- sp、sp2、sp3杂化
- 共209题
（1）X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是______（元素名称）；其电子排布图为______；R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子可能是______、______．
（2）指出配合物K3[Co（CN）6]中的中心离子、配位体及其配位数分别是：______、______、______．
（3）下列分子中若有手性原子，请用“*”标出其手性碳原子．
（4）在下列物质①CO2、②NH3、③CCl4、④BF3、⑤H2O、⑥SO2、⑦SO3、⑧PCl3中，属于非极性分子的是（填序号）______．
（5）根据价层电子对互斥理论判断下列问题：
H2O分子中，中心原子的杂化方式为______杂化，分子的立体构型为______．
BF3分子中，中心原子的杂化方式为______杂化，分子的立体构型为______．
C2H4分子中，中心原子的杂化方式为______杂化，分子的立体构型为______．
C2H2分子中，中心原子的杂化方式为______杂化，分子的立体构型为______．
（6）H2O的沸点（100℃）比H2S的沸点（-61℃）高，这是由于______．
正确答案
碳
1s22s22p2
Al元素
Cl元素
Co3+
CN-
6
①③④⑦
sp3
V形
sp2
平面正三角形
sp2
平面形
sp
直线形
水分子之间存在氢键
解析
解：（1）X原子在第二能层上只有一个空轨道，则X能层的2p能级含有一个空轨道，则X核外电子数是6，为C元素，根据构造原理知其核外电子排布式1S22S22P2；
R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则价层电子排布式为3s23p1或3s23p5，则R原子3p轨道上可能含有1个电子或5个电子，则R可能是Al或Cl元素；
故答案为：C；1S22S22P2；Al或Cl；
（2）根据配合物K3[Co（CN）6]结构分析，含有空轨道的金属阳离子为中心离子，所以中心离子为Co3+、有孤对电子的原子或离子为配体，所以配体为CN-、配位数就是配体的个数，所以配位数为6，
故答案为：Co3+、CN-、6；
（3）手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子，所以
故答案为：
（4）①CO2中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，为非极性分子；
②NH3中C元素化合价为-3，N原子最外层5个电子未全部成键，为极性分子；
③CCl4中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，为非极性分子；
④BF3中B元素化合价为+3，B原子最外层3个电子全部成键，为非极性分子；
⑤H2O中O元素化合价为-2，O原子最外层6个电子未全部成键，为极性分子；
⑥SO2中S元素化合价为+4，S原子最外层6个电子未全部成键，为极性分子；
⑦SO3中S元素化合价为+6，S原子最外层6个电子全部成键，为非极性分子；
⑧PCl3中P元素化合价为+3，P原子最外层5个电子未全部成键，为极性分子；
故选①③④⑦；
（5）H2O中心原子O原子成2个σ键、含有2对孤对电子，故杂化轨道数为4，采取sp3杂化，故空间结构为V形；
BF3分子中，中心B原子成3个σ键、没有孤对电子，故杂化轨道数为3，采取sp2杂化，故空间结构为平面正三角形；
C2H4中C共价双键中含有一个σ键一个π键，形成3个σ键，无孤电子对，为sp2杂化，空间结构为矩形四角顶点为氢原子六个原子共平面，所以为平面形；
C2H2分子中碳原子形成1个C-H，1个C≡C三键，C原子杂化轨道数为（1+1）=2，采取 sp杂化方式，空间结构为直线形；
故答案为：sp3；V形；sp2；平面正三角形；sp2；平面形；sp；直线形；
（6）水分子之间存在氢键，沸点高于同族其它元素氢化物，
故答案为：水分子之间存在氢键；
黄血盐（亚铁氰化钾，K4[Fe（CN）6]）易溶于水，广泛用做食盐添加剂（抗结剂），食盐中黄血盐的最大使用量为10mg•kg-1．黄血盐经长时间火炒，超过400℃时会分解生成剧毒的氰化钾．
回答下列问题：
（1）写出基态Fe2+的核外电子排布式______．K4[Fe（CN）6]中Fe2+与CN-之间的作用力是______．
（2）CN-中碳原子的杂化方式为______；1molCN-中含有π键的数目为______．
（3）金属钾、铁的晶体的晶胞结构如图，钾、铁两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为______．
（4）黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应，生成硫酸盐和一种与CN-是等电子体的气态化合物，反应化学方程式为______．
正确答案
解：（1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去最外层2个电子变成Fe2+，根据构造原理知，其基态离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 ，亚铁离子含有空轨道，N原子含有孤电子对，所以能形成配位键，
故答案为：1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 ； 配位键；
（2）CN-中碳原子含有2个σ键且不含孤电子对，所以碳原子的杂化方式为 sp；1个CN-中含有2个π键，所以1molCN-中含有π键的数目为2NA个，
故答案为：sp；2NA；
（3）钾原子的配位数是8，铁原子的配位数是3×
（4）黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应，说明元素化合价不变，生成硫酸盐和一种与CN-是等电子体的气态化合物，根据元素守恒知该气态化合物是CO，铁元素存在于硫酸亚铁中，钾元素存在于硫酸钾中，所以该反应方程式为：K4Fe（CN）6+6H2SO4+6H2O 
故答案为：K4Fe（CN）6+6H2SO4+6H2O 
解析
解：（1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去最外层2个电子变成Fe2+，根据构造原理知，其基态离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 ，亚铁离子含有空轨道，N原子含有孤电子对，所以能形成配位键，
故答案为：1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 ； 配位键；
（2）CN-中碳原子含有2个σ键且不含孤电子对，所以碳原子的杂化方式为 sp；1个CN-中含有2个π键，所以1molCN-中含有π键的数目为2NA个，
故答案为：sp；2NA；
（3）钾原子的配位数是8，铁原子的配位数是3×
（4）黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应，说明元素化合价不变，生成硫酸盐和一种与CN-是等电子体的气态化合物，根据元素守恒知该气态化合物是CO，铁元素存在于硫酸亚铁中，钾元素存在于硫酸钾中，所以该反应方程式为：K4Fe（CN）6+6H2SO4+6H2O
故答案为：K4Fe（CN）6+6H2SO4+6H2O
（1）在酸性溶液中，水分子容易得到一个H+，形成水合氢离子（H3O+）．对于这一过程，下列描述不合理的是______．
A．氧原子的杂化类型发生了改变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
根据价层电子对互斥理论推测H3O+的形状为______．
（2）水分子和硫化氢分子的键角及中心原子的杂化方式如下表：
根据表格中的数据判断O-H键键能______（填“＞”、“=”或“＜”）S-H键键能．用电负性知识解释H2O的键角大于H2S的键角的原因：______
（3）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键（如图所示），已知冰的升华热是51kJ/mol，除氢键外，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），则冰晶体中氢键的“键能”是______kJ/mol．
正确答案
解：（1）A、水中氧的杂化为sp3，H3O+中氧的杂化为sp3，则氧原子的杂化类型没有改变，故A不合理；
B、水分子为V型，H3O+为三角锥型，则微粒的形状发生了改变，故B合理；
C、因结构不同，则性质不同，微粒的化学性质发生了改变，故C合理；
D、水分子为V型，H3O+为三角锥型，微粒中的键角发生了改变，故D合理；
根据价层电子对互斥理论，H3O+中氧的杂化为sp3，VSEPR模型为四面体形，含有1个孤电子对，H3O+的形状为三角锥形，
故答案为：A；三角锥形；
（2）共价键键长越短，键能越大；O的电负性大于S，O与H之间的两对成键电子比S与H之间的两对成键电子更靠近中心原子，因此O与H之间的两对成键电子距离近，排斥力大，键角大，
故答案为：＞；O的电负性大于S，O与H之间的两对成键电子比S与H之间的两对成键电子更靠近中心原子，因此O与H之间的两对成键电子距离近，排斥力大，键角大；
（3）冰的升华热是51kJ/mol，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），根据图象知，1mol水中含有2mol氢键，升华热=范德华力+氢键，所以冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol，
故答案为：20．
解析
解：（1）A、水中氧的杂化为sp3，H3O+中氧的杂化为sp3，则氧原子的杂化类型没有改变，故A不合理；
B、水分子为V型，H3O+为三角锥型，则微粒的形状发生了改变，故B合理；
C、因结构不同，则性质不同，微粒的化学性质发生了改变，故C合理；
D、水分子为V型，H3O+为三角锥型，微粒中的键角发生了改变，故D合理；
根据价层电子对互斥理论，H3O+中氧的杂化为sp3，VSEPR模型为四面体形，含有1个孤电子对，H3O+的形状为三角锥形，
故答案为：A；三角锥形；
（2）共价键键长越短，键能越大；O的电负性大于S，O与H之间的两对成键电子比S与H之间的两对成键电子更靠近中心原子，因此O与H之间的两对成键电子距离近，排斥力大，键角大，
故答案为：＞；O的电负性大于S，O与H之间的两对成键电子比S与H之间的两对成键电子更靠近中心原子，因此O与H之间的两对成键电子距离近，排斥力大，键角大；
（3）冰的升华热是51kJ/mol，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），根据图象知，1mol水中含有2mol氢键，升华热=范德华力+氢键，所以冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol，
故答案为：20．
下列描述中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．CS2为含有4个σ键，没有孤电子对，为sp杂化，空间结构为直线形，CS2中含有极性键，但结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故A错误；
B．CH4只含有C-H极性键，σ 键电子对均为4，C原子采取sp3杂化，分子为正四面体结构，结构对称，键能、键长和键角均相同，故B正确；
C．AB2是V形，如果A含有一个孤电子对，则A的价层电子对数是3，则A采取sp2杂化，如SO2的价层电子对个数=2+
OF2分子是V形，分子中中心原子价层电子对个数=2+
D．SiF4分子中Si原子和F原子形成四个σ键，其价层电子对个数是4，所以Si原子杂化类型是sp3，SO32-中孤对电子为
故选B．
下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是（ ）
正确答案
解析
解：A．H2O中O原子的价层电子对个数=2+
B．NH3中N原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+
C．C2H4中C原子含有3个σ键，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+
D．CH4中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，故D错误；
故选C．
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