1、学业分层测评(七)杂化轨道理论简介配合物理论简介(建议用时：45分钟)学业达标1鲍林是两位获得诺贝尔奖不同奖项的人之一，杂化轨道是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是()Asp杂化轨道的夹角最大Bsp2杂化轨道的夹角最大Csp3杂化轨道的夹角最大Dsp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等【解析】sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为10928、120、180。【答案】A2在BrCH=CHBr分子中，CBr键采取的成键轨道是()AsppBsp2sCsp2pDsp3p【解析】分子中的两个碳原子都是采取sp2杂化，溴原子的价电子排布为4s
2、24p5,4p轨道上有一个单电子，与碳原子的一个sp2杂化轨道成键。【答案】C3sp3杂化形成的AB4型分子的立体构型为()A平面四边形B正四面体形C四角锥形 D平面三角形【解析】sp3杂化形成的AB4型分子的立体构型应该为正四面体形，例如甲烷、四氯化碳等。【答案】B4下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是() 【导学号：90990047】BF3CH2=CH2CHCHNH3CH4A BC D【解析】均为平面形分子，中心原子是sp2杂化；为直线形分子，中心原子是sp杂化；NH3是三角锥形、CH4是正四面体形分子，中心原子均是sp3杂化。【答案】A5下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是()
3、A分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构 B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CNH3和CH4两个分子中中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键D杂化轨道理论与VSEPR模型分析分子的空间构型结果常常相互矛盾【解析】中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子可能是正四面体(如CH4)、三角锥(如NH3)或者V形(如H2O)，A正确；键是由未参与杂化的轨道“肩并肩”形成的，B正确；正四面体形的CH4和三角锥形的NH3中，中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键，C正确；杂化轨道理论和VSEPR模型都是为了解释分子的空间结构而提出的理论，两者不矛盾，可以先通过
4、VSEPR模型判断出分子的构型，再判断出中心原子的杂化类型，D错误。 【答案】D6已知次氯酸分子的结构式为HOCl，下列说法正确的是()AO原子发生sp杂化BO原子与H、Cl都形成键C该分子为V形分子D该分子的电子式是HOCl【解析】中心原子O与H和Cl分别形成了2个键，另外还有两对孤电子对，所以O采取的是sp3杂化方式；由于孤电子对的影响，分子结构是V形；单键都是键；电子式中应该写出孤电子对。【答案】C7由配位键形成的Pt(NH3)62和PtCl42中，其中心离子的化合价分别为() 【导学号：90990048】A2、2 B6、2C4、2 D2、2【解析】配体NH3是中性分子、不带电，故Pt(
5、NH3)62中Pt为2价；而Cl作为配体，带1个单位负电荷，故PtCl42中Pt为2价。【答案】D8已知Co()的八面体配合物的化学式为CoClmnNH3，若1 mol配合物与AgNO3溶液反应生成1 mol AgCl沉淀，则m、n的值是()Am1，n5 Bm3，n4Cm5，n1 Dm4，n5【解析】由1 mol配合物与AgNO3反应生成1 mol AgCl，得知1 mol配合物电离出1 mol Cl，即配离子显1价、外面还有一个Cl。又因为是Co3，所以CoClm1nNH3中有两个Cl。故m12，即m3，用排除法可知B选项正确。该配合物为Co(NH3)4Cl2Cl。【答案】B9下列关于Cu(
6、NH3)4SO4的说法中，正确的有()ACu(NH3)4SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键BCu(NH3)4SO4含有NH3分子，其水溶液中也含有NH3分子CCu(NH3)4SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素DCu(NH3)4SO4中SO的空间构型为平面三角形【解析】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，SO为正四面体构型。【答案】A10(1)在BF3分子中，FBF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，BF的立体构型为_。(2)肼(N2H4)分
7、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分子的立体构型是_；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HOH键角比H2O中HOH键角大，原因为_。(4)SO的立体构型是_，其中硫原子的杂化轨道类型是_。【解析】(1)因为BF3的立体构型为平面三角形，所以FBF的键角为120。(3)H3O中氧原子采用sp3杂化。(4)SO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。【答案】(1)120sp2正四面体形(2)三角锥形sp3(3)sp3H2O中氧原子有2对孤
8、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sp311已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、6，且都含有18个电子，B、C由两种元素的原子组成，且分子中两种原子的个数比均为12。D是假酒中一种有毒的有机物。(1)构成A分子的原子的元素符号是_。(2)已知B分子的键角为105，判断该分子构型为_；中心原子杂化类型为_。(3)C分子为_。(4)D分子中共有_个键，_个键。【解析】本题以18电子分子为突破点，考查了键角、共价键的类型、轨道杂化等知识。根据题目所给信息可以判断出A、B、C、D四种分子分别为Ar、H2S、N2H4、CH3OH。H2S中心S原子轨道
9、杂化类型为sp3杂化，且有两个孤电子对，所以HSH键角为105，立体构型为V形。假酒中含有毒的物质甲醇(CH3OH)，在CH3OH中有5个共价键均为键，没有键。【答案】(1)Ar(2)V形sp3杂化(3)N2H4(4)5012Cu2能与NH3、H2O、Cl等形成配位数为4的配合物。(1)Cu(NH3)42中存在的化学键类型有_(填序号)。 【导学号：90990049】A配位键 B极性共价键C非极性共价键 D离子键(2)Cu(NH3)42具有对称的立体构型，Cu(NH3)42中的两个NH3被两个Cl取代，能得到两种不同结构的产物，则Cu(NH3)42的立体构型为_。(3)某种含Cu2的化合物可催
10、化丙烯醇制备丙醛的反应：HOCH2CH=CH2CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数，是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为_。【解析】(1)Cu(NH3)42中铜离子与氨分子之间的化学键是配位键，氨分子内部的化学键是极性键。(2)Cu(NH3)42是平面正方形。(3)HOCH2CH=CH2中的C原子，有一个采取sp3杂化，两个采取sp2杂化。CH3CH2CHO中的C原子有两个采取sp3杂化，一个采取sp2杂化。【答案】(1)AB(2)平面正方形(3)sp2能力提升13在乙烯分子中有5个键、一个键，它们分别是()Asp2杂化轨道形成键、未杂
11、化的2p轨道形成键Bsp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键CCH之间是sp2形成的键，CC之间是未参加杂化的2p轨道形成的键DCC之间是sp2形成的键，CH之间是未参加杂化的2p轨道形成的键【解析】乙烯中的C原子采取sp2杂化，有两个杂化轨道分别与H原子形成键，另一个杂化轨道与另一个碳原子的杂化轨道形成键，两个碳原子中没有参与杂化的2p轨道形成键。【答案】A14水能与多种过渡金属离子形成配合物，已知某红紫色配合物的组成为CoCl35NH3H2O，其水溶液显弱酸性，加入强碱并加热至沸腾有氨放出，同时产生Co2O3沉淀；向该配合物溶液中加AgNO3溶液，有AgCl沉淀生成，过滤后再向滤液中加
12、AgNO3溶液无变化，但加热至沸腾又有AgCl沉淀生成，且其质量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为 ()ACoCl2(NH3)4ClNH3H2OBCo(NH3)5(H2O)Cl3CCoCl2(NH3)3(H2O)Cl2NH3DCoCl(NH3)5Cl2H2O【解析】由于中括号内为配合物的内界，由此可以看出此配合物中Co的配位数为6。加AgNO3溶液于该配合物溶液中，有AgCl沉淀生成，故外界有Cl；过滤后再向滤液中加AgNO3溶液无变化，但加热至沸腾有AgCl沉淀生成，且其质量为第一次沉淀量的二分之一，由此可知原配合物中的Cl分为两部分，且物质的量之比为21，故外界的Cl为2
13、，化学式为D。【答案】D15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存在的离子是()ACu2、Cu(H2O)42、SOBCuCl42、Cu(H2O)42、NH、SOCCuCl、NH、SODCu(NH3)42、Cu(H2O)42、SO【解析】由题中信息可推知，含CuCl42的溶液为黄绿色，含Cu(H2O)42的溶液为蓝色，故绿色溶
14、液中含CuCl42和Cu(H2O)42；在整个反应过程中SO未参与反应，NH3与H结合生成了NH。【答案】B16完成下列各题： 【导学号：90990050】(1)下列一组微粒中键角按由大到小的顺序排列为_(用编号填写)。HCNSiF4SCl2COH3O(2)ClO、ClO、ClO、ClO中，Cl都是以sp3杂化轨道方式与O原子成键，将它们的立体构型填入表格中：离子ClOClOClOClO立体构型(3)已知等电子体具有相似的结构，请回答以下问题：SCN、NO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_分子的结构相同，微粒呈_形，中心原子都采取_杂化。CO
15、、NO等微粒具有相同的原子个数，它们的价电子总数都是_，因此它们与由第A族两元素组成的_分子的结构相同，呈_形，中心原子都采取_杂化。(4)S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是_杂化。(5)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。N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_杂化，N2H4中的六个原子_(填“在”或“不在”)同一个平面上。(6)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性，是由于H3BO3溶于水，B原子与_形成配位键，形成的配离子是_，使水电离出H表现出酸性。【解析】(1)HCN中的C原子采取sp杂化，键角180；S
16、iF4中Si原子杂化轨道数为(44)4，Si原子采取sp3杂化，所以键角为10928；SCl2中S原子杂化轨道数为(62)4，S原子采取sp3杂化，S原子含有2对孤电子对，分子为V形结构，键角接近90；CO中C原子的杂化轨道数(402)3，所以C原子采取sp2杂化，分子为平面三角形结构，键角120；H3O中O原子的杂化轨道数为(631)4，所以O原子采取sp3杂化，O原子含有1对孤电子对，分子为三角锥形结构，键角小于10928，但大于90。所以各分子的键角由大到小顺序排列为。(2)ClO中双原子构成直线形结构，ClO、ClO、ClO中Cl采取sp3杂化，孤电子对数分别为2个、1个、0个，所以空
17、间构型分别为V形、三角锥形、正四面体形。(3)中SCN、NO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、NO的中心原子都采取sp杂化。中CO、NO与SO3为等电子体，SO3中S采用sp2杂化形成平面三角形分子。(4)每个硫原子形成2个共价键，且含有2对孤电子对，S原子的杂化轨道数为4，故硫原子采用sp3杂化。(5)NH2NH2分子中，每个N原子的3个未成对电子与2个H原子和另外1个N原子形成键，N原子最外层还有1对孤电子对，故N原子采用sp3杂化，1个N原子和与其相连的2个H原子及另外1个N原子类似于NH3的三角锥形结构，故六个原子不可能共面。(6)硼原子含有空轨道，H3BO3的电离实质是B原子和水中的OH形成配位键，水产生的H表现出酸性。【答案】(1)(2)直线形V形三角锥形正四面体形(3)CO2直线sp24SO3平面三角sp2(4)sp3(5)sp3不在(6)OHB(OH)4