高中化学 2.2.2 《杂化轨道理论简介 配合物理论简介》课件（新人教版选修3）

欢迎进入化学课堂 典例1 关于原子轨道的说法正确的是A 凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体形B CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合而形成的 C sp3杂化轨道是由同一原子中能量相近的s轨道和p轨道混合形成的一组能量相等的新轨道D 凡AB3型共价化合物 其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 思路点拨 解答本题要注意以下三点 自主解答 选C 凡中心原子采取sp3杂化的分子的几何构型都是四面体形 但是根据孤电子对占据杂化轨道数目的多少 其分子几何构型也可以呈现V形 H2O 三角锥形 NH3 也有的呈现变形四面体 如CH3Cl 故A错 CH4的sp3杂化轨道是由中心碳原子中能量相近的一个2s轨道和3个2p轨道杂化而形成的 与氢原子结合时 四个杂化轨道分别和四个氢原子的1s轨道重叠 形成四个C H 键 B错 AB3型分子中 BF3的B原子采用sp2杂化 D错 典例2 下列现象与形成配合物无关的是A 向FeCl3中滴入KSCN 出现红色B 向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量H2O 呈绿色 再加水 呈蓝色C Cu与浓HNO3反应后 溶液呈绿色 Cu与稀HNO3反应后 溶液呈蓝色D 向AlCl3中逐滴滴加NaOH至过量 先出现白色沉淀 继而消失 自主解答 选D Fe3 与SCN 形成一系列配离子 都显红色 Cu2 在水溶液中形成配离子 Cu H2O 2 2 显绿色 Cu H2O 4 2 显蓝色 故A B C项均与配合物有关 D项中 Al3 与OH 形成Al OH 3 而Al OH 3显两性 能与过量的OH 反应 生成AlO2 而与配合物无关 一 选择题 本题包括6小题 每小题6分 共36分 1 下列分子的中心原子是sp2杂化的是 A NH3B H2OC BeCl2D BF3 解析 选D A B的中心原子为sp3杂化 C中Be原子为sp杂化 2 下列配合物的配位数是6的是 A K2 Co SCN 4 B Fe SCN 3C Na3 AlF6 D Cu NH3 4 Cl2 解析 选C A B D三项的配位数分别为4 3 4 3 已知乙烯分子中碳原子以3个sp2杂化轨道与碳原子或氢原子形成 键 两个碳原子上未参与杂化的p轨道形成 键 下列关于乙烯分子的叙述中正确的是 A 乙烯分子中2个碳原子或4个氢原子不可能在同一个平面内B 乙烯分子中键角约为109 28 所有原子在同一个平面内 C 乙烯分子中碳碳双键的键能比乙烷分子中碳碳单键的键能小D 乙烯比乙烷活泼 说明碳碳之间的 键比 键键能小 易发生反应 解析 选D 本题考查乙烯分子中杂化轨道成键情况 在乙烯分子中C原子由一个s轨道和两个p轨道进行杂化 组成三个等同的sp2杂化轨道 sp2轨道彼此成120 夹角 6个原子共平面 每个碳原子以3个sp2杂化轨道与碳原子或氢原子形成 键 两个碳原子用剩 下的未杂化的2p原子轨道 肩并肩 重叠形成 键 因重叠程度小于 键 所以键能也小于 键 但化学活泼性要强一些 C C的键能大于C C键能 4 乙炔分子中的碳原子的杂化类型为 A spB sp2C sp3D dsp2 解析 选A 在乙炔分子中碳原子没有未成键的孤电子对 且分子中H C键为 键 C C键中有一个为 键 另两个为 键 由此可见碳原子可以形成两个 键 所以碳原子的杂化类型为sp杂化 故正确答案为A 5 向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液 再加入氨水 下列关于实验现象的叙述不正确的是 A 先生成白色沉淀 加入足量氨水后沉淀消失B 生成的沉淀为AgCl 它不溶于水 但溶于氨水 重新电离成Ag 和Cl C 生成的沉淀是AgCl 加入氨水后生成了可溶性的配合物 Ag NH3 2 ClD 若向AgNO3溶液中直接滴加氨水 产生的现象也是先出现白色沉淀后消失 解析 选B Ag 和NH3能发生如下反应 Ag 2NH3 Ag NH3 2 而AgCl存在沉淀溶解平衡 AgCl s Ag aq Cl aq 向其中加入氨水后会使电离平衡向右移动 最终因生成 Ag NH3 2 Cl而溶解 6 下列关于苯分子的性质描述错误的是 A 苯分子呈平面正六边形 六个碳碳键完全相同 键角皆为120 B 苯分子中的碳原子 采取sp2杂化 六个碳原子中未参与杂化的2p轨道以 肩并肩 形式形成一个大 键C 苯分子中的碳碳双键是介于单键和双键中间的一种特殊类型的键D 苯能使溴水和酸性KMnO4溶液因反应而褪色 解析 选D 苯分子中的碳原子采取sp2杂化 6个碳原子呈平面正六边形结构 键角为120 在苯分子中间形成一个六电子的大 键 因此苯分子中的碳碳键并不是单双键交替结构 也就不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色 二 非选择题 本题包括2小题 共24分 7 10分 2010 海南高考节选 丁二酮肟常用于检验Ni2 在稀氨水介质中 丁二酮肟与Ni2 反应可生成鲜红色沉淀 其结构如图所示 1 该结构中 碳碳之间的共价键类型是 键 碳氮之间的共价键类型是 氮镍之间形成的化学键是 2 该结构中 氧氢之间除共价键外还可存在 3 该结构中 碳原子的杂化轨道类型有 解析 碳氮之间为双键 双键由1个 键和1个 键组成 氮镍之间形成的化学键是配位键 氧氢之间除共价键外还可存在氢键 碳原子的杂化轨道类型有两种 一种是 CH3中的C形成4个 键 是sp3杂化 一种是C N中的C形成3个 键 为sp2杂化 答案 1 一个 键和一个 键配位键 2 氢键 3 sp2杂化 sp3杂化 8 14分 1 在配合物 Fe SCN 2 中 提供空轨道接受孤电子对的微粒是 画出配合物离子 Cu NH3 4 2 中的配位键 2 根据价层电子对互斥理论模型 H3O 的空间构型为 BCl3的空间构型为 3 按要求写出由第二周期元素为中心原子 通过sp3杂化形成中性分子的化学式 各写一种 正四面体形分子 三角锥形分子 V形分子 解析 1 高中化学中涉及的配位键和配合物非常有限 学习过程中要记住常见的配位键和配合物 2 H3O 中有三个成键电子对 一个孤电子对 孤电子对与成键电子对之间的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用 故H3O 呈三角锥形 BCl3中包含有三个成键电子对 不含有孤电子对 三个电子对之间的排斥作用相同 故BCl3分子呈平面三角形 答案 1 Fe3 2 三角锥形平面三角形 3 CH4 或CF4 NH3 或NF3 H2O 一 选择题 本题包括4小题 每小题5分 共20分 1 有关杂化轨道的说法正确的是 A 所有原子在形成化合物中均以杂化轨道成键B NH3 CH4 H2O的中心原子杂化类型相同 但键角不同C 苯分子为单双键交替结构 类似于乙烯所以为sp2杂化D 2s轨道和2p轨道杂化 只能形成2个sp杂化轨道 解析 选B A项如CH4中的C为sp3杂化 但H原子却不杂化 B项NH3 CH4 H2O中的中心原子均为sp3杂化 但由于孤电子对对成键电子对的排斥作用 使NH3和H2O的键角均小于109 28 C项苯分子不是单 双键交替结构 D项 杂化轨道的数目应与参与杂化的轨道数目相等 2s轨道与2p轨道杂化有sp杂化 sp2杂化和sp3杂化 2 当向蓝色的硫酸铜溶液中逐滴加入氨水 观察到溶液呈深蓝色时 再通入SO2气体 生成了白色沉淀 将白色沉淀加入稀硫酸中 又生成了红色粉末状固体和SO2气体 同时溶液呈蓝色 根据上述实验现象分析推测 下列描述正确的有 A Cu2 和Ag 相似 能与NH3结合生成铜氨配离子B 白色沉淀为 2价铜的某种亚硫酸盐 溶于稀硫酸发生复分解反应 C 白色沉淀为 1价铜的某种亚硫酸盐 在酸性条件下 只发生氧化反应D 反应过程中消耗的SO2与生成的SO2的物质的量相等 解析 选A 白色沉淀 H2SO4红色固体 SO2 蓝色溶液 推知白色沉淀是Cu2SO3 以此为突破口进行判断 氨水呈碱性 与CuSO4反应可以产生沉淀Cu OH 2 由于Cu OH 2不具有两性 不可能溶于过量的碱 因此最终像Ag 一样与NH3形成配合物而溶解 A正确 由于白色化合物溶于稀硫酸有红色粉末 推测为Cu Cu2 蓝色溶液 和SO2产生 故白色化合物中的铜不可能为Cu2 它只能为Cu 酸化时发生反应 Cu2SO3 2H Cu Cu2 SO2 H2O 通入SO2时 SO2不仅被Cu2 氧化为SO42 而且SO2还与Cu2 的还原产物Cu 结合为Cu2SO3沉淀 故反应过程中消耗的SO2比生成的SO2的物质的量多 故B C D均不正确 3 甲醛分子的结构式为 下列描述正确的是 A 甲醛分子中有4个 键B 甲醛分子中的C原子为sp3杂化C 甲醛分子中的O原子为sp杂化D 甲醛分子为平面三角形 有一个 键垂直于三角形平面 解析 选D 从结构式看 甲醛分子为平面三角形 所以中心原子C原子应为sp2杂化 形成三个杂化轨道 分别与O原子和两个H原子形成 键 还有一个未参与杂化的p轨道与O原子形成 键 该 键垂直于杂化轨道的平面 O原子不是中心原子 不发生轨道杂化 4 下列推理正确的是 A BF3是三角锥形分子B NH4 的电子式为 离子呈平面正方形结构C CH4分子中的4个C H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的s p 键D CH4分子中的碳原子以4个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 选D NH4 为正四面体结构 CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个sp3杂化轨道 然后C与H结合形成C H 键 二 非选择题 本题包括2小题 共20分 5 10分 2001年是伟大的化学家 1954年诺贝尔化学奖得主 著名的化学结构大师 20世纪的科学怪杰鲍林 L Pauling 教授诞辰100周年 1994年这位老人谢世后 人们打开他的办公室 发现里面有一块黑板 画得满满的 其中一个结构式如图所示 老人为什么画这个结构式 它能合成吗 它有什么性质 不得而知 这是鲍林留给世人的一个谜 也许这是永远无法解开的谜 也许有朝一日你就能解开它 不管结果如何 让我们先对这个结构作一番了解 1 它的分子式是什么 2 它的所有原子是否可能处于同一个平面上 填 可能 或 不可能 3 它是否带有电荷 填 是 或 否 4 分子中六元环上的氮原子的杂化类型为 解析 由题图信息分析成键情况及核外价电子数 由价层电子对互斥理论推断原子共面和轨道杂化情况 1 根据有机物分子结构简式的书写规则 不难确定 每个环上除3个氮原子外还有3个碳原子 由此可以确定其分子式 2 碳原子和氮原子均相当于有3个价电子对 根据价层电子对互斥理论 可知它们为平面三角形结构 由此推出由碳原子和氮原子构成的环为平面结构 氧原子有4对电子对 它们的排列方式为四面体 结构 故与氧原子连接的氢原子可能在平面内 与环不直接连接的2个氮原子也在平面内 3 由电子数可以确定 该分子不带电荷 4 六元环上的氮原子均为sp2杂化 答案 1 C6H2O2N10 2 可能 3 否 4 sp2 6 10分 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和另一缺电子的粒子结合 如NH4 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 A CO2B H3O C CH4D 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H2SO4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 如果H2O2的结构如甲所示 实验c中化学反应方程式为 A写结构简式 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形成条件中的一方提供电子对 另一方提供空轨道 1 由题中信息可导出结论 凡能给出H 的物质中一般含有配位键 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 由题中所含配位键的物质的反应特点分析 答案 1 B D 2 H3BO3 H2OH B OH 4 3 H2C2H5OC2H5 H2O 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 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全