假期作业十三 分子的空间结构-【快乐假期】2025-2026学年高二化学寒假作业

火快乐期 假期作业十三 分子的 思维整合室 思维导图 分子中含化学键和官能团的信息 分子结构一红外光谱 的测定 一晶体X射线衍射 C02 一直线形 三原子分子 H2O 子 V形一 CH2O 每 多样的分子 一平面三角形 四原子分子 NH 间 空间结构 一三角锥形 CH 一五原子分子一正四面体形一 构 。键电子对数十孤电子对数 价层电子对数一至(a一b) 价层电子对 孤电子对数 互斥模型 VSEPR模型 知识梳理 一、价层电子对互斥模型 1.价层电子对互斥模型(VSEPR model):对 AB型的分子或离子，中心原子A的价层 电子对（包括成键的 和未成键的 )之间由于存在排斥力，将使分子 的空间结构总是采取电子对 最弱 的那种结构，以使彼此之间 最小， 分子或离子的体系能量最 ,最 稳定。 2.价层电子对的计算 (1)中心原子价层电子对数= (2)。键电子对数的计算 由化学式确定，即中心原子形成几个 键，就有几对 键电子对。如 H2O分子中，O有 对 键 电子对。NH3分子中，N有 对 键电子对。 (3)中心原子上的孤电子对数的计算 中心原子上的孤电子对数-2(a一®) ①a表示中心原子的价电子数； 对主族元素：a= 对于阳离子：a= 对于阴离子：a= ②x表示与 结合的原子数。 3 0M-= 天行健，君子以自强不息。 空间结构 完成日期： 月 日 ③b表示与中心原子结合的原子最多能接 受的 ,氢为1，其他原子= 3.价层电子对的空间结构（即VSEPR模型） 价层电子对数目： VSEPR模型： 二、杂化轨道理论要点 1.原子在成键时，同一原子中能量 的 原子轨道可重新组合成杂化轨道。 2.杂化前后原子轨道数目不变，且杂化轨道的 相同。 3.杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使 原子的成键能力 。杂化轨道在 角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方 向上更集中，例如s轨道与p轨道杂化后形 成的杂化轨道一头大一头小，如图©， 成键时根据 重叠原理，使它的大头 与其他原子轨道重叠， 程度更大， 形成的 更牢固。 4.为使相互间的排斥最 ,杂化轨道在 空间取最大夹角分布。同一组杂化轨道的 伸展方向不同，但形状完全相同。 三、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 1.sp3杂化轨道一正四面体形 sp3杂化轨道是由 ns轨道和 np轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都 含有子s和子P的成分，sp杂化轨道间的夹 角为109°28'，空间结构为正四面体形。 2.sp2杂化轨道—平面三角形 sp杂化轨道是由 ns轨道和 np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道 含有号s和号p成分，sp杂化轨道间的夹 角都是120°，呈平面三角形。 6 三0022 3.sp杂化 一直线形 sp杂化轨道是由 ns轨道和 _p轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含 有2s和2p的成分，sp杂化轨道间的夹角 为180°，呈直线形。 自测自查 一、1.。键电子对孤电子对相互排斥斥 力低2.（1)。键电子对数+孤电子对 数(2)。。2.3。(3)最外层电 子数价电子数一离子所带电荷数价电 子数十离子所带电荷数中心原子电子 数8一该原子的价电子数 3.2、3、4直线形、平面三角形、正四面 体形 二、1.相近2.能量3.增加最大重叠 共价键4.小 三1.1个3个2.1个2个3.1个1个 〈《技能提升台 技能提升 1.硫化硅分子式为SiS2,遇水会发生水解。下 列推测不合理的是 () A.与硫化钠作用可生成Na2SiSg B.SiS2在空气中可以被点燃 C.SiS2的空间结构为V形 D.水解产物可能为H2SiO3和H2S 2.关于CO2和SO2的说法中，正确的是 ( ) A.C和S上都没有孤电子对 B.C和S都是sp3杂化 C.都是AB2型，所以空间结构都是直线型 D.CO2的空间结构是直线型，SO2的空间 结构是V型 3.下列说法正确的是 A.SO2的VSEPR模型与分子的空间结构 相同 B.H2S、NF3、CH4这一组粒子的中心原子 杂化类型相同，分子或离子的键角不 相等 H C.NH4的电子式为[H:N:H],离子呈 H 平面正方形结构，SF。分子是正八面体形 D.SO中心S原子的孤电子对数为0，故 其结构为平面三角形 ·31 意三北类) 4.氢氰酸（化学式为HCN)分子中所有的原子 都通过化学键而达到稳定结构，则下列关于 氢氰酸分子结构的表述中，错误的是( A.H一N=CB.分子是直线形 C.H-C=N D.中心原子是sp杂化 5.多位化学家用简单的偶联反应合成了如下 这个有趣的“纳米小人”分子。有关该分子 的结构说法不正确的是 A.该分子中的C原子采取的杂化方式有： sp、sp2、spi B.该分子中的O原子采取sp3杂化 C.“纳米小人”头部的所有原子不能在同 平面内 D.“纳米小人”手、脚部位的碳原子不杂化 6.世界上产量最大的通用塑料聚氯乙烯的一 种制备流程如下： CH=CH HCICH,一CHC1加聚反应 ECH2-CH CI 乙炔 氯乙烯 对于该流程中涉及的几种物质及反应，下列 说法正确的是 A.乙炔分子中的C原子用sp杂化轨道形 成了一个。键和两个π键 B.氯乙烯分子中所有原子都在同一平面上 C.氯乙烯和聚氯乙烯分子中C原子采取的 杂化方式相同 D.加成反应和加聚反应的过程中，C原子的 杂化方式不一定发生改变 7.(双选)短周期主族元素A、B可形成AB分 子，下列有关叙述正确的是 A.若A、B为同一周期元素，则AB3分子一 定为平面三角形 B.若AB分子的价电子数为24，则AB,分 子可能为平面三角形 C.若A、B为同一主族元素，则AB分子一 定为三角锥形 D.若AB分子为三角锥形，则AB分子可 能为NH 化受快乐暇期 8.(双选)顺铂[Pt(NH3)2C12]是1969年发现 的第一种具有抗癌活性的金属配合物；碳铂 是1,1-环丁二羧酸二氨合铂（Ⅱ）的简称，属 于第二代铂族抗癌药物，结构如图所示，其 毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是 NH. A.碳铂中所有碳原子不在同一平面上 B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp 杂化 C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂 化的碳原子数目之比为2：1 D.1mol1,1-环丁二羧酸含有o键的数目为 12NA 9.请依据相关化学知识与原理完成下列各题。 (1)下列一组微粒中键角按由大到小的顺序 排列为 (填编号)。 ①HCN ②SiF4 ③SCl,④CO2 ⑤H,O (2)C1O、C1O2、C1O5、ClO4中，C1都是以 sp3杂化轨道方式与O原子成键，将它们的 立体构型填入表格中： 离子 CIO C1O 空间结构 (3)S单质的常见形式为S,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)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一 个氢原子被一NH,(氨基)取代形成的另一 种氮的氢化物。N2H4分子中氨原子轨道 000-= 的杂化类型是 杂化，N2H中的 六个原子 (填“在”或“不在”)同一个 平面上。 高考冲浪 1.(2025·浙江1月卷)下列属于极性分子 的是 () A.HCI B.N2 C.He D.CH 2.(2025·黑吉辽蒙卷)C20可用于水的杀菌 消毒，遇水发生反应：CL2O+HO—2HC1O。 下列说法正确的是 ( ) A.反应中各分子的o键均为ppo键 B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面 体形 C.CI一O键长小于H一O键长 D.HCIO分子中C1的价电子层有2个孤电 子对 《益智欢乐谷 X射线衍射分析 X射线衍射分析是利用晶体形成的X射 线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况 的结构分析的方法。将具有一定波长的X射 线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内 遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射 的X射线在某些方向上相位得到加强，从而 显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。 1912年劳埃等人根据理论预见，并用实 验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现 象，证明了X射线具有电磁波的性质，成为X 射线衍射学的第一个里程碑。当一束单色X 射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排 列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离 与入射X射线波长有相同数量级，故由不同 原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方 向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布 的方位和强度，与晶体结构密切相关。这就是 X射线衍射的基本原理。三0022 假期作业十三分子的空间结构 1.CA.SiS2分子类似于是CO2分子，由此推出与硫化钠 作用可生成Na2SiS3,故A正确；B.SiS2分子，其中硅元 素化合价为十4，硫元素化合价为一2，故硫元素可以被空 气中氧气氧化，因此SiS2可以被点燃，故B正确；C.SiS2 分子中成键电子对数为2，孤电子对数为0，因此为sp杂 化类型，其空间结构为直线形，故C错误；D.SS2分子遇 水后水解，其中硅元素化合价为十4，硫元素化合价为 一2，因此水解产物可能为H2SiO3和H2S,故D正确。 2.DA.C的孤电子对数为4一？X2=0,S的孤电子对数为 2 6一2X2=1,故A错误；B.C的价层电子对数为2+ 2 4-?X2=2,S的价层电子对数为2+6-？X2=3,则C 2 2 和S分别是sp杂化，sp2杂化，故B错误；C.C的价层电 子对数为2，孤电子对数为0，S的价层电子对数为3，S的 孤电子对数为1，则CO2的空间结构是直线形，SO2的空 间结构是V形，故C错误；D.由C分析可知，CO2的空间 结构是直线形，SO2的空间结构是V形，故D正确。 3.BA.S02中S原子的价层电子对教=2+6-？X2=3, 2 含一个孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，空间结构 为V形，故A错误；B.H2S中S原子杂化轨道数=o键数 十孤对电子对数=2+22=4，所以采取即泰化，分子 构型为V形，NF3中氮原子杂化轨道数=σ键数十孤电 子对数=3十5,3=4，所以采取sp杂化，分子结构为四 2 面体型，CH4中C原子杂化轨道数=ō键数十孤电子对 数=4十0=4，所以采取sp3杂化，分子空间结构为正四面 体形，中心原子都是$p3杂化，孤电子对数不同，分子的键 角不相同，故B正确；C.铵根离子与甲烷分子结构相似， 都是正四面体结构，故C错误；D.SO中S原子孤电子 对数=6+2,2X3=1,价层电子对教=1十3=4，空间结 构为三角锥形；故D错误。 4.AA.根据H核外一个成单电子，C有4个成单电子，N 有三个成单电子，故HCN的电子式为：H:C::N:,故 其结构式为：H一C=N,A错误；C正确；B.已知HCN中 心原子碳原子周国形成了2个。健，弧电子对数为：(4 一1一3)=0，价层电子对数为2，根据价层电子对互斥模 型可知，该分子是直线形，B正确；D.由B项分析可知，其 价层电子对数为2而且无孤电子对，故中心原子是sp杂 化，D正确。 5.DA.该分子中碳碳三键上的C原子采取sp杂化，苯环 上的C原子采取sp2杂化，其他碳原子采取sp3杂化，A 正确；B.该分子中的O原子有2个。键电子对，有2个孤 电子对，故其采取sp3杂化，B正确；C.“纳米小人”头部的 C原子均为sp3杂化，C原子与周围的H原子形成四面 体，不在同一平面上，C正确；D.“纳米小人”手、脚部位的 碳原子都属于饱和碳原子，均采取$p3杂化，D错误。 6.BA.乙炔分子中的C原子采用sp杂化，形成的杂化轨 道分别用于形成C一C。键和C一H。键，没有杂化的p 轨道“肩并肩”重叠形成π键，A项错误；B.氯乙烯分子中 的C原子采用sp2杂化，整个分子呈平面形，所有原子都 在同一平面上，B项正确；C.氯乙烯分子中的C原子是 s2杂化，聚氯乙烯分子中的C原子全部形成单键，均采 取sp3杂化，C项错误；D.由流程可知，加成反应和加聚 反应中，均有π键的断裂，C原子的杂化方式也将随之发 生改变，D项错误。 ·53 富二北学 7.BDA.三氯化磷分子中磷元素和氯元素都是第三周期 元素，分子中磷原子的价层电子对数为4，孤电子对数为 1,分子空间结构为三角锥形，故A错误；B.三氯化硼分子 的价电子数为24，分子中硼原子的价层电子对数为3，孤 电子对数为0，分子空间结构为平面三角形，故B正确：C. 三氧化硫分子中硫元素和氧元素都是ⅥA族元素，分子 中硫原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子空间 结构为平面三角形，故C错误；D.氨分子和三氯化氨分子 中氮原子的价层电子对数都为4，孤电子对数都为1，分子 空间结构都为三角锥形，所以空间结构为三角锥形的 AB3分子可能为氨分子，故D正确。 8.ACA.根据碳铂的结构简式可知，分子中的饱和碳原子 为$即3杂化，存在四面体形结构，因此分子中所有碳原子 不可能在同一平面上，A正确；B.顺铂分子中N原子形成 4个共价单键，因此杂化类型为sp3杂化，B错误；C.碳铂 分子中sp3杂化的碳原子有4个，sp2杂化的碳原子有2 个，即数目之比为2：1，C正确；D.由题中信息可知，1,1- 0 C-OH 环丁二羧酸的结构简式为 ,补全碳环上的 C-OH 氢原子，可得1mol此有机物含有6键的数目为18NA,D 错误。 9.解析：(1)①HCN分子中C原子孤电子对数为4-】-3= 2 0,C原子形成2个σ键，所以HCN为直线形分子，键角 180°；②SiF4分子中Si原子价电子对数是4，VSEPR构型 为正四面体，无孤电子对；③SC2分子中S原子价电子对 数是4，VSEPR构型为正四面体，有2个孤电子对；④ COˉ中碳原子价电子对数为3，VSEPR构型为平面三 角形，无孤电子对；⑤H30+中0原子价电子对数是4， VSEPR构型为正四面体，有1个孤电子对；所以键角按 由大到小的顺序排列为①④②⑤③； (2)CIO一是2个原子构成的微粒，立体构型为直线形； C1O2中C1价电子对数是4，有2个孤电子对，立体构型 为V形；CIO3中C1价电子对数是4，有1个孤电子对，立 体构型为三角锥形；C1○4中C1价电子对数是4，无孤电 子对，立体构型为正四面体形； (3)S中S原子孤电子对数为6,2=2，有2个。键，S原 2 子采用的轨道杂化方式是sp3杂化； (4)N2H4分子中氮原子形成3个。键，孤电子对数为 53=1,轨道的杂化类型是sp3杂化，N2H4中的六个原 2 子不在同一个平面上。 答案：(1)①④②⑤③(2)直线形V形三角锥形 正四面体形(3)sp3(4)sp3不在 高考冲浪 1.AA.HC1是由极性键形成的双原子分子，正负电荷中 心不重合，属于极性分子，A符合题意；B.N2是非极性键 形成的单质分子，正负电荷中心重合，属于非极性分子，B 不符合题意；C.He是单原子分子，正负电荷中心重合，属 于非极性分子，C不符合题意；D.CH4是由极性键形成的 正四面体结构，正负电荷中心重合，属于非极性分子，D 不符合题意。 2.BA.反应中各分子的。键不全是ppG键。例如，H2O 中的H一O是spo键，而非ppo键，A错误；B.根据价 层电子对互斥模型，C12O中O原子周围的孤电子对数为 )6二2×1)=2，还含有2个成键电子对，因此其 VSEPR模型为四面体形；H2O中O原子周围的孤电子 快乐假期 对数为2(6一2×1)=2，还含有2个成健电子对，因此其 VSEPR模型为四面体形；HClO中O原子周围的孤电子 对数为2(6一2×1)=2，还含有2个成键电子对，因此其 VSEPR模型为四面体形；反应中各分子的VSEPR模型 均为四面体形，B正确；C.C1的原子半径大于H,C1一O 键长应大于H一O键长，因此C错误；D.HCIO中Cl的 最外层电子数为7，其1个价电子与O形成共价键，剩余 6个价电子形成3个孤电子对，D错误。 假期作业十四分子结构与物质的性质 1.BA.已知电负性F>O>N,则键的极性：N一H键< O一H键<F一H键，A错误；B.已知电负性F>O>N, 即非金属性F>O>N,简单气态氢化物的热稳定性与其 非金属性一致即HF>H2O>NH3,B正确；C.氢键是一 种分子间作用力，其强度介于化学键和范德华力之间，其 强度：化学键>氢键>范德华力，C错误；D.由于邻羟基 苯甲酸能够形成分子内氢键，沸，点降低，而对羟基苯甲酸 只能形成分子间氢键，导致沸，点升高，故沸点：邻羟基苯 甲酸小于对羟基苯甲酸，D错误 2.CA.水分子内不存在氢键，氢键存在于水分子之间，故 A错误；B.干冰为二氧化碳，其中没有氢键，故B错误；C DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的，故C正 确；D.H2O是一种稳定的化合物，是由于O一H的键能 较大的原因，与氢键无关，氢键只影响物质的物理性质， 故D错误。 3.BA.水为极性分子，乙烷、溴、四氯化碳都为非极性分 子，所以乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用“相似 相溶”规律解释，A正确；B.酸性的强弱与分子中氢原子 数目的多少无关，酸性：H2CO3>HCIO,是因为H2CO3 分子中的非羟基氧原子数目比HCO多，B不正确；C.羟 基乙酸[CH2(OH)COOH]分子中没有手性碳原子，所以 不属于手性分子，C正确；D.CH3CH2OH分子中含有 一OH,能形成分子间的氢键，而CH3OCH3分子间不能形 成氢键，所以CHCH2OH的沸，点高于CH OCH,D正确。 4.AA.胍分子中H与N相连，可以与另外一个分子中的 N形成氢键，A正确；B.1个胍分子中含有的。键数为8 个，π键的数目为1个，所以二者数目之比为8：1，B错 误；C.氨基有一个单电子，N不满足8电子的结构，C错 误；D.N的质子数为7，中子数为8，则质量数为15，故N 的原子为1N,D错误。 5.D若魔方的四个面分别代表短周期中原子序数依次增 大的四种元素W、X、Y、Z,其中W、Z分别是短周期主族 元素中原子半径最小和最大的元素，则W为H元素、Z 为Na元素；X的氢化物与其最高价氧化物的水化物能反 应生成盐，则X为N元素；Y的最外层电子数是其电子层 数的3倍，则Y为O元素；每个顶，点代表由三个面的元素 形成的一种化合物，则四种化合物如图所示： A.X、Y的简单氢化物分别为氨气 NaOH 和水，水分子形成的氢键数目多于 氨分子，分子间作用力高于氨分子， Na HNO. 沸点高于氨分子，故A正确；B.钠原 HNO 子的原子半径是短周期主族元素中 N 最大的，同周期元素，从左到右原子 NaNO. NaNH 半径依次减小，则氧、氨、钠三种原 NaNO, 子的原子半径依次增大，故B正确；C.联氨具有还原性， 过氧化氢具有氧化性，一定条件下联氨和过氧化氢反应 生成氨气和水，故C正确；D.由分析可知，四种物质中硝 酸钠、亚硝酸钠属于盐类，故D错误。 6.BA.由结构简式可知，F中含有2个酰胺基，故A正确， B.由结构简式可知，高分子Y一定条件下发生水解反应生 HN. COOH H2N COOH 成 花 ,故B错误；C.由 NH2 ·54 000-= 结构简式可知，高分子X中含有的酰胺基能形成氢键，故 C正确；D.由结构简式可知，E分子和高分子Y中都含有 氨基，则高分子Y的合成过程中进行了官能团氨基的保 护，故D正确。 7.BDA.氨气的化学性质比氧气的稳定是因为N=N键 的键能比O2中化学键的健能大，在化学反应中难断裂，A 项不符合题意；B.2和Br2相比，2的相对分子质量较 大，范德华力较强，因此碘的熔、沸点较高，B项符合题意； C.稀有气体元素的原子最外层为稳定结构，因此很难发 生化学反应，C项不符合题意；D.氟化氢分子间存在氢 键，使氟化氢的沸，点比氯化氢的高，D符合题意。 8.CDA.I和Ⅱ在某些性质上有所不同，但它们有着相同 的官能团，化学性质相似，故A错误；B.根据其结构可知， 两种分子极性相同，故B错误；C.I和Ⅱ具有完全相同的 组成和原子排列，故C正确；D.I和Ⅱ互为对映异构体， 所含化学键的种类与数目是相同的，故D正确。 9.解析：(1)冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四 面体，1mol冰中含有氢键的物质的量为1X4mol= 2mol,故答案：2。 (2)A.该物质也能与金属钠反应产生氢气，1L水蒸气冷 凝后与足量金属钠反应，若混有该物质，由于(H2O)2也 能生成氢气，且一分子(H2O)2生成2分子氢气，所以产 生氢气体积多，故A正确；B.该物质也能被浓硫酸吸收， 若1L水蒸气通过浓硫酸后，由于相对H2O而言， (H2O)2的相对分子质量大，所以分子数目相同时，浓硫 酸增加的质量大，说明存在该物质，故B正确；C.该物质 的pH也等于7，无论该物质是否存在，pH都等于7，故C 错误；D.该物质的分子中氢氧原子个数比仍为2：1，无论 是否存在，氢氧原子个数比不变，故D错误；故答案：AB。 (3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电 离方程式为H2O十H2O=一H3O+十OH,已知在相同 条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是 双氧水的相对分子质量比水的相对分子质量稍大，但题 中强调双氧水的沸，点明显高于水，因此可判断双氧水分 子之间存在着更强的氢键作用。故答案：H2O十H2O 三H3O十+OH一；双氧水分子之间存在更强的氢键 作用。 (4)1mol冰吸收的总能量为51kJ,克服范德华力吸收的 能量为11kJ,故克服氢键吸收的总能量为40kJ,而1mol 冰中含有2mol氢键，故冰晶体中氢键的能量是20kJ· mol-1,故答案：20。 答案：(1)2(2)AB(3)H20+H20=H30++ OH一双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用(4)20 高考冲浪 1.BA.主体分子内羟基与磺酸基相邻较近，碳酸基中含 有羟基的结构，可以形成分子内氢键，A正确；B.主体与 客体间通过非共价键形成超分子，B错误；C.已知单键的 键能小于双键，则S一O的键能比S一O键能小，C正确； D.N原子价电子数为5，(CH3)4N+中N有4条o键，失 去1个电子形成阳离子，无孤电子对，采用sp3杂化， (CH3)3N中N有3条σ键，1个孤电子对，价层电子对数 为4，采用sp3杂化，D正确。 2.CA.氯化钠中的钠离子半径(Na十)比氯化铯中的铯离 子半径(Cs十)小，离子键强度更大，因此熔点更高，解释正 确，A正确；B.碘和四氯化碳均为非极性分子，符合“相似 相溶”规律，解释正确，B正确；C草酸氢钠溶液显酸性是因 为草酸氢根(HC2O4)的电离程度（释放H十）大于水解程度 (生成OH),解释错误，C错误；D.离子液体的导电性源于 其内部可自由移动的阴、阳离子，解释正确，D正确。