均形成3个单键,

14、孤电子对数为1,属于sp3杂化;剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键,孤电子对数为1,是sp2杂化;羰基碳原子形成2个单键和1个双键,为sp2杂化。(3)由于键比键更稳定,根据反应方程式可以看出,断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的nc键中的键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的nh键。(4)o、n属于同周期元素,o的原子半径小于n,ho键的键能大于hn键的键能,所以h2o分子比nh3分子稳定。h2o分子中o原子的价层电子对数=2+=4,孤电子对数为2,所以为v形结构,o原子采用sp3杂化;nh3分子中n原子的价层电子对数=3+=4,孤电子对数为1,所以为三角锥形结构,n原子采用sp3杂化;co2分子中

15、c原子的价层电子对数=2+=2,不含孤电子对,所以是直线形结构,c原子采用sp杂化。答案:(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)nana(4)ho键的键能大于hn键的键能v形、三角锥形、直线形sp3、sp3、sp(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)11.将灼热的铜丝伸入盛氯气的集气瓶中,剧烈燃烧产生棕黄色烟,向集气瓶中加入少量水,观察到溶液呈黄绿色,主要原因是cucl2溶液中存在黄绿色的cucl42-。现向蓝色的硫酸铜溶液中,加入少量稀氨水,得到蓝色絮状沉淀,继续加入氨水后,蓝色沉淀溶解,得到深蓝色溶液,再向其中加入少量浓盐酸,得到绿色溶液,则该绿色溶液中主要

16、存在的离子是()a.cu2+、cu(h2o)42+、sb.cucl4、cu(h2o)42+、n、sc.cucl、n、sd.cu(nh3)42+、cu(h2o)42+、s【解析】选b。由题中信息可推知,含cucl4的溶液为黄绿色,含cu(h2o)42+的溶液为蓝色,故绿色溶液中含cucl4和cu(h2o)42+;在整个反应过程中s未参与反应,nh3与h+结合生成了n。12.二茂铁(c5h5)2fe分子是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示,下列说法不正确的是()a.二茂铁中fe2+与环戊二烯离子(c5)之间为配位键b.l mo

17、l环戊二烯()中含有键的数目为11nac.二茂铁分子中存在键d.fe2+的电子排布式为1s 22s 22p63s23p63d44s2【解析】选d。含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键,所以二茂铁中fe2+与环戊二烯离子(c5)之间为配位键,故a正确;一个环戊二烯()分子中含有键的数目为11,则1 mol环戊二烯()中含有键的数目为11 na,故b正确;碳碳双键之间存在键,所以该分子中存在键,故c正确; fe的原子序数为26,亚铁离子的核外有24个电子,所以fe2+的电子排布式为1s 22s 22p63s23p63d54s1,半满为稳定结构,故d错误。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)

18、13.a、b、c、d、e、f、g是前四周期(除稀有气体)原子序数依次增大的七种元素,a的原子核外电子只有一种运动状态;b、c的价电子层中未成对电子数都是2;b、c、d同周期;e核外的s、p能级的电子总数相等;f与e同周期且第一电离能比e小;g的+1价离子(g+)的各层电子全充满。回答下列问题: (相关问题用元素符号表示)(1)写出e的基态原子的电子排布式:_,c、d、e、f所形成的离子半径大小顺序为_(用离子符号表示)。(2)b与c可形成化合物bc和bc2,bc2中b原子杂化方式为_。(3)由元素a、c、g组成的离子g(a2c)42+在水溶液中显天蓝色,不考虑空间结构,g(a2c)42+的结构可用示意图表示为_(配位键用标出)。(4)由元素a、b、f组成的原子个数比931的一种物质,分子中含三个相同的原子团,其结构简式为_,分子中f原子的杂化方式为_,该物质遇水爆炸,生成白色沉淀和无色气体,反应的化学方程式为_。【解析】在前四周期(除稀有气体)中原子序数依次增大的七种元素a、b、c、d、e、f、g中,a的原子核外电子只有一种运动状态,故a为h,b、c的价电子层中未成对电子数都是2,则b、c核外电子排