专题2 主观题突破1 考点3 化学键、杂化类型与空间结构(Word教参)-【优化指导】2025年高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（单选版）

考点3　化学键、杂化类型与空间结构 [对应学生用书P37] 1．①判断σ键和π键的常用方法 判断方法 由轨道重叠方式判断 “头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键 由共用电子对数判断 单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键 由成键轨道类型判断 s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键 2.②离域π键的形成与表示方法 (1)所有参与离域π键的原子都必须提供与相邻原子p轨道相互平行(或接近平行)的p轨道，且分子(或离子)中原子大多采取sp2杂化。 (2)离域π键符号可用∏表示，其中m为平行的p轨道总数(即参与形成大π键的原子数)，n为平行p轨道里的电子数。 3．③价层电子对互斥(VSEPR)模型及应用 (1)中心原子的价层电子对的排斥力 ①判断分子的空间结构时，不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间，还要考虑孤电子对与成键电子对的排斥力大小。排斥力大小顺序为lp－lp≫lp－bp>bp－bp(lp代表孤电子对，bp代表成键电子对)。 ②三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：三键－三键>三键－双键>双键－双键>双键－单键>单键－单键。 (2)VSEPR模型与分子空间结构的关系 电子对数 成键对数 孤电子对数 VSEPR模型名称 分子空间结构名称 实例 2 2 0 直线形 直线形 BeCl2 3 3 0 平面三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O (3)利用VSEPR模型比较键角的大小 比较方法 具体规律 ①比较中心原子价层电子对数 中心原子价层电子对数越少，键角越大 ②比较中心原子的孤电子对数 中心原子价层电子对数相同时，孤电子对数越多，排斥力越大，键角越小 ③比较中心原子的电负性 同主族元素形成的化合物，中心原子的电负性越大，键角越大 ④比较成键原子的电负性 当中心原子相同时，成键原子的电负性越大，键角越小 4.④杂化轨道理论及应用 (1)三种杂化类型 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道夹角 空间结构 实例 sp 2 180° 直线形 BeCl2 sp2 3 120° 平面三角形 BF3 sp3 4 109°28′ 正四面体形 CCl4 (2)根据杂化轨道的作用判断杂化方式 ①杂化轨道的作用：用于形成σ键和容纳孤电子对，而σ键电子对数＋孤电子对数＝中心原子价层电子对数。 ②判断杂化方式的依据：杂化轨道数目＝中心原子的价层电子对数。 教考衔接 ① (1)(2022·湖南卷，节选)富马酸分子的结构模型如图所示： 富马酸分子中σ键与π键的数目比为________。 (2)(2022·重庆卷，节选)配位化合物X由配体L2－(如图)和具有正四面体结构的[Zn4O]6＋构成。 L2－中C与O之间形成σ键的数目为________个。 教考衔接 ② (1)(2022·全国乙卷，节选)一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个________杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl________键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键()。 (2)(2022·山东卷，节选)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大π键，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据________(填标号)。 A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道 教考衔接 ③ (1)(2023·海南卷，节选)配合物 Ⅰ 中，R′代表芳基，V—O—R′空间结构呈角形，原因是___________________________________ __________________________________________________。 (2)(2023·湖南卷，节选)比较分子中的C—Ga—C键角大小：Ga(CH3)3__________Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“＝”)，其原因是________________________________________________________________________。 (3)(2023·山东卷，节选)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(∏)。O—Cl—O键角________(填“>”“<”或“＝”)Cl—O—Cl键角。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)(2022·北京卷，节选)比较SO和H2O分子中的键角大小并给出相应解释：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 方法技巧 ► 根据中心原子杂化方式比较键角 杂化类型 sp sp2 sp3 键角 180° 120° 109°28′ 故键角：sp杂化＞sp2杂化＞sp3杂化。 教考衔接 ④ (1)(2023·全国甲卷，节选)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为__________。 (2)(2023·全国乙卷，节选)SiCl4的空间结构为________，其中Si的轨道杂化形式为________。 (3)(2022·河北卷，节选)SnCl的几何构型为________，其中心离子杂化方式为________。 (4)(2022·全国甲卷，节选)“水立方”透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。CF2===CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为________和________。 教考衔接　参考答案 教考衔接① 　答案：(1)11∶3　(2)8 解析：(1)由结构模型可知，富马酸的结构简式为HOOCCH===CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11∶3。 (2)配体中碳原子与氧原子之间的单键为σ键、双键中含有1个σ键，共有8个σ键。 教考衔接② 　答案：(1)sp2　σ　(2)D 解析：(1)一氯乙烯的结构式为，碳为双键碳，采取sp2杂化，故C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。 (2)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大π键()，则说明吡啶中N也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对，则吡啶中N的价层孤电子对占据sp2杂化轨道。 教考衔接③ 　答案：(1)氧原子的价层电子对数为4，含2个孤电子对，成键电子对之间呈角形 (2)＞　Ga(CH3)3和Ga(CH3)3(Et2O)中Ga杂化类型分别为sp2、sp3 (3)>　Cl—O键长：ClO2<Cl2O，ClO2中存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，Cl—O的键长较小，Cl2O中只存在σ键 (4)SO的键角大于H2O，SO中S的价层电子对数为4，不含孤电子对，H2O分子中O的价层电子对数为4，含2个孤电子对，孤电子对数越多，排斥力越大，键角越小 解析：(1)根据VSEPR模型，中心原子氧原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为2，空间结构呈角形。 (2)Ga(CH3)3分子中有三个σ键，无孤电子对，中心原子Ga为sp2杂化，Ga(CH3)3分子为平面三角形，C—Ga—C键角为120°；Ga(CH3)3(Et2O)分子中中心原子Ga的价电子对数为4，Ga杂化类型为sp3杂化，Ga(CH3)3(Et2O)形成四面体结构，C—Ga—C键角接近109°28′。 (3)ClO2中存在∏，说明中心原子Cl是sp2杂化。在ClO2中，O—Cl—O键角约为120°，而Cl2O中氧原子为sp3杂化，Cl—O—Cl键角约为109°28′，故键角前者大于后者。在ClO2中存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，Cl2O中Cl—O为σ键，不存在大π键。 教考衔接④ 　答案：(1)sp3　(2)正四面体形　sp3 (3)三角锥形　sp3　(4)sp2　sp3 解析：(1)二聚体Al2Cl6分子中铝原子形成3条Al—Cl和1条配位键，其价层电子对数为4，故Al的轨道杂化类型为sp3。 (2)SiCl4中心Si的价层电子对数为4，不含孤电子对，故Si采取sp3杂化，SiCl4的空间结构为正四面体形。 (3)SnCl中心Sn的价层电子对数为3＋×(4＋1－3×1)＝4，含1个孤电子对，则Sn的杂化方式为sp3，SnCl的几何构型为三角锥形。 (4)CF2===CF2中C形成3个σ键和1个π键，则C采取sp2杂化；共聚物(ETFE)由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)发生加聚反应制成，C形成4条σ键，则C采取sp3杂化。 [对应学生用书P39] 命题角度5　价层电子对互斥(VSEPR)模型及应用 [例5] (1)(2024·浙江1月选考卷，节选)比较键角∠HNH：H2N—NH2中的—NH2________H2N—NH中的—NH(填“＞”“＜”或“＝”)，请说明理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)(2022·湖南卷，节选)比较键角大小：气态SeO3分子________SeO离子(填“>”“<”或“＝”)，原因是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)(2021·山东卷，节选)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为________，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是________(填标号)。 A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d 答案：(1)＜　—NH2和—NH中氮原子价层电子对数均为4，前者含1个孤电子对，后者不含孤电子对，孤电子对与σ键电子对的斥力大于σ键电子对之间的斥力，使键角变小 (2)>　SeO3中Se价层电子对数为3，键角为120°，SeO中Se价层电子对数为4，且含1个孤电子对，键角稍小于109°28′ (3)5　D 解析：(1)—NH2中氮原子价层电子对数为4，含1个孤电子对；—NH2与H＋形成配位键得到—NH，N价层电子对数为4，不含孤电子对，由于孤电子对与σ键电子对的斥力大于σ键电子对之间的斥力，键角变小，故∠HNH：—NH2＜—NH。 (2)SeO3中Se采取sp2杂化，分子空间结构为平面三角形，键角为120°；SeO中Se采取sp3杂化，Se上有1个孤电子对，离子的空间结构为三角锥形，键角稍小于109°28′。 (3)XeF2中心原子的价层电子对数为2＋×(8－2×1)＝5。由于杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对，且杂化过程原子轨道总数不变，故Xe原子的杂化轨道总数为5。sp、sp2、sp3、sp3d杂化后得到杂化轨道总数分别为2、3、4、5，故Xe的杂化方式为sp3d。 练5 (1)(2024·山东省中学联盟联考)SeF4是一种无色液体，其分子空间结构是________(填标号)。 SF4与SeF4结构相似，其键角较大的是________。 (2)(2024·山东菏泽模拟)广谱杀虫剂硫酰氟(SO2F2)中S的轨道杂化方式为________，其F—S—F键角________(填“>”或“<”)硫酰氯(SO2Cl2)中的Cl—S—Cl键角，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)b　SF4 (2)sp3　＜　F的电负性大于Cl，S—F的σ键电子对之间的斥力小 解析：(1)SeF4中心Se原子价层电子对数为4＋×(6－4×1)＝5，含1个孤电子对，由于孤电子对－σ键电子对的斥力大于σ键电子对－σ键电子对，故其分子空间结构为b。SF4与SeF4结构相似，中心S、Se原子价层电子对数均为5，由于S的电负性大于Se，则SeF4中Se—F的 σ键电子对更加偏向于F，Se—F的σ键电子对间的斥力小，键角更小。 (2)SO2F2中心硫原子形成4个σ键，价层电子对数为4，则S的轨道杂化方式为sp3。 SO2F2、SO2Cl2的中心硫原子价层电子对数均为4，由于F的电负性大于Cl，SO2F2中S—F的σ键电子对更加偏向于F，σ键电子对之间的斥力小，故SO2F2中F—S—F键角小。 命题角度6　杂化轨道理论及应用 [例6] (1)(2023·浙江1月选考卷，节选)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为________，分子中氮原子的杂化轨道类型是________。 (2)(2022·江苏卷，节选)A分子()中碳原子的杂化轨道类型为________。 (3)(2024·全国甲卷)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是________，硅原子的杂化轨道类型为________。 答案：(1)正四面体　sp3　(2)sp2、sp3 (3)C　sp3 解析：(1)Si(NH2)4分子可视为SiH4分子中的4个氢原子被4个—NH2(氨基)取代形成，Si形成4条Si—N，不含孤电子对，则分子的空间结构(以Si为中心)名称为正四面体。 (2)A分子中苯环和双键上的碳原子采取sp2杂化，—CH2—中碳原子是饱和碳原子，采取sp3杂化。 练6 (1)(2024·山东济南一模)NO中N的杂化方式为________，下列离子或分子与NO的空间结构相同的是________(填标号)。 a．CO b．ClO c．SO3 d．SO (2)(2021·全国甲卷，节选)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为________。SiCl4可发生水解反应，机理如下： 含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2，②sp3d，③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为________(填标号)。 答案：(1)sp2　ac　(2)sp3　② 解析：(1)NO中N的价层电子对数为3＋×(5＋1－3×2)＝3，N采取sp2杂化，则NO的空间结构为平面三角形。CO、SO3的中心原子价层电子对数均为3，不含孤电子对，其空间结构均为平面三角形，故a、c正确。ClO、SO中心原子价层电子对数均为4，均含1个孤电子对，故其空间结构都是三角锥形，b、d错误。 (2)SiCl4中Si的价层电子对数为4，则Si采取的杂化类型为sp3。中间体SiCl4(H2O)中Si形成5个σ键，则杂化轨道总数为5。杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对，且杂化过程原子轨道总数不变。dsp2、sp3d、sp3d2杂化后杂化轨道总数分别为4、5、6，故只有②sp3d符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $$