第六章 第28讲 分子的空间结构（课件PPT）-【高考领航】2026年高考化学大一轮复习学案

第28讲 分子的空间结构 返回 1 1.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型。　2.能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。 学习 目标 返回 1 1 考点一 2 考点二 3 素养微专题 栏 目 导 引 4 真题链接 随堂检测 5 限时规范训练 返回 1 1．理论要点 (1)价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最___，体系的能量最___。 (2)孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越___，键角越___。 考点一 价层电子对互斥模型 小 低 强 小 返回 1 2．求算中心原子上的价层电子对数 价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数，其中： (1)a表示中心原子的____________。 对于主族元素：a＝___________________________。 对于阳离子：a＝________________________________________。 对于阴离子：a＝___________________________________________。 价电子数 原子的最外层电子数 中心原子的价电子数－离子的电荷数 中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值) 返回 1 (2)x表示_________________________________。 (3)b表示与中心原子结合的原子___________________________(氢为___，其他原子＝______________________________。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1)。 与中心原子结合的原子数 最多能接受的电子数 1 8－该原子的价电子数 返回 1 3．价层电子对互斥模型与分子空间结构 价层电子 对数 σ键电子 对数 中心原子上的孤电子对数 VSEPR模型名称 分子空间结构 实例 2 2 0 直线形 _________ CO2 3 3 0 平面 三角形 ___________ BF3 2 1 ______ SO2 直线形 平面三角形 V形 返回 1 价层电子 对数 σ键电子 对数 中心原子上的孤电子对数 VSEPR模型名称 分子空间结构 实例 4 4 0 四面 体形 __________ CH4 3 1 __________ NH3 2 2 ______ H2O 正四面体形 三角锥形 V形 返回 1 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)PCl5中的P原子的孤电子对数为1(　　) (2)根据价层电子对互斥模型的空间结构为V形(　　) (3)分子的VSEPR模型和相应分子的空间结构是相同的(　　) (4)由价层电子对互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br键间的键角小于180°(　　) × √ × √ 返回 1 价层电子对数目的判断 1．下列分子或离子的中心原子，带有一个孤电子对的是(　　) A．H2O B．BeCl2 C．CH4 D．H3O＋ 解析：D　将选项中各物质的对应数据代入公式：中心原子上的孤电子对数＝×(a－xb)，经计算知，选项中中心原子上的孤电子对数依次为2、0、0、1。 D　 返回 1 2．用价层电子对互斥模型判断下列微粒中心原子的价层电子对数。 微粒 AsH3 SO2 BF3 价层电 子对数 ____ ____ ____ ____ ____ ____ 返回 1 解析：AsH3中心原子的价层电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4；H3O＋的中心原子的价层电子对数＝3＋×(6－1－3×1)＝4；H2Se中心原子的价层电子对数＝2＋×(6－2×1)＝4；中心原子的价层电子对数＝3＋×(4＋2－3×2)＝3；SO2中心原子的价层电子对数＝2＋×(6－2×2)＝3；BF3中心原子的价层电子对数＝3＋×(3－3×1)＝3。 答案：4　4　4　3　3　3 返回 1 利用价层电子对互斥模型预测微粒结构 3．下列分子或离子中，VSEPR模型为四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是(　　) B．PH3 C．H3O＋ D．OF2 解析：D　中心原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，A错误；PH3的空间结构呈三角锥形，B错误；H3O＋的空间结构呈三角锥形，C错误；OF2中心原子的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形且分子的空间结构为V形，D正确。 D　 返回 1 4．下列分子或离子中，VSEPR模型名称与分子或离子的空间结构名称不一致的是(　　) A． B． C．SO2 D．HCHO C　 返回 1 解析：C　中心原子价层电子对数为4，孤电子对数为0，VSEPR模型名称与离子的空间结构名称均为正四面体形，A不符合题意；中心原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，VSEPR模型名称与离子的空间结构名称均为平面三角形，B不符合题意；SO2中心原子价层电子对数为3，孤电子对数为1，VSEPR模型名称为平面三角形，分子空间结构为V形，VSEPR模型名称与分子的空间结构名称不一致，C符合题意；HCHO中心原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，VSEPR模型名称与分子的空间结构名称均为平面三角形，D不符合题意。 返回 1 分子或离子空间结构的确定方法 返回 1 1．理论要点 (1)能量相近：原子在成键时，同一原子中____________的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 (2)数目不变：形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数______。 (3)成键能力增强：杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。 (4)排斥力最小：杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。 考点二 杂化轨道理论 能量相近 相等 返回 1 2．由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型 杂化轨道用来形成______和容纳____________，杂化轨道数＝_____________________________＋_________________________。 代表物 杂化轨道数 中心原子杂化轨道类型 CO2 0＋2＝2 ______ CH2O 0＋3＝3 _________ CH4 0＋4＝4 sp3 SO2 1＋2＝3 _________ NH3 1＋3＝4 _________ H2O 2＋2＝4 sp3 σ键 孤电子对 中心原子上的孤电子对数 中心原子的σ键个数 sp sp2 sp2　 sp3 返回 1 3.杂化轨道类型与分子空间结构的关系 杂化 类型 杂化轨 道数目 杂化轨道 间夹角 分子空间 结构 实例 sp ___ 180° _________ BeCl2 sp2 ___ _______ 平面三角形 BF3 sp3 ___ 109°28′ 正四面体形 CH4 2 直线形 3 120° 4 返回 1 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)杂化轨道可以用于形成π键(　　) (2)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目和能量都相同(　　) (3)杂化轨道间的夹角与分子内的键角相同(　　) (4)只要分子VSEPR模型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(　　) (5)六氟化硫分子空间结构呈正八面体形，其中心原子的价层电子对数为4 (　　) × × × √ × 返回 1 中心原子杂化类型的判断 1．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(　　) A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H6与C2H2 B　 返回 1 解析：B　CO2中C形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，SO2中S形成2个σ键，孤电子对数＝＝1，为sp2杂化，故A错误；CH4中C形成4个σ键，无孤电子对，为sp3杂化，NH3中N形成3个σ键，孤电子对数＝＝1，为sp3杂化，故B正确；BeCl2中Be形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，BF3中B形成3个σ键，无孤电子对，为sp2杂化，故C错误；C2H6中C形成4个σ键，无孤电子对，为sp3杂化，C2H2中形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，故D错误。 返回 1 2．按要求回答下列问题： (1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为________。 (2)X的单质与氢气可化合生成气体G，其水溶液pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是________。 (3)S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是________杂化。 (4)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为__________________。 返回 1 解析：(1)CH3COOH分子中，—CH3和—COOH 上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。(2)G是NH3分子，N原子采取sp3杂化。(3)硫原子形成2个S—S键，还有2个孤电子对，杂化方式为sp3杂化。(4)H2O 和H3O＋中的氧原子均采取sp3杂化，其键角的差异是由成键电子对与孤电子对的斥力差异所造成的。 答案：(1)sp3、sp2　(2)sp3　(3)sp3　(4)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，前者成键电子对与孤电子对的排斥力较小，因而键角大 返回 1 微粒空间结构的判断 3．(1)指出下列粒子的空间结构。 ①H2S ________；②BeF2 ________； ③PF3 ________；④SO3 ________。 (2)在BF3分子中，F—B—F的键角是______，硼原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的空间结构为________。 返回 1 (3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是__________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。 的空间结构是________，其中硫原子的杂化轨道类型是________。 (5)SO2分子中S原子价层电子对数是________，分子的空间结构为________。 答案：(1)①V形　②直线形　③三角锥形　④平面三角形　(2)120°　sp2　正四面体形 (3)三角锥形　sp3　(4)正四面体形　sp3 (5)3　V形 返回 1 1．不同杂化类型，优先看杂化方式，键角：sp>sp2>sp3。如键角：CH4<BF3<CO2。 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。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。 素养微专题7 键角大小比较 大π键 一、键角大小比较及原因解释 返回 1 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。 返回 1 5．杂化类型和孤电子对数均相同，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。 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。 返回 1 [例1]　(1)[2024·浙江1月选考，17(3)①]H2N—NH2＋H＋―→H2N—，其中—NH2 的N原子杂化方式为________；比较键角∠HNH：H2N—NH2中的—NH2____________H2N—中的— (填“>”“<”或“＝”)，请说明理由________________________________________。 (2)[2022·北京卷，15(1)②]比较和H2O分子中的键角大小并给出相应解释：________________________________________________ ___________________________________________________________。 返回 1 [思维路径] 返回 1 答案：(1)sp3　＜　—NH2中N原子有孤电子对，孤电子对对成键电子对排斥力大，键角变小　 的键角大于H2O分子的键角中S原子的价层电子对数为4、孤电子对数为0，H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力，故H2O分子的键角较小 返回 1 1．下列分子或离子中键角由大到小排列的顺序是(　　) ①BCl3　②NH3　③H2O　④　⑤HgCl2 A．⑤④①②③ B．⑤①④②③ C．④①②⑤③ D．③②④①⑤ B 返回 1 解析：B　①BCl3中B的价层电子对数为3＋＝3，中心B原子为sp2杂化，键角为120°；②NH3中N的价层电子对数为3＋＝4，中心N原子为sp3杂化，由于NH3分子中有孤电子对存在，使键角小于109°28′；③H2O中O的价层电子对数为2＋＝4，中心O原子为sp3杂化，由于H2O分子中存在两个孤电子对，使得键角比NH3分子的键角还小；④中P的价层电子对数为4＋＝4，中心P原子为sp3杂化，键角为109°28′；⑤HgCl2中Hg的价层电子对数为2＋＝2，中心Hg原子为sp杂化，键角为180°；综上，键角由大到小的顺序为⑤①④②③。 返回 1 2．(1)NH3分子在独立存在时，H—N—H键角为107°。如图是[Zn(NH3)6]2+的部分结构以及H—N—H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H—N—H键角变大的原因：________________________ _____________________。 返回 1 (2)乙酸分子( )中键角1大于键角2，其原因为_____________ _________________________________________________________。 (3)SO2Cl2和SO2F2中S===O之间以双键结合，S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为____________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl______SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”)，其原因为_____________________________ _____________________________________。 返回 1 答案：(1)NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配位键后，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥作用，排斥作用减弱　(2)C===O对C—C的斥力大于C—O对C—C的斥力　(3)四面体形　＞　配位原子得电子能力越弱，其与中心原子形成的共用电子对之间的斥力越强，F原子的得电子能力大于氯原子，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F 返回 1 1．形成条件 ①中心原子采取sp或sp2杂化。 ②参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。 2．大π键的表示方法 表示方法：为形成大π键的原子数，n为形成大π键的电子数，且n<2m。 二、大π键的分析与判断 返回 1 3．大π键共用电子数分析方法 ①大π键中共用电子的数目等于垂直于分子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。 ②判断出中心原子的杂化方式，并画出价层电子轨道表示式。未参与成键的杂化轨道，优先填充两个电子，形成孤电子对，杂化轨道中的电子不参与形成大π键。 ③根据配位原子的价层电子轨道表示式，判断配位原子中未参与成键且垂直该分子或离子平面的p轨道中电子数目(单电子优先形成π键)。 返回 1 4．常见的大π键 分子(离子) C6H6(苯) CO2 O3 大π键 (2个) (2个) 分子(离子) 大π键 返回 1 [例2]　(经典高考题)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。 R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]中阴离子中的σ键总数为________个。分子中的大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代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)，则中的大π键应表示为______________。 返回 1 [思维路径] 第一步 分析结构，确定价电子总数：中总价电子数为5×5＋1＝26 第二步 分析成键电子对数：中含有5个σ键 第三步 计算形成大π键的原子数和电子数：5个N原子提供5个平行p轨道，共有26－10－5×2＝6个电子，形成的大π键为 答案：5　 返回 1 3．B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是(　　) A．其熔点主要取决于所含化学键的键能 B．形成大π键的电子全部由N提供 C．分子中B和N的杂化方式相同 D．分子中所有原子共平面 解析：A　无机苯属于分子晶体，其熔点与分子间作用力有关，与键能无关，A项错误；B的最外层电子排布式为2s22p1，N的最外层电子排布式为2s22p3，经过sp2轨道杂化后，N原子剩下1个孤电子对，B原子剩下1个空的p轨道，所以形成大π键的电子全部由N提供，B项正确；B和N都是sp2杂化，键角为120°，分子中所有原子共平面，C、D项正确。 A　 返回 1 4．(1)Na3[Co(NO2)6]常用作检验K＋的试剂，配体的中心原子的杂化形式为______，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为参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)，则中大π键应表示为________。 (2) 中的大π键应表示为其中碳原子的杂化方式为_______。 返回 1 解析：(1)配体的中心原子N原子的价层电子对数为2＋×(5＋1－2×2)＝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6×3－2×2－5×2＝4，故中大π键可表示为。 (2) 中的5个原子参与形成大π键，5个C原子共提供5个p电子，加上得到的1个电子，共有6个电子参与形成大π键，应表示为其中C原子的杂化方式均为sp2。 答案：(1)sp2　V形　　(2)sp2 返回 1 5．(1)[2024·山东卷，16(3)][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________。 (2)[2022·山东卷，16(3)]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____________(填字母)。 A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道 返回 1 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；(2)吡啶中含有与苯类似的大π键，则说明吡啶中N原子也是采用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原子的孤电子对占据sp2杂化轨道。 答案：(1)正四面体形　sp2　(2)D 返回 1 1．(2024·湖北卷，5)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是(　　) A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同 B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子 D．sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 解析：A　中心原子含有孤电子对的分子，其空间结构与VSEPR模型不同，A错误。 真题链接 随堂检测 A　 返回 1 2．下列对于微粒空间构型判断正确的是(　　) A．(2024·贵州卷，2C)的空间结构：平面三角形 B．(2024·黑、吉、辽卷，2D)PCl3的空间结构：平面三角形 C．(2024·河北卷，9B)NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 D．(2024·江苏卷，2D)H2O的空间构型为直线形 C　 返回 1 解析：C　中心原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，A错误；PCl3的中心原子存在1个孤电子对，其VSEPR模型为四面体型，PCl3的空间结构为三角锥形，B错误；的中心N原子孤电子对数为×(5－1－4)＝0，价层电子对数为的中心Cl原子孤电子对数为×(7＋1－2×4)＝0，价层电子对数为4，则二者的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形，C正确；H2O中O的杂化类型为sp3，O有2个孤电子对，因此H2O的空间构型为V形，D错误。 返回 1 3．(2023·湖北卷，9改编)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　) A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体 B．和的空间结构均为平面三角形 C．P4分子呈正四面体，键角为109°28′ D．XeF2与XeO2的键角相等 A　 返回 1 解析：A　甲烷分子的中心原子价层电子对数为4，水分子的中心原子价层电子对数也为4，所以它们的VSEPR模型都是四面体，A正确；的孤电子对数为的孤电子对数为0，所以的空间结构为三角锥形的空间结构为平面三角形，B错误；P4分子呈正四面体，磷原子在正四面体的四个顶点处，键角为60°，C错误；XeF2中心Xe原子价层电子对数为2＋×(8－2×1)＝5，XeO2中心Xe原子价层电子对数为2＋×(8－2×2)＝4，二者中心原子杂化轨道类型不同，故键角不相等，D错误。 返回 1 4．(1)[2024·北京卷，15(2)]SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。 ①SnCl2分子的VSEPR模型名称是____________。 ②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的__________轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。 返回 1 (2)[2023·浙江1月选考，17(1)]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________。 (3)[2023·北京卷，15(3)]的空间结构是____________。 (4)[2022·河北卷，17(3)]的空间结构为__________，其中心离子杂化方式为________。 (5)[2021·全国甲卷，35(1)]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)。 返回 1 答案：(1)①平面三角形　②sp3杂化　(2)四面体形　sp3　(3)四面体形　(4)三角锥形　sp3　(5)② 返回 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 2 一、选择题(每小题3分，共30分) 1．VSEPR模型和杂化轨道理论常用于预测和解释分子的空间结构。下列说法正确的是(　　) A．凡是AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp2杂化轨道成键 B．凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构都是正四面体形 C．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对 D．凡是分子中形成π键的原子，均采用sp2杂化 限时规范 训练28 C 返回 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 2 解析：C　AB3型的共价化合物，如BF3中B原子采用sp2杂化，NH3中N原子采用sp3杂化，故A错误；中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是正四面体形、三角锥形、V形，CCl4、NH3、H2O中中心原子都采取sp3杂化，但其空间结构分别是正四面体形、三角锥形、V形，故B错误；分子中形成π键的原子，可能采用sp2杂化，也可能采用sp杂化，如HC≡CH分子的C原子形成π键，采用sp杂化，故D错误。 返回 1 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2．(2024·甘肃卷，14)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 D　 返回 1 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 解析：D　N2分子中存在N≡N键，O2分子中存在O===O键，其键能小于N≡N键，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，故其均为直线形分子，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。 返回 1 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 12 11 3．(2025·黑龙江佳木斯市模拟)已知某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原子一定为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 解析：C　X原子可能是sp2杂化，如SO2，也可能是sp3杂化，如OF2，A、B错误；X原子一定存在孤电子对，否则XY2将是直线形分子，C正确；VSEPR模型不一定是平面三角形，如OF2分子的VSEPR模型为四面体形，D错误。 C　 返回 1 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 12 11 4．下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是(　　) A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2 解析：C　O3与SO2为等电子体，二者结构相似，故选C。 C　 返回 1 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 5．用价层电子对互斥(VSEPR)模型可以预测许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是(　　) A．SO2、CS2、HI都是直线形分子 B．BF3键角为120°，SnF2键角大于120° C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子 解析：C　SO2分子中心原子含有孤电子对，不是直线形分子，是V形分子，A错误；BF3键角为120°，SnF2中有两个成键电子对，一个孤电子对，孤电子对会产生较大斥力，所以键角小于120°，B错误；PCl3、NH3是三角锥形分子，PCl5是三角双锥形分子，D错误。 C　 返回 1 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 12 11 6．(2022·辽宁卷，8)理论化学模拟得到一种离子， 结构如图。下列关于该离子的说法错误的是(　　) A．所有原子均满足8电子结构 B．N原子的杂化方式有2种 C．空间结构为四面体形 D．常温下不稳定 解析：B　由的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；中心N原子为sp3杂化，则其空间结构为四面体形，C正确；中含 ，常温下不稳定，D正确。 B　 返回 1 7 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 2 7．(2025·江西省上饶市模拟)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O原子和N原子均为sp3杂化 B．分子中的键角：∠(C—N—H)<109°28′ C．电负性：χ(O)>χ(N)>χ(C) D．第一电离能：I1(O)>I1(N)>I1(C) D　 返回 1 7 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 2 解析：D　分子中O原子形成2个共价键且存在2个孤电子对，N原子形成3个共价键且存在1个孤电子对，价层电子对数均为4，故均为sp3杂化，A正确；N原子形成3个共价键且存在1个孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故键角：∠(C—N—H)<109°28′，B正确；同周期从左到右，元素的电负性变大，电负性：χ(O)>χ(N)>χ(C)，C正确；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，但N的2p能级达到半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，即I1(N)>I1(O)>I1(C)，D错误。 返回 1 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 8．四氮唑( )和呋喃( )都是典型芳香杂环有机物，均含有大π键。下列有关说法错误的是(　　) A．四氮唑在乙醇中溶解度小于在CCl4中的 B．四氮唑中N原子和呋喃中O原子均采用sp2杂化 C．键角：∠1>∠2 D．四氮唑与呋喃中含σ键数目比为7∶9 A　 返回 1 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 解析：A　四氮唑中氮原子可以与乙醇形成氢键增大溶解度，而与四氯化碳不能形成氢键，因此其在乙醇中溶解度大于在四氯化碳中的，A错误；四氮唑和呋喃中都含有大π键，环上的原子都采用sp2杂化，B正确；∠1和∠2的中心原子均为sp2杂化，但是∠2的中心原子O有一个孤电子对，排斥力强，键角小，C正确；1个四氮唑分子中含σ键数目为7，1个呋喃分子中σ键数目为9，二者所含σ键数目比为7∶9，D正确。 返回 1 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 9．(2025·辽宁沈阳市高三联考)将Zn(BF4)2溶于[EMIM]BF4(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)后形成的混合液，能替代锌离子电池中的常规水系电解液，避免水对锌的腐蚀。[EMIM]BF4制备原理如下： 制备过程 R＝—C2H5　X＝Br－　M＝Na＋　A＝ [EMIM]BF4(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐) 返回 1 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 已知 是类似于苯的芳香族化合物。下列说法错误的是(　　) A．固态[EMIM]BF4为离子晶体，含有极性键，非极性键和离子键 B． 分子中的C、N原子均在同一平面 C．和BF3中B的杂化方式不相同 D． 中存在大π键 D 返回 1 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 解析：D　从[EMIM]BF4结构来看，其由离子构成，有离子键，C与C之间有非极性键，N与C之间、C与H之间有极性键，A正确； 是类似于苯的芳香族化合物，因此 分子中的C、N原子均在同一平面，B正确；中B是sp3杂化，BF3中B是sp2杂化，B的杂化方式不相同，C正确； 分子中单键N是sp2杂化，其孤电子对参与了形成大π键，是大π键，D错误。 返回 1 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 10．(2025·河南周口市模拟)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，X与另外三种元素不在同一周期，Y的最外层电子数比内层电子数多3个，Z和W同主族，由这四种元素与Ce元素组成的化合物M[化学式：(YX4)4Ce(WZ4)4]是分析化学常用的滴定剂。下列说法错误的是(　　) A．化合物M中Ce的化合价为＋4 B．简单离子半径：Y>Z>W C．与X形成的简单化合物的沸点：Z>W D．的空间结构为正四面体形 B　 返回 1 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 解析：B　X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，X与另外三种元素不在同一周期，Y的最外层电子数比内层电子数多3个，因此X是H元素，Y是N元素，结合(YX4)4Ce(WZ4)4的组成特点及题给信息可知X、Y、Z、W分别为H、N、O、S，因此M的化学式为(NH4)4Ce(SO4)4。根据铵根离子显＋1价，硫酸根离子显－2价，计算可得(NH4)4Ce(SO4)4中Ce的化合价为＋4，A正确；简单离子半径：S2->N3->O2-，B错误；与H形成的简单化合物为简单氢化物，沸点：H2O>H2S，C正确；硫酸根中心原子价层电子对数为4＋×(6－4×2＋2)＝4，根据价层电子对互斥模型可以得出硫酸根空间结构为正四面体形，D正确。 返回 1 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 二、非选择题 11．(15分)氮是一种典型的非金属元素，其单质及化合物在生活和生产中具有广泛的用途。回答下列问题： (1)磷元素与氮元素同主族，基态磷原子有________个未成对电子，白磷的分子式为P4，其结构如图所示。科学家目前合成了N4分子，N4分子中氮原子的杂化轨道类型是______________，N—N—N键角为________；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，推测其用途：_______________。 返回 1 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 (2)NH3与Zn2+可形成[Zn(NH3)6]2+，其部分结构如图所示。   ①NH3的空间结构为____________。 ②[Zn(NH3)6]2+中存在的化学键类型有________；NH3分子中H—N—H键角为107°，判断[Zn(NH3)6]2+中H—N—H键角________(填“>”“<”或“＝”)107°。 返回 1 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析：(1)磷原子的价层电子排布式为3s23p3，基态原子有3个未成对电子；N4分子与P4分子的结构相似，为正四面体形，N4分子中每个氮原子形成3个σ键、含有1个孤电子对，杂化轨道数目为4，氮原子采取sp3杂化；正四面体中的每个面为正三角形，则N—N—N键角为60°；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，可以用于制造火箭推进剂。(2)①NH3中氮原子形成3个σ键，有1个未成键的孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，分子空间结构是三角锥形。②[Zn(NH3)6]2+中存在的化学键类型有配位键、共价键，[Zn(NH3)6]2+中形成配位键，N原子不再含有孤电子对，[Zn(NH3)6]2+中H—N—H键角大于107°。 答案：(1)3　sp3　60°　制造火箭推进剂(其他合理答案也可)　(2)①三角锥形　②配位键、共价键　> 返回 1 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12．(10分)(1)氮杂氟硼二吡咯具有作为光动力学治疗(PDT)光敏剂的潜能，结构如图所示，分子内含有一个离域π键，简称大π键，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代表 参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)， 该大π键的表示形式为______________。 (2)苯( )和吡啶 结构相似，均具有芳香性，则 中的大π键可表示为____________，N原子采用________杂化。 (3)1 mol 中含有σ键的数目为________，的大π键可表示为____________。 返回 1 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 解析：(1)由题干中氮杂氟硼二吡咯的结构简式可知，分子内含有一个大π键，该大π键由4个C和1个N构成，每个C原子提供1个电子参与形成大π键，N原子提供2个电子参与形成大π键，则该大π键的表示形式为。(2)由题意可知，吡啶与苯结构相似，故吡啶环上的碳原子和氮原子均以sp2杂化轨道相互重叠形成σ键，构成一个平面六元环，碳原子和氮原子又另有一个未参与杂化的2p轨道垂直于环平面，相互平行重叠形成大π键，故吡啶中的大π键可表示为。 返回 1 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 解析：(1)由题干中氮杂氟硼二吡咯的结构简式可知，分子内含有一个大π键，该大π键由4个C和1个N构成，每个C原子提供1个电子参与形成大π键，N原子提供2个电子参与形成大π键，则该大π键的表示形式为。(2)由题意可知，吡啶与苯结构相似，故吡啶环上的碳原子和氮原子均以sp2杂化轨道相互重叠形成σ键，构成一个平面六元环，碳原子和氮原子又另有一个未参与杂化的2p轨道垂直于环平面，相互平行重叠形成大π键，故吡啶中的大π键可表示为。 返回 1 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 的结构式为 ，其中碳氧双键中含一个σ键和一个π键，碳氧单键、碳碳单键均为σ键，故1 mol 中存在5NA个σ键；中每个碳氧双键有2个离域电子，碳氧单键中的氧原子各提供两个离域电子，故的大π键可表示为。 答案：(1)　(2)　sp2　(3)5NA　 返回 1 第28讲　分子的空间结构 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 返回 1 $