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高中化学选择性必修二 2.2.2 杂化轨道理论(解析版)）
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第2章 分子结构与性质
2.2.2 杂化轨道理论
一． 选择题（共10小题）
1．如图所示，在乙烯分子中有5个键、1个键，下列表述正确的是( )
A．C、H之间是杂化轨道形成的键，C、C之间是未参加杂化的轨道形成的键
B．C、C之间是杂化轨道形成的键，C、H之间是未参加杂化的轨道形成的键
C．杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键
D．杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键
【答案】C
【解析】
A. C、C之间除未参加杂化的2p轨道形成的键外，还有杂化轨道形成的键，故A错误；
B. C、H之间杂化轨道形成的键，故B错误；
C. 杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键，故C正确；
D. 杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键，故D错误；
故选C。
2．以下有关杂化轨道的说法中正确的是( )
A．sp3 杂化轨道中轨道数为 4，且 4 个杂化轨道能量相同
B．杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键
C．杂化轨道不能容纳孤电子对
D．sp2杂化轨道最多可形成 2 个σ键
【答案】A
【解析】
A. 杂化前后轨道数目不变，杂化后轨道能量相同，因此sp3杂化轨道中轨道数为4，且4个杂化轨道能量相同，故A正确；
B. 杂化轨道只能形成σ键，π键是未参与杂化的p轨道形成的，故B错误；
C. 杂化轨道可以容纳孤电子对，比如氨气，故C错误；
D. sp2杂化，轨道数目有3个，因此最多可形成3个σ键，故D错误。
故选A。
3．下列有关杂化轨道的说法不正确的是( )
A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道
B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等
C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理
D．杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道
【答案】B
【解析】
A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时重新组合成能量相等的新轨道的过程称为杂化，所形成的新轨道称杂化轨道，A项正确；
B.轨道数目杂化前后一定相等，B项错误；
C.杂化改变了原子轨道的形状和方向，杂化轨道的形状更利于原子轨道间最大程度地重叠，杂化轨道力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥最小，杂化轨道形成的键更稳定，C项正确；
D.杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道，如CH4中C为等性sp3杂化，H2O中O为不等性sp3杂化，D项正确；
故选B。
4．下列有关乙烯和苯分子中的化学键描述正确的是( )
A．苯分子中每个碳原子的杂化轨道中的其中一个形成大键
B．乙烯分子中键是杂化轨道形成的键键是未参加杂化的轨道形成的键
C．苯分子中碳碳键是杂化轨道形成的键，键是未参加杂化的轨道形成的键
D．乙烯和苯分子中每个碳原子都以杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键
【答案】D
【解析】
A.苯分子中每个碳原子的未参加杂化的轨道用来形成大键，每个碳原子都以杂化方式形成键，选项A错误；
B.乙烯分子中键是形成的键，键包含未参加杂化的轨道“肩并肩”形成的一个键和杂化轨道形成的一个键，选项B错误；
C.苯分子中键是形成的键，碳碳键包含杂化轨道形成的键和未参加杂化的轨道形成的键，选项C错误。
D.乙烯和苯分子中每个碳原子都以杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键，选项D正确；
答案选D。
5．下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是
A．sp杂化轨道的夹角最大 B．sp2杂化轨道的夹角最大
C．sp3杂化轨道的夹角最大 D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等
【答案】A
【解析】
sp杂化的空间构型是直线型，夹角180º，sp3杂化的空间构型为正四面体，夹角是107 º28′，sp2杂化的空间构型为平面形，夹角是120 º，因此sp杂化轨道的夹角最大，故A正确。
6．乙烯分子中含有4个C—H键和1个C=C键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是 ( )
①每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成两个sp杂化轨道 ②每个C原子的2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道 ③每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道 ④每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【答案】B
【解析】
乙烯分子中每个C原子与1个C原子和2个H原子成键，必须形成3个σ键，6个原子在同一平面上，则键角为120°，为sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道，2个C原子成键时形成1个π键，②④正确，故选B。
故选B。
7．用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（ ）
A．C原子的四个杂化轨道的能量一样
B．C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样
C．C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道
D．C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据
【答案】D
【解析】
A.杂化前的轨道能量不同，形成杂化轨道后能量就完全一样，A项正确；
B.杂化轨道之间的夹角也是一样的，B项正确；
C.形成杂化轨道后，碳原子原来的4个价电子将分别占据4个杂化轨道，C项正确；
D.形成杂化轨道后，碳原子原来的4个价电子将分别占据4个杂化轨道，D项错误；
答案选D。
8．在分子中，羰基与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为（ ）
A．sp2杂化；sp2杂化 B．sp3杂化；sp3杂化
C．sp2杂化；sp3杂化 D．sp杂化；sp3杂化
【答案】C
【解析】
在CH3COCH3（丙酮）分子中，羰基碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，甲基碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化；正确选项C。
9．根据价层电子对互斥理论及原子轨道的杂化理论判断分子的模型名称和中心原子的杂化方式为（ ）
A．直线形 杂化 B．四面体形 杂化
C．三角锥形 杂化 D．三角形 杂化
【答案】B
【解析】
根据公式计算中心原子的杂化方式：中心原子成键数+（中心原子的价电子数±电荷数-配原子价电子数×配原子个数）/2 。
分子： ，采取杂化， 模型为四面体型；答案选B。
10．下列分子中，各分子的立体构型和中心原子的杂化方式均正确的是( )
A．NH3 平面三角形 sp3杂化 B．CCl4 正四面体 sp3杂化
C．H2O V形 sp2杂化 D．CO32﹣ 三角锥形 sp3杂化
【答案】B
【解析】
根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对数=配原子个数+孤电子对数。
A、NH3中心原子的价层电子对数=3+（5-3×1）=4，N的杂化方式为sp3，含有一对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，选项A错误；
B、CCl4中心原子的价层电子对数=4+（4-4×1）=4，C的杂化方式为sp3，没有孤电子对，分子的立体构型为正四面体，选项B正确；
C、H2O中心原子的价层电子对数=2+（6-2×1）=4，O的杂化方式为sp3，含有两对孤电子对，分子的立体构型为V形，选项C错误；
D、CO32- 中心原子的价层电子对数=3+（4+2-3×2）=3，C的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体构型为平面三角形，选项D错误；
答案选B。
二、填空题（共5题）
11．（1）BCl3中心原子的杂化方式为____。
（2）在S的氢化物(H2S)分子中，S原子轨道的杂化类型是___。
（3）H2O的分子构型为__，中心原子的杂化轨道类型为__。COCl2中心原子的杂化轨道类型为__。
（4）在硅酸盐中，Si四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为___。
【答案】sp2 sp3 V形(或角形) sp3 sp2 sp3
【解析】
(1)BCl3中价层电子对数为3+=3；
(2)在S的氢化物(H2S)分子中，S原子价层电子对个数=2+=4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断Y原子轨道的杂化类型；
(3)水分子中O原子价层电子对个数=2+=4且含有2个孤电子对，再判断分子构型及杂化轨道类型；COCl2中心原子C原子与O之间一个σ键，与Cl之间一个σ键，共形成3个σ键，无孤对电子；
(4)硅酸盐中的硅酸根(SiO44-)为正四面体结构，中心原子Si原子成4个σ键，无孤对电子。
(1)BCl3中价层电子对数为3+=3，硼原子为sp2杂化；
(2)在S的氢化物(H2S)分子中，S原子价层电子对个数=2+=4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断S原子轨道的杂化类型为sp3；
(3)水分子中O原子形成2个σ键、含有2对孤电子对，杂化轨道数目为4，为sp3杂化，所以分子构型为V形；COCl2中C原子成3个σ键、1个π键，没有孤电子对，C原子采取sp2杂化；
(4)硅酸盐中的硅酸根(SiO44-)为正四面体结构，所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式。
12．计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
物质
价电子对数
成键电子对数
孤电子对数
中心原子杂化轨道类型
杂化轨道/电子对空间构型
轨道夹角
分子空间构型
键角
CO2
BF3
CH4
H2O
NH3
PCl3
【答案】
物质
价电子对数
成键电子对数
孤电子对数
中心原子杂化轨道类型
杂化轨道/电子对空间构型
轨道夹角
分子空间构型
键角
CO2
2
2
0
sp
直线形
180°
直线形
180°
BF3
3
3
0
sp2
平面三角形
120°
平面三角形
120°
CH4
4
4
0
sp3
正四面体
109°28"
正四面体
109°28"
H2O
4
2
2
sp3
正四面体
<109°28"
V型
104.5°
NH3
4
3
1
sp3
正四面体
<109°28"
三角锥型
107.3°
PCl3
4
3
1
sp3
正四面体
<109°28"
三角锥型
100.1°
【解析】
中心原子孤电子对数=（a-bx），价层电子对个数=键个数+孤电子对个数；
二氧化碳成键电子对数为2，孤电子对数=（4-22）=0，则价层电子对数=2，中心原子杂化方式为sp，杂化轨道电子对构型为直线形，轨道夹角为180°，分子空间构型为直线形，键角180°；
BF3成键电子对数为3，孤电子对数=（3-31）=0，则价层电子对数=3，中心原子杂化方式为sp2，杂化轨道电子对构型为平面三角形，轨道夹角为120°，分子空间构型为平面三角形，键角120°；
CH4成键电子对数为4，孤电子对数=（4-41）=0，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为正四面体，轨道夹角为109°28"，分子空间构型为正四面体，键角109°28"；
H2O成键电子对数为2，孤电子对数=（6-21）=2，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于109°28"，分子空间构型为四面体，键角小于104.5°；
NH3成键电子对数为3，孤电子对数=（5-31）=1，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于109°28"，分子空间构型为四面体，键角小于107.3°；
PCl3成键电子对数为3，孤电子对数=（6-31）=1，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于109°28"，分子空间构型为四面体，键角小于100.1°；
13．(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为__________________。
(2)As4O6的分子结构如图所示，其中As原子的杂化方式为______________。
(3)AlH4-中，Al原子的轨道杂化方式为__________；列举与AlH4-空间构型相同的一种离子和一种分子：__________、__________(填化学式)。
(4)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为____________，SnBr2分子中Br－Sn－Br的键角________120°(填“＞”“＜”或“＝”)。
【答案】3∶1 sp2 sp3 sp3 NH4+ CH4 sp2 ＜
【解析】
（1）根据1个单键是1个δ键，1个双键中含有1个δ键，1个π键以及COCl2分子的结构式来解答；
（2）As4O6的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4；
（3）AlH4-中Al原子孤电子对数==0，杂化轨道数目=4+0=4；互为等电子体的微粒空间构型相同，与AlH4-空间构型相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子。
（4）先判断价层电子对数目判断杂化类型，中心原子的孤电子对对成键电子对有排斥作用进而判断分子中Sn－Br的键角。
【详解】
（1）COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3：1，中心原子C电子对数=3+=3，故中心原子杂化方式为sp2，故答案为：3：1；sp2；
（2）As4O6的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，杂化类型为sp3杂化；故答案为：sp3；
（3）AlH4-中Al原子孤电子对数==0，杂化轨道数目=4+0=4，Al原子杂化方式为：sp3，互为等电子体的微粒空间构型相同，与AlH4-空间构型相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NH4+，故答案为：sp3；NH4+；CH4；
（4）SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数=2+×（4-2×1）=3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120°，故答案为：SP2杂化；＜。
14．铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域．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）Cu+基态的电子排布式可表示为____________。
（2）1mol甲醛(HCHO)中含有的σ键数目为______________。
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构（如图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为______________。这两种不同化合物的化学式分别为________________、_______________。
（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应生成铜氨离子Cu(NH3)42+，①反应的离子方程式为_________；②[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有_______(填序号)。
A．配位键
B．离子键
C．极性共价键
D．非极性共价键
（5）金属铍与氯气也可以形成化合物，在气态二氯化铍中有单体BeCl2和二聚体(BeCl2)2；在晶体中变形成多聚体(BeCl2)n。试画出各种存在形式的结构式，并指出对应Be原子的杂化轨道类型。
结构式_________杂化轨道类型________
结构式_________杂化轨道类型________
结构式_________杂化轨道类型________
【答案】（1）[Ar]3d10（1分）；（2）3NA（1分）；（3）sp3；KCuCl3K2CuCl3（各1分）；
（4）（每空2分）①Cu+H2O2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-；②A、C；
（5）（每空1分）Cl-Be-Cl ； sp杂化；；sp2杂化；
；sp3杂化。
【解析】试题分析：（1）Cu是29号元素， Cu+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d10，也可表示为[Ar]3d10；（2）甲醛结构简式是，在一个分子中含有3个σ键和1个π键，故1mol甲醛(HCHO)中含有的σ键数目为σ键；（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，因此原子杂化方式是sp3杂化，一种化合物的化学式为KCuCl3 ，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，阴离子构成与CuCl3一样，但CuCl3 原子团的化合价为-2，其化学式为：K2CuCl3 ；氨水、过氧化氢和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，是两种物质共同作用的结果：其中过氧化氢为氧化剂，将Cu单质氧化为Cu2+，氨与Cu2+ 形成配离子，两者相互促进使反应进行，方程式可表示为：Cu+H2O2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-；②[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有NH3中的极性共价键，NH3与Cu2+离子之间的配位键，故选项是AC；（5）单体BeCl2结构式是Cl-Be-Cl，杂化轨道数是2，所以Be原子杂化类型为sp杂化；二聚体(BeCl2)2结构式是，杂化轨道数是3，所以Be原子杂化类型是sp2杂化；多聚体(BeCl2)n结构式是，含有4个杂化轨道，因此原子的杂化类型是sp3杂化。
15．(1) X-射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_________，中心原子的杂化形式为_________。
(2) CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_________和__________。
(3)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是___________。
【答案】V形 sp3 sp sp3 sp2、sp3
【解析】
(1)I中I原子为中心原子，则其孤电子对数为1/2×(7－1－2)＝2，且其形成了2个σ键，中心原子采取sp3杂化，空间构型为V形，故答案为：V形；sp3；
(2)CO2中C原子的价层电子对数为2，故为sp杂化，CH3OH分子中C的价层电子对数为4，故为sp3杂化，故答案为：sp；sp3；
(3)甲基上的碳原子形成4个σ键，故采用sp3杂化，羰基上的碳原子形成3个σ键，故采用sp2杂化，故答案为：sp2、sp3
第2章 分子结构与性质
2.2.2 杂化轨道理论
一． 选择题（共10小题）
1．如图所示，在乙烯分子中有5个键、1个键，下列表述正确的是( )
A．C、H之间是杂化轨道形成的键，C、C之间是未参加杂化的轨道形成的键
B．C、C之间是杂化轨道形成的键，C、H之间是未参加杂化的轨道形成的键
C．杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键
D．杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键
【答案】C
【解析】
A. C、C之间除未参加杂化的2p轨道形成的键外，还有杂化轨道形成的键，故A错误；
B. C、H之间杂化轨道形成的键，故B错误；
C. 杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键，故C正确；
D. 杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键，故D错误；
故选C。
2．以下有关杂化轨道的说法中正确的是( )
A．sp3 杂化轨道中轨道数为 4，且 4 个杂化轨道能量相同
B．杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键
C．杂化轨道不能容纳孤电子对
D．sp2杂化轨道最多可形成 2 个σ键
【答案】A
【解析】
A. 杂化前后轨道数目不变，杂化后轨道能量相同，因此sp3杂化轨道中轨道数为4，且4个杂化轨道能量相同，故A正确；
B. 杂化轨道只能形成σ键，π键是未参与杂化的p轨道形成的，故B错误；
C. 杂化轨道可以容纳孤电子对，比如氨气，故C错误；
D. sp2杂化，轨道数目有3个，因此最多可形成3个σ键，故D错误。
故选A。
3．下列有关杂化轨道的说法不正确的是( )
A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道
B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等
C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理
D．杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道
【答案】B
【解析】
A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时重新组合成能量相等的新轨道的过程称为杂化，所形成的新轨道称杂化轨道，A项正确；
B.轨道数目杂化前后一定相等，B项错误；
C.杂化改变了原子轨道的形状和方向，杂化轨道的形状更利于原子轨道间最大程度地重叠，杂化轨道力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥最小，杂化轨道形成的键更稳定，C项正确；
D.杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道，如CH4中C为等性sp3杂化，H2O中O为不等性sp3杂化，D项正确；
故选B。
4．下列有关乙烯和苯分子中的化学键描述正确的是( )
A．苯分子中每个碳原子的杂化轨道中的其中一个形成大键
B．乙烯分子中键是杂化轨道形成的键键是未参加杂化的轨道形成的键
C．苯分子中碳碳键是杂化轨道形成的键，键是未参加杂化的轨道形成的键
D．乙烯和苯分子中每个碳原子都以杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键
【答案】D
【解析】
A.苯分子中每个碳原子的未参加杂化的轨道用来形成大键，每个碳原子都以杂化方式形成键，选项A错误；
B.乙烯分子中键是形成的键，键包含未参加杂化的轨道“肩并肩”形成的一个键和杂化轨道形成的一个键，选项B错误；
C.苯分子中键是形成的键，碳碳键包含杂化轨道形成的键和未参加杂化的轨道形成的键，选项C错误。
D.乙烯和苯分子中每个碳原子都以杂化轨道形成键，未杂化的轨道形成键，选项D正确；
答案选D。
5．下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是
A．sp杂化轨道的夹角最大 B．sp2杂化轨道的夹角最大
C．sp3杂化轨道的夹角最大 D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等
【答案】A
【解析】
sp杂化的空间构型是直线型，夹角180º，sp3杂化的空间构型为正四面体，夹角是107 º28′，sp2杂化的空间构型为平面形，夹角是120 º，因此sp杂化轨道的夹角最大，故A正确。
6．乙烯分子中含有4个C—H键和1个C=C键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是 ( )
①每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成两个sp杂化轨道 ②每个C原子的2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道 ③每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道 ④每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【答案】B
【解析】
乙烯分子中每个C原子与1个C原子和2个H原子成键，必须形成3个σ键，6个原子在同一平面上，则键角为120°，为sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道，2个C原子成键时形成1个π键，②④正确，故选B。
故选B。
7．用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（ ）
A．C原子的四个杂化轨道的能量一样
B．C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样
C．C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道
D．C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据
【答案】D
【解析】
A.杂化前的轨道能量不同，形成杂化轨道后能量就完全一样，A项正确；
B.杂化轨道之间的夹角也是一样的，B项正确；
C.形成杂化轨道后，碳原子原来的4个价电子将分别占据4个杂化轨道，C项正确；
D.形成杂化轨道后，碳原子原来的4个价电子将分别占据4个杂化轨道，D项错误；
答案选D。
8．在分子中，羰基与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为（ ）
A．sp2杂化；sp2杂化 B．sp3杂化；sp3杂化
C．sp2杂化；sp3杂化 D．sp杂化；sp3杂化
【答案】C
【解析】
在CH3COCH3（丙酮）分子中，羰基碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，甲基碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化；正确选项C。
9．根据价层电子对互斥理论及原子轨道的杂化理论判断分子的模型名称和中心原子的杂化方式为（ ）
A．直线形 杂化 B．四面体形 杂化
C．三角锥形 杂化 D．三角形 杂化
【答案】B
【解析】
根据公式计算中心原子的杂化方式：中心原子成键数+（中心原子的价电子数±电荷数-配原子价电子数×配原子个数）/2 。
分子： ，采取杂化， 模型为四面体型；答案选B。
10．下列分子中，各分子的立体构型和中心原子的杂化方式均正确的是( )
A．NH3 平面三角形 sp3杂化 B．CCl4 正四面体 sp3杂化
C．H2O V形 sp2杂化 D．CO32﹣ 三角锥形 sp3杂化
【答案】B
【解析】
根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对数=配原子个数+孤电子对数。
A、NH3中心原子的价层电子对数=3+（5-3×1）=4，N的杂化方式为sp3，含有一对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，选项A错误；
B、CCl4中心原子的价层电子对数=4+（4-4×1）=4，C的杂化方式为sp3，没有孤电子对，分子的立体构型为正四面体，选项B正确；
C、H2O中心原子的价层电子对数=2+（6-2×1）=4，O的杂化方式为sp3，含有两对孤电子对，分子的立体构型为V形，选项C错误；
D、CO32- 中心原子的价层电子对数=3+（4+2-3×2）=3，C的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体构型为平面三角形，选项D错误；
答案选B。
二、填空题（共5题）
11．（1）BCl3中心原子的杂化方式为____。
（2）在S的氢化物(H2S)分子中，S原子轨道的杂化类型是___。
（3）H2O的分子构型为__，中心原子的杂化轨道类型为__。COCl2中心原子的杂化轨道类型为__。
（4）在硅酸盐中，Si四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为___。
【答案】sp2 sp3 V形(或角形) sp3 sp2 sp3
【解析】
(1)BCl3中价层电子对数为3+=3；
(2)在S的氢化物(H2S)分子中，S原子价层电子对个数=2+=4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断Y原子轨道的杂化类型；
(3)水分子中O原子价层电子对个数=2+=4且含有2个孤电子对，再判断分子构型及杂化轨道类型；COCl2中心原子C原子与O之间一个σ键，与Cl之间一个σ键，共形成3个σ键，无孤对电子；
(4)硅酸盐中的硅酸根(SiO44-)为正四面体结构，中心原子Si原子成4个σ键，无孤对电子。
(1)BCl3中价层电子对数为3+=3，硼原子为sp2杂化；
(2)在S的氢化物(H2S)分子中，S原子价层电子对个数=2+=4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断S原子轨道的杂化类型为sp3；
(3)水分子中O原子形成2个σ键、含有2对孤电子对，杂化轨道数目为4，为sp3杂化，所以分子构型为V形；COCl2中C原子成3个σ键、1个π键，没有孤电子对，C原子采取sp2杂化；
(4)硅酸盐中的硅酸根(SiO44-)为正四面体结构，所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式。
12．计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
物质
价电子对数
成键电子对数
孤电子对数
中心原子杂化轨道类型
杂化轨道/电子对空间构型
轨道夹角
分子空间构型
键角
CO2
BF3
CH4
H2O
NH3
PCl3
【答案】
物质
价电子对数
成键电子对数
孤电子对数
中心原子杂化轨道类型
杂化轨道/电子对空间构型
轨道夹角
分子空间构型
键角
CO2
2
2
0
sp
直线形
180°
直线形
180°
BF3
3
3
0
sp2
平面三角形
120°
平面三角形
120°
CH4
4
4
0
sp3
正四面体
109°28"
正四面体
109°28"
H2O
4
2
2
sp3
正四面体
<109°28"
V型
104.5°
NH3
4
3
1
sp3
正四面体
<109°28"
三角锥型
107.3°
PCl3
4
3
1
sp3
正四面体
<109°28"
三角锥型
100.1°
【解析】
中心原子孤电子对数=（a-bx），价层电子对个数=键个数+孤电子对个数；
二氧化碳成键电子对数为2，孤电子对数=（4-22）=0，则价层电子对数=2，中心原子杂化方式为sp，杂化轨道电子对构型为直线形，轨道夹角为180°，分子空间构型为直线形，键角180°；
BF3成键电子对数为3，孤电子对数=（3-31）=0，则价层电子对数=3，中心原子杂化方式为sp2，杂化轨道电子对构型为平面三角形，轨道夹角为120°，分子空间构型为平面三角形，键角120°；
CH4成键电子对数为4，孤电子对数=（4-41）=0，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为正四面体，轨道夹角为109°28"，分子空间构型为正四面体，键角109°28"；
H2O成键电子对数为2，孤电子对数=（6-21）=2，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于109°28"，分子空间构型为四面体，键角小于104.5°；
NH3成键电子对数为3，孤电子对数=（5-31）=1，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于109°28"，分子空间构型为四面体，键角小于107.3°；
PCl3成键电子对数为3，孤电子对数=（6-31）=1，则价层电子对数=4，中心原子杂化方式为sp3，杂化轨道电子对构型为四面体，轨道夹角小于109°28"，分子空间构型为四面体，键角小于100.1°；
13．(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为__________________。
(2)As4O6的分子结构如图所示，其中As原子的杂化方式为______________。
(3)AlH4-中，Al原子的轨道杂化方式为__________；列举与AlH4-空间构型相同的一种离子和一种分子：__________、__________(填化学式)。
(4)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为____________，SnBr2分子中Br－Sn－Br的键角________120°(填“＞”“＜”或“＝”)。
【答案】3∶1 sp2 sp3 sp3 NH4+ CH4 sp2 ＜
【解析】
（1）根据1个单键是1个δ键，1个双键中含有1个δ键，1个π键以及COCl2分子的结构式来解答；
（2）As4O6的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4；
（3）AlH4-中Al原子孤电子对数==0，杂化轨道数目=4+0=4；互为等电子体的微粒空间构型相同，与AlH4-空间构型相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子。
（4）先判断价层电子对数目判断杂化类型，中心原子的孤电子对对成键电子对有排斥作用进而判断分子中Sn－Br的键角。
【详解】
（1）COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3：1，中心原子C电子对数=3+=3，故中心原子杂化方式为sp2，故答案为：3：1；sp2；
（2）As4O6的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，杂化类型为sp3杂化；故答案为：sp3；
（3）AlH4-中Al原子孤电子对数==0，杂化轨道数目=4+0=4，Al原子杂化方式为：sp3，互为等电子体的微粒空间构型相同，与AlH4-空间构型相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NH4+，故答案为：sp3；NH4+；CH4；
（4）SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数=2+×（4-2×1）=3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120°，故答案为：SP2杂化；＜。
14．铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域．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）Cu+基态的电子排布式可表示为____________。
（2）1mol甲醛(HCHO)中含有的σ键数目为______________。
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构（如图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为______________。这两种不同化合物的化学式分别为________________、_______________。
（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应生成铜氨离子Cu(NH3)42+，①反应的离子方程式为_________；②[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有_______(填序号)。
A．配位键
B．离子键
C．极性共价键
D．非极性共价键
（5）金属铍与氯气也可以形成化合物，在气态二氯化铍中有单体BeCl2和二聚体(BeCl2)2；在晶体中变形成多聚体(BeCl2)n。试画出各种存在形式的结构式，并指出对应Be原子的杂化轨道类型。
结构式_________杂化轨道类型________
结构式_________杂化轨道类型________
结构式_________杂化轨道类型________
【答案】（1）[Ar]3d10（1分）；（2）3NA（1分）；（3）sp3；KCuCl3K2CuCl3（各1分）；
（4）（每空2分）①Cu+H2O2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-；②A、C；
（5）（每空1分）Cl-Be-Cl ； sp杂化；；sp2杂化；
；sp3杂化。
【解析】试题分析：（1）Cu是29号元素， Cu+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d10，也可表示为[Ar]3d10；（2）甲醛结构简式是，在一个分子中含有3个σ键和1个π键，故1mol甲醛(HCHO)中含有的σ键数目为σ键；（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，因此原子杂化方式是sp3杂化，一种化合物的化学式为KCuCl3 ，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，阴离子构成与CuCl3一样，但CuCl3 原子团的化合价为-2，其化学式为：K2CuCl3 ；氨水、过氧化氢和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，是两种物质共同作用的结果：其中过氧化氢为氧化剂，将Cu单质氧化为Cu2+，氨与Cu2+ 形成配离子，两者相互促进使反应进行，方程式可表示为：Cu+H2O2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-；②[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有NH3中的极性共价键，NH3与Cu2+离子之间的配位键，故选项是AC；（5）单体BeCl2结构式是Cl-Be-Cl，杂化轨道数是2，所以Be原子杂化类型为sp杂化；二聚体(BeCl2)2结构式是，杂化轨道数是3，所以Be原子杂化类型是sp2杂化；多聚体(BeCl2)n结构式是，含有4个杂化轨道，因此原子的杂化类型是sp3杂化。
15．(1) X-射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_________，中心原子的杂化形式为_________。
(2) CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_________和__________。
(3)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是___________。
【答案】V形 sp3 sp sp3 sp2、sp3
【解析】
(1)I中I原子为中心原子，则其孤电子对数为1/2×(7－1－2)＝2，且其形成了2个σ键，中心原子采取sp3杂化，空间构型为V形，故答案为：V形；sp3；
(2)CO2中C原子的价层电子对数为2，故为sp杂化，CH3OH分子中C的价层电子对数为4，故为sp3杂化，故答案为：sp；sp3；
(3)甲基上的碳原子形成4个σ键，故采用sp3杂化，羰基上的碳原子形成3个σ键，故采用sp2杂化，故答案为：sp2、sp3
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