专题4 第1单元 第1课时 杂化轨道理论与分子空间结构-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修2（苏教版）

专题4分子空间结构与物质性质 第一单元 分子的空间结构 第1课时杂化轨道理论与分子空间结构 白题 基础过关 限时：15min 题型1原子轨道杂化与杂化轨道类型 A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不 1.（2025·河南开封高二期中)下列有关杂 同，NH,为sp杂化，而CH4是sp杂化 化轨道理论的说法不正确的是 ( B.NH,分子中N原子形成3个杂化轨道，CH A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发 分子中C原子形成4个杂化轨道 生了改变 C.NH,分子中有一个未成键的孤电子对，它 B.杂化轨道全部参与形成化学键 对成键电子对的排斥作用较强 C.sp、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为 D.NH,分子中有3个σ键，而CH分子中有 109°28'、120°、180° 4个σ键 D.四面体形、三角锥形的分子结构可以用sp3 5.**(2024·宁夏吴忠高二期中)下列分子 杂化轨道理论解释 中，各分子的空间结构和中心原子的杂化方 2.下列图形表示sp2杂化轨道的电子云轮 式均正确的是 ( 廓图的是 A.H20 V形 sp杂化 B.AICI 正四面体形 sp杂化 C.CH,O 三角锥形 sp杂化 D.BeCl2 直线形 sp杂化 重难聚焦∥ 题型 杂化轨道类型及微粒空间结构的判断 C 6.禁下表中各粒子对应的空间 3.*(2025·天津高二月考)如图所示，关于 结构及解释均正确的是( 乙烯分子中，下列说法正确的是 A.sp杂化轨道形成σ键，未杂化 选项 粒子 空间结构 解释 的2p轨道形成π键 氨基负 N原子采 直线形 B.sp杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道 离子(NH) 取sp杂化 原子采 形成σ键 B 二氧化硫(S02) V形 取sp杂化 C.碳碳双键的总键能是碳碳单键键能的两倍 碳酸根 C原子采 D.乙烯分子中的π键比σ键稳定 三角锥形 离子(C0) 取sp杂化 题型2杂化轨道类型与分子空间结构 C原子采取$p 4.*NH3分子空间结构是三角锥形，而CH, D 乙炔(C2H2) 直线形 杂化 是正四面体形，这是因为 ( 选择性必修2·SJ黑白题66 黑题 应用提优 限时：20min 1.**（2024·安徽合肥高三月考)离子液体4.社会热点(2025·贵州铜仁高二月 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bmim][BF4] 考)2025年贵州某公司正在实施的新能源产 对许多物质都具有良好的溶解性，其结构如 业链绿色氧化剂双氧水综合项目，H202是常 图所示。下列说法错误的是 用的杀菌剂和消毒剂，用于医疗消毒和清洁 伤口，其分子结构如下图所示，两个氢原子犹 如在半展开的书的两面上。下列说法不正确 的是 ) A.[Bmim][BF4]室温下能导电 H B.F—B—F键角：BF3>BF4 96°52 C.BF,的空间结构为平面正四边形 093°521 96°52' D.[Bmim][BF4]中N的杂化方式只有一种 H 2.*（2025·吉林四平高二期中)下列分子或 A.在H,0,分子中只有σ键没有T键 离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳 B.H202分子中，0原子采取sp3杂化轨道 了1对孤电子对的是 ( 成键 A.CH4、H20 B.S0CL2、H,0 C.H,02分子的空间结构对称 C.S02、BeCl2 D.BBr3、SO D.H0,分子中，0原子处于中间价态-1价 3.**(2024·福建厦门高二月考)多位化学家 5.*（2025·内蒙古呼和浩特高二期中)气态 用简单的偶联反应合成了如下这个有趣的 S03以单分子形式存在，分子内存在大π键 “纳米小人”分子。有关该分子的结构说法 (),结构如图甲。固态S03的一种存在形 不正确的是 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 A.该分子中的C原子采取的杂化方式有sp、 B.图乙中所有的O一S一0键角不相等 sp2、sp3 C.图乙中S原子存在孤电子对 B.该分子中的0原子采取sp3杂化 D.图甲和图乙中硫氧键键长：a>b C.该分子“头”部的所有原子不能在同一平6.*碳酸二甲酯[(CH,0),C0]是一种绿色 面内 化工原料，用于汽车、医疗器械等领域。以甲 D.该分子“手”“脚”部位的碳原子不杂化 醇为原料制备碳酸二甲酯的反应过程如下： 专题4黑白题67 D4CuCl+4CHOH+02=4Cu (OCH3)Cl+ 为 。1mol丁二酮肟分子中含 2H20; 有σ键的数目为 22Cu OCH)Cl+CO =(CHO)2CO NOH 2CuCl。 H3 HC Ni 下列说法错误的是 NOH A.电负性由大到小的顺序为CI>C>H 图1 图2 B.(CH0)2C0中C的杂化轨道类型为sp2、sp3 (3)图2是一种镍基合金储氢后的晶胞结构 C.基态Cu的价电子排布式为3do 示意图。该合金储氢后，含1 mol La的合金 D.反应②中反应物与生成物所含π键数目相等 含有Ni的数目为 7.禁(2025·山东青岛高二期末)乙硼烷 压轴挑战 (B,H)是一种典型的缺电子化合物，其分子 9. 整2001年是伟大的化学家、 结构如图所示，两个硼原子通过B一H一B桥 1954年诺贝尔化学奖得主、著名 键连接，标记为化学键②。下列说法错误 的化学结构大师、20世纪的科学怪杰鲍林 的是 教授的100周年诞辰。1994年这位老人谢 世后，人们打开他的办公室，发现里面有一 块黑板，画得满满的，其中一个结构式如图 所示。老人为什么画这个结构式？它能合 成吗？它有什么性质？不得而知。这是鲍 已知：化学键①(B一H)为“二中心二电子 林留给世人的一个谜，也许这是永远无法解 键”，可表示为“2c一2e”。 开的谜，也许有朝一日你就能解开它。不管 A.含有两种不同环境的氢原子 结果如何，让我们先对这个结构做一番 B.硼原子的杂化方式为sp3杂化 了解。 C.化学键②可表示为“3c一4e” D.氢原子可形成桥键的原因可能是1s轨道 为球形，成键无方向性 8.*磁性材料氨化铁镍合金可用Fe(NO3)3、 Ni(NO,)2、丁二酮肟、氨气、氮气、氢氧化钠、 H-0 -H 盐酸等物质在一定条件下反应制得。 (1)它的分子式是 (1)Ni原子序数是 ,基态Ni原子的 (2)该分子中为sp杂化的氮原子有 价电子排布式是 个；sp杂化的氮原子有 (2)丁二酮肟（结构简式如图1所示）中碳原 个；sp3杂化的氨原子有 个。 子的杂化方式为 和 丁二 (3)为什么人们推测它是炸药？ 酮肟中C、N、0第一电离能由大到小的顺序 选择性必修2·SJ黑白题68(+x3+(+3)xn(La)+(+4)x1+(-2)x3=0,解得n(La)三号 n(空位)=。，i*与空位数目不相等，B错误；由立方晶胞的结构可 知，与体心最邻近的0原子数为12，即位于棱心的12个0原子， C正确：导电时L向阴极方向移动，即与电流方向相同，则空位移动 方向与电流方向相反，D正确。 6.A解析：碘晶体中，分子间是“卤键”（类似氢键），层与层间是范德 华力，与石墨不同（石墨层内只存在共价键），所以碘晶体是分子晶 体，A错误；由图可知，题目中的“卤键”类似分子间作用力，只不过 强度与氢键接近，则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力，即 “卤键”，B正确：由图可知，每个12分子能形成4条“卤键”，每条 “卤键”被2个碘分子共用，所以每个碘分子能形成2个“卤键” 127g碘晶体的物质的量是0.5mol,“卤键”的个数是0.5mol× 2 KNA mol1=Wa,C正确；碘晶体为层状结构，所给区间内4个碘原 子处于面心，则每个晶胞中碘原子的个数是8×2=4，晶胞的体积 2×254 是abd×10-30cm3,密度是 bdxNx10-08·cm3,D正确。 7.D解析：由晶胞图可知，S0,分子位于长方体的棱心和体心，1个晶 胞中含（2x好+1个s0,分子，含有8个0原子，A错误；由图可 知晶品胞中S02分子的取向不完全相同，B错误；1号和2号S原子间 的核间距离为上、下面面对角线的一半，即？√瓜2+8m,C错误； 以体心的S原子为例，由于a≠b≠c,每个S原子周围与其等距且紧 邻（距离最小）的S原子有4个，D正确。 8.A解析：由品胞图可知，品胞中Ag位于体心，B位于顶点，C、N位 于体对角线上，沿晶胞体对角线方向投影，体对角线上的原子投影 到中心（重叠），其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上，其 他体内的C、N原子都投影到对应顶点原子投影与体心的连线上，则 投影图为( ,A错误。Ag位于体心，与周围4个N原 子成键，价层电子对数为4，且与4个N原子形成正四面体，则Ag为 即3杂化；由晶胞中成键情况知，共用顶点B原子的8个晶胞中，有4 个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键，即B原子的价层电子对 数为4，为sp3杂化，B正确。晶胞中Ag位于体心，与Ag最近且距离 相等的Ag就是该晶胞上、下、左、右、前、后6个相邻的晶胞体心中 专题4 分子空自 第一单元分子的空间结构 第1课时杂化轨道理论与分子空间结构 白题 基础过关 题号123456 答案BDA CDD 1.B解析：杂化过程中，杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目 相等，杂化后各个轨道尽可能分散、对称分布，导致轨道的形状发生 了改变，A正确：杂化轨道不一定全部参与形成化学键，杂化轨道用 于形成σ键和容纳孤电子对，如氨分子中氮原子形成4个即杂化轨 道，但是只有3个杂化轨道参与形成化学键，B错误；p3、sp2、p杂化 轨道的空间对构分别是正四面体形、平面三角形、直线形，夹角分别 为109°28'、120°、180°，C正确；四面体形、三角锥形的分子结构可以 用sp3杂化轨道理论解释，如空间结构为正四面体形的甲烷分子中碳 原子的杂化方式和空间结构为三角锥形的氨分子中氮原子的杂化方 式都为sp3杂化，D正确。 2.D解析：该杂化轨道的空间结构为直线形，夹角为180°，共有2个 杂化轨道，为s即杂化，A错误；未形成杂化轨道，B错误；杂化轨道的 空间结构为正四面体形，共有4个杂化轨道，为s即3杂化，C错误；杂 化轨道的空间结构为平面三角形，夹角为120°，共有3个杂化轨道， 为sp2杂化，D正确。 正本参考答案 的Ag原子，为6个，C正确。B位于顶点，其个数为8×令=1，Ag、 C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4，由晶胞密度可知晶胞参数 a= /08+11+2x4+14x4×10°pm,Ag和B的最短距离为体对角 A Nid 线的-半，即5×/2 2Nd ×100pm,D正确。 9.(1)甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能形成分子间氢键， 且水比甲醇的氢键多(2)高NH,存在分子间氢键 解析：(1)水和甲醇均能形成分子间氢键，沸点较高，且1molH20 能形成2mol氢键，1 mol CH3OH只能形成1mol氢键，物质的量相 等时，水比甲醇的氢键多，故水的沸点比甲醇高，甲硫醇不能形成分 子间氢键，其沸点较低。(2)由于NH3存在分子间氢键，故NH3的 沸点高于PH3。 10.(1)钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体 随着同族元素电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是SC4 GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决 定，分子间作用力越大则其熔点越高：随着其相对分子质量增大， 其分子间作用力依次增大正四面体形sp3(2)1MgB, 3 3 a 解析：(I)Na与Si均为第3周期元素，NaC1熔点明显高于SiCL4,其 原因是钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高； 而SiCl4为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，SiCl4、 GeCl4、SnCl熔点变化趋势为：随着同族元素电子层数的增多，其 熔点依次升高，其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子 晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越 高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大。SC4的 空间结构为正四面体形，其中Si的价层电子对数为4，因此Si的轨 道杂化形式为sp3。(2)由硼镁化合物的晶体结构可知，Mg位于正 六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有12× 1 1 6 +2×2=3个Mg,B在正六棱柱体内共6个，由晶胞沿c轴的投影 图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg的个数为1，B 的个数为2，则该物质的化学式为MgB2;由品胞沿c轴的投影图可 知，B原子在图中两个正三角形的中心，该点到顶点的距离是该点到 对边中点距离的2倍，顶点到对边的重线长度为气。，因此B-B最 近距离为3、 x2=5。 2x3 3a。 结构与物质性质 3.A解析： 口激发，①20 2p 而转化， 个12印 1209 2s 2s sD- 如图为乙烯分子中C原子杂化过程。乙烯分子中的C原子的2s轨 道和2个2p轨道杂化之后形成3个sp杂化轨道，其中2个sp2杂化 轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个σ键，剩余的1个sp2杂 化轨道与另一个C原子的sp杂化轨道形成σ键，而C原子未杂化 的2p轨道与另一个C原子未杂化的2p轨道肩并肩形成1个π键。 由上述分析可知，sp杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π 键，A正确；由A可知B错误；1个碳碳双键中含有1个σ键和1个T 键，且C原子之间形成的σ键的键能比T键键能更大，C错误；乙烯 分子中的π键键能比σ键键能小，容易断裂，故更不稳定，D错误。 4.C解析：NH3和CH4的中心原子均是sp3杂化，但NH3分子中有一 个孤电子对，CH4分子中没有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对 之间的排斥作用>成键电子对与成键电子对之间的排斥作用，NH3 分子进一步被“压缩”成三角锥形，甲烷则呈正四面体形。 5.D解析：水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2，氧 原子的杂化方式为s即3杂化，分子的空间结构为V形，A错误；四氯合 铝离子中铝原子的价层电子对数为4、孤电子对数为0，铝原子的杂 化方式为s即3杂化，离子的空间结构为正四面体形，B错误；甲醛中碳 黑白题23 原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0，故原子的杂化方式为即 杂化，分子的空间结构为平面三角形，C错误：氯化铍分子中铍原子 的价层电子对数为2、孤电子对数为0，铍原子的杂化方式为s即杂 化，分子的空间结构为直线形，D正确。 四技巧点拨 一般情况下，杂化轨道数=中心原子上的孤电子对数+中心 原子的σ键电子对数，由此判断杂化轨道类型。 重难聚焦 6.D解析：氨基负离子中氮原子的价层电子对数为4、孤电子对数 为2，所以氨原子的杂化方式为即3杂化，离子的空间结构为V 形，A错误；二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤电子对数 为1，所以硫原子的杂化方式为s即2杂化，其空间结构为V形，B错 误：碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0，所以 碳原子的杂化方式为s即2杂化，离子的空间结构为平面三角形，C错 误；乙炔分子中含有碳碳三键，碳原子的杂化方式为即杂化，其空间 结构为直线形，D正确。 黑题 应用提优 题号1234567 答案C B D CBD C 1.C解析：离子液体指在室温或接近室温时呈液态的盐类物质，由 阴、阳离子构成，故室温下能导电，A正确：BF3中B是s即2杂化，而 BFa中B是p3杂化，故F一B一F键角：BF3>BF4,B正确；根据价层 电子对互斥模型可知，BF中B的价电子对数=3+1+4x =4,空间 结构为正四面体形，C错误；[Bmim][BF4]中N的杂化方式只有 种，D正确。 2B解析：C,中心原子价电子对数为生=4，即杂化，无孤电子 对：H,0中心原子价电子对数为6+2x1=4,p杂化，但有2对孤电 子对。两者均不符合题意，A错误；S0CL2中心原子价电子对数为 6+2×1 2 =4,sp3杂化，孤电子对数为1；H30*中心原子价电子对数为 6-1+3x1=4,p杂化，孤电子对数为1。两者均符合题意，B正 2 确：S0,中心原子价电子对数为-3，p2杂化，孤电子对数为1： BeC,中心原子价电子对数为2+2x1 2=2,p杂化，无孤电子对。两者 均不符合题意，C错误：BB,中心原子价电子对数为3+3x1-3,p 2 杂化，无孤电子对：S0中心原子价电子对数为6：2=4，p杂化，孤 电子对数为1。BBr3不符合题意，D错误。 3.D解析：该分子中碳碳三键上的C原子采取s即杂化，苯环上的C 原子采取s即2杂化，其他饱和碳原子采取sp3杂化，A正确：该分子中 的0原子有2对σ键电子对，有2对孤电子对，故其采取sp即3杂化 B正确：该分子“头”部的C原子均为sp3杂化，C原子与周围的原子 形成四面体，不在同一平面上，C正确：该分子“手”“脚”部位的碳原 子都属于饱和碳原子，均采取sp3杂化，D错误。 4.C解析：H202分子中只有单键，则只有σ键没有：键，A正确； H202分子中，0原子价层电子对数为4,0原子采取sp3杂化轨道成 键，B正确：H202分子的空间结构不对称，C错误：H202分子中，0原 子处于中间价态-1价，D正确。 5.B解析：气态S03以单分子形式存在，分子内存在大T键（π），结 构如图甲，可见空间结构为平面三角形，S原子采用的是sp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p3杂化，A不符合题意；图乙中环上的3个氧原子形成2个σ 键，其余6个氧原子形成1个σ键(0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0一S一0键角不同，B符合题意； 图乙中S原子形成4个σ键，不存在孤电子对(0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； 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 选择性必修2·SJ 会更短；图甲中S原子为即2杂化，图乙中S原子为p3杂化，图甲 中S一0的键长更短，即键长：a<b,D不符合题意 6.D解析：非金属性越强，电负性越大，非金属性：Cl>C>H,电负性： C>C>H,A正确；碳酸二甲酯分子中羰基中碳原子形成碳氧双键，杂 化类型是sp2,甲基中碳原子为sp3杂化，B正确；基态Cu的价电子 排布式为3d104s,失去4s能级上的一个电子形成Cu*,故Cu价电 子排布式为3d10,C正确；C0中为碳氧三键，存在2个π键，而 (CH30)2C0中只存在一个π键，D错误。 7.C解析：化学键①与化学键②中的H原子不同，含有两种不同环境 的氢原子，A正确；根据B2H6分子结构为BH3一BH3,每个硼原子通 过sp3形成4个共价键，所以B原子杂化方式为即杂化，B正确；乙 硼烷中B原子是s即3杂化，硼外层3个电子，分别占据1个p3杂化 轨道，用掉3个，第4个空的sp杂化轨道与旁边B原子上的H原子 成键，这样乙硼烷分子中有两个B一H一B键，三个原子核，两个电 子，则乙硼烷的化学键为三中心两电子，甲中化学键①为“二中心二 电子键”，记作“2c一2e”,则乙硼烷的桥键②记作3c一2e,C错误；H 原子的核外电子排布式为1s',1s轨道为球形，成键无方向性，可能 形成桥键，D正确。 8.(1)283d84s2(2)sp2sp3N>0>C15WA(3)5N4(或 3.01×1024) 解析：(1)镍是28号元素，基态Ni原子价电子为3d、4s能级上的电 子，其价电子排布式为34s2。(2)该分子中甲基上C原子价电子 对数是4，连接甲基的碳原子价电子对数是3，C原子杂化类型：前者 为$即3、后者为sp2;同一周期元素，第一电离能随着原子序数增大而 呈增大趋势，但ⅡA族、VA族第一电离能大于其同周期相邻元素， 所以第一电离能：N>0>C;共价单键为一个σ键，共价双键中含有一 个o键和一个π键，1个丁二酮肟分子中含有15个o键，则1mol 该物质中含有15molσ键，数目为15NA。(3)由均摊法可知，该晶 胞中La原子个数=8× g=1Ni原子个数=4 2+1+4 2=5,则 该晶胞中La、Ni原子个数之比为1：5，含1 mol La的合金含有 5 mol Ni,数目为5Na或3.01×1024。 压轴挑战 9.(1)C6H202N1o(2)190(3)它分解时能产生大量很稳定的 气体N2 解析：(1)根据有机物分子结构简式的书写规则，不雄确定，每个环 上除3个氨原子外还有3个碳原子，由此可以确定其分子式。 (2)根据氮原子的成键特征和结构可以确定，采取即2杂化方式的 氮原子有9个，采取s即杂化方式的氮原子有1个，无氮原子采取即 杂化方式。 第2课时价层电子对互斥模型等电子原理 白题 基础过关 题号1 2457 8 答案BBDADB 1,B解析：V形分子键角为10430'，故A项错误：平面正三角形键角 为120°，故B项正确；三角锥形键角为107°18'，故C项错误；正四面 体形键角为109°28'或60°，故D项错误。 2.B解析：$02分子中S原子有6个电子，其中4个电子与0原子成 键，还剩余一对孤电子对，三对电子之间都有排斥力，因此$02分子 的空间结构是V形，A正确；NH3分子中，N提供5个电子，3个H共 提供3个电子，所以共3对成键电子对，有1对孤电子对，所以NH 分子的空间结构是三角锥形，B错误：CS2分子和C0,分子空间结构 相同，为直线形，C正确：甲烷的中心原子是碳原子，碳原子上的价电 子都形成了共价键，属于AB,型的结构，当n=4时，该分子是正四面 体结构，所以甲烷是正四面体形结构，D正确。 3.(1)直线V(2)平面三角 三角锥平面三角120°三角锥 10718′正四面体60°(3)四面体109°28' 4.D解析：根据价层电子对互斥模型可知，CO4中的价电子对数为 7+1 2 =4,没有孤电子对，故其空间结构为正四面体形，键角为 10928。C05中的价电子对数为生=4，有一对孤电子对，故其空 间结构为三角锥形，由于孤电子对对成键电子对具有排斥作用，所 以其键角小于10928。C0,中的价电子对数为741=4，有两对孤 2 黑白题24