高中化学 2.2.2《分子的立体构型》(第2课时)杂化轨道

《分子的立体构型》（第2课时）杂化轨道理论简介配合物理论简介一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1.2015·试题调研下列分子中心原子采取sp杂化的是( )A．H2O B．CO2 C．NH3 D．CH4答案：B2．下列化合物含有配位键的是( )A．HCl B．NH3 C．NH4Cl D．HCHO答案：C3.2015·咸宁高二检测配位化合物简称配合物，它的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。

配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为( )A．Cu2＋、NH3、2＋、4 B．Cu＋、NH3、1＋、4C．Cu2＋、OH、2＋、2 D．Cu2＋、NH3、2＋、2答案：A4.2015·试题调研下列关于丙烯(CH3—CH===CH2)的说法正确的是( )A．丙烯分子有7个σ键，1个π键B．丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化C．丙烯分子存在非极性键D．丙烯分子中3个碳原子在同一直线上解析：丙烯分子有8个σ键，1个π键，A错；丙烯分子中单键碳原子是sp3杂化，而双键碳原子是sp2杂化，B错；丙烯分子内碳碳键属于非极性键，C对；根据乙烯分子的结构，丙烯分子中3个碳原子共面，只有2个碳原子在同一直线上，D错。

答案：C5．下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是( )A．配位化合物中必定存在配位键B．配位化合物中只有配位键C．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键D．配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用解析：配位化合物中一定含有配位键，但也含有其他化学键；Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键。

答案：B6．下列推断正确的是( )A．BF3是三角锥形分子B．NH＋4的电子式为，该离子呈平面正方形结构C．CH4分子中的4个C—H键都是由氢原子的1s轨道与碳原子的P轨道形成的s－pσ键D．CH4分子中，碳原子中的sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H 键解析：NH＋4为正四面体结构；CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道进行杂化形成4个sp3杂化轨道，然后C原子与H原子结合形成C—Hσ键。

答案：D7.2015·试题调研关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是( )A．配体为水分子，外界为Br－B．中心离子的配位数为6C．中心离子Cr3＋提供孤电子对D．中心离子的化合价为＋2解析：[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中内界为[Cr(H2O)4Br2]＋，Cr3＋为中心离子，配体为H2O、Br－，配位数为6，外界为Br－，Cr3＋提供的空轨道。

答案：B8．已知Zn2＋的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道，那么[ZnCl4]2－的空间构型为( )A．直线形 B．平面正方形C．正四面体形 D．正八面体形解析：根据杂化轨道理论知，Zn2＋的4s轨道和4p轨道形成的sp3杂化轨道为正四面体形，Zn2＋再结合4个Cl－形成[ZnCl4]2－，其中Zn2＋的孤电子对数为0，所以[ZnCl4]2－的空间构型为正四面体形。

答案：C9．下列过程与配合物的形成无关的是( )A．除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C．向FeCl3溶液中加入KSCN溶液D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失解析：对于A项，除去Fe粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合物的形成无关；对于选项B，AgNO3与氨水反应生成了AgOH沉淀，继续反应生成了配合物离子[Ag(NH3)2]＋；对于C项，Fe3＋与KSCN反应生成了配合物离子[Fe(SCN)n]3－n；对于D项，CuSO4与氨水反应生成了配合物离子[Cu(NH3)4]2＋。

答案：A10.2015·试题调研某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是( ) A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6B．该配合物可能是平面正方形结构C．Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位解析：在PtCl4·2NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成，经强酸处理无NH3放出，说明Cl－、NH3均处于内界，故该配合物中中心原子的配位数为6，电荷数为4，Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位，A、D错误，C正确；因为配体在中心原子周围配位时采取对称分布以达到能量上的稳定状态，Pt配位数为6，则其空间构型为八面体形，B错误。

答案：C11.2015·宜宾高二检测下列关于杂化轨道的叙述中，错误的是( )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．气体单质中(除稀有气体)，一定有σ键，可能有π键C．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别一定为109°28′、120°、180°解析：分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，若含有孤电子对时分子结构不一定为正四面体结构，A正确；气体单质中(除稀有气体)，一定有σ键，可能有π键，B正确；杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变，能量发生了变化，C正确；杂化后若没有孤电子对，sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°，若有孤电子对杂化轨道的夹角就不是这些数值，D错误。

