作业验收评价(15) 分子的空间结构(Word练习)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习（山东、海南专版）

**基本信息** 以价层电子对互斥理论和杂化轨道理论为核心，系统构建分子空间结构分析方法体系，强化概念生成与应用逻辑。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |空间结构与杂化类型|选择1-5、14(1)(2)(3)|价层电子对数计算(σ键+孤电子对)→VSEPR模型→空间结构；杂化类型与电子对数对应|从基础概念(价层电子对)到原理(杂化轨道)，形成"计算-判断-应用"逻辑链| |键角与极性分析|选择6-10、15(3)|孤电子对斥力影响键角；分子对称性判断极性|结合电负性、原子半径等因素，深化结构与性质关系| |综合应用与拓展|选择11-13、14(4)、15(1)(2)(4)(5)(6)|复杂分子/离子结构分析(如NCl₃水解、大π键)；结合科研情境|从简单分子到实际应用，体现科学思维与模型建构素养|

作业验收评价(十五)　分子的空间结构 一、选择题 1.N、N的空间结构分别为 (　　) A.直线形、V形 B.直线形、平面三角形 C.V形、平面三角形 D.平面三角形、四面体形 2.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 (　　) A.CO2与SO2 B.CH4与NH3 C.BeCl2与BF3 D.C2H6与C2H2 3.下列粒子的VSEPR模型为四面体形且其空间结构为三角锥形的是 (　　) A.SO2 B.NF3 C. D.OF2 4.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(路易斯结构是通过共用电子使原子价层电子数达到8,氢原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法正确的是 (　　) A.NH3、BF3、C2H2均为缺电子化合物 B.NH3的键角大于BF3的键角 C.BF3与NH3化合反应产物中,B和N的杂化方式相同 D.NH3和BF3都是极性分子 5.下列说法中正确的是 (　　) A.BF3、NCl3分子中原子最外层电子都满足8电子稳定结构 B.P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28' C.电负性:F>N>O D.CCl4分子空间构型与VSEPR构型相同 6.(2026·绵阳南山中学质检)我国某教授团队提出以白磷和弱亲核试剂(Nu—H)为原料,合成稳定的三价磷转移试剂,其反应原理如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.基态P原子的核外电子的空间运动状态有15种 B.P4和化合物Ⅰ均为非极性分子 C.反应过程中,P的杂化方式发生了变化 D.∠Nu—P—Nu:化合物Ⅰ< 化合物Ⅱ 7.(2026·武汉市调研)S是一种聚阳离子,其空间构型为平面四边形。在HSO3F()介质中可用强氧化剂S2O6F2将Se氧化制得,其反应原理为4Se+S2O6F2==(Se4)。下列说法正确的是 (　　) A.中Se的杂化方式为sp3 B.S2O6F2中存在过氧键 C.HSO3F的酸性弱于H2SO4 D.SO3F-中S的价层电子对数目为6 8.(2026·安阳市调研)某团队揭示了在中性水生环境中微生物介导的雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)矿物的氧化溶解过程,如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.基态砷原子有未成对电子的轨道,其形状为哑铃形 B.O2和O3均为非极性分子,它们都可作过程b的氧化剂 C.的空间构型是正四面体形 D.As中As的价层电子对数为3,采取sp2杂化 9.(2026·河北省十县联考期中)N⁃杂环取代修饰的菲啰啉⁃Re催化剂(M)结构如图所示。已知Re的原子序数为75,M中五元环含有大π键。下列说法错误的是 (　　) A.Re在元素周期表中位于d区 B.M中元素的第一电离能:N>O>H>C C.M中N原子的杂化方式有2种 D.M中一个五元环π电子数为6 10.我国科研人员实现了手性碳硼烷胺衍生物的合成,如图所示。该工作创新性地将不对称有机催化的策略应用到碳硼烷化学领域。已知:—Ar代表芳基,—Ar1和—Ar2不同。下列叙述错误的是 (　　) A.甲、丙中的N原子均存在一个孤电子对 B.乙、丙中均存在大π键 C.