人教版 (2019)选择性必修2分子的空间结构同步测试题

这是一份人教版 (2019)选择性必修2分子的空间结构同步测试题，共28页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1.关于原子杂化轨道的说法正确的是( )
A.CH4分子中的键角与其杂化轨道间的夹角相同
B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由碳原子中的1s轨道和2p轨道重新混杂,形成的一组能量相同的新轨道
C.CH4分子中的碳原子通过sp3杂化改变了原子轨道的形状、方向和数目,使原子的成键能力增强
D.杂化轨道可用于形成σ键、π键和容纳孤电子对
2.在SO2分子中,分子的空间结构为V形,S原子采用sp2杂化,那么SO2的键角( )
A.等于120°B.大于120°
C.小于120°D.等于180°
3.杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。有关杂化轨道理论的说法不正确的是( )
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
4.下列图形表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是( )
5.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是( )
①CO32- ②CH2=CH2 ③苯 ④CH≡CH ⑤NH3 ⑥CH4
A.①②③B.①⑤⑥
C.②③④D.③⑤⑥
6.下表中各粒子对应的空间结构及杂化轨道类型均正确的是( )
7.下列有关NCl3分子的叙述正确的是( )
A.NCl3分子中的氮原子采取sp2杂化
B.NCl3分子为平面三角形
C.NCl3分子中Cl—N—Cl键角小于109°28'
D.NCl3分子中含有非极性键
8.在BrCH=CHBr分子中,C和Br成键采用的轨道是( )
A.sp-pB.sp2-s
C.sp2-pD.sp3-p
9.SO2催化氧化生成SO3,下列对上述过程的描述不合理的是( )
A.硫原子的杂化类型发生了改变
B.微粒的形状发生了改变
C.微粒的化学性质发生了改变
D.微粒中的键角发生了改变
10.徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多“明星分子”,如H2O2、CS2、NF3、CH3CHO等。下列说法错误的是( )
A.H2O2分子中O原子为sp3杂化
B.CS2分子中C原子为sp杂化
C.NF3分子中N原子为sp3杂化
D.CH3CHO分子中C原子均为sp2杂化
11.已知某微粒Q的中心原子为sp3杂化。下列说法中错误的是( )
A.Q可能是三角锥形
B.Q不可能是V形
C.Q可能是正四面体形
D.Q的VSEPR模型是四面体形
12.下列分子所含碳原子中,既有sp3杂化,又有sp2杂化的是( )
A.乙醛()
B.丙烯腈()
C.甲醛()
D.丙炔()
13.目前我国研制的稀土催化剂转化汽车尾气过程示意图如图所示,汽车尾气的主要成分有CO、NO等。下列有关说法正确的是( )
A.C3H8和H2O的中心原子杂化轨道类型均为sp3杂化
B.H2O中的H—O—H键角小于H2S中的H—S—H键角
C.CO2和SO2的空间结构均为直线形
D.反应过程中没有非极性键的断裂和形成
二、非选择题
14.回答下列小题。
(1)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中阴离子的空间结构是 ,中心原子的杂化方式为 。
(2)根据杂化轨道理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子的杂化方式不同于其他分子的是 。
(3)ZnCO3中,阴离子的空间结构为 ,C原子的杂化方式为 。
15.回答下列问题。
(1)指出下列粒子的空间结构。
①BeF2: ;②PF3: 。
(2)在BF3分子中,F—B—F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,BF4-的空间结构为 。
(3)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。NH3分子的空间结构是 ;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 。
(4)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中氧原子采用 杂化。H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大,原因为 。
标准答案
一、单选题
1.A
解析 CH4中心原子价层电子对数为4+12×(4-4×1)=4+0=4,没有孤电子对,因此CH4分子中的键角与其杂化轨道间的夹角相同,故A项正确;CH4分子中的sp3杂化轨道是由碳原子中能量相近的轨道即2s轨道和2p轨道重新混杂,形成的一组能量相同的新轨道,故B项错误;杂化后原子轨道的数目没有改变,故C项错误;杂化轨道可用于形成σ键,容纳孤电子对,但不能形成π键,故D项错误。
2.C
解析 由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形,从理论上讲其键角应为120°,但是由于SO2分子中的S原子上有一个孤电子对,对其他的两个σ键电子对存在排斥作用,因此SO2分子中的键角要小于120°。
3.D
解析 杂化前后的轨道数不变,各杂化轨道尽可能分散、对称分布,导致轨道的形状发生了改变,故A正确;sp3、sp2、sp杂化轨道的空间结构分别是正四面体形、平面三角形、直线形,所以其夹角分别为109°28'、120°、180°,故B正确;四面体形(4条共价键,无孤电子对)、三角锥形(3条共价键,1个孤电子对)、V形分子(2条共价键,2个孤电子对)的结构均可用sp3杂化轨道解释,故C正确;杂化轨道可以部分参与形成化学键,如NH3分子中形成了4个sp3杂化轨道,但是只有3个参与形成化学键,故D错误。
4.D
解析 该杂化轨道的空间结构为直线形,夹角为180°,共有2个杂化轨道,为sp杂化,故A错误;未形成杂化轨道,故B错误;杂化轨道的空间结构为正四面体形,共有4个杂化轨道,为sp3杂化,故C错误;杂化轨道的空间结构为平面三角形,夹角为120°,共有3个杂化轨道,为sp2杂化,故D正确。
5.A
解析 ①②③中的中心原子采取sp2杂化,④中的中心原子采取sp杂化,⑤⑥中的中心原子采取sp3杂化。
6.A
解析 HCN中心原子为C,有2个σ键,无孤电子对,故为sp杂化,空间结构为直线形,A正确;SO2中心原子为S,有2个σ键,1个孤电子对,故为sp2杂化,空间结构为V形,B错误;H3O+中心原子为O,有3个σ键,1个孤电子对,故为sp3杂化,空间结构为三角锥形,C错误;HCHO中心原子为C,有3个σ键,无孤电子对,故为sp2杂化,空间结构为平面三角形,D错误。
7.C
解析 NCl3分子的中心原子氮原子的杂化轨道数为4,氮原子的杂化类型为sp3,含有1个孤电子对,对成键电子对具有排斥作用,使键角小于109°28',NCl3分子为三角锥形,分子中N—Cl为极性键。
8.C
解析:BrCH=CHBr分子中C原子采用sp2杂化,每个C原子形成3个sp2杂化轨道分别与Br原子的4p轨道、H原子的1s轨道、另一个C原子的sp2杂化轨道形成3个σ键。
9.A
解析 SO2和SO3分子中S原子的价层电子对数分别为2+6-2×22=3、3+6-3×22=3,所以硫原子的杂化类型均为sp2,没有发生改变,A符合题意。SO2中S原子价层电子对数为3,含有一个孤电子对,所以空间结构为V形;SO3中S原子价层电子对数为3,不含孤电子对,空间结构为平面三角形,微粒的形状发生了改变,B不符合题意。SO2和SO3为不同种类的分子,S元素的化合价不同,化学性质发生改变,C不符合题意。孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用,所以SO2中的键角小于SO3的键角,键角发生改变,D不符合题意。
10.D
解析 H2O2分子中氧原子形成2个σ键,含有2个孤电子对,所以O为sp3杂化,故A正确;CS2分子为直线形结构,C原子为sp杂化,故B正确;NF3分子中N原子的价层电子对数为3+5-3×12=4,有1个孤电子对,所以N原子为sp3杂化,故C正确;CH3CHO分子中醛基中C原子形成3个σ键,没有孤电子对,采取sp2杂化,但甲基中碳原子形成4个σ键,没有孤电子对,采取sp3杂化,故D错误。
11.B
解析 若Q含有1个孤电子对,为三角锥形,A项正确;若Q含有2个孤电子对,则为V形,B项错误;若Q无孤电子对,为正四面体形,C项正确;Q的中心原子为sp3杂化,其VSEPR模型为四面体形,D项正确。
12.A
13.A
解析 C3H8中碳原子均为饱和碳原子,碳原子杂化方式为sp3杂化,H2O中含有2个σ键,有2个孤电子对,为sp3杂化,A正确;O的电负性大于S,O原子与H原子之间的两对成键电子比S原子与H原子之间的两对成键电子更靠近中心原子,因此O原子与H原子之间的两对成键电子距离近,排斥力大,键角大,B错误;SO2中心S原子的价层电子对数=2+12×(6-2×2)=3,因此SO2为V形结构,CO2中心C原子的价层电子对数=2+12×(4-2×2)=2,因此CO2是直线形结构,C错误;反应过程中有非极性键O=O的断裂和N≡N的形成,D错误。
二、非选择题
14.答案:(1)正四面体形 sp3
(2)H2S
(3)平面三角形 sp2
解析:(1)LiAlH4中阴离子的中心原子价层电子对数为4+12×(3+1-4×1)=4+0=4,其空间结构是正四面体形,中心原子的杂化方式为sp3。
(2)根据杂化轨道理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数分别为2+12×(6-2×1)=2+2=4、2+12×(6-2×2)=2+1=3、3+12×(6-3×2)=3+0=3,中心原子的杂化方式分别为sp3、sp2、sp2,因此中心原子的杂化方式不同于其他分子的是H2S。
(3)ZnCO3中,阴离子的中心原子价层电子对数为3+12×(4+2-3×2)=3+0=3,空间结构为平面三角形,C原子的杂化方式为sp2。
15. (1)①直线形 ②三角锥形
(2)120° sp2 正四面体形
(3)三角锥形 sp3
(4)sp3 H2O中氧原子有2个孤电子对,H3O+中氧原子只有1个孤电子对,对成键电子对的斥力较小
解析 (1)①BeF2中中心原子为Be,价层电子对数为2,成键电子对数为2,孤电子对数为0,BeF2分子空间结构为直线形;②PF3中中心原子为P,价层电子对数为4,成键电子对数为3,孤电子对数为1,PF3分子空间结构为三角锥形。
(2)BF3的价层电子对数为3,B原子采用sp2杂化,又因为B原子上没有孤电子对,则BF3的空间结构为平面三角形,F—B—F的键角为120°,BF4-中B原子价层电子对数为4,B原子采用sp3杂化,没有孤电子对,则BF4-为正四面体形。
(3)NH3分子σ键个数为3,故孤电子对数为1,价层电子对数为4,N原子采用sp3杂化,分子空间结构为三角锥形,N2H4中氮原子与NH3中氮原子杂化类型相同,均为sp3。
(4)H3O+中氧原子形成的σ键个数为3,故孤电子对数为1,价层电子对数为4,O原子采用sp3杂化。H2O中氧原子的σ键个数为2,故孤电子对数为2,价层电子对数为4,O原子采用sp3杂化。H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大,因为H2O中氧原子有2个孤电子对,H3O+中氧原子只有1个孤电子对,对成键电子对的斥力较小。
选项
粒子
空间结构
中心原子的杂化轨道类型
A
HCN
直线形
C原子:sp
B
SO2
V形
S原子:sp3
C
H3O+
平面三角形
O原子:sp3
D
HCHO
三角锥形
C原子:sp2