第29期 分子的空间结构-【数理报】2024-2025学年高二化学选择性必修2同步学案（人教版2019）

书 价层电子对互斥（ＶＳＥＰＲ）理论是用来预 测分子的空间结构的常用理论，它能够准确地 预测不同分子的空间结构．杂化轨道理论是可 以用来解释分子的空间结构的理论，将二者结 合可以更好地理解分子的空间结构． 一、理论与模型识别 例．下列关于各分子的 ＶＳＥＰＲ模型与中心 原子的杂化方式的叙述正确的是 （　　） 选项 分子 分子的 空间结构 ＶＳＥＰＲ模型 中心原子的 杂化方式 Ａ Ｈ２Ｏ ｓｐ３杂化 Ｂ ＮＨ３ ｓｐ２杂化 Ｃ ＣＯ２ ｓｐ２杂化 Ｄ ＢＦ３ ｓｐ２杂化 解析：Ｈ２Ｏ的中心原子采取 ｓｐ ３杂化，但由 于分子中存在两对孤电子对，所以 Ｈ２Ｏ为 Ｖ形 分子，Ａ项正确；从电子式 Ｈ∶Ｎ ·· Ｈ ·· ∶Ｈ可以看出， ＮＨ３分子中含有三个 σ键，还含有一对孤电子 对，二者之和为４，故 Ｎ原子采取 ｓｐ３杂化，Ｂ项 错误；ＣＯ２分子中无孤电子对，形成的是直线形 分子，故 Ｃ原子采取 ｓｐ杂化，Ｃ项错误；ＢＦ３分 子中无孤电子对，形成的是平面三角形分子，故 Ｂ原子采取ｓｐ２杂化，Ｄ项错误． 答案：Ａ 二、理论与空间结构 例２．根据价层电子对互斥模型，判断下列 分子或者离子的空间结构不是三角锥形的是 （　　） Ａ．ＰＣｌ３ Ｂ．Ｈ３Ｏ ＋ Ｃ．ＮＯ－３ Ｄ．ＰＨ３ 解析：ＮＯ－３ 中中心原子的价层电子数为 ３＋１２×（５＋１－３×２）＝３，不含孤电子对，其空 间结构为平面三角形． 答案：Ｃ 例３．如下图所示为甲醛分子的模型．根据 该图和所学化学键知识，回答下列问题： １ ，做 出 该 判 断 的 主 要 理 由 是 ． （２）下列对甲醛分子中碳氧键的判断正确 的是 （填序号）． ①单键　②双键　③σ键　④π键　⑤σ 键和π键 （３）甲醛分子中 Ｃ—Ｈ与 Ｃ—Ｈ间的夹角 （填“＝”“＞”或“＜”）１２０°，出现该现 象的主要原因是 ． 解析：（１）中心原子的杂化轨道类型不同， 分子的空间结构也不同．由题图可知，甲醛分子 的空间结构为平面三角形，所以甲醛分子中的 碳原子采取ｓｐ２杂化． （２）醛类分子中都含有羰基（ Ｃ Ｏ），所以 甲醛分子中的碳氧键是双键，双键中包含一个σ 键和一个π键． （３）由于碳氧双键中除 σ键外还存在 π 键，π键对Ｃ—Ｈ的排斥作用较强，所以甲醛分 子中Ｃ—Ｈ与Ｃ—Ｈ间的夹角小于１２０°． 答案：（１）ｓｐ２杂化　甲醛分子的空间结构 为平面三角形 （２）②⑤ （３）＜　碳氧双键中除 σ键外还存在 π π Ｃ—Ｈ 书 １．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成ＣＨ４分子时，碳原子的一个２ｓ轨道 和三个２ｐ轨道发生混杂，形成４个能量相等的 ｓｐ３杂化轨道．４个 ｓｐ３杂化轨道分别与４个 Ｈ 原子的１ｓ轨道重叠形成４个Ｃ—Ｈσ键，所以４ 个Ｃ—Ｈ是等同的． ２．杂化轨道的形成及其特点 ３．杂化轨道类型及其空间结构 （１）ｓｐ３杂化轨道 ｓｐ３杂化轨道是由１个ｓ轨道和３个ｐ轨道 杂化形成的．ｓｐ３杂化轨道间的夹角是１０９°２８′， 空间结构为正四面体形． （２）ｓｐ２杂化轨道 ｓｐ２杂化轨道是由１个ｓ轨道和２个ｐ轨道 杂化而成的．ｓｐ２杂化轨道间的夹角是１２０°，呈 平面三角形． （３）ｓｐ杂化轨道 ｓｐ杂化轨道是由１个 ｓ轨道和１个 ｐ轨道 杂化而成的．ｓｐ杂化轨道间的夹角是１８０°，呈直 线形． 注意：ｓｐ、ｓｐ２两种杂化形式中还有未参与 杂化的ｐ轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只 用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电 子对． （４）ＶＳＥＰＲ模型与中心原子的杂化轨道类型 杂化轨道类型 ＶＳＥＰＲ模型 典型分子 空间结构 ｓｐ ＣＯ２ 直线形 ｓｐ２ ＳＯ２ Ｖ形 ｓｐ３ Ｈ２Ｏ Ｖ形 ｓｐ２ ＳＯ３ 平面三角形 ｓｐ３ ＮＨ３ 三角锥形 ｓｐ３ ＣＨ４ 正四面体形 例１．Ｃ原子在形成化合物时，可采取多种 杂化方式．杂化轨道中 ｓ轨道成分越多，Ｃ元素 的电负性越强，连接在该 Ｃ原子上的 Ｈ原子越 容易电离．下列化合物中，最有可能在碱性体系 中形成阴离子的是 （　　） Ａ．ＣＨ４ Ｂ．ＣＨ ２ ＣＨ２ 帒Ｃ．ＣＨ ＣＨ Ｄ．苯 解析：ＣＨ４、ＣＨ ２ ＣＨ２、 帒ＣＨ ＣＨ和苯中的 Ｃ原子分别为ｓｐ３、ｓｐ２、ｓｐ和 ｓｐ２杂化，则杂化轨 道中 ｓ轨道成分最多的物质是 帒ＣＨ ＣＨ，其最 有可能在碱性体系中形成阴离子，故选Ｃ． 答案：Ｃ 形成性检测： １．下列分子的中心原子采用ｓｐ３杂化，但分 子的空间结构不同的一组是 （　　） ①ＢＦ３；②ＢｅＣｌ２；③Ｈ２Ｓ； ④ＣＳ２；⑤ＮＨ３；⑥ＣＣｌ４． Ａ．①②③ Ｂ．①⑤⑥ Ｃ．②③④ Ｄ．③⑤⑥ 书 价层电子对互斥（ＶＳＥＰＲ）模型 １．价层电子对互斥理论 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． ２．中心原子上价层电子对的计算 （１）价层电子对 σ键电子对{中心原子上的孤电子对 （２）计算 ①σ键电子对的计算 由分子式确定，即中心原子形成几个 σ键， 就有几对σ键电子对．如Ｈ２Ｏ分子中，Ｏ有２对 σ键电子对，ＮＨ３分子中，Ｎ有３对σ键电子对． ②中心原子上的孤电子对的计算 中心原子上的孤电子对数＝１２（ａ－ｘｂ） ａ．ａ表示中心原子的价电子数． 对于主族元素：ａ＝原子的最外层电子数． 对于阳离子：ａ＝中心原子的价电子数 －离 子的电荷数． 对于阴离子：ａ＝中心原子的价电子数＋离 子的电荷数（绝对值）． ｂ．ｘ表示与中心原子结合的原子数． ｃ．ｂ表示与中心原子结合的原子最多能接 受的电子数，氢为１，其他原子＝８－该原子的价 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 价层电子对 → 互斥理论 ＶＳＥＰＲ模型 → 略去孤电子对 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 ＣＯ２－３ 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 注意：１．价层电子对的空间结构与分子的 空间结构不一定一致，分子的空间结构指的是 成键电子对的空间结构，不包括孤电子对（未用 于形成共价键的电子对）．两者是否一致取决于 中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤 电子对时，两者的空间结构一致；当中心原子上 有孤电子对时，两者的空间结构不一致． ２．（１）若ＡＢｎ型分子中，Ａ与Ｂ之间通过两 对或三对电子（即通过双键或三键）结合而成， 则价层电子对互斥理论把双键或三键作为一对 电子对看待． （２）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． 