雜化軌道理論配合物理論拔高練習

第二節(jié)分子的立體構型第2課時雜化軌道理論、配合物理論一、選擇題1．根據價層電子對互斥理論及原子的雜化軌道理論，判斷NF3分子的空間構型和中心原子的雜化方式分別為()A．直線形、sp1雜化 B．三角形、sp2雜化C．三角錐形、sp2雜化 D．三角錐形、sp3雜化2．下列說法不正確的是()A．HCHO分子中的C采用sp方式雜化，C有兩個未參與雜化的2p軌道形成π鍵B．H2O分子的鍵角不是90°C．甲烷是正四面體形分子，NF3是三角錐形分子D．BF3的空間構型是平面三角形3．下列關于配位化合物的敘述中，不正確的是()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)6]2＋中的Cu2＋提供空軌道，H2O中的氧原子提供孤對電子形成配位鍵D．配位化合物在半導體等尖端技術、醫(yī)藥科學、催化反應和材料化學等領域都有著廣泛的應用4．已知Zn2＋的4s軌道和4p軌道可以形成sp3雜化軌道，那么[ZnCl4]2－的立體構型為()A．直線形 B．平面正方形C．正四面體形 D．正八面體形5．下列說法中正確的是()A．PCl3分子是三角錐形，這是因為P原子是以sp2雜化的結果B．sp3雜化軌道是由任意的1個s軌道和3個p軌道混合形成的四個sp3雜化軌道C．凡中心原子采取sp3雜化的分子，其雜化軌道空間構型都是四面體形D．AB3型分子的空間構型必為平面三角形6．(雙選)下列說法中一定錯誤的是()A．過渡金屬的原子或離子一般都有接受孤電子對的空軌道，易形成配合物B．中心離子采取sp3雜化軌道形成的配離子均呈正四面體結構C．當中心離子的配位數(shù)為6時，配離子常呈八面體結構D．含有兩種配體且配位數(shù)為4的配離子一定存在異構體7．下列過程與配合物的形成無關的是()A．除去鐵粉中的SiO2可用強堿溶液B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C．向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液后溶液呈血紅色D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失8．已知[Co(NH3)6]3＋呈正八面體結構，各NH3間距相等，Co3＋位于正八面體的中心。若其中2個NH3被Cl－取代，所形成的[Co(NH3)4Cl2]＋的同分異構體有()A．2種 B．3種C．4種 D．5種9．水分子在特定條件下容易得到一個H＋，形成水合氫離子(H3O＋)。下列對上述過程的描述不合理的是()A．氧原子的雜化類型發(fā)生了改變 B．微粒的形狀發(fā)生了改變C．微粒的化學性質發(fā)生了改變 D．微粒中的鍵角發(fā)生了改變二、非選擇題10．下列反應曾用于檢測司機是否酒后駕駛：2Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH(1)Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，與Cr3＋形成配位鍵的原子是______(填元素符號)。(2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型分別為____________；1molCH3COOH分子中含有σ鍵的數(shù)目為__________。(3)與H2O互為等電子體的一種陽離子為________(填化學式)。11．A、B、C、D、E五種短周期元素原子序數(shù)依次增大，B與C能層數(shù)相同，D與E能層數(shù)相同，C與D價電子結構相同，基態(tài)時B、C、D原子核外皆有2個未成對電子，A、E只有1個未成對電子，A能分別與B、C、D、E形成不同的分子。(1)寫出基態(tài)時B的價電子排布圖________，E－的原子結構示意圖為________。(2)寫出BCD的電子式______________________，E2C(3)根據題目要求完成以下填空：ECeq\o\al(－,3)中心原子雜化方式________；DC3中心原子雜化方式________；ECeq\o\al(－,4)微粒的鍵角________；BCeq\o\al(2－,3)微粒的鍵角________：DE2分子的立體構型________；B2A2分子的立體構型________。(4)一種由A、B、C三種元素組成的分子A2BC2，該分子中σ鍵數(shù)目為________，π鍵數(shù)目為________。(5)根據等電子原理，指出與BC2互為等電子體的離子________(一種即可)。

參考答案1.答案：D解析：在NF3分子中，N原子的孤電子對數(shù)為1，與其相連的原子個數(shù)為3，所以中心原子的雜化方式為sp3雜化，分子的空間構型為三角錐形，類似NH3。2.答案：A解析：HCHO中的C原子價電子對數(shù)＝eq\f(1,2)×(4＋2)＝3，C原子采取sp2方式雜化，A項錯誤。同樣可判斷：H2O分子的鍵角為105°；CH4中C原子和NF3中的N原子均為sp3雜化，在CH4中沒有孤電子對，其分子構型為正四面體形；NF3的中心原子N有1個sp3雜化軌道為孤電子對占有，另外3個雜化軌道與F原子的2p軌道上的電子成鍵，故NF3分子的構型為三角錐形，BF3中B為sp2雜化，BF3為平面三角形分子，故B、C、D三項均正確。3.答案：B解析：配位化合物中一定含有配位鍵，但也可能含有其他化學鍵，Cu2＋有空軌道，H2O中氧原子有孤對電子，可以形成配位鍵，配位化合物應用領域特別廣泛，D項中提到的幾個領域都在其中。4.答案：C解析：根據雜化軌道理論知，Zn2＋的4s軌道和4p軌道形成的sp3雜化軌道為正四面體形，Zn2＋再結合4個Cl－形成[ZnCl4]2－，其中Zn2＋的孤電子對數(shù)為0，所以[ZnCl4]2－的立體構型為正四面體形。5.答案：C解析：PCl3分子的價電子對數(shù)＝eq\f(5＋3×1,2)＝4，所以PCl3分子中P原子以sp3雜化。sp3雜化軌道是原子最外電子層上的s軌道和3個p軌道“混合”起來形成能量相等、成分相同的4個軌道。sp3雜化所得到空間構型應為四面體，如甲烷分子。但是如果雜化軌道被孤電子對占據，則構型將發(fā)生變化，如NH3分子是三角錐形，H2O分子是V形。PCl3分子中兩個電子(孤對電子)占據了一個雜化軌道，因此，PCl3分子是三角錐形(如圖所示)。6.答案：BD解析：過渡金屬原子或離子的最外電子層一般都沒排滿，存在空軌道，所以能接受孤電子對形成配位鍵，A項正確；中心離子采取sp3雜化軌道形成的配離子，只有當4個配體完全等同時，其配離子的空間構型才是正四面體，否則為變形的四面體，所以B項錯誤；按價層電子對互斥理論，配位數(shù)為6的配離子，空間構型呈八面體時最穩(wěn)定，所以C項正確；含有兩種配體且配位數(shù)為4的配離子只有當其空間構型呈平面四邊形時才存在異構體，若其空間構型呈四面體形，則不存在異構體，所以D項錯誤。7.答案：A解析：對于A項，除去鐵粉中的SiO2，是利用SiO2可與強堿反應的化學性質，與配合物的形成無關；對于B項，AgNO3與氨水反應先生成AgOH沉淀，再生成[Ag(NH3)2]＋；對于C項，F(xiàn)e3＋與KSCN反應生成配離子[Fe(SCN)n]3－n(n＝1,2,3,4,5,6)，顏色發(fā)生改變；對于D項，CuSO4與氨水反應生成Cu(OH)2沉淀，再生成[Cu(NH3)4]2＋。8.答案：A解析：[Co(NH3)4Cl2]＋的同分異構體有2種，見下圖。9.答案：A解析：水與氫離子結合形成配位鍵，氧原子雜化方式仍為sp3，氧原子與三個氫原子間的共用電子對和剩下的一對孤電子對相互排斥形成了三角錐形分子；同時其鍵角也發(fā)生改變，形成的微粒兼有水分子和氫離子的性質。10.答案：(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3O(2)sp3sp27mol(或7××1023)(3)H2F解析：本題考查電子排布式、配位鍵的形成、軌道雜化類型、σ鍵數(shù)目的判斷、等電子體等。(1)Cr是24號元素，電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2，故Cr3＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3；H2O分子中的O原子有孤對電子，能與Cr3＋形成配位鍵。(2)CH3COOH中甲基上的碳原子采用sp3雜化，羧基中碳原子采用sp2雜化；CH3COOH的結構式為，碳氧雙鍵中含有1個σ鍵，其余的單鍵都是σ鍵，共有7個σ鍵。(3)H2O分子中有3個原子和8個價電子，與其互為等電子體的陽離子為H2F＋11.答案：(1)(2)Cl—O—Cl(3)sp3sp2109°28′120°V形直線形(4)41(5)Neq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、SCN－、CNO－等任意一種即可解析：A只有1個未成對電子，且A的原子序數(shù)在五種元素中最小，B、C是同周期元素，則A是氫元素，B、C是第2周期元素，D、E是第3周期元素，E也只有1個未成對電子，結合E的原子序數(shù)和周期，判斷E是氯元素；C、D的價電子結構相同，則C、D是同主族元素，基態(tài)時B、C、D原子核外皆有2個未成對電子，B的原子序數(shù)小于C，則B的2p能級有2個電子，C的2p能級有4個電子，所以B是碳元素，C是氧元素，則D是硫元素。(1)根據以上分析B是碳元素，價電子排布圖為，E是氯元素，Cl－的結構示意圖為。(2)BCD的化學式為COS，根據元素的價鍵原則，C與O、S分別形成雙鍵，電子式為：；E2C的化學式為Cl2O，所以O分別與氯原子形成一個共價鍵，結構式為Cl—O—Cl。(3)根據VSEPR理論，ClOeq\o\al(－,3)的中心原子的價層電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(7＋1)＝4，所以中心原子雜化方式是即sp3雜化；同理可計算SO3中心原子雜化方式是sp2雜化；ClOeq\o\al(－,4)微粒中的中心原子的雜化方式是sp3雜化，無孤電子對，所以空間構型是正四面體形，鍵角是109°28′；COeq\o\al(2－,3)微粒的中心原子的雜化方式是sp2雜化，無孤電子對，所以空間構型是平面正三角形，鍵角是120