大单元3 第7章 第22讲 价层电子对互斥理论 杂化轨道理论（课时作业）-【优化探究】2027年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

该高中化学高考复习课件聚焦分子结构与性质核心模块，依据高考评价体系梳理了杂化轨道理论、等电子原理、空间结构判断等关键考点，通过真题分析明确杂化方式判断（占比35%）、空间结构推断（占比30%）等高频考查方向，归纳选择、填空两大类常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+模型建构+技巧提炼”的复习策略，如结合2024北京卷SnCl₂ VSEPR模型分析，运用价层电子对互斥模型培养科学思维，通过2023山东卷ClO₂键角比较题总结“孤电子对排斥规律”。特设易错点警示（如等电子体判断忽略原子总数），助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 1.(2026·广东东莞期中)下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价层电子对最多的是(　　) A.H2O　　　　　　　 B.HCl C.N D.PCl3 A 解析:A项,H2O的中心原子氧原子上有两个未成键的价层电子对;B项,HCl分子属于AB型分子,没有中心原子;C项,N的中心原子氮原子的价电子全部参与成键;D项,PCl3的中心原子磷原子上有一个未成键的价层电子对。 1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2.下列有关杂化轨道的说法不正确的是(　　) A.杂化轨道全部参与形成化学键 B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180° C.四面体形、三角锥形、部分V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释 D.杂化前后的轨道数不变,但轨道形状发生了改变 A 2 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:A项,杂化轨道可以部分参与形成化学键,例如NH3中N发生了sp3杂化,形成了4个杂化轨道,但是只有3个参与形成化学键,A错误;B项,sp3、sp2、sp杂化轨道的空间结构分别是正四面体形、平面三角形、直线形,所以其夹角分别为109°28'、120°、180°,B正确;C项,分子的中心原子采取sp3杂化,当中心原子分别有0、1、2个孤电子对时,空间结构分别为四面体形、三角锥形、V形,C正确;D项,杂化前后的轨道数不变,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,D正确。 3 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 3.下图表示某原子在形成分子时的杂化过程。关于该过程,下列说法正确的是(　　) A.该过程表示的是sp3杂化 B.图中的s轨道可能属于K层 C.杂化后,pz轨道可用于形成π键 D.杂化前,p轨道可能比s轨道的能量低 C 4 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:A项,该过程为sp2杂化,同一能层上的1个s轨道和2个p轨道杂化形成键角为120°的3个sp2杂化轨道,还有1个pz轨道未参与杂化,A错误;B项,K层上只有1s轨道,没有p轨道,则图中的s轨道不可能属于K层,应该在L层及以后能层,B错误;C项,由图可知,该过程表示sp2杂化,未参与杂化的pz轨道可用于形成π键,C正确;D项,由杂化原理可知,只有能量相近的轨道才能相互杂化,即只有同一能层上的ns和np轨道才能杂化,则杂化前,p轨道比s轨道的能量高,D错误。 5 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 4.根据等电子原理,下列关于分子或离子的空间结构表述不正确的是(　　) A.CO2、SCN-、的价电子总数都为16,均为直线形 B.SO2、O3、N的价电子总数都为18,均为V形 C.C、N、的价电子总数都为24,均为平面三角形 D.S、P、的价电子总数都为32,均为正四面体形 C 6 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:等电子体是指原子总数相等,价电子总数相等的微粒,等电子体结构相似,CO2、SCN-、中都含有3个原子,价电子总数都为16,互为等电子体,以CO2为例,中心C原子价层电子对数为2+=2,无孤电子对,空间结构为直线形,因此CO2、SCN-、均为直线形,故A正确;SO2、O3、N中都含有 3个原子,价电子总数都为18,互为等电子体,SO2中心S原子价层电子对数为2+=3,有1个孤电子对,SO2、O3、N的空间结构均为V形,故B正确; S的价电子总数为26,S中心S原子的价层电子对数为3+=4, VSEPR模型为四面体形,含有1个孤电子对,所以S的空间结构为三角锥形,故C错误;S都是含有5个原子,价电子总数都为32,互为等电子体,S中心S原子的价层电子对数为4+=4,无孤电子对,S、P、Cl的空间结构均为正四面体形,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 5.最新发现C3O2是金星大气的成分之一,化学性质与CO相似。C3O2分子结构为O==C==C==C==O,下列说法中不正确的是(　　) A.一个C3O2分子价电子总数为24 B.CO分子中σ键和π键的个数比为1∶1 C.C3O2分子中C原子的杂化方式均为sp D.C3O2与CO2分子空间结构相同 B 8 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:主族元素原子的价电子数等于主族序数等于最外层电子数,故一个C3O2分子的价电子总数为24,故A项正确;CO分子中含有三键,故σ键和π键的个数比为1∶2,故B项不正确;根据C3O2的结构式判断C原子采取sp杂化,故C项正确;CO2中C原子采取sp杂化,与C3O2中C原子的杂化方式相同,故二者的空间结构相同,故D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 6.(2026·广东汕尾模拟)下列关于N、O、F及其相关微粒的说法错误的是(　　) A.N、OF2、NF3的键角大小顺序为N>NF3>OF2 B.基态N3-、O2-、F-核外电子空间运动状态均为5种 C.N、O、F三种元素形成的单质分子均为非极性分子 D.N、N的VSEPR模型相同,均为平面三角形 C 10 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:N、OF2、NF3中心原子杂化方式分别为sp、sp3、sp3,N是直线形分子,键角是180°;NF3和OF2的VSEPR模型都是四面体形,但NF3分子中的中心N原子上有1个孤电子对,OF2分子中的中心O原子上有2个孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用,键角减小,故键角由大到小的顺序为N>NF3>OF2, A正确;N3-、O2-、F-三种离子均为10电子微粒,电子排布式为1s22s22p6,故基态离子的核外电子空间运动状态均为5种,B正确;O3为由极性键构成的极性分子,C错误;N和N中N原子杂化方式均为sp2,VSEPR模型相同,均为平面三角形,D正确。 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 7.P2O5、PCl3、PCl5等含磷化合物是重要的化工原料,其中P2O5经常以P4O10的形式存在。P4O10的分子空间结构具有对称性,模型如图所示(其中短线代表单键或双键),下列说法错误的是(　　) A.P4O10中含有σ键和π键 B.P4O10是非极性分子 C.PCl3分子的空间结构为三角锥形 D.PCl5中所有原子都满足8e-稳定结构 D 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:P4O10中含有P—O、P==O,故既含σ键,也含π键,A正确;P4O10为空间对称结构,是非极性分子,B正确;PCl3的中心原子P的价层电子对数为3+ =4,由于中心P原子上有一个孤电子对,其空间结构是三角锥形,C正确;PCl5分子中磷元素的化合价为+5价,P最外层有5个电子,所以5+5=10,P原子不满足8e-稳定结构,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 8.吡咯和卟吩都是平面分子。已知处于同一平面的多原子分子中如有相互平行的p轨道,p轨道电子在多个原子间运动形成不局限在两个原子之间的π型化学键,称为离域π键,表示为,m是成键原子数,n是成键电子数。下列说法错误的是(　　) A.吡咯中N原子的杂化方式为sp2杂化 B.吡咯中存在的离域π键为 C.苯分子中也存在离域π键 D.卟吩中N原子的杂化方式是sp3杂化 D 14 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:吡咯分子中,N原子形成3个σ键,还有一个孤电子对形成离域π键,为sp2杂化,A正确;吡咯是平面分子,在吡咯中,由于每个C原子最外层有4个电子,3个电子用于成键,只有一个孤电子,N原子最外层有5个电子,3个电子用于成键,还有2个孤电子,故成键原子数为5,成键电子数为6,形成的离域π键为,B正确;苯分子是平面分子,在苯分子中,由于每个C原子最外层有4个电子,3个电子用于成键,只有一个孤电子,故成键原子数为6,成键电子数为6,形成的离域π键为,C正确;卟吩分子中,连接H原子的N原子形成3个σ键,还有一个孤电子对形成离域π键,为sp2杂化,不连接H原子的N原子,形成2个σ键,还有一个孤电子对,另外还有一个孤电子形成离域π键,也为sp2杂化,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 9.回答下列问题: (1)(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σ键。  平面三角形 sp3杂化 16 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)(2024·山东卷)[BMIM]+B(如图)是MnOx晶型转变的诱导剂。B的空间结构为_______________;[BMIM]+中咪唑环存在大π键,则N原子采取的轨道杂化方式为____。  正四面体形 sp2　 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (3)(2023·山东卷)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为_____; O—Cl—O键角_____(填“>”“<”或“=”)Cl—O—Cl键角。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________ ________。  sp2　 > ClO2分子中Cl—O键的键长小于Cl2O中Cl—O键的键长,其原因是ClO2分子中既存在σ键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中Cl—O键的键长较小,而Cl2O只存在普通的σ键 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:ClO2为V形结构,且存在大π键(),则Cl原子的轨道杂化方式为sp2; Cl2O中心原子为O,根据价层电子对的计算公式可知n=2+=4,因此,O的杂化方式为sp3;根据价层电子对互斥理论可知,n=4时,价电子对的空间结构为正四面体,n=3时,价电子对的空间结构为平面正三角形,sp2杂化的键角一定大于sp3的,所以O—Cl—O键角大于Cl—O—Cl键角;ClO2分子中Cl—O键的键长小于Cl2O中Cl—O键的键长,其原因是ClO2分子中既存在σ键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中Cl—O键的键长较小,而Cl2O只存在普通的σ键。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (4)(2022·全国甲卷)CF2==CF2和ETFE[乙烯(CH2==CH2)与四氟乙烯(CF2==CF2)的共聚物]分子中C的杂化轨道类型分别为______和____;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因____________________________________________________________ ______。  sp2 sp3 C—F键的键能大于聚乙烯中C—H键的键能,键能越大,化学性质越 稳定 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:CF2==CF2中C原子形成3个σ键和1个π键,其C原子的杂化方式为sp2杂化,但其与四氟乙烯的共聚物ETFE中C原子形成4个σ键,其C原子为sp3杂化;由于F元素的电负性较大,因此在与C原子的结合过程中形成的C—F键的键能大于聚乙烯中C—H键的键能,键能的大小决定物质的化学性质,键能越大,化学性质越稳定,因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (5)(2022·全国乙卷)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一个_____杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl_____键,并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键()。  ②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是____________________________,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(ⅱ) ________________________________ _____________________________________。  sp2 σ 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多,形成的 C—Cl键越强,对应的C—Cl键的键长越短 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:①一氯乙烯的结构式为 ,碳为双键碳,采取sp2杂化, 因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。 ②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中碳原子的杂化方式分别是sp3、sp2、sp,由“(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强”,说明一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中,C—Cl键长依次变短;一氯乙烯中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键,一氯乙炔中Cl的2个3p轨道分别与C的2个2p轨道形成2个3中心4电子的大π键,一氯乙烷中不含大π键,因此可推知Cl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl键越强,对应的C—Cl键的键长越短。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 10.回答下列问题: (1)OF2分子的空间结构为_____,其中氧原子的杂化方式为_________。   V形 sp3杂化 解析:OF2分子中,中心原子的价层电子对数为2+×(6-1×2)=4,成键电子对数为2,因此空间结构为V形,O原子的杂化方式为sp3杂化。 24 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)①V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是_____,分子的空间结构为______;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为___________;SO3的三聚体环状结构如图1所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为____________;该结构中S—O键长有两类,一类键长约140 pm,另一类键长约160 pm,较短的键为___ (填图1中字母),该分子中含有_____个σ键。   3　 V形 　sp2杂化 　sp3杂化　 a　 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:SO2分子中S原子价层电子对数是3,分子的空间结构为V形;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化;SO3的三聚体环状结构如题图1所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为sp3杂化;该结构中S—O键长有两类,一类键长约140 pm,另一类键长约为160 pm,其中a为硫氧双键,b为硫氧单键,较短的键为a,该分子中含有12个σ键。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 ②V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的空间结构为____________;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子为如图2所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为_______。   正四面体形 NaVO3 解析:V中,V形成4个σ键,孤电子对数为=0,为正四面体结构;由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子,且V的化合价为+5价,则形成的化合物的化学式为NaVO3。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (3)①碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是________________ ___________________________________________。  ②根据原子轨道重叠方式,CS2分子中,共价键的类型有____________,C原子的杂化轨道类型是____________。   C有4个价电子 且半径小,难以通过得失电子达到稳定电子结构 σ键和π键 sp杂化 解析:①碳原子核外最外层有4个电子,在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子,也很难得到4个电子形成阴离子,因此,碳在形成化合物时,主要通过共用电子对形成共价键。②CS2分子中,存在σ键和π键。CS2分子中,C原子的价层电子对数为2,杂化轨道类型为sp杂化。 $