题型01 价键理论-价层电子对互斥模型与杂化理论（北京专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学下学期期中真题分类汇编

专题01 价键理论-价层电子对互斥模型和杂化理论 内容概览 题型1 价层电子对互斥模型 题型2 杂化理论 题型1 价层电子对互斥模型 1．（2023-2024高二下·北京市第三十一中·校考期中）下列化学用语或图示表达正确的是 A．的电子式为 B．的VSEPR模型为   C．电子云图为   D．基态原子的价层电子轨道表示式为   【答案】C 【解析】 A．氯化钠是离子化合物，其电子式是  ，A项错误； B．氨分子的VSEPR模型是四面体结构，B项错误： C．p能级电子云是哑铃(纺锤)形，C项正确； D．基态铬原子的价层电子轨道表示式是  ，D项错误； 故选C。 2.（2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中）科学家研究发现分子在半导体光催化的作用下可被捕获转化为(过程如图所示)。下列说法不正确的是 A．分子中原子杂化方式为 B．和的空间结构相同 C．反应的化学方程式： D．该过程可以实现太阳能向化学能的转化 【答案】B 【解析】A．分子中，N提供5个电子，3个H共提供3个电子，所以4对价电子sp3杂化，有1对孤对电子，分子构型三角锥形，A正确； B．由A可知分子的空间结构是三角锥形，分子中的中心原子O为sp3杂化，的空间构型为 V 形，B错误； C．分析图片中反应过程可知，总反应的化学方程式为：，C正确； D．由题中图片可知，该过程可以将太阳能转化为化学能，D正确； 故选B。 3．（2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．CH3CH(CH2CH3)2分子中不具有旋光性的碳原子 B．基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为： C．碳原子的杂化方式只有1种 D．的VSEPR模型： 【答案】C 【解析】A．CH3CH(CH2CH3)2分子中，与-CH3相连的C原子上同时连接2个-CH2CH3，该碳原子不具有手性，所以该分子不具有旋光性的碳原子，A正确； B．基态24Cr原子的价电子排布式为3d54s1，则其价层电子轨道表示式为：，B正确； C．碳原子的价层电子对数有3、4两种，则杂化方式有sp2、sp3共2种，C不正确； D．的中心S原子的价层电子对数为=4，发生sp3杂化，其最外层有1个孤电子对，则VSEPR模型为，D正确； 故选C。 4．2023-2024高二下·北京市第三十一中·校考期中）用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是 A．直线形；三角锥形 B．V形；三角锥形 C．直线形；平面三角形 D．V形；平面三角形 【答案】D 【解析】H2S中S的孤电子对数为×（6-2×1）=2，σ键电子对数为2，S的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体型，去掉孤电子对，H2S的立体构型为V形；BF3中B的孤电子对数为×（3-3×1）=0，σ键电子对数为3，B的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，由于B上没有孤电子对，BF3的立体构型为平面三角形；答案选D。 5．（2023-2024高二下·北京市顺义一中·校考期中）下列分子或离子中，VSEPR模型和空间结构一致的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．H2O中心原子中氧原子的价层电子对数为2+=4，氧原子采取sp3杂化，H2O的VSEPR模型为四面体形，有2个孤对电子，空间结构为V形，二者不一致，A错误； B．中心原子中氮原子的价层电子对数为，氮原子采取sp3杂化，的VSEPR模型为四面体形，有0个孤对电子，空间结构为四面体形，二者一致，B正确； C．SO2分子中S原子的价层电子对数为2+=3，其VSEPR模型为平面三角形，含有1对孤电子对，则SO2的空间结构为V形，二者不一致，C错误； D．NH3中心原子N周围的价层电子对数为：=4，其VSEPR模型为四面体形，且有一对孤电子对，故其空间结构为三角锥形，二者不一致，D错误； 故选B。 6．（2023-2024高二下·北京市顺义一中·校考期中）有机反应过程中，随反应条件不同，成键的碳原子可以形成碳正离子()、碳负离子()、甲基()等微粒。下列说法不正确的是 A．的电子式是 B．的空间构型为平面三角形 C．键角： D．中所有的原子不都在一个平面内 【答案】C 【解析】A．中碳原子有一个电子未共用电子对，其电子式是 ，A项正确； B．中心原子周围有3个键，孤电子对数为，故为平面三角形，B项正确； C．由于没有孤电子对，有一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用，故键角：，C项错误； D．中心原子周围3个键，1个孤电子，故其空间结构为三角锥形，即所有的原子不都在一个平面内，D项正确； 答案选C。 7．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如下图所示，从结构角度分析R中两种阳离子的不同之处是 A． 中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数 B． C．空间结构 D．共价键类型 【答案】C 【分析】R中的阳离子为和，中N原子形成4个σ键，不含孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，空间构型为正四面体，中O原子形成3个σ键，含有1个孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，空间构型为三角锥形。 【解析】A．由上述分析可知，和中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化，故A不符合题意； B．由上述分析可知，和中心原子的价层电子对数均为4，故B不符合题意； C．的空间构型为正四面体，的空间构型为三角锥形，故C符合题意； D．和中含有的共价键均为σ键，故D不符合题意； 答案选C。 题型2 杂化理论 1．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）下列关于乙烯的说法不正确的是 A．碳原子均采用sp2杂化，键角接近120° B．分子中总共有5个σ键和1个π键 C．π键由2个碳原子的p轨道“头碰头”重叠而成 D．碳碳双键中的π键键能比σ键的小，易断裂，因此乙烯易发生加成反应 【答案】C 【解析】A． 碳原子均采用sp2杂化，价层电子对构型是平面三角形，键角接近120°，故A正确； B． 分子中总共有5个σ键（4个C-H，1个C-C键）和1个π键（C=C中有π键），故B正确； C． π键由2个碳原子的p轨道“肩并肩”重叠而成，“头碰头”重叠而成的是σ键，故C错误； D． 碳碳双键中的π键键能比σ键的小，易断裂，因此乙烯易发生加成反应，故D正确； 故选C。 2．下列说法正确的是 A．HCl和Cl2分子中均含有s-pσ键 B．NH3和NH的VSEPR模型模型和空间结构均一致 C．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 D．酸性：CH3COOH>CHCl2COOH>CCl3COOH 【答案】C 【解析】A．HCl分子中含有s-pσ键，Cl2分子中含有p-pσ键，故A错误； B．NH3和NH的VSEPR模型为四面体，NH3空间结构为三角锥，NH空间结构为正四面体，故B错误； C．Si原子半径大于C原子，键长越短键能越大，键长Si—Si>C—Si>C—C，所以沸点：晶体硅<碳化硅<金刚石，故C正确； D．氯原子是吸电子基，甲基是推电子基，所以酸性：CH3COOH<CHCl2COOH<CCl3COOH，故D错误； 选C。 3．（2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中）三氟乙酸乙酯是一种重要的含氟有机中间体，其结构如下。下列说法不正确的是 A．分子中O和F的第一电离能：O < F B．分子中四个碳原子在同一条直线上 C．分子中碳原子有sp2和sp3两种杂化类型 D．三氟乙酸乙酯分子中的共价键含有σ键和π键 【答案】B 【解析】A．同一周期元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第族、第族第一电离能大于其相邻元素，、位于同一周期且分别位于第族、第族，所以第一电离能，A正确； B．连接单键的碳原子和氧原子都采用杂化，连接单键的碳原子都具有甲烷结构特点，甲烷分子中最多有个原子共平面，所以该分子中个碳原子一定不共直线，B错误； C．连接单键的碳原子采用杂化，连接双键的碳原子采用杂化，所以该分子中碳原子有、两种杂化类型，C正确； D．单键为键，双键中一个为键，另外一个是键；则三氟乙酸乙酯分子中的共价键含有键和键， D正确； 故选B。 4．（2023-2024高二下·北京市第六十六中·校考期中）3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病)，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 A．分子中0原子和N原子均为杂化 B．分子中的键角大于的键角 C．分子中的极性大于的极性 D．分子中含有手性碳原子 【答案】B 【解析】A． 分子中O原子和N原子的价层电子对数均为4，故均为杂化，A正确； B．N有一对孤对电子，O有两对孤对电子，孤对电子对成键电子排斥，键角变小，O的孤对电子多，排斥作用大，分子中的键角小于的键角，B不正确； C．电负性O＞N＞H，分子中的极性大于的极性，C正确； D．手性碳原子一定是饱和碳原子，手性碳原子所连接的四个基团要是不同的。则分子中含有手性碳原子、例如 ，D正确； 答案选B。 5．（2023-2024高二下·北京市回民学校·校考期中）H2O2是常用的氧化剂，其分子结构如图所示，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。下列说法不正确的是 A．分子能形成氢键 B．在分子中只有键没有键 C．O原子采取杂化 D．为非极性分子，溶于 【答案】D 【解析】A．H2O2分子中氢原子与电负性大且原子半径小的氧原子之间相连，可形成氢键，A正确； B．H2O2分子中只有单键，则只有σ键没有π键，B正确； C．H2O2分子中O原子形成两个σ键，有两对孤电子对，因此O原子采取sp3杂化，C正确； D．H2O2分子的结构不对称，为极性分子，根据相似相溶规则，H2O2分子难溶于CCl4，D错误； 故答案为：D。 6．2023-2024高二下·北京市回民学校·校考期中）硒(34Se)在医药、催化、材料等领域有广泛应用，乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如图所示。关于硒及其化合物，下列说法正确的是 A．Se原子在周期表中位于s区 B．乙烷硒啉分子中，C原子的杂化类型都是sp2杂化 C．乙烷硒啉分子的核磁共振氢谱显示有5组峰 D．键角大小：气态SeO3＜SeO 【答案】C 【解析】A．Se原子在周期表的位置是第4周期ⅥA，价层电子排布式为：4s24p4，位于p区，A错误； B．乙烷硒啉分子中，C原子的杂化类型有sp2、sp3，苯环上的C为sp2杂化，此处的C为sp3杂化，B错误； C．乙烷硒啉分子中有5种不同化学环境的氢原子，C正确； D．SeO3中硒原子的价层电子对数3，孤电子对数为 0，分子的空间结构为平面三角形，键角为 120°，SeO中硒原子的价层电子对数4，孤电子对数为1，离子的空间结构为三角锥形，键角小于120°，键角大小：气态SeO3>SeO，D错误； 故选C。 7．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）酒石酸是一种有机弱酸，其分子结构模型如图。下列说法不正确的是 A．酒石酸中各元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H B．酒石酸中碳原子有、两种杂化方式 C．酒石酸最多能与金属钠发生反应 D．常温下，酒石酸氢钾水溶液，说明酒石酸氢根的电离程度大于其水解程度 【答案】C 【解析】A．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；酒石酸中各元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H，故A正确； B．酒石酸中饱和碳原子为杂化，羧基中碳原子为为杂化，故B正确； C．羧基和羟基均可以和钠单质反应，故酒石酸最多能与金属钠发生反应，故C错误； D．常温下，酒石酸氢钾水溶液，说明酒石酸氢根的电离程度大于其水解程度，导致氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，故D正确； 故选C。 8．（2023-2024高二下·北京市第三十一中·校考期中）甲醇()空气氧化法是生产工业甲醛()的常用方法。发生反应为 2+ （1）的中心原子上的孤电子对数为 。 （2）分子内σ键与π键个数之比为 。 （3）的空间结构为 。 （4）分子中碳原子的杂化轨道类型为 。 （5）甲醇氧化生成时，会产生、、等副产物。相同条件下，的沸点比的高，主要原因为 。 （6）工业上利用甲醛易溶于水的性质吸收产品，解释甲醛易溶于水的原因： 。 【答案】（1）2 （2）3:1 （3）平面三角形 （4）sp2 （5）CO2和O2都属于分子晶体，CO2相对分子质量大，范德华力强 （6）甲醛分子与水分子能形成分子间氢键 【解析】（1）根据价电子对互斥理论可以求得的中心原子O上的孤电子对数为； （2） 单键为σ键，双键中有1个σ键1个π键，根据分子的结构式可知，分子中σ键与π键个数之比为3:1； （3）HCHO分子中中心碳原子形成3个σ键，无孤对电子，其价层电子对数为：3，该分子为平面三角形； （4）HCHO分子中中心碳原子形成3个σ键，无孤对电子，碳原子的杂化轨道类型为sp2； （5）CO2的沸点比O2的高，主要原因为CO2和O2都属于分子晶体，CO2相对分子质量大，范德华力强； （6）甲醛与水分子之间能形成氢键，使得甲醛易溶于水。 9．（2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根()可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。 （1）中心原子S的杂化轨道是 。 （2）比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。 （3）的空间结构是 。 （4）同位素示踪实验可证实中两个S原子的化学环境不同，实验过程为：。过程ii中，断裂的只有硫硫键，若过程i所用试剂是Na232SO3和35S，过程ii含硫产物是 。 （5）MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c nm，结构如图所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为 。 已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 。(1nm=cm) （6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与Au+形成 。分别判断中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由： 。 【答案】（1） （2）第一电离能O＞S；理由：O和S为同主族元素，电子层数S＞O，原子半径S＞O，原子核对最外层电子的吸引作用O＞S （3）四面体形 （4）、 （5）4 。 （6）的中心原子价层电子对个数为且不含孤电子对，则中心原子不能做配位原子，端基原子含有孤电子对，能做配位原子。 【解析】（1）的中心原子硫的价层电子对数是：，为杂化，故答案为：。 （2）同一主族元素，原子半径越小，原子核对最外层电子吸引力越大，最外层电子越难失去电子，、为同一主族元素，氧原子核外有个电子层、硫原子核外有个电子层，则，原子核最外层电子的吸引力大于原子，原子不易失去个电子，所以的第一电离能大于。故答案为:第一电离能；和为同主族元素，电子层数，原子半径，原子核对最外层电子的吸引作用。 （3）和互为等电子体，结构相似，的中心原子价层电子对个数为，且不含孤电子对，则的空间结构为四面体形，所以的空间结构为四面体形，故答案为:四面体形。 （4）过程中的断裂只有硫硫键，根据反应机理可知，反应过程中最终转化为，最终转化为，因此若过程所用的试剂为和，则过程含硫产物是和。故答案为：、。 （5）由晶胞结构可知，位于晶胞的顶点、棱上、面心和体心，所以晶胞中，的个数为：，位于体内，个数为，则晶胞中含有个，所以晶胞体积为：，该晶体密度为：=。故答案为：；。 （6）的中心原子价层电子对个数为，且不含孤电子对，则中心原子不能做配位原子，端基原子含有孤电子对，所以能做配位原子，故答案为:的中心原子价层电子对个数为且不含孤电子对，则中心原子不能做配位原子，端基原子含有孤电子对，能做配位原子。 题型1 价层电子对互斥模型 1．（2023-2024高二下·北京市第三十一中·校考期中）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键 B．三种物质中的碳原子都是杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 【答案】A 【解析】A．原子间优先形成键，三种物质中均存在键，A项正确； B．金刚石中所有碳原子均采用杂化，石墨中所有碳原子均采用杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用杂化，碳碳三键上的碳原子采用杂化，B项错误； C．金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C项错误； D．金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误； 故选A。 2．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）下列叙述正确的是 A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心 B．CC14是非极性分子，分子中C原子处在4个C1原子所组成的正方形的中心 C．H2O是极性分子，分子中O原子处在2个H原子所连成的直线的中央 D．CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中央 【答案】D 【分析】根据价层电子对互斥，价层电子对个数=σ键个数+(a-xb)，确定微粒空间构型和中心原子杂化方式，再根据正负电荷重心是否重合判断分子的极性，据此分析判断。 【解析】A．N与3个H原子形成σ键，孤对电子数为=1，所以N原子采用sp3杂化，为三角锥形分子，N原子没有处在3个H原子所组成的三角形的中心，分子中正负电荷重心不重合，是极性分子，故A错误； B．CCl4中C与4个Cl形成4个σ键，孤对电子数为0，所以C原子采用sp3杂化，为正四面体结构，该分子正负电荷重心重合，为非极性分子，故B错误； C．H2O中O与2个H形成σ键，孤对电子数为=2，所以O原子采用sp3杂化，为V形分子，分子中O原子和2个H原子不在一条直线上，分子中正负电荷重心不重合，为极性分子，故C错误； D．CO2中C与2个O形成σ键，孤对电子数为=0，所以C原子采用sp杂化，为直线形分子，分子中C原子和2个O原子在一条直线上，且C原子处在2个O原子所连成的直线的中央，分子中正负电荷重心重合，为非极性分子，故D正确； 故选D。 3．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）硫酸盐(含、)气溶胶是的成分之一、科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下： 下列说法不正确的是 A．中的O为杂化 B．的VSEPR模型为平面三角形 C．是由极性键形成的极性分子 D．反应过程中涉及氧氢键断裂和硫氧键形成 【答案】B 【解析】A．水的价层电子对= 4，O为sp3杂化，选项A正确； B．价层电子对= 3+1，孤电子对数为1，V S EPR模型为四面体形，选项B错误； C．HNO2只存在极性键，分子的正负中心电荷不重合，形成的是极性分子，选项C正确； D．根据图示，  有氢氧键断裂，转化为的过程中有硫氧键形成，选项D正确；答案选B。 4．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是 A．CS2是V形的分子 B．BF3键角为120°，H2O键角大于120° C．CH2O、都是平面三角形的分子 D．PCl3、PCl5都是三角锥形的分子 【答案】C 【解析】A．CS2的结构式为S=C=S，C原子价层电子对个数为2+=2+0=2，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断CS2的空间构型为直线形，A错误； B．BF3分子中，B原子价层电子对个数为3+=3+0=3，无孤对电子，根据价层电子对互斥理论判断BF3的空间构型为平面正三角形，键角为120°；H2O分子中，O原子价层电子对个数为2+=2+2=4，且含2个孤电子对，所以O原子采用sp3杂化，H2O的空间构型为V形，键角小于120°；B错误； C．CH2O分子中，C原子形成3个σ键，C原子采用sp2杂化，CH2O的空间构型为平面三角形；中，N原子形成3个σ键，孤对电子数为=0，N原子采用sp2杂化，的空间构型为平面三角形；C正确； D．PCl3分子中，P原子价层电子对个数为3+=3+1=4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断PCl3的空间构型三角锥形；PCl5分子中，P原子价层电子对个数为5+=5+0=5，不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断PCl5的空间构型为三角双锥形；D错误； 故选C。 5．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大 B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子 C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子 【答案】D 【解析】CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，根据相似相溶原理可知碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，与相对分子质量、是否是直线形分子、是否含有氢元素等没有直接的关系，故选D。 题型2 杂化理论 1．（2023-2024高二下·北京市第五中学·校考期中）氮化硼晶体存在多种结构，其中六方相氮化硼具有与石墨晶体相似的层状结构，立方相氮化硼具有与金刚石相似的结构。下列说法正确的是 A．两种氮化硼中均有氮硼原子间的σ键 B．两种氮化硼中的氮原子都是sp3杂化 C．两种氮化硼的晶体类型相同 D．两种氮化硼均能导电 【答案】A 【解析】A．根据图示可知：在六方相氮化硼层内含有N-B键，立方相氮化硼具有与金刚石相似的结构，全部是N-B键结合，它们都是σ键，A正确； B．六方相氮化硼层内含有N-B键，B原子形成的σ键为3，无孤电子对，氮原子是sp2杂化；立方相氮化硼具有与金刚石相似的结构，氮原子是sp3杂化，B错误; C．两种氮化硼的晶体类型不同，前者是混合晶体，后者是共价晶体，C错误； D．六方相氮化硼具有与石墨晶体相似的层状结构，存在没有形成共价键的自由移动的电子，因此能够导电，二立方相氮化硼具有与金刚石相似的结构，原子全部形成共价键，无自由移动的电子，因此不能导电，D错误； 故合理选项是A。 2．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用，但口服该药对胃、肠道有刺激性，可以对该分子进行如图所示的成酯修饰。下列说法不正确的是 A．布洛芬和成酯修饰产物的分子中苯环上的一氯代物的种数不同 B．布洛芬和成酯修饰产物的分子中均含手性碳原子 C．布洛芬和成酯修饰产物均可发生取代反应、加成反应 D．布洛芬和成酯修饰产物的分子中碳原子均有、两种杂化方式 【答案】A 【解析】A．布洛芬和成酯修饰产物的分子中含有的苯环都是上下对称有两个不同的取代基，所以一氯代物的种数相同，A错误； B．连接四个不同原子或基团的碳原子，称为手性碳原子，布洛芬和成酯修饰产物中均含1个手性碳原子(与羧基或酯基相连碳原子)，B正确； C．布洛芬和成酯修饰产物结构中都有苯环都可发生加成反应，结构中碳原子上均连接氢原子都可发生取代反应，C正确； D．布洛芬结构中构成环和羧基的碳原子是杂化方式，其它碳原子是杂化方式，成酯修饰产物中构成环和酯基的碳原子是杂化方式，其它碳原子是杂化方式，D正确； 故选A。 3．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）下列叙述正确的是 A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心 B．CC14是非极性分子，分子中C原子处在4个C1原子所组成的正方形的中心 C．H2O是极性分子，分子中O原子处在2个H原子所连成的直线的中央 D．CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中央 【答案】D 【分析】根据价层电子对互斥，价层电子对个数=σ键个数+(a-xb)，确定微粒空间构型和中心原子杂化方式，再根据正负电荷重心是否重合判断分子的极性，据此分析判断。 【解析】A．N与3个H原子形成σ键，孤对电子数为=1，所以N原子采用sp3杂化，为三角锥形分子，N原子没有处在3个H原子所组成的三角形的中心，分子中正负电荷重心不重合，是极性分子，故A错误； B．CCl4中C与4个Cl形成4个σ键，孤对电子数为0，所以C原子采用sp3杂化，为正四面体结构，该分子正负电荷重心重合，为非极性分子，故B错误； C．H2O中O与2个H形成σ键，孤对电子数为=2，所以O原子采用sp3杂化，为V形分子，分子中O原子和2个H原子不在一条直线上，分子中正负电荷重心不重合，为极性分子，故C错误； D．CO2中C与2个O形成σ键，孤对电子数为=0，所以C原子采用sp杂化，为直线形分子，分子中C原子和2个O原子在一条直线上，且C原子处在2个O原子所连成的直线的中央，分子中正负电荷重心重合，为非极性分子，故D正确； 故选D。 4．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）下列说法不正确的是 A．沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛 B．键角：NH3>H2O C．熔点：晶体硅>碳化硅>金刚石 D．酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH > CH3COOH 【答案】C 【解析】A．由于对羟基苯甲醛含有分子间氢键，邻羟基苯甲醛含有分子内氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此沸点：对羟基苯甲醛＞邻羟基苯甲醛，A正确； B．NH3、H2O中心原子都是sp3杂化，轨道构型为四面体形，NH3中存在1对孤电子对，H2O中存在2对孤电子对，孤对子对数越多，键角越小，所以键角：NH3＞H2O，B正确； C．三者都为原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，原子半径：Si>C，因此熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，C错误； D．Cl电负性较大，对电子的吸引能力较强，会导致-COOH中O-H的极性增大，越容易断键电离出H+，酸性越强，Cl原子越多，酸性越强，则酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH > CH3COOH，D正确； 故选C。 5．（2023-2024高二下·北京市第六十六中·校考期中）钛酸钡具有优良的介电、压电特性，主要用于电容器、自动温控等领域。 （1）钛元素为22号元素，在周期表中的位置为 ，属于周期表的 区 （2）钡元素在自然界中主要以重晶石形式存在，其成分为 BaSO4 ，SO的空间构型为 ，其中 S原子的杂化方式为 。 （3）卤化钠(NaX)和四卤化钛(TiX4)的熔点如图所示， ①解释NaX熔沸点逐渐降低的原因 ②解释TiX4熔沸点先降低后逐渐增大的原因 （4）钛酸钡的晶胞结构如图所示，在该晶胞结构中，钛离子、钡离子、氧离子的个数比为 ；晶体中每个氧离子周围与其距离最近且相等的钡离子的数量是 ；其晶胞参数约为 a nm，钛酸钡晶体的密度 ρ= g/cm3(设阿伏加德罗常数的值为 NA，钛酸钡的摩尔质量为Mg/mol，1 nm =10-9 m用含 a、M、NA的代数式表示)。 【答案】（1）第四周期第IVB 族 d （2）正四面体 sp3 （3）NaX均为离子晶体，随着离子半径的增加，离子键能逐渐减小，熔沸点逐渐降低 TiF4为离子晶体，熔沸点高于分子晶体，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，随着相对分子质量的增大熔沸点升高 （4）1：1：3 4 【解析】（1）Ti在周期表中位于第四周期第IVB族，基态钛原子价电子的电子排布[Ar]3d24s2，位于周期表的d区； （2）对于，根据VSEPR理论，价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数=4+0=4，所以为正四面体形；根据杂化轨道理论，中心S为sp3杂化； （3）①NaX是离子晶体，成键的离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，熔点越高；NaX均为离子晶体，随着离子半径的增加，离子键能逐渐减小，熔沸点逐渐降低； ②TiF4的熔点反常高是因为氟的电负性强，与+4价钛形成离子键，而不是形成共价键，为离子晶体，其余TiX4熔点不高，是因为两原子电负性相差不大，形成以共价键为主的分子晶体，则TiF4为离子晶体，熔沸点高于分子晶体，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，随着相对分子质量的增大熔沸点升高； （4）根据均摊法，顶角粒子占 ，棱上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，所以1个晶胞中含有Ba2+的数量为1，含有Ti4+的数量为，含有O2-的数量为，所以该晶胞结构中，钛离子、钡离子、氧离子的个数比为1：1：3；该物质的化学式为BaTiO3；晶胞中O2-均处于棱心，周围与之等距且最近的Ba2+处于体心，晶体中每个氧离子周围与其距离最近且相等的钡离子的数量是4；一个晶胞体积为，所以晶体密度为。 6．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）富马酸可用于生产补铁剂富马酸亚铁，结构如图。 （1）富马酸的分子式 ，含有官能团的名称是 、 。 （2）富马酸分子中，键与键的个数比为 。 （3）依据结构分析，下列几种溶剂中，可以溶解富马酸的是 (填字母序号) 四氯化碳 乙醇 苯 （4）富马酸能够在一定条件下生成高分子化合物，写出化学反应方程式 ，反应类型 。 （5）富马酸亚铁中，碳原子的杂化类型是 ，所含非金属元素的电负性由大到小顺序是 。 （6）富马酸的一种同分异构体马来酸结构如图。富马酸的熔点为，而马来酸熔点仅为，其熔点差异较大的原因是 。 【答案】（1） 羧基 碳碳双键 （2） （3） （4） 加聚反应 （5）杂化 （6）富马酸可以形成分子间氢键，马来酸可以形成分子内氢键 【解析】（1）富马酸的分子式，由图可知，富马酸分子中含有官能团的名称是羧基、碳碳双键，故答案为：羧基、碳碳双键； （2）单键均为σ键，1个双键中含有1个σ键1个π键，则富马酸分子中，σ键与π键的个数比为11∶3，故答案为：11∶3； （3）富马酸含有羧基，能与乙醇形成氢键，导致其易溶于乙醇，故b正确，故答案为：b； （4） 富马酸能够在一定条件下发生加聚反应生成高分子化合物，化学反应方程式 ，反应类型是加聚反应； （5）富马酸亚铁中酯基碳、碳碳双键两端的碳均为sp2杂化；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱，故所含非金属元素的电负性由大到小顺序是：O＞C＞H，故答案为：sp2杂化；O＞C＞H； （6）富马酸可以形成分子间氢键，马来酸可以形成分子内氢键，导致富马酸沸点远高于马来酸，故答案为：富马酸可以形成分子间氢键，马来酸可以形成分子内氢键。 7．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）碳和硅是同主族元素，但是和的性质和应用却有着很大差异。 （1）原子结构与元素性质分析 ①基态碳原子占据的最高能级的原子轨道的形状是 (填名称)。 ②基态的价层电子轨道表示式是： 。 （2）微粒间相互作用与物质性质 ①和中同时存在和键的是 (填化学式)。 ②分子的空间结构是 ，碳原子的杂化轨道类型为 ； ③晶体结构如图所示，硅原子的杂化轨道类型为 。 （3）不同聚集状态的物质与性质 ①与同主族，但与的熔沸点等物理性质差距很大，请从晶体结构角度解释其原因 。 ②干冰晶体结构如图所示，下列关于与叙述正确的是 。 固体一定是晶体 干冰晶体中，每个周围紧邻12个 晶胞中，含有原子8个和原子16个 ③某种含硅化合物晶胞结构如图所示，这种含硅化合物的化学式为 。 ④已知该化合物的晶胞边长为，阿伏加德罗常数的值为，则其晶体的密度为 。 【答案】（1）哑铃形 （2） 直线形 （3）二氧化硅是原子晶体，CO2是分子晶体，一般来说原子晶体熔沸点高于分子晶体熔沸点 【解析】（1）①基态C原子的核外电子排布为1s22s22p2，电子占据最高能级为2p,p轨道的形状为哑铃形，故答案为：哑铃形； ②基态Si原子的价电子排布式为3s23p2，轨道表示式为； （2）①CO2的结构式为O=C=O，一个碳氧双键含有1个σ键和1个π键，但原子半径Si＞O，导致SiO2的结构只含有Si-O键，不含有π键，则CO2和SiO2中同时存在σ键和π键的是CO2，故答案为：CO2； ②CO2的结构式为O=C=O，中心C原子的价层电子对数为2，不含有孤电子对，其VSEPR模型和空间构型均为直线形，C原子采取sp杂化； ③SiO2晶体图中硅原子的价层电子对数为4，其VSEPR模型为正四面体，Si原子采取sp3杂化； （3）①共价键的作用远大于分子间作用力，使共价晶体熔沸点比分子晶体熔沸点高，SiO2是共价晶体、CO2是分子晶体，所以SiO2的熔沸点高于CO2； ②a．SiO2其存在形态有结晶形和无定形两大类，存在非晶态的，则固体SiO2不一定是晶体，故a错误； b．干冰晶体中顶点处CO2分子紧邻的CO2分子位于面心处，数目为3×8×=12，故b正确； c．SiO2晶跑中，4个Si处于晶胞内部，其他的Si原子处于顶点、面心位置，Si原子数目=4+8×+6×=8，16个Si原子均位于体内，即SiO2晶胞中，含有Si原子8个和O原子16个，故c正确； 故答案为：bc； ③含硅化合物晶胞图中，8个Mg原子位于体内，Si原子处于顶点、面心位置，数目为8×+6×=4，Mg、Si数目之比为2：1，其化学式为Mg2Si,故答案为：Mg2Si； ④该化合物中含有8个Mg原子，4个Si原子，则晶胞的质量m=,晶胞的体积V=a3cm3，晶体的密度ρ=。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 价键理论-价层电子对互斥模型和杂化理论 内容概览 题型1 价层电子对互斥模型 题型2 杂化理论 题型1 价层电子对互斥模型 1．（2023-2024高二下·北京市第三十一中·校考期中）下列化学用语或图示表达正确的是 A．的电子式为 B．的VSEPR模型为   C．电子云图为   D．基态原子的价层电子轨道表示式为   2.（2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中）科学家研究发现分子在半导体光催化的作用下可被捕获转化为(过程如图所示)。下列说法不正确的是 A．分子中原子杂化方式为 B．和的空间结构相同 C．反应的化学方程式： D．该过程可以实现太阳能向化学能的转化 3．（2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．CH3CH(CH2CH3)2分子中不具有旋光性的碳原子 B．基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为： C．碳原子的杂化方式只有1种 D．的VSEPR模型： 4．2023-2024高二下·北京市第三十一中·校考期中）用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是 A．直线形；三角锥形 B．V形；三角锥形 C．直线形；平面三角形 D．V形；平面三角形 5．（2023-2024高二下·北京市顺义一中·校考期中）下列分子或离子中，VSEPR模型和空间结构一致的是 A． B． C． D． 6．（2023-2024高二下·北京市顺义一中·校考期中）有机反应过程中，随反应条件不同，成键的碳原子可以形成碳正离子()、碳负离子()、甲基()等微粒。下列说法不正确的是 A．的电子式是 B．的空间构型为平面三角形 C．键角： D．中所有的原子不都在一个平面内 7．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如下图所示，从结构角度分析R中两种阳离子的不同之处是 A． 中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数 B． C．空间结构 D．共价键类型 题型2 杂化理论 1．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）下列关于乙烯的说法不正确的是 A．碳原子均采用sp2杂化，键角接近120° B．分子中总共有5个σ键和1个π键 C．π键由2个碳原子的p轨道“头碰头”重叠而成 D．碳碳双键中的π键键能比σ键的小，易断裂，因此乙烯易发生加成反应 2．下列说法正确的是 A．HCl和Cl2分子中均含有s-pσ键 B．NH3和NH的VSEPR模型模型和空间结构均一致 C．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 D．酸性：CH3COOH>CHCl2COOH>CCl3COOH 3．（2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中）三氟乙酸乙酯是一种重要的含氟有机中间体，其结构如下。下列说法不正确的是 A．分子中O和F的第一电离能：O < F B．分子中四个碳原子在同一条直线上 C．分子中碳原子有sp2和sp3两种杂化类型 D．三氟乙酸乙酯分子中的共价键含有σ键和π键 4．（2023-2024高二下·北京市第六十六中·校考期中）3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病)，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 A．分子中0原子和N原子均为杂化 B．分子中的键角大于的键角 C．分子中的极性大于的极性 D．分子中含有手性碳原子 5．（2023-2024高二下·北京市回民学校·校考期中）H2O2是常用的氧化剂，其分子结构如图所示，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。下列说法不正确的是 A．分子能形成氢键 B．在分子中只有键没有键 C．O原子采取杂化 D．为非极性分子，溶于 6．2023-2024高二下·北京市回民学校·校考期中）硒(34Se)在医药、催化、材料等领域有广泛应用，乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如图所示。关于硒及其化合物，下列说法正确的是 A．Se原子在周期表中位于s区 B．乙烷硒啉分子中，C原子的杂化类型都是sp2杂化 C．乙烷硒啉分子的核磁共振氢谱显示有5组峰 D．键角大小：气态SeO3＜SeO 7．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）酒石酸是一种有机弱酸，其分子结构模型如图。下列说法不正确的是 A．酒石酸中各元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H B．酒石酸中碳原子有、两种杂化方式 C．酒石酸最多能与金属钠发生反应 D．常温下，酒石酸氢钾水溶液，说明酒石酸氢根的电离程度大于其水解程度 8．（2023-2024高二下·北京市第三十一中·校考期中）甲醇()空气氧化法是生产工业甲醛()的常用方法。发生反应为 2+ （1）的中心原子上的孤电子对数为 。 （2）分子内σ键与π键个数之比为 。 （3）的空间结构为 。 （4）分子中碳原子的杂化轨道类型为 。 （5）甲醇氧化生成时，会产生、、等副产物。相同条件下，的沸点比的高，主要原因为 。 （6）工业上利用甲醛易溶于水的性质吸收产品，解释甲醛易溶于水的原因： 。 9．（2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根()可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。 （1）中心原子S的杂化轨道是 。 （2）比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。 （3）的空间结构是 。 （4）同位素示踪实验可证实中两个S原子的化学环境不同，实验过程为：。过程ii中，断裂的只有硫硫键，若过程i所用试剂是Na232SO3和35S，过程ii含硫产物是 。 （5）MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c nm，结构如图所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为 。 已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 。(1nm=cm) （6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与Au+形成 。分别判断中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由： 。 题型1 价层电子对互斥模型 1．（2023-2024高二下·北京市第三十一中·校考期中）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键 B．三种物质中的碳原子都是杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 2．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）下列叙述正确的是 A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心 B．CC14是非极性分子，分子中C原子处在4个C1原子所组成的正方形的中心 C．H2O是极性分子，分子中O原子处在2个H原子所连成的直线的中央 D．CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中央 3．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）硫酸盐(含、)气溶胶是的成分之一、科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下： 下列说法不正确的是 A．中的O为杂化 B．的VSEPR模型为平面三角形 C．是由极性键形成的极性分子 D．反应过程中涉及氧氢键断裂和硫氧键形成 4．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是 A．CS2是V形的分子 B．BF3键角为120°，H2O键角大于120° C．CH2O、都是平面三角形的分子 D．PCl3、PCl5都是三角锥形的分子 5．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大 B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子 C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子 题型2 杂化理论 1．（2023-2024高二下·北京市第五中学·校考期中）氮化硼晶体存在多种结构，其中六方相氮化硼具有与石墨晶体相似的层状结构，立方相氮化硼具有与金刚石相似的结构。下列说法正确的是 A．两种氮化硼中均有氮硼原子间的σ键 B．两种氮化硼中的氮原子都是sp3杂化 C．两种氮化硼的晶体类型相同 D．两种氮化硼均能导电 2．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用，但口服该药对胃、肠道有刺激性，可以对该分子进行如图所示的成酯修饰。下列说法不正确的是 A．布洛芬和成酯修饰产物的分子中苯环上的一氯代物的种数不同 B．布洛芬和成酯修饰产物的分子中均含手性碳原子 C．布洛芬和成酯修饰产物均可发生取代反应、加成反应 D．布洛芬和成酯修饰产物的分子中碳原子均有、两种杂化方式 3．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）下列叙述正确的是 A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心 B．CC14是非极性分子，分子中C原子处在4个C1原子所组成的正方形的中心 C．H2O是极性分子，分子中O原子处在2个H原子所连成的直线的中央 D．CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中央 4．（2023-2024高二下·北京市北师大附中·校考期中）下列说法不正确的是 A．沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛 B．键角：NH3>H2O C．熔点：晶体硅>碳化硅>金刚石 D．酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH > CH3COOH 5．（2023-2024高二下·北京市第六十六中·校考期中）钛酸钡具有优良的介电、压电特性，主要用于电容器、自动温控等领域。 （1）钛元素为22号元素，在周期表中的位置为 ，属于周期表的 区 （2）钡元素在自然界中主要以重晶石形式存在，其成分为 BaSO4 ，SO的空间构型为 ，其中 S原子的杂化方式为 。 （3）卤化钠(NaX)和四卤化钛(TiX4)的熔点如图所示， ①解释NaX熔沸点逐渐降低的原因 ②解释TiX4熔沸点先降低后逐渐增大的原因 （4）钛酸钡的晶胞结构如图所示，在该晶胞结构中，钛离子、钡离子、氧离子的个数比为 ；晶体中每个氧离子周围与其距离最近且相等的钡离子的数量是 ；其晶胞参数约为 a nm，钛酸钡晶体的密度 ρ= g/cm3(设阿伏加德罗常数的值为 NA，钛酸钡的摩尔质量为Mg/mol，1 nm =10-9 m用含 a、M、NA的代数式表示)。 6．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）富马酸可用于生产补铁剂富马酸亚铁，结构如图。 （1）富马酸的分子式 ，含有官能团的名称是 、 。 （2）富马酸分子中，键与键的个数比为 。 （3）依据结构分析，下列几种溶剂中，可以溶解富马酸的是 (填字母序号) 四氯化碳 乙醇 苯 （4）富马酸能够在一定条件下生成高分子化合物，写出化学反应方程式 ，反应类型 。 （5）富马酸亚铁中，碳原子的杂化类型是 ，所含非金属元素的电负性由大到小顺序是 。 （6）富马酸的一种同分异构体马来酸结构如图。富马酸的熔点为，而马来酸熔点仅为，其熔点差异较大的原因是 。 7．（2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中）碳和硅是同主族元素，但是和的性质和应用却有着很大差异。 （1）原子结构与元素性质分析 ①基态碳原子占据的最高能级的原子轨道的形状是 (填名称)。 ②基态的价层电子轨道表示式是： 。 （2）微粒间相互作用与物质性质 ①和中同时存在和键的是 (填化学式)。 ②分子的空间结构是 ，碳原子的杂化轨道类型为 ； ③晶体结构如图所示，硅原子的杂化轨道类型为 。 （3）不同聚集状态的物质与性质 ①与同主族，但与的熔沸点等物理性质差距很大，请从晶体结构角度解释其原因 。 ②干冰晶体结构如图所示，下列关于与叙述正确的是 。 固体一定是晶体 干冰晶体中，每个周围紧邻12个 晶胞中，含有原子8个和原子16个 ③某种含硅化合物晶胞结构如图所示，这种含硅化合物的化学式为 。 ④已知该化合物的晶胞边长为，阿伏加德罗常数的值为，则其晶体的密度为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$