高考二轮复习知识点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断1

更新时间：2023-08-19 浏览次数：72 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2024高二下·永州开学考) 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。

下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是（）

A . 三种物质中均有碳碳原子间的 $\text{[math]}$ 键 B . 三种物质中的碳原子都是 $\text{[math]}$ 杂化 C . 三种物质的晶体类型相同 D . 三种物质均能导电

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2. (2023·辽宁) 在光照下，螺呲喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺呲喃说法正确的是

A . 均有手性 B . 互为同分异构体 C . N原子杂化方式相同 D . 闭环螺吡喃亲水性更好

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3. (2023高二下·哈尔滨期末) 一种可吸附甲醇的材料，其化学式为 $\text{[math]}$ ，部分晶体结构如下图所示，其中 $\text{[math]}$ 为平面结构。

下列说法正确的是

A . 该晶体中存在N-H…O氢键 B . 基态原子的第一电离能： $\text{[math]}$ C . 基态原子未成对电子数： $\text{[math]}$ D . 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同

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4. (2022·辽宁) 理论化学模拟得到一种 $\text{[math]}$ 离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是（）

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

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5. (2023·湖州模拟) 胆矾 $\text{[math]}$ 的结构示意图如图。下列有关胆矾的说法正确的是

A . 氧原子参与形成配位键和氢键两种化学键 B . 上述结构中所有氧原子都采取 $\text{[math]}$ 杂化 C . $\text{[math]}$ 配位后形成的空间结构是正八面体 D . 胆矾中的水在不同温度下可能会分步失去

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6. (2023·福州模拟) 血红素补铁剂的结构如图所示。下列关于该补铁剂的说法错误的是（）

A . 含有羧基和碳碳双键 B . 可与H₂发生加成反应 C . 碳原子的杂化方式有sp²和sp³ D . 无论该补铁剂的稳定常数多大，均不能与磷酸盐类药物同服

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7. (2023·广东模拟) 运载火箭常用偏二甲肼[(CH₃)₂N－NH₂]与N₂O₄作推进剂，二者反应生成CO₂、N₂和H₂O。设N_A为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是

A . 偏二甲肼中N原子的杂化类型均为sp² B . 1molH₂O含有的中子数为10N_A C . 标准状况下，2.24LCO₂中的σ键数目为0.4N_A D . 92gNO₂和N₂O₄混合气体含有的原子数为6N_A

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8. (2023·湖南模拟) 布洛芬是一种解热镇痛药，其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是

A . 分子式为 $\text{[math]}$ B . 碳原子有两种杂化方式 C . 能与 $\text{[math]}$ 溶液反应 D . 所有的碳原子一定共面

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9. (2023·齐齐哈尔模拟) 化合物Z具有抗凝血作用，可由下列反应制得。下列有关说法正确的是

A . 该反应属于取代反应 B . 1 mol X与足量NaOH溶液反应最多消耗1 mol NaOH C . Y不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D . Z分子中采用sp³杂化的原子数目为5

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10. (2023高二下·青山月考) 化工原料Z是X与HI反应的主产物，X→Z的反应机理如图：
下列说法正确的是

A . X分子中所有碳原子位于同一平面上 B . Y与Z中碳原子杂化轨道类型相同 C . X与Z分子中均含有1个手性碳原子 D . X与HI反应有副产物CH₃CH₂CH₂CH₂I产生

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11. (2023·辽阳模拟) 某团队报道了单硫代内酯单体实现了坚韧可回收塑料的目的。反应原理如图所示(R为烃基)。
下列叙述错误的是

A . 聚合反应时，原子利用率为100% B . 甲的水解产物均含有羟基 C . 丙中 $\text{[math]}$ 杂化的原子只有碳原子 D . 乙中碳氧双键活化了碳硫 $\text{[math]}$ 键

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12. (2023·青岛模拟) 黑磷具有与石墨相似的层状结构，其结构如图所示。下列分析错误的是

A . 黑磷中既存在非极性共价键又存在范德华力 B . 黑磷的熔点高于白磷 C . 黑磷中P原子杂化方式为 $\text{[math]}$ D . 第三周期只有 $\text{[math]}$ 元素的第一电离能大于P

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13. (2023·宿州模拟) 2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为叠氮-炔基成环反应，部分原理如图所示。下列说法正确的是

A . CuI与HI均为该反应的催化剂 B . 中间产物中N原子均为sp³杂化 C . 产物使溴水、酸性高锰酸钾褪色原理相同 D . 该过程的总反应为

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14. (2024高三上·上海市月考) 苯胺( $\text{[math]}$ )是一种有机弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐( $\text{[math]}$ )。下列叙述正确的是

A . $\text{[math]}$ 中碳原子的杂化轨道类型为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 水溶液加水稀释， $\text{[math]}$ 降低 C . $\text{[math]}$ 水溶液中： $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 在水中的电离方程式为： $\text{[math]}$

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二、多选题

15. (2021高二上·济南期末) 刀片式 $\text{[math]}$ (简称LFP)电池的使用大幅降低了高端全电动汽车的成本。下列说法不正确的是（）

A . 基态P原子核外未成对电子数为5 B . 基态Li原子核外电子的空间运动状态为球形 C . 基态 $\text{[math]}$ 的价层电子排布式为 $\text{[math]}$ D . 基态O原子核外电子空间运动状态有5种

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16. (2018高二下·三明期末) 下列分子中的所有碳原子不可能处在同一平面上的是（）

A . B . C . D .

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17. (2023高二下·贵池期中) HCHO(g)与 $\text{[math]}$ (g)在催化剂 $\text{[math]}$ (简写为HAP)表面催化生成 $\text{[math]}$ (g)和 $\text{[math]}$ 的历程示意图如下。下列说法错误的是（）

A . 该反应是放热反应 B . HCHO与 $\text{[math]}$ 分子中的中心原子的杂化轨道类型相同 C . 羟基磷灰石(HAP)的作用是降低反应的活化能，加快反应速率 D . 该反应过程中既有极性共价键和非极性共价键的断裂，也有极性共价键和非极性共价键的形成。

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18. (2022高三上·如皋期中) 化合物Y是制造一种药物的中间体，可通过如下转化合成。下列说法正确的是（）

A . X分子中的所有碳原子不可能在同一平面上 B . Y分子中碳原子的轨道杂化方式有2种，分别为 sp²杂化和 sp³杂化 C . 可以用银氨溶液检验Y中是否含有X D . Y可以发生加成、取代、氧化反应

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19. (2022高二下·聊城期中) 屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献，成为我国首获科学类诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示，下列说法正确的是（）

A . 青蒿素的分子式为 $\text{[math]}$ B . 组成元素的电负性由大到小顺序为：O>C>H C . 分子中所有碳原子的杂化方式相同 D . 分子中含有7个手性碳原子

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三、非选择题

20. (2023·浙江1月选考) 硅材料在生活中占有重要地位。请回答：
1. （1） $\text{[math]}$ 分子的空间结构(以 $\text{[math]}$ 为中心)名称为，分子中氮原子的杂化轨道类型是。 $\text{[math]}$ 受热分解生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，其受热不稳定的原因是。
2. （2）由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：① $\text{[math]}$ 、② $\text{[math]}$ 、③ $\text{[math]}$ ，有关这些微粒的叙述，正确的是____。
  
  A . 微粒半径：③>①>② B . 电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② C . 电离一个电子所需最低能量：①>②>③ D . 得电子能力：①>②
3. （3） Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是，该化合物的化学式为。
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21. (2023·江苏模拟) 化合物G是一种酪氨酸激酶抑制剂中间体，其合成路线之一如下：
1. （1） A分子中碳原子的杂化轨道类型为。
2. （2） B→C的反应类型为。
3. （3） C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：。
  ①分子中有4种不同化学环境的氢，能与 $\text{[math]}$ 发生显色反应，但不能与溴水发生取代反应。
  ②在碱性条件下发生水解反应，酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团。
4. （4） D到E的反应需经历D→M→E的过程，M的分子式为 $\text{[math]}$ 。M的结构简式为。
5. （5）请写出以和甲酸乙酯为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
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22. (2023高三下·抚顺模拟) 黄芩作为中医临床和中成药中最为常用的中药之一，其中汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一，研究发现中药成分黄芩素能够明显抑制新冠病毒的活性，其合成路线如下：

已知信息：① $\text{[math]}$ 代表苄基

②硫酸二甲酯的结构简式为

③
1. （1） A的分子式为。
2. （2） B分子碳原子的杂化方式为，D中的含氧官能团的名称为。
3. （3） A到B反应的化学方程式为。
4. （4） 1mol汉黄芩素最多可与 $\text{[math]}$ 加成
5. （5） A脱去苄基后的产物F（）有多种同分异构体，能同时满足以下条件的芳香化合物的同分异构体有种；
  ①含有酯基且不能发生银镜反应
  
  ②1mol该物质与足量Na反应生成 $\text{[math]}$
  
  其中核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为 $\text{[math]}$ 的结构简式为（任写一种）。
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23. (2023·济南模拟) 研究压电材料对于自动化技术具有重要意义。一种有机—无机复合压电材料 $\text{[math]}$ 的单斜晶体结构沿晶轴方向投影如图所示(H原子未画出)，晶胞内总共含有84个原子。晶胞参数为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。回答下列问题：
1. （1）基态Mn原子的价电子轨道表示式为。在元素周期表中位置为。
2. （2） 1 mol $\text{[math]}$ 晶胞中含有Cl原子mol，含有 $\text{[math]}$ 杂化的中心原子mol；该晶体中提供电子对形成配位键的原子是。
3. （3） TMCM性质活泼，一定条件下可分解生成三甲胺[ $\text{[math]}$ ]， $\text{[math]}$ 中N原子的价层电子对构型为； $\text{[math]}$ 的沸点高于 $\text{[math]}$ ，主要原因是。
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24. (2023·黄山模拟) 化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体，其合成路线如下：
回答下列问题：
1. （1） A中碳原子的杂化方式为。
2. （2）写出反应②的化学方程式。
3. （3） X的化学名称为。
4. （4）反应②、反应③中B、C断开的均为碳基邻位上的碳氢键，原因是。
5. （5）在反应④中，D中官能团(填名称，后同)被[(CH₃)₂CHCH₂]₂AlH还原，官能团被NaIO₄氧化，然后发生(填反应类型)生成有机物E。
6. （6） F的同分异构体中符合下列条件的有种；
  ①苯环上有两个取代基，F原子直接与苯环相连
  ②可以水解，产物之一为CH≡C-COOH
  其中含有甲基，且核磁共振氢谱谱图中吸收峰最少的是：。
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25. (2023·葫芦岛模拟) 有机物H是科学家正在研制的一种新药物，其合成路线如下：
已知：
回答下列问题：
1. （1）化合物A中碳原子的杂化轨道类型为。
2. （2）化合物E与F的沸点比较高，原因为。
3. （3）反应⑤的化学方程式为。
4. （4）化合物F中官能团名称为；F分子中最多有个原子共面。
5. （5）化合物G的结构简式为。
6. （6）反应⑦的反应类型为。
7. （7）化合物M是化合物D的同分异构体，满足下列条件的M有种(不考虑立体异构)
  ①1molM与足量NaHCO₃溶液反应最多产生标况下气体44.8L
  ②苯环上有三个取代基，2个氯原子直接连在苯环上相邻位置
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26. (2022·南京模拟) 化合物E是合成抗癌药物帕比司他的中间体，其合成路线如图：
1. （1） A分子中采取sp²杂化的碳原子数目是。
2. （2） A→B中有一种分子式为C₈H₁₀O₂的副产物，该副产物的结构简式为。
3. （3）已知B→C的反应有中间体X生成，中间体X的分子式为C₁₁H₁₂O₆ ， B→X的反应类型为。
4. （4） D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：。
  ①分子中含有苯环，且不同化学环境的氢原子个数比为1：1。
  
  ②1mol该物质最多能与4molNaOH反应。
5. （5）肉桂酸苄酯( )是一种天然香料。写出以和CH₂(COOH)₂为原料制备肉桂酸苄酯的合成路线(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。
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27. (2022·宝鸡模拟) 铁在成人体中的含量约为4~5g，是入体必需的微量元素中含量最多的一种，回答下列问题：
1. （1）基态Fe原子的核外电子排布式为，用原子结构知识解释Fe²⁺易被氧化为Fe³⁺的原因。
2. （2）甘氨酸亚铁[(H₂NCH₂COO)₂Fe]的主要生理功能是预防和改善缺铁性贫血。
  ①甘氨酸H₂NCH₂COOH中C原子的杂化形式为，C、N、O三种原子第一电离能由小到大的顺序是。
  ②甘氨酸易溶于水，原因为。
3. （3）五羰基合铁[Fe(CO)₅]的配位体是；已知配位原子是C而不是O，其可能的原因是。
4. （4）已知Fe³⁺+K⁺+[Fe(CN)₆]^4-=KFe[Fe(CN)₆]↓，利用该离子方程式可以检验溶液中的Fe³⁺。[Fe(CN)₆]^4-中σ键、π键数目之比为。
5. （5） Fe₃O₄晶体的晶胞如下图所示(阳离子略去)，O^2-围成正四面体空隙(1、3、6、7号O^2-围成)和正八面体空隙(3、6、7、8、9、12号O^2-围成)，Fe₃O₄中有一半的Fe³⁺填充在正四面体空隙中，Fe²⁺和另一半Fe³⁺填充在正八面体空隙中。
  ①O^2-周围紧邻的O^2-数目为。
  ②已知晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为N_A ，则晶体密度为g·cm^-3(用含a和N_A的代数式表示)。
  ③晶体中正四面体空隙数与正八面体空隙数之比为。
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28. (2022·包头模拟) 在元素周期表中，铜副族(IB族)包括铜、银、金等元素，在生产、生活和科研中都有着广泛用途和重要的研究价值。
1. （1） Ag元素在元素周期表分区中属于区，基态Ag原子的价电子排布式为。
2. （2）硫代硫酸银( $\text{[math]}$ )是微溶于水的白色化合物，它能溶于过量的硫代硫酸钠( $\text{[math]}$ )溶液生成 $\text{[math]}$ 等络阴离子。
  ①依据 $\text{[math]}$ 理论推测 $\text{[math]}$ 的空间构型为，中心原子S的杂化方式为。
  ②在 $\text{[math]}$ 中配位原子是S原子而非O原子，其原因是。
3. （3）碘化银常用于做人工增雨剂。其中碘元素形成的最高价氧化物对应水化物有 $\text{[math]}$ (偏高碘酸，不稳定)和 $\text{[math]}$ (正高碘酸)等多种形式，它们的酸性 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“弱于”、“等于”或“强于”)。而 $\text{[math]}$ 、HBr、HCl的水溶液酸性的排序为由强到弱，其结构原因是。
4. （4）在离子晶体中，当 $\text{[math]}$ (阳离子)∶r(阴离子) $\text{[math]}$ 时，AB型化合物往往采用和NaCl晶体相同的晶体结构(如下图1)。已知 $\text{[math]}$ ，但在室温下，AgI的晶体结构如下图2所示，称为六方碘化银。I^-的配位数为，造成AgI晶体结构不同于NaCl晶体结构的原因不可能是(填标号)。
  a.几何因素 b.电荷因素 c.键性因素
5. （5） Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体(密度为 $\text{[math]}$ )，在该晶胞中Cu原子处于面心，用N_A表示阿伏加德罗常数的值。该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为；若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为(储氢能力 $\text{[math]}$ )
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29. (2022·江苏模拟) 化合物H是一种用于合成 $\text{[math]}$ 分泌调节剂药物的中间体，其合成路线如图：
1. （1） $\text{[math]}$ 与足量 $\text{[math]}$ 溶液反应，能消耗 $\text{[math]}$ 物质的量为。
2. （2） B分子中采取 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 杂化的碳原子数目之比是。
3. （3） C→D过程中有一种分子式为 $\text{[math]}$ 的副产物生成，该副产物的结构简式为。
4. （4） C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：。
  ①酸性条件下能发生水解反应，生成 $\text{[math]}$ 氨基酸；
  ②另一种水解产物只有两种不同化学环境的氢原子。
5. （5）已知： $\text{[math]}$ 。
  $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 代表烃基或H)。
  写出以、、 $\text{[math]}$ 为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
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30. (2022·延庆模拟) 镍铜合金由60%镍、33%铜、6.5%铁三种金属组成的合金材料。镍铜合金有较好的室温力学性能和高温强度，耐蚀性高，耐磨性好，容易加工，无磁性，是制造行波管和其他电子管较好的结构材料。还可作为航空发动机的结构材料。
1. （1）基态铜原子的价层电子的轨道表示式为，Cu与Fe的第二电离能分别为：I_Cu=1959kJ·mol^-1 ， I_Fe=1562kJ·mol^-1 ，结合价层电子排布式解释Fe的第二电离能较小的原因是。
2. （2）向4mL0.1mol/LCuSO₄溶液中滴加氨水可形成[Cu(NH₃)₄]SO₄溶液，再向溶液中加入8mL95%的乙醇，并用玻璃棒摩擦器壁析出深蓝色晶体Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O。
  ①NH₃中心原子的轨道杂化类型为。NH₃的沸点高于CH₄的沸点，其原因是。
  ②简单说明加入乙醇后析出[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O晶体的原因。
3. （3）某镍铜合金的立方晶胞结构如图所示。
  
  ①在该晶胞中镍原子与铜原子的数量比为。
  ②若该晶胞的棱长为anm(1nm=1×10^-7cm)，ρ=g·cm^-3(N_A表示阿伏加德罗常数，列出计算式)。
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