训练4杂化轨道理论
[基础过关]
一、原子轨道杂化与杂化轨道
1．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
2．下列关于杂化轨道的叙述正确的是() A．杂化轨道可用于形成σ键，也可用于形成π键
B．杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对
C．NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的
D．在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—H σ键二、杂化轨道类型及其判断
3．根据价层电子对互斥理论及原子的杂化轨道理论判断NF3分子的立体构型和中心原子的杂化方式为
()
A．直线形sp杂化B．三角形sp2杂化
C．三角锥形sp2杂化D．三角锥形sp3杂化
4．在BrCH===CHBr分子中，C—Br键采用的成键轨道是() A．sp—p B．sp2—s C．sp2—p D．sp3—p
5．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是() A．CO2和SO2B．CH4和NH3
C．BeCl2和BF3D．C2H2与C2H4
三、杂化轨道类型与分子构型
6．下列说法中正确的是() A．PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是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轨道混合形成的4个sp3杂化轨道
C．中心原子采取s p3杂化的分子，其立体构型可能是四面体形或三角锥形或V形
D．AB3型的分子立体构型必为平面三角形
7．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[H··N H
,
H
·
·
H]＋，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sp σ键D．甲醛分子为平面三角形，有一个π键垂直于三角形平面
8．甲烷分子(CH4)失去一个H＋，形成甲基阴离子(CH－3)，在这个过程中，下列描述不合理的是
( )
A ．碳原子的杂化类型发生了改变
B ．微粒的形状发生了改变
C ．微粒的稳定性发生了改变
D ．微粒中的键角发生了改变
9．有机物C ·
H 3C ·
H===CH —C ·
≡CH 中标有“·”的碳原子的杂化方式依次为
( )
A ．sp 、sp 2、sp 3
B ．sp 2、sp 、sp 3
C ．sp 3、sp 2、sp
D ．sp 3、sp 、sp 2
[能力提升]
10．如图是甲醛分子的模型，根据该图和所学化学知识回答下列问题：
(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是__________，作出该判断的主要理由是________________________________________________________________________。
(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是________(填序号)。
①单键
②双键
③σ键
④π键
⑤σ键和π键
(3)甲醛分子中C —H 键与C —H 键间的夹角________(填“＝”、“>”或“<”)120°，出现该现象的主要原因是________________________________________________________________________。
11．已知A 、B 、C 、D 四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、6，且都含有18个电子，B 、C 由两种
元素的原子组成，且分子中两种原子的个数比均为1∶2。
D 是假酒中一种有毒的有机物。
(1)组成A 分子的原子的元素符号是____________。
(2)已知B 分子的键角为105°，判断该分子构型为____________；中心原子杂化类型为__________。
(3)C 分子为__________。
(4)D 分子中共有______个σ键，______个π键。
12．有A 、B 、C 、D 、E 五种短周期元素，其中A 、B 、C 属于同一周期，A 原子最外层p 能级的电子数
等于次外层的电子总数；B 原子最外层中有两个不成对的电子；D 、E 原子核内各自的质子数与中子数相等；B 元素可分别与A 、C 、D 、E 生成RB 2型化合物，并知在DB 2和EB 2中，D 与B 的质量比为7∶8，E 与B 的质量比为1∶1。
试回答：
(1)写出D 元素基态原子的电子排布式：____________________________________。
(2)写出AB 2的路易斯结构式：____________________。
(3)B 、C 两元素的第一电离能大小关系为________>________(填元素符号)，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)根据VSEPR 模型预测C 的氢化物的立体构型为________，中心原子C 的轨道杂化类型为________。
(5)C 的单质分子中π键的数目为________，B 、D 两元素的气态氢化物的稳定性大小关系为
________>________(填化学式)。
13．磷与氯气在一定条件下反应，可以生成PCl3、PCl5。
(1)写出磷原子的电子排布式：
________________________________________________________________________。
(2)PCl3分子中磷原子采用的杂化方式是________，分子的空间构型为________________。
(3)磷原子在形成PCl5分子时，除最外层s、p轨道参与杂化外，其3d轨道也有1个参加了杂化，称为
sp3d杂化。
成键电子对数与孤电子对数总和为5的原子常采用sp3d杂化。
PCl5分子中5个杂化轨道分别与氯原子配对成键，PCl5的空间构型为三角双锥形(如下图所示)。
下列关于PCl5分子的说法正确的有________。
A．PCl5分子中磷原子没有孤对电子
B．PCl5分子中没有形成π键
C．PCl5分子中所有的Cl—P—Cl键角都相等
D．SF4分子中S原子也采用sp3d杂化
(4)N、P是同一族元素，P能形成PCl3、PCl5两种氯化物，而N只能形成一种氯化物NCl3，而不能形
成NCl5，原因是________________________________________________________________________。
[拓展探究]
14．2001年是伟大的化学家、1954年诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰鲍林(L.Pauling)教授的诞辰100周年。
1994年这位老人谢世后，人们打开他的办公室，发现里面有一块黑板，画得满满的，其中一个结构式如图所示。
老人为什么画这个结构式？它能合成吗？它有什么性质？
不得而知。
这是鲍林留给世人的一个谜，也许这是永远无法解开的谜，也许有朝一日你就能解开它。
不管结果如何，让我们先对这个结构作一番了解。
(1)它的分子式是________________。
(2)它的所有原子是否可能处于同一个平面上？________(填“可能”或“不可能”)。
(3)它是否带有电荷？________(填“是”或“否”)。
(4)该分子中sp杂化的氮原子有________个；sp2杂化的氮原子有________个；sp3杂化的氮原子有______个。
(5)为什么人们推测它是炸药？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．B2．B3．D4．C5．B6．C7．D8．A9．C
10．(1)sp2杂化甲醛分子的立体构型为平面三角形
(2)②⑤(3)<碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强
11．(1)Ar(2)V形sp3杂化(3)N2H4(4)50
12．(1)1s22s22p63s23p2(2)O ===C===O
(3)N O N原子最外层的p能级电子处于半充满状态，比较稳定(4)三角锥形sp3杂化
(5)2H2O SiH4
13．(1)1s22s22p63s23p3(2)sp3杂化三角锥形
(3)ABD(4)N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5
14．(1)C6H2O2N10(2)可能(3)否(4)190(5)它分解能产生大量很稳定的气体N2。