分子的空间结构 讲义-2027届高三化学一轮复习

该高中化学讲义聚焦分子空间结构高考核心考点，涵盖价层电子对互斥模型、杂化轨道理论、键角比较及大π键等内容，按“自我诊断-要点梳理-考向探究-真题淬炼”逻辑架构知识体系，通过考点梳理夯实基础、方法指导突破思维难点、真题训练提升应用能力，体现复习教学的系统性与针对性。 资料以化学观念中“结构决定性质”为统领，创新设计“四步法推测空间结构”“四方法判断杂化类型”等科学思维策略，结合分层练习与真题汇编，如对比分析NH₃与H₂O键角差异培养证据推理能力，助力学生高效掌握考点，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

一轮复习 分子的空间结构 思维引航 目标驱动 1.掌握价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。 2.掌握键角大小原因并能作出规范描述。 3.能理解与判断分子(或离子)中大π键,并能正确书写 走进教材 自我诊断 【教材链接1】(鲁科版选择性必修2 P31项目活动1)解释甲醛产生危害的原因。甲醛与蛋白质反应示意图为 【教材链接2】(苏教版选择性必修2 P105)D−布洛芬和(R)−苧烯结构如图所示。 试判断下列说法的正误。 (一)价层电子对互斥模型的应用 1.甲醛分子中中心原子C的价层电子对数为3(　 　) 2.甲醛分子的VSEPR模型为三角锥形(　 　) 3.C和NH3的空间结构均为四面体形(　 　) 4.N和H3O+的VSEPR模型均为正四面体形(　 　) (二)杂化轨道理论的应用 5.反应前的蛋白质分子中N原子的杂化轨道类型均为sp3杂化(　 　) 6.D−布洛芬分子中O原子的杂化轨道类型为sp2杂化(　 　) 7.(R)−苧烯分子中碳原子的杂化轨道类型有sp2和sp3两种(　 　) (三)键角大小的比较 8.N的键角小于C的键角(　 　) 9.D−布洛芬分子中的键角∠1小于∠2(　 　) (四)分子(或离子)中大π键的理解与判断 10.D−布洛芬分子中含有大π键,可表示为(　 　) 11.(R)−苧烯和甲醛中均含有大π键(　 　) 查缺补漏 记录不足 ________________________________________________________________________________________________________________________ 复习任务一:价层电子对互斥(VSEPR)模型 【要点梳理夯基固本】 1.价层电子对互斥(VSEPR)模型理论要点 (1)价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最 ,体系的能量最 。 (2)孤电子对与成键电子对的排斥力较 ,孤电子对越 ,排斥力越 ,键角越 。 2.用价层电子对互斥模型推算分子的空间结构 (1)判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法 其中:a是 (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 。 (2)价层电子对互斥模型与空间结构(表格填空) 价层 电子 对数 σ键 电子 对数 孤电 子对 数 电子对的排 列方式 VSEPR 模型 名称 分子或离 子的空间 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 【名师点拨】价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间结构,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对。 (1)当中心原子无孤电子对时,两者的空间结构一致; (2)当中心原子有孤电子对时,两者的空间结构不一致。 【考向探究考法洞察】 考向一:价层电子对数、孤电子对数的计算 1.(鲁科版选择性必修2 P60T8【改编】)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.CO2　　B.SO2　　C.C　　D.N 2.用价层电子对互斥模型判断下列微粒中心原子的价层电子对数。 微粒 NH3 COCl2 SCl2 XeO3 ClF3 SOCl2 价层 电子 对数 __  __  __  __  __  __  考向二:VSEPR模型及应用 3.(人教版选择性必修2 P50T5【改编】)下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是(　　) A.S　　B.P　　C.N　　D.Cl 【图解分析】 【加固训练】价层电子对互斥模型可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　) A.H2O2是平面结构的分子 B.P4和O3均为非极性分子 C.SO3和N的空间结构均为平面三角形 D.PH3和H2S的VSEPR模型均为正四面体形 【提炼升华】 “四步法”推测分子(或离子)的空间结构 复习任务二:杂化轨道理论 【要点梳理夯基固本】 一、杂化轨道理论 1.杂化轨道理论要点 中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来,重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。 2.杂化轨道的类型与分子空间结构的关系 3.中心原子的杂化轨道数和杂化类型判断 (1)杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有关系式: 杂化轨道的数目=中心原子上的孤电子对数+中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)=中心原子的价层电子对数 (2)示例(完成下列表格): 实例 价层电 子对数 σ键电 子对数 孤电子 对数 中心原子 杂化轨 道类型 BeCl2、CS2 2 2 0 sp BF3、C 3 3 0 sp2 O3、SO2 2 1 sp2 P、N 4 4 0 sp3 PH3、S 3 1 sp3 H2S 2 2 sp3 二、大π键 1.大π键的基本概念与表示方法 大π键中电子数的确定方法 (1)电子式法:结合原子的电子式,分析原子在形成σ键后剩余的价电子,从而确定参与形成大π键的电子数。 以吡咯()为例,分析其中的大π键: (2)化合价法:结合化学式,明确各原子的化合价,即为参与成键的价电子数,再明确原子形成的σ键数目,大π键电子数=|化合价|−σ键数;各原子求和后就可以确定参与形成大π键的电子总数。如以 SO2为例确定大 π键: 第1步,判断价态:。 S 的σ键数是2,参与形成大π键的电子数= 4−2=2;O 的σ键数是1,参与形成大π键的电子数= 2−1=1。 第2步,统计形成大π键的电子数。 SO2分子中参与形成大π键的电子总数为 2+1×2=4,即形成的大π键表示为。 注意:对于阴、阳离子,其参与形成大π键的电子数要相应加上或减去其所带电荷数。 2.常见的大π键 分子 (离子) C6H6 (苯) C O3 N 大π键 分子 (离子) N ClO2 SO3 大π键 (2个) 【考向探究考法洞察】 考向一:杂化轨道理论及应用 1.(人教版选择性必修2 P51T9【改编】)根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论填写下表。 序号 分子或 离子 VSEPR 模型名称 中心原子的杂化轨 道类型 分子或离子的空间结构 ① Al ② HCN ③ S ④ Cl ⑤ C ⑥ 2.判断下列物质中心原子的杂化方式。 (1)中采取sp、sp2杂化的碳原子数目之比为________。  (2)化合物中,碳原子有________种不同的轨道杂化方式,O的杂化方式为________。  (3) 吡啶()中N原子轨道杂化类型为________。  【提炼升华】 “四方法”判断中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间结构 ①直线形—sp,②平面三角形—sp2,③四面体形—sp3。 (2)根据杂化轨道间的夹角 ①109°28'—sp3,②120°—sp2,③180°—sp。 (3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子) 2对—sp杂化,3对—sp2杂化,4对—sp3杂化。 (4)根据σ键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子) ①含C有机化合物:2个σ键—sp,3个σ键—sp2,4个σ键—sp3。 ②含N化合物:2个σ键—sp2,3个σ键—sp3。 ③含O(S)化合物:2个σ键—sp3。 考向二:键角大小的比较 3.下列关于键角大小的比较,说法正确的是(　　) A.键角:Cl2O>OF2 B.Cl、Cl和Cl中O—Cl—O键角依次减小 C.NH3、PH3、AsH3的键角逐渐增大 D.[Ni(NH3)6]SO4、NH3中的H—N—H键角:前者小于后者 4.比较下列分子或离子键角大小。 (1)比较键角大小(填“>”“=”或“<”)。 ①H2O________H3O+;②NH3________N;  ③C________P;④H2O________H2S;  ⑤NCl3________NBr3。  (2)①BF3________B,原因是____________________________;  ②甲醇分子内的O—C—H键角________甲醛分子内的O—C—H键角;  ③COCl2分子中,键角∠OCCl________∠ClCCl,原因是_________ _________________________________。  【提炼升华】 比较键角大小的三种思维模型 (1)杂化轨道类型不同:sp>sp2>sp3。 (2) (3)在同一分子中,π键电子斥力大,键角大。 考向三:分子(或离子)中大π键的理解与判断 5.二茂铁结构为,是由环戊二烯负离子(C5)和Fe2+形成的夹心结构。已知分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则 C5中的大π键可表示为________。  6.大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为),则CO2中大π键应表示为_____。  体验高考·淬炼考能 1. 【真题汇编】下列说法正确的是__________(填标号)。  ①(2025·北京卷)BF3的VSEPR模型: ②(2025·河北卷)C的价层电子对互斥模型: ③(2025·湖南卷)N的空间结构为平面三角形 ④(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷)H2O的空间结构:直线形 ⑤(2025·云南卷)NH3的VSEPR模型: ⑥(2025·河北卷)中碳原子都是sp2杂化 ⑦(2024·湖北卷)sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 2.(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷)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 3.(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 4. 【真题汇编】按要求填空。 (1)(2025·北京卷)NH3分子中H—N—H键角小于109°28',从结构角度解释原因: _____________________________________________________ __________________________________________________________________。  (2)(2025·河南卷)水分子的VSEPR模型与其空间结构模型不同,原因是_______________________________________________________________ __________________________________________________________________。  (3)(2025·山东卷)尿素分子(H2NCONH2),C原子采取的轨道杂化方式为_____________________________________________________________。  (4)(2025·北京卷)35%~40% H2SO4作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力,S参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中S不氧化Pb,S氧化性弱与其结构有关,S的空间结构是____________________________________。  (5)(2024·北京卷)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。 ①SnCl2分子的VSEPR模型名称是________。  ②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的________轨道与氯的3p轨道重叠形成的σ键。  【走出真题淬炼考能】 　(2025·云南卷)Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是(　　) A.Be(OH)2是两性氢氧化物❶ B.Be2C和BeCl2的晶体类型❷相同 C.Na2[Be(OH)4]中Be原子的杂化方式为sp3❸ D.Be2C与H2O反应:Be2C+4H2O===2Be(OH)2+CH4↑❹ 【拓展延伸　探考法】 　【变式一】考查物质的结构 (1)键角大小关系:BeCl2>H2O,原因为BeCl2中Be的杂化方式为sp,键角为180°,H2O中O的杂化方式为sp3,有2个孤电子对,键角为105°。 (2)Na2[Be(OH)4]中含有的化学键类型有 ;[Be(OH)4]−中Be与4个O形成的空间结构为 。 【变式二】考查晶体的结构与性质 (1)铍、铝晶体都是由金属原子密置层在三维空间堆积而成(最密堆积)。铍的熔点(1 551 K)比铝的熔点(930 K)高,原因是____________________。  (2)BeO立方晶胞如图所示,若BeO晶体的密度为d g·cm−3,NA的值为6.02×1023,则晶胞棱长为________nm。  - 15 - 学科网（北京）股份有限公司 $ 一轮复习 分子的空间结构 思维引航 目标驱动 1.掌握价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。 2.掌握键角大小原因并能作出规范描述。 3.能理解与判断分子(或离子)中大π键,并能正确书写 走进教材 自我诊断 【教材链接1】(鲁科版选择性必修2 P31项目活动1)解释甲醛产生危害的原因。甲醛与蛋白质反应示意图为 【教材链接2】(苏教版选择性必修2 P105)D−布洛芬和(R)−苧烯结构如图所示。 试判断下列说法的正误。 (一)价层电子对互斥模型的应用 1.甲醛分子中中心原子C的价层电子对数为3(　√　) 2.甲醛分子的VSEPR模型为三角锥形(　×　) 3.C和NH3的空间结构均为四面体形(　×　) 4.N和H3O+的VSEPR模型均为正四面体形(　×　) (二)杂化轨道理论的应用 5.反应前的蛋白质分子中N原子的杂化轨道类型均为sp3杂化(　√　) 6.D−布洛芬分子中O原子的杂化轨道类型为sp2杂化(　×　) 7.(R)−苧烯分子中碳原子的杂化轨道类型有sp2和sp3两种(　√　) (三)键角大小的比较 8.N的键角小于C的键角(　×　) 9.D−布洛芬分子中的键角∠1小于∠2(　×　) (四)分子(或离子)中大π键的理解与判断 10.D−布洛芬分子中含有大π键,可表示为(　√　) 11.(R)−苧烯和甲醛中均含有大π键(　×　) 查缺补漏 记录不足 ________________________________________________________________________________________________________________________ 复习任务一:价层电子对互斥(VSEPR)模型 【要点梳理夯基固本】 1.价层电子对互斥(VSEPR)模型理论要点 (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)孤电子对与成键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算分子的空间结构 (1)判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法 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)价层电子对互斥模型与空间结构(表格填空) 价层 电子 对数 σ键 电子 对数 孤电 子对 数 电子对的排 列方式 VSEPR 模型 名称 分子或离 子的空间 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 【名师点拨】价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间结构,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对。 (1)当中心原子无孤电子对时,两者的空间结构一致; (2)当中心原子有孤电子对时,两者的空间结构不一致。 【考向探究考法洞察】 考向一:价层电子对数、孤电子对数的计算 1.(鲁科版选择性必修2 P60T8【改编】)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.CO2　　B.SO2　　C.C　　D.N 【解析】选B。B项中S原子有1对未成键的价电子对;A、C项中C原子和D项中N原子均无未成键的价电子对。 2.用价层电子对互斥模型判断下列微粒中心原子的价层电子对数。 微粒 NH3 COCl2 SCl2 XeO3 ClF3 SOCl2 价层 电子 对数 __  __  __  __  __  __  【解析】NH3分子中N原子的价层电子对数=3+×(5−3×1)=4,COCl2中C原子价层电子对数=3+=3,SCl2分子中S原子的价层电子对数2+=4,XeO3分子中Xe原子价层电子对数=3+×(8−3×2)=4,ClF3分子中Cl原子价层电子对数=3+=5,SOCl2中S原子价层电子对数=3+=4。 答案:4　3　4　4　5　4 考向二:VSEPR模型及应用 3.(人教版选择性必修2 P50T5【改编】)下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是(　　) A.S　　B.P　　C.N　　D.Cl 【图解分析】 【解析】选B。当中心原子无孤电子对时,VSEPR模型与离子的空间结构一致。A项,S的中心原子的孤电子对数=×(6+2−3×2)=1;B项,P的中心原子的孤电子对数=×(5+3−4×2)=0;C项,N的中心原子的孤电子对数=×(5+1−2×2)=1;D项,Cl的中心原子的孤电子对数=×(7+1−3×2)=1;所以只有B项符合题意。 【加固训练】价层电子对互斥模型可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　) A.H2O2是平面结构的分子 B.P4和O3均为非极性分子 C.SO3和N的空间结构均为平面三角形 D.PH3和H2S的VSEPR模型均为正四面体形 【解析】选C。过氧化氢的空间结构是二面角结构,4个原子不在同一平面上,A错误;P4为正四面体结构,属于非极性分子,O3空间结构与水分子相似,属于极性分子,B错误;SO3中心原子S价层电子对数:3+×(6−3×2)=3,无孤电子对,N中心原子N价层电子对数:3+×(6−3×2)=3,无孤电子对,空间结构均为平面三角形,C正确;PH3中心原子P价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,D错误。 【提炼升华】 “四步法”推测分子(或离子)的空间结构 复习任务二:杂化轨道理论 【要点梳理夯基固本】 一、杂化轨道理论 1.杂化轨道理论要点 中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来,重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。 2.杂化轨道的类型与分子空间结构的关系 3.中心原子的杂化轨道数和杂化类型判断 (1)杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有关系式: 杂化轨道的数目=中心原子上的孤电子对数+中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)=中心原子的价层电子对数 (2)示例(完成下列表格): 实例 价层电 子对数 σ键电 子对数 孤电子 对数 中心原子 杂化轨 道类型 BeCl2、CS2 2 2 0 sp BF3、C 3 3 0 sp2 O3、SO2 2 1 sp2 P、N 4 4 0 sp3 PH3、S 3 1 sp3 H2S 2 2 sp3 二、大π键 1.大π键的基本概念与表示方法 大π键中电子数的确定方法 (1)电子式法:结合原子的电子式,分析原子在形成σ键后剩余的价电子,从而确定参与形成大π键的电子数。 以吡咯()为例,分析其中的大π键: (2)化合价法:结合化学式,明确各原子的化合价,即为参与成键的价电子数,再明确原子形成的σ键数目,大π键电子数=|化合价|−σ键数;各原子求和后就可以确定参与形成大π键的电子总数。如以 SO2为例确定大 π键: 第1步,判断价态:。 S 的σ键数是2,参与形成大π键的电子数= 4−2=2;O 的σ键数是1,参与形成大π键的电子数= 2−1=1。 第2步,统计形成大π键的电子数。 SO2分子中参与形成大π键的电子总数为 2+1×2=4,即形成的大π键表示为。 注意:对于阴、阳离子,其参与形成大π键的电子数要相应加上或减去其所带电荷数。 2.常见的大π键 分子 (离子) C6H6 (苯) C O3 N 大π键 分子 (离子) N ClO2 SO3 大π键 (2个) 【考向探究考法洞察】 考向一:杂化轨道理论及应用 1.(人教版选择性必修2 P51T9【改编】)根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论填写下表。 序号 分子或 离子 VSEPR 模型名称 中心原子的杂化轨 道类型 分子或离子的空间结构 ① Al ② HCN ③ S ④ Cl ⑤ C ⑥ 答案:①正四面体形　sp3　正四面体形 ②直线形　sp　直线形 ③四面体形　sp3　三角锥形 ④正四面体形　sp3　正四面体形 ⑤平面三角形　sp2　平面三角形 ⑥四面体形　sp3　V形 2.判断下列物质中心原子的杂化方式。 (1)中采取sp、sp2杂化的碳原子数目之比为________。  【解析】(1)—CN中的C原子采取sp杂化,数目为2,苯环上的C原子均为sp2杂化,共18个。 (2)化合物中,碳原子有________种不同的轨道杂化方式,O的杂化方式为________。  【解析】(2)该化合物中,饱和碳原子为sp3杂化,苯环中碳原子为sp2杂化,—CN中碳原子为sp杂化,共3种;O原子有2个σ键的为sp3杂化,剩余羰基上的O为sp2杂化。 (3) 吡啶()中N原子轨道杂化类型为________。  【解析】(3)N原子的价层电子对数为3,杂化轨道类型是sp2。 答案:(1)1∶9　(2)3　sp3、sp2　(3)sp2 【提炼升华】 “四方法”判断中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间结构 ①直线形—sp,②平面三角形—sp2,③四面体形—sp3。 (2)根据杂化轨道间的夹角 ①109°28'—sp3,②120°—sp2,③180°—sp。 (3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子) 2对—sp杂化,3对—sp2杂化,4对—sp3杂化。 (4)根据σ键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子) ①含C有机化合物:2个σ键—sp,3个σ键—sp2,4个σ键—sp3。 ②含N化合物:2个σ键—sp2,3个σ键—sp3。 ③含O(S)化合物:2个σ键—sp3。 考向二:键角大小的比较 3.下列关于键角大小的比较,说法正确的是(　　) A.键角:Cl2O>OF2 B.Cl、Cl和Cl中O—Cl—O键角依次减小 C.NH3、PH3、AsH3的键角逐渐增大 D.[Ni(NH3)6]SO4、NH3中的H—N—H键角:前者小于后者 【解析】选A。 氧的电负性大于氯,Cl2O中成键电子对偏向氧,两对成键电子对排斥力较大,氟电负性强于氧,OF2中成键电子对偏向氟,两对成键电子对排斥力较小,键角:Cl2O>OF2,A正确;Cl、Cl、Cl三种离子的中心Cl原子孤电子对数分别为2、1、0,价层电子对数均为4,由于孤电子对与成键电子对间的斥力更大,使得Cl、Cl、Cl中O—Cl—O键角依次增大,B错误;同主族元素从上到下电负性减小,NH3、PH3、AsH3中的成键电子对离中心原子越来越远,成键电子对之间的排斥力越来越小,键角越来越小,C错误; NH3分子中N原子有一个孤电子对,[Ni(NH3)6]SO4中N原子孤电子对与Ni形成配位键,斥力减小,键角增大,所以键角:前者大于后者,D错误。 4.比较下列分子或离子键角大小。 (1)比较键角大小(填“>”“=”或“<”)。 ①H2O________H3O+;②NH3________N;  ③C________P;④H2O________H2S;  ⑤NCl3________NBr3。  (2)①BF3________B,原因是____________________________;  ②甲醇分子内的O—C—H键角________甲醛分子内的O—C—H键角;  ③COCl2分子中,键角∠OCCl________∠ClCCl,原因是_________ _________________________________。  答案:(1)①<　②>　③>　④>　⑤< (2)①>　BF3中的B原子为sp2杂化,键角为120°,B中的B原子为sp3杂化,键角为109°28'　②<　③>　π键斥力大于σ键斥力 【提炼升华】 比较键角大小的三种思维模型 (1)杂化轨道类型不同:sp>sp2>sp3。 (2) (3)在同一分子中,π键电子斥力大,键角大。 考向三:分子(或离子)中大π键的理解与判断 5.二茂铁结构为,是由环戊二烯负离子(C5)和Fe2+形成的夹心结构。已知分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则 C5中的大π键可表示为________。  【解析】分子中的碳原子均为sp2杂化,每个碳原子都有一个垂直于该平面的p轨道(该轨道上有一个单电子)参与形成大π键,其中有一个垂直于该平面的p轨道得到1个电子后有2个电子参与形成大π键,故参与形成大π键的电子总数为4×1+2=6,表示为。 答案: 6.大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为),则CO2中大π键应表示为_____。  【解析】C的σ键数是2,参与形成大π键的电子数=4−2=2,O的σ键数是1,参与形成大π键的电子数=2−1=1,CO2分子中参与形成大π键的电子总数为2+1×2=4,即形成的大π键表示为。 答案: 体验高考·淬炼考能 1. 【真题汇编】下列说法正确的是__________(填标号)。  ①(2025·北京卷)BF3的VSEPR模型: ②(2025·河北卷)C的价层电子对互斥模型: ③(2025·湖南卷)N的空间结构为平面三角形 ④(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷)H2O的空间结构:直线形 ⑤(2025·云南卷)NH3的VSEPR模型: ⑥(2025·河北卷)中碳原子都是sp2杂化 ⑦(2024·湖北卷)sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 【解析】BF3分子中B原子的价层电子对数为3+×(3−1×3)=3,无孤电子对,其空间结构和VSEPR模型均为平面三角形,①正确;对于C,中心C原子的价层电子对数=3+=3,孤电子对数为0,价层电子对互斥模型应为平面三角形,②错误;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,③正确;H2O的中心原子为O,其价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,O原子与H原子形成共价键,剩余两对孤电子对,因此,H2O为V形分子,④错误;⑤NH3的中心原子价层电子对数为3+×(5−3×1)=4,且含有1对孤电子对,VSEPR模型为四面体形,正确;⑥环上碳原子和羧基上的碳原子均为sp2杂化,甲基碳原子为sp3杂化,错误;⑦1个s轨道和3个p轨道混杂形成4个能量相同、方向不同的轨道,称为sp3杂化轨道,⑦正确。 答案:①③⑤⑦ 2.(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷)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−p 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,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·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是强碱弱酸盐,水解生成OH−,溶液显碱性,A正确。与CO2是等电子体,两者结构相似 ,其中心原子均为sp杂化,空间构型均为直线形,而非V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原子发生sp杂化,无孤电子对,所有价电子均参与成键,D正确。 4. 【真题汇编】按要求填空。 (1)(2025·北京卷)NH3分子中H—N—H键角小于109°28',从结构角度解释原因: _____________________________________________________ __________________________________________________________________。  (2)(2025·河南卷)水分子的VSEPR模型与其空间结构模型不同,原因是_______________________________________________________________ __________________________________________________________________。  (3)(2025·山东卷)尿素分子(H2NCONH2),C原子采取的轨道杂化方式为_____________________________________________________________。  【解析】(3)尿素分子(H2NCONH2)中C原子形成3个σ键,无孤电子对,采取的轨道杂化方式为sp2。 (4)(2025·北京卷)35%~40% H2SO4作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力,S参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中S不氧化Pb,S氧化性弱与其结构有关,S的空间结构是____________________________________。  【解析】(4)S的中心原子S原子的价层电子对数为4+×(6+2−2×4)=4,故其空间结构为正四面体形。 (5)(2024·北京卷)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。 ①SnCl2分子的VSEPR模型名称是________。  ②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的________轨道与氯的3p轨道重叠形成的σ键。  【解析】(5)①SnCl2中Sn的价层电子对数为2+×(4−2×1)=3,故SnCl2分子的VSEPR模型名称是平面三角形;②SnCl4中Sn的价层电子对数为4+×(4−4×1)=4,有4个σ键,无孤电子对,故Sn采取sp3杂化,则SnCl4的Sn—Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成的σ键。 答案:(1)CH4中碳原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0,NH3中氮原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力,CH4分子中H—C—H的键角为109°28',故NH3分子中H—N—H的键角小于109°28'　(2)中心O原子有2个σ键,孤电子对数为=2,共4个价电子对,VSEPR模型为四面体形,空间结构模型为V形 　(3)sp2　(4)正四面体形　(5)①平面三角形 ②sp3杂化 【走出真题淬炼考能】 　(2025·云南卷)Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是(　　) A.Be(OH)2是两性氢氧化物❶ B.Be2C和BeCl2的晶体类型❷相同 C.Na2[Be(OH)4]中Be原子的杂化方式为sp3❸ D.Be2C与H2O反应:Be2C+4H2O===2Be(OH)2+CH4↑❹ 【真题拆解　探思路】 拆解 点 原型 规律与方法 迁移应用 ❶ 两性氢氧化物判断 定义:既能与酸反应,也能与碱反应 Be(OH)2既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠反应,为两性氢氧化物 ❷ 晶体类型判断 共价晶体、离子晶体的熔点较高,分子晶体熔点较低 Be2C的熔点远远高于BeCl2,判断BeCl2为分子晶体,Be2C为共价晶体 ❸ 原子杂化方式判断 中心原子的价层电子对数为4,则杂化方式为sp3,若为3,则杂化方式为sp2,若为2,则杂化方式为sp Na2[Be(OH)4]中Be原子与4个羟基形成4个σ键,没有孤电子对,因此,其杂化方式为sp3 ❹ 物质反应方程式(广义的水解反应) 化学方程式应满足三大守恒定律:原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒 Be2C中的Be化合价为+2,C的化合价为−4,因此其与H2O反应生成Be(OH)2和CH4,该反应的化学方程式为Be2C+4H2O===2Be(OH)2+CH4↑ 答案:B 【拓展延伸　探考法】 　【变式一】考查物质的结构 (1)键角大小关系:BeCl2>H2O,原因为BeCl2中Be的杂化方式为sp,键角为180°,H2O中O的杂化方式为sp3,有2个孤电子对,键角为105°。 (2)Na2[Be(OH)4]中含有的化学键类型有离子键、极性共价键、配位键;[Be(OH)4]−中Be与4个O形成的空间结构为正四面体形。 【变式二】考查晶体的结构与性质 (1)铍、铝晶体都是由金属原子密置层在三维空间堆积而成(最密堆积)。铍的熔点(1 551 K)比铝的熔点(930 K)高,原因是____________________。  【解析】(1)Be原子半径比Al原子半径小,金属键更强,故铍的熔点比铝的熔点高; (2)BeO立方晶胞如图所示,若BeO晶体的密度为d g·cm−3,NA的值为6.02×1023,则晶胞棱长为________nm。  【解析】(2)该晶胞中O2−个数=8×+6×=4,Be2+个数=4,若BeO晶体的密度为d g·cm−3,根据晶胞密度ρ=,可知晶胞参数a=×107nm=×107 nm= nm。 答案:(1)Be原子半径比Al小　(2) - 15 - 学科网（北京）股份有限公司 $