2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤練30價(jià)層電子對互斥模型雜化軌道理論

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1．有X、Y兩種活性反應(yīng)中間體微粒，均含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子，其球棍模型如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
(X) (Y)
A．X的組成為CH eq \\al(＋,3)
B．Y的組成為CH eq \\al(－,3)
C．X的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4
D．Y中鍵角小于120°
解析：選C。由題圖可知，X為平面三角形結(jié)構(gòu)，碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，故其組成為CH eq \\al(＋,3) ，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Y為三角錐形結(jié)構(gòu)，碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為1，采取sp3雜化，故其組成為CH eq \\al(－,3) ，鍵角小于120°，B、D項(xiàng)正確。
2．下列分子或離子中，中心原子的價(jià)層電子對的空間結(jié)構(gòu)為四面體形且分子或離子的空間結(jié)構(gòu)為V形的是( )
A．NO eq \\al(－,2) B．PH3
C．H3O＋ D．OF2
解析：選D。NO eq \\al(－,2) 的中心原子的價(jià)層電子對的空間結(jié)構(gòu)呈平面三角形，A不符合題意；PH3的空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形，B不符合題意；H3O＋的空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形，C不符合題意；OF2的中心原子的價(jià)層電子對的空間結(jié)構(gòu)為四面體形，且分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，D符合題意。
3．下列有關(guān)雜化軌道理論的說法不正確的是( )
A．雜化前后的軌道數(shù)不變，但軌道的形狀發(fā)生了改變
B．雜化軌道全部參與形成化學(xué)鍵
C．sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角分別為109°28′、120°、180°
D．四面體形、三角錐形的結(jié)構(gòu)可以用sp3雜化軌道理論解釋
解析：選B。雜化前后的軌道數(shù)不變，軌道的形狀發(fā)生了改變，故A正確；雜化軌道可以部分參與形成化學(xué)鍵，如NH3中N發(fā)生了sp3雜化，形成了4個(gè)sp3雜化軌道，但是只有3個(gè)參與形成了化學(xué)鍵，故B錯(cuò)誤；sp3、sp2、sp雜化軌道的空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形、平面三角形、直線形，所以其夾角分別為109°28′、120°、180°，故C正確；四面體形、三角錐形分子的結(jié)構(gòu)可以用sp3雜化軌道理論解釋，如甲烷、氨氣分子，故D正確。
4．已知Zn2＋的4s軌道和4p軌道可以形成sp3型雜化軌道，那么[ZnCl4]2－的空間結(jié)構(gòu)為( )
A．直線形 B．平面正方形
C．正四面體形 D．正八面體形
解析：選C。根據(jù)雜化軌道理論知，Zn2＋的4s軌道和4p軌道形成的sp3雜化軌道為正四面體形，Zn2＋再結(jié)合4個(gè)Cl－形成[ZnCl4]2－，Zn2＋的配位數(shù)為4，所以[ZnCl4]2－的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。
5．下列分子或離子的鍵角按由大到小的順序排列的是( )
①BCl3 ②NH3 ③H2O ④PCl eq \\al(＋,4) ⑤HgCl2
A．⑤④①②③ B．⑤①④②③
C．④①②⑤③ D．③②④①⑤
解析：選B。①BCl3中中心B原子為sp2雜化，鍵角為120°；②NH3中中心N原子為sp3雜化，有1個(gè)孤電子對，使鍵角小于109°28′；③H2O中中心O原子為sp3雜化，有2個(gè)孤電子對，使鍵角比NH3分子的鍵角還??；④PCl eq \\al(＋,4) 中中心P原子為sp3雜化，不存在孤電子對，鍵角為109°28′；⑤HgCl2中中心Hg原子為sp雜化，鍵角為180°。綜上，鍵角由大到小的順序?yàn)棰茛佗堍冖邸?br>6．(2024·潮州高三月考)用價(jià)層電子對互斥模型可以預(yù)測分子的空間結(jié)構(gòu)，也可以推測鍵角大小。下列判斷不正確的是( )
A．SO2、CS2、BeCl2都是直線形分子
B．BF3鍵角為120°，NF3鍵角小于109°28′
C．CH2O、SO3都是平面三角形分子
D．NH3、PCl3都是三角錐形分子
解析：選A。SO2中中心S原子上的價(jià)層電子對數(shù)為2＋ eq \f(6－2×2,2) ＝3，且含有1個(gè)孤電子對，所以SO2為V形結(jié)構(gòu)，而CS2、BeCl2為直線形結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；BF3中中心B原子上的價(jià)層電子對數(shù)為3＋ eq \f(3－3×1,2) ＝3，所以BF3為平面三角形結(jié)構(gòu)，鍵角為120°；NF3中中心N原子上的價(jià)層電子對數(shù)為3＋ eq \f(5－3×1,2) ＝4，且含有1個(gè)孤電子對，所以NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以NF3的鍵角小于109°28′，B正確；CH2O中中心C原子形成3個(gè)σ鍵，無孤電子對，采取sp2雜化，為平面三角形結(jié)構(gòu)，SO3中中心S原子形成3個(gè)σ鍵，無孤電子對，采取sp2雜化，為平面三角形結(jié)構(gòu)，C正確；NH3、PCl3中中心原子上的價(jià)層電子對數(shù)均為3＋ eq \f(5－3×1,2) ＝4，且含有1個(gè)孤電子對，所以NH3、PCl3均為三角錐形結(jié)構(gòu)，D正確。
7．下列關(guān)于NH eq \\al(＋,4) 、NH3、NH eq \\al(－,2) 三種粒子的說法不正確的是( )
A．三種粒子所含有的電子數(shù)相等
B．三種粒子中氮原子的雜化方式相同
C．三種粒子的空間結(jié)構(gòu)相同
D．鍵角大小關(guān)系：NH eq \\al(＋,4) >NH3>NH eq \\al(－,2)
解析：選C。NH eq \\al(＋,4) 、NH3、NH eq \\al(－,2) 含有的電子數(shù)均為10，A正確；NH eq \\al(＋,4) 、NH3、NH eq \\al(－,2) 三種粒子中氮原子的雜化方式均為sp3雜化，B正確；NH eq \\al(＋,4) 的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，NH eq \\al(－,2) 的空間結(jié)構(gòu)為V形，C錯(cuò)誤；NH eq \\al(＋,4) 、NH3、NH eq \\al(－,2) 三種粒子的鍵角大小關(guān)系為NH eq \\al(＋,4) >NH3>NH eq \\al(－,2) ，D正確。
8．下列關(guān)于BeF2和SF2的說法錯(cuò)誤的是( )
A．BeF2分子中，中心Be原子上的價(jià)層電子對數(shù)等于2，成鍵電子對數(shù)也等于2
B．BeF2分子中孤電子對數(shù)為0
C．SF2分子中，中心S原子上的價(jià)層電子對數(shù)等于4，分子的空間結(jié)構(gòu)為四面體形，成鍵電子對數(shù)等于2，沒有孤電子對
D．在氣相中，BeF2是直線形而SF2是V形
解析：選C。SF2分子中中心S原子上的孤電子對數(shù)為 eq \f(6－1×2,2) ＝2，成鍵電子對數(shù)為2，故價(jià)層電子對數(shù)為4，分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，C錯(cuò)誤。
9．(1)Cu2＋處于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若將配離子[Cu(NH3)4]2＋ 中的2個(gè)NH3換為CN－，則有 2種結(jié)構(gòu)。Cu2＋是否為sp3雜化？________(填“是”或“否”)，理由為
________________________________________________________。
(2)用價(jià)層電子對互斥模型推斷甲醛中H—C—H的鍵角________(填“＞”“＜”或“＝”)120°。
(3)SO2Cl2和SO2F2中S與O之間以雙鍵結(jié)合，S與Cl、S與F之間分別以單鍵結(jié)合。SO2Cl2和SO2F2分子的空間結(jié)構(gòu)為________________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl________(填“＜”“＞”或“＝”)SO2F2分子中∠F—S—F。
(4)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示，該分子中碳原子的雜化軌道類型為________________。
解析：(2)甲醛分子中，碳氧之間為雙鍵，根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型可知，雙鍵與單鍵之間的斥力大于單鍵與單鍵之間的斥力，所以H—C—H的鍵角小于120°。(3)當(dāng)中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4時(shí)，VSEPR模型為四面體形，SO2Cl2、SO2F2的中心硫原子上無孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為四面體形；中心原子及中心原子的雜化方式相同時(shí)，成鍵原子的電負(fù)性越小，其與中心原子形成的共用電子對之間的斥力越強(qiáng)，鍵角越大，F(xiàn)原子的電負(fù)性大于氯原子的，所以SO2Cl2分子中 ∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。
答案：(1)否 若是sp3雜化，則[Cu(NH3)4]2＋的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個(gè)NH3換為CN－，只有1種結(jié)構(gòu) (2)＜ (3)四面體形 ＞
(4)sp2、sp3
10．(1)NH3分子在獨(dú)立存在時(shí)，H—N—H鍵角為107°。下圖是[Zn(NH3)6]2＋的部分結(jié)構(gòu)以及H—N—H鍵角的測量值。解釋NH3形成下圖所示的配合物后H—N—H鍵角變大的原因：_____________________________________________________________
_________________________________________________________
_____________________________________________________。
(2)AsH3分子為三角錐形，鍵角為91.80°，小于氨分子的鍵角107°，AsH3分子鍵角較小的原因是_____________________________________________________________
________________________________________________________。
(3)乙酸分子()中鍵角1大于鍵角2，其原因?yàn)開____________________________________________________________
_______________________________________________________。
答案：(1)NH3分子中N原子的孤電子對進(jìn)入Zn2＋的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對與成鍵電子對間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對間的排斥作用，排斥作用減弱
(2)AsH3、NH3的中心原子均為sp3雜化，砷原子的電負(fù)性小于氮原子的，故As—H共用電子對離砷核距離較遠(yuǎn)，斥力較小，鍵角較小
(3)乙酸分子中C===O與C—C之間的斥力大于C—O與C—C之間的斥力，使得鍵角1大于鍵角2
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11．C3O2是金星大氣的成分之一，化學(xué)性質(zhì)與CO相似，C3O2分子結(jié)構(gòu)為O===C===C===C===O。下列說法不正確的是( )
A．一個(gè)C3O2分子的價(jià)電子總數(shù)為24
B．CO分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為1∶1
C．C3O2分子中C原子的雜化方式均為sp
D．C3O2與CO2分子的空間結(jié)構(gòu)相同
解析：選B。主族元素的價(jià)電子數(shù)等于主族序數(shù)，也等于最外層電子數(shù)，故C3O2的價(jià)電子總數(shù)為24，A項(xiàng)正確；CO中含有三鍵，故其分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為1∶2，B項(xiàng)不正確；根據(jù)C3O2的結(jié)構(gòu)式判斷C原子采取sp雜化，C項(xiàng)正確；根據(jù)碳原子的雜化方式判斷，C3O2和CO2中碳原子的雜化方式相同，故分子的空間結(jié)構(gòu)相同，D項(xiàng)正確。
12．(2024·茂名統(tǒng)考)NF3是微電子工業(yè)中一種優(yōu)良的等離子蝕刻氣體，可通過電解熔融氟化氫銨(NH4HF2)制得。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )
A．NF3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形
B．相關(guān)元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镕>N>H
C．NF3和NH4HF2中N原子的雜化方式均為sp3
D．NH4HF2晶體中微粒間存在離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵、氫鍵
解析：選A。NF3分子中N的周圍形成3個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)為 eq \f(5－3×1,2) ＝1，故其價(jià)層電子對數(shù)為4，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同一周期從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，同一主族從上到下，元素的電負(fù)性逐漸減小，故相關(guān)元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镕>N>H，B項(xiàng)正確；由上述分析可知，NF3分子中N的價(jià)層電子對數(shù)為4，NH eq \\al(＋,4) 中N原子形成4個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)為 eq \f(5－1－4×1,2) ＝0，其價(jià)層電子對數(shù)為4，故NF3和NH4HF2中N原子的雜化方式均為sp3，C項(xiàng)正確；NH4HF2晶體中NH eq \\al(＋,4) 與HF eq \\al(－,2) 微粒內(nèi)存在共價(jià)鍵和配位鍵，微粒間存在離子鍵，HF eq \\al(－,2) 與HF eq \\al(－,2) 微粒間存在氫鍵，D項(xiàng)正確。
13．有幾種含氯陰離子的信息見下表：
下列推斷不正確的是( )
A．ClO eq \\al(－,3) 和CO eq \\al(2－,3) 的價(jià)電子總數(shù)相同
B．M的化學(xué)式為ClO eq \\al(－,2)
C．ClO eq \\al(－,3) 、ClO－中氯原子的雜化類型都為sp3
D．M的空間結(jié)構(gòu)為V形
解析：選A。ClO eq \\al(－,3) 和CO eq \\al(2－,3) 的價(jià)電子總數(shù)分別為7＋3×6＋1＝26、4＋3×6＋2＝24，二者價(jià)電子總數(shù)不相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；M中Cl元素的化合價(jià)是＋3價(jià)，氯原子的雜化軌道類型是sp3，因此M的化學(xué)式為ClO eq \\al(－,2) ，B項(xiàng)正確；ClO eq \\al(－,3) 中氯原子上的價(jià)層電子對數(shù)是3＋ eq \f(7＋1－3×2,2) ＝4，ClO－中氯原子上的價(jià)層電子對數(shù)是1＋ eq \f(7＋1－1×2,2) ＝4，因此氯原子的雜化類型都為sp3，C項(xiàng)正確；ClO eq \\al(－,2) 中Cl原子上的價(jià)層電子對數(shù)是2＋ eq \f(7＋1－2×2,2) ＝4，含有2個(gè)孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為V形，D項(xiàng)正確。
14．吡咯和卟吩都是平面分子。已知處于同一平面的多原子分子中如有相互平行的p軌道，p軌道電子在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)形成不局限在兩個(gè)原子之間的π型化學(xué)鍵，稱為離域π鍵，表示為∏nm，m是成鍵原子數(shù)，n是成鍵電子數(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.吡咯中N原子的雜化方式為sp2雜化
B．吡咯中存在的離域π鍵為 eq \i\pr\in(5,6,)
C．苯分子中也存在離域π鍵
D．卟吩中N原子的雜化方式是sp3雜化
解析：選D。A.吡咯分子中，N原子形成3個(gè)σ鍵，還有2個(gè)電子形成離域π鍵，為sp2雜化，A正確；B.吡咯是平面分子，在吡咯中，每個(gè)C原子最外層有4個(gè)電子，3個(gè)電子用于成鍵，只有1個(gè)電子用于形成離域π鍵，N原子最外層有5個(gè)電子，3個(gè)電子用于成鍵，還有2個(gè)電子用于形成離域π鍵，故成鍵原子數(shù)為5，成鍵電子數(shù)為6，形成的離域π鍵為 eq \i\pr\in(5,6,) ，B正確；C.苯分子是平面分子，在苯分子中，每個(gè)C原子最外層有4個(gè)電子，3個(gè)電子用于成鍵，只有1個(gè)電子用于形成離域π鍵，故成鍵原子數(shù)為6，成鍵電子數(shù)為6，形成的離域π鍵為 eq \i\pr\in(6,6,) ，C正確；D.卟吩分子中，連接H原子的N原子形成3個(gè)σ鍵，還有2個(gè)電子用于形成離域π鍵，為sp2雜化，形成雙鍵的N原子，形成2個(gè)σ鍵，還有一個(gè)孤電子對，另外還有1個(gè)電子用于形成離域π鍵，也為sp2雜化，D錯(cuò)誤。
15．(1)OF2分子的空間結(jié)構(gòu)為________，其中氧原子的雜化方式為________________。
(2)①V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO2分子中S原子上的價(jià)層電子對數(shù)是________，分子的空間結(jié)構(gòu)為________；SO3氣態(tài)為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________；SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為________；該結(jié)構(gòu)中 S—O 鍵長有兩類，一類鍵長約140 pm，另一類鍵長約160 pm，較短的鍵為____________(填圖1中字母)，該分子中含有____________個(gè)σ鍵。
②V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉(Na3VO4)，該鹽陰離子的空間結(jié)構(gòu)為________；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子為如圖2所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，偏釩酸鈉的化學(xué)式為________。
(3)①碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是______________________________________________________。
②根據(jù)原子軌道重疊方式，CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有____________，C原子的雜化軌道類型是____________。
解析：(1)OF2分子中中心O原子上的價(jià)層電子對數(shù)為2＋ eq \f(6－1×2,2) ＝4，孤電子對數(shù)為2，因此空間結(jié)構(gòu)為V形，O原子的雜化方式為sp3雜化。(2)①SO2分子中S原子上的價(jià)層電子對數(shù)是3，孤電子對數(shù)為1，分子的空間結(jié)構(gòu)為V形；SO3氣態(tài)為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為sp2雜化；由SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)可知，該結(jié)構(gòu)中S原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，雜化軌道類型為sp3雜化；該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長有兩類，一類鍵長約140 pm，另一類鍵長約為160 pm，其中a為硫氧雙鍵，b為硫氧單鍵，較短的鍵為a，該分子中含有12個(gè)σ鍵。②VO eq \\al(3－,4) 中，V形成4個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)為 eq \f(5＋3－4×2,2) ＝0，為正四面體結(jié)構(gòu)；由鏈狀結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)V與3個(gè)O形成陰離子，且V的化合價(jià)為＋5價(jià)，偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3。(3)①碳原子核外最外層有4個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中很難失去4個(gè)電子形成陽離子，也很難得到4個(gè)電子形成陰離子，因此碳在形成化合物時(shí)，主要通過共用電子對形成共價(jià)鍵。②CS2分子的結(jié)構(gòu)式為S===C===S，分子中存在σ鍵和π鍵；CS2分子中，C原子的價(jià)層電子對數(shù)為2，雜化軌道類型為sp雜化。
答案：(1)V形 sp3雜化 (2)①3 V形 sp2雜化 sp3雜化 a 12 ②正四面體形 NaVO3 (3)①C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小，難以通過得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu) ②σ鍵和π鍵 sp雜化陰離子
ClO eq \\al(－,4)
ClO eq \\al(－,3)
M
ClO－
氯元素化合價(jià)
＋5
＋3
＋1
氯原子雜化類型
sp3
sp3