答案：D12．(双选)2015·启东高二检测CuCl2溶液有时呈黄色，有时呈绿色或蓝色，这是因为在CuCl2的水溶液中存在如下平衡：＋4Cl－＋4H2O欲使溶液由绿色变为蓝色，可采用的方法是( )A．加NaCl溶液 B．加水C．加AgNO3溶液 D．加NaOH溶液解析：欲使溶液变成蓝色，则平衡向逆反应方向移动，可减小Cl－的浓度或加水，即加水或加AgNO3溶液。

答案：BC二、非选择题(本题包括5小题，共40分)13．(8分)2015·经典习题选萃(1)CH＋3、—CH3、CH－3都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是________。

A．它们均由甲烷去掉一个氢原子所得B．它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化C．CH－3与NH3、H3O＋互为等电子体，几何构型均为三角锥形D．CH＋3中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面E．两个—CH3或一个CH＋3和一个CH－3结合均可得到CH3CH3(2)锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用。

①指出锌在周期表中的位置：第________周期，第________族，属于________区。

②葡萄糖酸锌[CH2OH(CHOH)4COO]2Zn是目前市场上流行的补锌剂。

葡萄糖分子中碳原子杂化方式有________；写出基态Zn原子的电子排布式________。

解析：(1)甲烷去掉一个氢原子后为甲基—CH3，甲基再失去一个电子为CH＋3，得到一个电子为CH－3，很明显它们不是等电子体的关系。

由VSEPR模型和等电子原理可知，CH－3为三角锥形，CH＋3为平面三角形，中心原子分别为sp3和sp2杂化。

(2)葡萄糖CH2OH(CHOH)4CHO中五个连有—OH的碳原子均为sp3杂化，醛基中的碳原子为sp2杂化。

答案：(1)CDE(2)①四ⅡB ds②sp2、sp31s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s214．(8分)水是生命之源，它与我们的生活密切相关。

在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。

(1)写出与H2O分子电子数相等的微粒________(写一个即可)。

(2)水分子在特定条件下容易得到一个H＋，形成水合氢离子(H3O＋)。

下列对上述过程的描述不合理的是________。

A．氧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(3)将白色的无水CuSO4溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配合离子。

请写出生成此配合离子的离子方程式：________________________。

解析：(2)水中氧原子以sp3杂化形成4个轨道，其中2个轨道是由孤对电子占据的，依据价层电子对互斥模型，孤对电子参与互相排斥，水的空间构型为V形。

在一定条件下水与氢离子结合形成配位键，这样氧原子与三个氢原子间的共用电子对和剩下的一对孤对电子相互排斥形成了三角锥形分子；同时其键角也发生改变，形成的微粒兼有水和氢离子的性质。

故只有A不正确。

答案：(1)NH3(或NH－2、CH4、NH＋4、HF等) (2)A(3)Cu2＋＋4H2O===[Cu(H2O)4]2＋15．(8分)2015·经典习题选萃有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RB2型化合物，并知在DB2和EB2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)B、C两元素的第一电离能大小关系为________>________(填元素符号)，原因是________________________________。

(3)根据VSEPR模型预测C的氢化物的立体结构为______________，中心原子C的轨道杂化类型为____________。

(4)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)。

解析：阅读题干寻找突破口，如A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数，可知A原子的核外电子排布式为1s22s22p2，A为碳元素；然后顺藤摸瓜，如A、B、C属于同一周期，B原子最外层中有两个不成对的电子，可知B为氧元素；DB2中7M D ∶816＝1∶2，可知M(D)＝28，D元素质子数等于中子数，可知D为硅元素，同理可知E为硫元素。

答案：(1)1s22s22p63s23p2(2)N O 氮原子最外层的电子处于半充满状态，比较稳定(3)三角锥形sp3杂化(4)2 H2O SiH416．(8分)2015·山东淄博高二检测(1)在配合物离子[Fe(SCN)]2＋中，提供空轨道接受孤对电子的微粒是________。