第02讲 杂化轨道理论与分子空间构型推断 （重难点专练）化学苏教版选择性必修2

第02讲 杂化轨道理论与分子空间构型推断 类型一 价层电子对数与VSEPR模型 1．（2025-2026高二下·江苏南通·阶段检测）关于反应2NCl3+3H2O=3HCl+N2↑+3HClO，下列说法正确的是 A．N2的电子式为： B．NCl3的VSEPR模型为三角锥形 C．H2O是由极性键构成的非极性分子 D．基态N原子的轨道表示式为 2．（2026·江苏南通·模拟预测）下列化学用语或图示表达正确的是 A．H3O＋的VSEPR模型： B．基态Br原子的电子排布式：[Ar]4s24p5 C．Cl2的p-p σ键电子云轮廓图： D．用电子式表示CsCl的形成过程： 3．（2025-2026高三上·山东济宁·期末）下列化学用语表述正确的是 A．SO32−的VSEPR模型： B．CaO2电子式： C．HCl的电子云轮廓图： D．基态Fe2+的价层电子排布图： 4．（2025·江苏南京·模拟预测）下列化学用语或图示正确的 A．激发态H原子的轨道表示式： B．O3分子的球棍模型： C．SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： D．p-pπ键形成的轨道重叠示意图： 类型二 杂化类型的判断 5．（2024-2025高一下·江苏无锡·期末）反应NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2↑+2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是 A．基态N原子的轨道表示式为 B．NH4Cl的电子式为 C．NO2−中N原子杂化类型为sp2 D．H2O的空间填充模型为 6．（2025-2026高二下·福建龙岩·期中）硼酸(H3BO3)可以用于医药和食品防腐等方面。硼酸是一种片层状结构的白色晶体，一元弱酸，靠结合水中的OH−使水电离而显酸性，其层状结构如图所示。下列说法不正确的是 A．H3BO3晶体在冷水中溶解度小，加热时溶解度会显著增大 B．1 mol H3BO3晶体含有6 mol氢键 C．硼酸分子中B的杂化方式为sp2杂化 D．硼酸电离方程式：H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]−+H+ 7．（2025-2026高三上·江苏南京·期中）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。 下列说法不正确的是 A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能：C<O<N C．电负性：χ(B)<χ(C) D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 8．（2026·江苏泰州·模拟预测）石墨与F2在450°C反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是 A．半径：r(C)<r(F) B．石墨与F2反应前后碳原子的杂化轨道类型不变 C．与石墨相比，(CF)x导电性减弱 D．1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键 类型三 空间构型与键角 9．（2025-2026高一下·江苏扬州·期末）Cl2和NH3发生反应：3Cl2+8NH3=6NH4Cl(白烟)+N2。下列说法正确的是 A．Cl2的电子式： B．NH3的空间构型是平面三角形 C．NH4Cl只含有共价键 D．该反应可用于检查Cl2是否泄漏 10．（2025·江苏·模拟预测）S和Se是同一主族元素。下列说法正确的是 A．H2S的电子式为 B．SeO32−的空间构型是平面三角形 C．S6、S8、S12等硫单质互为同分异构体 D．1molH2SeO3中含有5mol σ键 11．（2026·江苏镇江·二模）工业制取CaO2的主要反应为CaCl2+H2O2+2NH3⋅H2O+6H2O=CaO2⋅8H2O+2NH4Cl。下列说法正确的是 A．H2O2为非极性分子 B．H2O的空间填充模型为 C．NH3的空间构型为正四面体 D．NH4Cl的电子式为 12．（2025-2026高三上·江苏苏州·阶段检测）反应11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4可用于处理不慎沾到皮肤上的白磷。下列说法正确的是 A．P4分子中的键角为109∘28′ B．S2−的结构示意图为 C．H2O的VSEPR模型为V形 D．基态Cu2+的价层电子排布式为3d9 类型四 结构综合判断 13．（2026·江苏镇江·一模）反应：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，可测定菠菜中草酸含量。下列说法正确的是 A．H2C2O4分子中含有s−pπ键 B．SO42−的空间构型为正四面体形 C．H2O为非极性分子 D．CO2的电子式为 14．（2026·江苏泰州·模拟预测）利用反应2HCl+Cs2CO3=2CsCl+H2O+CO2↑可制备CsCl。下列说法正确的是 A．HCl中含s−pσ键 B．CO32−的空间构型为三角锥形 C．基态O的价电子排布图为   D．CO2的电子式为   15．（2025-2026高二上·江苏宿迁·期中）S和Se是同一主族元素。下列说法正确的是 A．H2S为含有极性键的非极性分子 B．SeO32−的空间构型是三角锥形 C．S2、S4、S6等硫单质互为同位素 D．1molH2SeO3中含有6molσ键 16．（2025-2026高三上·江苏苏州·阶段检测）火箭燃料偏二甲肼(C2H8N2)燃烧时发生反应：C2H8N2+2N2O4=3N2+4H2O+2CO2。下列说法正确的是 A．C2H8N2的结构简式为 B．