《2025年新坐标同步练习高中化学选择性必修第二册人教版青海专版》

例 3(2023 • 山东卷)
$ClO_2 $中心原子为$ Cl,Cl_2O $中心原子为 O,二者均为 V 形结构,但$ ClO_2 $中存在大 π 键$(Π_3^5)。$$ClO_2 $中 Cl 原子的轨道杂化方式为sp²；O - Cl - O 键角＞(填“＞”“＜”或“=”)Cl - O - Cl 键角。比较$ ClO_2 $与$ Cl_2O $中 Cl - O 的键长并说明原因：键长：ClO₂＜Cl₂O，ClO₂分子中Cl-O键既含σ键又含大π键，键级较大，Cl₂O分子中Cl-O键仅为σ键，键级较小。

答案： sp² ＞ 键长：ClO₂＜Cl₂O，ClO₂分子中Cl-O键既含σ键又含大π键，键级较大，Cl₂O分子中Cl-O键仅为σ键，键级较小

1. 甘氨酸$(H_2NCH_2COOH)$是人体非必需的一种氨基酸。下列有关甘氨酸的说法错误的是(A)
A.分子中 σ 键与 π 键数目之比为 8 : 1
B.碳原子的杂化轨道类型是$ sp^3 $和$ sp^2$
C.分子间可以形成不止 3 种类型的氢键
D.易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂

答案： 解析:选A。甘氨酸分子中σ键与π键数目之比为9∶1,故A错误;碳原子形成4个单键时，价层电子对数为4,采取sp³杂化，碳原子形成2个单键和1个双键时，价层电子对数为3,采取sp²杂化，故B正确;氨基中的氢原子可以与另一甘氨酸分子中氨基上的氮原子、羧基上的两个氧原子分别形成氢键，羧基中的氢原子可以分别与另一甘氨酸分子中氨基上的氮原子、羧基上的两个氧原子分别形成氢键，故分子间可以形成不止3种类型的氢键，故C正确。

2. 理论化学模拟得到一种 $[\begin{array}{c}\ddot{N}= N= \ddot{N}\\ \ddot{N}= \ddot{N}= \ddot{N}\end{array} ]\overset{+}{N}_{13}$,结构如右图所示。下列关于该离子的说法错误的是(B)

A.所有原子均满足 8 电子结构
B.N 原子的杂化方式有 2 种
C.空间结构为四面体形
D.常温下不稳定

答案： 解析:选B。由N₁₃⁺的结构式可知，所有N原子均满足8电子结构，A正确;中心N原子为sp³杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp²杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp²杂化，故N原子的杂化方式有3种，B错误;中心N原子为sp³杂化，N₁₃⁺的空间结构为四面体形，C正确;N₁₃⁺中含有—N=N=N结构,类比叠氮物质可知，N₁₃⁺在常温下不稳定，D正确。

$3. CO_2 $和$ H_2 $制备乙醇发生的反应为$ 2CO_2 + 6H_2 = = CH_3CH_2OH + 3H_2O,$副产物可能有$ CH_4、$$CH_2 = CH_2 $或$ CH_3OH $等。下列说法错误的是( D)
$A. CH_2 = CH_2 $分子中 σ 键和 π 键数目之比为 5 : 1
$B. CH_4 $的键角比$ H_2O $的大
$C. CH_3CH_2OH $和$ CH_3OH $均为极性分子
D. 上述含碳物质中碳原子的杂化方式有 2 种

答案： 解析:选D。碳碳双键中有1个σ键和1个π键，单键均为σ键，故CH₂=CH₂分子中σ键和π键数目之比为5∶1,A正确。CH₄中心C原子孤电子对数为(4 - 1×4)/2 = 0、价层电子对数为4,故为sp³杂化,空间结构为正四面体形;H₂O中心O原子孤电子对数为(6 - 1×2)/2 = 2、价层电子对数为4,故为sp³杂化,空间结构为V形,孤电子对和σ键电子对之间的排斥力大于σ键电子对之间的排斥力,故CH₄的键角比H₂O的大,B正确。CH₃CH₂OH和CH₃OH分子结构均不对称,均为极性分子,C正确。CO₂中碳原子为sp杂化,CH₂=CH₂中碳原子为sp²杂化,CH₃CH₂OH、CH₃OH中碳原子均为sp³杂化,故碳原子的杂化方式有3种,D错误。

4. 磷酸聚合可以生成链状多磷酸和环状多磷酸,三分子磷酸聚合形成的链状三磷酸结构如下图所示。下列说法正确的是( )


A.键能：P - O ＞ P = O
B.元素的电负性：P ＞ O ＞ H

$C.PO_4^3⁻ $的空间结构为平面四边形
D.六元环状三磷酸的分子式为$ H_3P_3O_9$

答案：
解析:选D。键能:双键＞单键，故键能:P—O＜P=O,A错误;同周期主族元素从左到右，元素电负性逐渐变大，同主族元素从上到下，元素电负性逐渐变小，故电负性:O＞P＞H,B错误;PO₄³⁻的中心P原子的价层电子对数为4+(5 + 3 - 2×4)/2 = 4,无孤电子对，故PO₄³⁻的空间结构为正四面体形，C错误;六元环状三磷酸的结构为 ，故分子式为H₃P₃O₉,D 正确。

5. (2023 • 重庆卷$)NCl_3 $和$ SiCl_4 $均可发生水解反应,其中$ NCl_3 $的水解机理示意图如下：

下列说法正确的是( )
$A. NCl_3 $和$ SiCl_4 $均为极性分子
$B. NCl_3 $和$ NH_3 $中的 N 均为$ sp^2 $杂化
$C. NCl_3 $和$ SiCl_4 $的水解反应机理相同
$D. NHCl_2 $和$ NH_3 $均能与$ H_2O $形成氢键

答案：
解析:选D。NCl₃的中心N原子的价层电子对数为3+(1/2)(5 - 3×1)=4,空间结构为三角锥形,分子中正电中心和负电中心不重合,为极性分子，而SiCl₄的中心Si 原子的价层电子对数为4+(1/2)(4 - 4×1)=4,空间结构为正四面体形,分子中正电中心和负电中心重合,为非极性分子，A错误;NCl₃和NH₃的中心N原子的价层电子对数均为4,故二者中的N均为sp³杂化,B错误;SiCl₄的水解反应机理为
　　　　　　　　　　　　　　　 ,与NCl₃的水解机理不同,C错误;NH₂Cl和NH₃分子中均存在N—H和孤电子对，故均能与H₂O形成氢键，D正确。

6. (1)已知吡啶()中含有与苯类似的$ Π_6^6 $大 π 键,则吡啶中 N 原子的价层孤电子对占据_________(填字母)。
A. 2s 轨道
B. 2p 轨道
C. sp 杂化轨道
$D. sp^2 $杂化轨道
(2)吡啶在水中的溶解度远大于苯在水中的溶解度,主要原因是①_________,②_________。
(3)、、 的碱性随 N 原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是_________。

答案：

(1)D　
(2)吡啶能与H₂O分子形成分子间氢键，吡啶和H₂O均为极性分子，而苯为非极性分子。
(3)