高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第二节 分子的立体构型第2课时课后复习题

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第二节 分子的立体构型第2课时课后复习题，共14页。试卷主要包含了下列图形属于sp杂化轨道的是，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

题组一 杂化轨道理论
1.(2020黑龙江哈尔滨三中高二上期末)下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是( )
A.H2OB.NH3C.C2H4D.CH4
2.下列分子中,中心原子的杂化轨道类型相同的是( )
A.CO2与SO2B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3D.C2H4与C2H2
3.有关苯分子中的化学键的描述正确的是 ( )
A.每个碳原子的sp2杂化轨道中的一个形成大π键
B.每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
C.碳原子的三个sp2杂化轨道只形成两个σ键
D.碳原子的未参加杂化的2p轨道形成σ键
4.下列有关杂化轨道的说法不正确的是( )
A.杂化前后的轨道数目不变,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形分子或离子的结构可以用sp3杂化轨道解释
D.杂化轨道全部参与形成化学键
5.下列图形属于sp杂化轨道的是( )
6.(2019福建长汀一中高二下实验班第一次月考)在分子中,羰基碳原子、甲基碳原子成键时所采用的杂化方式分别为( )
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
7.下列关于杂化轨道的叙述中,不正确的是( )
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σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C.NH3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.用杂化轨道理论与价层电子对互斥理论分析分子空间构型的结果常常相互矛盾
题组二 杂化轨道类型与分子立体构型的关系
8.下列说法正确的是( )
A.PCl3分子呈三角锥形,这是磷原子采取sp2杂化的结果
B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混杂形成的4个新轨道
C.中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型可能是四面体形、三角锥形或V形
D.AB3型分子的立体构型必为平面三角形
9.下列分子或离子中键角由大到小排列的是( )
①BCl3 ②NH3 ③H2O ④PCl4+ ⑤BeCl2
A.⑤④①②③B.④①②⑤③
C.⑤①④②③D.③②④①⑤
10.三氯化磷分子中的中心原子以sp3杂化,下列有关叙述正确的是( )
①3个P—Cl键的键长、键角均相等
②空间构型为平面三角形
③空间构型为正四面体形
④空间构型为三角锥形
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
11.下列叙述中正确的是( )
①CS2分子为V形
②ClO3-的立体构型为平面三角形
③SF6中有6对完全相同的成键电子对
④SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化
A.①②B.②③C.③④D.①④
12.下列叙述正确的是( )
A.SO32-中硫原子的杂化方式为sp2
B.1个C2H2分子中含有3个σ键和2个π键
C.H2O分子中氧原子的杂化方式为sp2
D.BF3分子空间构型呈三角锥形
13.(2020山东济宁高二上期末)氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的立体构型和中心原子(S)采取的杂化方式的说法正确的是( )
A.三角锥形、sp3B.平面三角形、sp3
C.平面三角形、sp2D.三角锥形、sp2
能力提升练
1.(2019四川雅安中学高二上第一次月考,★★☆)下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ② ③ ④C2H2 ⑤N2H4 ⑥
A.①②③B.①③⑥
C.②③⑤D.③④⑥
2.(★★☆)在1个乙烯分子中有5个σ键、1个π键,它们分别是( )
A.sp2杂化轨道形成σ键、未参加杂化的2p轨道形成π键
B.sp2杂化轨道形成π键、未参加杂化的2p轨道形成σ键
C.C—H键是sp2杂化轨道形成的σ键,CC键是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C—C键是sp2杂化轨道形成的σ键,C—H键是未参加杂化的2p轨道形成的π键
3.(★★☆)用价层电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是( )
A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120°
C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形分子
D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子
4.(疑难1,★★☆)如图所示是某硅氧离子的空间结构示意图(虚线不表示共价键)。通过观察分析,下列叙述正确的是( )
A.键角为120°
B.化学组成为SiO32-
C.Si原子采用sp2杂化
D.化学组成为SiO44-
5.(2019四川蓉城名校联盟高二期中,★★☆)推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是( )
A.SO2中硫原子采取sp2杂化,则CO2中碳原子也采取sp2杂化
B.NH3分子立体构型是三角锥形,则NCl3分子立体构型也是三角锥形
C.H2O分子的键角是105°,则H2S分子的键角也是105°
D.PCl3分子中每个原子最外层都达到8电子稳定结构,则BF3分子中每个原子最外层也达到8电子稳定结构
6.(2020辽宁瓦房店高级中学高二上期末,★★☆)下列分子或离子的中心原子杂化轨道类型不同的是( )
A.SO32-与SO3
B.CH4与H2O
C.PCl3与ClO3-
D.BF3与CO32-
7.(2019山西运城新绛二中高二下期中,疑难2,★★☆)下列中心原子的杂化轨道类型和分子立体构型不正确的是( )
A.PCl3中P原子采用sp3杂化,为三角锥形
B.BCl3中B原子采用sp2杂化,为平面三角形
C.CS2中C原子采用sp杂化,为直线形
D.H2S中S原子采用sp杂化,为直线形
8.(★★☆)下列关于sp3杂化轨道说法正确的是( )
A.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型都是四面体形
B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混杂而形成的
C.金刚石是空间网状结构,碳原子采用sp3杂化
D.NH3和BF3分子中,中心原子均采用sp3杂化
9.(疑难1、2,★★☆)下列描述中正确的是( )
A.ClO3-的空间构型为平面三角形
B.SF6的中心原子有6对成键电子对,无孤电子对
C.BF3和PCl3的中心原子均为sp2杂化
D.BeCl2和SnCl2的空间构型均为直线形
10.(★★☆)通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相似,则下列有关说法中正确的是( )
A.CH4和NH4+是等电子体,键角均为60°
B.NO3-和CO32-是等电子体,均为平面三角形结构
C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构
D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
11.(★★☆)下列说法正确的是( )
A.CH2Cl2分子的立体构型为正四面体形
B.H2O分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2,分子的立体构型为V形
C.CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp,分子的立体构型为直线形
D.SO32-的立体构型为平面三角形
答案全解全析
基础过关练
1.C 水分子中O原子的价层电子对数为2+6-2×12=4,为sp3杂化,A错误;NH3分子中N原子的价层电子对数为3+5-3×12=4,为sp3杂化,B错误;C2H4分子中每个C原子形成3个σ键,无孤电子对,为sp2杂化,C正确;CH4分子中C原子形成4个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,D错误。
2.B CO2中C原子采取sp杂化,SO2中S原子采取sp2杂化,A不正确;CH4中C原子采取sp3杂化,NH3中N原子也采取sp3杂化,B正确;BeCl2中Be原子采取sp杂化,BF3中B原子采取sp2杂化,C不正确;C2H4中C原子采取sp2杂化,C2H2中C原子采取sp杂化,D不正确。
3.B 苯分子中每个碳原子以sp2杂化形成三个杂化轨道,还有一个未参加杂化的2p轨道。所以其成键方式为:每个碳原子分别以三个sp2杂化轨道与其他两个C原子和一个H原子形成三个σ键,同时每个C原子还有一个未参加杂化的2p轨道,它们均有一个未成对电子,这些2p轨道相互平行,以“肩并肩”方式相互重叠,形成大π键。
4.D 杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。
5.D sp杂化轨道夹角为180°,C项属于未杂化的p轨道。
6.C 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,C正确。
7.D 中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子可能是正四面体形(如CH4)、三角锥形(如NH3)或者V形(如H2O),A正确;杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对,B正确;正四面体形的CH4和三角锥形的NH3中,中心原子C和N都是通过sp3杂化轨道成键,C正确;杂化轨道理论和价层电子对互斥理论都是为了解释分子的空间结构而提出的理论,两者不矛盾,可以先通过价层电子对互斥理论判断出分子的构型,再判断出中心原子的杂化类型,D错误。
8.C PCl3分子的中心原子磷原子的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=3+5-3×12=4,因此PCl3分子中磷原子采取sp3杂化,A项错误;sp3杂化轨道是能量相近的s轨道和3个p轨道混杂形成的4个新轨道,B项错误;中心原子采取sp3杂化的分子如果有杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据,则分子的立体构型不为四面体形,如NH3、PCl3分子呈三角锥形,H2O分子呈V形,C项正确,D项错误。
9.C ①BCl3,根据VSEPR理论,σ键电子对数为3,孤电子对数为3-1×32=0,则价层电子对数为3,B原子为sp2杂化,分子键角为120°;②NH3,根据VSEPR理论,σ键电子对数为3,孤电子对数为5-1×32=1,则价层电子对数为4,N原子为sp3杂化,NH3分子呈三角锥形,键角为107°;③H2O,根据VSEPR理论,σ键电子对数为2,孤电子对数为6-1×22=2,则价层电子对数为4,O原子为sp3杂化,H2O呈V形,键角为105°;④PCl4+,根据VSEPR理论,σ键电子对数为4,孤电子对数为5-1-4×12=0,则价层电子对数为4,根据杂化轨道理论,P原子为sp3杂化,键角为109°28';⑤BeCl2,根据VSEPR理论,σ键电子对数为2,孤电子对数为2-1×22=0,则价层电子对数为2,Be原子为sp杂化,键角为180°;故键角由大到小的顺序为⑤①④②③。
10.D PCl3中P原子以sp3杂化,有一对孤电子对,结构类似于NH3分子,3个P—Cl键的键长、键角均相等,空间构型为三角锥形。
11.C CS2分子中,碳原子采取sp杂化,为直线形,①错误;ClO3-的价层电子对数为4,孤电子对数为1,所以是三角锥形,②错误;SF6的价层电子对数为6,无孤电子对,呈正八面体结构,有6对完全相同的成键电子对,③正确;SiF4和SO32-的价层电子对数为4,中心原子都是sp3杂化,④正确。
12.B SO32-中中心原子的价层电子对个数=3+12(6+2-3×2)=4,所以硫原子为sp3杂化,A错误;C2H2的结构式为,因此1个分子中含有3个σ键和2个π键,B正确;H2O分子中中心原子的价层电子对个数=2+12(6-1×2)=4,所以氧原子的杂化方式为sp3,C错误;BF3分子中中心原子的价层电子对个数=3+12(3-1×3)=3,所以分子空间构型为平面三角形,D错误。
13.A 根据价层电子对互斥理论确定微粒的空间构型,SOCl2中S原子形成2个S—Cl键,1个SO键,价层电子对数=σ键个数+孤电子对数=3+6-1-1-1×22=4,故S原子采取sp3杂化,含一对孤电子对,分子立体构型为三角锥形。
能力提升练
1.B ①BF3分子中硼原子价层电子对数为3,所以采取sp2杂化,故正确;②分子中硫原子价层电子对数为4,所以采取sp3杂化,故错误;③分子中碳原子价层电子对数为3,所以采取sp2杂化,故正确;④分子中每个碳原子价层电子对数为2,所以采取sp杂化,故错误;⑤N2H4分子中每个氮原子价层电子对数为4,所以采取sp3杂化,故错误;⑥中碳原子价层电子对数为3,所以采取sp2杂化,故正确。
2.A 一个乙烯分子中存在4个C—H键和1个C C键,没有孤电子对,C原子采取sp2杂化,碳碳双键有一个键是sp2杂化轨道形成的σ键,另一个键是未参加杂化的2p轨道形成的π键。
3.C A项,SO2是V形分子;CS2、HI是直线形的分子,错误。B项,BF3键角为120°,是平面三角形结构;SnBr2中Sn的两个价电子与Br形成共价键,还有一对孤电子对,对成键电子对有排斥作用,使键角小于120°,错误。C项,CH2O、BF3、SO3都是平面三角形分子,正确。D项,PCl3、NH3都是三角锥形分子,而PCl5是三角双锥形分子,错误。
4.D 由结构示意图可知,硅、氧原子构成正四面体结构,Si位于正四面体的中心,键角为109°28',A错误;Si原子核外最外层有4个电子,Si原子与O原子形成4个Si—O键,O原子核外最外层有6个电子,Si的化合价为+4价,O的化合价为-2价,化学组成为SiO44-,B错误、D正确;Si原子形成4个σ键,Si原子上没有孤电子对,Si原子采用sp3杂化,C错误。
5.B 一个二氧化碳分子中含有2个σ键且中心原子不含孤电子对,所以碳原子采用sp杂化,A错误;NH3、NCl3中N原子都采用sp3杂化,有1对孤电子对,所以分子立体构型都是三角锥形,B正确;S的电负性比O小,而且原子半径大,所以S—H键上的电子偏向S并没有H2O中O—H键上的电子偏向O那么严重,排斥力也相应比较小,键角也稍小,C错误;BF3分子中B元素化合价为+3价,B原子最外层未达8电子结构,D错误。
6.A SO32-中S原子价层电子对数为4,杂化轨道类型是sp3杂化,SO3中S原子价层电子对数为3,杂化轨道类型是sp2杂化,故A正确;CH4中C原子价层电子对数为4,杂化轨道类型是sp3杂化,H2O中O原子价层电子对数为4,杂化轨道类型是sp3杂化,故B错误;PCl3中P原子价层电子对数为4,杂化轨道类型是sp3杂化,ClO3-中Cl原子价层电子对数为4,杂化轨道类型是sp3杂化,故C错误;BF3中B原子价层电子对数为3,杂化轨道类型为sp2杂化,CO32-中C原子价层电子对数为3,杂化轨道类型为sp2杂化,故D错误。
7.D PCl3中P原子形成3个σ键,孤电子对数为5-3×12=1,则P原子为sp3杂化,分子为三角锥形,A正确;BCl3中B原子形成3个σ键,孤电子对数为3-3×12=0,则B原子为sp2杂化,分子为平面三角形,B正确;CS2中C原子形成2个σ键,孤电子对数为4-2×22=0,则C原子为sp杂化,分子为直线形,C正确;H2S分子中,S原子形成2个σ键,孤电子对数为6-2×12=2,则S原子为sp3杂化,分子为V形,D错误。
8.C 中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型不一定都是四面体形,故A错误; CH4分子中的sp3杂化轨道是由中心碳原子的能量相近的2s轨道和3个2p轨道杂化形成的,故B错误; 金刚石为空间网状结构,每个碳原子与4个碳原子形成共价键,所以碳原子采用sp3杂化,故C正确; BF3中B原子形成3个σ键,没有孤电子对,采用sp2杂化,故D错误。
9.B ClO3-中Cl的价层电子对数=3+12×(7+1-2×3)=4,含有一对孤电子对,则离子的空间构型为三角锥形,A错误。SF6中含有6个S—F键,则分子中有6对完全相同的成键电子对,B正确。BF3中B的价层电子对数=3+12×(3-1×3)=3,中心原子为sp2杂化;PCl3中P的价层电子对数=3+12×(5-1×3)=4,中心原子为sp3杂化,C错误。BeCl2中Be的价层电子对数=2+12×(2-1×2)=2,分子为直线形;SnCl2中Sn的价层电子对数=2+12×(4-1×2)=3,分子空间构型为V形,D错误。
10.B CH4和NH4+原子数都是5,价电子数都是8,是等电子体,空间构型为正四面体,键角为109°28',A错误;NO3-和CO32-原子数都是4,价电子数都是24,是等电子体,均为平面三角形结构,B正确;H3O+价电子数是8,PCl3价电子数是26,不是等电子体,C错误;B3N3H6分子中有π键,π键是轨道以“肩并肩”式重叠形成的,所以B3N3H6分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道,D错误。
11.C CH2Cl2分子的4个共价键不完全相同,所以分子的立体构型不是正四面体形,A错误;H2O分子中O原子的价层电子对数=2+12×(6-1×2)=4,为sp3杂化,含有2对孤电子对,分子的立体构型为V形,B错误;CO2中C原子的价层电子对数=2+12×(4-2×2)=2,为sp杂化,不含孤电子对,分子的立体构型为直线形,C正确;SO32-中S原子的价层电子对数=3+12×(6+2-3×2)=4,为sp3杂化,含1对孤电子对,离子的立体构型为三角锥形,D错误。