乙中的碳原子的杂化方式都是sp3 D.键长:C—H>N—H>O—H 11.NCl3和SiCl4均可发生水解反应,其中NCl3的水解机理示意图如下: +→ 下列说法正确的是 (　　) A.NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键 B.键角:NCl3>SiCl4 C.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化 D.NCl3和SiCl4的水解反应机理相同 12.(2026·青岛市期末)吡啶()是类似于苯的芳香化合物。其衍生物碱性随N电子云密度的增大而增强。下列说法错误的是 (　　) A.吡啶中的大π键表示为 B.水中的溶解性:吡啶>苯 C.稳定性:苯>吡啶 D.吡啶、和中碱性最强的是 13.[双选]氮掺杂石墨固体(部分结构如图所示)有石墨的特性(如导电性)。研究发现过硫酸氢盐(HS)可作为消除水体中某些有机物的催化剂,机理如图,已知S·(ad)代表吸附在固体表面的活性氧化自由基,下列说法错误的是 (　　) A.过硫酸氢盐(HS)中S的化合价为+8价 B.氮掺杂石墨中的N为sp2杂化 C.可能存在反应HS==S·+·OH D.HS和S·的结构中S的杂化方式不同 二、非选择题 14.(12分)按要求完成下列问题。 (1)在硼酸分子中,B原子与3个羟基相连,B原子杂化轨道的类型是　　　　　杂化;的空间结构为　　　　　　,氮的杂化方式为　　　　　　　　杂化。  (2)H2SeO3的中心原子杂化类型是　　　　　　,的空间结构是　　　　　　　　。  (3)B(OCH3)3中B采用的杂化类型是　　　　　。写出两个与B(OCH3)3具有相同空间结构的分子或离子　　　　　　　、　　　　　　　　　。  (4)松脂酸铜中π键的个数为　　　;加“”碳原子的杂化方式为　　　　。  15.(14分)回答下列问题。 (1)中医典籍中记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为　　　　　　,C原子的杂化方式为　　　　　　　。  (2)根据价层电子对互斥模型,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是　　　　　　　。  (3)AsH3分子为三角锥形,键角为91.80°,小于氨分子的键角,AsH3分子键角较小的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。亚砷酸(H3AsO3)分子中,中心原子砷的VSEPR模型是　　　　,砷原子杂化方式为　　　　　。  (4)磷酸根离子的空间构型为　　　　,其中P的价层电子对数为　　　　,杂化轨道类型为　　　。  (5)在5⁃氨基四唑()中所含元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　,其中N原子的杂化类型为　　　　　　　　;设NA为阿伏加德罗常数的值,在1 mol 5⁃氨基四唑中含有的σ键数目为　　　　　　。  (6)已知某化合物的结构简式为,该化合物不能使溴的四氯化碳溶液褪色,该分子含有大π键,可表示为　　　,Se的杂化方式为　　　。  答案 评价(十五)　分子的空间结构 1.选B　N的价层电子对数为2,空间结构为直线形,N的价层电子对数为3,孤电子对数为0,空间结构为平面三角形。 2.选B　CO2中C形成2个σ键,无孤电子对,为sp杂化,SO2中S形成2个σ键,孤电子对数为(6-2×2)=1,为sp2杂化,A错误;CH4中C形成4个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,NH3中N形成3个σ键,孤电子对数为(5-3×1)=1,为sp3杂化,B正确;BeCl2中Be形成2个σ键,无孤电子对,为sp杂化,BF3中B形成3个σ键,无孤电子对,为sp2杂化,C错误;C2H6中C形成4个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,C2H2中C形成2个σ键,无孤电子对,为sp杂化,D错误。 3.选B　SO2的价层电子对数为3(2个σ键+1个孤电子对),VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形,A不符合题意;NF3的价层电子对数为4(3个σ键+1个孤电子对),VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,B符合题意;N的价层电子对数为4(4个σ键+0个孤电子对),VSEPR模型为四面体形,空间结构为正四面体形,C不符合题意;OF2的价层电子对数为4(2个σ键+2个孤电子对),VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形,D不符合题意。 4.选C　BF3是缺电子化合物,NH3和C2H2均不是缺电子化合物,A错误;NH3是三角锥形,键角107°,BF3是平面三角形结构,键角120°,B错误;BF3与NH3发生化合反应时,B提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键,B和N均为sp3杂化,C正确;NH3是极性分子,BF3是非极性分子,D错误。 5.选D　BF3分子中B原子最外层电子为6,不满足8电子稳定结构,A错误;P4和CH4都是正四面体分子,P4键角为60°,CH4为109°28',B错误;电负性:F>O>N,C错误;CCl4分子空间构型与VSEPR构型都为正四面体形,D正确。 6.选D　基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,空间运动状态数等于原子轨道数,即1s(1)+2s(1)+2p(3)+3s(1)+3p(3)=9种,不是15种,A错误。P4为正四面体结构,是非极性分子;化合物Ⅰ中P原子连接三个—Nu基团,呈三角锥形(类似NH3),正负电荷中心不重合,为极性分子,B错误。P4中P原子为sp3杂化(3 个σ键+1个孤电子对),化合物Ⅰ中P原子仍为sp3杂化(3个 σ键+1个孤电子对),化合物Ⅱ中P原子形成4个σ键(3个与Nu成键+双键其中的一个),P的杂化方式为sp3没有发生变化,C错误。化合物Ⅰ中P为sp3杂化,中心原子有1个孤电子对(三角锥形,键角≈107°),化合物Ⅱ中P为sp3杂化,中心原子无孤电子对,故∠Nu—P—Nu:Ⅰ<Ⅱ,D正确。 7.选B　的空间构型为平面四边形,平面结构通常对应sp2杂化(sp3杂化为四面体立体结构),故Se的杂化方式不是sp3,A错误;S2O6F2反应生成2个SO3F-,SO3F-中S为+6价,若S2O6F2中不含过氧键,S的化合价将为+7价,故需含过氧键(—O—O—)使部分O为-1价,保证S为+6价,B正确;与H2SO4相比,HSO3F中—OH被强吸电子的—F取代,增强S的正电性,更易电离出H+,酸性强于H2SO4,C错误;SO3F-中S为中心原子,σ键数=4(3个S—O、1个S—F),孤电子对数=0,价层电子对数=4+0=4,D错误。 8.选B　基态砷原子的价层电子排布式为4s24p3,4p轨道有3个未成对电子,p轨道形状为哑铃形,A正确;O2为非极性分子,O3为极性分子(分子结构不对称),O2和O3都具有氧化性,可作过程b的氧化剂,B错误;中S的价层电子对数为4+=4,且无孤电子对,空间构型为正四面体形,C正确;中As的价层电子对数为2+=3,采取sp2杂化,D正确。 9.选C　已知Re的原子序数为75,原子核外电子层数为6,价层电子排布式为5d56s2,位于元素周期表中d区,A正确。同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于相邻元素;H的s轨道为半充满稳定结构,第一电离能比C略大,所以M中元素的第一电离能:N>O>H>C,B正确。M中五元环含有大π键,所以五元环中的N是sp2杂化,六元环中N也是sp2杂化,M中N原子的杂化方式有1种,C错误。M中一个五元环的大π键为,所以π电子数为6,D正确。 10.选C　甲和丙中N原子均形成三个σ键,N原子价层电子对数均为4,故均存在一个孤电子对,A正确。乙含两个芳基(—Ar1、—Ar2),芳基中苯环存在大π键;丙中同样含两个芳基,苯环大π键未被破坏,故乙、丙均存在大π键,B正确。乙中芳基(如苯环)的碳原子为sp2杂化(形成大π键),仅中间连有—OH的碳原子为sp3杂化,并非所有碳原子均为sp3杂化,C错误。键长与成键原子半径正相关,C、N、O原子半径:C>N>O,故键长:C—H>N—H>O—H,D正确。 11.选A　NHCl2和NH3分子中均存在N—H键和孤电子对,故均能与H2O形成氢键,A正确;NCl3中中心原子N的价层电子对数为=4,含1个孤电子对,故分子空间构型为三角锥形,SiCl4中中心原子Si的价层电子对数为=4,无孤电子对,分子构型是正四面体形结构,键角:NCl3<SiCl4,B错误;NCl3和NH3的中心原子N的价层电子对数均为=4,故二者均为sp3杂化,C错误;由题干NCl3反应历程图可知,NCl3水解时首先H2O中的H原子与NCl3上的孤电子对作用,O与Cl作用形成HClO,而SiCl4上无孤电子对,故SiCl4的水解反应机理与之不相同,D错误。 12.选A　根据吡啶的结构可知,吡啶中的大π键表示为,A错误;吡啶分子能与水分子形成分子间氢键,吡啶分子和水分子均为极性分子,相似相溶,所以吡啶在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度,B正确;吡啶分子中有一个氮原子,因此它的电子云比苯分子更容易被攻击,当吡啶与其他物质发生反应时,氮原子上的孤电子对容易参与反应,从而导致分子不稳定,C正确;已知—CH3为推电子基团,—F是吸电子基团,则导致N原子电子云密度大小顺序为>>,结合题干信息碱性随N原子电子云密度的增大而增强可知,其中碱性最强的为,D正确。 13.选AD　由题意可知,HS的结构式为-,离子中硫元素的化合价为+6价,故A错误;由题意可知,氮掺杂石墨有石墨的特性,说明氮掺杂石墨中存在碳氮双键,氮原子的杂化方式为sp2杂化,故B正确;由题意可知,HS消除水体中某些有机物时发生的反应为HS==S·+·OH,故C正确;由题意可知,HS和S·的结构式分别为和,两种离子中硫原子的价层电子对数相同,杂化方式相同,故D错误。 14.解析:(1)在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,有3个价电子对,B原子杂化轨道的类型是sp2杂化;中N原子价层电子对数为2+=2,无孤电子对,空间结构为直线形,氮的杂化方式为sp杂化。(2)H2SeO3中Se原子价层电子对数为4,中心Se原子杂化类型是sp3,中Se原子价层电子对数为3+=4,有1个孤电子对,空间结构是三角锥形。(3)B(OCH3)3中B的价层电子对数为3+=3,采用的杂化轨道类型是sp2,发生sp2杂化的分子或离子有、等。(4)一个碳碳双键或碳氧双键含有一个π键,一个松脂酸铜的结构单元中含有三个双键,因此一个松脂酸铜含有6个π键。加“”碳原子形成四个单键,需要四个杂化轨道,因此该碳原子的杂化方式为sp3。 答案:(1)sp2　直线形　sp　(2)sp3　三角锥形 (3)sp2　SO3　(其他合理答案均可)　(4)6　sp3 15.解析:(1)ZnCO3中阴离子为,依据价层电子对互斥模型,C为中心原子,σ键电子对数为3,孤电子对数为(4+2-3×2)=0,所以的空间结构为平面三角形,C原子的杂化方式为sp2。(2)根据价层电子对互斥模型,H2S中S为中心原子,σ键电子对数为2,孤电子对数为(6-2×1)=2;SO2中S为中心原子,σ键电子对数为2,孤电子对数为(6-2×2)=1;SO3中S为中心原子,σ键电子对数为3,孤电子对数为(6-3×2)=0;即H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数分别是4、3、3;所以,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是H2S。(3)AsH3分子为三角锥形,键角为91.80°,小于氨分子的键角,AsH3分子键角较小的原因是砷原子电负性小于氮原子,且砷原子半径较大,AsH3中共用电子对与砷原子核距离较远,斥力较小,键角较小;亚砷酸(H3AsO3)分子中,中心原子为As,依据价层电子对互斥模型,σ键电子对数为3,孤电子对数为(5+3-3×2)=1,价层电子对数为4,所以中心原子砷的VSEPR模型是四面体形,砷原子杂化方式为sp3。的中心原子P的价层电子对数为4+×(5+3-4×2)=4,故P原子采取sp3杂化,不含孤电子对,的空间构型为正四面体形。(5)该物质中含有C、N、H三种元素,其电负性由大到小的顺序是N>C>H;形成双键的N原子有2个σ键,1个孤电子对,价层电子对数为3,杂化方式是sp2;形成三个共价单键的N原子,有3个σ键,1个孤电子对,N原子的杂化方式是sp3杂化;共价单键是σ键,共价双键中有一个σ键和一个π键,所以1个该分子中含有9个σ键,故在1 mol 5⁃氨基四唑中含有的σ键的数目为9NA。(6)该化合物的结构简式为,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,由此推知,该分子中存在大π键,由5个原子提供6个电子形成的,大π键可表示为,Se原子存在2个σ键、1个孤电子对,所以Se原子价层电子对数是3,则Se原子采用sp2杂化。 答案:(1)平面三角形　sp2　(2)H2S (3)砷原子电负性小于氮原子,且砷原子半径较大,AsH3中共用电子对与砷原子核距离较远,斥力较小,键角较小　四面体形　sp3 (4)正四面体形　4　sp3　(5)N>C>H　sp2、sp3　9NA (6)　 sp2 4 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $