2.2 分子的空间结构（举一反三专项训练，黑吉辽蒙专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

2.2 分子的空间结构 题型01 分子结构的测定 题型02 常见分子的空间结构 题型03 孤电子对数的计算 题型04 价层电子对互斥模型 题型05 根据VSEPR模型模型判断微粒的空间结构 题型06 杂化轨道理论 题型07 杂化轨道理论与分子空间构型的关系 题型08 等电子体原理与分子结构 题型01 分子结构的测定 1.红外光谱确定官能团和化学键的类型。 2.质谱法测定相对分子质量，即：由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间越长，因此谱图中的质荷比最大（最右边）的就是未知物的相对分子质量，注意：当“质”为该有机物的相对分子质量，“荷”为一个单位电荷时，质荷比的最大值即为该有机物的相对分子质量——质谱图中最右边的数据。 【典例1】（24-25高二上·辽宁沈阳·期末）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列说法正确的是 A．因为臭氧分子极性较弱，因此其在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度 B．乙醇的质谱图中，相对丰度最大的峰归属于 C．的键能大于的键能，因此水的沸点高于氟化氢的沸点 D．和两种元素因处于元素周期表的对角线位置，且都属于区元素，所以有些性质相似 【答案】A 【详解】A．O3分子有极性，但很微弱，所以它在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度，A正确； B．乙醇的质谱图中，质荷比最大的峰归属于CH3CH2OH+，但丰度不一定最大，B错误； C．氢键属于分子间作用力，水的沸点高于氟化氢的沸点是因为氢键的数目前者更多，C错误； D．Be是第ⅡA族元素，属于s区元素，但是和两种元素因处于元素周期表的对角线位置所以有些性质相似，D错误； 【变式1-1】（23-24高二下·辽宁鞍山·期中）下列说法不正确的是 A．用红外光谱可以鉴别和 B．室温下，在水中的溶解度：乙醇>苯酚>1-氯丁烷 C．分子式为且属于酚类物质的同分异构体有4种 D．二甘醇沸点比乙醇高 【答案】C 【详解】A．丙酮和丙醇的官能团不同，可以利用红外光谱进行鉴别，A正确； B．乙醇分子可以和水分子互溶，苯酚中疏水基团较大，溶解性小于乙醇，1-氯丁烷难溶于水，B正确； C．分子式为且属于酚类物质的同分异构体有3种分别是、、，C错误； D．二甘醇中羟基数目比乙醇多，分子间形成的氢键数目比乙醇多，故沸点比乙醇高，D正确； 【变式1-2】（2023·辽宁鞍山·二模）已知冰醋酸能与氯气在碘催化下发生反应：。对实验过程进行监测，发现过程中出现了键，下列有关说法错误的是 A．实验中键的产生，可通过红外光谱结果证明 B． 键比键更易形成，且键能更大 C．中存在键 D．的酸性比强 【答案】B 【详解】A．红外光谱可用于确定化学键类型，故A正确； B．I原子半径大于Cl，因此键长比键长要长，键长越长键能越小，故B错误； C．羧基中C原子采用杂化，羧基相连的碳原子采用杂化，两碳原子之间形成键，故C正确； D．Cl原子的电负性大于H，导致中O-H键的极性大于中O-H键，更易电离出氢，酸性强于，故D正确； 【变式1-3】（24-25高二下·辽宁大连·期中）青蒿素是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，可溶于乙醇和乙醚。青蒿素分子结构如下图所示。已知：乙醚沸点为。 (1)提取青蒿素：在浸取、蒸馏过程中，发现用乙醚()提取，相对于用乙醇提取效果更好，原因是 。 (2)确定结构 能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子结构的一种方法是 。 a．质谱法    b．X射线衍射    c．核磁共振氢谱    d．红外光谱 (3)修饰结构，提高疗效：一定条件下，用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。 ①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化方式为 。 ②的空间结构为 ，中有 配位键。 ③比较水溶性：双氢青蒿素 (填“>、=、<”)青蒿素 【答案】(1)乙醚沸点比乙醇低，防止蒸馏时温度过高青蒿素分解或发生副反应(青蒿素中含有过氧键，受热易分解或其他合理答案也给分) (2)b (3) 正四面体形 1 > 【详解】（1）青蒿素溶于乙醇和乙醚，对热不稳定，用乙醚提取青蒿素后，乙醚沸点低，蒸馏时所需温度较低，青蒿素不易分解，故用乙醚提取效果更好； （2）a．质谱法可以测定有机物的相对分子质量，a错误； b．通过晶体的X射线衍射实验，可以确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，b正确； c．核磁共振氢谱法可确定有机物中氢原子的种类和相对数目，c错误； d．红外光谱法可用于鉴定有机物中所含的各种官能团和化学键，d错误； 故选b。 （3）①如图所示，双氢青蒿素分子中碳原子均为饱和碳原子，这些碳原子的轨道杂化类型为sp3； ②B原子的孤对电子数为0，价层电子对数为4，根据价层电子互斥理论可知，该离子的空间结构为正四面体。中B有空轨道，可形成配位键，1mol中有1mol配位键； ③双氢青蒿素能与水分子形成氢键，比青蒿素水溶性更好，治疗疟疾的效果更好。 题型02 常见分子的空间结构 空间结构 常见物质 直线形 BeCl2、HCN、C2H2、CO2等 V形 H2O、H2S、SO2等 平面三角形 BF3、SO3等 三角锥形 PH3、PCl3、NH3等 正四面体形 CH4、CCl4、SiH4、SiF4等 四面体形(非正四面体形) CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等 【典例2】（23-24高二下·辽宁·期中）对人类健康会产生危害，为降低饮用水中的浓度，可以在碱性条件下用铝粉将还原为，反应的离子方程式为：。为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．消耗，反应转移的电子数为 B．的空间构型是平面正三角形 C．标况下，中π键数目为 D．液态水中含有氢键的数目为 【答案】D 【详解】A．该反应中Al元素的化合价由0价变为+3价、N元素的化合价由+5价变为0价，消耗1mol Al,转移电子的物质的量为1mol×[(+3)-0]=3mol,则反应转移的电子数为3NA，故A正确； B．中氮原子的价层电子对个数为3+=3且不含孤电子对，该离子空间构型为平面正三角形，故B正确； C．N2分子中含有2个π键，标况下n(H2)==0.5mol,则标况下，11.2LN2中π键的物质的量为0.5mol×2=1mol,π键数目为NA，故C正确； D．液态水中的氢键数目少于冰，1mol冰中含有2mol氢键，因此2mol液态水中含有的氢键数目少于4NA，故D错误； 【变式2-1】（24-25高二下·辽宁·阶段练习）下列有关叙述正确的是 A．分子中一定存在键，不一定存在键 B．核外电子跃迁过程中形成了发射光谱 C．基态的价电子排布式为 D．三种微粒中氮原子的杂化方式相同，但空间构型不相同 【答案】D 【详解】A．分子中不一定存在键，也不一定存在键，如稀有气体原子结构已达到稳定结构，是单原子分子，不存在化学键，A项错误； B．核外电子没有发生跃迁，没有释放能量，不会形成发射光谱，B项错误； C．主族元素的价电子是最外层电子，排布式为，C项错误； D．铵根离子中氮原子价层电子对个数键个数+孤电子对个数，所以其采用杂化，氨气分子中氮原子价层电子对个数键个数+孤电子对个数，以氮原子杂化方式是，中氮原子价层电子对个数键个数+孤电子对个数，所以都采用杂化，铵根离子中，孤电子对数为0，氨气分子中孤电子对数为1，孤电子对数为2，以空间构型不同，D项正确； 【变式2-2】（23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习）化合物M·6H₂O 可用作洗涤粉， M的结构如下， 其中X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期主族元素，下列说法不正确的是 A．Y的基态原子核外电子排布中有1个未成对电子 B．X、Y、Z、W元素中电负性最大的是Z C．Z、W形成的化合物中不可能含有共价键 D．X、Z形成的X₂Z 分子的空间构型是 V 形 【答案】C 【分析】M中X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，W能形成带一个单位正电荷的W+离子，则W为Na元素；阴离子中X、Y、Z形成共价键的数目分别为1、4、2，则X为H元素、Y为B元素、Z为O元素。 【详解】A．硼元素的原子序数为5，基态原子的价电子排布式为2s22p1，则原子核外有1个未成对电子，A正确； B．金属元素的电负性小于非金属元素，元素的非金属性越强，电负性越大，非金属元素中氧元素的非金属性最强，则氧元素的电负性最大，B正确； C．Z、W形成的过氧化钠，其中就是含有离子键和共价键的离子化合物，C错误； D．水分子为sp3杂化，其的空间构型是 V 形，D正确； 【变式2-3】 （24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中）根据价层电子对互斥理论，判断下列分子或者离子的空间构型不是平面三角形的是 A．SO3 B．BF3 C．CO D．NH3 【答案】D 【详解】A．SO3中S原子的价层电子对数（3个键，孤电子对数为0 ），根据价层电子对互斥理论，SO3的空间构型为平面三角形，A错误； B．BF3中B原子的价层电子对数（3个键，孤电子对数为0），其空间构型为平面三角形，B错误； C．CO中C原子的价层电子对数（3个键，孤电子对数为0），空间构型为平面三角形，C错误； D．NH3中N原子的价层电子对数（3个键，1对孤电子对），根据价层电子对互斥理论，NH3的空间构型为三角锥形，不是平面三角形，D正确； 题型03 价层电子对数的计算 确定中心原子价层电子对数 1. ①配位原子是指中心原子以外的其它原子，即：与中心原子结合的原子 ②若是离子，则应加上或减去与离子所带的电荷数，即：阴加阳减 ③氧、硫原子若为配位原子，则其化合价规定为"零”，若为中心原子，则价电子数为6 分子或离子 中心原子 价层电子对数 σ键电子对 中心原子上的孤电子对数 CO2 C 2 0 BF3 B 3 0 NH4+ N 4 0 CO C 3 0 SF6 S 6 0 2. 其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数 【典例3】（24-25高二下·黑龙江大庆·开学考试）下列叙述中正确的是 A．键能：Si-H>P-H>S-H>Cl-H B．BF3、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．中心原子的价层电子对数为3，空间构型为平面三角形 D．键角：CO2>CH4>H2O>NH3 【答案】B 【详解】A．Si、P、S、Cl为同一周期相邻元素，电负性：Si<P<S<Cl，则键能：Si-H<P-H<S-H<Cl-H，A错误； B．BF3的中心B原子的价层电子对数为=3，发生sp2杂化，其最外层无孤电子对，则分子呈平面正三角形结构，CCl4分子中，中心C原子的价层电子对数为=4，发生sp3杂化，分子呈正四面体结构，二者都是含有极性键的非极性分子，B正确； C．中心S原子的价层电子对数为=4，由于S原子的最外层有1个孤电子对，所以空间构型为三角锥形，C错误； D．CO2分子中，C原子的价层电子对数为=2，发生sp杂化，分子呈直线形结构，CH4、NH3、H2O的中心原子的价层电子数都为4，都发生sp3杂化，但C、N、O的最外层的孤电子对数分别为0、1、2，孤电子对数越多，对成键电子的排斥作用越大，键角越小，所以键角：CO2>CH4>NH3>H2O，D错误； 【变式3-1】（23-24高二上·辽宁沈阳·阶段练习）为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．中杂化的原子数为 B．中氙的价层电子对数为 C．某元素气态基态原子的逐级电离能()分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是 D．分子中有键数目为，键数目为 【答案】D 【详解】A．CH3CH2OH中碳原子周围是4个σ键，则2个碳原子和1个氧原子采用sp3杂化，的物质的量为，采用sp3杂化的原子有0.5mol×3×NA/mol=1.5NA，故A正确； B．XeF4中Xe原子的价层电子对数=4+=6，则0.5molXeF4中氙的价层电子对数=6×0.5mol×NA/mol=3NA，故B正确； C．该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现+2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+，故C正确； D．N2H4都是由共价单键形成，分子中有键数目为，不含有键，故D错误； 【变式3-2】（24-25高二上·吉林·阶段练习）下列各组计算微粒中心原子的价层电子对数的代数式不正确的是 A．： B．： C．： D．： 【答案】C 【详解】A．中心原子的价层电子对数为=3，A正确； B．中心原子的价层电子对数为=4，B正确； C．中心原子的价层电子对数为=4，C错误； D．中心原子的价层电子对数为=2，D正确； 【变式3-3】（23-24高二下·吉林长春·阶段练习）下列比较结果正确的是 A．孤电子对数： B．离子半径： C．能量：E(5s)>E(4s) D．电负性：K>Na 【答案】C 【详解】A． 中C原子孤电子对数为，中P原子孤电子对数为，所以孤电子对数：，故A错误； B．电子层数相同，质子数越多半径越小，离子半径：，故B错误； C．都是s能级时，能层越高能量越高，则能量：E(5s)>E(4s)，故C正确； D．金属性越强，电负性越小，电负性：K<Na，故D错误； 题型04 价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型(VSEPR模型)理论要点 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。对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键的σ键电子对和未成键的孤电子对)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相互排斥最弱的那种结构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定 (1)中心原子：分子或离子中原子数目最少的原子 (或与之成键的原子) (2)分子中的价层电子对由于斥力作用，而趋向尽可能彼此远离以减小排斥力，分子尽可能采取对称的空间构型 (3)价层电子对在空间上彼此相距最远时，电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小，体系的能量最低 (4)中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数 【典例4】（22-23高二上·吉林·阶段练习）关于CH4、、三种粒子的说法，正确的是 A．C原子的杂化类型都相同 B．CH是三角锥形 C．CH与BCl3构型相同 D．CH4与NHVSEPR模型相同 【答案】D 【分析】甲烷中的C原子价层电子对个数，所以其中心碳原子采用sp3杂化；碳正离子中的C原子价层电子对个数，所以其中心碳原子采用sp2杂化；碳负离子中的C原子价层电子对个数，所以其中心碳原子采用sp3杂化； 【详解】A．根据分析，三种微粒中碳原子的杂化方式不同，描述错误，不符题意； B．根据分析，碳正离子其中心碳原子价层电子对数为3，孤对电子数为0，空间构型为平面三角形结构，描述错误，不符题意； C．根据分析，碳负离子其中心碳原子价层电子对数为4，孤对电子数为1，空间构型为三角锥型，BCl3中B原子价层电子对个数，孤对电子数为0，空间构型为平面三角形结构，描述错误，不符题意； D．根据分析，甲烷中的C原子价层电子对个数4，NH中的N原子价层电子对数，VSEPR模型均为四面体，描述正确，符合题意； 【变式4-1】（23-24高二上·广东东莞·期中）下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V形的是 A．NO2 B． C． D．H2O 【答案】D 【详解】A．NO2中含有大π键，其中心原子N周围的价层电子对数为3，该微粒的VSEPR模型为平面三角形，其空间结构为V形，A不合题意； B．中心原子S周围的价层电子对数为：3+=4，该微粒VSEPR模型为四面体，其空间结构为三角锥形，B不合题意； C．中心原子O周围的价层电子对数为：3+=4，该微粒VSEPR模型为四面体，其空间结构为三角锥形，C不合题意； D．H2O中心原子O周围的价层电子对数为：3+=4，该微粒VSEPR模型为四面体，其空间结构为V形，D符合题意； 【变式4-2】（24-25高二上·辽宁·期末）反应可用于壁画修复。下列说法错误的是 A．孤电子对数： B．的空间结构：正四面体形 C．放电时，铅酸蓄电池上的正极材料得到电子 D．S元素位于元素周期表中第三周期第VIA族 【答案】C 【详解】A．中O原子的孤电子对数为，中O原子的孤电子对数也为，但中含有2个O原子，故总的孤电子对数为4，因此孤电子对数：，A正确； B．中S的价层电子对数为，采取sp3杂化，没有孤电子对，因此空间结构为正四面体形，B正确； C．铅酸蓄电池放电时发生反应为，放电时正极材料得到电子生成，C错误； D．S的原子序数为16，位于元素周期表中第三周期第VIA族，D正确； 【变式4-3】（24-25高二下·黑龙江大庆·期末）可用于水的杀菌消毒，遇水发生反应：。下列说法正确的是 A．反应中各分子的键均为键 B．分子中Cl的价电子层有2个孤电子对 C．键长小于键长 D．反应中各分子的模型均为四面体形 【答案】D 【详解】A．各分子中心氧原子均采用sp3杂化，Cl2O分子的键p-sp3σ键，HClO的结构式为H-O-Cl，HClO分子的键为s-sp³ 、p-sp3σ键，H2O分子的键为s-sp³，故A错误； B．HClO的结构式为H-O-Cl，Cl的最外层有7个电子，与O形成单键后剩余3个孤电子对，故B错误； C．Cl的原子半径大于H，Cl-O键长应大于H-O键长，故C错误； D．Cl2O中的O有2个孤电子对和2个成键对，H2O和HClO中的O同样有2个孤电子对和2个成键对，VSEPR模型均为四面体形，故D正确； 题型05 根据VSEPR模型模型判断微粒的空间结构 价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路 由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构 价层电子对数 电子对的 排列方式 VSEPR模型 及名称 中心原子杂化轨道类型 孤电子对数 略去孤电子对的空间结构 分子(或离子)的空间结构名称 典型例子 2 直线形 sp 0 直线形 CO2 3 平面三角形 sp2 0 平面三角形 SO3 1 V形 SO2 4 四面体形 sp3 0 正四面体形 CH4 1 三角锥形 NH3 【典例5】（23-24高二下·黑龙江伊春·期中）类推是化学学习和研究中常用的思维方法。下列类推正确的是 A．为直线形分子，则也为直线形分子 B．和都为正四面体形，中键角为109°28′，中键角也为109°28′ C．分子的空间结构为V形，则的VSEPR模型也是V形 D．基态V的价层电子排布式为，基态Cr的价层电子排布式为 【答案】A 【详解】A．、中碳原子的杂化方式均为sp，均为直线形分子，A项正确； B．为正四面体形，键角为109°28′，而白磷体心无P原子，键角为60°，B项错误； C．的价层电子对数为4，VSEPR模型是四面体形，分子的空间结构为V形，C项错误； D．基态Cr的价层电子排布式为，D项错误。 【变式5-1】（23-24高二下·黑龙江佳木斯·期中）下列分子的键角为109°28′的是 A．CCl4 B．NH3 C．H2O D．P4 【答案】A 【详解】A．CCl4是正四面体结构，碳原子在四面体的中心、Cl原子在四面体的顶点上，键角为109°28′，故选A； B．NH3空间构型为三角锥，键角为107.3°，故不选B； C．H2O的空间构型为V形，键角为104.5°，故不选C； D．P4是正四面体结构，4个P原子在四面体的四个顶点上，键角为60°，故不选D； 选A。 【变式5-2】（25-26高二上·山东德州·月考）下列图示或化学用语正确的是 A．NH3分子的VSEPR模型为 B．键的形成过程： C．SeO3空间结构为平面三角形 D．基态磷原子价层电子排布图为，违背了泡利不相容原理 【答案】C 【详解】A．NH3分子中心原子N周围的价层电子对数为：3+=3+1=4，则其VSEPR模型为，而是NH3的实际空间构型，A错误； B．已知σ是原子轨道的电子云采用“头碰头”重叠，故键的形成过程为：，而是p-pπ键的形成过程，B错误； C．SeO3中中心原子Se周围的价层电子对数为：3+=3，根据VSEPR可知，其空间结构为平面三角形，C正确； D．基态磷原子价层电子排布图为，该价层电子排布图违背了洪特规则，而不是泡利不相容原理，D错误； 【变式5-3】（23-24高二下·黑龙江大庆·阶段练习）以下类比结论中正确的是 A．用作耐火材料，则MgO也可用作耐火材料 B．BeO能与NaOH溶液发生反应，则MgO也能与NaOH溶液发生反应 C．分子空间结构为直线形，则分子空间结构也是直线形 D．的沸点高于，则的沸点高于 【答案】A 【详解】A．、MgO都具有较高的熔点，均可做耐火材料，A正确； B．根据对角线规则，BeO能与NaOH溶液发生反应，是因为BeO具有两性，MgO不具有两性，不可以与NaOH溶液反应，B错误； C．CO2分子的中心原子C的价层电子对数为2，无孤电子对，空间结构是直线形，SO2分子的中心原子S的价层电子对数为3，有1对孤电子对，空间结构是V形，C错误； D．氨气的沸点之所以高于PH3，是因为氨气的分子间可以形成氢键，而甲烷分子间不能形成氢键，所以甲烷的沸点低于SiH4，D错误； 题型06 杂化轨道理论 杂化轨道理论 1．杂化轨道理论要点：中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道 2．杂化轨道的类型 (1)sp3杂化：sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都含有s和p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。如，CH4、CF4、CCl4 (2)sp2杂化：sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有s和p成分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形。如，BF3 (3)sp杂化：sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含有s和p的成分，sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。如，BeCl2 【典例6】（25-26高二上·吉林·期末）根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列分子的中心原子杂化方式、VSEPR模型及空间结构均正确的是 选项 分子 中心原子杂化方式 VSEPR模型 空间结构 A 平面三角形 V形 B 平面三角形 三角锥形 C 四面体形 平面三角形 D 正四面体形 正四面体形 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．中心原子S的价层电子对数为4（键2对，孤电子对2对），杂化方式应为，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，A错误； B．中心原子S的价层电子对数为4（键3对，孤电子对1对），杂化方式应为，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，B错误； C．中心原子N的价层电子对数为4（键3对，孤电子对1对），杂化方式，VSEPR模型四面体形，空间结构为三角锥形，C错误； D．中心原子Si的价层电子对数为4（键4对，孤电子对0对），杂化方式，VSEPR模型正四面体形，空间结构正四面体形，D正确； 【变式6-1】（24-25高二下·内蒙古呼和浩特·期中）气态以单分子形式存在，分子内存在大键，结构如图甲。固态的一种存在形式为三聚分子，结构如图乙。下列说法正确的是 A．图甲和图乙S原子的杂化方式相同 B．图乙中所有的键角不相等 C．图乙中S原子存在孤电子对 D．图甲和图乙中硫氧键键长 【答案】B 【详解】A．气态以单分子形式存在，分子内存在大键，结构如图甲，可见空间结构为平面三角形，S原子采用的是sp2杂化；图乙的固态三聚分子中，空间结构为四面体结构，则S采用的杂化方式为sp3杂化，A不符合题意； B．图乙中环上的3个氧原子形成2个键，其余6个氧原子形成1个键(O原子与S原子连接成环的键基本上是单键，其余的硫氧键则为双键)，则这两种氧原子的成键方式有不同，作用力不同，使得图乙中环上3个O一S一O键角相等，环外3个O一S一O键角相等，但环上O一S一O键角与环外O一S一O键角的不相等，B符合题意； C．图乙中S原子形成4个键，不存在孤电子对(O原子与S原子连接成环的键基本上是单键，其余的硫氧键则为双键)，C不符合题意； D．硫原子的杂化轨道中s成分的含量越多，该原子形成的硫氧键键长会更短；图甲中S原子为sp2杂化，图乙中S原子为sp3杂化，图甲中S一O键的键长更短，即a＜b，D不符合题意； 【变式6-2】（25-26高二上·辽宁沈阳·期中）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：。下列有关化学用语或表述正确的是 A．的形成过程可表示为 B．中的阴、阳离子有相同的模型和空间结构 C．在、石墨、金刚石中，碳原子有、和三种杂化方式 D．和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的化学键 【答案】B 【详解】A．HCl是共价分子，其形成过程应为，故A错误； B．和均为正四面体结构，VSEPR模型与空间结构一致，故B正确； C．C60​和石墨为sp2杂化，金刚石为sp3杂化，无sp杂化，故C错误； D．NH3分子间​有氢键，而CO2分子间​无氢键，二者分子间作用力不同，故D错误； 【变式6-3】（24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中）甲醛、乙醛、丙醛均为重要的化工原料，结构简式如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．甲醛、乙醛、丙醛均为极性分子 B．乙醛中含有极性键和非极性键 C．甲醛中C原子采取杂化 D．29g丙醛中含有的σ键数为 【答案】D 【详解】A．‌‌甲醛、乙醛、丙醛分子中均含“C=O”，O的电负性比C大，导致电子云向O偏移，C=O键的极性较强，同时它们的分子结构不对称，使得整个分子的正负电荷中心不重合，三者均为极性分子，A正确； B．‌‌极性键‌是指由不同种元素原子形成的共价键，‌‌非极性键‌是指由同种元素原子形成的共价键，乙醛中的碳氢键、碳氧双键属于极性键，碳碳单键属于非极性键，B正确； C．‌‌甲醛中的C形成了3个键(单键为键，双键中包含一个键)且无孤电子对，C的价层电子对数为3，C采取sp2杂化，C正确； D．一个丙醛分子中含6个C-H、2个C-C，还有一个碳氧双键，则共含6+2+1=9个键，‌‌29g丙醛的物质的量为，其中含有的键的物质的量为4.5mol，数目为，D错误； 题型07 杂化轨道理论与分子空间构型的关系 1．杂化轨道数目与成键数目相同时分子的空间构型 当杂化轨道数目等于成键轨道数目时，杂化轨道全部参与成键，成键类型是σ键，分子的空间构型与杂化轨道的空间构型一致。 实例 BeCl2 BF3 CH4 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道及数目 1个s轨道 1个p轨道 1个s轨道 2个p轨道 1个s轨道 3个p轨道 杂化轨道的数目 2 3 4 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28′ 杂化轨道空间构型 直线形 平面三角形 正四面体 分子的空间构型 直线形 平面三角形 正四面体 2．常见分子的空间构型 杂化类型 分子类型 空间构型 举例 sp3 AB4 正四面体 CH4、CCl4、NH4+、金刚石等 AB3C 四面体 CH3Cl、CH3CH3等 AB3 三角锥 NH3、NF3等 AB2 V形 H2O、H2S sp2 AB3 平面三角形 BF3、AlCl3、、苯环等 sp AB2 直线形 CO2、CS2、等 【典例7】关于原子轨道的说法正确的是 A．氨分子中有1对未参与杂化的孤电子对 B．凡是型的共价化合物，其中心原子A均采用杂化轨道成键 C．和分子中的中心原子S和C都是通过杂化轨道成键 D．杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道重新组合形成的4个能量不同的杂化轨道 【答案】C 【详解】A．氨分子中1个2s轨道和3个2p轨道都参与杂化，经过sp3杂化后1个轨道填充了1对孤电子对，故A错误； B．凡是型的共价化合物，其中心原子A不一定采用杂化轨道成键，比如BCl3是sp2杂化，故B错误； C．分子中的中心原子S原子价层电子对数为，分子中的中心原子C原子价层电子对数为4，都是通过杂化轨道成键，故C正确； D．杂化后形成了4个能量相同的杂化轨道，故D错误。 【变式7-1】下列分子或离子的中心原子的杂化轨道类型和空间结构不正确的是 A．中B原子采取杂化，为平面三角形结构 B．中P原子采取杂化，为正四面体形结构 C．中Be原子采取sp杂化，为V形结构 D．中N原子采取杂化，为V形结构 【答案】C 【详解】A．中B原子的孤对电子数为，价层电子对数为3+0=3，则为杂化，为平面三角形结构，故A不选； B．中P原子的孤对电子数为，价层电子对数为4，则p原子采取杂化，为正四面体形结构，故B不选； C．BeCl2中Be原子的孤对电子数为，价层电子对数为2+0=2，则为sp杂化，为直线型结构，故选C； D．中N原子的孤对电子数为，价层电子对数为2+2=4，采取杂化，为V形结构，故D不选； 【变式7-2】（22-23高二下·辽宁大连·期中）中国科学院天津工业生物技术研究所科研团队在实验室里首次实现了以CO2为原料人工合成淀粉，其合成路线如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．1mol DHA中含有σ键数目为7NA B．1mol DHA中，sp3杂化的原子数为2NA C．过程②中，1mol CH3OH断裂极性键的数目为2NA D．CH3OH分子中，碳原子与氧原子之间的共价键为sp3-p σ键 【答案】C 【详解】A．1个单键即1个σ键，1个双键含有1个σ键和1个π键，根据DHA的结构式，含有σ键数目为11NA，A错误； B．DHA中sp3杂化的原子为2个亚甲基中的C，2个羟基中的O，共四个原子，即4NA，B错误； C．根据图示转化，过程②中1mol甲醇氧化为甲醛，断裂1mol C-H键和1mol O-H键，共2mol极性共价键，即2NA，故C正确 D．CH3OH分子中，以碳为中心的结构为四面体结构，碳原子，氧原子均采取sp3杂化，其之间的共价键为sp3-sp3 σ键，D错误； 【变式7-3】（21-22高二下·内蒙古赤峰·阶段练习）以下有关杂化轨道的说法中，错误的是 A．ⅠA族元素成键时一般不能形成杂化轨道 B．杂化轨道既可形成σ键，也可能形成π键 C．孤电子对有可能占据杂化轨道 D．s轨道和p轨道杂化不可能有sp4杂化 【答案】B 【详解】A．ⅠA族元素原子最外层只有1个电子，与其它原子形成共价键时，只形成1个σ键，不可能有杂化轨道，A正确； B．电子云以不同形式重叠，形成不同的共价键，如CH2=CH2中C原子为sp2杂化，C原子形成3个σ键，但杂化轨道不形成π键，B错误； C．杂化轨道的电子不一定全部成键，如NH3为sp3杂化，但只形成3个σ键，C正确； D．p轨道只有3个方向不同的轨道，与1个s轨道最多形成sp3杂化，不可能有sp4出现，D正确； 题型08 等电子体原理与分子结构 等电子原理 性质 分子 原子数 价电子数 立体构型 沸点/℃ 熔点/℃ 液体密度/ g·cm－3 N2 2 10 直线形 －195.81 －210.00 0.796 CO 2 10 直线形 －191.49 －205.05 0.793 结论 CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，其性质相近 (1)等电子体的概念：原子总数相同，价电子总数也相同的微粒。 如：CO和N2，CH4和NH4+ (2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们结构相似，物理性质相近，但化学性质不相同，此原理称为等电子原理 (3)等电子体的寻找方法：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体，根据等电子体定义，寻找等电子体的常用方法就是换原子 ①技巧一(竖换——同族替换) 换同族原子(同族原子价电子数相同) 以寻找NH3的等电子体为例 NH3PH3、AsH3 ②方法二(横换——左右移位) 换相邻族的原子，这时价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等 以寻找CO的等电子体为例 COCN—，CN—C22— CON2 【典例8】（22-23高二上·吉林·阶段练习）下列说法不正确的是 A．标况下，22.4 L二氧化碳所含的π键数目为2NA B．NH和H3O+均为10电子粒子，它们互称为等电子体 C．NF3的键角小于BF3的键角 D．CH3-CHCl-CH2OH分子中有手性碳原子 【答案】B 【详解】A．标况下，22.4 L二氧化碳的物质的量是1 mol，由于在1个CO2分子中含有2个π键，则在1 mol的CO2中含有π键数目为2NA，A正确； B．等电子体是原子总数相等，原子核外电子总数也相等的微粒。NH和H3O+均为10电子粒子，但二者所含的原子总数不相等，因此它们不能互称为等电子体，B错误； C．NF3中N原子采用sp3杂化，且N原子上有一对孤电子对，其对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用，导致其键角为1.07°18′；而BF3的中心B原子采用sp2杂化，B原子上无孤对电子，键角是120°，故NF3的键角小于BF3的键角，C正确； D．手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的C原子。在该物质分子中，碳链中间的C原子分别连接了-CH3、Cl、H、-CH2OH，因此该C原子为手性碳原子，D正确； 【变式8-1】下列说法错误的是 A．N2O 与 CO2、CCl3F 与 CCl2F2 互为等电子体 B．CCl2F2 无同分异构体，说明其中碳原子采用 sp3 方式杂化 C．NF3分子的VSEPR 模型为平面三角形 D．由第ⅠA 族和第ⅥA 族元素形成的原子个数比为 1∶1、电子总数为 38 的化合物，是含有共价键的离子化合物 【答案】C 【详解】A．原子个数相等，且价电子总数相等的微粒互为等电子体，则N2O与CO2、CCl3F与CCl2F2互为等电子体，A说法正确； B．CCl2F2无同分异构体，说明中心碳原子与其它4个原子形成四面体构型，则碳原子采用 sp3方式杂化，B说法正确； C．NF3分子含有的价层电子对数目为4，则VSEPR模型为四面体构型，C说法错误； D．由ⅠA族和ⅥA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为 38 的化合物为Na2O2，含有钠离子、过氧根离子，则含有共价键的离子化合物，D说法正确； 答案为C。 【变式8-2】以下各组粒子的空间结构不相似的是 A．XeF4和ClO B．O3和NO C．CO2和NO D．SO3和BF3 【答案】A 【分析】原子总数和价电子总数相等的分子为等电子体，等电子体结构和化学性质相似，据此判断。 【详解】A．XeF4中价电子总数为36、ClO中价电子总数为32，二者不互为等电子体，所以空间结构不相似，故A选； B．二者价电子总数都是18，且原子总数相同，所以二者互为等电子体，其结构相似，均为V形结构，故B不选； C．二者价电子总数都是16，且原子总数相同，所以二者互为等电子体，其结构相似，均是直线形结构，故C不选； D．二者价电子总数都是24，且原子总数相同，所以二者互为等电子体，其结构相似，均是平面三角形结构，故D不选； 【变式8-3】（23-24高二下·辽宁铁岭·开学考试）高氯酸三碳酰肼合镍化是一种新型的起爆药，回答下列问题： (1)基态铜原子的价电子的轨道表示式为 。 (2)基态碳原子核外电子有 种不同运动状态。 (3)的中心原子的价层电子对数为 ，的VSEPR模型是 。 (4)化学式中的CHZ为碳酰肼，其结构为，是一种新型的环保锅炉水除氧剂： ①CHZ中氮原子的杂化轨道类型为 。 ②1molCHZ中含有的键数目为 。 ③键角： （填“>”“<”或“=”）。 【答案】(1) (2)6 (3) 4 正四面体形 (4) sp3 11 = 【详解】（1）铜元素的原子序数为29，基态原子的价电子排布式为3d104s1，轨道表示式为，故答案为：； （2）碳元素的原子序数为6，基态原子的电子排布式为1s22s22p2，由泡利不相容原理可知，原子核外电子有6种不同运动状态，故答案为：6； （3）高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4，离子的VSEPR模型为正四面体形，故答案为：4；正四面体形； （4）①由结构简式可知，碳酰肼分子中饱和氮原子的杂化方式为sp3杂化，故答案为：sp3； ②碳酰肼分子中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则1mol碳酰肼分子中含有的σ键数目为1mol×11×NAmol—1=11NA，故答案为：11； ③碳酸根离子和硝酸根离子的原子个数都为4、价电子数都为24，互为等电子体，等电子体具有相同的空间构型，则碳酸根离子的键角与硝酸根离子的键角相等，故答案为：=。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2 分子的空间结构 题型01 分子结构的测定 题型02 常见分子的空间结构 题型03 孤电子对数的计算 题型04 价层电子对互斥模型 题型05 根据VSEPR模型模型判断微粒的空间结构 题型06 杂化轨道理论 题型07 杂化轨道理论与分子空间构型的关系 题型08 等电子体原理与分子结构 题型01 分子结构的测定 1.红外光谱确定官能团和化学键的类型。 2.质谱法测定相对分子质量，即：由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间越长，因此谱图中的质荷比最大（最右边）的就是未知物的相对分子质量，注意：当“质”为该有机物的相对分子质量，“荷”为一个单位电荷时，质荷比的最大值即为该有机物的相对分子质量——质谱图中最右边的数据。 【典例1】（24-25高二上·辽宁沈阳·期末）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列说法正确的是 A．因为臭氧分子极性较弱，因此其在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度 B．乙醇的质谱图中，相对丰度最大的峰归属于 C．的键能大于的键能，因此水的沸点高于氟化氢的沸点 D．和两种元素因处于元素周期表的对角线位置，且都属于区元素，所以有些性质相似 【变式1-1】（23-24高二下·辽宁鞍山·期中）下列说法不正确的是 A．用红外光谱可以鉴别和 B．室温下，在水中的溶解度：乙醇>苯酚>1-氯丁烷 C．分子式为且属于酚类物质的同分异构体有4种 D．二甘醇沸点比乙醇高 【变式1-2】（2023·辽宁鞍山·二模）已知冰醋酸能与氯气在碘催化下发生反应：。对实验过程进行监测，发现过程中出现了键，下列有关说法错误的是 A．实验中键的产生，可通过红外光谱结果证明 B． 键比键更易形成，且键能更大 C．中存在键 D．的酸性比强 【变式1-3】（24-25高二下·辽宁大连·期中）青蒿素是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，可溶于乙醇和乙醚。青蒿素分子结构如下图所示。已知：乙醚沸点为。 (1)提取青蒿素：在浸取、蒸馏过程中，发现用乙醚()提取，相对于用乙醇提取效果更好，原因是 。 (2)确定结构 能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子结构的一种方法是 。 a．质谱法    b．X射线衍射    c．核磁共振氢谱    d．红外光谱 (3)修饰结构，提高疗效：一定条件下，用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。 ①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化方式为 。 ②的空间结构为 ，中有 配位键。 ③比较水溶性：双氢青蒿素 (填“>、=、<”)青蒿素 题型02 常见分子的空间结构 空间结构 常见物质 直线形 BeCl2、HCN、C2H2、CO2等 V形 H2O、H2S、SO2等 平面三角形 BF3、SO3等 三角锥形 PH3、PCl3、NH3等 正四面体形 CH4、CCl4、SiH4、SiF4等 四面体形(非正四面体形) CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等 【典例2】（23-24高二下·辽宁·期中）对人类健康会产生危害，为降低饮用水中的浓度，可以在碱性条件下用铝粉将还原为，反应的离子方程式为：。为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．消耗，反应转移的电子数为 B．的空间构型是平面正三角形 C．标况下，中π键数目为 D．液态水中含有氢键的数目为 【变式2-1】（24-25高二下·辽宁·阶段练习）下列有关叙述正确的是 A．分子中一定存在键，不一定存在键 B．核外电子跃迁过程中形成了发射光谱 C．基态的价电子排布式为 D．三种微粒中氮原子的杂化方式相同，但空间构型不相同 【变式2-2】（23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习）化合物M·6H₂O 可用作洗涤粉， M的结构如下， 其中X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期主族元素，下列说法不正确的是 A．Y的基态原子核外电子排布中有1个未成对电子 B．X、Y、Z、W元素中电负性最大的是Z C．Z、W形成的化合物中不可能含有共价键 D．X、Z形成的X₂Z 分子的空间构型是 V 形 【变式2-3】 （24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中）根据价层电子对互斥理论，判断下列分子或者离子的空间构型不是平面三角形的是 A．SO3 B．BF3 C．CO D．NH3 题型03 价层电子对数的计算 确定中心原子价层电子对数 1. ①配位原子是指中心原子以外的其它原子，即：与中心原子结合的原子 ②若是离子，则应加上或减去与离子所带的电荷数，即：阴加阳减 ③氧、硫原子若为配位原子，则其化合价规定为"零”，若为中心原子，则价电子数为6 分子或离子 中心原子 价层电子对数 σ键电子对 中心原子上的孤电子对数 CO2 C 2 0 BF3 B 3 0 NH4+ N 4 0 CO C 3 0 SF6 S 6 0 2. 其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数 【典例3】（24-25高二下·黑龙江大庆·开学考试）下列叙述中正确的是 A．键能：Si-H>P-H>S-H>Cl-H B．BF3、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．中心原子的价层电子对数为3，空间构型为平面三角形 D．键角：CO2>CH4>H2O>NH3 【变式3-1】（23-24高二上·辽宁沈阳·阶段练习）为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．中杂化的原子数为 B．中氙的价层电子对数为 C．某元素气态基态原子的逐级电离能()分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是 D．分子中有键数目为，键数目为 【变式3-2】（24-25高二上·吉林·阶段练习）下列各组计算微粒中心原子的价层电子对数的代数式不正确的是 A．： B．： C．： D．： 【变式3-3】（23-24高二下·吉林长春·阶段练习）下列比较结果正确的是 A．孤电子对数： B．离子半径： C．能量：E(5s)>E(4s) D．电负性：K>Na 题型04 价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型(VSEPR模型)理论要点 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。对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键的σ键电子对和未成键的孤电子对)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相互排斥最弱的那种结构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定 (1)中心原子：分子或离子中原子数目最少的原子 (或与之成键的原子) (2)分子中的价层电子对由于斥力作用，而趋向尽可能彼此远离以减小排斥力，分子尽可能采取对称的空间构型 (3)价层电子对在空间上彼此相距最远时，电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小，体系的能量最低 (4)中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数 【典例4】（22-23高二上·吉林·阶段练习）关于CH4、、三种粒子的说法，正确的是 A．C原子的杂化类型都相同 B．CH是三角锥形 C．CH与BCl3构型相同 D．CH4与NHVSEPR模型相同 【变式4-1】（23-24高二上·广东东莞·期中）下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V形的是 A．NO2 B． C． D．H2O 【变式4-2】（24-25高二上·辽宁·期末）反应可用于壁画修复。下列说法错误的是 A．孤电子对数： B．的空间结构：正四面体形 C．放电时，铅酸蓄电池上的正极材料得到电子 D．S元素位于元素周期表中第三周期第VIA族 【变式4-3】（24-25高二下·黑龙江大庆·期末）可用于水的杀菌消毒，遇水发生反应：。下列说法正确的是 A．反应中各分子的键均为键 B．分子中Cl的价电子层有2个孤电子对 C．键长小于键长 D．反应中各分子的模型均为四面体形 题型05 根据VSEPR模型模型判断微粒的空间结构 价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路 由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构 价层电子对数 电子对的 排列方式 VSEPR模型 及名称 中心原子杂化轨道类型 孤电子对数 略去孤电子对的空间结构 分子(或离子)的空间结构名称 典型例子 2 直线形 sp 0 直线形 CO2 3 平面三角形 sp2 0 平面三角形 SO3 1 V形 SO2 4 四面体形 sp3 0 正四面体形 CH4 1 三角锥形 NH3 【典例5】（23-24高二下·黑龙江伊春·期中）类推是化学学习和研究中常用的思维方法。下列类推正确的是 A．为直线形分子，则也为直线形分子 B．和都为正四面体形，中键角为109°28′，中键角也为109°28′ C．分子的空间结构为V形，则的VSEPR模型也是V形 D．基态V的价层电子排布式为，基态Cr的价层电子排布式为 【变式5-1】（23-24高二下·黑龙江佳木斯·期中）下列分子的键角为109°28′的是 A．CCl4 B．NH3 C．H2O D．P4 【变式5-2】（25-26高二上·山东德州·月考）下列图示或化学用语正确的是 A．NH3分子的VSEPR模型为 B．键的形成过程： C．SeO3空间结构为平面三角形 D．基态磷原子价层电子排布图为，违背了泡利不相容原理 【变式5-3】（23-24高二下·黑龙江大庆·阶段练习）以下类比结论中正确的是 A．用作耐火材料，则MgO也可用作耐火材料 B．BeO能与NaOH溶液发生反应，则MgO也能与NaOH溶液发生反应 C．分子空间结构为直线形，则分子空间结构也是直线形 D．的沸点高于，则的沸点高于 题型06 杂化轨道理论 杂化轨道理论 1．杂化轨道理论要点：中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道 2．杂化轨道的类型 (1)sp3杂化：sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都含有s和p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。如，CH4、CF4、CCl4 (2)sp2杂化：sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有s和p成分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形。如，BF3 (3)sp杂化：sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含有s和p的成分，sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。如，BeCl2 【典例6】（25-26高二上·吉林·期末）根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列分子的中心原子杂化方式、VSEPR模型及空间结构均正确的是 选项 分子 中心原子杂化方式 VSEPR模型 空间结构 A 平面三角形 V形 B 平面三角形 三角锥形 C 四面体形 平面三角形 D 正四面体形 正四面体形 A．A B．B C．C D．D 【变式6-1】（24-25高二下·内蒙古呼和浩特·期中）气态以单分子形式存在，分子内存在大键，结构如图甲。固态的一种存在形式为三聚分子，结构如图乙。下列说法正确的是 A．图甲和图乙S原子的杂化方式相同 B．图乙中所有的键角不相等 C．图乙中S原子存在孤电子对 D．图甲和图乙中硫氧键键长 【变式6-2】（25-26高二上·辽宁沈阳·期中）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：。下列有关化学用语或表述正确的是 A．的形成过程可表示为 B．中的阴、阳离子有相同的模型和空间结构 C．在、石墨、金刚石中，碳原子有、和三种杂化方式 D．和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的化学键 【变式6-3】（24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中）甲醛、乙醛、丙醛均为重要的化工原料，结构简式如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．甲醛、乙醛、丙醛均为极性分子 B．乙醛中含有极性键和非极性键 C．甲醛中C原子采取杂化 D．29g丙醛中含有的σ键数为 题型07 杂化轨道理论与分子空间构型的关系 1．杂化轨道数目与成键数目相同时分子的空间构型 当杂化轨道数目等于成键轨道数目时，杂化轨道全部参与成键，成键类型是σ键，分子的空间构型与杂化轨道的空间构型一致。 实例 BeCl2 BF3 CH4 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道及数目 1个s轨道 1个p轨道 1个s轨道 2个p轨道 1个s轨道 3个p轨道 杂化轨道的数目 2 3 4 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28′ 杂化轨道空间构型 直线形 平面三角形 正四面体 分子的空间构型 直线形 平面三角形 正四面体 2．常见分子的空间构型 杂化类型 分子类型 空间构型 举例 sp3 AB4 正四面体 CH4、CCl4、NH4+、金刚石等 AB3C 四面体 CH3Cl、CH3CH3等 AB3 三角锥 NH3、NF3等 AB2 V形 H2O、H2S sp2 AB3 平面三角形 BF3、AlCl3、、苯环等 sp AB2 直线形 CO2、CS2、等 【典例7】关于原子轨道的说法正确的是 A．氨分子中有1对未参与杂化的孤电子对 B．凡是型的共价化合物，其中心原子A均采用杂化轨道成键 C．和分子中的中心原子S和C都是通过杂化轨道成键 D．杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道重新组合形成的4个能量不同的杂化轨道 【变式7-1】下列分子或离子的中心原子的杂化轨道类型和空间结构不正确的是 A．中B原子采取杂化，为平面三角形结构 B．中P原子采取杂化，为正四面体形结构 C．中Be原子采取sp杂化，为V形结构 D．中N原子采取杂化，为V形结构 【变式7-2】（22-23高二下·辽宁大连·期中）中国科学院天津工业生物技术研究所科研团队在实验室里首次实现了以CO2为原料人工合成淀粉，其合成路线如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．1mol DHA中含有σ键数目为7NA B．1mol DHA中，sp3杂化的原子数为2NA C．过程②中，1mol CH3OH断裂极性键的数目为2NA D．CH3OH分子中，碳原子与氧原子之间的共价键为sp3-p σ键 【变式7-3】（21-22高二下·内蒙古赤峰·阶段练习）以下有关杂化轨道的说法中，错误的是 A．ⅠA族元素成键时一般不能形成杂化轨道 B．杂化轨道既可形成σ键，也可能形成π键 C．孤电子对有可能占据杂化轨道 D．s轨道和p轨道杂化不可能有sp4杂化 题型08 等电子体原理与分子结构 等电子原理 性质 分子 原子数 价电子数 立体构型 沸点/℃ 熔点/℃ 液体密度/ g·cm－3 N2 2 10 直线形 －195.81 －210.00 0.796 CO 2 10 直线形 －191.49 －205.05 0.793 结论 CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，其性质相近 (1)等电子体的概念：原子总数相同，价电子总数也相同的微粒。 如：CO和N2，CH4和NH4+ (2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们结构相似，物理性质相近，但化学性质不相同，此原理称为等电子原理 (3)等电子体的寻找方法：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体，根据等电子体定义，寻找等电子体的常用方法就是换原子 ①技巧一(竖换——同族替换) 换同族原子(同族原子价电子数相同) 以寻找NH3的等电子体为例 NH3PH3、AsH3 ②方法二(横换——左右移位) 换相邻族的原子，这时价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等 以寻找CO的等电子体为例 COCN—，CN—C22— CON2 【典例8】（22-23高二上·吉林·阶段练习）下列说法不正确的是 A．标况下，22.4 L二氧化碳所含的π键数目为2NA B．NH和H3O+均为10电子粒子，它们互称为等电子体 C．NF3的键角小于BF3的键角 D．CH3-CHCl-CH2OH分子中有手性碳原子 【变式8-1】下列说法错误的是 A．N2O 与 CO2、CCl3F 与 CCl2F2 互为等电子体 B．CCl2F2 无同分异构体，说明其中碳原子采用 sp3 方式杂化 C．NF3分子的VSEPR 模型为平面三角形 D．由第ⅠA 族和第ⅥA 族元素形成的原子个数比为 1∶1、电子总数为 38 的化合物，是含有共价键的离子化合物 【变式8-2】以下各组粒子的空间结构不相似的是 A．XeF4和ClO B．O3和NO C．CO2和NO D．SO3和BF3 【变式8-3】（23-24高二下·辽宁铁岭·开学考试）高氯酸三碳酰肼合镍化是一种新型的起爆药，回答下列问题： (1)基态铜原子的价电子的轨道表示式为 。 (2)基态碳原子核外电子有 种不同运动状态。 (3)的中心原子的价层电子对数为 ，的VSEPR模型是 。 (4)化学式中的CHZ为碳酰肼，其结构为，是一种新型的环保锅炉水除氧剂： ①CHZ中氮原子的杂化轨道类型为 。 ②1molCHZ中含有的键数目为 。 ③键角： （填“>”“<”或“=”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $