专题0 4分子的空间结构-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 （人教版2019选择性必修2）

专题04 分子的空间结构 考点梳理 题型演练 考点01 多样的分子空间结构 【题型1分子空间结构】 考点02价层电子对互斥理论(VSEPR) 【题型2化学用语】 考点03 杂化轨道理论 【题型3价层电子对互斥、杂化轨道理论】 考点梳理 考点01多样的分子空间结构 1.常见的分子空间结构 分子类型 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填充模型 球棍模型 三原子 分子 CO2 直线形 O==C==O 180° H2O V形 105° 四原子 分子 CH2O 平面三角形 120° NH3 三角锥形 107° 五原子 分子 CH4 四面体形 109°28′ 2.其他多原子分子的空间结构 考点02价层电子对互斥理论(VSEPR) 1.价层电子对互斥模型(VSEPR模型)理论要点 分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键的σ键电子对和未成键的孤电子对)之间由于存在排斥力，将使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定 2.中心原子上的价层电子对数的计算 中心原子上的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数 ①σ键电子对数的确定：由化学式确定 ②中心原子上的孤电子对数的确定：中心原子上的孤电子对数= 公式中各字母的含义： a 中心原子的价层电子数 主族元素 =最外层电子数 阳离子 =中心原子的价层电子数-离子的电荷数 阴离子 =中心原子的价层电子数+︱离子的电荷数︱ x 与中心原子结合的原子数 b 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 H =1 其他原子 =8-该原子的价层电子数 3. VSEPR模型与分子或离子的空间结构 σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。 分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子 的空间结构名称 CO2 0 2 直线形 直线形 SO2 1 3 平面三角形 V形 CO 0 3 平面三角形 平面三角形 H2O 2 4 四面体形 V形 NH3 1 4 四面体形 三角锥形 CH4 0 4 正四面体形 正四面体形 4.常见分子或离子的空间结构的推测 分子或离子 中心原子上的孤电子对数 中心原子上的价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 空间结构 空间结构名称 CO2、BeCl2 0 2 直线形 直线形 CO32—、BF3 0 3 平面三角形 平面三角形 SO2、PbCl2 1 V形 CH4、CCl4 0 4 正四面体形 正四面体形 NH3、NF3 1 四面体形 三角锥形 H2O、H2S 2 V形 注：①价层电子对互斥模型对分子空间结构的预测少有失误，但它不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。 ②氨气与水的VSEPR模型一致，但空间构型不同的原因是：孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力 5.价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路 由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构 价层电子对数 电子对的 排列方式 VSEPR模型 及名称 孤电子对数 略去孤电子对的空间结构 分子(或离子)的空间结构名称 2 直线形 0 直线形 1 直线形 3 平面三角形 0 平面三角形 1 V形 2 直线形 4 四面体形 0 正四面体形 1 三角锥形 2 V形 3 直线形 6.孤电子对对键角影响的理论解释 ①价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律 孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小，如：CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。 ②中心原子上有孤电子对(价电子中未参加形成共价键的电子对)，会占据中心原子周围空间，与成键电子互相排斥，使分子的空间结构发生变化，键角也相应变化。如：H2O和H2S的VSEPR构型为四面体形，有两个成键电子对和孤电子对。氧的半径比硫要小，氧的孤电子对对成键电子排斥力力度更大，所以H2O的键角会比H2S要大。 温馨提醒： (1)价层电子对互斥模型是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对(未用于形成共价键的电子对)，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。 (2)价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的立体构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。 考点03杂化轨道理论 1.杂化轨道理论要点：中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道 2.杂化轨道的类型 ①sp3杂化：sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都含有s和p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。如，CH4、CF4、CCl4 ②sp2杂化：sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有s和p成分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形。如，BF3 ③sp杂化：sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含有s和p的成分，sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。如，BeCl2 【微点拨】 ①sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如：乙烯分子中的C==C键的形成 ②sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如：乙炔分子中的C≡C键的形成 3.判断中心原子杂化轨道类型的方法 杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：杂化轨道数目＝价层电子对数目＝σ键电子对数目＋中心原子的孤电子对数目，再由杂化轨道数目确定杂化类型 ①根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型、空间结构。 在确定了分子或离子的中心原子上的成键电子对数和孤电子对数后，可以依据下面的方法确定其中心原子的杂化轨道类型：σ键电子对数(成键电子对数)+孤电子对数=价电子对数=杂化轨道数 根据杂化类型及孤电子对数即可判断分子或离子的空间结构，列表如下： 价层电子对数 杂化轨道类型 成键电子对数 孤电子对数 杂化轨道数 分子空间结构 实例 2 sp 2 0 2 直线形 BeCl2、CO2、HCN 3 sp2 3 0 3 平面三角形 BF3、SO3、CO32— 2 1 V形 SnBr2、SO2、NO2— 4 sp3 4 0 4 四面体形 CHCl3、SiCl4、PO43— 3 1 三角锥形 NH3、PCl3、SO32— 2 2 V形 OF2、H2O、NH2— ②有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数”来判断 如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型 杂化 类型 价层电 子对数 σ键电 子对数 孤电 子对数 孤电子对数 确定方法 ①号氮原子 sp3 4 3 1 氮原子最外层有5个电子，形成了3对共用电子对，则有一对孤对电子 ②号氮原子 sp2 3 2 1 ③号碳原子 sp2 3 3 0 碳原子最外层4个电子，形成了4对共用电子对，所以碳上无孤对电子 ③根据杂化轨道间的夹角判断 杂化轨道间的夹角 杂化轨道类型 109º28´ sp3 120º sp2 180º sp ④根据分子或离子的空间结构判断 分子或离子的空间结构 杂化轨道类型 正四面体形 sp3 平面三角形 sp2 直线形 sp ⑤根据共价键类型判断 由杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未参与杂化的轨道用于形成π键，杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。