人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构第3课时测试题

第3课时　杂化轨道理论简介

课后训练巩固提升

一、基础巩固

1.杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较中正确的是(　　)。

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:sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°。

2.下列有关sp杂化轨道的叙述正确的是(　　)。

A.是由一个1s轨道和一个2p轨道线性组合而成

B.sp杂化轨道中的两个杂化轨道完全相同

C.sp杂化轨道可与其他原子轨道形成σ键和π键

D.sp杂化轨道有两个,一个能量升高,另一个能量降低,但总能量保持不变

答案:B

解析:sp杂化轨道是同一原子内同一能层内的1个s轨道和1个p轨道发生杂化得到的,A项错误;sp杂化轨道中的两个杂化轨道的能量相同,B项正确,D项错误;杂化轨道用于形成σ键和容纳未参与成键的孤电子对,未杂化的轨道用于形成π键,杂化轨道不用于形成π键,C项错误。

3.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,常用作氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的空间结构和中心原子(S)采取杂化类型的说法正确的是(　　)。

A.三角锥形、sp3 B.V形、sp2

C.平面三角形、sp2 D.三角锥形、sp2

答案:A

解析:根据价层电子对互斥模型确定粒子的空间结构,SOCl2中S原子形成两个S—Cl、一个SO,孤电子对数为1,杂化轨道数是4,故S原子采取sp3杂化,分子空间结构为三角锥形。

4.能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为 (　　)。

答案:D

解析:碳原子的2s轨道与2p轨道杂化,形成4个等性的杂化轨道,因此碳原子的4个价电子分占4个sp3杂化轨道上,且自旋平行。

5.下列分子的中心原子是sp2杂化的是(　　)。

A.PBr3 B.SiH4

C.H2O D.BF3

答案:D

解析:杂化轨道数=中心原子上的孤电子对数+中心原子的σ键个数,A、B、C项中分子的中心原子采用的都是sp3杂化。

6.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(　　)。

A.CO2与SO2

B.CH4与NH3

C.BeCl2与BF3

D.C2H4与C2H2

答案:B

解析:A项,CO2中碳原子为sp杂化,SO2中硫原子为sp2杂化,故A项不符合题意;B项,CH4中碳原子为sp3杂化,NH3中氮原子也为sp3杂化,故B项符合题意;C项,BeCl2中铍原子为sp杂化,BF3中硼原子为sp2杂化,故C项不符合题意;D项,C2H4中碳原子为sp2杂化,C2H2中碳原子为sp杂化,故D项不符合题意。

二、能力提升

1.(双选)形成下列分子时,中心原子采用sp3杂化轨道和另一个原子的p轨道成键的是(　　)。

A.PF3 B.CF4

C.NH3 D.H2O

答案:AB

解析:PF3、CF4、NH3、H2O分子中P原子、C原子、N原子、O原子都采取sp3杂化,NH3和H2O分子中H原子以1s轨道与N和O原子的sp3杂化轨道形成σ键,PF3和CF4分子中F原子以2p轨道分别与P和C原子的sp3杂化轨道形成σ键。

2.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.杂化轨道既可形成σ键,又可形成π键

D.已知CO2为直线形分子,其分子的空间结构可以用sp杂化解释

答案:C

解析:杂化前后的轨道数不变,杂化后,各个轨道尽可能分散、对称分布,导致轨道的形状发生了改变,A项正确;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°,B项正确;杂化轨道可用于形成σ键或容纳未参与成键的孤电子对,C项错误;直线形分子的键角为180°,中心原子的杂化方式是sp杂化,D项正确。

3.下列关于N、NH3、N三种粒子的说法不正确的是 (　　)。

A.三种粒子所含有的电子数相等

B.三种粒子中氮原子的杂化方式相同

C.三种粒子的空间结构相同

D.键角大小关系:N>NH3>N

答案:C

解析:1个N、NH3、N粒子含有的电子数均为10,A项正确;N、NH3、N三种粒子中氮原子的杂化方式均为sp3杂化,B项正确;N的空间结构为正四面体形,NH3的空间结构为三角锥形,N的空间结构为V形,C项错误;N、NH3、N三种粒子的键角大小关系为N>NH3>N,D项正确。