第二板块 专题微课(三) 分子的结构分析-【新高考方案】2026年高考化学二轮复习专题增分方略教师用书word（江苏专版）

专题微课(三)　分子的结构分析 　　在高考试题中通常借助一些陌生物质作为载体呈现,主要考查中心原子的价层电子对数计算,通过价层电子对数和孤电子对数判断分子的空间结构,通过价层电子对数(即杂化轨道数)判断原子的杂化类型,配合物的结构分析等。命题形式灵活多变,试题整体难度中等,注重对知识的关联度考查。 一、杂化类型的判断 高考领航 1.(2023·江苏卷)下列说法正确的是 (　　) A.HHH都属于氢元素 B.和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp2 C.H2O2分子中的化学键均为极性共价键 D.CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用 解析:选AHHH都属于氢元素,三者互为同位素,A正确;和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp3,B错误;H2O2分子中的化学键既存在O—H极性共价键,也存在O—O非极性共价键,C错误;CaH2晶体中存在Ca2+与H-之间的离子键,为强烈相互作用,D错误。 2.(2025·甘肃卷)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a),该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物:(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是 (　　) A.主体分子存在分子内氢键 B.主客体分子之间存在共价键 C.磺酸基中的S—O键能比S==O小 D.(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化 解析:选B　主体分子内羟基与磺酸基相邻较近,磺酸基中含有羟基的结构,可以形成分子内氢键,A正确;主体与客体间通过非共价键形成超分子,B错误;已知单键的键能小于双键,则S—O的键能比SO的键能小,C正确;N原子价电子数为5,(CH3)4N+中N有4个σ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个σ键,1个孤电子对,价层电子对数为4,采用sp3杂化,D正确。 3.(2024·全国甲卷·节选)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是　　　　,硅原子的杂化轨道类型为　　　　。  解析:该物质中含有H、C、Si元素,其中C的电负性最大;Si形成4个σ键,杂化轨道类型为sp3。 答案:C　sp3 重点破障 1.常见的杂化轨道类型分析 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的 原子轨道 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 杂化轨道数 2个sp 杂化轨道 3个sp2 杂化轨道 4个sp3 杂化轨道 轨道夹角 180° 120° 109°28' 空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 2.中心原子杂化类型的判断 (1)根据中心原子的价层电子对数判断 中心原子上的 价层电子对数 2 3 4 5 6 杂化类型 sp sp2 sp3 sp3d sp3d2 (2)根据中心原子成键方式判断 (一般用于有机物分子中C、N的杂化类型判断) 杂化类型 sp3 sp2 sp C的 成键方式 4个单键 1个双键和 2个单键 2个双键或1个三键和1个单键 N的 成键方式 3个单键 1个双键和 1个单键 1个三键 (3)根据键角判断 若键角为109°28'或接近109°28',则为sp3杂化;若键角为120°或接近120°,则为sp2杂化;若键角为180°,则为sp杂化。 强训提能 1.(2025·河南省部分高中模拟)某种铬的配合物的结构如图所示。 下列说法错误的是 (　　) A.该物质中Cr的化合价为+3 B.该物质中C和N均采取sp2杂化 C.基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1 D.该物质中Cr的配体有3种 解析:选D　由配合物的结构图可知,Cr与3个配位,由元素化合价代数和为0可知,Cr的化合价为+3价,A项正确;吡啶环上的C、N均为sp2杂化,羧基中的C为sp2杂化,所以该物质中C和N均采取sp2杂化,B项正确;Cr为24号原子,基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1,C项正确;该物质中Cr的配体只有1种,D项错误。 2.(2025·南通市质检)氰基丙烯酸乙酯是一种黏合剂的主要成分,其结构式如图1所示。K2S2O8(过硫酸钾)是一种强氧化剂,其中S2的结构式如图2所示。下列说法正确的是 (　　) 图1　　　　　　　　　图2 A.1 mol氰基丙烯酸乙酯分子中含3 mol π键 B.氰基丙烯酸乙酯分子中sp3、sp2杂化的碳原子数之比为2∶3 C.K2S2O8中S元素的化合价为+7价 D.S2结构中“S—O—O—S”的4个原子处于同一条直线 解析:选B　双键中有1个π键,三键中有2个π键,故1 mol氰基丙烯酸乙酯分子中含4 mol π键,A错误;三键碳原子为sp杂化,双键碳原子为sp2杂化,饱和碳原子为sp3杂化,故氰基丙烯酸乙酯分子中sp3、sp2杂化的碳原子数分别为2个、3个,个数比为2∶3,B正确;K2S2O8中有一个过氧键,其中两个O为-1价,其余O为-2价,根据化合物中元素的化合价代数和为0可知,S为+6价,C错误;S2结构中“S—O—O—S”的O为sp3杂化,有两个孤电子对,故4个原子不处于同一条直线,D错误。 3.(2025·上海市一模)氨基乙酸铜分子结构如图所示,碳原子的杂化方式为　　　　　,基态碳原子核外电子有　　　　　种运动状态。  解析:氨基乙酸铜的分子中连接碳氧双键的C原子含有3个σ 键,碳的杂化方式为sp2杂化,另一种碳周围都是单键,含有4个σ 键,杂化方式为sp3杂化;C原子具有6个核外电子,处于不同能层、能级上的电子具有不同的能量,同一能级上的电子自旋方向相反,故有6种不同的运动状态。 答案:sp3、sp2　6 二、分子或离子构型的判断 高考领航 1.(2025·山东卷)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是 (　　) A.NaN3的水溶液显碱性 B.的空间构型为V形 C.NaN3为含有共价键的离子化合物 D.的中心N原子所有价电子均参与成键 解析:选B　NaN3水解生成NaOH和HN3,溶液显碱性,A正确。与CO2互为等电子体,两者结构相似 ,其中心原子均为sp杂化,其空间构型均为直线形,B错误。NaN3为离子化合物(Na+与通过离子键结合),内部三个N原子以共价键连接,C正确。中心N原子通过sp杂化形成两个双键,无孤电子对,所有价电子参与成键,D正确。 2.(2025·黑吉辽蒙卷)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O==2HClO。下列说法正确的是 (　　) A.反应中各分子的σ键均为p⁃p σ键 B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形 C.Cl—O键长小于H—O键长 D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对 解析:选B　H2O中的H—O键是s⁃sp3 σ键,而非p⁃p σ键,A错误。根据价层电子对互斥模型,Cl2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=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原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,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(6-2×1)=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。Cl的原子半径大于H,Cl—O键长应大于H—O键长,因此C错误。HClO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。 3.(2025·湖南卷)NaSbO3是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为4NaNO3+4Sb+3O24NaSbO3+2NO+2NO2。下列说法错误的是 (　　) A.NaSbO3中Sb元素的化合价为+5 B.N的空间结构为平面三角形 C.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶7 D.反应中消耗3 mol O2,转移20 mol e- 解析:选C　NaSbO3中Na为+1价,O为-2价,根据化合价代数和为0知,Sb的化合价为+5价,A正确;N的中心N原子价层电子对数是3+=3,采用sp2杂化,无孤电子对,空间结构为平面三角形,B正确;反应中氧化剂为NaNO3(4 mol)和O2(3 mol),总物质的量为7 mol,还原剂为Sb(4 mol),氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶4,C错误;O2、NaNO3同时作氧化剂,3 mol O2参与反应时,有4 mol Sb作还原剂,转移电子为20 mol(Sb的化合价:0→+5),D正确。 重点破障 1.利用价层电子对互斥模型判断分子空间结构 价层电 子对数 成键 对数 孤电子 对数 VSEPR 模型名称 分子空间 结构名称 实例 2 2 0 直线形 直线形 BeCl2 3 3 0 平面 三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 2.中心原子杂化轨道类型和分子空间结构关系 分子组成 (A为中 心原子) 中心原子 的孤电子 对数 中心原 子的杂 化方式 分子或离子 的空间结构 名称 实例 AB2 0 sp 直线形 BeCl2 1 sp2 V形 SO2 2 sp3 V形 H2O AB3 0 sp2 平面三角形 BF3 1 sp3 三角锥形 NH3 AB4 0 sp3 正四面体形 CH4 强训提能 1.类比是学习化学的重要方法。下列类比正确的是 (　　) A.由单质熔点Cl2<Br2<I2,类比推理:熔点Li<Na<K B.由SiCl4是非极性分子,类比推理:SF4是非极性分子 C.由BF3空间结构为平面三角形,类比推理:NF3空间结构为平面三角形 D.由酸性CF3COOH>CCl3COOH,类比推理:酸性ClCH2COOH>BrCH2COOH 解析:选D　氯气、溴、碘都是组成相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,所以单质熔点依次增大,而锂、钠、钾是价电子数相同的金属晶体,离子半径依次增大,金属键依次减弱,单质熔点依次减小,故A错误;四氯化硅分子中硅原子的价层电子对数为4+=4,孤电子对数为0,分子的空间结构是结构对称的正四面体形,属于非极性分子,而四氟化硫分子中硫原子的价层电子对数为4+=5,孤电子对数为1,分子的空间结构是结构不对称的变形四面体形,属于极性分子,故B错误;三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3+=3,孤电子对数为0,分子的空间结构为平面三角形,而三氟化氮分子中氮原子的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,分子的空间结构为三角锥形,故C错误;氟原子、氯原子、溴原子都是吸电子基,氟元素的电负性大于氯元素,氟原子会使羧基中羟基的极性增大程度大于氯原子,使得三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸,同理,氯元素的电负性大于溴元素,氯原子会使羧基中羟基的极性增大程度大于溴原子,使得氯乙酸的酸性强于溴乙酸,故D正确。 2.SO2的价层电子对空间结构为　　　　　　　,S的空间结构为　　　　。  A.平面三角形 B.角形 C.三角锥形 D.正四面体形 解析:SO2的中心原子价层电子对数为2+=3,价层电子对空间结构为平面三角形;S的中心原子价层电子对数为4+=4,没有孤电子对,空间结构为正四面体。 答案: A　D 3.三氯乙腈(Cl3CCN)和过量NaN3反应可得到一种高能物质M,其结构如图,则Cl3CCN分子中σ键与π键的数目比为　　　,的空间构型为　　　　,M中N原子杂化方式为　　　　　。  答案:5∶2　直线形　sp、sp2 三、共价键及配合物结构分析 高考领航 1.(2025·江苏卷)在溶有15⁃冠⁃5()的有机溶剂中,苄氯()与NaF发生反应: 下列说法正确的是 (　　) A.