CO2是含有极性键的非极性分子 C．H2O分子的VSEPR模型为V形 D．N2O4分子中N的化合价为+2 1．（2025-2026高二上·江苏宿迁·阶段检测）很多非金属氯化物都能和水发生化学反应。其中NCl3、BCl3分别与水反应的机理示意图如下： (“··”代表N的一对孤对电子) (“□”代表B的2p空轨道) 回答下列问题： (1)NCl3、BCl3的VSEPR模型名称分别是__________形、__________形。 (2)下列说法正确的是__________(填序号)。 A．NCl3、BCl3与水反应的机理相同 B．[B(OH)4]−中的B是sp3杂化 C．推测SiCl4与水反应的产物为Si(OH)4和HCl (3)BCl3与水反应的产物之一B(OH)3是一元弱酸，其在水溶液中的电离可表示如下：B(OH)3+H2O⇌__________+H+(补充写出所缺阴离子的化学式)。 (4)已知PCl3与水反应的最终产物亚磷酸(H3PO3)的结构简式为(二元酸)。写出H3PO3与足量NaOH溶液反应的化学方程式：__________。 2．（2023-2024高二上·江苏南京·开学考试）氮、磷元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。回答下列问题：磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题： (1)基态磷原子的价层轨道表示式为_______。 (2)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图所示。 ①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_______。 ②每个P4S3分子中孤电子对的数目为_______。 (3)与N同周期的元素中第一电离能比N大的元素有_______种。 (4)三硝基胺N(NO2)3(其结构为)是一种新型的火箭燃料，因硝基吸电子能力强，中心N原子上无孤电子对，则中心N原子与三个硝基中的N原子构成_______形。硝酰正离子与硝酰负离子的键角NO2+_______NO2−(填“大于”、“小于”、“等于”)。 (5)磷化氢具有强的还原性，通入硫酸铜溶液中会生成单质铜和磷酸，写出该反应的离子方程式：______。 3．（2025-2026高二上·江苏无锡·阶段检测）I．臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42−和NO3−，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 (1)NO3−的空间构型为___________________(用文字描述)。 (2)基态Fe原子核外电子排布式为___________________________________。 (3)H2O分子中的键角________________SO42−离子中的键角(填“大于”、“等于”、“小于”)。 (4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=________________。 Ⅱ．含氮化合物有着重要的用途。 (5)已知：HNO3与TiCl3在一定条件下可以发生如下反应：3TiCl3+7HNO3+H2O=3TiO(NO3)2+NO↑+9HCl。上述方程式中涉及的元素中属于p区元素的是_________________________(填元素符号)。 (6)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被−NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应如下：N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)。若该反应中有4 mol N-H键断裂，则形成的σ键有__________mol。 (7)由C、H、N三种元素形成的一种有机物己二腈的结构简式为N≡C-CH2CH2CH2CH2-C≡N，则该物质中C原子的杂化方式为______________。 4．（2025-2026高一下·江苏南通·阶段检测）已知ABCDEF为短周期主族元素，G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。（用相应元素符号答题） 元素符号 元素性质或原子结构的相关叙述 A AF3的中心原子杂化方式为sp2 B 基态B原子的未成对电子数为2 C CF3的空间结构为三角锥 D 短周期Ⅰ1最小 E I1=578kJ/mol  I2=1817kJ/mol  I3=2745kJ/mol  I4=11575kJ/mol ··· F 最高正化合价与最低负化合价代数和为6 G 在周期表的第八列 (1)A在周期表中的位置为_____，属于______区的元素。最高价氧化物对应水化物的酸是H3AO3，在水溶液中能与水反应生成[A(OH)4]﹣而体现一元弱酸的性质，[A(OH)4]﹣中A的原子杂化类型为_______。 (2)基态C原子核外电子的空间运动状态有_______种。 (3)写出离子BC-的电子式：_______。 (4)CDEF中形成的简单离子中，离子半径最小的是________（填离子符号）。 (5)CF2-的空间结构为_______，键角比CF3______（大或小或相等） (6)Mn2+在水中难以被氧化，而G2+却易被氧化成G3+，请从离子的价层电子角度解释两离子的还原性差异_______。 1．（2026·山东·高考真题）下列分子空间构型相同的一组是 A．CO2、CS2 B．BF3、NF3 C．HCN、HClO D．SO3、PCl3 2．（2026·江西·高考真题）下列粒子的VSEPR模型为平面三角形且其空间结构为V形的是 A．SO2 B．CO2 C．BF3 D．OF2 3．（2026·湖北·高考真题）关于粒子的结构与性质，下列说法错误的是 A．PCl3和H3O+的空间结构均为三角锥形 B．O3和SO2的VSEPR模型相同，分子空间结构也相同 C．键角：F−S−F（SO2F2）<Cl−S−Cl（SO2Cl2） D．与都是非极性分子 4．（2026·重庆·高考真题）下列叙述正确的是 A．CH4和PH4+的键角相等 B．C=C的键能是C−C的两倍 C．CO2和SO2的VSEPR模型相同 D．BF3和NF3都是非极性分子 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 杂化轨道理论与分子空间构型推断 类型一 价层电子对数与VSEPR模型 1．D 2．C 3．D 4．C 类型二 杂化类型的判断 5．C 6．B 7．D 8．C 类型三 空间构型与键角 9．D 10．D 11．B 12．D 类型四 结构综合判断 13．B 14．A 15．B 16．B 1．(1) 四面体形 平面三角形 (2)BC (3)[B(OH)4]− (4)H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2O 2．(1) (2) sp3 10 (3)2 (4) 平面三角 大于 (5)PH3+4Cu2++4H2O=8H++H3PO4+4Cu 3．(1)平面(正)三角形 (2)[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2 (3)小于 (4)1：2 (5)N、O、Cl (6)5.5 (7)sp、sp3 4．(1) 第二周期第ⅢA族 p sp3 (2)5 (3) (4)Al3+ (5) V形 小 (6)Mn2+的价电子排布为3d5，为半充满的稳定结构，难以失去电子，Fe2+的价电子排布为3d6，失去1个电子可得到3d5半充满稳定结构，因此Fe2+更易被氧化 1．A 2．A 3．D 4．A 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 杂化轨道理论与分子空间构型推断 类型一 价层电子对数与VSEPR模型 1．（2025-2026高二下·江苏南通·阶段检测）关于反应2NCl3+3H2O=3HCl+N2↑+3HClO，下列说法正确的是 A．N2的电子式为： B．NCl3的VSEPR模型为三角锥形 C．H2O是由极性键构成的非极性分子 D．基态N原子的轨道表示式为 【答案】D 【解析】 A．N2分子中两个N原子形成三键后，每个N原子还剩余1对孤对电子，正确电子式为，选项缺少孤对电子，A错误； B．NCl3中心N原子的价层电子对数为3+（含3个σ键对+1个孤电子对），VSEPR模型为四面体形，分子空间构型才是三角锥形，B错误； C．H2O分子含O-H极性键，空间结构为V形，正负电荷中心不重合，属于极性分子，C错误； D．基态N原子原子序数为7，电子排布为1s22s22p3，根据洪特规则，2p轨道的3个电子分占3个轨道，自旋方向相同，轨道表示式和题图一致，D正确； 故选D。 2．（2026·江苏南通·模拟预测）下列化学用语或图示表达正确的是 A．H3O＋的VSEPR模型： B．基态Br原子的电子排布式：[Ar]4s24p5 C．Cl2的p-p σ键电子云轮廓图： D．用电子式表示CsCl的形成过程： 【答案】C 【解析】 A．H3O+中心O的价层电子对数=σ键数+孤电子对数，VSEPR模型包含孤电子对，应为四面体形，如图，A错误； B．Br是35号元素，基态原子核外电子排布式应为[Ar]3d104s24p5，B错误； C． Cl2中p−pσ键是两个p轨道沿键轴方向以头碰头方式重叠，重叠后的电子云轮廓图与图示一致，C正确； D．CsCl是离子化合物，电子式表示形成过程时，产物需要标出阴阳离子电荷、氯离子的括号，正确写法应为，D错误； 故选C。 3．（2025-2026高三上·山东济宁·期末）下列化学用语表述正确的是 A．SO32−的VSEPR模型： B．CaO2电子式： C．HCl的电子云轮廓图： D．基态Fe2+的价层电子排布图： 【答案】D 【解析】A．SO32−的价层电子对数为，故其VSEPR模型为四面体形，而不是图中的平面三角形，A错误； B．CaO2（过氧化钙）中离子构成为钙离子和过氧根离子，正确的电子式书写为，B错误； C．HCl中的极性共价键是1s和3p轨道头碰头形成的σ键，图中画的是p-p轨道头碰头形成的σ键，C错误； D．Fe元素是26号元素，价层电子排布式为3d64s2，Fe2+是失去两个电子形成的离子，从最外层电子开始丢失，则Fe2+价层电子排布式为3d6，价层电子排布图正确，D正确； 故选D。 4．（2025·江苏南京·模拟预测）下列化学用语或图示正确的 A．激发态H原子的轨道表示式： B．O3分子的球棍模型： C．SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： D．p-pπ键形成的轨道重叠示意图： 【答案】C 【解析】A．K能层只有1个能级1s，不存在1p能级，A错误； B．臭氧中心O原子的价层电子对数为，属于sp2杂化，有1个孤电子对，为V形分子，球棍模型为，B错误； C．SO2中硫原子的价层电子对数为，则SO2的VSEPR模型为平面三角形，即，C正确； D．p-pπ键形成的轨道重叠示意图为，D错误； 故选C。 类型二 杂化类型的判断 5．（2024-2025高一下·江苏无锡·期末）反应NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2↑+2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是 A．基态N原子的轨道表示式为 B．NH4Cl的电子式为 C．NO2−中N原子杂化类型为sp2 D．H2O的空间填充模型为 【答案】C 【解析】A．