高中化学：第2课时 杂化轨道理论简介

第2课时杂化轨道理论简介

课时作业巩固

选题表

考查点基础巩固能力提升

杂化轨道理论1,29

杂化轨道理论与微粒

5,811

的空间结构的关系

综合应用3,4,6,710,12,13

基础题组

1.下列关于杂化轨道的叙述正确的是（B）

A.杂化轨道可用于形成。键,也可用于形成“键

B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对

C.NH3中氮原子的s/杂化轨道是由氮原子的3个p轨道与氢原子的s

轨道杂化而成的

D.在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨

道重叠形成3个C—H。键

解析:杂化轨道只用于形成。键或用于容纳未参与成键的孤电子对，

没有杂化的轨道形成口键，故A错误,B正确;NA中氮原子的s/杂化

轨道是氮原子的3个p轨道与氮原子的s轨道杂化而成的,形成4个

相同的轨道,故C错误；乙烯分子中，每个碳原子形成2个C-H键,即

1个碳原子的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个

C—H。键，故D错误。

2.（2022•河北衡水月考）甲醛（H2c=0）在Ni催化作用下加氢可得甲

醇（C&0H）。甲醛、甲醇分子内C原子的杂化方式分别为（C）

AA.sp2、sp2DD.sp3、sp2

C厂.sp2、sp3nD・sp、sp3

解析：甲醛（HCHO）分子中中心原子C采用sp?杂化，甲醇（CH3OH）分子中

中心原子C采用sp，杂化。

3.（2022•浙江丽水教学质量监控）下列分子的VSEPR模型为四面体

形且其空间结构为V形的是（C）

A.S02B.C02

c.H2OD.NH3

解析:SO?有2个。键和1对孤电子对，价层电子对数为3,VSEPR模型

为平面三角形且其空间结构为V形，故A错误;CO2有2个。键和0对

孤电子对，价层电子对数为2,VSEPR模型为直线形且其空间结构为直

线形,故B错误;乩0有2个。键和2对孤电子对，价层电子对数为4,

VSEPR模型为四面体形且其空间结构为V形，故C正确;NH3有3个。键

和1对孤电子对，价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形且其空间

结构为三角锥形，故D错误。

4.（2022•湖南长沙联考）氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正

四面体形，这是因为（C）

A.两种分子的中心原子杂化类型不同，NR?为sp?杂化，而CH,是sp3

杂化

B.N%分子中氮原子形成3个杂化轨道,C%分子中碳原子形成4个杂

化轨道

c.NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用

较强

D.NH?分子中氮元素的电负性比CH,分子中碳元素的电负性大

解析:N&中氮原子价层电子对数为3+1=4,杂化类型为sp'杂化,CH,中

碳原子价层电子对数为4+0=4,杂化类型为sp'杂化,故A不符合题意;

根据A选项分析,NA分子中氮原子形成4个杂化轨道,CH,分子中碳原

子形成4个杂化轨道,故B不符合题意;NH3分子中有一对未成键的孤

电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用比成键电子对对成键电子

对的排斥作用强，因而形成三角锥形,故C符合题意;氮元素的电负性

比碳元素的电负性大，但与空间结构无关,故D不符合题意。

5.(2022•浙江绍兴期中)氯化亚飒(SOCL)是一种很重要的化学试

剂,可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚碉分子的VSEPR模型、

分子的空间结构和中心原子⑸采取杂化方式的说法正确的是

(A)

A.四面体形、三角锥形、sp3

B.平面三角形、V形、sp2

C.平面三角形、平面三角形、sp2

D.四面体形、三角锥形、sp2

解析:SOC12中S原子形成2个S—CK1个S=0,价层电子对数二。键

数+孤电子对数=3+任产=4,杂化轨道数是4,故S原子采取sp，杂

化,含一对孤电子对,分子的VSEPR模型为四面体形,分子的空间结构

为三角锥形。

6.下列说法正确的是（B）

A.NA分子为三角锥形,N发生sp?杂化

B.杂化轨道只适用于形成共价键

C.SCb属于AB2型共价化合物，中心原子S通过sp杂化轨道成键

D.价层电子对互斥模型中，"键电子对数也要计入中心原子的价层电

子对数

解析:N%分子为三角锥形,N发生sp，杂化,A错误;杂化轨道只适用于

形成共价键，因为必须形成共用电子对,所以不可能适用于离子键,故

B正确;SCL属于AB2型共价化合物，中心原子S通过sp，杂化轨道成键,

分子空间结构为V形,不是直线形,故C错误;价层电子对互斥模型中，

。键和孤电子对计入中心原子的价层电子对数,而R键不计入,故D

错误。

7.CH+>-CH3、CH3都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说

法正确的是（c）

A.・CH3中的碳原子杂化方式为sp?

B.CH3空间结构为正四面体

C.CH：中的键角大于NIL的

D.CH［与0"形成的化合物中含有离子键

解析：・C&中的碳原子价层电子对数是4,根据价层电子对互斥理论

知碳原子杂化方式为sp;故A错误;CH3中碳原子价层电子对数是

3+4+l3xl=4)碳原子采取sp3杂化,含一对孤电子对,为三角锥形结构,

故B错误;CH《中碳原子价层电子对数是3+匕野=3,碳原子采取SP2

杂化且不含孤电子对，为平面三角形,键角为120°,NH3为三角锥形，

键角为107。，所以CH［中的键角大于皿的，故C正确;CHq与OH」形

成的化合物为CH3OH,甲醇中只含共价键,为共价化合物,故D错误。

8.完成下表中的空格：

中心原子孤中心原子的

粒子空间结构

电子对数杂化轨道类型

BF3———

H2S___________________________________

PC13___________________________________

cor———

解析:BF3中心原子B孤电子对数为:(3-3X1)=。,周围有3个。键，价

层电子对数为3+0=3,故中心原子的杂化轨道类型为sp2,其空间结构

为平面三角形;H2s中心原子S孤电子对数为号(6-2X1)=2,周围有2个

。键,价层电子对数为2+2=4,故中心原子的杂化轨道类型为sp3,其空

间结构为V形;PCL中心原子P孤电子对数为］(5-3X1)=1,周围有3

个。键，价层电子对数为3+1=4,故中心原子的杂化轨道类型为sp3,其

空间结构为三角锥形;CO『中心原子C孤电子对数为『4+2-3X2)=0,

周围有3个。键，价层电子对数为3+0=3,故中心原子的杂化轨道类型

为sp2,其空间结构为平面三角形。

答案：（从左到右，从上到下）0sp2平面三角形2sp3V形1

sp3三角锥形0sp2平面三角形

能力题组

9.（2022•浙江诸暨期中）下列说法中正确的是（C）

A.PCL分子是三角锥形,这是因为P原子是以sp?杂化的结果

B.sp，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

Sd杂化轨道

C.凡中心原子采取sp，杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体

D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形

解析:PC13分子的中心原子P价层电子对数为4,孤电子对数为1,属于

sp3杂化,所以空间结构为三角锥形,A错误;能量相近的S轨道和P轨

道形成杂化轨道,则sp，杂化轨道是能量相近的1个s轨道和3个p

轨道混合形成的4个sp，杂化轨道,B错误；中心原子采取sp，杂化的分

子，其VSEPR模型都是四面体，而分子的空间结构还与含有的孤电子

对数有关,C正确;AB3型的分子空间结构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对

孤电子对,为三角锥形,D错误。

10.（2022•四川达州月考）X、Y、Z、Q、E、M六种元素中,X的原子的

基态价层电子排布式为2s2,Y的基态原子核外有5种运动状态不同的

电子,Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应

和测定文物的年代,Q是元素周期表中电负性最大的元素,E的阳离子

通常存在于硝石、明矶和草木灰中,M的原子序数比E的大1。下列说

法正确的是（A）

A.EYQ,中阴离子中心原子的杂化方式为sp3

B.X、Y元素的第一电离能大小关系:X〈Y

C.Z0勺的空间结构为三角锥形

D.MZ2含离子键和非极性共价键，阴、阳离子数之比为1：2

解析:X的原子的基态价层电子排布式为2s2,则X为Be;Y的基态原子

核外有5种运动状态不同的电子,每个电子为一种运动状态，则Y为

B;Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测

定文物的年代,则Z为C;Q是元素周期表中电负性最大的元素,则Q为

F;E的阳离子通常存在于硝石、明矶和草木灰中，则E为K;M的原子

序数比E的大1,则M为Ca。EYQ’为KBF",KBF’中阴离子中心原子价层

电子对数为4+过詈=4,且不含孤电子对,所以阴离子中心原子杂化

方式为sp;故A正确;Be的2s轨道为全充满稳定结构,第一电离能较

大,则X、Y元素的第一电离能大小关系为X>Y,故B错误;碳酸根离子

中中心原子价层电子对数为3+胃出=3,且不含孤电子对，中心原子

的杂化方式为sp2,Z0勺的空间结构为平面三角形，故C错误;CaCz属于

离子化合物,含有离子键、非极性共价键，阴、阳离子个数之比为1：

1,故D错误。

11.下表中各粒子、粒子对应的空间结构及解释均正确的是（C）

选项粒子空间结构解释

A氨基负V形N采用sp,杂化

离子

(NH2)

二氧化硫S采用sp3杂化，与乩。中的。杂

BV形

(S02)化形式相同

乙快C采用sp杂化且C的价电子均参

C直线形

(C2H2)与成键

碳酸根

D离子三角锥形C采用sp，杂化

(cof)

解析:NH2中N价层电子对数为2+H产=4,含有2对孤电子对,根据

价层电子对互斥理论知，该离子为V形,N采用sd杂化,故A错误;SO2

中S价层电子对数为2+*=3,且含有1对孤电子对,根据价层电子

对互斥理论知,该分子为V形,S采用spz杂化,水分子中。采用s6杂

化,故B错误;C2H2中每个碳原子价层电子对数是2,不含孤电子对,该

分子为直线形,C采用sp杂化，且C的价电子均参与成键，故C正

确;CO,中C价层电子对数为3+匕滑=3,不含孤电子对,该离子为平

面三角形,C采用sp2杂化,故D错误。

12.(1)F2通入稀NaOH溶液中可生成0F2,OF2的空间结构为：

其中氧原子的杂化方式为o

⑵CS2中，共价键的类型是(填“。键”“口键”或“口

键和。键”)，C的杂化轨道类型是,写出两个与CS2具有相同

空间结构和键合形式的分子或离子：。

(3)磷和氯反应可生成组成比为1：3的化合物,该化合物的空间结构

为,中心原子的杂化轨道类型为o

(4)化合物C12O的空间结构为,中心原子的价层电子对数

为o

解析：(1)OF2中。的价层电子对数为2+詈=4,则。的杂化类型为sp3,

含有2对孤电子对,所以分子的空间结构为V形。

⑵CS2中，共价键的类型有。键和“键,C的杂化轨道类型是sp,与CS2

具有相同空间结构和键合形式的分子或离子为C02.COS、SCN\

OCN「等。

(3)磷和氯反应可生成组成比为1：3的化合物，为PCL,该化合物中P

的价层电子对数为3+詈=4,所以空间结构为三角锥形，中心原子的

3

杂化轨道类型为spo

⑷CM)的中心原子的价层电子对数为2+亨=4,空间结构为V形。

答案：⑴V形sp3(2)Ji键和。键sp/、COS(或SCN\OCN■等)

⑶三角锥形sp3(4)V形4

13.(2022•广东东莞月考)磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合

物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题：

⑴酸性:H3P。4(填“或“="，下同)H2s利用元素

周期律解释其原因：磷和硫原子的能层数相同,O

(2)P4s3可用于制造火柴,其分子结构如图所示。

①电负性:磷硫。

②PS分子中硫原子的杂化轨道类型为o