高中化学新教材同步选择性必修第二册 第2章 阶段重点突破练(二)

阶段重点突破练(二)一、杂化轨道的分析应用1．下列有关杂化轨道的说法不正确的是()A．杂化轨道全部参加形成化学键B．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°C．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D．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变答案A解析杂化轨道可以部分参加形成化学键，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，故A错误；sp3、sp2、sp杂化轨道其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°，故B正确；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、氨气分子、水分子等分子的中心原子均属于sp3杂化，故C正确；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，故D正确。2．下列关于氨气和甲烷的说法不正确的是()A．两种分子的VSEPR模型相同B．NH3分子中N原子形成四个不等性杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个等性杂化轨道C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，而甲烷分子中没有孤电子对，两分子的空间结构不同D．NH3分子可以与H＋结合生成NHeq\o\al(＋,4)，这个过程N原子的杂化类型发生改变答案D解析氨气分子中氮原子杂化轨道数为1＋3＝4，属于sp3杂化；甲烷分子中的碳原子杂化轨道数为0＋4＝4，属于sp3杂化，类型相同，A正确；NH3分子中N原子有孤电子对，所以氮原子杂化轨道数为1＋3＝4，形成四个不等性杂化轨道；甲烷分子中的碳原子无孤电子对，杂化轨道数为0＋4＝4，形成4个等性杂化轨道，B正确；NH3中N原子形成3个σ键，有一对未成键的孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，孤电子对对成键电子的排斥作用较强，N—H之间的键角小于109°28′，所以氨气分子空间结构是三角锥形；CH4分子中C原子采取sp3杂化，杂化轨道全部用于成键，碳原子连接4个相同的原子，C—H之间的键角相等为109°28′，故CH4为正四面体形，C正确；NH3分子可以与H＋结合生成NHeq\o\al(＋,4)，这个过程N原子的杂化类型并未发生改变，仍是sp3杂化，正确选项D。3．徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是()A．H2O2分子中的O为sp2杂化B．CO2分子中C原子为sp杂化C．BF3分子中的B原子sp3杂化D．CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化答案B解析H2O2分子中氧原子形成2个σ键，含有2对孤电子对，采取sp3杂化，故A错误；CO2分子中C原子形成2个σ键，没有孤电子对，采取sp杂化，故B正确；BF3分子中的B原子的最外层电子数3，形成3个σ键，没有孤电子对，采取sp2杂化，故C错误；CH3COOH分子中有2个碳原子，其中甲基上的碳原子形成4个σ键，没有孤对电子，采取sp3杂化，故D错误。二、分子(或离子)空间结构的判断4．下列物质中，化学键类型和分子空间构型皆相同的是()A．CO2和SO3 B．CH4和SiH4C．BF3和PH3 D．HCl和NH4Cl答案B解析CO2和SO3都含有共价键，但CO2为直线形分子，SO3为平面三角形，故A错误；CH4和SiH4都含有共价键，且都是正四面体形，故B正确；BF3和PH3都含有共价键，BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，故C错误；HCl只含共价键，NH4Cl含有离子键和共价键，故D错误。5．用价层电子对互斥理论判断SO3的空间构型为()A．正四面体形 B．V形C．三角锥形 D．平面三角形答案D解析SO3的中心原子硫原子的价电子数为6，与中心原子结合的原子数为3，氧原子最多能接受的电子数为2，则中心原子的孤电子对数＝eq\f(1,2)×(6－3×2)＝0，故价层电子对数＝σ键电子对数＝3，SO3的空间构型与其价层电子对互斥模型一致，为平面三角形。6．下列描述中正确的是()A．CO2分子的空间结构为V形B．ClOeq\o\al(－,3)的空间结构为平面三角形C．SF6中每个原子均满足最外层8电子稳定结构D．SiF4和SOeq\o\al(2－,3)的中心原子均为sp3杂化答案D解析CO2分子中C原子形成2个σ键，孤电子对数为0，为直线形分子；ClOeq\o\al(－,3)中Cl原子形成3个σ键，孤电子对数为eq\f(7＋1－3×2,2)＝1，为三角锥形离子；SF6中S原子最外层电子数为6×2＝12；SiF4分子中Si原子形成4个σ键，孤电子对数为0，为sp3杂化，SOeq\o\al(2－,3)中S原子形成3个σ键，孤电子对数为eq\f(6＋2－3×2,2)＝1，为sp3杂化，D正确。三、杂化类型与空间结构7．下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是()A．PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形B．BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形C．H2S中S原子为sp杂化，为直线形D．CS2中C原子sp杂化，为直线形答案C解析PCl3中P原子形成3个σ键，孤电子对数为eq\f(5－3×1,2)＝1，则为sp3杂化，为三角锥形，故A正确；BCl3中B原子形成3个σ键，孤电子对数为eq\f(3－3×1,2)＝0，则为sp2杂化，为平面三角形，故B正确；H2S分子中S原子形成2个σ键，孤电子对数为eq\f(6－2×1,2)＝2，则为sp3杂化，为V形，故C错误；CS2中C原子形成2个σ键，孤电子对数为eq\f(4－2×2,2)＝0，则为sp杂化，为直线形，故D正确。8．下表中各粒子对应的空间结构及杂化方式均正确的是()选项粒子空间结构杂化方式ASO3平面三角形S原子采取sp杂化BSO2V形S原子采取sp3杂化CCOeq\o\al(2－,3)三角锥形C原子采取sp2杂化DC2H2直线形C原子采取sp杂化答案D9．