第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 讲义-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第二节 分子的空间结构 知识1 分子结构的测定☆☆ 1.传统方法☆ 项目 内容 经验 早年的科学家主要对物质的化学性质进行系统总结得出规律后推测分子的结构（只能推测简单分子的结构）。 2.现代方法☆ 项目 内容 红外光谱 （1）作用：根据红外光谱可以初步判断有机物中含有的化学键或官能团的种类。 （2）测定原理：红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 （3）图示 图2.2-1 红外光谱仪 图2.2-2 红外线光谱仪原理示意图 晶体X射线衍射 晶体有分立的斑点或明锐的衍射峰。 知识2 多样的分子空间结构☆ 1.分子的空间结构☆ 项目 内容 定义 大多数分子是由两个以上原子构成的，于是分子就有了原子的几何学关系和形状，这就是分子的空间结构 2.常见的多原子分子的结构和空间结构☆ 项目 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填充模型 球棍模型 三原子分子 CO2 直线形 O=C=O 180° H2O V形 105° 四原子分子 CH2O 平面三角形 120° NH3 三角锥形 107° 五原子分子 CH4 正四面体形 109°28’ 其他多原子分子的空间结构模型 船式C6H12 椅式C6H12 白磷P4 十氧化四磷P4O10 六氧化四磷P4O6 六氟化硫SF6 S8 C60 图2.2-3 一些分子的空间结构模型 · 例题 考点：判断简单分子或离子的构型 1．（2025秋•肇庆期末）化学用语是化学学科的专属语言和思维工具。下列化学用语表示正确的是（　　） A．乙烯的电子式为 B．次氯酸的结构式为H—Cl—O C．SO3的VSEPR模型为 D．基态Cu原子的价层电子轨道表示式为 知识3 价层电子对互斥模型（VSEPR model）☆☆☆ 1.价层电子对互斥模型☆ 项目 内容 内容 分子的空间结构式中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。 基本原则 分子中的中心原子的价层电子对由于斥力作用而趋向于尽可能远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构。 2.中心原子上价层电子对及电子对数的计算☆ 项目 内容 内容 价层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 计算 （1）σ键电子对的计算 由分子式确定（中心原子与几个原子相结合，就由几对σ键电子对），即中心原子形成几个σ键，就由几对σ键电子对 分子 中心原子 共价键 σ键 σ键电子对 H2O O O—H 2 2 NH3 N N—H 3 3 CO2 C C=O 2 2 （2）中心原子上的孤电子对的计算 = a表示中心原子的价电子数，情况如表 对象 公式 主族元素 a=原子的最外层电子数 阳离子 a=中心原子的价电子数-离子的电荷数 阴离子 a=中心原子的价电子数+离子的电荷数（绝对值） x表示与中心原子结合的原子数 b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 对象 公式 H b=1 其他原子 b=8-该原子的价电子数 举例 几种常见分子或离子的中心原子上的孤电子对数如表 分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 SO2 S 6 2 2 1 NH3 N 5 3 1 1 NH4+ N 5-1=4 4 1 0 CO32- C 4+2=6 3 2 0 3.VSEPR模型推测分子或离子空间结构☆ 项目 内容 基本思路 ABn型分子孤电子对的排斥作用较强 确定价层电子对数 均分空间 孤电子对与成键电子对尽可能远离 价层电子对空间结构 去掉孤电子对所占空间 分子或离子的空间结构 确定孤电子对数 价层电子对尽可能远离 形变后的空间结构 常见情况 （1）中心原子上没有孤电子对的分子（或离子），VSEPR等同于分子（或离子）的空间结构 （2）中心原子上若有孤电子对，孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对相互排斥，则VSEPR模型与分子（或离子）的空间结构不一致。推测分子（或离子）空间结构时必须略去VSEPR模型中的孤电子对 举例 分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 分子或离子的空间结构名称 杂化轨道类型 CO2、BeCl2 0 2 直线型 直线型 sp BCl3、BF3、SO3 0 3 平面三角形 平面三角形 sp2 CO32- 0 3 平面三角形 平面三角形 sp2 SO2 1 3 平面三角形 V形 sp2 CH4 0 4 正四面体形 正四面体形 sp3 NH3、PH3、PCl3 1 4 四面体形 三角锥形 sp3 H2O、H2S 2 4 四面体形 V形 sp3 · 例题 考点：价层电子对数的确定 2．（2025春•潮州校级期中）下列各项比较中前者高于（或大于或强于）后者的是（　　） A．C＝C和C—C的键长 B．BF3和CH4中心原子的价层电子对数 C．Si—O和C—O的键能 D．对羟基苯甲醛（）和邻羟基苯甲醛（）的沸点 考点：价层电子对互斥理论的应用 3．（2025春•深圳校级期中）简单分子的空间结构可以用价层电子对互斥模型预测，用杂化轨道理论解释。下列表格中说法错误的是（　　） 选项 分子 中心原子的价层电子对数 VSEPR模型 空间结构 中心原子的杂化轨道类型 A SCl2 4 四面体形 V形 sp3 B NF3 3 四面体形 三角锥形 sp2 C HCN 2 直线形 直线形 sp D CH2O 3 平面三角形 平面三角形 sp2 A．A B．B C．C D．D 知识4 杂化轨道理论简介☆☆ 1.杂化轨道（hybrid orbital）☆ 项目 内容 提出 杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的 定义 原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道，叫作杂化原子轨道，简称杂化轨道 解释甲烷分子的形成 形成CH4分子碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成4个能量相等的sp3杂化轨道。4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—Hσ键，所以4个C—H是等同的（每个杂化轨道中s成分占1/4；p成分占3/4） 杂化轨道的形成及其特点 轨道的杂化 原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程 ↓ 杂化轨道 杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道 ↓ 特点 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ③杂化使原子的成键能力增强 2.杂化轨道类型☆ 项目 内容 sp杂化轨道 由1个s轨道和1个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道的夹角是180°，呈直线形（如下图） 图2.2-4 sp杂化轨道 sp2杂化轨道 由1个s轨道和2个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道的夹角是120°，呈平面三角形（如下图） 图2.2-5 sp2杂化轨道 sp3杂化轨道 由1个s轨道和3个p轨道杂化而成的。sp3杂化轨道的夹角是109°28’，空间结构为正四面体形（如下图） 甲烷中共价键的形成过程： 图2.2-6 sp3杂化轨道 3.杂化轨道类型与分子的空间结构的关系 （1）杂化轨道全部用于形成σ键 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 轨道组成 1个ns和1个np 1个ns和两个np 1个ns和三个np 轨道夹角 180° 120° 109°28’ 杂化轨道示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子的空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 （2）杂化轨道中未参与成键的孤电子对 孤电子对参与互相排斥会使分子的空间结构与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个杂化轨道由孤电子对占据，其分子不再呈正四面体形，而呈V形；氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个杂化轨道由孤电子对占据，氨分子不再呈正四面体形，而呈三角锥形。 4.VSEPR模型、中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构的区别和联系 中心原子上的 价层电子对数 杂化轨道数 杂化轨道类型 杂化轨道的空间结构 VSEPR模型 中心原子上的孤电子对数 分子的空间结构 实例 2 2 sp 直线型 直线型 0 直线型 CO2 3 3 sp2 平面三角形 平面三角形 0 平面三角形 SO3 sp2 平面三角形 平面三角形 1 V形 SO2 4 4 sp3 正四面体形 正四面体形 0 正四面体形 CH4 sp3 四面体形 四面体形 1 三角锥形 NH3 sp3 四面体形 四面体形 2 V形 H2O · 例题 考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断 4．（2026•汕头二模）三聚氰胺甲醛是制作仿瓷餐具的一种重要单体，其结构如图所示，下列有关该物质说法正确的是（　　） A．属于烃类 B．能与金属钠反应 C．碳原子均以sp2方式杂化 D．可形成含苯环的同分异构体 · 近5年高考真题 考点：判断简单分子或离子的构型（共4小题） 1．（2025•广东）由结构不能推测出对应性质的是（　　） 选项 结构 性质 A SO3的VSEPR模型为平面三角形 SO3具有氧化性 B 钾和钠的原子结构不同，电子跃迁时能量变化不同 钾和钠的焰色不同 C 乙烯和乙炔分子均含有π键 两者均可发生加聚反应 D 石墨层中未参与杂化的p轨道中的电子，可在整个碳原子平面中运动 石墨具有类似金属的导电性 A．A B．B C．C D．D 2．（2025•山东）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 3．（2022•辽宁）下列符号表征或说法正确的是（　　） A．H2S电离：H2S⇌2H++S2﹣ B．Na位于元素周期表p区 C．CO空间结构：平面三角形 D．KOH电子式： 4．（2021•山东）关于CH3OH、N2H4和（CH3）2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是（　　） A．CH3OH为极性分子 B．N2H4空间结构为平面形 C．N2H4的沸点高于（CH3）2NNH2 D．CH3OH和（CH3）2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断（共5小题） 5．（2024•湖南）通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是（　　） A．P为非极性分子，Q为极性分子 B．第一电离能：B＜C＜N C．1mol P和1mol Q所含电子数目相等 D．P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化 6．（2024•河北）NH4ClO4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：NH4ClO4+2C═NH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是（　　） A．HCl的形成过程可表示为 B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp，sp2和sp3三种杂化方式 D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 7．（2023•北京）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。 金刚石 石墨 石墨炔 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是（　　） A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 8．（2023•新课标）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C（NH2）3]4[B（OCH3）4]3Cl，部分晶体结构如图所示，其中[C（NH2）3]+为平面结构。 下列说法正确的是（　　） A．该晶体中存在N﹣H…O氢键 B．基态原子的第一电离能：C＜N＜O C．基态原子未成对电子数：B＜C＜O＜N D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 9．（2022•湖北）C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是（　　） A．具有自范性 B．与C60互为同素异形体 C．含有sp3杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 分子的空间结构 知识1 分子结构的测定☆☆ 1.传统方法☆ 项目 内容 经验 早年的科学家主要对物质的化学性质进行系统总结得出规律后推测分子的结构（只能推测简单分子的结构）。 2.现代方法☆ 项目 内容 红外光谱 （1）作用：根据红外光谱可以初步判断有机物中含有的化学键或官能团的种类。 （2）测定原理：红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 （3）图示 图2.2-1 红外光谱仪 图2.2-2 红外线光谱仪原理示意图 晶体X射线衍射 晶体有分立的斑点或明锐的衍射峰。 知识2 多样的分子空间结构☆ 1.分子的空间结构☆ 项目 内容 定义 大多数分子是由两个以上原子构成的，于是分子就有了原子的几何学关系和形状，这就是分子的空间结构 2.常见的多原子分子的结构和空间结构☆ 项目 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填充模型 球棍模型 三原子分子 CO2 直线形 O=C=O 180° H2O V形 105° 四原子分子 CH2O 平面三角形 120° NH3 三角锥形 107° 五原子分子 CH4 正四面体形 109°28’ 其他多原子分子的空间结构模型 船式C6H12 椅式C6H12 白磷P4 十氧化四磷P4O10 六氧化四磷P4O6 六氟化硫SF6 S8 C60 图2.2-3 一些分子的空间结构模型 · 例题 考点：判断简单分子或离子的构型 1．（2025秋•肇庆期末）化学用语是化学学科的专属语言和思维工具。下列化学用语表示正确的是（　　） A．乙烯的电子式为 B．次氯酸的结构式为H—Cl—O C．SO3的VSEPR模型为 D．基态Cu原子的价层电子轨道表示式为 【解答】解：A．乙烯分子中碳原子之间共用两对电子，乙烯的电子式为，故A错误； B．HClO中氧原子和H、Cl原子之间存在共价键，结构式为H—O—Cl，故B错误； C．SO3中硫原子的价层电子对个数为33且不含孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，故C错误； D．基态Cu原子的价层电子中3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子，则其价层电子轨道表示式为，故D正确； 故选：D。 知识3 价层电子对互斥模型（VSEPR model）☆☆☆ 1.价层电子对互斥模型☆ 项目 内容 内容 分子的空间结构式中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。 基本原则 分子中的中心原子的价层电子对由于斥力作用而趋向于尽可能远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构。 2.中心原子上价层电子对及电子对数的计算☆ 项目 内容 内容 价层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 计算 （1）σ键电子对的计算 由分子式确定（中心原子与几个原子相结合，就由几对σ键电子对），即中心原子形成几个σ键，就由几对σ键电子对 分子 中心原子 共价键 σ键 σ键电子对 H2O O O—H 2 2 NH3 N N—H 3 3 CO2 C C=O 2 2 （2）中心原子上的孤电子对的计算 = a表示中心原子的价电子数，情况如表 对象 公式 主族元素 a=原子的最外层电子数 阳离子 a=中心原子的价电子数-离子的电荷数 阴离子 a=中心原子的价电子数+离子的电荷数（绝对值） x表示与中心原子结合的原子数 b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 对象 公式 H b=1 其他原子 b=8-该原子的价电子数 举例 几种常见分子或离子的中心原子上的孤电子对数如表 分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 SO2 S 6 2 2 1 NH3 N 5 3 1 1 NH4+ N 5-1=4 4 1 0 CO32- C 4+2=6 3 2 0 3.VSEPR模型推测分子或离子空间结构☆ 项目 内容 基本思路 ABn型分子孤电子对的排斥作用较强 确定价层电子对数 均分空间 孤电子对与成键电子对尽可能远离 价层电子对空间结构 去掉孤电子对所占空间 分子或离子的空间结构 确定孤电子对数 价层电子对尽可能远离 形变后的空间结构 常见情况 （1）中心原子上没有孤电子对的分子（或离子），VSEPR等同于分子（或离子）的空间结构 （2）中心原子上若有孤电子对，孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对相互排斥，则VSEPR模型与分子（或离子）的空间结构不一致。推测分子（或离子）空间结构时必须略去VSEPR模型中的孤电子对 举例 分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 分子或离子的空间结构名称 杂化轨道类型 CO2、BeCl2 0 2 直线型 直线型 sp BCl3、BF3、SO3 0 3 平面三角形 平面三角形 sp2 CO32- 0 3 平面三角形 平面三角形 sp2 SO2 1 3 平面三角形 V形 sp2 CH4 0 4 正四面体形 正四面体形 sp3 NH3、PH3、PCl3 1 4 四面体形 三角锥形 sp3 H2O、H2S 2 4 四面体形 V形 sp3 · 例题 考点：价层电子对数的确定 2．（2025春•潮州校级期中）下列各项比较中前者高于（或大于或强于）后者的是（　　） A．C＝C和C—C的键长 B．BF3和CH4中心原子的价层电子对数 C．Si—O和C—O的键能 D．对羟基苯甲醛（）和邻羟基苯甲醛（）的沸点 【解答】解：A．C＝C比C—C的键长短，前者小于后者，故A错误； B．BF3中心原子的价层电子对数是3、CH4中心原子的价层电子对数4，所以前者小于后者，故B错误； C．原子半径越小，共价键键能越大，原子半径：C＜Si，则Si—O和C—O的键能后者高，故C错误； D．邻羟基苯甲醛的两个基团靠的很近，能形成分子内氢键，使熔沸点降低；而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键，使熔沸点升高，所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低，故D正确； 故选：D。 考点：价层电子对互斥理论的应用 3．（2025春•深圳校级期中）简单分子的空间结构可以用价层电子对互斥模型预测，用杂化轨道理论解释。下列表格中说法错误的是（　　） 选项 分子 中心原子的价层电子对数 VSEPR模型 空间结构 中心原子的杂化轨道类型 A SCl2 4 四面体形 V形 sp3 B NF3 3 四面体形 三角锥形 sp2 C HCN 2 直线形 直线形 sp D CH2O 3 平面三角形 平面三角形 sp2 A．A B．B C．C D．D 【解答】解：根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对个数＝配原子个数+孤电子对个数； A．SCl2中心原子价层电子对数为，VSEPR模型为四面体形，有2对孤电子对，分子的立体构型为V形，杂化方式为sp3，故A正确； B．NF3中心原子价层电子对数为，VSEPR模型为四面体形，有1对孤电子对，分子的立体构型为三角锥，杂化方式为sp3，故B错误； C．HCN中心原子价层电子对数为，VSEPR模型为直线形，无孤电子对，分子的立体构型为直线形，杂化方式为sp，故C正确； D．CH2O中心原子价层电子对数为，VSEPR模型为平面三角形，无孤对电子，分子的立体构型为平面三角形，杂化方式为sp2，故D正确； 故选：B。 知识4 杂化轨道理论简介☆☆ 1.杂化轨道（hybrid orbital）☆ 项目 内容 提出 杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的 定义 原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道，叫作杂化原子轨道，简称杂化轨道 解释甲烷分子的形成 形成CH4分子碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成4个能量相等的sp3杂化轨道。4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—Hσ键，所以4个C—H是等同的（每个杂化轨道中s成分占1/4；p成分占3/4） 杂化轨道的形成及其特点 轨道的杂化 原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程 ↓ 杂化轨道 杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道 ↓ 特点 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ③杂化使原子的成键能力增强 2.杂化轨道类型☆ 项目 内容 sp杂化轨道 由1个s轨道和1个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道的夹角是180°，呈直线形（如下图） 图2.2-4 sp杂化轨道 sp2杂化轨道 由1个s轨道和2个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道的夹角是120°，呈平面三角形（如下图） 图2.2-5 sp2杂化轨道 sp3杂化轨道 由1个s轨道和3个p轨道杂化而成的。sp3杂化轨道的夹角是109°28’，空间结构为正四面体形（如下图） 甲烷中共价键的形成过程： 图2.2-6 sp3杂化轨道 3.杂化轨道类型与分子的空间结构的关系 （1）杂化轨道全部用于形成σ键 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 轨道组成 1个ns和1个np 1个ns和两个np 1个ns和三个np 轨道夹角 180° 120° 109°28’ 杂化轨道示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子的空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 （2）杂化轨道中未参与成键的孤电子对 孤电子对参与互相排斥会使分子的空间结构与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个杂化轨道由孤电子对占据，其分子不再呈正四面体形，而呈V形；氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个杂化轨道由孤电子对占据，氨分子不再呈正四面体形，而呈三角锥形。 4.VSEPR模型、中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构的区别和联系 中心原子上的 价层电子对数 杂化轨道数 杂化轨道类型 杂化轨道的空间结构 VSEPR模型 中心原子上的孤电子对数 分子的空间结构 实例 2 2 sp 直线型 直线型 0 直线型 CO2 3 3 sp2 平面三角形 平面三角形 0 平面三角形 SO3 sp2 平面三角形 平面三角形 1 V形 SO2 4 4 sp3 正四面体形 正四面体形 0 正四面体形 CH4 sp3 四面体形 四面体形 1 三角锥形 NH3 sp3 四面体形 四面体形 2 V形 H2O · 例题 考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断 4．（2026•汕头二模）三聚氰胺甲醛是制作仿瓷餐具的一种重要单体，其结构如图所示，下列有关该物质说法正确的是（　　） A．属于烃类 B．能与金属钠反应 C．碳原子均以sp2方式杂化 D．可形成含苯环的同分异构体 【解答】解：A．烃类只含碳、氢两种元素，该分子含氮元素，不属于烃类，故A错误； B．分子中含有羟基，能与金属钠反应，故B正确； C．分子中含有亚甲基，为sp3杂化，故C错误； D．苯环至少含6个碳原子，该分子的分子式为C4H8N6O，故不能形成含苯环的同分异构体，故D错误； 故选：B。 · 近5年高考真题 考点：判断简单分子或离子的构型（共4小题） 1．（2025•广东）由结构不能推测出对应性质的是（　　） 选项 结构 性质 A SO3的VSEPR模型为平面三角形 SO3具有氧化性 B 钾和钠的原子结构不同，电子跃迁时能量变化不同 钾和钠的焰色不同 C 乙烯和乙炔分子均含有π键 两者均可发生加聚反应 D 石墨层中未参与杂化的p轨道中的电子，可在整个碳原子平面中运动 石墨具有类似金属的导电性 A．A B．B C．C D．D 【解答】解：A．SO3中的硫为最高价，故SO3具有氧化性，与SO3的VSEPR模型无关，故A错误； B．钾和钠的原子结构不同，电子跃迁时能量的变化不同，则发出的光的波长不同，所以产生的焰色也就不同，即焰色不同的原因与电子跃迁时能量的变化不同有关，故B正确； C．乙烯与乙炔都含有π键，都能发生加聚反应，故C正确； D．石墨层中C原子上未参与杂化的所有p轨道相互平行且重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动而导电，故石墨具有类似金属的导电性，故D正确； 故选：A。 2．（2025•山东）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 【解答】解：A．NaN3在水中会发生水解生成氢氧化钠和叠氮酸，故NaN3的水溶液显碱性，故A正确； B．的中心原子为N，无孤电子对，价层电子对为2，是直线形，故B错误； C．NaN3由钠离子和叠氮根离子构成，叠氮根离子中含共价键，故NaN3为含有共价键的离子化合物，故C正确； D．中不含有孤电子对，故中心N原子所有价电子均参与成键，故D正确； 故选：B。 3．（2022•辽宁）下列符号表征或说法正确的是（　　） A．H2S电离：H2S⇌2H++S2﹣ B．Na位于元素周期表p区 C．CO空间结构：平面三角形 D．KOH电子式： 【解答】解：A．H2S是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程式为H2S⇌H++HS﹣，故A错误； B．基态Na原子的价电子排布式是3s1，最后一个电子填充在s能级，位于元素周期表s区，故B错误； C．CO32﹣中心碳原子的价层电子对数为3（4+2﹣2×3）＝3，故其空间结构为平面三角形，故C正确； D．KOH是离子化合物，电子式为，故D错误； 故选：C。 4．（2021•山东）关于CH3OH、N2H4和（CH3）2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是（　　） A．CH3OH为极性分子 B．N2H4空间结构为平面形 C．N2H4的沸点高于（CH3）2NNH2 D．CH3OH和（CH3）2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 【解答】解：A.甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构，是由极性键组成的极性分子，故A正确； B.N2H4中N原子的杂化方式为sp3，不是平面形，故B错误； C.N2H4分子中连接N原子的H原子数多，存在氢键的数目多，而偏二甲肼（（CH3）2NNH2）只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，影响了分子的排列，沸点比N2H4的低，故C正确； D.CH3OH为四面体结构，﹣OH结构类似于水的结构，（CH3）2NNH2的结构简式为，两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3，故D正确； 故选：B。 考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断（共5小题） 5．（2024•湖南）通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是（　　） A．P为非极性分子，Q为极性分子 B．第一电离能：B＜C＜N C．1mol P和1mol Q所含电子数目相等 D．P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化 【解答】解：A．由分子结构图可知，P和Q分子都满足对称，正负电荷重心重合，都是非极性分子，故A错误； B．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由小到大的顺序为B＜C＜N，故B正确； C．由分子结构可知，P分子式为C24H12，Q分子式B12N12H12，P、Q分子都含156个电子，故1mol P和1mol Q所含电子数目相等，故C正确； D．由分子结构可知，P和Q分子中C、B和N均与其它三个原子成键，P和Q分子呈平面结构，故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化，故D正确； 故选：A。 6．（2024•河北）NH4ClO4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：NH4ClO4+2C═NH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是（　　） A．HCl的形成过程可表示为 B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp，sp2和sp3三种杂化方式 D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 【解答】解：A．HCl为共价化合物，HCl的形成过程可表示为：，故A错误； B．NH4ClO4中离子中心原子的价电子对数为4，孤电子对数为0，其VSEPR模型和空间结构均为正四面体形，中心原子的价电子对数为4，孤电子对数为0，其VSEPR模型和空间结构均为正四面体形，故B正确； C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3，有两种杂化方式，故C错误； D．NH3易液化，其汽化时吸收能量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可用作制冷剂，NH3分子间作用力为氢键和范德华力，CO2分子间仅存在范德华力，故D错误； 故选：B。 7．（2023•北京）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。 金刚石 石墨 石墨炔 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是（　　） A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 【解答】解：A．原子间优先形成σ键，三种物质中均有碳碳原子间的σ键，故A正确； B．金刚石中碳原子均采取sp3杂化，而石墨中碳原子采取sp2杂化，石墨炔中苯环上碳原子采取sp2杂化，碳碳三键中碳原子采取sp杂化，故B错误； C．金刚石属于共价晶体，石墨属于混合晶体，石墨炔属于分子晶体，三种物质晶体类型不相同，故C错误； D．石墨、石墨炔中存在大π键，可以导电，而金刚石没有自由移动的电子，不能导电，故D错误； 故选：A。 8．（2023•新课标）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C（NH2）3]4[B（OCH3）4]3Cl，部分晶体结构如图所示，其中[C（NH2）3]+为平面结构。 下列说法正确的是（　　） A．该晶体中存在N﹣H…O氢键 B．基态原子的第一电离能：C＜N＜O C．基态原子未成对电子数：B＜C＜O＜N D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 【解答】解：A．由晶体结构图可知，[C（NH2）3]4+中的﹣NH2的H与[B（OCH3）4]3﹣中的O形成氢键，因此，该晶体中存在N﹣H•••O氢键，故A正确； B．同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C＜O＜N，故B错误； C．B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数B＜N＜C＝O，故C错误； D．[C（NH2）3]+为平面结构，则其中的C原子和N原子轨道杂化类型均为sp2；[B（OCH3）4]3﹣中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为sp3；[B（OCH3）4]3﹣中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为sp3；综上所述，晶体中B、О和N原子轨道的杂化类型不相同，故D错误； 故选：A。 9．（2022•湖北）C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是（　　） A．具有自范性 B．与C60互为同素异形体 C．含有sp3杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异 【解答】解：A．碳玻璃为非晶态，晶体具有自范性，非晶体没有自范性，因此碳玻璃没有自范性，故A错误； B．碳玻璃属于碳单质，与C60互为同素异形体，故B正确； C．碳玻璃具有高硬度，与物理性质金刚石类似，因而结构具有一定的相似性，所以采用sp3杂化，故C正确； D.碳玻璃的结构与金刚石有差异，则化学性质与金刚石也有差异，故D正确； 故选：A。 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $