内容正文:
(二) 分子结构与性质 [主观题+客观题]
题型一 以主观题形式单一考查
考向1 共价键类型、杂化轨道及分子的空间结构
高考真题导向
1.(2024·山东高考节选)[BMIM]+(见下图)是MnOx晶型转变的诱导剂。的空间构型为____________;[BMIM]+中咪唑环存在大π键,则N原子采取的轨道杂化方式为_______________________________________________________。
解析:中B形成4个σ键(其中有1个配位键),为sp3杂化,空间构型为正四面体形;咪唑环存在大π键,N原子形成3个σ键,杂化方式为sp2。
答案:正四面体形 sp2
2.(2023·湖南高考节选)相关物质的沸点:
物质
Ga(CH3)3
Et2O
CH3I
NR3
沸点/℃
55.7
34.6
42.4
365.8
回答下列问题:
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_____________________________________________。
答案:> Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化,为平面三角形结构,Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化,为四面体结构
解题必备知能
1.掌握判断分子中心原子杂化轨道类型的“四种方法”
(1)根据杂化轨道的空间结构判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形,则分子的中心原子采取sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子采取sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子采取sp杂化。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则分子的中心原子采取sp3杂化;若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子的中心原子采取sp2杂化;若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子的中心原子采取sp杂化。
(3)根据中心原子的价层电子对数判断
如果中心原子的价层电子对数为3,则一定是sp2杂化,价层电子对数为2,则是sp杂化。如中心原子的价层电子对数为4,说明有四个杂化轨道,如果中心原子属于第二周期元素,则一定是sp3杂化,如果不是,则可能是sp3杂化,也可能由d轨道参与杂化,此时,可结合分子空间结构进行判断,sp3杂化对应分子的空间结构一定是四面体形。价层电子对数的计算方法如下:
①a为中心原子的价电子数(对于主族元素,等于原子的最外层电子数)。
②b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
③x为与中心原子结合的原子数。
(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断
如果没有π键,则为sp3杂化,含1个π键(如碳碳双键、碳氧双键),则为sp2杂化,含2个π键(如碳碳三键、碳氮三键),则为sp杂化。
2.中心原子杂化类型和分子空间结构的相互判断
分子组成
(A为中
心原子)
中心原子
的孤电子
对数
中心原
子的杂
化方式
分子的
空间结构
实例
AB2
0
sp
直线形
BeCl2
1
sp2
V形
SO2
2
sp3
V形
H2O
AB3
0
sp2
平面三角形
BF3
1
sp3
三角锥形
NH3
AB4
0
sp3
正四面体形
CH4
[特别提醒]用价层电子对互斥模型判断分子的空间结构,不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间,还要考虑孤电子对对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)。
3.键角大小的判断方法
(1)杂化类型不同
sp>sp2>sp3,如键角:CH4<BF3<CO2。
(2)单键、双键、三键的影响
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。
如乙烯分子中H—C===C的键角是121.3°;H—C—H的键角是117.4°,均接近120°。
(3)杂化类型相同,中心原子的孤电子对数越多,键角越小
如键角:CH4>NH3>H2O;>NH3;H3O+>H2O。
(4)杂化类型和孤电子对数均相同,中心原子的电负性越大,键角越大
键角:NH3>PH3>AsH3。
解释:N、P、As的电负性逐渐减小,中心原子的电负性越大,成键电子对越靠近中心原子,成键电子对排斥力增大,键角增大。
(5)杂化类型、孤电子对数和中心原子均相同,配位原子的电负性越大,键角越小
键角:NF3<NH3。
解释:F的电负性比H大,NF3中成键电子对偏向F,成键电子对排斥力比NH3小,且NF3的孤电子对偏向N,孤电子对对成键电子对的排斥力较大。
[注意] 对于第(4)、(5)种类型,可以归纳为判断中心原子的电子云密度,中心原子的电子云密度越大,则该分子的成键电子对排斥力越大,则键角越大。
题组跟进演练
1.Na3[Co(NO2)6]常用作检验K+的试剂,配体的中心原子的杂化方式为__________,空间结构为________________。
大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为),则中大π键应表示为________。
解析:配体的中心N原子的价层电子对数为2+(6-2×2)=3,且含有一个孤电子对,故中N原子的杂化方式是sp2杂化,空间结构是V形,中参与形成大π键的原子数为3,中心原子采取sp2杂化,所以中心原子中有1个孤电子对没有参与形成大π键,则参与形成大π键的电子数为6×3-2×2-2-4×2=4,故中大π键可表示为。
答案:sp2 V形
2.(1)(2022·湖南高考节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。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)(2021·全国卷甲节选)CO2分子中存在______个σ键和______个π键。
(3)(2020·江苏高考节选)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为__________mol。
解析:(1)由富马酸分子的比例模型可知,富马酸的结构简式为HOOCCH===CHCOOH,σ键有11个,π键有3个,则分子中σ键和π键的数目比为11∶3。
(2)CO2的结构式为O===C===O,1个双键中含有1个σ键和1个π键,因此1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键。
(3)羧基的结构是,一个羧基中碳原子与氧原子形成两个σ键,三个羧基有6个,还有一个羟基与碳原子相连形成一个σ键,因此1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为7 mol。
答案:(1)11∶3 (2)2 2 (3)7
3.(2023·全国卷乙节选)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。回答下列问题:
已知一些物质的熔点数据如下表:
物质
熔点/℃
NaCl
800.7
SiCl4
-68.8
GeCl4
-51.5
SnCl4
-34.1
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是_____________
_________________________________________________________________。
分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
SiCl4的空间结构为____________,其中Si的轨道杂化形式为________。
答案: NaCl是离子晶体,SiCl4是分子晶体,NaCl中离子键强度远大于SiCl4分子间作用力 SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高,因为三者均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增强 正四面体形 sp3
4.(2023·山东高考节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
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()。
ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为____________________________________;
O—Cl—O键角________Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因:____________________________________。
解析:由ClO2为V形结构且存在大π键可知,ClO2中心原子Cl的价层电子对数为3,则Cl为sp 2杂化,其中两个sp 2杂化轨道与O的两个p轨道形成两个σ键,剩余的一个sp 2杂化轨道容纳一个孤电子对;ClO2的VSEPR模型是平面三角形,因孤电子对与成键电子对间的排斥,O—Cl—O键角小于120°,而Cl2O的VSEPR模型是四面体形,存在两个孤电子对,由于孤电子对与成键电子对间的排斥,Cl—O—Cl键角小于109°28′,则O—Cl—O键角大于Cl—O—Cl键角。ClO2中存在大π键,而Cl2O中不存在π键,前者对O—Cl键键能的贡献包括σ键和π键,而后者仅仅是 σ键,则前者键能大,键长短。
答案:sp 2 > ClO2的键长比Cl2O的短,因ClO2中存在大π键,而Cl2O中不存在π键,前者对O—Cl键键能的贡献包括σ键和π键,而后者仅仅是σ键,则前者键能大,键长短
考向2 分子结构与性质的原因解释题
高考真题导向
1.(2024·山东高考节选)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
解析:由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使得FDCA的熔点远大于HMF。
答案:FDCA形成的分子间氢键更多
2.(2024·浙江6月选考节选)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图所示。
(1)HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序为________________________,请说明理由:_______________________________。
(2)已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由:
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案:(1)HC>HB>HA O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性C===O>C===S>C===Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强 (2)S的原子半径大于O的原子半径,S—H键的键能小于O—H键,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比HC更易电离出H+,酸性HD>HC,C-的水解能力大于D-
解题必备知能
1.分子结构与分子极性的关系
(1)比较范德华力的大小:相同情况下,极性分子>非极性分子。
(2)比较溶解性:相似相溶。
2.范德华力、共价键及其对物质性质的影响
项目
范德华力
共价键
作用微粒
分子
原子
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响因素
组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大
原子半径
对性质的
影响
影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质
键能越大,稳定性越强
3.氢键对物质性质的影响
(1)对沸点和熔点的影响
分子间氢键的形成使物质的沸点和熔点升高,分子内氢键的形成使物质的沸点和熔点降低,如熔点:邻硝基苯酚<间硝基苯酚<对硝基苯酚。
(2)对溶解度的影响
在极性溶剂里,如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键,则溶质的溶解度增大。如HF和NH3在水中的溶解度比较大。如果溶质分子内形成氢键,则在极性溶剂里的溶解度减小。
(3)对黏度的影响
分子间有氢键的液体,一般黏度较大。例如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物,由于分子间可形成众多的氢键,这些物质通常为黏稠状液体。
(4)对密度的影响
液体分子间若形成氢键,有可能发生缔合现象,例如液态HF,在通常条件下,除了简单的HF分子外,还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n。(HF)n中的n可以是2,3,4,…。分子缔合的结果会影响液体的密度。
(5)对酸性的影响
如苯甲酸的电离常数为K,则在邻位、间位、对位上带有羟基时,电离常数依次为15.9K、1.26K和0.44K,如左右两边邻位上各取代一羟基,则电离常数为800K。这是由于邻位上的羟基与苯甲酸根生成带氢键的稳定的阴离子,从而增大了羧基中氢原子的电离度。
4.用氢键分析物质性质特点时注意的问题
(1)注意氢键的特点:具有方向性和饱和性。
(2)注意氢键的强弱与数目:X—H…Y中X、Y的电负性越大,氢键越强;相同的氢键数目越多,作用力越强。如水常温下为液体,而HF常温下为气体,水的熔、沸点大于HF,主要原因是水分子间的氢键数目多,而NH3常温下为气体,水的熔、沸点大于氨,则是由于水分子间的氢键更强。
题组跟进演练
1.按要求回答问题:
(1)酸性:CCl3COOH______CHCl2COOH(填“>”或“<”下同),其原因是
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)酸性:CH3COOH____CH3CH2COOH,其原因是
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案:(1)> Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性,导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+
(2)> 烷基是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
2.(2023·湖北高考节选)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有____(填字母)。
a.Si—Cl键极性更大
b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键键能更大
d.Si有更多的价层轨道
解析:由于Si原子有3d空轨道,而C原子没有,且Si原子半径大于C原子半径,则Si—Cl键键长长,键能小;同时Si电负性小于C,Si—Cl键极性大;以上因素导致Si—Cl键更易断裂,SiCl4比CCl4更易水解,故选abd。
答案:abd
3.(2021·全国卷甲)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间,其原因是__________________________________________________。
答案:甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且甲醇分子之间氢键的总强度低于水分子之间氢键的总强度
4.(2024·安徽高考节选)Na2S2O3可被I2氧化为Na2S4O6。从物质结构的角度分析的结构为(a)而不是(b)的原因:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案:(b)中含有过氧键“—O—O—”,不稳定,且氧化性强于I2,Na2S2O3无法被I2氧化为(b)结构(或其他合理答案)
题型二 以选择题形式综合考查
高考真题导向
1.(2024·甘肃高考)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是( )
A.相同条件下N2比O2稳定
B.N2O与的空间构型相同
C.N2O中N—O键比N—N键更易断裂
D.N2O中σ键和大π键的数目不相等
解析:选D。N2分子中存在N≡N,键能大于O2分子中化学键的键能,键能越大,分子越稳定,因此,相同条件下N2比O2稳定,A正确;N2O与均为CO2的等电子体,故均为直线形分子,两者空间构型相同,B正确;N2O的中心原子是N,其在催化剂作用下可分解为O2和N2,说明N2O中N—O键比N—N键更易断裂,C正确;N2O中σ键和大π键的数目均为2,因此,σ键和大π键的数目相等,D不正确。
2.(2024·湖北高考)结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是( )
选项
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
王水溶解铂
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
冰的密度小于干冰
冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D
石墨能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
解析:选B。1分子甘油中含有三个羟基,可以形成分子间氢键,且氧的电负性较大,形成的氢键较强,故甘油是黏稠液体,A正确;铂与HNO3反应生成的Pt4+能与氯离子形成稳定的配离子[PtCl6]2-,所以王水能溶解铂,B错误;冰晶体中,每个水分子周围有4个紧邻的水分子,氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,干冰中的CO2之间只存在范德华力,一个分子周围有12个紧邻分子,故密度比冰的高,C正确;石墨中碳原子为sp2杂化,未参与杂化的2p原子轨道垂直于碳原子平面,由于所有p轨道相互平行且相互重叠,p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动,故石墨能导电,D正确。
3.(2024·河北高考)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如:NH4ClO4+2CNH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是( )
A.HCl的形成过程可表示为
B.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C.在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式
D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
解析:选B。HCl是共价化合物,氢原子和氯原子各提供1个电子形成共价键,故正确表达式为,A错误;的中心原子N原子为sp3杂化,且孤电子对数为0,的中心原子Cl原子为sp3杂化,且孤电子对数为0,故和的VSEPR模型和空间结构都相同,B正确;C60和石墨中的碳原子为sp2杂化,金刚石中的碳原子为sp3杂化,C错误;NH3分子间作用力有氢键和范德华力,CO2分子间作用力为范德华力,作制冷剂的原因是液氨易汽化和干冰易升华,均可吸收热量,D错误。
4.(2024·山东高考)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中 代表F原子
B.该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I原子存在孤对电子
D.该化合物中所有碘氧键键长相等