易错提醒：用价层电子对互斥理论推测分 子或离子的空间结构时的常见错误有： （１）计算阴、阳离子的中心原子的价层电子 对数时未考虑离子所带电荷而计算错误． （２）由电子式或路易斯结构式判断中心原 子价层电子对数时未将双键或三键当作一对价 层电子对计算． （３）不能准确区分和判断孤电子对和成键 电子对．判断 ＡＢｎ型分子中孤电子对数的简单 方法为：孤电子对数＝价层电子对数－ｎ． （４）误将ＶＳＥＰＲ模型当作分子或离子的空 间结构． （５）错误地利用相似性规律判断分子或离 子的空间结构． 书 多样的分子空间结构 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 Ｏ Ｈ Ｈ １０５° 四原子 分子 ＣＨ２Ｏ 平面三角形 Ｏ Ｃ Ｈ Ｈ １２０° ＮＨ３ 三角锥形 Ｎ ＨＨ Ｈ １０７° 五原子 分子 ＣＨ４ 四面体形 １０９°２８′ ! " # $ !"#$% ! ! &' !!"!( "#"$) "* %+,-(. ' ( !" " "#$%& ! '( ) * +,-./01 !" !"#$%&'() *+,-.%/,0123 456789:;<=>- 5?" #"@ABC%DEFGH IJKLM $ NOPNQRS TUVWX<Y=>-5?" %"GHIJZ[\] !̂_\]&GHO`a=> bB=>cdefg-hi. %j-klmnop-GH OBqrstJuvwRdex"yaVz{Ju |}*B~ya>.%€B‚ƒ6„=>… †{‡ˆ.%j~‰Š‹-Œ" #̂_GHIJT\]Žu !" #$ %& % ' ( ) * + , ,& -. / 0 123 %&4. 23‘FGHIJT<Y.%j~‰Š‹ Œ"F,JX<Y=>-o*=>,B’,J u…,“}”•-–—S˜™<+,-o*= >," ! 4 5 6 7 ! 8( 6 9 ' ( ' ' ' 567 89 :;<=>?@A7:;56BCDE7FG HI 89 56 JK 89LHI7C7>?M@N7OD:;56 !8956PQRST897:;56P "89UVW:;567HXYZ[ #89\:;7I]>^_` ! 8( :*; ! '( <=> ( ) ) ) ' ' ab;c ' ' ' * + + + ab;c , def;7ghijkl mef;7nokl /012345678 9:34;<=>?@5 -%.!/.#0!#12 9:AB;<=>?@5 -%.!/.#0!#32 8(?@ABCD 8(?AEFGHIJKLCM NOPQRSTU QVWXYZ [\]^_`TabcW!"#$%&'()(*d+e fghcW,-./00 ijkl0mnW !"4 #-#3/#-#.Bo pq!BrE stkuv # #-#.o !w p #. q pOr : ;st p #1 q :;stT uvwx p #0 q pOryz T2{ p #2 q p|r } ~ #-#.o #w p #5 q f;7g€ st p %- q f;stT x7wx p %! q p|ryz T2{ p %# q ‚ƒ2{„ …pOY|r† #-#.o %w p %% q p‡r  x7ˆ‰XŠT‹Œ7 Ž p %3 q f;‹ŒT }‹Œ p %.q ‘‹Œ p %1q ’;‹Œ p %0 q “ET” f; #-#.o 3w p %2 q p‡ryz T2{ p %5 q ‚ƒ2{„ …pOY|Y‡r† p 3- q q•yzT 2{ 书 第２８期２版参考答案 专练一 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ａ　４．Ｂ　５．Ｃ ６．Ｂ　７．Ｄ　８．Ｂ　９．Ｂ　１０．Ｃ 专练二 １．Ｃ　２．Ａ　３．Ａ　４．Ｂ　５．Ａ ６．（１）ａ （２）①不一定容易　②除 Ｆ２外，键长增大，键 能减小（合理即可） 第２８期３版参考答案 一、选择题 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｃ　５．Ｂ　６．Ｄ ７．Ａ　８．Ｃ　９．Ｃ　１０．Ａ　１１．Ｃ　１２．Ｄ 二、填空题 １３．（１）１∶２　２∶１ （２）３ （３）６ＮＡ　σ （４）３０ （５）Ｄ 解析：（１）Ｎ２的结构式是 帒Ｎ Ｎ，每个三键中 有１个σ键和２个π键，已知ＣＯ和ＣＮ－与Ｎ２结 构相似，则ＣＯ分子内存在 帒Ｃ Ｏ，σ键与π键个数 之比为 １∶２；ＣＨ ２ ＣＨＣＮ分子的结构式是 Ｈ Ｃ  Ｈ  Ｃ  Ｈ Ｃ帒 Ｎ ，分子中有６个 σ键和３个 π键， σ键与π键数目之比为２∶１． （２）Ｎ２的结构式是 帒Ｎ Ｎ，每个三键中有１个 σ键和 ２个 π键，产物中只有 Ｎ２含有 π键；肼 （Ｎ２Ｈ４）分子中含有 ４个 Ｎ—Ｈ．燃烧时发生的反 应：Ｎ２Ｏ４（ｌ）＋２Ｎ２Ｈ４（ｌ） ３Ｎ２（ｇ）＋４Ｈ２Ｏ（ｇ）　 ΔＨ＝－１０３８．７ｋＪ／ｍｏｌ，若该反应中有４ｍｏｌＮ—Ｈ 断裂，则消耗１ｍｏｌＮ２Ｈ４，生成１．５ｍｏｌＮ２，形成的 π键有３ｍｏｌ． （３）１个乙醛分子中存在１个碳氧双键，５个 单键，１ｍｏｌ乙醛中含有σ键的个数为６ＮＡ；ＣＨ４中 Ｃ原子与Ｈ原子间以单键相连，属于σ键． （４）每个碳原子的最外层有４个电子，Ｃ６０分子 中每个碳原子只跟相邻的３个碳原子形成共价键， 则每个碳原子形成的这３个键中，必定有一个双 键，这样每个碳原子最外层才能满足８电子稳定结 构，双键数应为碳原子数的一半，每个双键中含有 １个π键，因此Ｃ６０分子中π键的数目为３０个． （５）共价单键是σ键，共价双键中有１个σ键 和１个π键，则 ＣＯＣｌ２分子内含有３个 σ键、１个 π键，故选Ｄ． １４．（１）－２１３．３ｋＪ／ｍｏｌ （２）键长越小，键能越大，Ｏ—Ｈ、Ｓ—Ｈ、Ｓｅ—Ｈ 的键长依次增大，因而键能依次减小　２４７ｋＪ／ｍｏｌ 　３８６ｋＪ／ｍｏｌ （３）Ｃ—Ｃ的键能较大，较稳定，因而易形成 Ｃ—Ｃ长链，而Ｎ—Ｎ、Ｏ—Ｏ的键能小，不稳定易断 裂，因此难以形成Ｎ—Ｎ、Ｏ—Ｏ长链 １５．（１）１∶２ （２）小 （３）Ｃ＋２Ｈ２ＳＯ４（浓）  △ ＣＯ２↑＋２ＳＯ２↑＋２Ｈ２Ｏ （４）３ｄ６４ｓ２ 书 一、选择题（本题包括１１小题，每小题只有一个选 项符合题意） １．下图是一种分子式为 Ｃ４Ｈ８Ｏ２的有机物的红外 光谱图，则该有机物可能为 （　　） Ａ．ＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ３ Ｂ．ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ Ｃ．ＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３ Ｄ．（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＣＯＯＨ ２．下列关于价层电子对互斥模型和杂化轨道理论 的叙述中正确的是 （　　） Ａ．凡是中心原子采取ｓｐ２杂化的分子，其分子的 空间结构都是平面三角形 Ｂ．对于主族元素，中心原子的杂化轨道数等于 价层电子对数 Ｃ．