4.1 分子的空间结构 第1课时（分层作业） 化学苏教版选择性必修2

第一单元 分子的空间结构 第1课时 杂化轨道理论 分层作业 1．（2026高三·全国·专题练习）下列有关物质表示方法不正确的是 A．乙烷的结构式： B．乙烯的球棍模型： C．乙炔分子中的C原子用sp杂化轨道形成了一个σ键和两个π键 D．CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为sp3、sp2 2．（25-26高二上·内蒙古通辽·期末）生物质气(主要成分为CO、、等)在含铬催化剂作用下可制备甲烷(CH4)、甲醇(CH3OH)，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．基态Cr原子中未成对电子数与价电子数之比为6：1 B．基态O原子的电子所占据的最高能级的电子云轮廓图形状为哑铃形 C．1 mol CH4分子中存在4个s-sp3 σ键 D．CH3OH分子中碳原子的杂化轨道用于形成π键 3．（25-26高二上·吉林·期末）下列有关描述及化学用语的表示方法正确的是 A．Br原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p5 B．CH3OH中C、O杂化方式相同 C．基态Cr原子的价电子排布图： D．第IA族元素单质的晶体类型相同 4．（25-26高二上·陕西咸阳·月考）下列有关杂化轨道理论的说法中正确的是 A．分子呈三角锥形，这是氮原子采取杂化的结果 B．中心原子采取杂化的分子，其空间结构一定是四面体形 C．杂化轨道是由能量相近的1个轨道和3个轨道混合形成的4个杂化轨道 D．型的分子结构必为直线形 5．（25-26高二上·天津滨海新区·期末）下列说法中，正确的是 A．杂化轨道能用于形成σ键和π键，还能用于形成离子键 B．中心原子采取sp2杂化的分子，空间结构均为平面三角形 C．所有AB3型的共价化合物，中心原子A都采用sp3杂化成键 D．气态BeCl2的中心原子Be采取sp杂化成键 6．（25-26高二上·黑龙江佳木斯·期末）科技推动社会发展、革新生产生活、拓展认知边界，下列有关解读错误的是 A．“天舟九号”化电双模式绿色推进剂一咪唑基离子液体燃料体系，具有无毒高密度、热稳定性好的性质 B．“火树银花合，星桥铁索开”，烟花中的黄色是钠元素的焰色，属于发射光谱 C．嫦娥五号月壤中首次发现稳定水合盐矿物（NH4，K，Cs，Rb）MgCl3•6H2O中含有的化学键有离子键、极性共价键、氢键 D．航天员舱外宇航服的外层防护层为二氧化硅陶瓷涂层，其中硅的杂化方式为sp3杂化 7．（25-26高二上·四川凉山·期末）下列说法不正确的是 A．、、轨道相互垂直，但能量相等 B．中B的杂化方式为杂化 C．只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为杂化 D．键角： 8．（25-26高二上·内蒙古通辽·期末）生物质气(主要成分为CO、、等)在含铬催化剂作用下可制备甲烷(CH4)、甲醇(CH3OH)，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．基态Cr原子中未成对电子数与价电子数之比为6：1 B．基态O原子的电子所占据的最高能级的电子云轮廓图形状为哑铃形 C．1 mol CH4分子中存在4个s-sp3 σ键 D．CH3OH分子中碳原子的杂化轨道用于形成π键 9．（2026·天津·一模）离子化合物和与水的反应分别为①；②。下列说法正确的是 A．①中水发生氧化反应，②中水发生还原反应 B．中阴、阳离子个数比为，中阴、阳离子个数比为 C．中O原子采用杂化 D．、中均有非极性共价键 10．（25-26高二上·吉林·期末）SiCl4是生产高纯硅的前驱体，可发生水解反应，机理如下： 反应的中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为 A．sp3 B．dsp2 C．sp3d D．sp3d2 1．（2026·江苏扬州·一模）甲烷氧化制乙烯的可能过程如图所示，并在步骤①过程中检测到了自由基·CH3和·OCH3。下列说法正确的是 A．步骤①过程中可能有CH3OCH3生成 B．步骤①中CH4转化为C2H6后碳原子轨道的杂化方式发生了变化 C．步骤②中C2H6转化为C2H4后H-C-H键角变小 D．步骤②中每生成1molC2H4转移4mole- 2．（2026·四川绵阳·二模）化合物可用作定色剂，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子，与同族，的层电子总数是未成对电子数的3倍，比的价电子数少1。下列说法正确的是 A．分子极性： B．第一电离能： C．该化合物中，的杂化方式为 D．W、X、Y只能构成共价化合物 3．（2025·湖北·模拟预测）近期，科学家合成出了一种化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为短周期元素且最高能层均有空的d轨道，Z的最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．正盐的水溶液显中性 C．化合物中X、Y原子均采取杂化 D．高温下X的单质与Z的简单氢化物可以反应 4．（25-26高二上·浙江杭州·期末）我国学者把游离态氮固定在碳上（示踪反应如下），制得的离子可用于合成核酸的结构单元。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．含有的中子数为 B．中杂化轨道含有的电子数为4 C．中含有的键数为 D．生成时，总反应转移的电子数为6 5．（25-26高二上·湖南·期末）已知火箭推进剂发生的反应为。下列有关说法错误的是 A．分子中，含有的σ键与π键数之比为1:2 B．分子中N原子的杂化方式为 C．一定条件下，该反应可设计成原电池，其中通入的电极为负极 D．常温下，水溶液中存在，向稀溶液中加水稀释，减小 6．（25-26高三上·甘肃张掖·期末）通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元环状结构，原子的连接方式如图所示。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．电负性： C．P和Q分子中，C、B和N的杂化方式相同 D．1 mol P和1 mol Q所含电子数目不相等 7．（2026·四川绵阳·二模）化合物可用作定色剂，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子，与同族，的层电子总数是未成对电子数的3倍，比的价电子数少1。下列说法正确的是 A．分子极性： B．第一电离能： C．该化合物中，的杂化方式为 D．W、X、Y只能构成共价化合物 8．（25-26高二上·重庆·期末）立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，与金刚石结构相似，其晶胞结构如图，晶胞棱长为anm。下列说法错误的是 A．立方氮化硼具有熔点高、硬度大的特点 B．该晶胞中B和N的配位数均为4 C．B和N的最近距离为anm D．固体储氢材料氮硼烷(NH3BH3)中，B原子的杂化轨道类型为sp2 9．（2025·四川乐山·一模）季膦萘磺酸（）是一种室温离子液体，难挥发，常用作溶剂。由四丁基溴化膦（）和2-萘磺酸钠（）合成的路线如图所示，下列说法错误的是 A．中P与中S的杂化方式均为杂化 B．合成过程中不存在共价键的断裂 C．作溶剂难挥发，是因其相对分子质量较大，范德华力较强 D．该离子液体有良好的导电性，可被开发成原电池的电解质 10. （2025·湖北·模拟预测）近期，科学家合成出了一种化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为短周期元素且最高能层均有空的d轨道，Z的最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．正盐的水溶液显中性 C．化合物中X、Y原子均采取杂化 D．高温下X的单质与Z的简单氢化物可以反应 1.（25-26高二上·上海·月考）含硫元素的微粒有很多，例如S8、SO2、SO3、、，其中S8的分子结构如下图所示，像一顶皇冠。 (1)64 g S8中含有的σ键数目是 。 (2)S8中S原子的杂化方式是 。 A．sp    B．sp2    C．sp3 2．（2025高三·全国·专题练习）碳元素具有丰富的化学性质，碳及其化合物有着广泛的应用。 (1)能测定含碳化合物的骨架结构。在基态原子中，核外存在 对自旋相反的电子。 (2)我国科学家利用与等活泼金属反应合成了金刚石，为金刚石的合成提供了重要的研究思路。 ①的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 ②的是由碳的 轨道与氯的轨道重叠形成键。 (3)碳在物质转化中起着重要作用。与较难发生反应：，加碳生成可使反应得以进行。解释加碳后反应更易进行的原因： 。 3．（2025高三·全国·专题练习）氮及其化合物应用广泛。回答下列问题。 (1)下列属于氮原子激发态的电子排布式有 （填标号，下同），其中能量较高的是 。 a.        b.        c.        d. (2)甲乙酮肟的结构如图所示，其中氮原子采取的杂化方式为 ，键角① （填“>”“<”或“=”）②。 (3)一种季铵类离子液体及其制备前体的结构如图所示，熔点较低的原因是 。A和B的水溶液酸性较强的是 （填标号）。 4．（25-26高三上·上海·阶段练习）Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂()、磷酸铁锂()等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题： (1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是______。 A． B． C． D． (2)氢化锂(LiH)是由两种单核离子构成的离子化合物，判断LiH中两种离子半径的大小 (选填“>”或“<”)。 (3)基态Fe核外共有 种不同能量的电子，核外电子共占据 个原子轨道，的结构式示意图是 。 (4)磷酸铁锂中负离子的空间结构为 ，中心原子杂化类型是 。 (5)碳酸亚乙酯()是一种锂离子电池电解液的添加剂。lmol碳酸亚乙酯分子中含有 mol 键、 mol 键，分子中碳原子的杂化方式是 。 2 / 11 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元 分子的空间结构 第1课时 杂化轨道理论 分层作业 1．（2026高三·全国·专题练习）下列有关物质表示方法不正确的是 A．乙烷的结构式： B．乙烯的球棍模型： C．乙炔分子中的C原子用sp杂化轨道形成了一个σ键和两个π键 D．CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为sp3、sp2 【答案】C 【详解】 A．乙烷的分子式为，则结构式，A正确； B．乙烯的结构简式为，球棍模型，B正确； C．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—C σ键和C—H σ键（2个σ键），未参与杂化的p轨道“肩并肩”重叠形成π键，C错误； D．分子中，和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2，D正确； 故答案选C。 2．（25-26高二上·内蒙古通辽·期末）生物质气(主要成分为CO、、等)在含铬催化剂作用下可制备甲烷(CH4)、甲醇(CH3OH)，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．基态Cr原子中未成对电子数与价电子数之比为6：1 B．基态O原子的电子所占据的最高能级的电子云轮廓图形状为哑铃形 C．1 mol CH4分子中存在4个s-sp3 σ键 D．CH3OH分子中碳原子的杂化轨道用于形成π键 【答案】B 【详解】A．基态Cr原子电子排布为[Ar] 3d54s1，价电子数为6，未成对电子数为6（3d5全未成对，4s1未成对），二者之比为1：1，A不符合题意； B．基态O原子电子排布为1s22s22p4，最高能级为2p，p轨道电子云轮廓图呈哑铃形，B符合题意； C．1 mol CH4含NA个分子，每个CH4分子有4个C-H σ键，均为s-sp3 σ键，故总键数为4NA个，C不符合题意； D．CH3OH中碳原子为sp3杂化，仅形成σ键，无π键参与，杂化轨道不用于形成π键，D不符合题意； 故选B。 3．（25-26高二上·吉林·期末）下列有关描述及化学用语的表示方法正确的是 A．Br原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p5 B．CH3OH中C、O杂化方式相同 C．基态Cr原子的价电子排布图： D．第IA族元素单质的晶体类型相同 【答案】B 【详解】A．35号Br元素的原子核外有35个电子，原子的基态简化电子排布式为，A错误； B．在CH3OH分子中，C原子以4个电子对形成4个σ键，无孤电子对；O原子有2个σ键和2个孤电子对，二者杂化方式同为，B正确； C．基态Cr原子的价电子排布为，正确的为：，C错误； D．第IA族元素单质中，H2属于分子晶体，而碱金属单质属于金属晶体，晶体类型不相同，D错误； 故选B。 4．（25-26高二上·陕西咸阳·月考）下列有关杂化轨道理论的说法中正确的是 A．分子呈三角锥形，这是氮原子采取杂化的结果 B．中心原子采取杂化的分子，其空间结构一定是四面体形 C．杂化轨道是由能量相近的1个轨道和3个轨道混合形成的4个杂化轨道 D．型的分子结构必为直线形 【答案】C 【详解】A．三氯化氮分子中氮原子的价层电子对数为：3+(5-3×1) ×=4，孤电子对数为：(5-3×1) ×=1，则氮原子的杂化方式为sp3杂化，分子的空间结构为三角锥形，A错误； B．中心原子采取sp3杂化的分子的空间结构可能是四面体形如甲烷，也可能是三角锥形如氨气，或V形如水分子，B错误； C．sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个等价的sp3杂化轨道，C正确; D．