2020高中化学课时跟踪训练9杂化轨道理论简介和配合物理论简介含解析 人教版选修3 9页

课时跟踪训练(九)‎ ‎[基础巩固]‎ ‎1．下列分子中心原子采取sp杂化的是(　　)‎ A．H2O B．CO2‎ C．NH3 D．CH4‎ ‎[解析]　直线形为sp杂化，平面三角形为sp2杂化，正四面体为sp2杂化。故直线型的CO2为sp杂化，H2O、NH3、CH4匀为sp3杂化。‎ ‎[答案]　B ‎2．下列化合物含有配位键的是(　　)‎ A．HCl B．NH3‎ C．NH4Cl D．HCHO ‎[解析]　NH4Cl中的NH中氮原子含有孤电子对，其中一个氢原子含有空轨道，能形成配位键，其余各项均不满足形成配位键的条件。‎ ‎[答案]　C ‎3．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＋、4‎ C．Cu2＋、OH、2＋、2 D．Cu2＋、NH3、2＋、2‎ ‎[解析]　配合物[Cu(NH3)4](OH)2中，Cu2＋为中心离子，电荷数为＋2，NH3为配体，配位数为4，故选A。‎ ‎[答案]　A ‎4．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]　C ‎5．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，H2‎ 9‎ O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]　B ‎6．下列推断正确的是(　　)‎ A．BF3是三角锥形分子 B．NH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－p σ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]　BF3为平面三角形；NH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－H σ键。‎ ‎[答案]　D ‎7．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6‎ C．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]　B ‎8．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。‎ 9‎ ‎[答案]　C ‎9．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]　A ‎10．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6‎ B．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]　C ‎11．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]　D ‎12．(双选) CuCl2溶液有时呈黄色，有时呈绿色或蓝色，这是因为在CuCl2‎ 9‎ 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 ‎13．(1)CH、—CH3、CH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与NH3、H3O＋互为等电子体，几何构型均为三角锥形 D．CH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和一个CH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，得到一个电子为CH，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为三角锥形，CH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　ds ‎②sp2、sp3　1s22s22p63s23p63d104s2或 ‎[Ar]3d104s2‎ ‎14．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 9‎ 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、CH4、NH、HF等)　(2)A ‎(3)Cu2＋＋4H2O===[Cu(H2O)4]2＋‎ ‎15．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∶＝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　SiH4‎ ‎16．(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________。‎ ‎(2)根据VSEPR模型，H3O＋的分子空间构型为________，BCl3的构型为________。‎ 9‎ ‎(3)Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。‎ ‎①[Cu(NH3)4]2＋中存在的化学键类型有________(填序号)。‎ A．配位键 B．离子键 C．极性共价键 D．非极性共价键 ‎②[Cu(NH3)4]2＋具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为________。‎ ‎[解析]　(1)在配合物离子[Fe(SCN)]2＋中，中心离子是Fe3＋，提供空轨道接受孤对电子；(2)H3O＋中氧原子含有3个共价单键和一个孤电子对，所以H3O＋的分子立体结构为三角锥型，氯化硼中硼原子含有3个共价单键且不含孤电子对，所以BCl3的构型为正确三角形；(3)①[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋与NH3之间的化学键为配位键，N—H为极性共价键，故答案为A、C；②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl取代，只有一种结构，所以应为平面正方形。‎ ‎[答案]　(1)Fe3＋　(2)三角锥形　正三角形 ‎(3)①AC　②平面正方形 ‎17. 4种常见元素的性质或结构信息如下表。试根据信息回答有关问题。‎ 元素 A B C D 性质 结构 信息 原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对的电子 原子的M层有1对成对的p电子 原子核外电子排布为[Ar]3d104sx，有＋1、＋2两种常见化合价 有两种常见氧化物，其中有一种是冶金工业常用的还原剂 ‎(1)写出B原子的电子排布式________________。‎ ‎(2)往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液，可生成的配合物的化学式为________，简要描述该配合物中化学键的成键情况_____________________________。‎ ‎(3)“●”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，“○”表示氢原子，小黑点“·”表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。‎ 则在以上分子中，中心原子采用sp3杂化形成化学键的是________(填写序号)；在②的分子中有________个σ键和________个π键。‎ 9‎ ‎[解析]　(1)元素B原子的M层有1对成对的p电子，则M层的p轨道有4个电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p4。‎ ‎(2)C元素是Cu，CuSO4与过量氨水可生成配合物[Cu(NH3)4]SO4，中心原子与配体之间是配位键，内界与外界之间是离子键。‎ ‎(3)①是NH3，②是CH≡CH，③是CH4，④是H2S，中心原子采用sp3杂化的是①③④，在CH≡CH分子中有3个σ键和2个π键。‎ ‎[答案]　(1)1s22s22p63s23p4‎ ‎(2)[Cu(NH3)4]SO4　中心原子与配体之间以配位键相结合，内界与外界之间以离子键相结合 ‎(3)①③④　3　2‎ ‎[能力提升]‎ ‎18．某同学上网查阅了如下资料：‎ 请你运用该方法计算下列微粒的n值，并判断中心原子的杂化类型。‎ ‎①NH3：n＝________，________杂化； ‎ ‎②SO2：n＝________，________杂化。 ‎ ‎[解析]　本题主要考查学生运用信息、解决问题的能力，根据计算公式可求出n值，根据n值可判断杂化类型。‎ ‎[答案]　①＝4　sp3‎ ‎②＝3　sp2‎ 9‎ ‎19．配位键是一种特殊的共价键，即共用电子对由某原子单方面提供，同时和另一缺电子的粒子结合。如N就是由NH3(氮原子提供电子对)和H＋(缺电子)通过配位键形成的。据此，回答下列问题：‎ ‎(1)下列粒子中可能存在配位键的是________(填字母)。 ‎ A．CO2 B．H3O＋‎ C．CH4 D．H2SO4‎ ‎(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性，试写出其电离方程式：_________。 ‎ ‎(3)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初科学家提出了两种观点：‎ 甲：、乙：H－O－O－H，式中O→O表示配位键，在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成了下列实验：‎ a．将C2H5OH与浓硫酸反应生成(C2H5)2SO4和水；‎ b．将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应，只生成A和H2SO4；‎ c．将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。‎ ‎①如果H2O2的结构如甲所示，实验c中的化学反应方程式为(A写结构简式)__________________________。 ‎ ‎②为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，请设计d的实验方案：_______________________。 ‎ ‎[解析]　本题综合考查配位键的形成和配合物的性质。解题时要注意配位键的形成条件：一方提供电子对，另一方提供空轨道。‎ ‎(1)由题中信息可推导出结论：凡能给出H＋的物质中一般都含有配位键。‎ ‎(2)硼原子为缺电子原子，H3BO3的电离是B原子和水中的OH－形成配位键，水产生的H＋表现出酸性。‎ ‎(3)①如果H2O2的结构如甲所示，实验c中A为，与H2反应的方程式为＋H2→C2H5OC2H5＋H2O。‎ ‎②如为乙结构，则A为C2H5—O—O—C2H5，与H2‎ 9‎ 反应生成乙醇，所以可用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水生成，如果硫酸铜不变蓝，说明没有水生成，则说明过氧化氢中不含配位键，否则含有配位键。‎ ‎[答案]　(1)BD ‎(2)H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－‎ ‎(3)①＋H2C2H5OC2H5＋H2O ‎②用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)‎ 9‎