2017版《红对勾讲与练》人教版化学选修3：第二章 分子结构与性质 课时作业9 Word版含解析

课时作业9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(共44分)

1．下列对于NH3和CO2的说法中正确的是()

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。

答案：C

2．下列推断正确的是()

A．BF3为三角锥形分子

B．NH＋4的电子式为，离子呈平面正方形结构C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的s—p σ键

D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成C—H σ键

解析：BF3为平面三角形，NH＋4为正四面体形，CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个sp3杂化轨道，然后与氢的1s轨道重

叠，形成4个s—sp3σ键。

答案：D

3．下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是()

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，H

O中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键。

2

答案：B

4．下列说法中错误的是()

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。

答案：C

5．有关杂化轨道的说法不正确的是()

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。

答案：D

6．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是()

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。

答案：B

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BF－4离子，则BF3和BF－4中的B原子的杂化轨道类型分别是()

A．sp2、sp2 B．sp3、sp3

C．sp2、sp3D．sp、sp2

解析：BF3中B原子的价层电子对数为3，所以为sp2杂化，BF－4中B原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂化。

答案：C

8．下列叙述正确的是()

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。

答案：A

9．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是()

解析：乙醛中甲基的碳原子采取sp3杂化，醛基中碳原子采取sp2杂化；丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子采取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；丙炔中甲基碳原子采取sp3杂化，碳碳三键中两个碳原子采取sp杂化。

答案：A

10．在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是()

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

答案：A

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()

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。

答案：B

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YX 2、ZX 2。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)ZX 2的分子式是____________，分子构型为____________________。YX 2的电子式是________________，分子构型为________________，中心原子采取________杂化。

(3)Y 的氢化物中分子构型为正四面体的是________(填名称)，中心原子的杂化方式为________。

(4)X 的氢化物的分子构型为________，键角为________，中心原子的杂化方式为________。

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 。

答案：(1)

(2)SO 2 V 形 O ····:×

×C ××:O ····

直线形 sp (3)甲烷 sp 3 (4)V 形 105° sp 3

13．(12分)(1)SCN －、NO ＋

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________分子的结构相同，微粒呈________形，中心原子都采取________杂化。

(2)CO 2－3、NO －3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ⅥA 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。

解析：(1)中SCN －、NO ＋

2与CO 2为等电子体。由于CO 2中C 原

子采用sp 杂化，形成直线形分子，所以SCN －、NO ＋

2的中心原子都采

用sp 杂化。(2)中CO 2－3、NO －3与SO 3为等电子体，SO 3中S 采取sp

2杂化形成平面三角形分子。

答案：(1)CO 2 直线 sp (2)24 SO 3 平面三角 sp 2

14．(8分)一种有机化合物的结构简式如下：

(1)该分子中有________个sp 2杂化碳原子；________ 个sp 3杂化碳原子。

(2)该分子中有________个sp 2－sp 3 σ键；________个

sp 3－sp 3 σ键。

答案：(1)2 6 (2)3 3

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，sp 3杂化，空间构型呈折线形的电子式为________。

(2)五核18电子，sp 3杂化，空间构型呈正四面体形的化学式为________。

(3)五核18电子，阳离子的符号为________，其杂化类型是________，离子结构为________。

(4)三核38电子，sp 杂化，空间构型呈直线形的结构式为________。

答案：(1)H:S ··

··

:H (2)SiH 4 (3)PH ＋

4 sp 3杂化 正四面体形 (4)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______________。

②NO－3的空间构型是________________(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__________。

②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为__________。

③1 mol CO2中含有的σ键数目为________________。

(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＋。NO－3离子中氮原子无孤对电子，结合的原子数为3，则N采用sp2杂化，所以NO－3的空间构型为平面三角形。(2)CO与N2互为等电子体，根据氮分子的结构式可以写出CO的结构式为C≡O。H2O中O原子存在两对孤对电子，结合的原子数为2，杂化轨道数为4，所以O原子采用sp3杂化。二氧化碳分子内含有碳氧双键，双键中有一个σ键，一个π键，则1 mol CO2中含有2 mol σ键。(3)Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子上有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。

答案：(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)②平面三角形

(2)①C≡O②sp3

③2×6.02×1023个(或2 mol)

(3)