AB2型分子的分子结构不一定为直线形，如水分子的空间结构为V形，D错误； 故选C。 5．（25-26高二上·天津滨海新区·期末）下列说法中，正确的是 A．杂化轨道能用于形成σ键和π键，还能用于形成离子键 B．中心原子采取sp2杂化的分子，空间结构均为平面三角形 C．所有AB3型的共价化合物，中心原子A都采用sp3杂化成键 D．气态BeCl2的中心原子Be采取sp杂化成键 【答案】D 【详解】A．杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤电子对，不能形成π键，也不能用于形成离子键，A错误； B．中心原子sp2杂化时，若存在孤对电子，如SO2分子中，S原子采取sp2杂化，但因存在1对孤电子对，分子空间结构为V形而非平面三角形，B错误； C．AB3型化合物中，BF3中心原子B采用sp2杂化，C错误； D．气态BeCl2中Be的价层电子对数为2，无孤电子对，采用sp杂化，呈直线型，D正确； 故答案选D。 6．（25-26高二上·黑龙江佳木斯·期末）科技推动社会发展、革新生产生活、拓展认知边界，下列有关解读错误的是 A．“天舟九号”化电双模式绿色推进剂一咪唑基离子液体燃料体系，具有无毒高密度、热稳定性好的性质 B．“火树银花合，星桥铁索开”，烟花中的黄色是钠元素的焰色，属于发射光谱 C．嫦娥五号月壤中首次发现稳定水合盐矿物（NH4，K，Cs，Rb）MgCl3•6H2O中含有的化学键有离子键、极性共价键、氢键 D．航天员舱外宇航服的外层防护层为二氧化硅陶瓷涂层，其中硅的杂化方式为sp3杂化 【答案】C 【详解】A．离子液体性质描述准确，A正确； B．黄色是钠元素的焰色，属于发射光谱，B正确； C．混淆氢键（分子间作用力）与化学键（如离子键、共价键），氢键不属于化学键；，C错误； D．中心原子Si的价层电子对数=二氧化硅杂化方式符合sp3杂化理论，D正确； 故选C。 7．（25-26高二上·四川凉山·期末）下列说法不正确的是 A．、、轨道相互垂直，但能量相等 B．中B的杂化方式为杂化 C．只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为杂化 D．键角： 【答案】D 【详解】A．2px、2py、2pz轨道属于同一能级（2p），它们相互垂直且能量相等，A正确； B．中硼（B）的价层电子对数为，杂化方式为sp3杂化，B正确； C．分子的空间结构为平面三角形，说明中心原子有三个价层电子对且无孤电子对，其杂化方式为sp2杂化，C正确； D．BF3中B的价层电子对数为，无孤电子对，空间结构为平面三角形，键角为120°；中N的价层电子对数为，有一个孤电子对，空间结构为V形，键角小于120°，因此键角：BF3＞，D错误； 故答案选D。 8．（25-26高二上·内蒙古通辽·期末）生物质气(主要成分为CO、、等)在含铬催化剂作用下可制备甲烷(CH4)、甲醇(CH3OH)，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．基态Cr原子中未成对电子数与价电子数之比为6：1 B．基态O原子的电子所占据的最高能级的电子云轮廓图形状为哑铃形 C．1 mol CH4分子中存在4个s-sp3 σ键 D．CH3OH分子中碳原子的杂化轨道用于形成π键 【答案】B 【详解】A．基态Cr原子电子排布为[Ar] 3d54s1，价电子数为6，未成对电子数为6（3d5全未成对，4s1未成对），二者之比为1：1，A不符合题意； B．基态O原子电子排布为1s22s22p4，最高能级为2p，p轨道电子云轮廓图呈哑铃形，B符合题意； C．1 mol CH4含NA个分子，每个CH4分子有4个C-H σ键，均为s-sp3 σ键，故总键数为4NA个，C不符合题意； D．CH3OH中碳原子为sp3杂化，仅形成σ键，无π键参与，杂化轨道不用于形成π键，D不符合题意； 故选B。 9．（2026·天津·一模）离子化合物和与水的反应分别为①；②。下列说法正确的是 A．①中水发生氧化反应，②中水发生还原反应 B．中阴、阳离子个数比为，中阴、阳离子个数比为 C．中O原子采用杂化 D．、中均有非极性共价键 【答案】B 【详解】A．在反应①中，Na2O2发生歧化反应，水既未被氧化也未被还原；在反应②中，水中的氢被还原（从+1价到0价），A错误； B．由和组成，阴离子（）与阳离子（）个数比为1:2；由和组成，阴离子（）与阳离子（）个数比为2:1，B正确； C．分子中O原子有2个σ键和2对孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，C错误； D．中的含有O-O非极性共价键，但中以离子形式存在，无共价键，D错误； 故答案选B。 10．（25-26高二上·吉林·期末）SiCl4是生产高纯硅的前驱体，可发生水解反应，机理如下： 反应的中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为 A．sp3 B．dsp2 C．sp3d D．sp3d2 【答案】C 【详解】由题目反应机理所示中间体可知，中心原子为，1个与4个形成共价单键，中氧原子提供孤对电子，提供空轨道，形成配位键，分子空间构型为三角双锥形，杂化轨道数为5，硅为第三周期元素，有空的3d轨道能参与杂化，原子轨道杂化前后数目不变，所以，该中间体中的杂化轨道类型为s、p、d能级原子轨道杂化形成的，故答案选C。 1．（2026·江苏扬州·一模）甲烷氧化制乙烯的可能过程如图所示，并在步骤①过程中检测到了自由基·CH3和·OCH3。下列说法正确的是 A．步骤①过程中可能有CH3OCH3生成 B．步骤①中CH4转化为C2H6后碳原子轨道的杂化方式发生了变化 C．步骤②中C2H6转化为C2H4后H-C-H键角变小 D．步骤②中每生成1molC2H4转移4mole- 【答案】A 【详解】A．①过程中检测到了自由基·CH3和·OCH3，·CH3和·OCH3有可能结合为CH3OCH3，所以步骤①过程中可能有CH3OCH3生成，故A正确； B．CH4、C2H6中碳原子的杂化方式均为sp3，步骤①中CH4转化为C2H6后碳原子轨道的杂化方式不变，故B错误； C．C2H6中碳原子的杂化方式为sp3，C2H4中碳原子的杂化方式为sp2，步骤②中C2H6转化为C2H4后H-C-H键角变大，故C错误； D．步骤②中C2H6转化为C2H4，碳元素的化合价由-3升高为-2，每生成1molC2H4转移2mole-，故D错误； 选A。 2．（2026·四川绵阳·二模）化合物可用作定色剂，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子，与同族，的层电子总数是未成对电子数的3倍，比的价电子数少1。下列说法正确的是 A．分子极性： B．第一电离能： C．该化合物中，的杂化方式为 D．W、X、Y只能构成共价化合物 【答案】A 【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子，则为氢元素，与同族，的层电子总数是未成对电子数的3倍，比的价电子数少1，若未成对电子数为1，L层电子数为3，则为B元素，为铝元素，为Be元素，若未成对电子数为2，L层电子数为6，则为O元素，为硫元素，为N元素，若未成对电子数为3，L层电子数为9，不满足电子排布规律，结合化合物分子式，可知为O元素，为硫元素，为N元素。 【详解】A．由分析可知，XW3是NH3为极性分子，ZY3是SO3为非极性分子，分子极性NH3 > SO3，即XW3 > ZY3，A正确； B．同周期元素中，第ⅤA族第一电离能大于第ⅥA族，故氧元素第一电离能小于氮元素，不满足Y > X > W，B错误； C．化合物H2NSO3H中，X（N）在-NH2基团中为sp3杂化，非sp2杂化，C错误； D．W、X、Y（H、N、O）可形成离子化合物（如NH4NO3），非只能构成共价化合物，D错误； 故答案选A。 3．（2025·湖北·模拟预测）近期，科学家合成出了一种化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为短周期元素且最高能层均有空的d轨道，Z的最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．正盐的水溶液显中性 C．化合物中X、Y原子均采取杂化 D．高温下X的单质与Z的简单氢化物可以反应 【答案】B 【分析】短周期元素且最高能层均有空的d轨道的只能是第三周期元素，W为带一个单位正电荷的阳离子，W是Na，由化合物结构式可知X可以形成四个共价键则其为Si，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，且Z形成了一个共价键，则Z为Cl，Y形成两个共价键，化合物中阴离子带一个单位负电荷，阴离子中只含有一个Y，所以Y为P，需要从外界得到一个电子而稳定，综上所述，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。 【详解】A．同周期从左到右第一电离能呈递增趋势，第一电离能：，A正确； B．正盐为，为强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，B错误； C．由图知，化合物中X的键为4，无孤对电子，采取杂化；Y原子价层电子对数是，采取杂化，C正确； D．X的单质为Si，Z的简单氢化物为HCl，二者可以发生反应，D正确； 故答案选B。 4．（25-26高二上·浙江杭州·期末）我国学者把游离态氮固定在碳上（示踪反应如下），制得的离子可用于合成核酸的结构单元。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．含有的中子数为 B．中杂化轨道含有的电子数为4 C．中含有的键数为 D．生成时，总反应转移的电子数为6 【答案】D 【详解】A．未指明温度和压强，无法确定物质的量，因此不能计算中子数，A错误； B．物质的量为，C原子的杂化轨道上3个电子，有一个电子未参与杂化，杂化轨道含有的电子数为3，B错误； C．含两个双键，即N=C和C=N，每个双键含一个π键，故π键数为2，不是2mol，C错误； D．该反应中2 mol N元素从0价降至-3价，共得到6 mol电子，1 mol C元素从0价升至+4价，失去4 mol电子，2 mol H元素从-1价（LiH中）升至0价，失去2 mol电子，共失去6 mol电子，故该反应共转移6 mol电子，所以生成时对应总反应转移电子数为6，D正确； 故答案选D。 5．（25-26高二上·湖南·期末）已知火箭推进剂发生的反应为。下列有关说法错误的是 A．分子中，含有的σ键与π键数之比为1:2 B．分子中N原子的杂化方式为 C．一定条件下，该反应可设计成原电池，其中通入的电极为负极 D．常温下，水溶液中存在，向稀溶液中加水稀释，减小 【答案】B 【详解】A．分子中键与键数之比为，因为氮氮三键包含一个键和两个键，A正确； B．分子中原子的杂化方式为，因为每个氮原子有三个键和一个孤对电子，形成四面体结构，而杂化适用于平面三角形结构，B错误； C．该反应中被氧化，作为还原剂，在原电池负极发生氧化反应，因此通入的电极为负极，C正确； D．水溶液中存在弱碱电离平衡，加水稀释时，减小，因减小而增大，导致比值减小，D正确； 故选B； 6．（25-26高三上·甘肃张掖·期末）通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元环状结构，原子的连接方式如图所示。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．电负性： C．P和Q分子中，C、B和N的杂化方式相同 D．1 mol P和1 mol Q所含电子数目不相等 【答案】D 【详解】A．同周期主族元素从左到右，第一电离能总体呈增大的趋势，B、C、N的原子半径依次减小，原子核对核外电子吸引力增强，且N原子的轨道为半充满稳定结构，故第一电离能：，A正确； B．同周期主族元素，从左到右非金属性逐渐增强，电负性逐渐增大，则电负性由小到大的顺序为，B正确； C．由题图可知，P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键，P和Q分子呈平面结构，则分子中C、B和N三种原子的杂化方式都为杂化，C正确； D．由题图可知，P的分子式为，Q的分子式为，P、Q分子中都含有156个电子，所以1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等，D错误； 故答案选D。 7．（2026·四川绵阳·二模）化合物可用作定色剂，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子，与同族，的层电子总数是未成对电子数的3倍，比的价电子数少1。下列说法正确的是 A．分子极性： B．第一电离能： C．该化合物中，的杂化方式为 D．W、X、Y只能构成共价化合物 【答案】A 【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子，则为氢元素，与同族，的层电子总数是未成对电子数的3倍，比的价电子数少1，若未成对电子数为1，L层电子数为3，则为B元素，为铝元素，为Be元素，若未成对电子数为2，L层电子数为6，则为O元素，为硫元素，为N元素，若未成对电子数为3，L层电子数为9，不满足电子排布规律，结合化合物分子式，可知为O元素，为硫元素，为N元素。 【详解】A．由分析可知，XW3是NH3为极性分子，ZY3是SO3为非极性分子，分子极性NH3 > SO3，即XW3 > ZY3，A正确； B．同周期元素中，第ⅤA族第一电离能大于第ⅥA族，故氧元素第一电离能小于氮元素，不满足Y > X > W，B错误； C．化合物H2NSO3H中，X（N）在-NH2基团中为sp3杂化，非sp2杂化，C错误； D．W、X、Y（H、N、O）可形成离子化合物（如NH4NO3），非只能构成共价化合物，D错误； 故答案选A。 8．（25-26高二上·重庆·期末）立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，与金刚石结构相似，其晶胞结构如图，晶胞棱长为anm。下列说法错误的是 A．立方氮化硼具有熔点高、硬度大的特点 B．该晶胞中B和N的配位数均为4 C．B和N的最近距离为anm D．固体储氢材料氮硼烷(NH3BH3)中，B原子的杂化轨道类型为sp2 【答案】D 【详解】A．立方氮化硼与金刚石结构相似，均为共价晶体，原子间通过共价键结合，共价键键能大，因此具有熔点高、硬度大的特点，故A正确； B．金刚石中每个碳原子配位数为4，立方氮化硼结构相似，B和N交替排列，故B和N的配位数均为4，故B正确； C．晶胞棱长为a nm，体对角线长为a nm，B和N的最近距离为体对角线的，即 a nm，故C正确； D．NH3BH3中B原子与3个H、1个N形成4个σ键（含1个配位键），价层电子对数为4，杂化轨道类型为sp3，故D错误； 故答案为D。 9．（2025·四川乐山·一模）季膦萘磺酸（）是一种室温离子液体，难挥发，常用作溶剂。由四丁基溴化膦（）和2-萘磺酸钠（）合成的路线如图所示，下列说法错误的是 A．中P与中S的杂化方式均为杂化 B．合成过程中不存在共价键的断裂 C．作溶剂难挥发，是因其相对分子质量较大，范德华力较强 D．该离子液体有良好的导电性，可被开发成原电池的电解质 【答案】C 【详解】A．[TBP]Br中P与四个丁基形成4个σ键，价层电子对数为，杂化方式为sp3；NSS中磺酸根的S原子与1个C原子和3个O原子形成4个σ键，价层电子对数为，杂化方式为sp3，A正确； B．合成过程中，仅发生离子交换，为复分解反应，反应物中所有共价键均未断裂，B正确； C．[TBP]NS为离子液体，由阴阳离子构成，其难挥发是因为离子键较强，而非范德华力（分子间作用力），C错误； D．离子液体中存在自由移动的阴阳离子，具有良好导电性，可作为原电池电解质，D正确； 故选C。 10. （2025·湖北·模拟预测）近期，科学家合成出了一种化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为短周期元素且最高能层均有空的d轨道，Z的最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．正盐的水溶液显中性 C．化合物中X、Y原子均采取杂化 D．高温下X的单质与Z的简单氢化物可以反应 【答案】B 【分析】短周期元素且最高能层均有空的d轨道的只能是第三周期元素，W为带一个单位正电荷的阳离子，W是Na，由化合物结构式可知X可以形成四个共价键则其为Si，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，且Z形成了一个共价键，则Z为Cl，Y形成两个共价键，化合物中阴离子带一个单位负电荷，阴离子中只含有一个Y，所以Y为P，需要从外界得到一个电子而稳定，综上所述，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。 【详解】A．同周期从左到右第一电离能呈递增趋势，第一电离能：，A正确； B．正盐为，为强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，B错误； C．由图知，化合物中X的键为4，无孤对电子，采取杂化；Y原子价层电子对数是，采取杂化，C正确； D．X的单质为Si，Z的简单氢化物为HCl，二者可以发生反应，D正确； 故答案选B。 1.（25-26高二上·上海·月考）含硫元素的微粒有很多，例如S8、SO2、SO3、、，其中S8的分子结构如下图所示，像一顶皇冠。 (1)64 g S8中含有的σ键数目是 。 (2)S8中S原子的杂化方式是 。 A．sp    B．sp2    C．sp3 【答案】(1)2NA (2)C 【详解】（1）从图中可以看出，1个S8分子含有8个S-Sσ键，64 g S8的物质的量为=0.25mol，则含有的σ键数目是0.25 mol×8NAmol-1=2NA。 （2） S原子的电子式为，S8分子中，每个S原子提供2个单电子形成2个σ键，S原子的孤电子对数为2，故价层电子对数为2+2=4，杂化方式是sp3，故选C。 2．（2025高三·全国·专题练习）碳元素具有丰富的化学性质，碳及其化合物有着广泛的应用。 (1)能测定含碳化合物的骨架结构。在基态原子中，核外存在 对自旋相反的电子。 (2)我国科学家利用与等活泼金属反应合成了金刚石，为金刚石的合成提供了重要的研究思路。 ①的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 ②的是由碳的 轨道与氯的轨道重叠形成键。 (3)碳在物质转化中起着重要作用。与较难发生反应：，加碳生成可使反应得以进行。解释加碳后反应更易进行的原因： 。 【答案】(1)2 (2) Cl>Mg>Na sp3杂化 (3)碳和O2生成CO并放热，使反应趋势变大[或碳与O2反应生成CO放出热量，使体系温度升高，同时降低c(O2)，均促进反应正向进行] 【详解】（1） 基态13C原子的轨道表示式为：，核外存在2对自旋相反的电子； （2）①同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，Mg的核外电子排布全满，第一电离能大于Na，故的第一电离能由大到小的顺序为：Cl>Mg>Na； ②中C原子价层电子对数为：，C原子的杂化方式为sp3杂化，故的是由碳的sp3杂化轨道与氯的轨道重叠形成键； （3）加碳后碳与氧气反应，消耗氧气且放热，能使反应正向进行，故加碳后反应更易进行的原因为：碳和O2生成CO并放热，使反应趋势变大[或碳与O2反应生成CO放出热量，使体系温度升高，同时降低c(O2)，均促进反应正向进行]。 3．（2025高三·全国·专题练习）氮及其化合物应用广泛。回答下列问题。 (1)下列属于氮原子激发态的电子排布式有 （填标号，下同），其中能量较高的是 。 a.        b.        c.        d. (2)甲乙酮肟的结构如图所示，其中氮原子采取的杂化方式为 ，键角① （填“>”“<”或“=”）②。 (3)一种季铵类离子液体及其制备前体的结构如图所示，熔点较低的原因是 。A和B的水溶液酸性较强的是 （填标号）。 【答案】(1) ad d (2) ＞ (3) 阴、阳离子的体积较大，离子间作用力弱 A 【详解】（1）a．是2p轨道的一个电子激发到了3s轨道上，是激发态氮原子，a正确； b．一共有8个电子，不是氮原子，b错误； c．一共有6个电子，不是氮原子，c错误； d．是2p轨道的一个电子激发到了3p轨道上，是激发态氮原子，d正确； 故答案选ad；由于3p轨道的能量大于3s，所以的能量高于，其中能量较高的是d。 （2）根据甲乙酮肟的结构简式，氮原子的价层电子对数为2+，所以采取的杂化方式为；键角①的中心碳原子为杂化且无孤对电子，氮原子上有孤对电子，孤对电子对成键电子的排斥作用大，导致键角②变小，所以键角①＞②。 （3）离子液体[Ach][Tf2N]中阴、阳离子半径较大，离子间作用力弱，所以熔点较低；A中的基团是强吸电子基，B中的基团是供电子基。基团的强吸电子效应使得A的N-H键极性更强，更易电离出氢离子，因此A的酸性更强。 4．（25-26高三上·上海·阶段练习）Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂()、磷酸铁锂()等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题： (1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是______。 A． B． C． D． (2)氢化锂(LiH)是由两种单核离子构成的离子化合物，判断LiH中两种离子半径的大小 (选填“>”或“<”)。 (3)基态Fe核外共有 种不同能量的电子，核外电子共占据 个原子轨道，的结构式示意图是 。 (4)磷酸铁锂中负离子的空间结构为 ，中心原子杂化类型是 。 (5)碳酸亚乙酯()是一种锂离子电池电解液的添加剂。lmol碳酸亚乙酯分子中含有 mol 键、 mol 键，分子中碳原子的杂化方式是 。 【答案】(1)D (2)< (3) 7 15 (4) 正四面体 sp3 (5) 10 1 sp2、sp3 【详解】（1）基态原子能量最低，基态Li原子的核外电子排布为1s22s1，根据图知，答案为：D； （2）电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，Li+与H−具有相同的电子构型，但Li+的核电荷数大于H−，则半径：Li+ <H−； （3） 基态Fe核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，共有7个能级，则核外共有7种不同能量的电子；各能级的轨道数：s能级1个轨道，p能级3个轨道，d能级5个轨道，则Fe核外电子共占据15个原子轨道，Fe2+的结构式示意图是； （4）LiFePO4中负离子为，中心原子P的价层电子对数为：，无孤电子对，则的空间结构为正四面体，中心原子杂化类型是sp3； （5）由碳酸亚乙酯分子结构可知，1 mol碳酸亚乙酯分子中含有1 molC=O，4 molC-O键，4 molC-H键，1 molC-C键，1 molC=O键中含有1 molσ键和1 mol π键，4 molC-O键中含有4个σ键，4 molC-H键中含有4个σ键，1 molC-C键中含有1个σ键，则1 mol碳酸亚乙酯分子中含有10 mol σ键、1 mol π键；碳酸亚乙酯分子中碳氧双键中碳原子形成3个σ键，没有孤电子对，为sp2杂化，另外两个碳原子均形成4个σ键，没有孤电子对，为sp3杂化，则分子中碳原子的杂化方式是sp2、sp3。 2 / 11 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $