第4讲 分子空间结构与中心原子杂化【大单元精讲精练】-2027届高三化学一轮复习讲义●知识清单（新高考通）

该高中化学高考复习讲义聚焦分子空间结构与中心原子杂化核心考点，依据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论，按“理论要点-计算方法-典例分析-真题应用”逻辑组织知识，通过核心梳理明确考点、考点突破强化方法、真题再现对接考向、限时训练分层巩固的教学环节，帮助学生系统构建知识网络，突破构型判断、键角比较等难点。 讲义以科学思维培养为核心，创新采用“步骤化计算+模型对比”教学策略，如通过SOCl₂的σ键数、孤电子对数计算推导VSEPR模型及空间结构，强化证据推理能力。设置基础选择与综合解答题分层训练，结合近三年高考真题，精准对接2027年考向，有效提升学生陌生情境下的解题能力，为教师把控复习进度、实现高效备考提供清晰路径。

第4讲　分子空间结构与中心原子杂化 【高考考向预测】 分子空间结构与杂化轨道理论依托价层电子对互斥模型计算 σ 键、孤电子对数，判断 sp、sp²、sp³杂化类型与分子构型，兼顾键角大小比较、配位化合物空间结构分析；近三年集中在物质结构选做题固定小问，考频稳定必考；2027 年侧重陌生配离子、新型小分子有机物的杂化与构型判断，结合孤电子对影响分析键角变化，强化结合题干信息灵活计算价层电子对数。 考点一　价层电子对互斥模型(VSEPR模型) 【核心梳理●明考点】 1.理论要点 (1)价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。 (2)孤电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。 2.用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构 (1)价层电子对数的计算 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。 (2)价层电子对数与VSEPR模型的关系 价层电子对数 2 3 4 VSEPR模型 直线形 平面三角形 四面体形 (3)典例分析 SOCl2的空间结构分析 第一步，确定σ键电子对数→SOCl2的中心原子为S，σ键电子对数为3。 ↓ 第二步，确定孤电子对数→孤电子对数= 2/1×(6−1×2−2×1)=1。 ↓ 第三步，确定VSEPR模型→中心原子的价层电子对数=σ键数+孤电子对数=4，则其 VSEPR 模型为四面体形。 ↓ 第四步，确定空间结构→略去 VSEPR 模型中一对孤电子对占有的空间，即得到SOCl2的空间结构为三角锥形。 【考点突破●明方向】 1.下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是(　　) A.H2O B.HCl C.N D.PCl3 2.(2025·八省联考陕西卷)下列化学用语表示正确的是(　　) A.氯化氢的电子式:H+[︰︰]- B.CO2和SO2的VSEPR模型均为 C.基态Cr原子价层电子的轨道表示式: D.中子数为20的氯原子的核素符号Cl 3.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小,下列判断错误的是(　　) A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B.BF3键角为120° C.BF3、SO3都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子 4.实验室中利用NaClO3、Na2SO3和稀硫酸反应制备ClO2:2NaClO3+Na2SO3+H2SO42Na2SO4+2ClO2↑+H2O。 (1)Cl中心Cl原子价层电子对数为　　　　,其VSEPR模型名称为　　　　。  (2)S中心S原子价层电子对数为　　　　,其空间结构为　　　　。  考点二　杂化轨道理论 【核心梳理●明考点】 1.理论要点 (1)当原子成键时,原子中能量相近的价电子轨道发生混杂,混杂时保持轨道总数不变,得到与原轨道数目相等、方向不同的一组新的能量相同的杂化轨道。 (2)杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间结构也不同。 2.常考的三种杂化轨道类型 (1)sp杂化→sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而成，杂化轨道间夹角为180°，呈直线形，如BeCl2。 (2)sp²杂化→sp²杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而成，杂化轨道间夹角为120°，呈平面三角形，如BF3。 (3)sp³杂化→sp³杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道杂化而成，杂化轨道间夹角为109°28′，呈四面体形，如CH4。 3.杂化轨道数目的计算 杂化轨道总数=σ键数+孤电子对数=中心原子的价层电子对数。 4.杂化类型的判断 (1)依据杂化轨道总数判断 杂化轨道总数 2 3 4 …… 杂化类型 sp sp2 sp3 …… (2)依据中心原子成键形式判断 ①第ⅡA族Be形成2个共价键,采取sp杂化;第ⅢA族B、Al、Ga等形成3个共价键,采取sp2杂化;第Ⅳ族C、Si等形成4个共价键,则采取sp3杂化。 ②第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素,一般情况下,只形成单键时采取sp3杂化,形成1个双键时采取sp2杂化,形成1个三键则采取sp杂化。 5.等电子原理 原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征和空间结构。如N2与CO、O3与SO2、CS2与CO2、N与CH4等互为等电子体。 【考点突破●明方向】 1.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　) 选项 粒子 空间结构 解释 A 氨基负离子(N) 直线形 N原子采取sp杂化 B 二氧化硫(SO2) V形 S原子采取sp3杂化 C 碳酸根离子(C) 三角锥形 C原子采取sp3杂化 D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键 2.我国医学典籍《本草衍义》中记载了有关砒霜(As2O3)的制备、性质和药用等。As2O3是两性氧化物,其二聚分子的结构如图所示,溶于盐酸生成AsCl3,AsCl3被LiAlH4还原生成AsH3。 (1)As2O3二聚体中,As原子采取　　　　杂化,O原子采取　　　　杂化。  (2)AsCl3中心As原子采取　　　　杂化,其分子的空间结构为　　　　。  (3)LiAlH4中阴离子为Al,中心Al原子采取　　　　杂化,其离子的空间结构为　　　　。  3.回答下列问题。 (1)磷酸根离子的空间结构为　　　　,其中P的价层电子对数为　　　　,杂化轨道类型为　　　　。  (2)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间结构是　　　　,中心原子的杂化轨道类型为　　　　　　。LiAlH4中存在　　　　(填标号)。  A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键 【真题再现●明考向】 1.(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是(　　) A.VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同 B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子 D.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 2.(2024·河北卷)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是(　　) 选项 实例 解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的 B CO2、CH2O、CCl4键角依次减小 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 C CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 Cs+比Na+的半径大 D 逐个断开CH4中的C—H,每步所需能量不同 各步中的C—H所处化学环境不同 【限时训练】 （60分钟） 一、单选题 1．（2025·贵州·高考真题）某离子液体可作为制备质子交换膜的关键材料，结构如图。下列说法错误的是 A．的空间结构为平面三角形 B．阳离子侧链的立体构型为顺式 C．该化合物中存在氢键 D．该化合物具有良好的导电性 2．（2024·天津·高考真题）柠檬烯是芳香植物和水果中的常见组分。下列有关它的说法错误的是 A．属于不饱和烃 B．所含碳原子采取或杂化 C．与氯气能发生1，2-加成和1.4-加成 D．可发生聚合反应 3．（2025·湖北·高考真题）某化合物的分子式为。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是 A．三者中Z的原子半径最大 B．三者中Y的第一电离能最小 C．X的最高化合价为 D．与键角相等 4．（2026·江苏苏州·三模）碳酸氢铵分解的化学方程式为。下列说法正确的是 A．的球棍模型为 B．O原子结构示意图为 C．分子的空间构型为V型 D．的电子式为 5．（2025·河北邯郸·模拟预测）石河子大学于锋教授团队研制了硅掺杂类石墨烯炭材料(乙)，如图所示。 下列化学用语或叙述中，正确的是 A．HCl中键的形成： B．乙中碳原子都采取杂化 C．分子的空间结构与其VSEPR模型不同 D．已知耐高温、耐磨，则是分子晶体 6．（2026·河南郑州·三模）反应：，可测定菠菜中草酸含量。下列说法正确的是 A．分子中含有s-p π键 B．的空间构型为正四面体形 C．的VSEPR模型为 D．的电子式为 7．（2026·重庆·模拟预测）新发现的线型分子(结构如图)被评为“2025年度分子”。下列说法错误的是 A．与互为同素异形体 B．可通过原子光谱鉴别与 C．分子中所有原子可能共平面 D．分子中，孤电子对数是杂化原子数的3倍 8．（2026·河南濮阳·模拟预测）已知是一种荧光材料，X、Y、W、Z是原子序数依次增大的主族元素，Z元素是构成大理石的主要金属元素，Y的单质与氢气混合在暗处因发生反应而爆炸，基态X原子最外层有2个未成对电子，且其第一电离能比同周期相邻的两元素小，基态W原子核外有3个单电子。下列说法正确的是 A．Z元素位于长周期p区 B．中W的杂化方式为 C．简单氢化物的沸点： D．中阴、阳离子数目之比是2∶1 9．（25-26高二下·河南·期中）对乙酰氨基酚主要用于感冒引起的发热，也用于缓解疼痛，其分子结构如图所示。下列说法错误的是 A．该分子中所有碳原子不可能处于同一平面上 B．该分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为7：1 C．该分子能发生氧化反应、取代反应、加成反应 D．1mol该分子最多可以与2 mol NaOH发生反应 10．（2026·江西宜春·模拟预测）我国科研团队设计并合成了一类新的手性螺环二胺结构（M），并利用M制备有机物N。下列说法错误的是 A．M能与盐酸反应 B．M分子中碳原子有2种杂化类型 C．N分子中存在2个手性碳原子 D．N能发生水解反应 11．（2026·安徽滁州·模拟预测）用2-乙基蒽醌(M)和钯为催化剂，可以实现由和直接合成，原理如图所示： 下列说法错误的是 A．M分子中杂化的碳原子数为14 B．反应①为加成反应 C．N可以发生分子间脱水反应 D．M与N互为同分异构体 12．（2026·湖北襄阳·三模）某化合物A的结构如图所示。W、X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期元素，其中Z、R位于同一主族。下列说法错误的是 A．简单氢化物的沸点：Z＞Y＞X B．基态原子的第一电离能：Y＞W＞X C．该物质中X、Y、Z均采取sp3杂化 D．化合物A具有两性 13．（2026·天津武清·一模）下列说法正确的是 A．基态Se原子的简化电子排布式： B．SO3的空间结构模型： C．HClO的电子式为： D．顺式聚-1，3-丁二烯的结构简式： 14．（2026·江苏扬州·模拟预测）LiAlH4与SiCl4反应可表示为。下列说法正确的是 A．为正四面体结构 B．SiH4分子为极性分子 C．Al的价电子排布式为 D．Cl-的结构示意图为 15．（2025·河北衡水·模拟预测）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同 B．等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体呈电中性的特殊气体 C．量子力学认为原子轨道就是电子在原子核外的一个空间运动状态 D．杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 16．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）X、Y、Z和W是原子序数依次增大的主族元素，分别位于2个相邻的短周期，且最外层电子数：。X、Y、Z和W能形成离子化合物。下列说法正确的是 A．第一电离能： B．键角： C．熔点： D．极性： 17．（2026·山东滨州·二模）荧光开关分子是一类能响应光、热、特定离子等刺激的光学分子。分子X(非荧光态)结合和后转变为Y(荧光态)，转化过程如图。 下列说法正确的是 A．1 mol X中含36NA个C-Hσ键 B．和键角：①＜② C．Y中氧原子与Na+形成离子键 D．X能有效增大CsCl在有机溶剂中的溶解度 18．（2026·江苏南通·模拟预测）化学储氢材料遇水可释放H2，同时生成NaBO2。NaBH4的一种合成方法如下： 下列说法正确的是 A．[BH4]-和BF3分子中B原子的杂化方式均为sp3 B．MgH2转化为NaBH4的反应是氧化还原反应 C．B的电负性大于H，NaBH4常用作还原剂 D．理论上1mol NaBH4与水反应生成的n(H2)大于制备1mol NaBH4所消耗的n(H2) 二、解答题 19．（2025·天津·高考真题）硫是一种重要的非金属元素。 (1)基态S原子的价层电子的轨道表示式为___________。H2S的VSEPR模型名称为___________，其空间结构为___________。 (2)H2O、H2S、H2Se的沸点由高到低的顺序为___________。 (3)NH4HS的电子式为___________。在25℃和101 kPa下，NH3与H2S两种气体反应生成1 mol NH4HS固体时，放出90.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式为___________。 (4)25℃时，H2S的Ka1和Ka2分别为1.1×10-7、1.3×10-13，NH3·H2O的Kb为1.8×10-5，则NH4HS水溶液显___________(填“酸性”“中性”“碱性”)。 (5)硫化锂晶体的晶胞如图，晶胞中含有硫离子的数目为___________；与硫离子最近且距离相等的锂离子的数目为___________。 (6)将1.0 g硫粉和2.0 g铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端引发反应，反应剧烈。实验中可能发生的反应为_________(用化学方程式表示)。 20．（2026·河南开封·模拟预测）二氧化碳是一种让人类“又爱又恨”的物质，恨其导致地球大气温度升高，爱其作为一种原料资源，能生产人们需要的产品，如利用氢化可生产甲醇、乙醇等。回答下列问题： Ⅰ．氢化生产甲醇 主反应： 副反应： (1)的VSEPR模型名称为___________。 (2)将、的原料气通入到容积为2 L的恒容密闭容器中，发生上述主反应和副反应，含碳产物的选择性及的平衡转化率与温度的变化关系如图所示： 已知：。 ①图中表示的平衡转化率的变化曲线为___________(填“甲”“乙”或“丙”)。温度低于250℃时主要发生的是___________(填“主反应”或“副反应”)。 ②温度为250℃时，平衡体系中=___________mol。 ③温度为300℃，测得平衡体系压强为，则该温度下，平衡体系中副反应的压强平衡常数=___________(列出计算式即可)。 (3)较早时期，对的处理采用“封存”法，即在加压条件下使之凝华为干冰，再行封存。干冰的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。干冰晶体中，的配位数为___________；1个晶胞的质量为___________g(表示阿伏加德罗常数的值)。 Ⅱ．氢化生产乙醇 (4)在某催化剂作用下，以水为溶剂及甲醇代替水为溶剂时，与反应生成乙醇的反应方程式如下： ① ② 实验测得纯水、水+甲醇、纯甲醇为溶剂时甲醇转化率及乙醇时空收率(时空收率定义为反应物流经催化剂床层时，单位时间内单位质量或体积催化剂生成目标产物的质量)的变化如图所示： 从图中“纯甲醇”为溶剂的图像信息分析，水对乙醇生成___________(填“有抑制作用”“有促进作用”或“无影响”)；“纯甲醇”为溶剂，采用了1吨催化剂“LiI，”，在250℃、3 MPa下反应20 h，制得的乙醇为___________吨(结果保留整数)。 21．（2026·天津·二模）锂盐是目前的研究的热点，在电池和有机合成领域均有重要应用。 (1)锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。 ①基态Li原子最高能级的电子云轮廓图的形状为___________。 ②基态P原子的价层电子轨道表示式为___________。 ③根据VSEPR模型，的中心原子上的价层电子对数为___________，空间结构为正八面体形。 (2)为提高锂电池的安全性，科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下，阴离子也为。 ①N、F、P三种元素的电负性由小到大的顺序为___________。 ②该阳离子中，带正电的N原子的杂化轨道类型为杂化___________。 (3)氨基锂()为白色固体，广泛用于有机合成。 ①的电子式为___________。 ②与结构相似。从结构角度解释熔点()高于熔点()的原因：___________。 (4)因其良好的锂离子传输性能可作锂电池的固体电解质，其晶胞结构示意图如图所示 ①晶胞中的“”代表___________(填“”或“”)。 ②距离最近的有___________个。 ③已知阿伏伽德罗常数的数值为，晶体的密度为。该晶体一个晶胞的体积为___________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4讲　分子空间结构与中心原子杂化 【高考考向预测】 分子空间结构与杂化轨道理论依托价层电子对互斥模型计算 σ 键、孤电子对数，判断 sp、sp²、sp³杂化类型与分子构型，兼顾键角大小比较、配位化合物空间结构分析；近三年集中在物质结构选做题固定小问，考频稳定必考；2027 年侧重陌生配离子、新型小分子有机物的杂化与构型判断，结合孤电子对影响分析键角变化，强化结合题干信息灵活计算价层电子对数。 考点一　价层电子对互斥模型(VSEPR模型) 【核心梳理●明考点】 1.理论要点 (1)价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。 (2)孤电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。 2.用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构 (1)价层电子对数的计算 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。 (2)价层电子对数与VSEPR模型的关系 价层电子对数 2 3 4 VSEPR模型 直线形 平面三角形 四面体形 (3)典例分析 SOCl2的空间结构分析 第一步，确定σ键电子对数→SOCl2的中心原子为S，σ键电子对数为3。 ↓ 第二步，确定孤电子对数→孤电子对数= 2/1×(6−1×2−2×1)=1。 ↓ 第三步，确定VSEPR模型→中心原子的价层电子对数=σ键数+孤电子对数=4，则其 VSEPR 模型为四面体形。 ↓ 第四步，确定空间结构→略去 VSEPR 模型中一对孤电子对占有的空间，即得到SOCl2的空间结构为三角锥形。 【考点突破●明方向】 1.下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是(　　) A.H2O B.HCl C.N D.PCl3 【答案】A 【解析】A项,氧原子有两对未成键的价电子对;B项,HCl分子属于AB型分子,没有中心原子;C项,N的中心原子的价电子全部参与成键;D项,磷原子有一对未成键的价电子对。 2.(2025·八省联考陕西卷)下列化学用语表示正确的是(　　) A.氯化氢的电子式:H+[︰︰]- B.CO2和SO2的VSEPR模型均为 C.基态Cr原子价层电子的轨道表示式: D.中子数为20的氯原子的核素符号Cl 【答案】D 【解析】A.氯化氢是共价化合物,其电子式为H︰︰,A错误;B.二氧化碳的价层电子对是2,没有孤电子对,则其VSEPR模型是直线型,B错误;C.Cr是24号元素,价电子排布式为3d54s1,价层电子的轨道表示式为,C错误;D.中子数为20的氯原子的质量数为37,可表示为Cl,D正确。 3.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小,下列判断错误的是(　　) A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B.BF3键角为120° C.BF3、SO3都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子 【答案】A 【解析】SO2中心原子价层电子对数=2+×(6-2×2)=3且含有1个孤电子对,所以SO2为V形结构,CS2、HI为直线形结构,故A错误;BF3中心原子价层电子对数=3+×(3-3×1)=3,为平面三角形结构,所以BF3键角为120°,故B正确;BF3、SO3中中心原子价层电子对数都是3且不含孤电子对,所以这两种分子都是平面三角形结构,故C正确;PCl3、NH3中心原子价层电子对数=3+×(5-3×1)=4,且含有1个孤电子对,所以PCl3、NH3均为三角锥形结构,故D正确。 4.实验室中利用NaClO3、Na2SO3和稀硫酸反应制备ClO2:2NaClO3+Na2SO3+H2SO42Na2SO4+2ClO2↑+H2O。 (1)Cl中心Cl原子价层电子对数为　　　　,其VSEPR模型名称为　　　　。  (2)S中心S原子价层电子对数为　　　　,其空间结构为　　　　。  【答案】(1)4　四面体形　(2)4　三角锥形 考点二　杂化轨道理论 【核心梳理●明考点】 1.理论要点 (1)当原子成键时,原子中能量相近的价电子轨道发生混杂,混杂时保持轨道总数不变,得到与原轨道数目相等、方向不同的一组新的能量相同的杂化轨道。 (2)杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间结构也不同。 2.常考的三种杂化轨道类型 (1)sp杂化→sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而成，杂化轨道间夹角为180°，呈直线形，如BeCl2。 (2)sp²杂化→sp²杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而成，杂化轨道间夹角为120°，呈平面三角形，如BF3。 (3)sp³杂化→sp³杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道杂化而成，杂化轨道间夹角为109°28′，呈四面体形，如CH4。 3.杂化轨道数目的计算 杂化轨道总数=σ键数+孤电子对数=中心原子的价层电子对数。 4.杂化类型的判断 (1)依据杂化轨道总数判断 杂化轨道总数 2 3 4 …… 杂化类型 sp sp2 sp3 …… (2)依据中心原子成键形式判断 ①第ⅡA族Be形成2个共价键,采取sp杂化;第ⅢA族B、Al、Ga等形成3个共价键,采取sp2杂化;第Ⅳ族C、Si等形成4个共价键,则采取sp3杂化。 ②第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素,一般情况下,只形成单键时采取sp3杂化,形成1个双键时采取sp2杂化,形成1个三键则采取sp杂化。 5.等电子原理 原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征和空间结构。如N2与CO、O3与SO2、CS2与CO2、N与CH4等互为等电子体。 【考点突破●明方向】 1.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　) 选项 粒子 空间结构 解释 A 氨基负离子(N) 直线形 N原子采取sp杂化 B 二氧化硫(SO2) V形 S原子采取sp3杂化 C 碳酸根离子(C) 三角锥形 C原子采取sp3杂化 D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键 【答案】D 【解析】N中N原子采取sp3杂化,且孤电子对数为2,离子的空间结构为V形,A项错误;SO2中S原子的价层电子对数=σ键个数+孤电子对数=2+×(6-2×2)=3,杂化轨道数为3,采取sp2杂化,孤电子对数为1,分子的空间结构为V形,B项错误;C×(4+2-3×2)=3,不含孤电子对,杂化轨道数为3,采取sp2杂化,离子空间结构为平面三角形,C项错误;C2H2中C原子采取sp杂化,且C原子的价电子均参与成键,所以分子的空间结构为直线形,D项正确。 2.我国医学典籍《本草衍义》中记载了有关砒霜(As2O3)的制备、性质和药用等。As2O3是两性氧化物,其二聚分子的结构如图所示,溶于盐酸生成AsCl3,AsCl3被LiAlH4还原生成AsH3。 (1)As2O3二聚体中,As原子采取　　　　杂化,O原子采取　　　　杂化。  (2)AsCl3中心As原子采取　　　　杂化,其分子的空间结构为　　　　。  (3)LiAlH4中阴离子为Al,中心Al原子采取　　　　杂化,其离子的空间结构为　　　　。  【答案】(1)sp3　sp3　(2)sp3　三角锥形　(3)sp3　正四面体形 3.回答下列问题。 (1)磷酸根离子的空间结构为　　　　,其中P的价层电子对数为　　　　,杂化轨道类型为　　　　。  (2)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间结构是　　　　,中心原子的杂化轨道类型为　　　　　　。LiAlH4中存在　　　　(填标号)。  A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键 【答案】(1)正四面体形　4　sp3　(2)正四面体形　sp3　AB 【解析】(1)P的中心P原子不含孤电子对,成键电子对数为4,价层电子对数为4,因此其空间结构为正四面体形,磷原子是采用sp3杂化方式形成4个sp3杂化轨道。(2)LiAlH4中的阴离子是Al,中心铝原子含有的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=4+0=4,所以空间结构是正四面体形,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化。阴离子、阳离子间存在离子键,Al与H之间还有共价单键(即σ键),不存在π键和氢键。 本讲感悟 疑点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  盲点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【真题再现●明考向】 1.(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是(　　) A.VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同 B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子 D.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 【答案】A 【解析】中心原子含有孤电子对的分子,其空间结构与VSEPR模型不同,A错误。 2.(2024·河北卷)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是(　　) 选项 实例 解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的 B CO2、CH2O、CCl4键角依次减小 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 C CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 Cs+比Na+的半径大 D 逐个断开CH4中的C—H,每步所需能量不同 各步中的C—H所处化学环境不同 【答案】B 【解析】CO2、CH2O和CCl4中碳原子上的孤电子对数均为0,故不能用孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力来解释三者键角依次减小,故B符合题意。 高考热点总结　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【限时训练】 （60分钟） 一、单选题 1．（2025·贵州·高考真题）某离子液体可作为制备质子交换膜的关键材料，结构如图。下列说法错误的是 A．的空间结构为平面三角形 B．阳离子侧链的立体构型为顺式 C．该化合物中存在氢键 D．该化合物具有良好的导电性 【答案】B 【详解】A．的中心原子S的孤电子对数为，σ键数为3，采取sp2杂化，空间结构也为平面三角形，A正确； B．顺式异构的前提是碳碳双键两端的每个碳原子均连接两个不同基团，且存在相同的原子或原子团。阳离子侧链的双键部分中，一个碳原子连接烷基和H，另一个碳原子连接咪唑基和H，在异侧，为反式，B错误； C．该化合物阳离子中-NH，N电负性较大，H带有部分正电荷，阴离子中的O电负性大，故阳离子中-NH的H可与阴离子中O形成氢键，C正确； D．该化合物为离子液体，液态时存在可自由移动的离子，因此具有良好的导电性，D正确。 故选B。 2．（2024·天津·高考真题）柠檬烯是芳香植物和水果中的常见组分。下列有关它的说法错误的是 A．属于不饱和烃 B．所含碳原子采取或杂化 C．与氯气能发生1，2-加成和1.4-加成 D．可发生聚合反应 【答案】C 【详解】A．柠檬烯中含有碳碳双键，属于不饱和烃，A正确； B．柠檬烯中含有碳碳双键和单键，碳碳双键上的碳原子为杂化，饱和碳原子为杂化，B正确； C．柠檬烯不是共轭二烯烃，不能发生1，4-加成，C错误； D．柠檬烯中含有碳碳双键，能发生加聚反应，D正确； 故选C。 3．（2025·湖北·高考真题）某化合物的分子式为。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是 A．三者中Z的原子半径最大 B．三者中Y的第一电离能最小 C．X的最高化合价为 D．与键角相等 【答案】B 【分析】Z是周期表中电负性最大的元素，Z为F，电子层数为2，未成对电子数为1；X、Y、Z三种元素位于同短周期且原子序数依次增大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，则X和Y未成对电子数之和为5，X为C和Y为N或X为N和Y为O；化合物分子式为XY2Z，则X和2个Y总化合价为+1价，NO2F符合，故X为N，Y为O，Z为F。 【详解】A．X为N，Y为O，Z为F，N、O、F位于同周期，F在最右边，F的原子半径最小，A错误； B．X为N，Y为O，Z为F，同周期从左往右，第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道半充满，第一电离能大于O，故三者中O的第一电离能最小，B正确； C．X为N，N的最高正化合价为+5，C错误； D．X为N，Z为F，NF3和NH3的中心原子均为sp3杂化，孤电子对数均为1，前者成键电子对离中心N较远，成键电子对之间的斥力较小，键角较小，D错误； 答案选B。 4．（2026·江苏苏州·三模）碳酸氢铵分解的化学方程式为。下列说法正确的是 A．的球棍模型为 B．O原子结构示意图为 C．分子的空间构型为V型 D．的电子式为 【答案】A 【详解】A．为三角锥形结构，N原子半径大于H原子，给出的球棍模型符合其结构特征，A正确； B．O原子的核电荷数为8，最外层电子数为6，题目给出的是的结构示意图，B错误； C．分子中C原子采取sp杂化，无孤电子对，空间构型为直线形，C错误； D．为共价化合物，不存在离子键，正确电子式为，D错误； 故选 A。 5．（2025·河北邯郸·模拟预测）石河子大学于锋教授团队研制了硅掺杂类石墨烯炭材料(乙)，如图所示。 下列化学用语或叙述中，正确的是 A．HCl中键的形成： B．乙中碳原子都采取杂化 C．分子的空间结构与其VSEPR模型不同 D．已知耐高温、耐磨，则是分子晶体 【答案】A 【详解】A．H的1s轨道与Cl的3p轨道以头碰头的形式形成键，A正确； B．乙中含苯环、甲基，C原子采取、杂化，B错误； C．的空间结构与VSEPR模型都是正四面体形，C错误； D．耐高温、耐磨是共价晶体的特征，分子晶体熔沸点低、硬度小，因此属于共价晶体，不是分子晶体，D错误； 故选A。 6．（2026·河南郑州·三模）反应：，可测定菠菜中草酸含量。下列说法正确的是 A．分子中含有s-p π键 B．的空间构型为正四面体形 C．的VSEPR模型为 D．的电子式为 【答案】B 【详解】A．分子中C、O均采取杂化，形成π键的轨道均为p轨道，为p-p π键，不存在s-p π键，A错误； B．中心S原子价层电子对数为，无孤电子对，空间构型为正四面体形，B正确； C．中心O原子价层电子对数为，VSEPR模型为四面体形，与选项给出的结构不符，C错误； D．的电子式中每个O原子最外层有2对孤电子对，正确电子式为，D错误； 故选B。 7．（2026·重庆·模拟预测）新发现的线型分子(结构如图)被评为“2025年度分子”。下列说法错误的是 A．与互为同素异形体 B．可通过原子光谱鉴别与 C．分子中所有原子可能共平面 D．分子中，孤电子对数是杂化原子数的3倍 【答案】B 【详解】A．同素异形体是指由同一种元素组成，但结构不同的单质。与都是由氮元素（N）组成的不同单质，互为同素异形体，A正确； B．原子光谱是原子中的电子在不同能级间跃迁时产生的，它反映的是原子的电子结构，可以检测不同的元素。与中都只含有N元素，不能通过原子光谱鉴别与，B错误； C．是线型分子，且N-N可以旋转，线型分子中的所有6个氮原子可能在同一个平面上，C正确； D．由图可知，分子中孤电子对数为6， 中，1号N形成1个σ键，2孤电子对，价层电子对数=3，为sp2杂化；2号N形成2个σ键，无孤电子对，价层电子对数=2，为sp杂化；3号N形成2个σ键，1对孤电子对，价层电子对数=3，为sp2杂化；1号N与6号对称，为sp2杂化；4号N与3号对称，为sp2杂化；5号N与2号对称，为sp杂化，sp杂化的N原子数为2，孤电子对数是杂化原子数的3倍，D正确； 故答案选B。 8．（2026·河南濮阳·模拟预测）已知是一种荧光材料，X、Y、W、Z是原子序数依次增大的主族元素，Z元素是构成大理石的主要金属元素，Y的单质与氢气混合在暗处因发生反应而爆炸，基态X原子最外层有2个未成对电子，且其第一电离能比同周期相邻的两元素小，基态W原子核外有3个单电子。下列说法正确的是 A．Z元素位于长周期p区 B．中W的杂化方式为 C．简单氢化物的沸点： D．中阴、阳离子数目之比是2∶1 【答案】B 【分析】Z是构成大理石的主要金属元素，确定为Ca。Y的单质与氢气混合在暗处发生反应爆炸，确定为F。X原子序数小于F，基态X原子最外层有2个未成对电子，且第一电离能比同周期相邻两元素小，符合条件的为O。W原子序数介于F和Ca之间，为基态原子核外有3个单电子的主族元素，符合条件的为P。 【详解】A．Z为Ca，位于第四周期第ⅡA族，属于s区元素，A错误； B．为，中心P原子价层电子对数为，杂化方式为，B正确； C．X的简单氢化物为，Y的简单氢化物为，常温常压下为液态，为气态，沸点，即，C错误； D．为，阳离子为，阴离子为，阴、阳离子数目之比为1：1，D错误； 故选B。 9．（25-26高二下·河南·期中）对乙酰氨基酚主要用于感冒引起的发热，也用于缓解疼痛，其分子结构如图所示。下列说法错误的是 A．该分子中所有碳原子不可能处于同一平面上 B．该分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为7：1 C．该分子能发生氧化反应、取代反应、加成反应 D．1mol该分子最多可以与2 mol NaOH发生反应 【答案】A 【详解】A．对乙酰氨基酚分子中，苯环的 6 个碳原子、酰胺基上的碳原子(杂化)，都为平面结构；苯环和酰胺基所在的平面由单键相连，由于单键可以旋转，该分子中所有碳原子有可能处于同一平面上，A错误； B．对乙酰氨基酚分子中，苯环上的6个碳原子和酰胺基中的碳原子均为杂化，共7个；只有甲基中的1个碳原子为杂化，因此杂化和杂化的碳原子个数比为7:1，B正确； C．该分子含有酚羟基，易被氧化，可发生氧化反应；含有苯环、酚羟基、酰胺基和甲基，能发生卤代、酯化、水解等取代反应；含有苯环，可与氢气发生加成反应，因此该分子能发生氧化反应、取代反应、加成反应，C正确； D．1 mol对乙酰氨基酚分子中，酚羟基可与1 mol NaOH发生中和反应，酰胺基在NaOH溶液中发生水解反应消耗1 mol NaOH，因此1 mol该分子最多可以与2 mol NaOH发生反应，D正确； 故选A。 10．（2026·江西宜春·模拟预测）我国科研团队设计并合成了一类新的手性螺环二胺结构（M），并利用M制备有机物N。下列说法错误的是 A．M能与盐酸反应 B．M分子中碳原子有2种杂化类型 C．N分子中存在2个手性碳原子 D．N能发生水解反应 【答案】C 【详解】A．M含有两个氨基（-NH2），具有碱性，可以与HCl发生反应，A正确； B．M中苯环碳原子均为sp2杂化，螺环中心饱和碳原子为sp3杂化，有两种杂化类型，B正确； C．手性碳原子是指连接4个不同原子或基团的碳原子，N分子中存在1个手性碳原子，如图，C错误； D．N中含有酯基和酰胺基，均可在酸或碱条件下水解，D正确； 故选C。 11．（2026·安徽滁州·模拟预测）用2-乙基蒽醌(M)和钯为催化剂，可以实现由和直接合成，原理如图所示： 下列说法错误的是 A．M分子中杂化的碳原子数为14 B．反应①为加成反应 C．N可以发生分子间脱水反应 D．M与N互为同分异构体 【答案】D 【分析】该循环图的总反应为：，据此分析作答。 【详解】A．M分子中含有2个苯环，苯环上所有的碳原子为杂化（共12个），同时还含有2个羰基（碳氧之间形成双键），这两个碳原子也是杂化，故M分子中杂化的碳原子共14个，A正确； B．反应①中，与M分子中的羰基（）发生加成反应，生成羟基（），符合加成反应特征，B正确； C．N为M加氢后的产物，分子中含有两个羟基（），醇类物质在浓硫酸并加热的条件下，两分子之间可以脱去一分子水生成醚键，即发生分子间脱水反应，N结构中羟基也可以发生分子间脱水反应生成醚键，C正确； D．M的分子式为：，N为M加氢后的产物，N的分子式为，二者分子式不同，不互为同分异构体，D错误； 故选D。 12．（2026·湖北襄阳·三模）某化合物A的结构如图所示。W、X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期元素，其中Z、R位于同一主族。下列说法错误的是 A．简单氢化物的沸点：Z＞Y＞X B．基态原子的第一电离能：Y＞W＞X C．该物质中X、Y、Z均采取sp3杂化 D．化合物A具有两性 【答案】C 【分析】W、X、Y、Z、R是原子序数依次增大，W仅形成1个共价单键，且原子序数最小，故W为H。由结构可知，X形成4个共价单键，Y形成3个共价单键，R、Z均形成2个共价单键，Z与R同主族，R原子序数大于Z则X为C，Y为N，Z为O，R为S。 【详解】A．简单氢化物分别为、、，常温下为液态，、为气态，分子间存在氢键，沸点高于，故沸点，即Z>Y>X，A正确； B．同周期元素第一电离能随原子序数递增呈增大趋势，N的为半充满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻元素，H的第一电离能大于C，故第一电离能N>H>C，即Y>W>X，B正确； C．该物质中，X（C）和Y（N）的杂化方式均为sp3。Z（O）有两种，形成C=O双键的氧原子价层电子对数为3，采取sp2杂化；形成C-O-H单键的氧原子价层电子对数为4，采取sp3杂化。并非所有Z原子都采取sp3杂化，C错误； D．化合物A中含有氨基与羧基结构片段，氨基可与酸反应，羧基可与碱反应，具有两性，D正确； 故选C。 13．（2026·天津武清·一模）下列说法正确的是 A．基态Se原子的简化电子排布式： B．SO3的空间结构模型： C．HClO的电子式为： D．顺式聚-1，3-丁二烯的结构简式： 【答案】D 【详解】A．为34号元素，基态原子简化电子排布式应为，A错误； B．中的价层电子对数为，无孤电子对，空间结构为平面正三角形，B错误； C．中为中心原子，正确电子式为，C错误； D．1，3‑丁二烯发生1，4‑加聚生成聚‑1，3‑丁二烯，顺式结构中双键两侧原子位于双键同侧，D正确； 故选D。 14．（2026·江苏扬州·模拟预测）LiAlH4与SiCl4反应可表示为。下列说法正确的是 A．为正四面体结构 B．SiH4分子为极性分子 C．Al的价电子排布式为 D．Cl-的结构示意图为 【答案】A 【详解】A．中心的价层电子对数为4，无孤电子对，为杂化，空间结构为正四面体，A正确； B．为正四面体形对称结构，正负电荷中心重合，属于非极性分子，B错误； C．的价电子为最外层的3个电子，价电子排布式为，选项给出的是的核外电子总排布式，C错误； D．的核电荷数为17，结构示意图中原子核内质子数应为+17，D错误； 故选A。 15．（2025·河北衡水·模拟预测）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同 B．等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体呈电中性的特殊气体 C．量子力学认为原子轨道就是电子在原子核外的一个空间运动状态 D．杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 【答案】A 【详解】A．VSEPR模型包含中心原子的孤电子对，分子空间结构是仅考虑成键原子形成的空间构型，当中心原子存在孤电子对时二者不相同，A错误； B．等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体呈电中性的特殊气体，符合等离子体的定义，B正确； C．量子力学认为原子轨道描述的是原子核外电子的一个空间运动状态，C正确； D．杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道混杂形成的4个能量等同的杂化轨道，D正确； 故选A。 16．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）X、Y、Z和W是原子序数依次增大的主族元素，分别位于2个相邻的短周期，且最外层电子数：。X、Y、Z和W能形成离子化合物。下列说法正确的是 A．第一电离能： B．键角： C．熔点： D．极性： 【答案】D 【分析】四种原子为序数依次增大的主族元素，分属两个相邻短周期，可形成离子化合物，常见的+1价四配位阳离子[ZX4]+为，因此得X=H，Z=N；根据最外层电子数关系X+W=Y+Z，X最外层电子数为1，Z最外层电子数为5，代入得W最外层电子数−Y最外层电子数=4；结合原子序数关系X<Y<Z，可得元素分别为：X=H、Y=B、Z=N、W=F。 【详解】A．同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第一电离能F>N，即W>Z，A错误； B．为，是正四面体结构，键角约；为BF3，是平面正三角形结构，键角，键角<BF3，B错误； C．Z2为，属于分子晶体，常温下为气体，熔点极低；Y为B，属于共价晶体，熔点很高，熔点N2<B，C错误； D．ZW3为NF3，是三角锥形极性分子；为BF3，是平面正三角形非极性分子，极性NF3>BF3，D正确； 故选D。 17．（2026·山东滨州·二模）荧光开关分子是一类能响应光、热、特定离子等刺激的光学分子。分子X(非荧光态)结合和后转变为Y(荧光态)，转化过程如图。 下列说法正确的是 A．1 mol X中含36NA个C-Hσ键 B．和键角：①＜② C．Y中氧原子与Na+形成离子键 D．X能有效增大CsCl在有机溶剂中的溶解度 【答案】B 【详解】A．1 mol X中共有39 mol氢原子，且氢原子均连接在碳原子上，故C-H σ键共有39NA个，A错误； B．和中N原子均为sp3杂化，前者有一对孤电子对，后者没有，孤电子对对共用电子对的斥力较大，故①键角较小，B正确； C．Y中氧原子与Na+形成配位键，C错误； D．X对钠离子有较强络合能力，Cs+半径较大，与X匹配度差，无法有效增大CsCl在有机溶剂中的溶解度，D错误； 故选B。 18．（2026·江苏南通·模拟预测）化学储氢材料遇水可释放H2，同时生成NaBO2。NaBH4的一种合成方法如下： 下列说法正确的是 A．[BH4]-和BF3分子中B原子的杂化方式均为sp3 B．MgH2转化为NaBH4的反应是氧化还原反应 C．B的电负性大于H，NaBH4常用作还原剂 D．理论上1mol NaBH4与水反应生成的n(H2)大于制备1mol NaBH4所消耗的n(H2) 【答案】D 【详解】A．的中心原子B的价电子对数为，B原子为杂化，无孤电子对，空间结构为正四面体；中B原子价层电子对数为，无孤电子对，杂化方式为，二者杂化方式不同，A错误； B．和反应生成和，反应中所有元素化合价都没有变化：B始终为价，中为价、为价，产物中仍为价，中仍为价，因此该反应不是氧化还原反应，B错误； C．中显价，说明的得电子能力强于，因此的电负性大于，C错误； D．制备需要，生成需要消耗；与水反应的化学方程式为：，反应生成，D正确； 故选D。 二、解答题 19．（2025·天津·高考真题）硫是一种重要的非金属元素。 (1)基态S原子的价层电子的轨道表示式为___________。H2S的VSEPR模型名称为___________，其空间结构为___________。 (2)H2O、H2S、H2Se的沸点由高到低的顺序为___________。 (3)NH4HS的电子式为___________。在25℃和101 kPa下，NH3与H2S两种气体反应生成1 mol NH4HS固体时，放出90.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式为___________。 (4)25℃时，H2S的Ka1和Ka2分别为1.1×10-7、1.3×10-13，NH3·H2O的Kb为1.8×10-5，则NH4HS水溶液显___________(填“酸性”“中性”“碱性”)。 (5)硫化锂晶体的晶胞如图，晶胞中含有硫离子的数目为___________；与硫离子最近且距离相等的锂离子的数目为___________。 (6)将1.0 g硫粉和2.0 g铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端引发反应，反应剧烈。实验中可能发生的反应为_________(用化学方程式表示)。 【答案】(1) 四面体形 V形 (2) (3) (4)碱性 (5) 4 8 (6)、、 【详解】（1） S是16号元素，基态S原子的价层电子排布式为3s23p4，轨道表示式为。H2S中S原子价电子对数为4，VSEPR模型名称为四面体形，S原子有2个孤电子对，其空间结构为V形。 （2）H2O、H2S、H2Se都是分子晶体，结构相似，H2O能形成分子间氢键，沸点最高；H2S的相对分子质量小于H2Se，范德华力H2S<H2Se，所以沸点由高到低的顺序为； （3） NH4HS是离子化合物，电子式为。在25℃和101 kPa下，NH3与H2S两种气体反应生成1 mol NH4HS固体时，放出90.4 kJ的热量，放热反应焓变为负值，该反应的热化学方程式为； （4）25℃时，H2S的Ka1为1.1×10-7，NH3·H2O的Kb为1.8×10-5，根据“谁强显谁性”，NH4HS水溶液显碱性。 （5）根据均摊原则，晶胞中含有硫离子的数目为；根据图示，与硫离子最近且距离相等的锂离子的数目为8。 （6）实验中可能发生的反应有铁和S加热生成硫化亚铁、铁和氧气点燃生成四氧化三铁、硫燃烧生成二氧化硫，、、。 20．（2026·河南开封·模拟预测）二氧化碳是一种让人类“又爱又恨”的物质，恨其导致地球大气温度升高，爱其作为一种原料资源，能生产人们需要的产品，如利用氢化可生产甲醇、乙醇等。回答下列问题： Ⅰ．氢化生产甲醇 主反应： 副反应： (1)的VSEPR模型名称为___________。 (2)将、的原料气通入到容积为2 L的恒容密闭容器中，发生上述主反应和副反应，含碳产物的选择性及的平衡转化率与温度的变化关系如图所示： 已知：。 ①图中表示的平衡转化率的变化曲线为___________(填“甲”“乙”或“丙”)。温度低于250℃时主要发生的是___________(填“主反应”或“副反应”)。 ②温度为250℃时，平衡体系中=___________mol。 ③温度为300℃，测得平衡体系压强为，则该温度下，平衡体系中副反应的压强平衡常数=___________(列出计算式即可)。 (3)较早时期，对的处理采用“封存”法，即在加压条件下使之凝华为干冰，再行封存。干冰的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。干冰晶体中，的配位数为___________；1个晶胞的质量为___________g(表示阿伏加德罗常数的值)。 Ⅱ．氢化生产乙醇 (4)在某催化剂作用下，以水为溶剂及甲醇代替水为溶剂时，与反应生成乙醇的反应方程式如下： ① ② 实验测得纯水、水+甲醇、纯甲醇为溶剂时甲醇转化率及乙醇时空收率(时空收率定义为反应物流经催化剂床层时，单位时间内单位质量或体积催化剂生成目标产物的质量)的变化如图所示： 从图中“纯甲醇”为溶剂的图像信息分析，水对乙醇生成___________(填“有抑制作用”“有促进作用”或“无影响”)；“纯甲醇”为溶剂，采用了1吨催化剂“LiI，”，在250℃、3 MPa下反应20 h，制得的乙醇为___________吨(结果保留整数)。 【答案】(1)四面体形 (2) 丙 主反应 2.6 (3) 12 (4) 有抑制作用 205 【详解】（1）分子中心O原子的价层电子对数=2+=4，有2个孤电子对，所以其VSEPR模型名称为四面体形； （2）①由主反应和副反应的反应热可知，随着温度的升高，主反应逆向移动而副反应正向移动，选择性降低，CO选择性升高，故曲线乙为CO选择性曲线，甲为选择性曲线；曲线丙表示的平衡转化率随温度的变化；主反应的，副反应的，故低温时以主反应为主，升高温度，平衡逆向移动，转化率逐渐降低，较高温度时以副反应为主，升温平衡正向移动，转化率逐渐增大； ②由图像可知，温度为250℃时，CO2转化率为20%，则消耗，又CO选择性和选择性相等，则甲醇和CO的物质的量各自为0.1mol，平衡体系内转化氢气的物质的量为；=0.4mol，所以平衡时氢气的物质的量为3mol-0.4mol=2.6mol； ③温度为300℃，转化率为30%，转化消耗的为=0.3mol，由主反应和副反应的方程式可知，每转化，生成，甲醇的选择性为18%，则，。平衡时，，。因副反应是气体分子数不变的反应，故压强平衡常数Kp可用平衡时各组分的物质的量进行计算，故。 （3）①以顶点的二氧化碳分子研究，与之最近的二氧化碳分子位于面心上，与之最近的二氧化碳分子有=12，即配位数为12；每个晶胞中的二氧化碳分子数为=4，因二氧化碳的摩尔质量为44g/mol，则1个晶胞的质量为； （4）根据图像，结合控制单一变量思路明显看出，纯水为溶剂时，乙醇的时空收率较低，水+甲醇为溶剂时，乙醇时空收率有所提升，纯甲醇为溶剂时，乙醇的时空收率明显增大，说明水对乙醇生成有抑制作用；根据图像数据分析可知，“纯甲醇”为溶剂，反应20h时，乙醇时空收率为223.1mmol/(gh)，催化剂质量为1吨，乙醇的摩尔质量为46g/mol，则制得的乙醇为 。 21．（2026·天津·二模）锂盐是目前的研究的热点，在电池和有机合成领域均有重要应用。 (1)锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。 ①基态Li原子最高能级的电子云轮廓图的形状为___________。 ②基态P原子的价层电子轨道表示式为___________。 ③根据VSEPR模型，的中心原子上的价层电子对数为___________，空间结构为正八面体形。 (2)为提高锂电池的安全性，科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下，阴离子也为。 ①N、F、P三种元素的电负性由小到大的顺序为___________。 ②该阳离子中，带正电的N原子的杂化轨道类型为杂化___________。 (3)氨基锂()为白色固体，广泛用于有机合成。 ①的电子式为___________。 ②与结构相似。从结构角度解释熔点()高于熔点()的原因：___________。 (4)因其良好的锂离子传输性能可作锂电池的固体电解质，其晶胞结构示意图如图所示 ①晶胞中的“”代表___________(填“”或“”)。 ②距离最近的有___________个。 ③已知阿伏伽德罗常数的数值为，晶体的密度为。该晶体一个晶胞的体积为___________。 【答案】(1) 球形 6 (2) P、N、F (3) 二者均为离子晶体，锂离子半径小于钠离子半径，离子键更强 (4) 8 【详解】（1）①基态Li的核外电子排布式为1s22s1，最高能级为2s，其电子云轮廓图的形状为球形； ②P是15号元素，最外层电子数为5，基态P原子的价层电子轨道表示式为； ③的价层电子对数为； （2）①一般来说，周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大；周期表从上到下，元素的电负性逐渐变小，则P<N<F； ②由图，带正电的N原子形成3个σ键，且没有孤电子对，则为sp2杂化； （3） ①是由锂离子和离子构成的，电子式为。 ②二者均为离子晶体，锂离子半径小于钠离子半径，离子键更强，导致熔点()高于熔点()； （4） ①根据晶胞的示意图可知黑球的个数为，白球的个数为8，白球与黑球的个数比为2：1，结合化学式，则“”代表； ②根据晶胞图，以顶面面心硫离子为例，距离最近的在上下层各有4个，共8个； ③设该晶体一个晶胞的体积为V，结合①分析，则，则。 学科网（北京）股份有限公司 $