2023春高中化学选择性必修2 （人教版2019）第二章　分子结构与性质 阶段重点突破练(二)（含答案）

阶段重点突破练(二)
一、杂化轨道的分析与应用
1．下列图形属于sp杂化轨道的是(　　)
2．下列关于氨和甲烷的说法不正确的是(　　)
A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型相同
B．NH3分子中N原子形成4个不等性杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个等性杂化轨道
C．NH3分子中有一个未成键的孤电子对，而甲烷分子中没有孤电子对，两分子的空间结构不同
D．NH3分子可以与H＋结合生成NH，这个过程N原子的杂化类型发生改变
3．徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是(　　)
A．H2O2分子中的O为sp2杂化
B．CO2 分子中C原子为sp杂化
C．BF3分子中的B原子为sp3杂化
D．CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化
4.(2022·武汉高二期中)有机物(如图)中下方标有数字“1”“2”“3”的碳原子的杂化方式依次为(　　)
A．sp、sp2、sp3 B．sp2、sp、sp3
C．sp3、sp2、sp D．sp、sp、sp3
二、分子(或离子)空间结构的判断
5．下列物质中，化学键类型和分子空间结构皆相同的是(　　)
A．CO2和SO3 B．CH4和SiH4
C．BF3和PH3 D．HCl和NH4Cl
6．用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是(　　)
A．H2O、CS2都是直线形的分子
B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．CH2O、BF3都是平面三角形的分子
D．PCl3、PCl5都是三角锥形的分子
7．(2022·广东佛山市乐从中学高二期中)用分子结构知识推测下列说法正确的是(　　)
A．SO2与BeCl2分子均呈V形
B．HClO2的中心原子采取sp3杂化
C．BF3与PCl3的VSEPR模型均呈正四面体形
D．C2H4与NH3分子中均含有π键，均能发生加成反应
三、杂化轨道类型与分子(或离子)的空间结构
8．下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是(　　)
选项 A B C D
分子或离子的化学式 H2F＋ PCl3 NO BH
中心原子的杂化轨道类型 sp sp3 sp2 sp3
VSEPR模型名称 直线形 正四面体形 平面三角形 正四面体形
分子或离子的空间结构 直线形 正四面体形 V形 三角锥形
9.下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是(　　)
A．NO中N原子采取sp2杂化，平面三角形
B．BCl3中B原子采取sp2杂化，平面三角形
C．NF3中N原子采取sp2杂化，平面三角形
D．SiH4中Si原子采取sp3杂化，正四面体形
四、价层电子对互斥模型、杂化轨道理论的综合应用
10．下列有关分子空间结构的说法正确的是(　　)
A．HClO、BF3、NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
B．P4和CCl4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C．分子中键角的大小：BeCl2＞SnCl2＞SO3＞NH3＞CCl4
D．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，其空间结构为直线形，成键电子对数等于2，没有孤电子对
11．下列一组粒子的中心原子杂化类型相同，分子或离子的键角不相等的是(　　)
A．CCl4、SiCl4、SiH4 B．H2S、NF3、CH4
C．BCl3、NH3、CO2 D．SO3、BF3、H3O＋
12.顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是具有抗癌活性的化合物；碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，其结构简式如图所示，其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是(　　)
A．碳铂中所有碳原子在同一平面上
B．顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp3
C．碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为1∶2
D．1 mol 1,1-环丁二羧酸中含有σ键的数目为12NA
13．(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是________；N2H4分子中氮原子的杂化轨道类型是________。
(2)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中氧原子采取________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)SO的空间结构是________________，其中硫原子的杂化轨道类型是________。
14．按要求回答下列问题。
(1)根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是______。
(2)H2O和SO的中心原子的杂化轨道类型分别为________，试判断H2O和SO的键角大小关系并说明原因：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3，分子结构如图，As原子的杂化方式为________________，雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体，SnCl4分子的空间结构为________________。
(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为__________，C原子的杂化方式为________。
(5)某绿色农药结构简式如图，回答下列问题：
分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的空间结构为____________；CSe2首次是由H2Se 和CCl4 反应制取的，试比较CSe2、H2Se、CCl4三种分子的键角________________________________________________(按由大到小顺序排列)。
(6)S8与热的浓NaOH溶液反应的产物之一为Na2S3，S的空间结构为________________。
(7)[H2F]＋[SbF6]－(氟酸锑)是一种超强酸，则[H2F]＋的空间结构为________。
(8)Na3AsO4中含有的化学键类型包括________；AsO的空间结构为________。
15．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。回答下列问题：
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为______。
(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为
____________，羰基()碳原子的杂化轨道类型为________________。
(3)查文献可知，可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲，其反应方程式为，反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂____个σ键，断裂______个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因：______________________。
②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是__________________________，中心原子的杂化轨道类型分别是__________________________。
阶段重点突破练(二)
1．D　2.D　3.B
4．B　[苯环上碳原子的价层电子对数为3，则为sp2杂化，中心原子碳为平面三角形结构，所以键角为120°，此时每个碳原子还剩一个单电子，就形成一个大π键，就是介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊键；“1”苯环上碳原子杂化方式是sp2；“2”碳碳三键两端的C原子含有2个σ键，则碳原子采用sp杂化；“3”甲基含有4个σ键，则碳原子采用sp3杂化。]
5．B　[CO2和SO3 都含有共价键，但CO2为直线形， SO3为平面三角形，故A错误；CH4和SiH4都含有共价键，且都是正四面体形，故B正确；BF3和PH3 都含有共价键，BF3为平面三角形， PH3为三角锥形，故C错误；HCl只含共价键， NH4Cl含有离子键和共价键，故D错误。]
6．C　[CS2的中心原子的价层电子对数为2，没有孤电子对，分子的空间结构为直线形，H2O中O原子的价层电子对数为2＋×(6－2×1)＝4，而且含有2个孤电子对，分子的空间结构为V形，故A错误；BF3中B的价层电子对数为3＋×(3－3×1)＝3，所以为平面三角形结构，键角为120°，SnBr2中Sn的价层电子对数为2＋×(4－2×1)＝3， 含有一个孤电子对，为V形结构，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以SnBr2的键角小于120°，故B错误；CH2O中碳原子形成3个σ键，为平面三角形结构；BF3为平面三角形结构，故C正确；PCl3中P的价层电子对数为3＋×(5－3×1)＝4，含有一个孤电子对，所以PCl3为三角锥形结构；PCl5中价层电子对数为5＋×(5－5×1)＝5，且不含孤电子对，为三角双锥形结构，故D错误。]
7．B　[BeCl2分子中，中心Be原子采取sp杂化，分子呈直线形，故A错误；BF3的中心B原子价层电子对数为3，VSEPR模型呈平面三角形，PCl3的中心P原子价层电子对数为4，有一个孤电子对，VSEPR模型呈四面体形，故C错误；C2H4的中心C原子形成3个σ键和1个π键，NH3分子的中心原子形成3个σ键，另有1个参与杂化的孤电子对，无π键，故D错误。]
8．C　9.C
10．D　[HClO分子中的H原子满足2电子结构，BF3分子中的B原子不满足8电子结构，A错误；P4分子中的键角为60°，CCl4分子中的键角为109°28′，B错误；BeCl2为直线形分子，键角为180°，SnCl2中Sn原子有一个孤电子对，键角＜120°，SO3分子为平面三角形结构，键角为120°，NH3为三角锥形，键角为107°，CCl4中C形成4个σ键，无孤电子对，为正四面体形结构，键角为109°28′，故C错误；BeF2分子中，铍原子含有两个共价单键，不含孤电子对，所以价层电子对数是2，为直线形结构，故D正确。]
11．B　[A项中粒子中心原子都是sp3杂化，无孤电子对，键角相等；B项中粒子中心原子都是sp3杂化，但S原子有2个孤电子对，N原子有1个孤电子对，C原子无孤电子对，键角不相等；C项中中心原子的杂化方式：BCl3为sp2、NH3为sp3、CO2为sp，键角也不相等；D项中SO3中S原子采用sp2杂化，BF3中B原子采用sp2杂化，H3O＋中O原子采用sp3杂化，键角也不相等。]
12．B　[碳铂分子中含有多个饱和碳原子，则所有碳原子不可能在同一平面上，故A错误；顺铂分子中N原子形成类似于NH的结构，即存在4个σ键，则N原子的杂化方式是sp3，故B正确；碳铂分子中有4个C原子形成4个σ键，为sp3杂化，2个C原子形成3个σ键，为sp2杂化，则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1，故C错误；C—H、C—C、C—O、O—H均为σ键，C==O中有1个σ键，则1 mol 1,1-环丁二羧酸中含有σ键的数目为18NA，故D错误。]
13．(1)三角锥形　sp3
(2)sp3　H2O中氧原子有2个孤电子对，H3O＋中氧原子只有1个孤电子对，排斥力较小
(3)正四面体形　sp3
14．(1)H2S
(2)sp3、sp3　H2O分子键角小于SO的键角，因为H2O中的O存在2个孤电子对，SO中的S不存在孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
(3)sp3　正四面体形
(4)平面三角形　sp2
(5)四面体形　CSe2> CCl4> H2Se
(6)V形
(7)V形
(8)离子键、共价键　正四面体形
解析　(6)S的电子式为，由于中心S原子含有两个孤电子对，所以该离子的空间结构为V形。(7)[H2F]＋的中心原子为F，它的孤电子对数为×(7－1－1×2)＝2，成键电子对数为2，价层电子对数为2＋2＝4，VSEPR模型为四面体形，由于有两个孤电子对，故分子的空间结构为V形。
15．(1)1　(2)sp2、sp3　sp2　(3)NA　NA
(4)①H—O的键能大于H—N的键能　②V形、三角锥形、直线形　sp3、sp3、sp
解析　(1)根据构造原理可知，氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子形成3个单键，孤电子对数为1，属于sp3杂化；剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，是sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，为sp2杂化。(3)由于σ键比π键更稳定，根据反应方程式可以看出，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中N==C中的π键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H。(4)①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，H—O的键能大于H—N的键能，所以H2O分子比NH3分子稳定。②H2O分子中O原子的价层电子对数为2＋＝4，孤电子对数为2，所以为V形结构，O原子采取sp3杂化；NH3分子中N原子的价层电子对数为3＋＝4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构，N原子采取sp3杂化；CO2分子中C原子的价层电子对数为2＋＝2，不含孤电子对，所以是直线形结构，C原子采取sp杂化。