苄氯是非极性分子 B.电负性:χ(F)<χ(Cl) C.离子半径:r(F-)>r(Na+) D.X中15⁃冠⁃5与Na+间存在离子键 解析:选C　苄氯分子含有饱和碳原子,且饱和碳原子连有三种不同的基团,分子空间结构不对称,故苄氯为极性分子,A错误;同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性:χ(F)>χ(Cl),B错误;电子层结构相同时,离子半径随原子序数增大而减小,故离子半径:r(F-)>r(Na+),C正确;15⁃冠⁃5是分子,与阳离子Na+之间不存在离子键,D错误。 2.(2025·江苏卷)探究含铜化合物性质的实验如下: 步骤Ⅰ　取一定量5%CuSO4溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ　将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ　向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 (　　) A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4 B.步骤Ⅱ的两份溶液中:c深蓝色(Cu2+)<c蓝色(Cu2+) C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化 D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2++Fe==Cu+Fe2++4NH3↑ 解析:选B　步骤Ⅰ中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2,而非[Cu(NH3)4]SO4。因为适量浓氨水与CuSO4溶液反应首先生成Cu(OH)2沉淀,过量氨水才会溶解沉淀形成络合物,A错误;步骤Ⅱ中,深蓝色溶液(加入浓氨水)中的Cu2+因形成[Cu(NH3)4]2+络离子而浓度降低,而蓝色溶液(加入稀盐酸)中Cu2+可以自由移动,浓度较高。因此c深蓝色(Cu2+) < c蓝色(Cu2+),B正确;步骤Ⅲ中无明显现象并非因铁钉钝化。铁在碱性溶液中不易钝化,且后续加入盐酸后有反应发生,说明铁未钝化。真正原因是络合物中Cu2+浓度过低,无法被Fe置换,C错误;步骤Ⅲ中加入盐酸后,H+与NH3结合生成N,导致配合物释放Cu2+,随后Fe与H+反应生成H2(气泡),并与Cu2+发生置换反应生成Cu,D项反应的化学方程式未体现H+的作用,与实际反应原理不符,D错误。 重点破障 1.共价键类型的判断 (1)σ键与π键的判断 依据键 强度判断 σ键的强度较大,较稳定;π键活泼,比较容易断裂 由物质结 构式判断 共价单键都是σ键,共价双键中含有1个σ键、1个π键,共价三键中含有1个σ键、2个π键 由成键轨道 类型判断 s轨道形成的共价键全部是σ键;杂化轨道形成的共价键全部为σ键 (2)极性键与非极性键的判断 看形成共价键的两原子,不同种元素的原子之间形成的是极性共价键,同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。 2.配位键及配合物的分析 配合物的组成 [中心离子(配体)n][外界] 典型配合物 Cu(NH3)4SO4 Fe(SCN)3 [Ag(NH3)2]OH 中心离子 Cu2+ Fe3+ Ag+ 中心离子结构特点 一般是金属离子,特别是过渡金属离子,必须有空轨道 配体 NH3 SCN- NH3 配体结构特点 分子或离子必须含有孤电子对(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等) 配位数(n) 4 3 2 外界 S 无 OH- 颜色 深蓝色 红色 无色 配离子所含化学键 配体通过配位键与中心离子结合 配合物所含化学键 配位键、离子键;配体或外界中可能还含有共价键 配合物的常见性质 较多属于离子化合物,多数能溶解、电离,多数有颜色 强训提能 1.将铜加热后伸入有氯气的集气瓶,然后向燃烧后的固体中加入少量的水使其溶解,得到深绿色溶液。再逐滴加水,溶液由深绿色变成浅蓝色,最后再滴加稀氨水。具体操作过程如下,下列说法不正确的是 (　　) Cu和Cl2CuCl2粉末[CuCl4]2-[Cu(H2O)4]2+M A.M中溶液阳离子为[Cu(NH3)4]2+,溶液显深蓝色 B.[CuCl4]2-的配位数为4 C.[Cu(H2O)4]2+中配位键的键能比M中配位键的键能大 D.向M溶液继续滴加乙醇溶液产生深蓝色晶体 解析:选C　铜与氯气点燃生成氯化铜粉末,加少量水溶解得到含有[CuCl4]2-的深绿色溶液,再逐滴加水,溶液由深绿色变成浅蓝色(含有[Cu(H2O)4]2+),最后再滴加稀氨水得到[Cu(NH3)4]2+,据此解题。由分析可知,M中溶液阳离子为[Cu(NH3)4]2+,因溶液存在该离子,溶液显深蓝色,A正确;[CuCl4]2-的中心离子为Cu2+,而配体是Cl-,Cu2+和4个Cl-形成4个配位键,配位数为4,B正确;电负性:N<O,N原子的配位能力比O原子强,[Cu(NH3)4]2+的配位键的键能更大,因此[Cu(H2O)4]2+中配位键的键能比M中配位键的键能小,C错误;乙醇是极性较小的溶剂,向M溶液中加乙醇会降低配离子溶解度,从而产生深蓝色晶体,D正确。 2.(2025·苏州中学模拟)硫酸铜溶于水显蓝色是因为水溶液中存在[Cu(H2O)4]2+,下列有关说法正确的是 (　　) A.NH3和H2O与Cu2+的配位能力:NH3>H2O B.硫酸铜的水溶液为蓝色,则无水硫酸铜也为蓝色 C.[Cu(H2O)4]2+配体中H—O—H的夹角比H2O中的小 D.[Cu(H2O)4]SO4·H2O中含化学键有:离子键、共价键、配位键、氢键 解析:选A　已知向CuSO4溶液中滴加过量的氨水,NH3可与Cu2+形成更稳定的配离子([Cu(NH3)4]2+),说明NH3与Cu2+配位能力强于H2O ,A正确;无水硫酸铜为白色固体,其水溶液因形成[Cu(H2O)4]2+显蓝色,B错误;[Cu(H2O)4]2+中配体 H2O中的O与Cu2+配位后,孤电子对斥力变小,使得H—O—H夹角比H2O中的大,C错误;氢键不是化学键,[Cu(H2O)4]SO4·H2O中含离子键(Cu2+与S间)、共价键(H2O内、S内)、配位键(Cu2+与H2O间 ),D错误。 3.甲醇(CH3OH)是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。 (1)甲醇可以在铜作催化剂的条件下直接氧化成甲醛(HCHO)。 ①基态Cu原子的价层电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　。  ②甲醛中碳原子的杂化方式为　　　　杂化,其组成元素的电负性由小到大的顺序为　　　 　。  (2)在一定条件下,甲醇可转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3),一个乙酸甲酯分子中σ键和π键个数之比为　　　　　　。  (3)由AgNO3制备的[Ag(NH3)2]OH可用于检验醛基。[Ag(NH3)2]OH中配位原子为　　　　,NH3的空间结构为　　　　　　　。  解析:(1)①Cu为29号元素,基态Cu原子的价层电子的轨道表示式为。②甲醛中碳原子和氧原子形成CO,还有2个C—H,C原子的杂化方式为sp2,甲醛中含有C、H、O三种元素,同一周期,从左到右元素的电负性递增,同一主族,自上而下元素的电负性递减,则电负性由小到大的顺序为H、C、O。(2)乙酸甲酯的结构式为,分子中σ键和π键个数之比为10∶1。(3)[Ag(NH3)2]OH中配体为NH3,配位原子为N,NH3的空间结构为三角锥形。 答案:(1)①　②sp2　H、C、O (2)10∶1　(3)N　三角锥形 [专题质量评价] 1.H3NBH3中N、B原子的杂化方式分别为 (　　) A.sp2,sp2 B.sp2,sp3 C.sp3,sp2 D.sp3,sp3 解析:选D　H3NBH3中N、B原子的价层电子对数都为4,杂化方式都是sp3杂化。 2.(2025·沧州市三模)下列说法正确的是 (　　) A.HF分子间氢键可表示为F—H…F B.N2H4分子N原子的杂化方式为sp2 C.NH3的VSEPR模型为三角锥形 D.H2O2分子的空间结构为,可推测出H2O2为非极性分子 解析:选A　氟元素电负性较大,可以和另一个HF分子形成分子间氢键,其氢键可表示为F—H…F,A正确;N2H4分子N原子形成3个σ键,有一个孤电子对,其杂化方式为sp3,B错误;NH3分子的中心原子N的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,其VSEPR模型名称为四面体形,C错误;双氧水的分子是书页状的结构,就好像打开的一本书,两个H分别在两个书页上,分子是不对称的结构,正电与负电中心不重合,可推测出H2O2为极性分子,D错误。 3.(2025·如阜市三模)将印刷电路板的碱性蚀刻液与NaOH溶液共热可发生反应:[Cu(NH3)4]2++2OH-CuO↓+4NH3↑+H2O。下列说法正确的是 (　　) A.Cu2+的基态核外电子排布式为[Ar]3d74s2 B.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含16 mol σ键 C.NH3所含键角小于H2O D.冰属于共价晶体 解析:选B　Cu2+的基态核外电子排布应为[Ar]3d9,而非3d74s2(4s轨道在失去电子时优先排空),A错误;每个NH3分子含3个N—H σ键,4个NH3共12个σ键;同时每个NH3与Cu2+形成1个配位键(σ键),共4个,总计16 mol σ键,B正确;NH3有1个孤电子对,H2O有2个孤电子对,NH3键角更大,C错误;冰通过氢键和范德华力形成,属于分子晶体,D错误。 4.(2025·郑州市三模)血红蛋白(Hb)可与O2结合为Hb(O2),Hb(O2)的结构如左下图所示,其中铁元素为+2价。吸入CO时会产生Hb(CO)而使人中毒。已知卟啉中所有原子共平面。下列说法错误的是 (　　) A.基态Fe2+的价电子排布式为3d6 B.Hb(O2)中Fe2+的配位数为6 C.卟啉中N原子的杂化方式有sp2和sp3 D.Hb(CO)中C原子为Fe2+提供孤对电子,且CO结合Fe2+的能力比O2强 解析:选C　Fe是26号元素,基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,失去2个电子形成Fe2+,基态Fe2+的价电子排布式为3d6,A正确;由题图可知,与Fe2+相连的原子有6个,故Fe2+的配位数为6,B正确;已知卟啉中所有原子共面,则卟啉中N原子的杂化方式为sp2,C错误;CO和O2中提供孤电子对的原子分别是C和O,CO与Fe2+形成的配位键比O2与Fe2+形成的配位键更强,即CO结合Fe2+的能力比O2强,这也是吸入CO会使人中毒的原因,D正确。 5.(2025·宁夏六盘山高级中学模拟)近年来,光催化剂的研究是材料领域的热点。一种Ru配合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是 (　　) A.Ru配合物中第二周期元素的电负性:O>N>C B.P中P的价层电子对数为4,空间结构为正四面体形 C.该配合物中Ru的配位数是6 D.吡啶(,所有原子在同一平面)中C、N原子的杂化方式分别为sp2、sp3 解析:选D　第二周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,因此电负性:O>N>C,故A正确;P中P的价层电子对数为4+=4,无孤电子对,空间结构为正四面体形,故B正确;根据图中Ru与周围的原子得到该配合物中Ru的配位数是6,故C正确;中原子在同一平面,则C、N原子的价层电子对数均为3,杂化方式均为sp2,故D错误。 6.(2025·江苏南通二模)一水合硫酸四氨合铜{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}是一种深蓝色的晶体,常用作杀虫剂、媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分。下列说法错误的是 (　　) A.NH3的空间结构为三角锥形 B.铜元素基态原子的价层电子排布式:3d94s2 C.电负性:O>N>S D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种配合物,配体是NH3,配位数为4 解析:选B　NH3的空间结构为三角锥形,A正确;铜的原子序数为29,基态原子的价层电子排布式为3d104s1,B错误;根据同周期从左往右电负性增大,同主族从上往下电负性减小可知,电负性:O>N>S,C正确;该配合物的中心离子为Cu2+,4个NH3分子作为配体,配位数为4,S为外界,D正确。 7.(2025·河南省名校阶段测试)结构中含有两个或两个以上中心原子(或离子)的配合物称为多核配合物。一种Co⁃双核配离子的结构如图所示: 下列叙述正确的是 (　　) A.该配离子中的氮原子只有1种杂化方式 B.该配离子中部分元素的电负性:N>O>C>H C.1 mol 中含有16 mol σ键 D.该配离子中心的Co元素显+1价 解析:选C　五元杂环是平面结构,氮原子是sp2杂化,形成4个σ键的氮原子是sp3杂化,A错误;非金属性越强,电负性越大,该配离子中部分元素的电负性:O>N>C>H,B错误;单键是σ键,双键中有一个是σ键,另一个是π键,则1 mol 中含有16 mol σ键,C正确;与Co配位的配体中只有Cl-、OH-带电,配合物整体带两个单位正电荷,则配离子中心的Co元素显+2价,D错误。 8.(10分)钴及其化合物有着广泛的应用前景。回答下列问题: (1)一种具有光催化作用的配合物结构如图(其中为平面结构)。 ①基态Co原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　　;  ②该配合物中Co的化合价为　　　　　,杂化方式为sp2和sp3的N原子数目之比为　　　　　;  ③Cl中O—Cl—O键角小于图中a处C—N—C键角的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)1 mol八面体配合物CoCl3·3NH3中含有σ键的数目为　　　　　　,该配合物的空间结构有　　　　种。  解析:(1)①Co为27号元素,根据构造原理,基态Co原子的价电子排布式为3d74s2,则其价电子轨道表示式为。②根据配合物的结构,在有机配体中,利用N原子中的孤电子对形成配位键,配体呈电中性,而右侧的为C,O原子为配位原子;在配合物中,外界为Cl,根据化合价代数和为0,因此该配合物中Co的化合价为+3价。根据已知,为平面结构,则该分子中的N原子均采用sp2杂化;另一种配体中,形成了双键的N原子采取sp2杂化,形成的共价键均为单键的N原子为sp3杂化,则杂化方式为sp2的N原子有4个,sp3的N原子有2个,数目之比为4∶2=2∶1。③Cl的价层电子对数为3+=4,含有一个孤电子对;a处的N原子形成了4个σ键(其中一个为配位键),则中心原子均为sp3杂化,但是Cl原子周围存在一个孤电子对,对成键电子对的排斥力大,使得键角更小。(2)根据信息,该配合物的空间结构为八面体,可知该配合物的配体有6个,即Cl-和NH3均与中心原子Co3+形成了配位键,配位键也属于σ键,除此之外,1个NH3中含有3个H—N键,也为σ键,因此1 mol CoCl3·3NH3共含有σ键(6+3×3)mol=15 mol,其数目为15NA。该配合物的空间结构有2种,示意图如图:。 答案:(1)①　②+3　2∶1 ③中心原子均为sp3杂化,Cl原子周围存在一个孤电子对,对成键原子排斥力大,键角减小 (2)15NA　2 9.(12分)氮形成的一系列化合物广泛应用于科研、医疗、化工等领域。回答下列问题: (1)基态N原子核外电子的空间运动状态有　　　　种;N、O、F第一电离能由大到小的顺序为　　　　(填元素符号)。  (2)甲胺(CH3NH2)和肼(NH2NH2)都可用作制药原料。 ①两者的碱性随N原子电子云密度增大而增强,则其中碱性较强的是　　　　(填化学式),原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②肼与硫酸反应生成N2H6SO4,其晶体内存在　　　　(填标号)。  A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.金属键 (3)含氮有机物邻二氮菲(,简称为phen)是平面分子,能与Fe2+生成稳定的螯合物,其反应原理如下:。 ①phen中N原子的价层孤电子对占据　　　　(填标号)。  A.2s轨道 B.2p轨道 C.sp3杂化轨道 D.sp2杂化轨道 ②[Fe(phen)3]2+中Fe2+的配位数为　　　　。  解析:(1)基态氮原子核外有7个电子,基态N原子核外电子的空间运动状态有5种;同一周期从左到右,元素的第一电离能有增大的趋势,但由于氮原子的价电子排布式为2s22p3,2p上排布3个电子是半充满的稳定结构,所以其第一电离能大于其后的氧元素,所以N、O、F第一电离能由大到小的顺序为F>N>O。(2)①甲基为推电子基团,会导致甲胺中N的电子云密度增大,则CH3NH2碱性更强;②肼(N2H4)分子与硫酸反应生成N2H6SO4,N2H6SO4与(NH4)2SO4化合物类型相同,故N2H6SO4是离子晶体,N2和S之间存在离子键,N2中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键),S中也存在共价键,故选A、B、C。(3)①phen为平面形分子,N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道,故选D;②[Fe(phen)3]2+中,每个邻二氮菲分子中两个氮原子与Fe2+形成2个配位键,该配离子中配体是3个,所以Fe2+的配位数为6。 答案:(1)5　F>N>O　(2)①CH3NH2　甲基是推电子基团,使甲胺中N的电子云密度增大 ②ABC　(3)①D　②6 10.(14分)铝、铁等的配合物在自然界中广泛存在,Fe3+的配位数可以是1~6个,请回答下列问题: (1)基态铝原子价层电子排布式为　　　　　　。  (2)AlCl3在178 ℃升华,AlCl3是　　　　　　晶体,键角为　　　　　　。  (3)在900 ℃时,氯化铝蒸气以二聚分子(Al2Cl6)形式存在,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,是由于两分子间形成了　　　　　键,其结构式可表示为,二聚分子(Al2Cl6)中心原子采取　　　　　杂化,将其溶于水,破坏了　　　　　键。  (4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合,还能以其他个数比配合。请按要求填空: ①若所得Fe3+和SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色;该离子的离子符号是　　　　　。  ②若Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)金属羰基配合物Fe(CO)n的中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18,则n=　　　　　,1 mol Fe(CO)n分子中含有　　　　mol σ键。  解析:(1)铝是13号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,主族元素价层电子是指最外层电子,所以基态铝原子价层电子排布式为3s23p1。(2)AlCl3在178 ℃升华,熔、沸点较低,符合分子晶体的特点,所以AlCl3是分子晶体。AlCl3中Al原子价层电子对数为3+=3,且没有孤电子对,根据价层电子对互斥模型,其空间结构为平面三角形,键角为120°。(3)在900 ℃时,氯化铝蒸气以二聚分子(Al2Cl6)形式存在,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,是由于两分子间形成了配位键。Al原子最外层有3个电子,与3个Cl原子形成共价键后,还有一个空轨道,另一个Cl原子提供孤电子对形成配位键。其结构式如题目所给。二聚分子(Al2Cl6)中Al原子形成 4 个σ键,所以中心原子采取sp3杂化。将其溶于水,Al—Cl键(包括共价键和配位键)被破坏。(4)①已知Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合,Fe3+带3个正电荷,SCN-带1个负电荷,根据电荷守恒,形成的离子带2个正电荷,所以该离子的离子符号是[Fe(SCN)]2+。②Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合,FeCl3在溶液中电离出Fe3+和Cl-,KSCN在溶液中电离出K+和SCN-,根据原子守恒和电荷守恒,反应的化学方程式为FeCl3+5KSCN==K2[Fe(SCN)5]+3KCl。(5)Fe是26号元素,其价电子排布式为3d64s2,价电子数为8。CO作为配体,每个CO分子提供2个电子形成配位键。已知中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18,则8+2n=18,可得n=5。在Fe(CO)5分子中,Fe与CO之间形成5个配位键(属于σ键),每个CO分子中含有1个σ键,所以1个Fe(CO)5分子中含有5+5=10个σ键,那么1 mol Fe(CO)5分子中含有10 mol σ键。 答案:(1)3s23p1　(2)分子　120° (3)配位　sp3　Al—Cl　(4)①[Fe(SCN)]2+ ②FeCl3+5KSCN==K2[Fe(SCN)5]+3KCl (5)5　10 学科网（北京）股份有限公司 $