課時作業8雜化軌道理論和配合物簡介時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共44分)1．下列對于NH3和CO2的說法中正確的是(C)A．都是直線形結構B．中心原子都采取sp雜化C．NH3為三角錐形結構，CO2為直線形結構D．N原子和C原子上都沒有孤對電子解析：NH3和CO2分子的中心原子分別采取sp3雜化和sp雜化的方式成鍵，但NH3分子的N原子上有1對孤對電子來參與成鍵，根據雜化軌道理論，NH3的分子構型應為三角錐形，CO2的分子構型為直線形。2．下列說法正確的是(D)A．凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構型都是四面體形B．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合而形成的C．乙炔分子中，兩個碳原子均采用sp2雜化D．sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的1個s軌道和3個p軌道混合起來形成的一組能量相等的新軌道解析：中心原子采取sp3雜化的分子，VSEPR模型是四面體形，但其立體構型不一定是四面體形，如水和氨氣分子中的中心原子均采取sp3雜化，但H2O是V形分子，NH3是三角錐形分子，A項錯誤；甲烷分子中碳原子形成4個σ鍵且不含孤電子對，碳原子采取sp3雜化，這4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的1s軌道重疊，形成4個C—Hσ鍵，B項錯誤；乙炔分子中每個C原子形成2個σ鍵和2個π鍵，價層電子對數是2，且不含孤電子對，故C原子均為sp雜化，C項錯誤；同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道通過雜化可形成一組能量相等的新軌道，D項正確。3．下列關于配位化合物的敘述中，不正確的是(B)A．配位化合物中必定存在配位鍵B．配位化合物中只有配位鍵C．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空軌道，H2O中的O原子提供孤對電子，兩者結合形成配位鍵D．配位化合物在半導體等尖端技術、醫學科學、催化反應和材料化學等領域都有廣泛的應用解析：配位化合物中一定含有配位鍵，但也含有其他化學鍵；Cu2＋提供空軌道，H2O中的O原子提供孤對電子，兩者結合形成配位鍵。4．下列說法中錯誤的是(C)A．當中心原子的配位數為6時，配合單元常呈八面體空間結構B．[Ag(NH3)2]＋中Ag＋空的5s軌道和5p軌道以sp雜化成鍵C．配位數為4的配合物均為正四面體結構D．已知[Cu(NH3)2]2＋的中心原子采用sp雜化，則它的空間構型為直線形解析：配位數為6時，配離子的空間構型一般是八面體，這樣分布可以使電荷分散，A項正確；[Ag(NH3)2]＋和[Cu(NH3)2]2＋為直線形結構，中心原子以sp雜化成鍵，B、D項正確；配位數為4的配合物，可能是四面體，也可能是正方形，C項錯誤。5．有關雜化軌道的說法不正確的是(D)A．雜化前后的軌道數不變，但軌道的形狀發生了改變B．sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角分別為109°28′、120°、180°C．四面體形、三角錐形、V形分子的結構可以用sp3雜化軌道解釋D．雜化軌道全部參與形成化學鍵解析：雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤電子對。6．有關乙炔分子中的化學鍵描述不正確的是(B)A．兩個碳原子采用sp雜化方式B．兩個碳原子采用sp2雜化方式C．每個碳原子都有兩個未雜化的2p軌道形成π鍵D．兩個碳原子形成兩個π鍵解析：乙炔中的兩個碳原子均采用sp雜化，形成直線形分子。7．BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氫氟酸或NaF溶液中都形成BFeq\o\al(－,4)離子，則BF3和BFeq\o\al(－,4)中的B原子的雜化軌道類型分別是(C)A．sp2、sp2 B．sp3、sp3C．sp2、sp3 D．sp、sp2解析：BF3中B原子的價層電子對數為3，所以為sp2雜化，BFeq\o\al(－,4)中B原子的價層電子對數為4，所以為sp3雜化。8．下列敘述正確的是(A)A．甲烷分子中由于C原子發生了sp3雜化而形成正四面體的立體結構B．甲醛分子中的化學鍵都是σ鍵C．二氧化碳分子呈直線形結構是因為C原子發生了sp2雜化D．氨氣分子因氮原子發生了sp3雜化而形成正四面體的結構解析：B項錯誤，甲醛分子中碳原子和氧原子間還形成一個π鍵；C項錯誤，二氧化碳中的碳原子采取sp雜化；D項錯誤，氨氣分子中氮原子采取sp3雜化，但由于孤電子對的存在，形成的分子結構是三角錐形。9．有機物中標有“·”的碳原子的雜化方式依次為(B)A．sp、sp2、sp3 B．sp3、sp2、spC．sp2、sp、sp3 D．sp3、sp、sp2解析：根據價層電子對互斥理論可判斷C原子的雜化方式，價層電子對數＝σ鍵電子對數＋孤電子對數。若價層電子對數是4，則C原子采取sp3雜化；若價層電子對數是3，則C原子采取sp2雜化；若價層電子對數是2，則C原子采取sp雜化。甲基上C原子有4對σ鍵電子對，沒有孤電子對，則C原子采取sp3雜化；碳碳雙鍵兩端的2個C原子均有3對σ鍵電子對，沒有孤電子對，則C原子采取sp2雜化；碳碳三鍵兩端的2個C原子均有2對σ鍵電子對，沒有孤電子對，則C原子采取sp雜化。10．在乙烯分子中有5個σ鍵、1個π鍵，它們分別是(A)A．sp2雜化軌道形成σ鍵、未雜化的2p軌道形成π鍵B．sp2雜化軌道形成π鍵、未雜化的2p軌道形成σ鍵C．C—H之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C—C之間是未參加雜化的2p軌道形成的π鍵D．C—C之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C—H之間是未參加雜化的2p軌道形成的π鍵11．下列關于價層電子對互斥理論及雜化軌道理論的敘述不正確的是(B)A．價層電子對互斥理論將分子分成兩類：中心原子有孤電子對的和無孤電子對的B．價層電子對互斥理論既適用于單質分子，也適用于化合物分子C．sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道通過雜化形成的一組能量相近的新軌道D．AB2型共價化合物的中心原子A采取的雜化方式可能不同解析：在VSEPR理論中，將分子分成了含孤電子對與不含孤電子對兩種情況，顯然分子的VSEPR模型與立體構型可能相同(不含孤電子對的情況下)，也可能不同(含孤電子對的情況下)，A項正確；VSEPR模型的研究對象僅限于化合物分子，不適用單質分子，B項錯誤；C項明顯正確；AB2型共價化合物由于其中心原子具有的孤電子對數和σ鍵電子對數可能不同，則其采取的雜化方式也可能不同，D項正確。二、填空題(共56分)12．(12分)X、Y、Z三種元素的核電荷數都小于18，它們間能形成化合物YX2、ZX2。X原子最外電子層的p能級中有一個軌道填充了2個電子，Y原子的最外電子層中p能級的電子數等于次外層電子總數，且X和Y具有相同的電子層；Z與X在周期表中位于同一主族?；卮鹣铝袉栴}：(1)Y的軌道表示式為。(2)ZX2的分子式是SO2，分子構型為V形。YX2的電子式是eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\a\vs4\al(\o\al(×,×))eq\a\vs4\al(C)eq\a\vs4\al(\o\al(×,×))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))，分子構型為直線形，中心原子采取sp雜化。(3)Y的氫化物中分子構型為正四面體的是甲烷(填名稱)，中心原子的雜化方式為sp3。(4)X的氫化物的分子構型為V形，鍵角為105°，中心原子的雜化方式為sp3。解析：Y原子的最外電子層中p能級的電子數等于次外層電子總數，則Y為C；根據X原子最外電子層的p能級中有一個軌道填充了2個電子，且X和Y具有相同的電子層，可知X為O；又由于Z與X在周期表中位于同一主族，則Z為S。13．(12分)(1)SCN－、NOeq\o\al(＋,2)具有相同的原子個數，它們的價電子總數都是16，因此它們的結構與由第二周期兩元素組成的CO2分子的結構相同，微粒呈直線形，中心原子都采取sp雜化。(2)COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)等微粒具有相同的原子個數，它們的價電子總數都是24，因此它們與由ⅥA族兩元素組成的SO3分子的結構相同，呈平面三角形，中心原子都采取sp2雜化。解析：(1)中SCN－、NOeq\o\al(＋,2)與CO2為等電子體。由于CO2中C原子采用sp雜化，形成直線形分子，所以SCN－、NOeq\o\al(＋,2)的中心原子都采用sp雜化。(2)中COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)與SO3為等電子體，SO3中S采取sp2雜化形成平面三角形分子。14．(8分)一種有機化合物的結構簡式如下：(1)該分子中有2個sp2雜化碳原子；6個sp3雜化碳原子。(2)該分子中有3個sp2－sp3σ鍵；3個sp3－sp3σ鍵。15．(12分)從第三周期中找出符合下列要求的元素的正確組合并填空(還可用上H、C元素)。(1)三核18電子，sp3雜化，空間構型呈折線形的電子式為Heq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))H。(2)五核18電子，sp3雜化，空間構型呈正四面體形的化學式為SiH4。(3)五核18電子，陽離子的符號為PHeq\o\al(＋,4)，其雜化類型是sp3雜化，離子結構為正四面體形。(4)三核38電子，sp雜化，空間構型呈直線形的結構式為S=C=S。16．(12分)一項科學研究成果表明，銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物質的量濃度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀經高溫灼燒，可制得CuMn2O4。①Mn2＋基態的電子排布式可表示為1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)。②NOeq\o\al(－,3)的空間構型是平面三角形(用文字描述)。(2)在銅錳氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O。①根據等電子原理，CO分子的結構式為C≡O。②H2O分子中O原子軌道的雜化類型為sp3。③1molCO2中含有的σ鍵數目為2×6.02×1023個(或2_mol)。(3)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構型，[Cu(OH)4]2－的結構可用示意圖表示為。解析：本題考查物質結構與性質，涉及電子排布式、空間構型、雜化方式、化學鍵的數目以及配位鍵的表示，意在考查對結構中的基礎知識的掌握情況。(1)Mn的原子序數為25，價電子排布式為：3d54s2，失去4s上的兩個電子，即得Mn2＋。NOeq\o\al(－,3)離子中氮原子無