解析:选C。由图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,灰色的小球只形成1个共价键,灰色的大球形成了4个共价键,根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断,白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子,灰色的大球代表I原子,A不正确;根据该化合物结构片断可知,每个I原子与3个O原子形成共价键,根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键,才能确定该化合物化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B不正确;I原子的价电子数为7,该化合物中F元素的化合价为-1,O元素的化合价为-2,则I元素的化合价为+5,据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键,I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目,因此,该化合物中I原子存在孤对电子,C正确;该化合物中既存在I—O单键,又存在I==O双键,单键和双键的键长是不相等的,因此,该化合物中所有碘氧键键长不相等,D不正确。
5.(2024·安徽高考)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是( )
A.该物质中Ni为+2价
B.基态原子的第一电离能:Cl>P
C.该物质中C和P均采取sp2杂化
D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
解析:选C。P原子的3个孤电子与苯环形成共用电子对,P原子剩余一个孤电子对与Ni形成配位键,Cl能与Ni形成共价键,结合各元素化合价代数和为0知,Ni为+2价,A项正确;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,P位于第ⅤA族,价电子排布中3p轨道为半充满稳定结构,I1比相邻第ⅥA族元素大,但仍比相邻第ⅦA族元素小,则第一电离能Cl>P,B项正确;该物质中碳原子位于苯环上,杂化类型为sp2,P形成4个σ键,无孤电子对,杂化类型为sp3,C项错误;基态Ni原子核外有28个电子,电子排布式为[Ar]3d84s2,价电子排布式为3d84s2,D项正确。
6.(2024·湖南高考)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:B<C<N
C.1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
解析:选A。由所给分子结构图,P和Q分子都满足对称,正负电荷重心重合,都是非极性分子,A错误;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N,B正确;由所给分子结构可知,P分子式为C24H12,Q分子式为B12N12H12,P、Q分子都是含156个电子,故1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等,C正确;由所给分子结构可知,P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键,P和Q分子呈平面结构,故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化,D正确。
题组跟进演练
1.(2024·山西晋中模拟)下列有关物质结构与性质的说法正确的是( )
A.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
B.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
C.NaClO和NaCl均为离子化合物,他们所含的化学键类型相同
D.BeCl2的空间结构为V形
解析:选A。CH3OH和(CH3)2NNH2中C形成4个共价键为sp3杂化,O形成2个共价键且存在2个孤电子对为sp3杂化,N形成3个共价键且存在1个孤电子对为sp3杂化,杂化方式均相同,A正确;有手性碳原子的分子不一定是手性分子,某些化合物分子中存在手性碳原子,但由于分子内存在对称因素,使得分子没有旋光性,B错误;NaClO含有离子键和氯氧共价键,NaCl只含有离子键,所含的化学键类型不相同,C错误;BeCl2的Be形成2个共价键且无孤电子对,空间结构为直线形,D错误。
2.(2024·湖北襄阳四中一模)下列关于物质结构与性质的说法正确的是( )
A.臭氧是由极性键构成的极性分子,因此其在水中的溶解度大于在四氯化碳中的溶解度
B.O—H…O的键能大于F—H…F的键能,因此水的沸点高于氟化氢的沸点
C.石墨层间靠范德华力维系,因此石墨的熔点较低
D.水晶内部微观粒子呈现周期性有序排列,因此水晶不同方向的导热性不同
解析:选D。臭氧是弱极性分子,在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度,A错误;因为水分子间形成的氢键数目大于氟化氢分子间形成的的氢键数目,因此水的沸点高于氟化氢的沸点,B错误;石墨层间靠范德华力维系,但是共价键键能强,石墨的熔点很高,C错误。
3.(2024·湖北黄冈模拟)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是( )
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:乙醇(78.3 ℃)高于乙醛(20.8 ℃)
分子间氢键
B
熔点:KAl2Cl7熔点远高于Al2Cl6的熔点
分子间作用力
C
键角:PF3(94°)小于PCl3(109.5°)
电负性差异
D
分解温度:HBr(500 ℃)高于HI(300 ℃)
键能大小
解析:选B。A.由于乙醇中存在和氧原子相连的氢原子,存在分子间氢键,而乙醛中不存在,导致乙醇(78.3 ℃)的沸点高于乙醛(20.8 ℃),即与氢键作用有关;B.KAl2Cl7是离子晶体,Al2Cl6是分子晶体,作用力为离子键>范德华力,导致KAl2Cl7的熔点远高于Al2Cl6,与晶体类型有关;C.电负性F>Cl,故PF3中共用电子对离P更远,排斥力更小,键角更小,即键角与F、Cl的电负性差异有关;D.由于半径I>Br,导致H—Br的键能比H—I的键能大,所以热分解温度HBr大于HI,即稳定性HBr>HI,故HBr和HI的热稳定性和键能有关。
4.(双选)(2024·黑龙江牡丹江一模)苯的硝化反应反应机理如下:
①H2SO4+HNO3++H2O
②
③
下列说法正确的是( )
A.的空间结构为直线形
B.反应③的活化能比反应②小
C.该反应的类型为加成反应
D.中碳原子均为sp2杂化
解析:选AB。中,N原子的价层电子对数为2,发生sp杂化,最外层不存在孤电子对,空间结构为直线形,A正确;通常,慢反应的活化能较大,快反应的活化能较小,则反应③的活化能比反应②小,B正确;将①②③反应加和,可得出总反应为,则反应的类型为取代反应,C不正确;中,与—NO2相连的碳原子发生sp3杂化,其他碳原子均发生sp2杂化,D不正确。
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