对于能明确结构式的分子、离子，其中心原子的杂化轨道数n=中心原子形成的σ键数+中心原子上的孤电子对数，即可将结构式和电子式相结合，从而判断中心原子形成的σ键数和中心原子上的孤电子对数，进而判断杂化轨道数。例如： ①在SiF4分子中，基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子形成4个σ键，没有孤电子对，n=4,则SiF4分子中硅原子采用sp3杂化。 ②在HCHO分子中，基态碳原子有4个价电子，与2个氢原子形成2个σ键，与氧原子形成C=O,C=O中有1个σ键、1个π键，没有孤电子对，n=3,则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。 ⑥以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型 ①没有形成π键，为sp3杂化：CH4、CCl4、 ②形成一个π键，为sp2杂化：CH2=CH2、苯(大π键)、、 ③形成两个π键，为sp杂化：CH≡CH、O=C=O(CO2)、S=C=S(CS2) 题型演练 【题型1分子空间结构】 1．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是 A．、 B．、 C．HCN、 D．、 【答案】A 【详解】A．BeCl2分子中Be原子的价层电子对数2+=2，无孤电子对，VSEPR模型和空间构型均为直线形，Be原子的杂化方式为sp；CO2分子中C原子的价层电子对数2+=2，无孤电子对，VSEPR模型和空间构型均为直线形，C原子的杂化方式为sp，BeCl2、CO2分子中心原子的杂化方式都是sp，空间构型都是直线形，A符合题意； B．H2O分子中O原子的价层电子对数2+=4，含有2对孤电子，VSEPR模型为四面体，O原子的杂化方式为sp3，空间构型为V形；SO2分子中S原子的价层电子对数2+=3，含有1对孤电子，VSEPR模型为平面三角形，S原子的杂化方式为sp2，空间构型为V形，H2O、SO2的空间构型都是V形，但中心原子的杂化方式不同，B不符合题意； C．HCN的结构式为H-C=N，碳原子的杂化轨道类型为sp，HCN的空间结构为直线形，CH4分子中C原子的价层电子对数4+=4，没有孤电子对，VSEPR模型为正四面体，C原子的杂化方式为sp3，空间构型为正四面体，二者中心原子杂化类型不同，分子空间结构不同，C不符合题意； D．NF3分子中N原子的价层电子对数3+=4，含有1对孤电子，VSEPR模型为四面体，N原子的杂化方式为sp3，空间构型为三角锥形，BF3分子中B原子的价层电子对数3+=3，没有孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，B原子的杂化方式为sp2，空间构型为平面三角形，二者中心原子杂化类型和分子空间结构都不同，D不符合题意； 故选A。 2．（24-25高二上·河北石家庄·期中）中国传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学如识。下列说法错误的是 A．“烟花巷陌，依约丹青屏障”中烟花绽放出的绚丽色彩跟原子核外由子跃迁有关 B．苏轼的《格物粗谈》中记有：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。推测文中的“气”成分为乙烯，其分子中σ键和π键的数目比为4：1 C．《淮南万毕术》记载，“曾青得铁则化为铜”，铜位于元素周期表的第四周期IB族 D．《易经》记载：“泽中有火”，“上火下泽”。“泽”指湖泊池沼。“火”是对某气体在湖泊池沼水面上起火现象的描述，该气体分子的空间结构是正四面体 【答案】B 【详解】A．绚丽的烟花是发生了焰色试验，焰色试验是电子由激发态转化成基态时释放能量产生的，和电子跃迁有关，A正确； B．已知单键均为σ键，双键为1个σ键和1个π键，故1个乙烯含有5条σ键，1个π键，故乙烯分子中σ键和π键的数目比为5：1，B错误； C．已知Cu是29号元素，其核外电子排布式为：[Ar]3d104s1，位于元素周期表第11列，故铜位于元素周期表的第四周期IB族，C正确； D．“火”是对某气体在湖泊池沼水面上起火现象的描述，故该气体为沼气即主要成分是CH4，CH4中心原子C周围的价层电子对数为：4+=4，根据价层电子对互斥理论可知，该气体分子的空间结构是正四面体，D正确； 故答案为：B。 3．（23-24高二下·北京·期中）下列对相关粒子的空间结构分类正确的是 A．平面三角形：、 B．形：、 C．三角锥形：、 D．正四面体形：、 【答案】B 【详解】A．的中心原子N原子形成3个共价键且存在1对孤电子对，为三角锥形，A错误； B．键角为116.5°，中间氧原子提供2个电子，旁边两个氧原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键——三个氧原子均等地享有这4个电子，分子呈V形：，中Se的价层电子对数为4，有两个孤电子对，为V形，B正确； C．中的碳原子为sp杂化，是直线形分子，C错误； D．中氢和氯原子半径不同，不是正四面体，D错误； 故选B。 【题型2化学用语】 1．（24-25高二上·河北石家庄·期中）下列化学用语正确的是 A．基态Cr的核外电子排布式：[Ar]3d54s1 B．3p电子的电子云轮廓图： C．SO2的VSEPR模型： D．NCl3分子中N原子杂化方式为sp2杂化 【答案】A 【详解】A．基态Cr原子3d能级上有5个电子、4s能级上有1个电子，则基态Cr的电子排布式：[Ar]3d54s1，故A正确； B．3p电子的电子云轮廓图为哑铃形，不是球形，故B错误； C．SO2中S的价层电子对数为2+=3，存在一对孤对电子，VSEPR模型为平面三角形，故C错误； D．NCl3分子的中心原子N的杂化轨道数为：3+=4，其杂化方式为sp3，故D错误； 答案选A。 2．（24-25高二上·内蒙古赤峰·阶段练习）下列化学用语或图示表达正确的是 A．的模型： B．的结构式： C．基态磷原子的轨道表示式： D．原子核内中子数为20的氯原子： 【答案】B 【详解】 A．的成键电子对为3，孤对电子为1，VSEPR模型： ，A错误； B．HClO的电子式： ，结构式：，B正确； C．基态磷原子的电子排布式是1s22s22p63s23p3，根据泡利原理和洪特规则，轨道表示式： ，C错误； D．Cl的质子数为17，原子核内中子数为20的氯原子：，D错误； 答案选B。 3．（24-25高二上·重庆·阶段练习）下列有关化学用语表述正确的是 A．过氧化氢的电子式： B．的结构式： C．的电离方程式： D．的空间填充模型： 【答案】D 【详解】 A．过氧化氢是共价化合物，电子式为，故A错误； B．的结构式为，故B错误； C．是二元弱酸，电离方程式：，故C错误； D．的空间构型为三角锥，空间填充模型为，故D正确； 选D。 4．（23-24高二下·北京·期中）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．有8个中子的碳原子： B．电子云图中的小黑点密表示该核外空间的电子多 C．反-2-丁烯的结构简式： D．的VSEPR模型： 【答案】B 【详解】A．有8个中子的碳原子的质量数为14，原子符号为，故A正确； B．电子云中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小，故B错误； C．2-丁烯存在顺反异构，其中反-2-丁烯的两个甲基位于双键的异侧，结构简式为，故C正确； D．亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为3+=3+1=4，孤对电子对数为1，则离子的VSEPR模型为，故D正确； 故答案选B。 5．（23-24高二上·陕西榆林·阶段练习）下列图示或化学用语表示不正确的是 A．乙炔的空间结构模型 B．的模型 C．基态的价层电子的轨道表示式 D．p轨道的电子云轮廓图 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．乙炔为直线结构，且C原子半径大于H，空间填充模型正确，故A正确； B．中心S原子价层电子对数为3，有1对孤对电子，模型符合二氧化硫的结构，故B正确； C．基态的价层电子的轨道表示式，故C错误； D．p轨道为哑铃型，电子云轮廓正确，故D正确； 故选C。 6．（23-24高二下·内蒙古·期末）已知反应，下列与该反应有关的化学用语表述正确的是 A．基态原子的价电子排布式为 B．用电子式表示的形成过程为 C．的空间结构为 D．中键的电子云图形为 【答案】B 【详解】A．Al位于第三周期IIIA族，基态原子的价电子排布式为3s23p1，故A错误； B．HCl为共价化合物，表示为，故B正确； C．的中心原子Al的价层电子对数为3+=3，不含有孤电子对，故空间结构为平面三角形，故C错误； D．H2分子中σ键属于s-sσ键，电子云轮廓图为，故D错误； 答案选B。 7．（23-24高二下·广东佛山·期中）下列化学用语或图示表达正确的是 A．CO2的电子式为 B．NH3分子的VSEPR模型为 C．CCl4的空间填充模型： D．As的原子结构示意图为 【答案】D 【详解】 A．已知CO2是共价化合物，且C周围需形成4个共价键，O周围形成2个共价键，故CO2的电子式为：，A错误；     B．已知NH3分子中心原子N的价层电子对数为：3+=4，根据价层电子对互斥理论可知，NH3分子的VSEPR模型为，B错误； C．已知CCl4为正四面体结构，且Cl的原子半径比C大，故CCl4的空间填充模型为：，C错误；     D．已知As是33号元素，与N在同一主族，最外层上5个电子，故As的原子结构示意图为：，D正确； 故答案为：D。 8．（23-24高二下·吉林·期中）甲烷是优质的燃料，燃烧时发生的反应为CH4+2O2CO2+2H2O，下列说法错误的是 A．甲烷的空间填充模型为 B．甲基的电子式为 C．CO2的结构式为O=C=O D．水分子的VSEPR模型为 【答案】B 【详解】 A．甲烷是正四面体结构，空间填充模型为，故A正确； B．甲基的电子式为 ，故B错误； C．CO2的结构式为O=C=O，故C正确； D．水分子中O原子价层电子对数为4，有2对孤电子对，VSEPR模型为，故D正确； 选B。 9．（23-24高二下·贵州六盘水·期中）下列表达物质或结构的形成过程错误的是 A．用电子式表示的形成过程： B．HF的键的形成： C．C原子杂化轨道形成： D．键的形成： 【答案】C 【详解】 A．是离子化合物，用电子式表示的形成过程：，A正确； B．HF是共价化合物，H的s轨道与F的p轨道形成头碰头的键，B正确； C．C原子杂化轨道形成： ，C错误； D．键的形成是p轨道肩并肩形成：，D正确； 故选C。 10．（23-24高二下·贵州六盘水·期中）下列化学用语表达正确的是 A．的简化电子排布式： B．基态原子电子排布的轨道表示式： C．的VSEPR模型： D．异戊烷的键线式： 【答案】C 【详解】A．的简化电子排布式为，故A错误； B．基态原子电子排布的轨道表示式为，故B错误； C．的中心原子O的价层电子对数为，含有2对孤对电子，其VSEPR模型为，故C正确； D．异戊烷的键线式为，故D错误； 故选C。 11．（23-24高二下·甘肃天水·期中）下列化学用语的表述，正确的是 A．H2O2的电子式： B．水分子的空间填充模型： C．正丁烷的球棍模型： D．基态Mn原子的价层电子轨道表示式： 【答案】C 【详解】 A．H2O2分子为共价键形成的极性分子，不存在离子键，其电子式为，故A错误； B．水分子氧原子半径大于氢原子半径，水的空间填充模型为，故B错误； C．正丁烷分子无支链结构，其球棍模型为，故C正确； D．基态Mn原子的价层电子3d轨道半充满，3s轨道的电子自旋相反，轨道表示式，故D错误； 故选C。 12．（23-24高二下·甘肃白银·期中）下列化学用语表述正确的是 A．水分子的空间结构模型： B．Cl2分子中形成的σ键电子云轮廓图： C．某基态原子的价层电子轨道表示式： D．基态S原子的结构示意图： 【答案】B 【详解】 A．H2O中心O原子价层电子对数为，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2对孤电子对，所以H2O分子是V形分子，水分子的空间结构模型，A错误；   B．Cl2分子中形成的σ键为p电子头碰头形成的，电子云轮廓图：，B正确； C．根据洪特规则，d轨道电子半充满，体系能量低，某基态原子的价层电子轨道表示式：，C错误；   D．是离子结构示意图；基态S原子的结构示意图：，D错误； 故选B。 13．（23-24高二下·山西大同·期中）下列化学用语表述正确的是 A．乙醛的结构简式： B．基态原子的价层电子轨道表示式为： C．的空间结构： (平面三角形) D．分子的VSEPR模型： 【答案】C 【详解】A．乙醛的结构简式：，A错误； B．基态原子的价层电子轨道表示式为，B错误； C．分子中心原子B原子价层电子对数：，不含孤电子对，分子空间结构为平面三角形，C正确； D．分子中心原子N原子价层电子对数：，VSEPR模型为四面体，选项缺孤电子对，D错误； 故选C。 14．（23-24高二下·山西朔州·期中）下列化学用语表述正确的是 A．一氧化碳的电子式： B．分子的VSEPR模型： C．用电子云轮廓图表示的键形成的示意图： D．基态的价电子轨道表示式： 【答案】C 【详解】 A．根据等电子原理，CO和氮气互为等电子体，其电子式为，故A错误； B．氨分子中氮原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，VSEPR模型为，故B错误； C．H的s能级为球形，两个氢原子形成氢气时，是两个s能级的原子轨道和互靠近，形成新的轨道，故C正确； D．基态Mn2+的价电子排布式为3d5，其价电子轨道表示式为，故D错误； 故答案选C。 【题型3价层电子对互斥、杂化轨道理论】 1．（24-25高二上·四川眉山·阶段练习）用模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是 A．与为角形(V形) B．与为直线形 C．与为三角锥形 D．与为平面三角形 【答案】D 【详解】A．中Be的价层电子对数为2+=2，没有孤电子对，空间构型为直线形，故A错误； B．与CO2一样是直线形，中S的价层电子对数为2+=3，含1个孤电子对，空间构型为V形，故B错误； C．中B的价层电子对数为3+=3，没有孤电子对，空间构型为平面三角形，故C错误； D．与的中心原子价层电子对数均为3+=3，没有孤电子对，空间构型为平面三角形，故D正确； 答案选D。 2．（24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）根据杂化轨道理论和价电子对互斥理论判断，下列分子或离子的中心原子的杂化方式及空间构型正确的是 选项 分子或离子 中心原子杂化方式 价电子对互斥理论模型 分子或离子的空间构型 A 直线形 形 B 平面三角形 三角锥形 C 四面体形 三角锥形 D 平面三角形 三角锥形 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．的中心原子N的价层电子对数为3，杂化方式为sp2，价电子对互斥理论模型为平面三角形，由于存在一个孤电子对，分子的空间构型为V 形，A项错误； B．COCl2 的中心原子C的价层电子对数为3，杂化方式为sp2 ，价电子对互斥理论模型为平面三角形，分子的空间构型为平面三角形，B项错误； C．PCl3 的中心原子P的价层电子对数为4，杂化方式为sp3 ，价电子对互斥理论模型为四面体形，由于存在一个孤电子对，分子的空间构型为三角锥形，C项正确； D．NH3的中心原子N的价层电子对数为4，杂化方式为sp3，价电子对互斥理论模型为四面体形，由于存在一个孤电子对，分子的空间构型为三角锥形，D项错误； 答案选C。 3．（23-24高二下·四川达州·期中）我们平常所说的“五氧化二磷”，其分子组成实为“P4O10”，分子结构呈“笼”状，磷原子的杂化方式是(　　) （图中●代表磷原子，○代表氧原子) A．sp杂化 B．sp2杂化 C．sp3杂化 D．sp4杂化 【答案】C 【详解】P原子的价层电子排布式为3s23p3，其最外层的5个电子均用于形成共价键，共形成4条σ键，其杂化方式为sp3杂化，故选C。 4．（2024高二下·北京·竞赛）根据等电子体原理，下列关于分子或离子的空间结构表述不正确的是 A．的价电子总数都为16，均为直线形 B．的价电子总数都为18，均为V形 C．的价电子总数都为24，均为平面三角形 D．的价电子总数都为32，均为正四面体形 【答案】C 【详解】A．等电子体是指原子总数相等，价电子总数相等的微粒，等电子体结构相似，的价电子总数都为16，互为等电子体，以CO2为例，中心C原子价层电子对数为，无孤对电子，空间结构为直线形，因此均为直线形，故A正确； B．