下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是()A．NOeq\o\al(－,2)中N原子sp2杂化，为V形B．NHeq\o\al(＋,4)中N原子sp3杂化，为正四面体形C．NF3中N原子sp2杂化，为平面三角形D．SO2中S原子sp2杂化，为V形答案C解析NF3分子中，N原子形成3个σ键，孤电子对数为eq\f(5－3×1,2)＝1，则为sp3杂化，为三角锥形，C错误。四、价层电子对互斥模型、杂化轨道理论的综合应用10．指出下列粒子的空间结构(1)OF2________；(2)BeF2________；(3)PF3________；(4)BrOeq\o\al(－,3)________。答案(1)V形(2)直线形(3)三角锥形(4)三角锥形解析(1)OF2中中心原子为O，价层电子对数＝2＋eq\f(6－1×2,2)＝4，成键电子对数为2，孤电子对数为2，孤电子对越多，排斥力越大，所以OF2分子的空间结构为V形。(2)BeF2中中心原子为Be，价层电子对数＝2＋eq\f(2－1×2,2)＝2，成键电子对数为2，孤电子对数为0，由于无孤电子对的排斥，所以BeF2为直线形。(3)PF3中中心原子为P，价层电子对数＝3＋eq\f(5－1×3,2)＝4，成键电子对数为3，孤电子对数为1，由于有一对孤电子对对成键电子对的排斥，所以PF3分子结构为三角锥形。(4)BrOeq\o\al(－,3)中中心原子为Br，价层电子对数＝3＋eq\f(7＋1－2×3,2)＝4，成键电子对数为3，孤电子对数为1，由于孤电子对对成键电子对的排斥，所以BrOeq\o\al(－,3)的空间结构为三角锥形。11．(2019·河北衡水中学高二月考)(1)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，硼原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BFeq\o\al(－,4)的空间构型为________。(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。(3)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中氧原子采用________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为_________________________________________。(4)SOeq\o\al(2－,4)的空间构型是________，其中硫原子的杂化轨道类型是________。答案(1)120°sp2正四面体形(2)三角锥形sp3(3)sp3H2O中氧原子有2对孤电子对，H3O＋中氧原子只有1对孤电子对，排斥力较小(4)正四面体形sp3解析(1)因为BF3的空间构型为平面三角形，所以F—B—F的键角为120°。(4)SOeq\o\al(2－,4)的中心原子S的成键电子对数为4，无孤电子对，为正四面体结构，中心原子采用sp3杂化。12．(1)HOCH2CN的结构简式为，HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型分别是______和________。(2)下列一组微粒中键角由大到小顺序排列为________(填字母)。A．CO2B．SiF4C．SCl2D．COeq\o\al(2－,3)E．H3O＋答案(1)sp3sp(2)A>D>B>E>C解析(2)A项，CO2是直线结构，键角为180°；B项，SiF4为正四面体结构，键角为109°28′；C项，SCl2中S采用sp3杂化，为V形结构；D项，COeq\o\al(2－,3)中C采用sp2杂化，为平面三角形结构，键角为120°；E项，H3O＋中O采用sp3杂化，为三角锥形结构，C中2对孤电子对之间的斥力较大，使得C中键角小于E，同理E中键角小于B，因此键角由大到小顺序排列为A>D>B>E>C。13．按要求回答下列问题：(1)根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是______。(2)晶体中H2O和SOeq\o\al(2－,4)的中心原子的杂化类型分别为________，试判断H2O和SOeq\o\al(2－,4)的键角大小关系并说明原因：____________________________________________________________。(3)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3，分子结构如图，As原子的杂化方式为________________，雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体，SnCl4分子的空间结构为________________。(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为________，C原子的杂化形式为________。(5)某绿色农药结构简式如图，回答下列问题。分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的空间结构为________；CSe2首次是由H2Se和CCl4反应制取的，试比较CSe2、H2Se、CCl4三种分子的键角____________(按由大到小顺序排列)。(6)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是______，中心原子的杂化形式为______。(7)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：R中阳离子的空间结构为________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化。(8)S8与热的浓NaOH溶液反应的产物之一为Na2S3，Seq\o\al(2－,3)的空间结构为________________。(9)[H2F]＋[SbF6]－(氟酸锑)是一种超强酸，则[H2F]＋离子的空间结构为________。(10)Na3AsO4中含有的化学键类型包括________；AsOeq\o\al(3－,4)的空间结构为________。答案(1)H2S(2)sp3、sp3H2O分子键角小于SOeq\o\al(2－,4)的键角，因为H2O中O存在2对孤电子对，SOeq\o\al(2－,4)中的S不存在孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的