杂化轨道可用于形成 σ键、π键或用于容纳 未参与成键的孤电子对 Ｄ．ｓｐ３杂化轨道是由任意的１个ｓ轨道和３个ｐ 轨道杂化形成的四个杂化轨道 ３．已知 ＸＹ２分子属于 Ｖ形分子，下列说法正确的 是 （　　） Ａ．Ｘ原子一定是ｓｐ２杂化 Ｂ．Ｘ原子一定是ｓｐ３杂化 Ｃ．Ｘ原子上一定存在孤电子对 Ｄ．ＶＳＥＰＲ模型一定是平面三角形 ４．多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电 子所致．根据ＶＳＥＰＲ模型，判断下列离子中所有 原子都在同一平面上的一组是 （　　） Ａ．ＮＯ－２ 和ＮＨ ＋ ４ Ｂ．Ｈ３Ｏ ＋和ＡｓＯ３－４ Ｃ．ＮＯ－３ 和ＣＯ ２－ ３ Ｄ．ＰＯ ３－ ４ 和Ｓ２Ｏ ２－ ３ ５．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子 构成，已知其阴离子的空间结构为平面三角形， 则其阳离子的空间结构和阳离子中氮原子的杂 化方式分别为 （　　） Ａ．直线形，ｓｐ Ｂ．Ⅴ形，ｓｐ２ Ｃ．三角锥形，ｓｐ３ Ｄ．平面三角形，ｓｐ２ ６．最新发现的Ｃ３Ｏ２是金星大气的成分之一，化学 性质 与 ＣＯ 相 似．Ｃ３Ｏ２ 的 分 子 结 构 为    Ｏ Ｃ Ｃ Ｃ Ｏ，下列说法中不正确的是 （　　） Ａ．一个Ｃ３Ｏ２分子的价层电子总数为２４ Ｂ．ＣＯ分子中σ键和π键的个数比为１∶１ Ｃ．Ｃ３Ｏ２分子中Ｃ原子的杂化方式均为ｓｐ Ｄ．Ｃ３Ｏ２与ＣＯ２分子的空间结构相同 ７．氯化亚砜（ＳＯＣｌ２）是一种很重要的化学试剂，可 以作为氯化剂和脱水剂．下列关于氯化亚砜分 子的ＶＳＥＰＲ模型、分子的空间结构和中心原子 （Ｓ）采取的杂化方式的说法正确的是 （　　） Ａ．四面体形、三角锥形、ｓｐ３ Ｂ．平面三角形、Ｖ形、ｓｐ２ Ｃ．平面三角形、平面三角形、ｓｐ２ Ｄ．四面体形、三角锥形、ｓｐ２ ８．科学家从化肥厂生产的（ＮＨ４）２ＳＯ４中检出化学 式为Ｎ４Ｈ４（ＳＯ４）２的物质，该物质的晶体中含有 ＳＯ２－４ 和Ｎ４Ｈ ４＋ ４ 两种离子，当Ｎ４Ｈ ４＋ ４ 遇到碱性溶 液时，会生成Ｎ４分子．下列说法正确的是 （　　） Ａ．１４Ｎ、Ｎ４与Ｎ２互为同位素 Ｂ．Ｎ４为正四面体结构，键角为１０９°２８′ Ｃ．ＮＨ＋４ 与 ＳＯ ２－ ４ 中心原子的杂化方式均为 ｓｐ ３ 杂化 Ｄ．（ＮＨ４）２ＳＯ４中只含有共价键，不含离子键，属 于共价化合物 ９．化合物Ａ是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式 为 Ｎ ａ Ｈ Ｈ Ｎ Ｈ Ｃ  Ｏ Ｎ Ｈ Ｎ Ｈ Ｈ ，下列说法正确的是 （　　） Ａ．Ａ分子中碳、氮原子的杂化轨道类型相同 Ｂ．Ａ分子中氮原子与碳原子分别为 ｓｐ３杂化与 ｓｐ２杂化 Ｃ．１ｍｏｌＡ分子中所含σ键的数目为１０ＮＡ Ｄ．编号为ａ的氮原子与其成键的另外三个原子 在同一平面内 １０．有Ｘ、Ｙ两种活性反应中间体微粒，均含有１个 碳原子和３个氢原子，其空间结构模型如下图 所示．下列说法错误的是 （　　） Ａ．Ｘ的组成为ＣＨ＋３ Ｂ．Ｙ的组成为ＣＨ－３ Ｃ．Ｘ的价层电子对数为４ Ｄ．Ｙ中键角小于１２０° １１．短周期主族元素Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ的原子序数依次增 大，Ｗ、Ｘ原子的最外层电子数之比为４∶３，Ｚ原 子比 Ｘ原子的核外电子数多４．下列说法正确 的是 （　　） Ａ．Ｗ、Ｙ、Ｚ的电负性大小顺序一定是Ｚ＞Ｙ＞Ｗ Ｂ．Ｙ、Ｚ形成的分子的空间结构可能是正四面 体形 Ｃ．Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ的原子半径大小顺序可能是 Ｗ＞ Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｄ．ＷＹ２分子中σ键与π键的数目之比为２∶１ 二、填空题（本题包括３小题） １２．（１）Ｆ２通入稀ＮａＯＨ溶液中可生成ＯＦ２，ＯＦ２的 空间结构为 ，其中氧原子的杂 化方式为 ． （２）ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４中，Ｐ的 杂化轨道与 Ｏ 的２ｐ轨道形成 键． （３）用价层电子对互斥模型推断 ＳｎＢｒ２分子中 Ｓｎ原子的杂化方式为 ，ＳｎＢｒ２分子中 Ｂｒ—Ｓｎ—Ｂｒ的键角 １２０°（填“＞” “＜”或“＝”）． （４）Ｘ射线衍射测定等发现，Ｉ３ＡｓＦ６中存在Ｉ ＋ ３． Ｉ＋３ 的空间结构为 ，中心原子的杂 化方式为 ． １３．价层电子对互斥模型可用于预测简单分子的 空间结构．用ＡＸｎＥｍ表示只含一个中心原子的 分子组成，Ａ为中心原子，Ｘ为与中心原子相结 合的原子，Ｅ为中心原子最外层未参与成键的 电子对（称为孤电子对），（ｎ＋ｍ）为价层电子 对数．分子中的价层电子对总是相互排斥，均 匀地分布在中心原子周围的空间． （１）请填写下表： ｎ＋ｍ ２ ① ＶＳＥＰＲ模型 ② 正四面体形 价层电子对之间的键角 ③ １０９°２８′ （２）请用 ＶＳＥＰＲ模型解释 ＣＯ２为直线形分子 的原因 ． （３）Ｈ２Ｏ分子的空间结构为 ． （４）用价层电子对互斥模型判断下列分子或离 子的空间结构： 分子或离子 ＰｂＣｌ２ ＨｇＣｌ２－４ ＣｌＯ－３ ＣｌＯ－２ ＣｌＯ－ 空间结构 １４．短周期元素 Ｄ、Ｅ、Ｘ、Ｙ、Ｚ的原子序数逐渐增 大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次 是正四面体形、三角锥形、正四面体形、Ⅴ形、 直线形．回答下列问题： （１）Ｚ的氢化物的结构式为 ，ＨＺＯ分 子的中心原子价层电子对数的计算式为 ，该分子的空间结构为 ． （２）基态 Ｙ原子的价层电子排布式为 ，Ｙ的最高价氧化物的ＶＳＥＰＲ模型为 ． （３）Ｘ与 Ｚ形成的最简单化合物的化学式是 ，该分子中的键角是 ． （４）Ｄ和Ｙ形成的化合物，其分子的空间结构 为 ；Ｄ 原 子 的 杂 化 轨 道 类 型 为 ． （５）Ｄ、Ｅ的最简单氢化物的分子空间结构分别 是正四面体形与三角锥形，这是因为 （填字母）． ａ．两种分子的中心原子的价层电子对数不同 ｂ．Ｄ、Ｅ的非金属性不同 ｃ．Ｅ的最简单氢化物分子中含有一个孤电子 对，而Ｄ                                                                                                                                                                     的最简单氢化物分子中没有 书 专练一：价层电子对互斥模型 １．下列有关价层电子对互斥模型的描述正确的是 （　　） Ａ．价层电子对数就是σ键电子对数 Ｂ．孤电子对数由化学式来确定 Ｃ．分子的空间结构是价层电子对互斥的结果 Ｄ．孤电子对数等于π键数 ２．乙醇分子中氧原子的价层电子对数为 （　　） Ａ．１ Ｂ．２ Ｃ．３ Ｄ．４ ３．下列分子或离子中，中心原子含有孤电子对的 是 （　　） Ａ．ＰＣｌ５ Ｂ．ＮＯ － ３ Ｃ．ＳｉＣｌ４ Ｄ．ＰｂＣｌ２ ４．下列分子或离子的ＶＳＥＰＲ模型和其空间结构一 致的是 （　　） Ａ．Ｈ２Ｏ Ｂ．ＮＦ３ Ｃ．Ｈ３Ｏ ＋ Ｄ．ＣＨ４ ５．根据价层电子对互斥理论，Ｈ２Ｓ、Ｏ３、ＳＯ２、ＳＯ３的 气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其 他分子的是 （　　） Ａ．Ｏ３ Ｂ．Ｈ２Ｓ Ｃ．ＳＯ２ Ｄ．ＳＯ３ ６．下列能说明ＢＣｌ３分子中的４个原子位于同一平 面的是 （　　） Ａ．３个Ｂ—Ｃｌ的键角均为１２０° Ｂ．３个Ｂ—Ｃｌ的键能均相等 Ｃ．３个Ｂ—Ｃｌ的键长均相等 Ｄ．３个Ｂ—Ｃｌ均为σ键 ７．下列分子间的空间结构相同的是 （　　） Ａ．ＣＯＣｌ２和ＳＯＣｌ２ Ｂ．ＮＣｌ３和ＳＯ３ Ｃ．ＸｅＯ３和ＡｓＨ３ Ｄ．ＣＳ２和ＳＣｌ２ ８．下列分子结构与分子中共价键键角对应正确的 是 （　　） Ａ．直线形：１０５° Ｂ．平面正三角形：１２０° Ｃ．三角锥形：１０９°２８′ Ｄ．正四面体形：１０９°２８′ ９．若ＡＢｎ的中心原子Ａ上没有未用于形成共价键 的孤电子对，运用价层电子对互斥理论，下列说 法正确的是 （　　） Ａ．若ｎ＝２，则分子的空间结构为Ｖ形 Ｂ．若ｎ＝３，则分子的空间结构为三角锥形 Ｃ．若ｎ＝４，则分子的空间结构为正四面体形 Ｄ．以上说法都不正确 １０．（１）计算下列微粒中划线原子的孤电子对数： Ｈ２Ｓ ，ＰＣｌ５ ， ＢＦ３ ，ＮＨ３ ． （２）判断下列分子或离子的空间结构： ①ＳｅＯ３ ；②ＳＣｌ２ ； ③ＮＯ＋２ ；④ＮＯ － ２ ． 专练二：杂化轨道理论 １．下列关于杂化轨道的说法错误的是 （　　） Ａ．并不是所有的原子轨道都参与杂化 Ｂ．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化 Ｃ．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键 Ｄ．杂化轨道都用来成键 ２．下列图形表示 ｓｐ２杂化轨道的电子云轮廓图的 是 （　　） ３．ＢＦ３是典型的平面三角形分子，它溶于氢氟酸或 ＮａＦ溶液中都形成 ＢＦ－４，则 ＢＦ３和 ＢＦ － ４ 中 Ｂ原 子的杂化轨道类型分别是 （　　） Ａ．ｓｐ２、ｓｐ２ Ｂ．ｓｐ３、ｓｐ３ Ｃ．ｓｐ２、ｓｐ３ Ｄ．ｓｐ、ｓｐ２ ４．白磷分子（Ｐ４）为正四面体结构，其中 Ｐ原子的 杂化方式为 （　　） Ａ．ｓｐ３ Ｂ．ｓｐ２ Ｃ．ｓｐ Ｄ．不确定 ５．下列物质中，中心原子的杂化方式及分子的空 间结构与ＣＨ２Ｏ（甲醛）相同的是 （　　） Ａ．Ｈ２Ｓ Ｂ．ＮＨ３ Ｃ．ＣＨ２Ｂｒ２ Ｄ．ＢＨ３ ６．在ＳＯ２分子中，分子的空间结构为Ⅴ形，Ｓ原子 采用ｓｐ２杂化，那么ＳＯ２的键角 （　　） Ａ．等于１２０° Ｂ．大于１２０° Ｃ．小于１２０° Ｄ．等于１８０° ７．某三原子分子的空间结构为 Ｖ形，则该分子的 中心原子的杂化方式不可能为 （　　） Ａ．ｓｐ杂化 Ｂ．ｓｐ２杂化 Ｃ．ｓｐ３杂化 Ｄ．以上三种均不可能 ８．下列分子或离子的中心原子为ｓｐ３杂化，且杂化 轨道容纳了１个孤电子对的是 （　　） Ａ．ＣＨ４、ＮＨ３ Ｂ．ＢＢｒ３、ＳＯ ２－ ３ Ｃ．ＳＯ２、ＢｅＣｌ２ Ｄ．ＰＣｌ３、ＡｓＯ ３－ ３ ９．有机物 Ｃ· Ｈ３ＣＨ Ｃ·  Ｈ Ｃ · 帒ＣＨ中标有“·”的碳 原子的杂化方式从左到右依次为 （　　） Ａ．ｓｐ、ｓｐ２、ｓｐ３ Ｂ．ｓｐ３、ｓｐ２、ｓｐ Ｃ．ｓｐ２、ｓｐ、ｓｐ３ Ｄ．ｓｐ３、ｓｐ、ｓｐ                                                                                                               ２ ! !"#$% !"#&' " ! ()*+, -./012345 ! =>?@A+BCDE FGHIJKLMNOPQ !"#$)* + ),- )$-$) . / ) 0 R./0S2345 1&2! %3& %4& 书 答案详解 　　　　２０２４～２０２５学年　高二化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期（２０２５年２月）　　　　 第２９期２版参考答案 专练一 １．Ｃ　２．Ｄ　３．Ｄ　４．Ｄ　５．Ｂ ６．Ａ　７．Ｃ　８．Ｂ　９．Ｃ １０．（１）２　０　０　１ （２）①平面三角形　②Ｖ形 ③直线形　④Ｖ形 专练二 １．Ｄ　２．Ｄ　３．Ｃ　４．Ａ　５．Ｄ ６．Ｃ　７．Ａ　８．Ｄ　９．Ｂ 第２９期３版参考答案 一、选择题 １．Ａ　２．Ｂ　３．Ｃ ４．Ｃ　离子中所有原子都在同一平面上，则离子的空间结 构为直线形、Ｖ形或平面三角形，根据中心原子的价层电子对 数判断分子的空间结构，ＮＯ－３ 中心原子的价层电子对数 ＝３＋ （５＋１－３×２）×１２＝３，没有孤电子对，空间结构为平面三角 形．ＣＯ２－３ 中心原子的价层电子对数＝３＋（４＋２－２×３）× １ ２＝ ３，没有孤电子对，空间结构为平面三角形，Ｃ符合题意． ５．Ａ　氮的最高价氧化物为 Ｎ２Ｏ５，根据 Ｎ元素的化合价 为＋５和原子组成，可知阴离子为 ＮＯ－３、阳离子为 ＮＯ ＋ ２，ＮＯ ＋ ２ 中Ｎ原子价层电子对数为２＋１２×（５－１－２×２）＝２，因此杂 化类型为ｓｐ杂化，阳离子空间结构为直线形，Ａ正确． ６．Ｂ ７．Ａ　ＳＯＣｌ２分子中Ｓ原子形成２个Ｓ—Ｃｌ、１个 Ｓ Ｏ，价 层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝３＋６－２－１×２２ ＝４，杂化 轨道数是４，故Ｓ原子采取ｓｐ３杂化，ＳＯＣｌ２分子的ＶＳＥＰＲ模型 为四面体形，且Ｓ原子含１个孤电子对，则其分子的空间结构 为三角锥形，Ａ项正确． ８．Ｃ　质子数相同、中子数不同的核素互为同位素，１４Ｎ是 原子，而Ｎ４与Ｎ２为Ｎ元素组成的两种不同性质的单质，因此 三者不能互为同位素，Ａ错误；Ｎ４的空间结构与白磷相似，为 正四面体形，键角为６０°，Ｂ错误；ＮＨ＋４ 的中心原子的价层电子 对数为４＋５－１－１×４２ ＝４，采取ｓｐ ３杂化，ＳＯ２－４ 的中心原子的 价层电子对数为４＋６＋２－２×４２ ＝４，采取 ｓｐ ３杂化，Ｃ正确； （ＮＨ４）２ＳＯ４为离子化合物，既含离子键，又含共价键，Ｄ错误． ９．Ｂ　Ａ分子中碳、氮原子各形成了３个 σ键，氮原子有１ 个孤电子对而碳原子没有孤电子对，故氮原子是ｓｐ３杂化而碳 原子是ｓｐ２杂化，Ａ错误、Ｂ正确；１个Ａ分子中有１１个σ键，Ｃ 错误；氮原子为ｓｐ３杂化，相应的四个原子形成的是三角锥形 结构，不可能共平面，Ｄ错误． １０．Ｃ　由图可知，Ｘ的空间结构为平面三角形结构，碳原 子为ｓｐ２杂化，其碳原子有３个价层电子对，由于含３个 Ｈ原 子，则中心碳原子无孤电子对，其组成为ＣＨ＋３，Ａ正确、Ｃ错误； Ｙ的空间结构为三角锥形，碳原子为ｓｐ３杂化，其碳原子有４个 价层电子对，含３个Ｈ原子，则中心碳原子有１个孤电子对，                                                         故 —１— 高中化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期 其组成为ＣＨ－３，键角小于１２０°，Ｂ、Ｄ正确． １１．Ｂ　短周期主族元素Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ的原子序数依次增大， Ｗ、Ｘ原子的最外层电子数之比为４∶３，由于最外层电子数不超 过８，故Ｗ的最外层电子数为４，处于第ⅣＡ族，Ｘ的最外层电 子数为３，处于第ⅢＡ族，原子序数Ｘ大于Ｗ，故Ｗ为Ｃ元素， Ｘ为Ａｌ元素；Ｚ原子比Ｘ原子的核外电子数多４，故 Ｚ的核外 电子数为１７，则 Ｚ为 Ｃｌ元素，Ｙ的原子序数大于铝元素，小于 氯元素，故Ｙ为Ｓｉ或Ｐ或Ｓ元素，据此分析解答．一般，同主族 元素自上而下，电负性减小，若 Ｙ为 Ｓｉ元素，则电负性 Ｃ＞Ｓｉ， 故Ａ错误；若Ｙ、Ｚ形成的分子为 ＳｉＣｌ４，空间结构为正四面体 形，故Ｂ正确；同周期元素自左而右，原子半径减小，同主族元 素电子层数越多，原子半径越大，则原子半径Ｘ＞Ｙ＞Ｚ＞Ｗ，故 Ｃ错误；ＷＹ２分子为ＣＳ２，结构式为  Ｓ Ｃ Ｓ，每个双键中含有 １个σ键、１个 π键，则 σ键与 π键的数目之比为１∶１，故 Ｄ 错误． 二、填空题 １２．（１）Ｖ形　ｓｐ３ （２）ｓｐ３　σ （３）ｓｐ２　＜ （４）Ｖ形　ｓｐ３ １３．（１）①４ ②直线形 ③１８０° （２）ＣＯ２中 Ｃ原子的价层电子对数为 ２，由 ＶＳＥＰＲ模型 知，两对成键电子对应尽量远离，故为直线形结构 （３）Ｖ形 （４）Ｖ形　正四面体形　三角锥形　Ｖ形　直线形 １４．（１）Ｈ—Ｃｌ　２＋１２×（６－１×１－１×１）　Ｖ形 （２）３ｓ２３ｐ４　平面三角形 （３）ＳｉＣｌ４　１０９°２８′ （４）直线形　ｓｐ （５）ｃ 解析：短周期元素的最简单氢化物分子的空间结构是正四 面体形的有ＣＨ４和ＳｉＨ４，三角锥形的有ＮＨ３和ＰＨ３，Ｖ形的有 Ｈ２Ｏ和Ｈ２Ｓ，直线形的有 ＨＦ和 ＨＣｌ，Ｄ、Ｅ、Ｘ、Ｙ、Ｚ是短周期元 素，且原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结 构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、Ｖ形、直线形，则 Ｄ为Ｃ，Ｅ为Ｎ，Ｘ为Ｓｉ，Ｙ为Ｓ，Ｚ为Ｃｌ．据此分析解答． 第３０期２版参考答案 专练一 １．Ｃ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ａ　５．Ｄ ６．Ｄ　７．Ａ　８．Ｃ　９．Ｄ　１０．Ｃ 专练二 １．Ｃ　２．Ｂ　３．Ｂ　４．Ｄ　５．Ａ ６．Ｃ　７．Ｃ　８．Ｄ　９．Ｂ 第３０期３版参考答案 一、选择题 １．Ａ　２．Ｃ ３．Ｄ　无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合 力”，释放出氢原子，实质为水中的化学键断裂得到Ｈ原子，水 中的 Ｈ—Ｏ是极性共价键，则题中所说的“结合力”为极性共 价键． ４．Ｃ　①新戊烷［（ＣＨ３）４Ｃ］中４个—ＣＨ３连在同一个碳原子 上，无手性碳原子，不合题意；②乳酸［ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＯＯＨ］中，连 接—ＯＨ的碳原子为手性碳原子，符合题意；③甘油ＣＨ ＣＨ２—  ＯＨ ＣＨ２—  ＯＨ ＯＨ 中没有手性碳原子，不合题意； 師師 師 ④ ＣＨ  ＯＨ ＣＨ ３中，                                                                      连接 —２— 高中化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期 —ＯＨ的碳原子为手性碳原子，符合题意；综合以上分析，只有 ②和④符合题意，故选Ｃ． ５．Ｄ ６．Ｃ　由Ａ是第ⅥＡ族元素，Ｂ是第ⅦＡ族元素，Ａ和Ｂ在 同一周期，它们的电负性值分别为３．５和４．０可知，Ａ为 Ｏ元 素、Ｂ为Ｆ元素，ＡＢ２为ＯＦ２，二氟化氧分子中氧原子的价层电 子对数为４、孤对电子对数为２，氧原子的杂化方式为 ｓｐ３杂 化，分子的空间结构为 Ｖ形．由分析可知，二氟化氧分子中只 含有σ键，Ａ正确；由分析可知，Ｂ正确；由分析可知，二氟化氧 分子中Ｏ—Ｆ为极性共价键，二氟化氧分子的空间结构为结构 不对称的Ⅴ形，属于极性分子，Ｃ错误；水分子能形成分子间氢 键，二氟化氧分子不能形成分子间氢键，故二氟化氧分子的熔、 沸点低于水的，Ｄ正确． ７．Ｃ　Ｃ原子的原子半径大于 Ｎ原子的原子半径，所以 ＣＣｌ４中Ｃ—Ｃｌ的键长比ＮＣｌ３中Ｎ—Ｃｌ的键长长，Ａ正确；ＮＣｌ３ 分子的空间结构与氨分子相似，都是三角锥形，氨分子是极性 分子，所以ＮＣｌ３分子也是极性分子，Ｂ正确；ＮＢｒ３与ＮＣｌ３结构 相似，但ＮＢｒ３的相对分子质量较大，分子间作用力较大，故其 熔、沸点更高，所以ＮＢｒ３比ＮＣｌ３的熔、沸点高，ＮＣｌ３比ＮＢｒ３易 挥发，Ｃ错误；由 ＮＨ３·Ｈ２ 幑幐Ｏ ＮＨ ＋ ４ ＋ＯＨ －可知，ＮＨ３·Ｈ２Ｏ 的结构式为 ＮＨ   Ｈ Ｈ … Ｈ Ｏ  Ｈ ，Ｄ正确． ８．Ｃ ９．Ｂ　一般来说，电子层数越多，原子半径越大；同周期主 族元素从左到右，原子半径逐渐减小，故原子半径：ｒ（Ｈ）＜ ｒ（Ｏ）＜ｒ（Ｎ）＜ｒ（Ｓ），Ａ正确；电负性：Ｏ＞Ｓ，则该物质中 Ｃ—Ｏ 的极性大于Ｃ—Ｓ的极性，Ｂ错误；该物质中含有Ｎ—Ｈ，可以与 水形成分子间氢键，Ｃ正确；由题图可知，１个该物质分子中含 有２个双键，则１ｍｏｌ该物质含有的π键数目为２ＮＡ，Ｄ正确． １０．Ｂ　根据同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族 元素从上到下电负性逐渐减小，则电负性最大的元素为氧元 素，Ａ正确；有多少个原子轨道就有多少种空间运动状态不同 的电子，因此氯原子核外有９种空间运动状态不同的电子，Ｂ 错误；三氯蔗糖分子中含有９个手性碳原子，两个环上的碳原 子都为手性碳原子，Ｃ正确；三氯蔗糖易溶于水的原因是三氯 蔗糖分子中含有羟基，三氯蔗糖分子和水分子之间能形成氢 键，Ｄ正确． １１．Ｄ　Ｗ元素的原子在短周期中原子半径最大，Ｗ是 Ｎａ 元素；Ｘ元素原子的Ｌ层的 ｐ能级上有一个空轨道，Ｘ是 Ｃ元 素；Ｙ元素原子 Ｌ层的 ｐ能级上只有一对成对电子，Ｙ是 Ｏ元 素；Ｙ和Ｚ在周期表中处于同一主族，Ｚ是Ｓ元素．电子层数越 多，原子半径越大，同周期元素从左到右原子半径减小，原子半 径：Ｎａ＞Ｃ＞Ｏ，Ａ正确；ＣＯ２为直线形分子，ＣＯ２是由极性键构 成的非极性分子，Ｂ正确；Ｗ、Ｙ、Ｚ三种元素组成的化合物有 Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ３、Ｎａ２Ｓ２Ｏ３等，Ｃ正确；化合物 Ｎａ２Ｏ２中的阴、阳 离子个数比为１∶２，Ｄ错误． 二、填空题 １２．（１）Ｎ２ （２）ＣＳ２ （３）ＣＨ４ （４）ＮＨ３ （５）Ｈ２Ｏ （６）ＨＦ （７）Ｈ２Ｏ２ １３．（１）极性 （２）乙醇分子间存在氢键 （３）ＮＨ３分子间存在氢键，易液化 １４．（１）                                                                      ③ —３— 高中化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期 （２）Ｈ２Ｏ分子间可形成氢键 （３）Ｃ６Ｈ６　Ｈ２Ｏ　大于 （４）ＳｉＣｌ４＞ＣＣｌ４＞ＣＨ４ 解析：由Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ为短周期的非金属元素及 ｓ轨道最 多可容纳２个电子可得：ａ＝１，ｂ＝ｃ＝２．即Ａ为Ｈ，Ｂ为Ｃ，Ｃ为 Ｏ，Ｄ为Ｓｉ，Ｅ为Ｃｌ． （１）①②③④分别为 ＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｏ２、ＣＣｌ４，其中 Ｈ２Ｏ２为 极性分子，其他均为非极性分子． （２）Ｃ的最简单氢化物为 Ｈ２Ｏ，Ｈ２Ｏ分子间可形成氢键使 其沸点比下一周期同族元素的氢化物的沸点高． （３）Ｂ、Ａ两种元素形成的常见溶剂为苯，Ｃ、Ａ两种元素形 成的常见溶剂为水．ＳｉＣｌ４为非极性分子，易溶于非极性溶剂 苯中． （４）ＢＡ４、ＢＥ４、ＤＥ４分别为 ＣＨ４、ＣＣｌ４、ＳｉＣｌ４，三者结构相 似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，故沸 点：ＳｉＣｌ４＞ＣＣｌ４＞ＣＨ４． 第３１期３版综合质量检测卷参考答案 一、选择题 １．Ｄ ２．Ｂ　Ａ项中各粒子的中心原子都是 ｓｐ３杂化，无孤电子 对，键角相等；Ｃ项中各粒子的中心原子的杂化方式：ＢＣｌ３为 ｓｐ２、ＮＨ３为ｓｐ ３、ＣＯ２为 ｓｐ，键角也不相等；Ｄ项中 ＳＯ３中 Ｓ原 子采用ｓｐ２杂化，ＢＦ３中 Ｂ原子采用 ｓｐ ２杂化，Ｈ３Ｏ ＋中 Ｏ原子 采用ｓｐ３杂化，键角也不相等． ３．Ａ　４．Ｃ　５．Ｄ　６．Ａ ７．Ａ　液溴和苯分别受热变为气体都需克服分子间作用 力，Ａ符合题意；干冰受热变为气体克服分子间作用力，而氯化 铵受热会发生分解反应，破坏的是化学键，Ｂ不符合题意；二氧 化硅受热熔化破坏共价键，白磷受热熔化克服分子间作用力， Ｃ不符合题意；食盐溶解在水中破坏的是离子键，葡萄糖溶解 在水中，破坏的是分子间作用力，Ｄ不符合题意． ８．Ｃ　９．Ｂ １０．Ｂ　一般来说，分子中共价键的键长越短，键能越大，分 子越稳定，原子半径：Ｎ＜Ｐ，键长：Ｐ—Ｈ＞Ｎ—Ｈ、Ｐ—Ｐ＞Ｎ—Ｎ， 键能：Ｐ—Ｈ＜Ｎ—Ｈ、Ｐ—Ｐ＜Ｎ—Ｎ，故对应氢化物的稳定性： Ｐ２Ｈ４＜Ｎ２Ｈ４，Ａ正确；生成ＰＨ３的反应中有 Ｏ—Ｈ极性键、Ｐ— Ｐ非极性键的断裂，有 Ｐ—Ｈ极性键的形成，但无非极性键形 成，Ｂ错误；Ｎ２Ｈ４中含有—ＮＨ２，可形成分子间氢键，故沸点： Ｐ２Ｈ４＜Ｎ２Ｈ４，Ｃ正确；ＮＨ３与 ＰＨ３的中心原子均形成 ３个 σ 键、１个孤电子对，价层电子对数为４，杂化轨道类型都是 ｓｐ３ 杂化．由于 Ｎ原子的电负性大于 Ｐ原子的，相比于 ＰＨ３中的 Ｐ—Ｈ，ＮＨ３中Ｎ—Ｈ中电子对更偏向中心原子 Ｎ，成键电子对 之间斥力增大，因此键角：ＮＨ３＞ＰＨ３，Ｄ正确． １１．Ｃ　该分子中含双键的Ｎ原子为ｓｐ２杂化，只含单键的 Ｎ原子为ｓｐ３杂化，Ａ错误；该物质的分子结构中没有连接４个 原子或原子团的碳原子，故分子中无手性碳原子，Ｂ错误；该分 子中含有４３个σ键，则１ｍｏｌ该物质中含σ键的数目为４３ＮＡ 个，Ｃ正确；羧基中Ｈ原子连接 Ｏ原子，该 Ｈ原子能与分子中 的Ｎ原子形成分子内氢键，Ｄ错误． １２．Ｄ　Ｃ１６Ｓ８由分子组成，其熔点由分子间作用力的强弱 决定，Ａ正确；Ｃ１６Ｓ８完全燃烧的产物为 ＣＯ２和 ＳＯ２，ＣＯ２为非 极性分子，ＳＯ２为极性分子，Ｂ正确；由 Ｃ１６Ｓ８分子结构可知，一 个Ｃ１６Ｓ８分子中σ键的数目为３２，π键的数目为８，故分子中的 σ键和π键的数目比为４∶１，Ｃ正确；Ｃ１６Ｓ８分子中没有能形成 氢键的原子，Ｈ２为由分子组成的物质，故二者之间的作用力是 范德华力，Ｄ错误． １３．Ｄ　Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ的原子序数依次增大，Ｙ、Ｚ、Ｗ、Ｘ的原 子半径依次减小，说明Ｙ、Ｚ、Ｗ位于同一周期．                                                                      该结构式表示的 —４— 高中化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期 是有机物，有机物中一定含有Ｃ原子．为达到稳定结构，Ｃ形成 ４个共价键，可知Ｙ为Ｃ；Ｚ形成３个共价键，Ｗ形成２个共价 键，且与Ｃ位于同一周期，则Ｚ、Ｗ分别是Ｎ和Ｏ．Ｘ只能形成１ 个共价键，且原子序数小于Ｃ，则Ｘ为Ｈ．综上 Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ分别 是Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ．甲为ＣＯ（ＮＨ２）２，分子中含有—ＮＨ２，可以形成分 子间氢键，Ａ正确；（ＣＮ）２的结构式为 帒  帒Ｎ Ｃ Ｃ Ｎ，２个 Ｃ原 子均采取 ｓｐ杂化，为直线形分子；其中 Ｃ—Ｃ为非极性键； 帒Ｃ Ｎ为极性键，Ｂ正确；该物质中 Ｃ原子的价层电子对数 ＝ ３＋４－１×２－２×１２ ＝３，且不含孤电子对，故采取ｓｐ ２杂化，Ｃ正 确；Ｎ３－和Ｏ２－的核外电子结构相同．当核外电子结构相同时， 核电荷数越大，半径越小，则简单离子半径：Ｎ３－（Ｚ）＞ Ｏ２－（Ｗ），Ｄ错误． １４．Ｃ　ＡｓＣｌ３中 Ａｓ原子价层电子对数 ＝３＋ ５－３×１ ２ ＝４， 且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断其空间结 构为三角锥形，Ａ错误；ＬｉＡｌＨ４由 Ｌｉ ＋和 ＡｌＨ－４ 构成，属于离子 化合物，Ｂ错误；Ａｓ２Ｏ３分子中Ａｓ原子形成３个σ键，且含有１ 个孤电子对，故Ａｓ原子的杂化方式为 ｓｐ３杂化，Ｃ正确；ＡｌＨ３ 中Ａｌ原子价层电子对数 ＝３＋３－３×１２ ＝３，且不含孤电子对， 根据价层电子对互斥模型判断其空间结构为平面正三角形，所 以其键角为１２０°，大于１０９°２８′，Ｄ错误． １５．Ｃ　Ｘ元素原子的Ｍ能层的ｐ轨道上有两个未成对电 子且无空轨道，Ｘ为 Ｓ元素；Ｚ元素原子的 Ｌ电子层上 ｐ轨道 有一个空轨道，Ｚ为Ｃ元素；Ｑ元素原子的 Ｌ能层的 ｐ轨道上 只有一对成对电子，Ｑ为Ｏ元素；Ｔ元素原子 Ｍ能层上 ｐ轨道 有３个未成对电子，Ｔ为 Ｐ元素．白磷的空间结构为正四面体 形，故Ａ正确；ＣＯ分子的结构为Ｃ←Ｏ，其中含有１个σ键和 ２个π键，故Ｂ正确；ＳＯ２分子中Ｓ原子采用 ｓｐ ２杂化，为 Ｖ形 分子，属于极性分子，ＳＯ３中 Ｓ原子采用 ｓｐ ２杂化，为平面三角 形结构，属于非极性分子，故Ｃ错误；ＣＳ２与ＣＯ２的结构相似， 为直线形分子，属于非极性分子，故Ｄ正确． 二、填空题 １６．（１）ｓｐ３、ｓｐ２ （２）ｓｐ２ （３）三角锥形　ｓｐ３　Ｈ３Ｏ ＋中 Ｏ原子只有１个孤电子对， Ｈ２Ｏ中Ｏ原子有２个孤电子对，前者 σ键电子对与孤电子对 的排斥力较小，因而键角大　ｓｐ３ （４）ｓｐ３ １７．Ⅰ．（１）１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６　Ｂ （２）ｓｐ２、ｓｐ３　维生素Ｃ分子中含有羟基，可以和水分子形 成分子间氢键 Ⅱ．（１）Ｃ＞Ｎ＞Ｆ （２）能　ｓｐ２ （３）能 （４）Ｏ的电负性强于Ｎ的，故Ｎ、Ｏ之间的共用电子对偏向 Ｏ，使Ｏ呈负电性 １８．（１）第四周期第ⅦＡ族 （２）Ａｌ２Ｏ３＋２ＯＨ －＋３Ｈ２ Ｏ ２［Ａｌ（ＯＨ）４］ － ２Ａｌ＋２ＯＨ－＋６Ｈ２ Ｏ ２［Ａｌ（ＯＨ）４］ －＋３Ｈ２↑ （３）极性共价键　Ｏ ·· ·· ∶∶Ｃ∶∶Ｏ ·· ·· 　 （４）＞　Ｏ２－＞Ｎａ＋＞Ａｌ３＋ （５）ＡＤ 解析：Ｌ原子最外层电子数是次外层电子数的一半，由图Ｌ 在周期表中第三周期可知，Ｌ的核外电子排布为２、８、４，Ｌ为 Ｓｉ 元素，根据各元素在周期表的位置可知，Ｘ为 Ｃ、Ｚ为 Ｏ、Ｒ为 Ｎａ、Ｗ为Ａｌ、Ｊ为Ｓ、Ｑ为Ｃｌ、Ｍ为Ｂｒ． （２）Ｗ为 Ａｌ，Ｒ为 Ｎａ，                                                                      铝单质久置于空气中表面生成 —５— 高中化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期 Ａｌ２Ｏ３，滴入ＮａＯＨ先与Ａｌ２Ｏ３反应生成Ｎａ［Ａｌ（ＯＨ）４］，反应的 离子方程式是Ａｌ２Ｏ３＋２ＯＨ －＋３Ｈ２ Ｏ ２［Ａｌ（ＯＨ）４］ －，开始无 气泡 产 生，片 刻 后 铝 单 质 和 ＮａＯＨ 溶 液 反 应 生 成 Ｎａ［Ａｌ（ＯＨ）４］和Ｈ２，可观察到有气泡生成，反应的离子方程式 是２Ａｌ＋２ＯＨ－＋６Ｈ２ Ｏ ２［Ａｌ（ＯＨ）４］ －＋３Ｈ２↑． （４）Ｘ为Ｃ元素，Ｚ为Ｏ元素，同周期主族元素从左到右非 金属性增强，其简单气态氢化物的稳定性增强，非金属性：Ｏ＞ Ｃ，则稳定性：Ｈ２Ｏ＞ＣＨ４；电子层数相同的离子，核电荷数越大 离子半径越小，则离子半径由大到小的顺序为 Ｏ２－ ＞Ｎａ＋ ＞ Ａｌ３＋． （５）Ｑ为Ｃｌ元素、Ｍ为Ｂｒ元素，同主族元素从上到下非金 属性减弱，最高价氧化物对应的水化物酸性减弱，非金属性： Ｃｌ＞Ｂｒ，则最高价氧化物对应的水化物酸性：Ｍ＜Ｑ，Ａ错误；Ｌ 为Ｓｉ，单质硅具有半导体的特性，与Ｏ元素形成ＳｉＯ２，Ｂ正确；Ｊ 为Ｓ元素，Ｈ２Ｓ中心Ｓ原子的价层电子对数为２＋ ６－１×２ ２ ＝４， 有２对孤电子对，空间结构为Ｖ形，可通过 Ｘ射线衍射法测定 其空间结构，Ｃ正确；Ｎａ２Ｏ２中 Ｎａ ＋和 Ｏ２－２ 间存在离子键，Ｏ ２－ ２ 中Ｏ原子与Ｏ原子间含非极性键，Ｄ错误；故选ＡＤ． １９．（１）１ （２）ｓｐ２、ｓｐ３　ｓｐ２ （３）１　１ （４）Ｈ—Ｏ的键能大于Ｈ—Ｎ的键能 ２０．（１）ａ （２）Ｈ∶Ｏ ·· ·· ∶Ｉ ·· ·· ∶ （３）１７２　低 （４）碘 （５）ｓｐ３ （６）氢键、范德华力 第３２期阶段测试卷（一）参考答案 一、选择题 １．Ａ ２．Ｂ　固态水中和液态水中含有氢键，当雪花→水→水蒸 气主要是氢键、分子间作用力被破坏，但属于物理变化，共价键 没有破坏；水蒸气→氧气和氢气，为化学变化，破坏的是极性共 价键，故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次 是氢键、分子间作用力、极性键． ３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｃ ６．Ｄ　有机物样品中的质荷比的最大值为该物质的相对 分子质量，从图中可知该有机物的相对分子质量为 １６，即为 ＣＨ４． ７．Ｄ　８．Ｄ ９．Ｂ　Ｓ２Ｃｌ２分子中 Ｓ—Ｃｌ属于极性键，Ｓ—Ｓ属于非极性 键，分子结构不对称，属于极性分子，Ｂ错误． １０．Ｄ　短周期主族元素Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ的原子序数依次增大， Ｙ与Ｗ位于同一主族，Ｗ在同周期主族元素的基态原子中第 一电离能最大，则Ｗ为Ｃｌ元素，Ｙ为Ｆ元素，Ｘ与Ｙ位于不同 周期，Ｘ为Ｈ元素，Ｙ、Ｚ原子的最外层电子数之和等于它们的 内层电子总数之和，则Ｚ为Ｐ元素，据此分析解答． １１．Ｄ　已知ＣＯ２的结构简式为  Ｏ Ｃ Ｏ，故ＣＯ２分子中 σ键和π键个数比为１∶１，Ａ正确；甲醇中含有羟基，故甲醇能 够形成分子间氢键，甲醛中不含氢键，故导致甲醇的沸点高于 甲醛的，Ｂ正确；已知同时连有４个互不相同的原子或原子团 的碳原子为手性碳原子，结合题干淀粉的结构简式可知，淀粉 分子中存在手性碳原子，Ｃ正确；ＣＨ３ＯＨ分子中Ｃ原子周围形 成４个σ键，则其价层电子对数为４，采用 ｓｐ３杂化，而二羟基 丙酮分子（ＨＯ  Ｏ ＯＨ）中羰基碳原子周围形成了 ３个 σ 键，无孤电子对，价层电子对数为３，采用ｓｐ２杂化，另外两个饱 和碳原子周围形成４个σ键，则其价层电子对数为４，采用ｓｐ                                                                      ３ —６— 高中化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期 杂化，Ｄ错误． １２．Ｂ　Ｂ元素的最高化合价是最低化合价绝对值的３倍， 则最高化合价为＋６价，它的最高价氧化物为 ＢＯ３，其中含氧 ６０％，设Ｂ的相对原子质量为Ａｒ，则有 Ａｒ Ａｒ＋４８ ＝４０％，解得Ａｒ＝ ３２，则Ｂ为Ｓ元素，可推知Ａ为Ｏ元素，Ｄ为Ｐ元素，Ｅ为Ｃｌ元 素，Ｃ为 Ｓｅ元素．同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大 趋势，但Ｐ原子的３ｐ轨道为半充满状态，较稳定，其元素第一 电离能大于Ｓ元素，Ａ错误；Ｓ元素最高价氧化物对应的水化 物为硫酸，硫酸是强酸，可与强碱 ＮａＯＨ反应，Ｂ正确；Ａ为 Ｏ 元素，空气中含量最多的元素是Ｎ元素，Ｃ错误；元素的非金属 性越强，对应的简单气态氢化物越稳定，则简单气态氢化物的 稳定性的顺序为Ｄ＜Ｂ＜Ｅ，Ｄ错误． １３．Ａ　基态Ｘ、Ｙ、Ｎ原子核外未成对电子数均为２，电子 排布为ｎｓ２ｎｐ２或ｎｓ２ｎｐ４，且Ｘ、Ｎ位于同一主族，Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｍ、 Ｎ、Ｏ、Ｑ为原子序数依次递增的１～２０号元素，则Ｘ为Ｃ元素， Ｎ为Ｓｉ元素，Ｙ为Ｏ元素．Ｚ、Ｍ、Ｏ、Ｑ均为金属元素，则Ｚ、Ｍ可 能为Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ中的两种；Ｏ、Ｑ分别为 Ｋ元素、Ｃａ元素，组成 白云石［ＣａＺ（ＣＯ３）２］，根据元素化合价代数和为零可知，Ｚ为 Ｍｇ元素，则Ｍ为Ａｌ元素；同理可知，Ｗ为 Ｈ元素，组成云母 ［ＫＡｌ２（ＡｌＳｉ３Ｏ１０）（ＯＨ）２］，则Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｑ分别为 Ｈ、 Ｃ、Ｏ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ．基态 Ｓｉ原子核外电子排布式为 １ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ２，空间运动状态有８种，Ａ正确；同周期从左到 右，元素电负性逐渐变大，同主族反之，则电负性：Ｏ＞Ｃ＞Ｓｉ，Ｂ 错误；金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，由金 属性：Ｋ＞Ｃａ＞Ｍｇ＞Ａｌ，则碱性：ＫＯＨ＞Ｃａ（ＯＨ）２＞Ｍｇ（ＯＨ）２＞ Ａｌ（ＯＨ）３，Ｃ错误；Ｈ、Ｃ、Ｏ所形成的羧酸是 ＣＨ３ＣＯＯＨ，其羧基 中羟基的极性小于甲酸中的，故酸性比甲酸的弱，Ｄ错误． １４．Ｂ　Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ为短周期元素构成的四种物质，它们有 转化关系Ａ Ｏ → ２ Ｂ Ｏ → ２ Ｃ Ｈ２ → Ｏ Ｄ，且Ｄ为强电解质，中学常见物 质中Ｎ、Ｓ、Ｎａ元素的单质及其化合物符合转化关系，据此分析 判断．若 Ａ为非金属单质，能连续氧化且产物 Ｄ为强电解质， 则Ａ可能为Ｎ２或 Ｓ，其中氮气与镁反应的产物为 Ｍｇ３Ｎ２，阴、 阳离子的个数比为２∶３，Ａ正确；若 Ａ为非金属单质，Ａ为 Ｎ２ 或Ｓ，氮元素处于第二周期第ⅤＡ族，硫元素处于第三周期第 ⅥＡ族，Ｂ错误；若 Ａ为 Ｎ２或 ＮＨ３，均可生成 Ｄ（硝酸），Ｃ正 确；若Ａ是共价化合物，Ａ可能为 ＮＨ３或 Ｈ２Ｓ，０．１ｍｏｌＮＨ３分 子中含有的电子数为ＮＡ，Ｄ正确． １５．Ａ　短周期主族元素Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ的原子序数依次增大， Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ均是由这些元素组成的二元化合物，０．０５ｍｏｌ／Ｌ乙 溶液ｐＨ为ｌ，说明乙为二元强酸，甲是元素 Ｘ的单质，是常见 的固态非金属单质，Ｋ是无色气体，是主要的大气污染物之一， 则甲为碳、乙为硫酸、Ｋ为二氧化硫；由转化关系可知，乙的浓 溶液与碳共热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，Ｌ和 Ｎ组成 元素相同，Ｎ能与二氧化硫反应生成硫酸，则Ｌ为水、Ｍ为二氧 化碳、Ｎ为过氧化氢，所以Ｗ为Ｈ元素、Ｘ为Ｃ元素、Ｙ为Ｏ元 素、Ｚ为Ｓ元素．水分子能形成分子间氢键，硫化氢不能形成分 子间氢键，则水分子的沸点高于硫化氢的，Ａ错误；元素的非金 属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，硫元素的 非金属性强于碳元素的，则硫酸的酸性强于碳酸的，Ｂ正确；二 氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为２，碳原子的杂化方式 为ｓｐ杂化，水分子中氧原子的价层电子对数为４，氧原子的杂 化方式为 ｓｐ３杂化，Ｃ正确；由分析可知，反应①为 Ｃ＋ ２Ｈ２ＳＯ４（浓） △ ＣＯ２↑ ＋２ＳＯ２↑ ＋２Ｈ２Ｏ，反应②为 ＳＯ２＋ Ｈ２Ｏ ２ Ｈ２ＳＯ４，反应中均有元素化合价发生变化，均属于氧化 还原反应，Ｄ正确． 二、填空题 １６．（１）２ｓ２２ｐ６　３　ｓｐ３ （２）①                                                                      正四面体形 —７— 高中化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期 ②Ｐ＞Ｓ＞Ｓｉ （３）直线形 （４）Ｎａ＜Ａｌ＜Ｆ　ＡｌＣｌ３是共价化合物，在熔融状态下不会 电离出自由移动的阴、阳离子，即熔融状态下不导电 １７．（１）洪特规则 （２）小于 （３）离子键 （４）３ （５）ｃ （６）［Ａｒ］３ｄ５ 或 １ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ５　 ３Ｆｅ＋８Ｈ＋ ＋ ２ＮＯ－３ ３Ｆｅ ２＋＋２ＮＯ↑＋４Ｈ２Ｏ １８．（１）第二周期第ⅥＡ族 （２）Ｍｇ （３）Ａｌ３＋ （４）ＨＣｌＯ４ （５）２Ｎａ２Ｏ２＋２ＣＯ ２ ２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｏ２　ａｂｃ （６）Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２ Ｓ ２Ｈ２Ｏ＋Ｓ↓ （７）ＢＤ 解析：已知Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ是原子序数依次增大的短 周期主族元素，Ａ是原子半径最小的元素，Ａ为Ｈ元素，Ｄ与Ａ 同主族，Ｄ为Ｎａ元素；Ａ与Ｂ形成的一种化合物能使湿润的红 色石蕊试纸变蓝，该化合物为ＮＨ３，Ｂ为Ｎ元素；Ｂ、Ｄ、Ｅ最外层 电子数之和为８，则Ｅ最外层电子数为２，Ｅ为Ｍｇ元素；Ｆ是地 壳中含量最高的金属元素，Ｆ为 Ａｌ元素；Ｇ的单质常出现在火 山喷口，Ｇ为Ｓ元素，则Ｈ只能是Ｃｌ元素，Ｃ与Ｇ同主族，Ｃ为 Ｏ元素．据此分析解答． １９．（１）Ｋ　Ｎ （２）Ｋ４［Ｆｅ（ＣＮ）６］　２ＮＡ　ｄｅ （３） ３ｄ ↑↓↑↓↑↓↑ ↑ 　①③④　平面三角形　加成产物 ＣＨ３ＯＨ分子之间能形成氢键，导致物质的熔、沸点反常的高 解析：前四周期原子序数依次增大的六种元素 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、 Ｅ、Ｆ中，Ａ、Ｂ属于同一短周期元素且相邻，Ａ元素所形成的化合 物种类最多，则Ａ为Ｃ元素，Ｂ为Ｎ元素；Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ是位于同一 周期的金属元素，只能处于第四周期，基态Ｃ、Ｆ原子的价层电子 中未成对电子数均为１，且Ｃ、Ｆ原子的核外电子数相差１０，可推 知Ｃ为Ｋ元素、Ｆ为Ｃｕ元素；基态Ｄ、Ｅ原子的价层电子中未成 对电子数分别为４、２，且原子序数相差２，基态Ｄ、Ｅ原子的价层 电子排布式分别为３ｄ６４ｓ２、３ｄ８４ｓ２，故 Ｄ为 Ｆｅ元素、Ｅ为 Ｎｉ元 素．据此分析解答                                               ． —８— 高中化学人教（选择性必修２）　第２９～３２期