中都含有3个原子，价电子总数都为18，互为等电子体，SO2中心S原子价层电子对数为，有1对孤对电子，空间结构均为V形，故B正确； C．中S原子的价层电子对数为3+=4，VSEPR模型为四面体，含有1对孤电子对，所以空间结构为三角锥形，故C错误； D．都是含有5个原子，价电子总数都为32，互为等电子体，中S原子的价层电子对数为4+=4，无孤对电子，空间结构正四面体形，故D正确； 故选C。 5．（23-24高二下·新疆喀什·期中）在气相中，关于BeF2和SF2的下列说法错误的是。 A．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，其空间结构为直线形，成键电子对数也等于2 B．BeF2分子的VSEPR模型为直线形 C．SF2分子中，中心原子S的价层电子对数等于4，其空间结构为四面体形，成键电子对数等于2，没有孤电子对 D．在气相中，BeF2是直线形，而SF2是V形 【答案】C 【详解】A．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数为，其空间结构为直线形，A正确； B．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数为，其VSEPR模型为直线形，B正确； C．SF2分子中，中心原子S的价层电子对数等于，其空间结构为V形，成键电子对等于2，有2对孤电子对，C错误； D．BeF2分子中B原子的价层电子对数为2+0=0，故其空间结构为直线形，SF2分子中S原子的价层电子对数为2+2=4，故其空间结构为V形，D正确； 故选C。 6．（23-24高二下·云南昆明·期中）用价层电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的空间结构，下列判断错误的是 A．是V形分子 B．键角小于的键角。 C．的空间构型为平面正三角形 D．和的中心原子均没有孤电子对 【答案】A 【详解】A．中心C原子的价层电子对数为，无孤对电子，空间结构是直线形分子，A错误； B．H2S、H2O中心原子均为sp3杂化，由于O的电负性更大，对成键电子对的吸引能更强，成键电子对离中心原子更近，成键电子对之间距离更小、斥力更大，导致键角更大，故H2S键角小于H2O，B正确； C．中心B原子的价层电子对数为，无孤对电子，空间构型为平面正三角形，C正确； D．中心S原子的孤电子对数为，的中心C原子孤电子对为，D正确； 故选A。 7．（23-24高二上·陕西榆林·阶段练习）为实现碳达峰、碳中和目标，可将催化加氢制甲醇，反应的化学方程式为，下列有关说法错误的是 A．两个H结合形成，体现了共价键的饱和性 B．是极性分子 C．中心原子杂化为杂化 D．分子中键与键的个数比为 【答案】D 【详解】A．共价键具有饱和性、方向性，两个H结合形成，体现了共价键的饱和性，故A正确； B．中O原子价电子对数为4，有2个孤电子对，所以是极性分子，故B正确； C．中心C原子形成4个键，C原子杂化方式为杂化，故C正确； D．分子的结构式为O=C=O，双键中有1个键和1个键，键与键的个数比为1:1，故D错误； 选D。 8．（23-24高二下·陕西西安·期中）下列说法中正确的是 A．、、、分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构 B．和都是正四面体形分子且键角都为 C．的空间结构为平面正方形，中心原子杂化轨道类型为 D．分子中有未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强 【答案】D 【详解】A．二氧化氮和三氟化硼分子中，N元素位于第VA族，则5+2=7，B元素位于第ⅢA族，则3+3=6，所以不满足8电子稳定结构，故A项错误； B．白磷分子为正四面体结构，四个磷原子位于正四面体四个顶点上，所以白磷分子的键角为60°，故B项错误； C．中氮原子为sp3杂化，空间构型为正四面体形，故C项错误； D．分子中，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强，故D项正确； 故本题选D。 9．（24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）氯的含氧酸根离子有、、、等，有关它们的下列说法正确的是 A．中氯元素显价，具有很强的还原性 B．这些离子结合的能力，最强 C．和的空间结构均为平面三角形 D．、、中的氯原子都采取杂化，离子中相邻两个键间键角依次增大 【答案】D 【详解】A．次氯酸根离子中氯元素的化合价为+1价，具有很强的氧化性，故A错误； B．高氯酸为强酸，次氯酸为弱酸，由盐类水解规律可知，次氯酸根离子结合氢离子的能力最强，故B错误； C．氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，故C错误； D．亚氯酸根离子、氯酸根离子、高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数都为4，价层电子对数分别为2、1、0，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则离子中相邻两个Cl−O键间键角依次增大，故D正确； 故选D。 10．（24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）下列有关分子结构的描述正确的是 A．中心原子为sp2杂化，分子呈三角锥形 B．的中心原子为sp3杂化，VSEPR模型为V形 C．分子为平面三角形，分子中含个键和2个键 D．模型和实际结构均为正四面体形 【答案】D 【详解】A．氨分子中氮原子的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化，故A错误； B．离子中氮原子的价层电子对数为4，则离子的VSEPR模型为四面体形，故B错误； C．甲醛分子中碳碳单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中含有3个σ键和1个π键，故C错误； D．甲烷分子中碳原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，则分子的VSEPR模型为和实际结构均为正四面体形，故D正确； 故选D。 11．（23-24高二下·山东青岛·期中）若消毒效率以单位质量得到的电子数表示，已知氯的氧化物的中心原子为Cl，中心原子为0，二者均为V形结构，但中存在大π键()。下列说法错误的是 A．与中心原子杂化类型不同 B．键角键角 C．因原子轨道重叠的程度不同，中键的键长小于中键的键长 D．消毒效率的是的1.61倍 【答案】B 【详解】A．ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键()；由ClO2中存在可以推断，其中Cl原子只能提供1对电子，有一个O原子提供1个电子，另一个O原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键，Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键，与另一个O形成的是普通的共价键(σ键，这个O只提供了一个电子参与形成大π键)，Cl的价层电子对数为3，则Cl原子的轨道杂化方式为sp2；Cl2O中心原子为O，，O的杂化方式为sp3，A正确； B．sp2杂化的键角一定大于sp3的，因此，虽然ClO2和Cl2O均为V形结构，但O-Cl-O键角大于Cl-O-Cl键角，B错误； C．ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl-O键的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键，导致ClO2分子中Cl-O键的键长小于Cl2O中Cl-O键的键长，C正确；   D．消毒效率以单位质量得到的电子数表示，、中氯化合价分别为+4、+1，发生氧化还原过程中均变为-1，消毒效率的是的1.61倍，D正确； 故选B。 12．（23-24高二下·天津北辰·期中）氢氰酸(化学式为HCN)分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构，则下列关于氢氰酸结构的表述中，正确的是 A．结构简式H－N≡C B．结构简式H－C≡N C．分子是折线形 D．中心原子是sp2杂化 【答案】B 【详解】由分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构可知，氢氰酸的结构简式H－C≡N，分子中碳氮三键的碳原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间构型为直线形，故选B。 13．（23-24高二下·贵州·期中）下列说法正确的是 A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，推出F2、Cl2、Br2、I2氧化性递增 B．O3的中心O原子杂化方式为sp3，分子空间结构为V形 C．H2O2中只有σ键没有π键，是直线型分子 D．高氯酸根的VSEPR模型和它的空间结构一致 【答案】D 【详解】A．F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，因而F2、Cl2、Br2、氧化性逐渐减弱，但HF、HCl、HBr、HI的酸性逐渐增强，A错误； B．O3中的三个O原子，以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成σ键，中心的O原子含1对孤电子对，为sp2杂化，空间结构为V形，B错误； C．H2O2的分子结构是H-O-O-H，其中只有σ键没有π键，为半开书页型的立体结构，C错误； D．高氯酸根有4个σ键，，没有孤电子对，VSEPR模型和空间结构都是正四面体，D正确； 故选D。 14．（23-24高二下·辽宁大连·期中）化合物A的结构如下图所示，其广泛应用于新材料的生产及电化学研究。其中X、Y、Z、E、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z与Q、E与W分别位于同一主族。下列有关说法错误的是 A．是含有非极性键的极性分子 B．化合物A因含有体积较大的阴阳离子而具有较低的熔点 C．Y原子有两种杂化方式 D．第一电离能： 【答案】A 【分析】X、Y、Z、E、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，根据原子的成共价键的数量和所带电荷数可判断X为H，Y为C，Z为N。根据原子序数大小，且Z与Q、E与W分别位于同一主族，可知Q为P，E为F，W为Cl。 【详解】A．由分析可知，Y为C，X为H，Y2X2为乙炔，为含有极性键的非极性分子，故A错误； B．化合物A含有离子键，含有体积较大的阴阳离子相对其他离子化合物来说具有较弱的离子键，熔点相对其他离子半径小的化合物来说比较低，故B正确； C．Y为C，其中饱和的碳为sp3杂化，具有双键的碳为sp2杂化，故C正确； D．由分析可知，E为F、W为Cl、Q为P，根据同一周期元素的第一电离从左往右增大趋势但IIA、VA反常，同一主族从上往下依次减小，故三种元素的第一电离能大小顺序为：F＞Cl＞P即E＞W＞Q，故D正确； 故选：A。 15．（23-24高二下·天津红桥·期中）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：O>P>H C．的空间构型：平面四边形 D．链状三磷酸分子中的P原子的轨道杂化类型为 【答案】B 【详解】A．双键键能大于单键键能，故键能P―O<P=O，A错误； B．根据元素电负性的一般规律，同一周期主族元素，从左到右逐渐变大，从上到下电负性逐渐变小，电负性 O>P，在磷化氢(PH3)中，磷元素显负价，而氢元素显正价，磷原子对电子对吸引能力大于氢，磷原子电负性比氢大，所以电负性：O>P>H， B正确； C．的价层电子对数，无孤电子对，故空间构型为正四面体形，C错误； D．链状三磷酸分子中的磷原子形成4个σ键（与四个氧原子形成共价键），没有孤对电子，因此其杂化类型为sp3，D错误； 故选B。 16．（23-24高二下·内蒙古·期末）香港大学一团队用如图所示物质(G)制备了有机发光二极管。下列叙述正确的是 A．G分子中所含元素的原子全部采取杂化 B．G分子中B原子价层有8个电子 C．N原子和与其相连的3个C原子构成正四面体形结构 D．G中B、C、N三种元素的第一电离能、电负性由大到小的排序相同 【答案】D 【详解】A．分子中的氮原子有4个价层电子对，故N原子采取杂化，碳原子和B原子采取杂化，故A错误； B．B原子的最外层有3个电子，形成3个共用电子对，价层有6个电子，故B错误； C．N原子上有1个孤电子对，和与其相连的3个C原子构成三角锥形结构，故C错误； D．同周期元素第一电离能呈增大趋势，电负性逐渐增大，故B、C、N的第一电离能、电负性由大到小都是N>C>B，故D正确； 答案选D。 17．（24-25高二上·江西景德镇·期中）法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法错误的是 A．该分子中所含元素中电负性最小的是H B．该分子中C﹣F键的键能大于C﹣N键的键能 C．该分子中所有C原子都为sp2杂化，都不是手性碳原子 D．该分子中σ键与π键数目之比为7：2 【答案】D 【详解】A．非金属性越强，电负性越大，C、N、O、F、H电负性由大到小为F>O>N>C>H，电负性最小的是H，故A正确； B．键长越短，键能越大，F的原子半径大于N的，C-F的键长比C-N的长，该分子中C﹣F键的键能大于C﹣N键的键能，故B正确； C．含有N=C、C=O、C=C键的C原子中均形成3个σ键，为sp2杂化，故所有C原子都为sp2杂化，连接四种不同基团的碳为手性碳原子，都不是手性碳原子，故C正确； D．单键均为σ键，双键是一个σ键和1个π键，该分子中含有σ键15个，π键数目为4个，σ键与π键数目之比为15：4，故D错误； 故选D。 18.（24-25高二上·江西景德镇·期中） 、、都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是 A．碳原子均采取sp2杂化，且中所有原子均共面 B．、NH3和H3O+的几何构型均为三角锥形 C．与OH-形成离子化合物 D．两个或一个和一个结合可得到不同化合物 【答案】B 【详解】A．中的碳原子价层电子对数是，碳原子采取sp3杂化，A错误； B．NH3中心N原子价层电子对数是，含1对孤电子，空间构型为三角锥形，与NH3、H3O+的原子数均为4，价电子均为10，互为等电子体，几何构型均为三角锥形，B正确； C．与OH-通过孤电子对形成共价键，形成的是共价化合物，C错误； D．两个结合得到的是乙烷，一个和一个结合得到的也是乙烷，D错误； 故选B。 19．（24-25高二上·江苏无锡·期中）乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示，下列说法正确的是 A．A中所有碳原子的杂化方式均为sp3 B．第①步反应只断裂了碳碳键 C．总反应的ΔH<0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和 D．乙烯在酸催化下水合制乙醇一定不需要加热就能进行 【答案】C 【详解】 A．中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，带正电荷碳原子的杂化方式为sp2杂化，故A错误； B．由图可知，第①步反应中水合氢离子发生了氢氧键断裂和乙烯分子发生了碳碳双键的断裂，故B错误； C．由图可知，总反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和，故C正确； D．由图可知，乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，但反应条件与反应是否放热无关，故D错误； 故选C。 20．（23-24高二上·陕西榆林·阶段练习）是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大；X原子核外有6种不同运动状态的电子；Y最外层电子数比次外层电子数多3个；Z基态原子的能级成对电子数与未成对电子数相等；Q电子总数是最外层电子的3倍；R是用量最大使用最广泛的金属。下列说法正确的是 A．的价电子排布式为 B．第一电离能 C．的分子空间构型为直线型 D．最简单氢化物分子键角： 【答案】B 【分析】是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大；X原子核外有6种不同运动状态的电子，X是C元素；Y最外层电子数比次外层电子数多3个，Y是N元素；Z基态原子的能级成对电子数与未成对电子数相等，Z是O元素；Q电子总数是最外层电子的3倍，Q是P元素；R是用量最大使用最广泛的金属，R是Fe元素。 【详解】A．R是Fe元素，Fe2+的价电子排布式为，故A错误； B．N原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能N>O>C，故B正确； C．NO2中N原子采用sp2杂化，分子空间构型为直线型为V形，故C错误；     D．P原子电负性小于N，PH3中成键电子对离P原子核远，成键电子对的排斥作用小，所以PH3键角小于NH3分子的键角，故D错误； 选B。 21．（23-24高二下·甘肃天水·期中）离子液体在合成化学与催化、电化学、功能材料等领域有广泛应用，一种由短周期主族元素构成的典型离子液体结构如图所示。其中Q、R、T、X、Y和Z原子序数依次增大，基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子，Q、R、X和Z的质子数均为奇数且之和为22。该离子液体的有关说法正确的是 A．电负性：R>X B．氢化物的沸点：T<X C．R为B元素，采取sp3杂化 D．该物质为离子化合物，固态时可导电 【答案】C 【分析】由成键数目和题干可知，Q为H元素、R为B元素、T为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为F元素 【详解】 A．电负性B<N，A错误； B．C的氢化物有很多种，N的氢化物也有很多种，二者的氢化物的沸点无法直接比较，B错误； C．在中B元素的电子对数为，故B原子采用sp3杂化，C正确； D．该物质为离子化合物，固态时没有可自由移动的离子，不能导电，D错误； 故选C。 22．（23-24高二下·湖南·期中）一种洗涤剂中间体的结构式如图所示，X、Q、Z、Y、W为原子序数依次增大的短周期元素，X和W同主族。Q和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，Y可与X形成空间构型为V形的分子，下列说法正确的是 A．简单离子半径：W>Y>Z B．第一电离能：Z>Y>Q C．Z元素的氧化物对应水化物为强酸 D．Y的简单氢化物的中心原子的VSEPR构型为正四面体 【答案】B 【分析】X、Q、Z、Y、W为原子序数依次增大的短周期元素，Q和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，电子排布式分别为、，则Q和Y分别为C元素和O元素，所以Z是N元素，由该物质的结构图可知，X原子只形成一个共价键，W的离子带一个正电荷，且X与W同族，X的原子序数小于C、W为原子序数大于O，则X、W分别为H元素和Na元素。 【详解】A．W、Y、Z为Na、O、N，这三种元素对应的简单离子的电子层结构相同，则核电荷数越大，离子半径越小，即简单离子半径：Z>Y>W，A错误； B．同周期主族元素第一电离能从左往右呈增大的趋势，但由于N原子最外层的2p轨道为半充满，更不易失去电子，所以N原子的第一电离能比同周期相邻两元素的第一电离能大，即第一电离能：Z>Y>Q，B正确； C．N元素的氧化物对应水化物可以为亚硝酸，亚硝酸为弱酸，C错误； D．Y的简单氢化物为，其中心原子氧原子的杂化类型为，并且有两对孤电子对，故对应的VSEPR构型为四面体形，D错误； 故答案为：B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 分子的空间结构 考点梳理 题型演练 考点01 多样的分子空间结构 【题型1分子空间结构】 考点02价层电子对互斥理论(VSEPR) 【题型2化学用语】 考点03 杂化轨道理论 【题型3价层电子对互斥、杂化轨道理论】 考点梳理 考点01多样的分子空间结构 1.常见的分子空间结构 分子类型 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填充模型 球棍模型 三原子 分子 CO2 形 O==C==O 180° H2O 形 105° 四原子 分子 CH2O 形 120° NH3 形 107° 五原子 分子 CH4 形 109°28′ 2.其他多原子分子的空间结构 考点02价层电子对互斥理论(VSEPR) 1.价层电子对互斥模型(VSEPR模型)理论要点 分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键的σ键电子对和未成键的孤电子对)之间由于存在排斥力，将使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定 2.中心原子上的价层电子对数的计算 中心原子上的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数 ①σ键电子对数的确定：由化学式确定 ②中心原子上的孤电子对数的确定：中心原子上的孤电子对数= 公式中各字母的含义： a 中心原子的价层电子数 主族元素 =最外层电子数 阳离子 =中心原子的价层电子数-离子的电荷数 阴离子 =中心原子的价层电子数+︱离子的电荷数︱ x 与中心原子结合的原子数 b 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 H =1 其他原子 =8-该原子的价层电子数 3. VSEPR模型与分子或离子的空间结构 σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。 分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子 的空间结构名称 CO2 直线形 直线形 SO2 平面三角形 V形 CO 平面三角形 平面三角形 H2O 四面体形 V形 NH3 四面体形 三角锥形 CH4 正四面体形 正四面体形 4.常见分子或离子的空间结构的推测 分子或离子 中心原子上的孤电子对数 中心原子上的价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 空间结构 空间结构名称 CO2、BeCl2 直线形 直线形 CO32—、BF3 平面三角形 平面三角形 SO2、PbCl2 V形 CH4、CCl4 正四面体形 正四面体形 NH3、NF3 四面体形 三角锥形 H2O、H2S V形 注：①价层电子对互斥模型对分子空间结构的预测少有失误，但它不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。 ②氨气与水的VSEPR模型一致，但空间构型不同的原因是：孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力 5.价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路 由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构 价层电子对数 电子对的 排列方式 VSEPR模型 及名称 孤电子对数 略去孤电子对的空间结构 分子(或离子)的空间结构名称 2 直线形 0 直线形 1 直线形 3 平面三角形 0 平面三角形 1 V形 2 直线形 4 四面体形 0 正四面体形 1 三角锥形 2 V形 3 直线形 6.孤电子对对键角影响的理论解释 ①价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律 孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小，如：CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。 ②中心原子上有孤电子对(价电子中未参加形成共价键的电子对)，会占据中心原子周围空间，与成键电子互相排斥，使分子的空间结构发生变化，键角也相应变化。如：H2O和H2S的VSEPR构型为四面体形，有两个成键电子对和孤电子对。氧的半径比硫要小，氧的孤电子对对成键电子排斥力力度更大，所以H2O的键角会比H2S要大。 温馨提醒： (1)价层电子对互斥模型是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对(未用于形成共价键的电子对)，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。 (2)价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的立体构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。 考点03杂化轨道理论 1.杂化轨道理论要点：中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道 2.杂化轨道的类型 ①sp3杂化：sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都含有s和p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。如，CH4、CF4、CCl4 ②sp2杂化：sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有s和p成分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形。如，BF3 ③sp杂化：sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含有s和p的成分，sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。如，BeCl2 【微点拨】 ①sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如：乙烯分子中的C==C键的形成 ②sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如：乙炔分子中的C≡C键的形成 3.判断中心原子杂化轨道类型的方法 杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：杂化轨道数目＝价层电子对数目＝σ键电子对数目＋中心原子的孤电子对数目，再由杂化轨道数目确定杂化类型 ①根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型、空间结构。 在确定了分子或离子的中心原子上的成键电子对数和孤电子对数后，可以依据下面的方法确定其中心原子的杂化轨道类型：σ键电子对数(成键电子对数)+孤电子对数=价电子对数=杂化轨道数 根据杂化类型及孤电子对数即可判断分子或离子的空间结构，列表如下： 价层电子对数 杂化轨道类型 成键电子对数 孤电子对数 杂化轨道数 分子空间结构 实例 2 sp 2 0 2 直线形 BeCl2、CO2、HCN 3 sp2 3 0 3 平面三角形 BF3、SO3、CO32— 2 1 V形 SnBr2、SO2、NO2— 4 sp3 4 0 4 四面体形 CHCl3、SiCl4、PO43— 3 1 三角锥形 NH3、PCl3、SO32— 2 2 V形 OF2、H2O、NH2— ②有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数”来判断 如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型 杂化 类型 价层电 子对数 σ键电 子对数 孤电 子对数 孤电子对数 确定方法 ①号氮原子 sp3 4 3 1 氮原子最外层有5个电子，形成了3对共用电子对，则有一对孤对电子 ②号氮原子 sp2 3 2 1 ③号碳原子 sp2 3 3 0 碳原子最外层4个电子，形成了4对共用电子对，所以碳上无孤对电子 ③根据杂化轨道间的夹角判断 杂化轨道间的夹角 杂化轨道类型 109º28´ sp3 120º sp2 180º sp ④根据分子或离子的空间结构判断 分子或离子的空间结构 杂化轨道类型 正四面体形 sp3 平面三角形 sp2 直线形 sp ⑤根据共价键类型判断 由杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未参与杂化的轨道用于形成π键，杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。对于能明确结构式的分子、离子，其中心原子的杂化轨道数n=中心原子形成的σ键数+中心原子上的孤电子对数，即可将结构式和电子式相结合，从而判断中心原子形成的σ键数和中心原子上的孤电子对数，进而判断杂化轨道数。例如： ①在SiF4分子中，基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子形成4个σ键，没有孤电子对，n=4,则SiF4分子中硅原子采用sp3杂化。 ②在HCHO分子中，基态碳原子有4个价电子，与2个氢原子形成2个σ键，与氧原子形成C=O,C=O中有1个σ键、1个π键，没有孤电子对，n=3,则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。 ⑥以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型 ①没有形成π键，为sp3杂化：CH4、CCl4、 ②形成一个π键，为sp2杂化：CH2=CH2、苯(大π键)、、 ③形成两个π键，为sp杂化：CH≡CH、O=C=O(CO2)、S=C=S(CS2) 题型演练 【题型1分子空间结构】 1．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是 A．、 B．、 C．HCN、 D．、 2．（24-25高二上·河北石家庄·期中）中国传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学如识。下列说法错误的是 A．“烟花巷陌，依约丹青屏障”中烟花绽放出的绚丽色彩跟原子核外由子跃迁有关 B．苏轼的《格物粗谈》中记有：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。推测文中的“气”成分为乙烯，其分子中σ键和π键的数目比为4：1 C．《淮南万毕术》记载，“曾青得铁则化为铜”，铜位于元素周期表的第四周期IB族 D．《易经》记载：“泽中有火”，“上火下泽”。“泽”指湖泊池沼。“火”是对某气体在湖泊池沼水面上起火现象的描述，该气体分子的空间结构是正四面体 3．（23-24高二下·北京·期中）下列对相关粒子的空间结构分类正确的是 A．平面三角形：、 B．形：、 C．三角锥形：、 D．正四面体形：、 【题型2化学用语】 1．（24-25高二上·河北石家庄·期中）下列化学用语正确的是 A．基态Cr的核外电子排布式：[Ar]3d54s1 B．3p电子的电子云轮廓图： C．SO2的VSEPR模型： D．NCl3分子中N原子杂化方式为sp2杂化 2．（24-25高二上·内蒙古赤峰·阶段练习）下列化学用语或图示表达正确的是 A．的模型： B．的结构式： C．基态磷原子的轨道表示式： D．原子核内中子数为20的氯原子： 3．（24-25高二上·重庆·阶段练习）下列有关化学用语表述正确的是 A．过氧化氢的电子式： B．的结构式： C．的电离方程式： D．的空间填充模型： 4．（23-24高二下·北京·期中）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．有8个中子的碳原子： B．电子云图中的小黑点密表示该核外空间的电子多 C．反-2-丁烯的结构简式： D．的VSEPR模型： 5．（23-24高二上·陕西榆林·阶段练习）下列图示或化学用语表示不正确的是 A．乙炔的空间结构模型 B．的模型 C．基态的价层电子的轨道表示式 D．p轨道的电子云轮廓图 A．A B．B C．C D．D 6．（23-24高二下·内蒙古·期末）已知反应，下列与该反应有关的化学用语表述正确的是 A．基态原子的价电子排布式为 B．用电子式表示的形成过程为 C．的空间结构为 D．中键的电子云图形为 7．（23-24高二下·广东佛山·期中）下列化学用语或图示表达正确的是 A．CO2的电子式为 B．NH3分子的VSEPR模型为 C．CCl4的空间填充模型： D．As的原子结构示意图为 8．（23-24高二下·吉林·期中）甲烷是优质的燃料，燃烧时发生的反应为CH4+2O2CO2+2H2O，下列说法错误的是 A．甲烷的空间填充模型为 B．甲基的电子式为 C．CO2的结构式为O=C=O D．水分子的VSEPR模型为 9．（23-24高二下·贵州六盘水·期中）下列表达物质或结构的形成过程错误的是 A．用电子式表示的形成过程： B．HF的键的形成： C．C原子杂化轨道形成： D．键的形成： 10．（23-24高二下·贵州六盘水·期中）下列化学用语表达正确的是 A．的简化电子排布式： B．基态原子电子排布的轨道表示式： C．的VSEPR模型： D．异戊烷的键线式： 11．（23-24高二下·甘肃天水·期中）下列化学用语的表述，正确的是 A．H2O2的电子式： B．水分子的空间填充模型： C．正丁烷的球棍模型： D．基态Mn原子的价层电子轨道表示式： 12．（23-24高二下·甘肃白银·期中）下列化学用语表述正确的是 A．水分子的空间结构模型： B．Cl2分子中形成的σ键电子云轮廓图： C．某基态原子的价层电子轨道表示式： D．基态S原子的结构示意图： 13．（23-24高二下·山西大同·期中）下列化学用语表述正确的是 A．乙醛的结构简式： B．基态原子的价层电子轨道表示式为： C．的空间结构： (平面三角形) D．分子的VSEPR模型： 14．（23-24高二下·山西朔州·期中）下列化学用语表述正确的是 A．一氧化碳的电子式： B．分子的VSEPR模型： C．用电子云轮廓图表示的键形成的示意图： D．基态的价电子轨道表示式： 【题型3价层电子对互斥、杂化轨道理论】 1．（24-25高二上·四川眉山·阶段练习）用模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是 A．与为角形(V形) B．与为直线形 C．与为三角锥形 D．与为平面三角形 2．（24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）根据杂化轨道理论和价电子对互斥理论判断，下列分子或离子的中心原子的杂化方式及空间构型正确的是 选项 分子或离子 中心原子杂化方式 价电子对互斥理论模型 分子或离子的空间构型 A 直线形 形 B 平面三角形 三角锥形 C 四面体形 三角锥形 D 平面三角形 三角锥形 A．A B．B C．C D．D 3．（23-24高二下·四川达州·期中）我们平常所说的“五氧化二磷”，其分子组成实为“P4O10”，分子结构呈“笼”状，磷原子的杂化方式是(　　) （图中●代表磷原子，○代表氧原子) A．sp杂化 B．sp2杂化 C．sp3杂化 D．sp4杂化 4．（2024高二下·北京·竞赛）根据等电子体原理，下列关于分子或离子的空间结构表述不正确的是 A．的价电子总数都为16，均为直线形 B．的价电子总数都为18，均为V形 C．的价电子总数都为24，均为平面三角形 D．的价电子总数都为32，均为正四面体形 5．（23-24高二下·新疆喀什·期中）在气相中，关于BeF2和SF2的下列说法错误的是。 A．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，其空间结构为直线形，成键电子对数也等于2 B．BeF2分子的VSEPR模型为直线形 C．SF2分子中，中心原子S的价层电子对数等于4，其空间结构为四面体形，成键电子对数等于2，没有孤电子对 D．在气相中，BeF2是直线形，而SF2是V形 6．（23-24高二下·云南昆明·期中）用价层电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的空间结构，下列判断错误的是 A．是V形分子 B．键角小于的键角。 C．的空间构型为平面正三角形 D．和的中心原子均没有孤电子对 7．（23-24高二上·陕西榆林·阶段练习）为实现碳达峰、碳中和目标，可将催化加氢制甲醇，反应的化学方程式为，下列有关说法错误的是 A．两个H结合形成，体现了共价键的饱和性 B．是极性分子 C．中心原子杂化为杂化 D．分子中键与键的个数比为 8．（23-24高二下·陕西西安·期中）下列说法中正确的是 A．、、、分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构 B．和都是正四面体形分子且键角都为 C．的空间结构为平面正方形，中心原子杂化轨道类型为 D．分子中有未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强 9．（24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）氯的含氧酸根离子有、、、等，有关它们的下列说法正确的是 A．中氯元素显价，具有很强的还原性 B．这些离子结合的能力，最强 C．和的空间结构均为平面三角形 D．、、中的氯原子都采取杂化，离子中相邻两个键间键角依次增大 10．（24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）下列有关分子结构的描述正确的是 A．中心原子为sp2杂化，分子呈三角锥形 B．的中心原子为sp3杂化，VSEPR模型为V形 C．分子为平面三角形，分子中含个键和2个键 D．模型和实际结构均为正四面体形 11．（23-24高二下·山东青岛·期中）若消毒效率以单位质量得到的电子数表示，已知氯的氧化物的中心原子为Cl，中心原子为0，二者均为V形结构，但中存在大π键()。下列说法错误的是 A．与中心原子杂化类型不同 B．键角键角 C．因原子轨道重叠的程度不同，中键的键长小于中键的键长 D．消毒效率的是的1.61倍 12．（23-24高二下·天津北辰·期中）氢氰酸(化学式为HCN)分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构，则下列关于氢氰酸结构的表述中，正确的是 A．结构简式H－N≡C B．结构简式H－C≡N C．分子是折线形 D．中心原子是sp2杂化 13．（23-24高二下·贵州·期中）下列说法正确的是 A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，推出F2、Cl2、Br2、I2氧化性递增 B．O3的中心O原子杂化方式为sp3，分子空间结构为V形 C．H2O2中只有σ键没有π键，是直线型分子 D．高氯酸根的VSEPR模型和它的空间结构一致 14．（23-24高二下·辽宁大连·期中）化合物A的结构如下图所示，其广泛应用于新材料的生产及电化学研究。其中X、Y、Z、E、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z与Q、E与W分别位于同一主族。下列有关说法错误的是 A．是含有非极性键的极性分子 B．化合物A因含有体积较大的阴阳离子而具有较低的熔点 C．Y原子有两种杂化方式 D．第一电离能： 15．（23-24高二下·天津红桥·期中）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：O>P>H C．的空间构型：平面四边形 D．链状三磷酸分子中的P原子的轨道杂化类型为 16．（23-24高二下·内蒙古·期末）香港大学一团队用如图所示物质(G)制备了有机发光二极管。下列叙述正确的是 A．G分子中所含元素的原子全部采取杂化 B．G分子中B原子价层有8个电子 C．N原子和与其相连的3个C原子构成正四面体形结构 D．G中B、C、N三种元素的第一电离能、电负性由大到小的排序相同 17．（24-25高二上·江西景德镇·期中）法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法错误的是 A．该分子中所含元素中电负性最小的是H B．该分子中C﹣F键的键能大于C﹣N键的键能 C．该分子中所有C原子都为sp2杂化，都不是手性碳原子 D．该分子中σ键与π键数目之比为7：2 18.（24-25高二上·江西景德镇·期中） 、、都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是 A．碳原子均采取sp2杂化，且中所有原子均共面 B．、NH3和H3O+的几何构型均为三角锥形 C．与OH-形成离子化合物 D．两个或一个和一个结合可得到不同化合物 19．（24-25高二上·江苏无锡·期中）乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示，下列说法正确的是 A．A中所有碳原子的杂化方式均为sp3 B．第①步反应只断裂了碳碳键 C．总反应的ΔH<0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和 D．乙烯在酸催化下水合制乙醇一定不需要加热就能进行 20．（23-24高二上·陕西榆林·阶段练习）是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大；X原子核外有6种不同运动状态的电子；Y最外层电子数比次外层电子数多3个；Z基态原子的能级成对电子数与未成对电子数相等；Q电子总数是最外层电子的3倍；R是用量最大使用最广泛的金属。下列说法正确的是 A．的价电子排布式为 B．第一电离能 C．的分子空间构型为直线型 D．最简单氢化物分子键角： 21．（23-24高二下·甘肃天水·期中）离子液体在合成化学与催化、电化学、功能材料等领域有广泛应用，一种由短周期主族元素构成的典型离子液体结构如图所示。其中Q、R、T、X、Y和Z原子序数依次增大，基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子，Q、R、X和Z的质子数均为奇数且之和为22。该离子液体的有关说法正确的是 A．电负性：R>X B．氢化物的沸点：T<X C．R为B元素，采取sp3杂化 D．该物质为离子化合物，固态时可导电 22．（23-24高二下·湖南·期中）一种洗涤剂中间体的结构式如图所示，X、Q、Z、Y、W为原子序数依次增大的短周期元素，X和W同主族。Q和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，Y可与X形成空间构型为V形的分子，下列说法正确的是 A．简单离子半径：W>Y>Z B．第一电离能：Z>Y>Q C．Z元素的氧化物对应水化物为强酸 D．Y的简单氢化物的中心原子的VSEPR构型为正四面体 1 学科网（北京）股份有限公司 $$