基态N原子核外电子排布为1s22s22p3，根据洪特规则，2p能级的3个电子应分占不同轨道且自旋平行，题给轨道表示式违反洪特规则，则基态N原子的轨道表达式为，A错误； B．NH4Cl为离子化合物，Cl−的电子式需要加中括号并标注最外层8个电子，其电子式为，B错误； C．NO2−中N原子的价层电子对数为，因此N原子杂化类型为sp2，C正确； D．题给模型为球棍模型，空间填充模型为，D错误； 故选C。 6．（2025-2026高二下·福建龙岩·期中）硼酸(H3BO3)可以用于医药和食品防腐等方面。硼酸是一种片层状结构的白色晶体，一元弱酸，靠结合水中的OH−使水电离而显酸性，其层状结构如图所示。下列说法不正确的是 A．H3BO3晶体在冷水中溶解度小，加热时溶解度会显著增大 B．1 mol H3BO3晶体含有6 mol氢键 C．硼酸分子中B的杂化方式为sp2杂化 D．硼酸电离方程式：H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]−+H+ 【答案】B 【解析】A．由于硼酸分子间形成氢键，故其溶于冷水时，与水分子形成的氢键数少，因此硼酸在冷水中的溶解度小，而加热时，硼酸分子间的氢键被破坏，有利于硼酸分子与水分子形成氢键，硼酸溶解度增大，故A正确； B．根据图示，1个硼酸分子形成了6个氢键，但每个氢键是2个硼酸分子共用的，所以平均含3个氢键，则含有1molH3BO3的晶体中有3mol氢键，故B错误； C．H3BO3中B原子只形成了3个单键，没有孤对电子，采取sp2杂化，故C正确； D．H3BO3为一元弱酸，因此硼酸在水中电离方程式为H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]−+H+，故D正确； 故答案选B。 7．（2025-2026高三上·江苏南京·期中）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。 下列说法不正确的是 A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能：C<O<N C．电负性：χ(B)<χ(C) D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 【答案】D 【解析】A．该晶体中，[C(NH2)3]+中N-H的H原子与[B(OCH3)4]−的O原子之间可形成氢键，结构中的虚线即为氢键作用，因此存在N-H⋯O氢键，A正确； B．同周期主族元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满的稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的O，因此基态原子第一电离能顺序为C<O<N，B正确； C．同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大，B和C为第二周期相邻元素，原子序数B<C，因此电负性χ(B)<χ(C)，C正确； D．[C(NH2)3]+为平面结构，其中N原子轨道杂化类型为sp2；[B(OCH3)4]−中B与4个O形成4个σ键、无孤电子对，杂化类型为sp3，O分别与B、C形成2个σ键、还有2对孤电子对，杂化类型为sp3，三者杂化类型不相同，D错误； 故选D。 8．（2026·江苏泰州·模拟预测）石墨与F2在450°C反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是 A．半径：r(C)<r(F) B．石墨与F2反应前后碳原子的杂化轨道类型不变 C．与石墨相比，(CF)x导电性减弱 D．1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键 【答案】C 【解析】A．C和F同周期，随着核电荷数增大，原子半径减小，则半径：r(C)>r(F)，A错误； B．反应前的石墨为层状结构，每个C原子与相邻3个C原子形成σ键，构成平面正六边形结构，C原子的价层电子对数为3，采取sp2杂化，剩余1个p轨道垂直于层平面，形成层内大π键，反应后的(CF)x从结构示意图可知，每个C原子与3个相邻C原子、1个F原子形成4个σ键，C原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，原有的p轨道与F原子成键，大π键被破坏，反应前后C原子的杂化轨道类型从sp2变为sp3，类型发生改变，B错误； C．由图可知，与石墨相比，(CF)x分子中碳原子均为饱和碳原子，分子中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，没有可以自由移动的电子，导电性减弱，C正确； D．由图可知，(CF)x分子中碳原子与3个碳原子形成碳碳共价键，每个碳碳键被2个碳原子共用，与1个氟原子形成共价键，则1mol(CF)x分子中含有共价单键，D错误； 故选C。 类型三 空间构型与键角 9．（2025-2026高一下·江苏扬州·期末）Cl2和NH3发生反应：3Cl2+8NH3=6NH4Cl(白烟)+N2。下列说法正确的是 A．Cl2的电子式： B．NH3的空间构型是平面三角形 C．NH4Cl只含有共价键 D．该反应可用于检查Cl2是否泄漏 【答案】D 【解析】 A．Cl2的电子式为，A错误； B．NH3中心氮原子价层电子对数为，含1对孤电子对，空间构型为三角锥形，不是平面三角形，B错误； C．NH4Cl中NH4+与Cl−之间存在离子键，NH4+中N与H之间存在共价键，既含离子键又含共价键，并非只含共价键，C错误； D．该反应生成白色NH4Cl固体，有明显白烟现象，可用于检查Cl2是否泄漏，D正确； 答案选D。 10．（2025·江苏·模拟预测）S和Se是同一主族元素。下列说法正确的是 A．H2S的电子式为 B．SeO32−的空间构型是平面三角形 C．S6、S8、S12等硫单质互为同分异构体 D．1molH2SeO3中含有5mol σ键 【答案】D 【解析】 A．H₂S是共价化合物，电子式应为，A错误； B．SeO32−中中心原子Se的价层电子对数=(6+2)/2=4（6为Se价电子数，2为负电荷），含1对孤对电子，空间构型为三角锥形，B错误； C．S6、S8、S12均为硫元素组成的不同单质，互为同素异形体，同分异构体针对分子式相同的化合物，C错误； D．H2SeO3结构中含2个O-H σ键、2个Se-O（羟基）σ键和1个Se=O σ键，共5个σ键，1mol中含5mol σ键，D正确； 故选D。 11．（2026·江苏镇江·二模）工业制取CaO2的主要反应为CaCl2+H2O2+2NH3⋅H2O+6H2O=CaO2⋅8H2O+2NH4Cl。下列说法正确的是 A．H2O2为非极性分子 B．H2O的空间填充模型为 C．NH3的空间构型为正四面体 D．NH4Cl的电子式为 【答案】B 【解析】A．H2O2是书页形结构，分子不对称，正负电荷中心不重合，属于极性分子，A错误； B．H2O分子空间构型为V形，且氧原子半径大于氢原子半径，题图的空间填充模型符合H2O的结构特点，B正确； C．NH3中心N原子有1个孤电子对和3个成键电子对，空间构型为三角锥形，不是正四面体，C错误； D．NH4Cl是离子化合物，电子式中Cl−的最外层8个电子需要全部标出，正确的电子式为，D错误； 故选B。 12．（2025-2026高三上·江苏苏州·阶段检测）反应11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4可用于处理不慎沾到皮肤上的白磷。下列说法正确的是 A．P4分子中的键角为109∘28′ B．S2−的结构示意图为 C．H2O的VSEPR模型为V形 D．基态Cu2+的价层电子排布式为3d9 【答案】D 【解析】A．P4为正四面体构型，P位于正四面体的顶点，其键角应该为60°，不为109∘28′，A错误； B．S2−的结构示意图最外层应该为8电子，而不是题中的6电子，B错误； C．H2O中O原子价层电子对数为，O为sp3杂化，其VSEPR模型为四面体形，不为V形，C错误； D.基态Cu的价层电子排布式为3d104s1,则基态Cu2+的价层电子排布式为3d9，D正确； 故答案选D。 类型四 结构综合判断 13．（2026·江苏镇江·一模）反应：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，可测定菠菜中草酸含量。下列说法正确的是 A．H2C2O4分子中含有s−pπ键 B．SO42−的空间构型为正四面体形 C．H2O为非极性分子 D．CO2的电子式为 【答案】B 【解析】 A．H2C2O4的结构式为，含碳氧双键，s轨道不能形成π键，形成的是p−pπ键，故A错误； B．SO42−的中心原子S的价层电子对数为，无孤电子对，因此SO42−的空间构型为正四面体形，故B正确； C．H2O中σ键数为2，孤电子对数为2，则价层电子对数=2+2=4，为V形结构，因此水是结构不对称的极性分子，故C错误； D．CO2是共价化合物，其结构式为O=C=O，碳原子和每个氧原子间共用两对电子，电子式为，故D错误； 故答案选B。 14．（2026·江苏泰州·模拟预测）利用反应2HCl+Cs2CO3=2CsCl+H2O+CO2↑可制备CsCl。下列说法正确的是 A．HCl中含s−pσ键 B．CO32−的空间构型为三角锥形 C．基态O的价电子排布图为   D．CO2的电子式为   【答案】A 【解析】A．HCl分子中，H的未成对电子在1s轨道，Cl的未成对电子在3p轨道，两轨道头碰头重叠形成s−pσ键，A正确； B．CO32−中心C原子的价层电子对数，无孤电子对，空间构型为平面正三角形，不是三角锥形，B错误； C．基态O原子价电子排布为2s22p4，正确的价电子排布图为，C错误； D．CO2中C原子最外层4个电子全部参与成双键，没有孤电子对，正确的电子式为，D错误； 故选A。 15．（2025-2026高二上·江苏宿迁·期中）S和Se是同一主族元素。下列说法正确的是 A．H2S为含有极性键的非极性分子 B．SeO32−的空间构型是三角锥形 C．S2、S4、S6等硫单质互为同位素 D．1molH2SeO3中含有6molσ键 【答案】B 【解析】A．H2S分子中S-H键为极性键，但分子呈V形结构，因此H2S是极性分子，A错误； B．SeO32−中Se的价层电子对数为3+1=4，空间构型为三角锥形，B正确； C．S2、S4、S6是硫的同素异形体，同位素是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子，C错误； D．H2SeO3分子中有2个O-H键、2个Se-O单键和1个Se=O双键，分子中共5个σ键，1 mol H2SeO3含5 mol σ键，D错误； 故选B。 16．（2025-2026高三上·江苏苏州·阶段检测）火箭燃料偏二甲肼(C2H8N2)燃烧时发生反应：C2H8N2+2N2O4=3N2+4H2O+2CO2。下列说法正确的是 A．C2H8N2的结构简式为 B．CO2是含有极性键的非极性分子 C．H2O分子的VSEPR模型为V形 D．N2O4分子中N的化合价为+2 【答案】B 【解析】 A．N原子能形成3个共价键，偏二甲肼C2H8N2的结构简式为，故A错误；     B．CO2的空间构型为直线型，是含有极性键的非极性分子，故B正确； C．H2O分子中O原子价电子对数为4，VSEPR模型为正四面体形，故C错误； D．N2O4分子O元素化合价为-2价，根据化合价代数和等于0，N的化合价为+4，故D错误； 选B。 1．（2025-2026高二上·江苏宿迁·阶段检测）很多非金属氯化物都能和水发生化学反应。