化学人教版选修3课时作业2-2-2杂化轨道理论和配合物简介

课时作业8杂化轨道理论和配合物简介时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共44分)1．下列对于NH3和CO2的说法中正确的是(C)A．都是直线形结构B．中心原子都采取sp杂化C．NH3为三角锥形结构，CO2为直线形结构D．N原子和C原子上都没有孤对电子解析：NH3和CO2分子的中心原子分别采取sp3杂化和sp杂化的方式成键，但NH3分子的N原子上有1对孤对电子来参与成键，根据杂化轨道理论，NH3的分子构型应为三角锥形，CO2的分子构型为直线形。2．下列说法正确的是(D)A．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是四面体形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轨道混合而形成的C．乙炔分子中，两个碳原子均采用sp2杂化D．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轨道混合起来形成的一组能量相等的新轨道解析：中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是四面体形，但其立体构型不一定是四面体形，如水和氨气分子中的中心原子均采取sp3杂化，但H2O是V形分子，NH3是三角锥形分子，A项错误；甲烷分子中碳原子形成4个σ键且不含孤电子对，碳原子采取sp3杂化，这4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—Hσ键，B项错误；乙炔分子中每个C原子形成2个σ键和2个π键，价层电子对数是2，且不含孤电子对，故C原子均为sp杂化，C项错误；同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化可形成一组能量相等的新轨道，D项正确。3．下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是(B)A．配位化合物中必定存在配位键B．配位化合物中只有配位键C．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键D．配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用解析：配位化合物中一定含有配位键，但也含有其他化学键；Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键。4．下列说法中错误的是(C)A．当中心原子的配位数为6时，配合单元常呈八面体空间结构B．[Ag(NH3)2]＋中Ag＋空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键C．配位数为4的配合物均为正四面体结构D．已知[Cu(NH3)2]2＋的中心原子采用sp杂化，则它的空间构型为直线形解析：配位数为6时，配离子的空间构型一般是八面体，这样分布可以使电荷分散，A项正确；[Ag(NH3)2]＋和[Cu(NH3)2]2＋为直线形结构，中心原子以sp杂化成键，B、D项正确；配位数为4的配合物，可能是四面体，也可能是正方形，C项错误。5．有关杂化轨道的说法不正确的是(D)A．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变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．杂化轨道全部参与形成化学键解析：杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对。6．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是(B)A．两个碳原子采用sp杂化方式B．两个碳原子采用sp2杂化方式C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键D．两个碳原子形成两个π键解析：乙炔中的两个碳原子均采用sp杂化，形成直线形分子。7．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BFeq\o\al(－,4)离子，则BF3和BFeq\o\al(－,4)中的B原子的杂化轨道类型分别是(C)A．sp2、sp2 B．sp3、sp3C．sp2、sp3 D．sp、sp2解析：BF3中B原子的价层电子对数为3，所以为sp2杂化，BFeq\o\al(－,4)中B原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂化。8．下列叙述正确的是(A)A．甲烷分子中由于C原子发生了sp3杂化而形成正四面体的立体结构B．甲醛分子中的化学键都是σ键C．二氧化碳分子呈直线形结构是因为C原子发生了sp2杂化D．氨气分子因氮原子发生了sp3杂化而形成正四面体的结构解析：B项错误，甲醛分子中碳原子和氧原子间还形成一个π键；C项错误，二氧化碳中的碳原子采取sp杂化；D项错误，氨气分子中氮原子采取sp3杂化，但由于孤电子对的存在，形成的分子结构是三角锥形。9．有机物中标有“·”的碳原子的杂化方式依次为(B)A．sp、sp2、sp3 B．sp3、sp2、spC．sp2、sp、sp3 D．sp3、sp、sp2解析：根据价层电子对互斥理论可判断C原子的杂化方式，价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数。若价层电子对数是4，则C原子采取sp3杂化；若价层电子对数是3，则C原子采取sp2杂化；若价层电子对数是2，则C原子采取sp杂化。甲基上C原子有4对σ键电子对，没有孤电子对，则C原子采取sp3杂化；碳碳双键两端的2个C原子均有3对σ键电子对，没有孤电子对，则C原子采取sp2杂化；碳碳三键两端的2个C原子均有2对σ键电子对，没有孤电子对，则C原子采取sp杂化。10．在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是(A)A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键C．C—H之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D．C—C之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键11．下列关于价层电子对互斥理论及杂化轨道理论的叙述不正确的是(B)A．价层电子对互斥理论将分子分成两类：中心原子有孤电子对的和无孤电子对的B．价层电子对互斥理论既适用于单质分子，也适用于化合物分子C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化形成的一组能量相近的新轨道D．AB2型共价化合物的中心原子A采取的杂化方式可能不同解析：在VSEPR理论中，将分子分成了含孤电子对与不含孤电子对两种情况，显然分子的VSEPR模型与立体构型可能相同(不含孤电子对的情况下)，也可能不同(含孤电子对的情况下)，A项正确；VSEPR模型的研究对象仅限于化合物分子，不适用单质分子，B项错误；C项明显正确；AB2型共价化合物由于其中心原子具有的孤电子对数和σ键电子对数可能不同，则其采取的杂化方式也可能不同，D项正确。二、填空题(共56分)12．(12分)X、Y、Z三种元素的核电荷数都小于18，它们间能形成化合物YX2、ZX2。X原子最外电子层的p能级中有一个轨道填充了2个电子，Y原子的最外电子层中p能级的电子数等于次外层电子总数，且X和Y具有相同的电子层；Z与X在周期表中位于同一主族。回答下列问题：(1)Y的轨道表示式为。(2)ZX2的分子式是SO2，分子构型为V形。YX2的电子式是eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\a\vs4\al(\o\al(×,×))eq\a\vs4\al(C)eq\a\vs4\al(\o\al(×,×))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))，分子构型为直线形，中心原子采取sp杂化。(3)Y的氢化物中分子构型为正四面体的是甲烷(填名称)，中心原子的杂化方式为sp3。(4)X的氢化物的分子构型为V形，键角为105°，中心原子的杂化方式为sp3。解析：Y原子的最外电子层中p能级的电子数等于次外层电子总数，则Y为C；根据X原子最外电子层的p能级中有一个轨道填充了2个电子，且X和Y具有相同的电子层，可知X为O；又由于Z与X在周期表中位于同一主族，则Z为S。13．(12分)(1)SCN－、NOeq\o\al(＋,2)具有相同的原子个数，它们的价电子总数都是16，因此它们的结构与由第二周期两元素组成的CO2分子的结构相同，微粒呈直线形，中心原子都采取sp杂化。(2)COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)等微粒具有相同的原子个数，它们的价电子总数都是24，因此它们与由ⅥA族两元素组成的SO3分子的结构相同，呈平面三角形，中心原子都采取sp2杂化。解析：(1)中SCN－、NOeq\o\al(＋,2)与CO2为等电子体。由于CO2中C原子采用sp杂化，形成直线形分子，所以SCN－、NOeq\o\al(＋,2)的中心原子都采用sp杂化。(2)中COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)与SO3为等电子体，SO3中S采取sp2杂化形成平面三角形分子。14．(8分)一种有机化合物的结构简式如下：(1)该分子中有2个sp2杂化碳原子；6个sp3杂化碳原子。(2)该分子中有3个sp2－sp3σ键；3个sp3－sp3σ键。15．(12分)从第三周期中找出符合下列要求的元素的正确组合并填空(还可用上H、C元素)。(1)三核18电子，sp3杂化，空间构型呈折线形的电子式为Heq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))H。(2)五核18电子，sp3杂化，空间构型呈正四面体形的化学式为SiH4。(3)五核18电子，阳离子的符号为PHeq\o\al(＋,4)，其杂化类型是sp3杂化，离子结构为正四面体形。(4)三核38电子，sp杂化，空间构型呈直线形的结构式为S=C=S。16．(12分)一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。①Mn2＋基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)。②NOeq\o\al(－,3)的空间构型是平面三角形(用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O。①根据等电子原理，CO分子的结构式为C≡O。②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为sp3。③1molCO2中含有的σ键数目为2×6.02×1023个(或2_mol)。(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为。解析：本题考查物质结构与性质，涉及电子排布式、空间构型、杂化方式、化学键的数目以及配位键的表示，意在考查对结构中的基础知识的掌握情况。(1)Mn的原子序数为25，价电子排布式为：3d54s2，失去4s上的两个电子，即得Mn2＋。NOeq\o\al(－,3)离子中氮原子无