其中NCl3、BCl3分别与水反应的机理示意图如下： (“··”代表N的一对孤对电子) (“□”代表B的2p空轨道) 回答下列问题： (1)NCl3、BCl3的VSEPR模型名称分别是__________形、__________形。 (2)下列说法正确的是__________(填序号)。 A．NCl3、BCl3与水反应的机理相同 B．[B(OH)4]−中的B是sp3杂化 C．推测SiCl4与水反应的产物为Si(OH)4和HCl (3)BCl3与水反应的产物之一B(OH)3是一元弱酸，其在水溶液中的电离可表示如下：B(OH)3+H2O⇌__________+H+(补充写出所缺阴离子的化学式)。 (4)已知PCl3与水反应的最终产物亚磷酸(H3PO3)的结构简式为(二元酸)。写出H3PO3与足量NaOH溶液反应的化学方程式：__________。 【答案】(1) 四面体形 平面三角形 (2)BC (3)[B(OH)4]− (4)H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2O 【解析】（1）NCl3中中心原子N的价层电子对数为，故其VSEPR模型为四面体形；BCl3中中心原子B的价层电子对数为，故其VSEPR模型为平面三角形。 （2）A．由机理图可知，NCl3水解时N的孤电子对进攻H2O中的H，而BCl3水解时H2O中O的孤电子对进攻B的空轨道，两者的反应机理不同，A错误； B．[B(OH)4]−中B形成4个σ键，没有孤对电子，属于sp3杂化，B正确； C．SiCl4的水解类似于BCl3，由于Si有3d空轨道，可接受水分子的孤电子对，发生水解生成Si(OH)4和HCl，C正确； 故答案选BC。 （3）B(OH)3是一元弱酸，结合水电离出的OH−形成配离子[B(OH)4]−，并释放出H+，电离方程式为：B(OH)3+H2O⇌[B(OH)4]−+H+。 （4）根据H3PO3的结构简式可知，分子中含有2个与O相连的H，属于二元酸，与足量NaOH反应生成Na2HPO3，化学方程式为：H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2O。 2．（2023-2024高二上·江苏南京·开学考试）氮、磷元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。回答下列问题：磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题： (1)基态磷原子的价层轨道表示式为_______。 (2)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图所示。 ①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_______。 ②每个P4S3分子中孤电子对的数目为_______。 (3)与N同周期的元素中第一电离能比N大的元素有_______种。 (4)三硝基胺N(NO2)3(其结构为)是一种新型的火箭燃料，因硝基吸电子能力强，中心N原子上无孤电子对，则中心N原子与三个硝基中的N原子构成_______形。硝酰正离子与硝酰负离子的键角NO2+_______NO2−(填“大于”、“小于”、“等于”)。 (5)磷化氢具有强的还原性，通入硫酸铜溶液中会生成单质铜和磷酸，写出该反应的离子方程式：______。 【答案】(1) (2) sp3 10 (3)2 (4) 平面三角 大于 (5)PH3+4Cu2++4H2O=8H++H3PO4+4Cu 【解析】（1） P是15号元素，根据构造原理可知：基态磷原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p3，其价电子排布式是3s23p3，则基态磷原子的核外价层电子排布图为。故答案为：； （2）①根据图示可知在P4S3分子中，每个S原子形成2个S-P键，每个S原子上还有2个孤电子对，其价层电子对数是4，所以S原子杂化类型是sp3杂化；故答案为：sp3； ②每个P4S3分子中P原子最外层有5个电子，3个成单电子，1个孤电子对。根据图示可知：在P4S3分子中每个P原子形成3个P-S键，P原子上还含有1个孤电子对、每个S原子含有2个孤电子对，所以每个P4S3分子中含有孤电子对数目是4+2×3=10个，故答案为：10； （3）一般情况下同一周期元素，原子序数越大，元素的第一电离能就越大，但当元素处于第ⅡA、第ⅤA元素时，原子核外电子处于轨道的全满、半满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素。N、O是第二周期元素，N是第ⅤA元素，O是第ⅥA元素，所以第一电离能：N＞O；与N同周期的元素中第一电离能比N大的元素有F、Ne，2种。故答案为：2； （4） 三硝基胺N(NO2)3(其结构为)是一种新型的火箭燃料，因硝基吸电子能力强，中心N原子上无孤电子对，由结构可推出中心N原子采用sp2杂化，则中心N原子与三个硝基中的N原子构成平面三角形。NO2+的价层电子对数为2，中心原子采用sp杂化，NO2−的价层电子对数为3，中心原子采用sp2杂化，硝酰正离子与硝酰负离子的键角NO2+大于NO2−。故答案为：平面三角形；大于； （5）磷化氢具有强的还原性，通入硫酸铜溶液中会生成单质铜和磷酸，根据得失电子数守恒和质量守恒来可知反应方程式为：PH3+4Cu2++4H2O=8H++H3PO4+4Cu。故答案为：PH3+4Cu2++4H2O=8H++H3PO4+4Cu。 3．（2025-2026高二上·江苏无锡·阶段检测）I．臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42−和NO3−，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 (1)NO3−的空间构型为___________________(用文字描述)。 (2)基态Fe原子核外电子排布式为___________________________________。 (3)H2O分子中的键角________________SO42−离子中的键角(填“大于”、“等于”、“小于”)。 (4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=________________。 Ⅱ．含氮化合物有着重要的用途。 (5)已知：HNO3与TiCl3在一定条件下可以发生如下反应：3TiCl3+7HNO3+H2O=3TiO(NO3)2+NO↑+9HCl。上述方程式中涉及的元素中属于p区元素的是_________________________(填元素符号)。 (6)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被−NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应如下：N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)。若该反应中有4 mol N-H键断裂，则形成的σ键有__________mol。 (7)由C、H、N三种元素形成的一种有机物己二腈的结构简式为N≡C-CH2CH2CH2CH2-C≡N，则该物质中C原子的杂化方式为______________。 【答案】(1)平面(正)三角形 (2)[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2 (3)小于 (4)1：2 (5)N、O、Cl (6)5.5 (7)sp、sp3 【解析】（1）NO3−中心原子N的价层电子对数为，且无孤电子对，故其空间构型为平面三角形； （2）Fe是26号元素，根据构造原理，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2； （3）H2O中O原子采用sp3杂化，含有两对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，键角小于109°28'；SO42−中S原子采用sp3杂化，无孤电子对，为正四面体结构，键角为109°28'。因此H2O分子中的键角小于SO42−离子中的键角； （4）N2分子中存在N≡N三键，一个三键由1个σ键和2个π键构成，因此σ键与π键的数目比为1:2； （5）反应涉及的元素有Ti、Cl、H、N、O。其中Ti属于d区，H属于s区，N、O、Cl分别位于第VA、VIA、VIIA族，均属于p区元素； （6）1个N2H4分子中含有4个N−H键，断裂4mol N−H键即消耗1mol N2H4。根据化学方程式，消耗1mol N2H4时生成1.5mol N2和2mol H2O。1个N2分子中含有1个σ键，1个H2O分子中含有2个σ键，故形成的σ键总数为1.5mol×1+2mol×2=5.5mol； （7）己二腈分子中，-CH2-上的碳原子形成4个单键，采用sp3杂化；−C≡N上的碳原子形成1个单键和1个三键，采用sp杂化。 4．（2025-2026高一下·江苏南通·阶段检测）已知ABCDEF为短周期主族元素，G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。（用相应元素符号答题） 元素符号 元素性质或原子结构的相关叙述 A AF3的中心原子杂化方式为sp2 B 基态B原子的未成对电子数为2 C CF3的空间结构为三角锥 D 短周期Ⅰ1最小 E I1=578kJ/mol  I2=1817kJ/mol  I3=2745kJ/mol  I4=11575kJ/mol ··· F 最高正化合价与最低负化合价代数和为6 G 在周期表的第八列 (1)A在周期表中的位置为_____，属于______区的元素。最高价氧化物对应水化物的酸是H3AO3，在水溶液中能与水反应生成[A(OH)4]﹣而体现一元弱酸的性质，[A(OH)4]﹣中A的原子杂化类型为_______。 (2)基态C原子核外电子的空间运动状态有_______种。 (3)写出离子BC-的电子式：_______。 (4)CDEF中形成的简单离子中，离子半径最小的是________（填离子符号）。 (5)CF2-的空间结构为_______，键角比CF3______（大或小或相等） (6)Mn2+在水中难以被氧化，而G2+却易被氧化成G3+，请从离子的价层电子角度解释两离子的还原性差异_______。 【答案】(1) 第二周期第ⅢA族 p sp3 (2)5 (3) (4)Al3+ (5) V形 小 (6)Mn2+的价电子排布为3d5，为半充满的稳定结构，难以失去电子，Fe2+的价电子排布为3d6，失去1个电子可得到3d5半充满稳定结构，因此Fe2+更易被氧化 【分析】已知F是短周期主族元素，最高正化合价与最低负化合价代数和为6，设最高正价为x，最低负价为x−8，则x+(x−8)=6，解得x=+7，说明F是第ⅦA族短周期元素，因此F为Cl，AF3中心原子杂化方式为sp2，说明中心原子价层电子对数为3，无孤对电子，说明A的价电子数为3，且A原子序数最小，只有硼符合，因此A为B，已知CF3的空间结构为三角锥形，说明中心C的价层电子对数为4，含1对孤电子，说明中心原子价电子数为5，且原子序数大于B、小于Cl，所以C为N，基态B原子的未成对电子数为2，原子序数介于B和N之间，故B为C，D为短周期元素，且原子序数大于N、小于Cl，短周期第一电离能最小的主族元素是Na，所以D是Na，由表中E的数据可知，I4远大于I3，说明E原子最外层有3个电子，失去3个电子后达到稳定结构，第4个电子极难失去，原子序数介于Na和Cl之间，故E为Al，G为第四周期元素，位于周期表第8列，第8列元素为Ⅷ族元素，第四周期第8列的元素为Fe，综上可知A~G依次是B、C、N、Na、Al、Cl、Fe，据此分析： 【解析】（1）由分析可知，A为B，B原子序数为5，在周期表中位于第二周期第ⅢA族，最后一个电子填充在p轨道，属于p区，[B(OH)4]−中B形成4个σ键，无孤电子对，价层电子对数为4，故为sp3杂化； （2）由分析可知，C是N，N核外电子的空间运动状态数等于核外轨道数，N核外电子排布为1s22s22p3，共有1+1+3=5个轨道，故空间运动状态共5种； （3）由分析可知，BC−为CN−，碳氮之间形成三键，最外层满足8电子稳定结构，带1个单位负电荷，其电子式为； （4）由分析可知，C、D、E、F的简单离子分别为N3−、Na+、Al3+、Cl−，Cl−电子层数最多半径最大，N3−、Na+、Al3+，电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故半径最小的是Al3+； （5）由分析可知，CF2−为NCl2−，中心N的价层电子对数为，空间结构为V形，NCl3中心N只有1对孤对电子、价层电子对数为4，中心原子均为sp3杂化，孤对电子对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力，孤对越多键角越小，故NCl2−键角比NCl3小； （6）Mn2+的价电子排布为3d5，为半充满的稳定结构，难以失去电子，Fe2+的价电子排布为3d6，失去1个电子可得到3d5半充满稳定结构，因此Fe2+更易被氧化。 1．（2026·山东·高考真题）下列分子空间构型相同的一组是 A．CO2、CS2 B．BF3、NF3 C．HCN、HClO D．SO3、PCl3 【答案】A 【解析】A．CO2的中心原子碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为直线形；CS2的中心原子碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为直线型，二者空间构型相同，A符合题意； B．BF3的中心原子硼原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为平面三角形；NF3的中心原子氮原子的价层电子对数为，孤电子对数为1，分子空间构型为三角锥形，二者空间构型不同，B不符合题意； C．HCN的中心原子碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为直线形；HClO的中心原子氧原子的价层电子对数为，孤电子对数为2，分子空间构型为角形，二者空间构型不同，C不符合题意； D．SO3的中心原子硫原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为平面三角形；PCl3的中心原子磷原子的价层电子对数为，孤电子对数为1，分子空间构型为三角锥形，二者空间构型不同，D不符合题意； 故选A。 2．（2026·江西·高考真题）下列粒子的VSEPR模型为平面三角形且其空间结构为V形的是 A．SO2 B．CO2 C．BF3 D．OF2 【答案】A 【解析】A．SO2中心原子S的价层电子对数为，VSEPR模型为平面三角形，含1对孤电子对，空间结构为V形，A符合题意； B．CO2中心原子C的价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型和空间结构均为直线形，B不符合题意； C．BF3中心原子B的价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型和空间结构均为平面三角形，C不符合题意； D．OF2中心原子O的价层电子对数为，含2对孤电子对，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，D不符合题意； 故选A。 3．（2026·湖北·高考真题）关于粒子的结构与性质，下列说法错误的是 A．PCl3和H3O+的空间结构均为三角锥形 B．O3和SO2的VSEPR模型相同，分子空间结构也相同 C．键角：F−S−F（SO2F2）<Cl−S−Cl（SO2Cl2） D．与都是非极性分子 【答案】D 【解析】A．PCl3中心P价层电子对数为，含1对孤对电子，空间结构为三角锥形；H3O+中心O价层电子对数为，含1对孤对电子，空间结构也为三角锥形，A正确； B．O3和SO2中心原子价层电子对数均为3，含1对孤对电子，VSEPR模型均为平面三角形，分子空间结构均为V形，B正确； C．SO2F2和SO2Cl2中S均为sp3杂化，F电负性大于Cl，S−F键成键电子对更远离中心S，成键电子对间斥力更小，故键角F−S−F <Cl−S−Cl，C正确； D．乙烯结构对称，为非极性分子；图2为顺-1,2-二氯乙烯，正负电荷中心不重合，为极性分子，不是非极性分子，D错误； 故选D。 4．（2026·重庆·高考真题）下列叙述正确的是 A．CH4和PH4+的键角相等 B．C=C的键能是C−C的两倍 C．CO2和SO2的VSEPR模型相同 D．BF3和NF3都是非极性分子 【答案】A 【解析】A．CH4中心C原子价层电子对数为4，无孤电子对，为正四面体结构；PH4+中心P原子价层电子对数为，无孤电子对，也为正四面体结构，二者键角均为109°28′，键角相等，A正确； B．C=C中含1个σ键和1个π键，π键键能小于σ键，故C=C键能小于C-C键能的两倍，B错误； C．CO2中心C价层电子对数为2，VSEPR模型为直线形；SO2中心S价层电子对数为=3，VSEPR模型为平面三角形，二者模型不同，C错误； D．BF3中心B原子价层电子对数为=3，且不含孤电子对，为平面正三角形结构，正负电荷中心重合，是非极性分子；NF3中心N原子价层电子对数为=4，且含1个孤电子对，为三角锥形结构，正负电荷中心不重合，是极性分子，D错误； 故选A。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $