2.2分子空间结构

2.2分子空间结构分子结构的测定分子结构的确定有化学方法与物理方法化学方法：利用有机物官能团的特征反应以确定该化合物所含官能团，该方法比较麻烦、耗时和消耗

较多样品物理方法：样本量少、速度快、准确，甚至确定分子的三维空间结构质谱法：利用质谱仪测定分子的相对分子质量，原理是质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等离子红外光谱法核磁共振氢谱多样的分子空间结构概念：多原子分子中存在原子的几何学关系和形状，即所谓“分子的空间结构”。分子类型化学式空间结构结构式键角空间填充模型球棍模型三原子分子CO2直线形O=C=O180°H2OV形eqo\ac(\s\up11(),\s\do4(H))eq\a(,／)O\a(,＼)eqo\ac(\s\up11(),\s\do4(H))105°四原子分子CH2O平面三角形eq\s\do11(O=C\a(／,＼))eq\o(\o\al(H,\s\do11(),\s\do22(H)))约120°NH3三角锥形eq\s\do4(H)o\ac(\s\up11(N),\s\do7(|),\s\do22(H))＼\s\do4(H)107°五原子分子CH4正四面体形eq\s\do4(H)o\ac(\s\up11(C),\s\up18(|),\s\up28(H),\s\do7(|),\s\do22(H))＼\s\do4(H)109°28′三．价层电子互斥模型1.价层电子对互斥模型的基本内容分子中的中心原子的价电子对（包括成键电子对和孤对电子对）由于相互排斥作用，尽可能趋向于彼此远离当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子斥力最小，尽可能采取对称结构当中心原子的价电子部分参与成键时，未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力不同，从而影响分子的空间结构电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小成键电子对之间的斥力由大到小的顺序：三键三键>三键双键>双键双键>双键单键>单键单键含孤电子对的斥力由大到小的顺序：孤电子对孤电子对>孤电子对单键>单键单键2.中心原子上的孤电子对数的计算：中心原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(a－xb)①a表示中心原子的价电子数eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(对主族元素：a＝最外层电子数；,对于阳离子：a＝价电子数－离子所带电荷数；,对于阴离子：a＝价电子数＋离子所带电荷数。))②x表示与中心原子结合的原子数。③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。3、价层电子对互斥理论判断分子空间构型的具体方法价层电子对数目电子对排布方式电子对的空间构型（VSEPR模型）孤电子对数分子的立体结构常见实例2直线形0直线形CO21直线形3平面三角形0正三角形BF31V形SO22直线形4空间四面体0正四面体CH41三角锥NH32V形H2O3直线形ClO—5三角双锥0三角双锥PCl51变形四面体SF42T形BrF33直线形XeF24直线形6正八面体0正八面体SF61四角锥IF52正方形XeF4四、杂化轨道理论：杂化轨道理论是一种价键理论，是Pauling为了解释分子的立体结构提出的1、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，由于原子的相互影响，中心原子若干不同类型、能量相近的“原子轨道”会混合起来，重新组合成一组新的轨道，这种轨道重新组合的过程叫做“杂化”；所形成的新轨道就称为“杂化轨道”2、杂化结果：重新分配能量和空间，组成成分和能量都相等且成键能力更强的原子轨道。3、杂化轨道理论要点(1)能量相近的原子轨道发生“杂化”(2)“杂化”时保持轨道总数不变(3)杂化轨道总是用于构建分子的σ键，实现最大重叠(4)杂化轨道呈“对称”分布，确保相互间斥力最小4、杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程5、常见杂化轨道的类型(1)sp3杂化：sp3杂化轨道表示由1个s轨道与3个p轨道杂化而得，sp3杂化得到夹角为109°28′的正四面体形杂化轨道。如CH4(2)sp2杂化：sp2杂化轨道表示由1个s轨道与2个p轨道杂化而得，sp2杂化得到三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。如BF3(3)sp杂化：sp杂化轨道是由1个s轨道与1个p轨道杂化而得的，sp杂化得到轨道间的夹角为180°的直线形杂化轨道。如CO2题型一中心原子杂化形式【例1】（2023秋·高二课时练习）中心原子采取sp杂化的分子是A．NH3 B．BeCl2 C．PCl3 D．H2O【答案】B【解析】A．NH3中心原子N原子价层电子对数：，杂化轨道数为4，杂化类型sp3杂化，故A不符合题意；B．BeCl2中心原子Be原子价层电子对数：，杂化轨道数为2，杂化类型sp杂化，故B符合题意；C．PCl3中心原子P原子价层电子对数：，杂化轨道数为4，杂化类型sp3杂化，故C不符合题意；D．H2O中心原子O原子价层电子对数：，杂化轨道数为4，杂化类型sp3杂化，故D不符合题意；答案选D。【变式】1．（2023春·西藏拉萨·高二统考期末）下列中心原子采用杂化的是A． B． C． D．【答案】D【解析】A．为直线型分子，中心原子的杂化方式为杂化，A错误；B．为三角锥形，中心原子的杂化方式为杂化，B错误；C．含有4个键，没有孤电子对，中心原子的杂化方式为杂化，C错误；D．为平面三角形，中心原子采用杂化，D正确；故选D。2．（2023春·甘肃白银·高二甘肃省靖远县第一中学校考期末）下列分子的中心原子是sp杂化的是A． B． C． D．【答案】B【解析】A．中硫原子采用sp3杂化，A不符合题意；B．中碳原子采用sp杂化，B符合题意；C．中氮原子采用sp3杂化，C不符合题意；D．中碳原子采用sp3杂化，D不符合题意；故选B。3（2023春·云南保山·高二校联考阶段练习）下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是A．CH3CH2CH3 B．CH3—CCH C．CH3CHO D．CHCH【答案】B【解析】A．CH3CH2CH3碳原子只有sp3杂化，A错误；B．CH3—C≡CH中三键碳为sp、单键碳为sp3，B正确；C．CH3CHO中醛基碳为sp2、单键碳为sp3杂化，C错误；D．CH≡CH中碳原子只有sp杂化，D错误；故选B。题型二分子空间结构【例2】（2023春·云南保山·高二云南省保山第一中学校考期末）下列分子的空间构型是直线形的是A．CH4 B．C2H2 C．BF3 D．H2O【答案】B【解析】A．甲烷分子中碳为sp3杂化，是正四面体形，A不符合题意；B．乙炔分子中碳为sp杂化，是直线形，B符合题意；C．BF3中B为sp2杂化，是平面三角形，C不符合题意；D．H2O分子中中心O原子价层电子对数为2+=4，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2对孤电子对，所以H2O分子是V形分子，D不符合题意；故选B。【变式】1．（2022春·浙江嘉兴·高二校联考期中）下列分子的空间结构为平面三角形的是A．H2O B．C2H4 C．BCl3 D．PCl3【答案】C【解析】A．H2O中的中心原子O为sp3杂化，为V形结构，A错误；B．C2H4中的碳原子为sp2杂化，为平面结构，B错误；C．BCl3中的中心原子B为sp2杂化，为平面三角形，C正确；D．PCl3中的中心原子P为sp3杂化，为三角锥形，D错误；故选C。2．（2023春·吉林·高二校联考期末）下列分子或离子中心原子的杂化方式和空间结构均判断错误的是A．、直线形 B．、V形C．、三角锥形 D．、平面形【答案】C【解析】A．HCN的中心原子为碳原子，碳原子的杂化方式为sp杂化，分子呈直线形，A项正确；B．的中心原子为氧原子，氧原子的杂化方式为杂化，分子呈V形，B项正确；C．的中心原子为硅原子，硅原子的杂化方式为杂化，离子呈平面三角形，C项错误；D．的中心原子为碳原子，碳原子的杂化方式为杂化，分子呈平面形，D项正确；故选：C。3．（2023春·广东惠州·高二惠州市惠阳高级中学实验学校校考阶段练习）下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是A．CO2与C6H6 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4【答案】B【解析】A．CO2分子中，C原子采用sp杂化；C6H6分子中，C原子采用sp2杂化，A不符合题意；B．CH4和NH3分子中C、N原子均采用sp3杂化，B符合题意；C．BeCl2分子中Be原子为sp杂化，BF3分子中B原子为sp2杂化，C不符合题意；D．C2H2分子中C原子为sp杂化，C2H4分子中C原子为sp2杂化，D不符合题意。故选B。题型三VSEPR模型【例31】（2023春·北京西城·高二统考期末）下列分子或离子中，VSEPR模型和空间结构一致的是A． B． C． D．【答案】B【解析】A．H2O中心原子中氧原子的价层电子对数为2+=4，氧原子采取sp3杂化，H2O的VSEPR模型为四面体形，有2个孤对电子，空间结构为V形，二者不一致，A错误；B．中心原子中氮原子的价层电子对数为，氮原子采取sp3杂化，的VSEPR模型为四面体形，有0个孤对电子，空间结构为四面体形，二者一致，B正确；C．SO2分子中S原子的价层电子对数为2+=3，其VSEPR模型为平面三角形，含有1对孤电子对，则SO2的空间结构为V形，二者不一致，C错误；D．NH3中心原子N周围的价层电子对数为：=4，其VSEPR模型为四面体形，且有一对孤电子对，故其空间结构为三角锥形，二者不一致，D错误；故选B。【例32】（2023秋·高二课前预习）分子空间构型(1)孤电子对数=0的分子空间构型价电子对数价电子对的几何构型分子的空间构型实例(2)孤电子对、成键电子对之间斥力大小的顺序为：之间的斥力＞之间的斥力＞之间的斥力。(3)填写下表：分子价电子对数成键电子对数孤电子对数分子的空间构型键角同类型分子CH4109.5°NH3107.3°H2O104.5°【答案】(1)直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体结构正四面体结构(2)孤电子对与孤电子对孤电子对与成键电子对成键电子对与成键电子对(3)440正四面体SiH4、CCl4431三角锥NF3、PCl3422V形H2S、SCl2【解析】（1）CO2分子的价层电子对数为2+=2，无孤对电子，故其价电子对的几何构型是直线形，分子的空间构型是直线形；BeCl2分子的价层电子对数为2+=2，无孤对电子，故其价电子对的几何构型是直线形，分子的空间构型是直线形；CS2分子的价层电子对数为2+=2，无孤对电子，故其价电子对的几何构型是直线形，分子的空间构型是直线形；BF3分子的价层电子对数为3+=3，无孤对电子，故其价电子对的几何构型是平面三角形，分子的空间构型是平面三角形；SO3分子的价层电子对数为3+=3，无孤对电子，故其价电子对的几何构型是平面三角形，分子的空间构型是平面三角形；CH4分子的价层电子对数为4+=4，无孤对电子，故其价电子对的几何构型是正四面体形，分子的空间构型是正四面体形；CCl4分子的价层电子对数为4+=4，无孤对电子，故其价电子对的几何构型是正四面体形，分子的空间构型是正四面体形；（2）在物质分子中，孤电子对与成键电子对之间存在排斥力，且孤电子对与孤电子对之间及成键电子对与成键电子对之间也都存在排斥力，孤电子对、成键电子对之间斥力大小的顺序为：孤电子对与孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对与成键电子对之间的斥力；（3）CH4分子中C原子结合了4个H原子，其价层电子对数为4+=4，其中价电子对数是4，成键电子对数是4，孤电子对数是0，分子的空间构型是正四面体形，键角是109.5°，其同类型分子有SiH4、CCl4；NH3分子中N原子结合了3个H原子，其价层电子对数为3+=4，其中价电子对数是4，成键电子对数是3，孤电子对数是1，分子的空间构型是三角锥形，键角是107.3°，其同类型分子有NF3、PCl3；H2O分子中O原子结合了2个H原子，其价层电子对数为2+=4，其中价电子对数是4，成键电子对数是2，孤电子对数是2，分子的空间构型是V形，键角是104.5°，其同类型分子有H2S、SCl2。【变式】1．（2023秋·高二课前预习）填空：(1)CO2中的C为杂化，分子的结构式为，空间构型为。(2)BCl3中的B为杂化，分子的结构式为，空间构型为。(3)AsH3中的As为杂化，分子的结构式为，空间构型为。【答案】(1)spO=C=O直线形(2)sp2

平面三角形(3)sp3

三角锥形【解析】（1）CO2的中心原子C的价层电子对数为，故C原子为sp杂化，空间构型为直线形，分子的结构式为O=C=O。（2）BCl3的中心原子B的价层电子对数为，则B为sp2杂化，空间构型为平面三角形，分子的结构式为

。（3）AsH3的中心原子As的价层电子对数为，则As为sp3杂化，空间构型为三角锥形，分子的结构式为

。2．（2023秋·高二课前预习）H2O分子的空间构型(1)杂化轨道类型：O原子上的1个2s轨道与3个2p轨道混合，形成4个化轨道，杂化轨道的空间构型是。(2)成键情况：O原子的2个杂化轨道分别与H原子的轨道重叠，形成2个键，对孤电子对没有参加成键。(3)空间构型：由于孤电子对—成键电子对的排斥作用成键电子对—成键电子对作用，使键角109°28'。H2O分子的空间构型为，键角为104°30'。【答案】(1)sp3正四面体形(2)sp31sσ2(3)大于小于V形【解析】（1）由题干图示信息结合杂化轨道理论可知，杂化轨道类型：O原子上的1个2s轨道与3个2p轨道混合，形成4个sp3化轨道，杂化轨道的空间构型是正四面体形，故答案为：sp3；正四面体形；（2）由题干图示信息可知，H2O中的成键情况：O原子的2个sp3杂化轨道分别与H原子的1s轨道重叠，形成2个σ键，另有2对孤电子对没有参加成键，故答案为：sp3；1s；σ；2；（3）根据价层电子对互斥理论可知，空间构型：由于孤电子对—成键电子对的排斥作用大于成键电子对—成键电子对作用，使键角小于109°28'。H2O分子的空间构型为V形，键角为104°30'，故答案为：大于；小于；V形。3．（2023春·安徽亳州·高二亳州二中校考期末）价电子对互斥(简称VSEPR)理论可用于预测简单分子的空间结构。请回答下列问题：(1)利用价电子对互斥理论推断下列分子或离子的空间结构：①HCN；②；③；④；⑤HCHO；(2)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据图所示的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：A：；B：。(3)按要求写出第2周期非金属元素组成的中性分子的化学式：平面形分子，三角锥形分子，四面体形分子。【答案】(1)直线形V形直线形V形平面三角形(2)(3)【解析】（1）①HCN中C原子形成4个共价键，有2个σ键，无孤电子对，价电子对数为2，空间构型为直线形；②中S原子价电子对数为4，有2个孤电子对，空间构型为V形；③中N原子价电子对数为2，无孤电子对，空间构型为直线形；④中N原子价电子对数为3，有1个孤电子对，空间构型为V形；⑤HCHO中C原子形成4个共价键，有3个σ键，无孤电子对，价电子对数为3，空间构型为平面三角形；（2）A中CH键的夹角为120℃，A为平面结构，可知C原子价电子对数为3，无孤电子对，则A的化学式为；B中CH键的夹角小于120℃，A三角锥结构，可知C原子价电子对数为4，有1个孤电子对，则A的化学式为。（3）第2周期非金属元素组成的中性分子的化学式：平面形分子中中心原子价电子对数为3，该分子是BF3，三角锥形分子中中心原子价电子对数为4，有1个孤电子对，该分子是NF3；四面体形分子中中心原子价电子对数为4，无孤电子对，该分子是CF4。题型四杂化轨道理论【例4】（2022春·广东湛江·高二湛江市第二中学校考周测）下列有关杂化轨道的说法不正确的是A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理D．杂化轨道只能形成σ键，不能形成π键【答案】B【解析】A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时重新组合成能量相等的新轨道的过程称为杂化，所形成的新轨道称杂化轨道，故A正确；B．轨道数目杂化前后一定相等，故B错误；C．杂化改变了原子轨道的形状和方向，杂化轨道的形状更利于原子轨道间最大程度地重叠，杂化轨道力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥最小，杂化轨道形成的键更稳定，故C正确；D．杂化轨道只能形成σ键，π键是未参与杂化的p轨道形成的，故D正确。综上所述，答案为B。【变式】1（2023秋·高二课时练习）下列关于杂化轨道的说法错误的是A．所有原子轨道都参与杂化 B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键 D．杂化轨道中不一定有电子【答案】A【解析】A．参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，A错误；B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化，B正确；C．杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，C正确；D．并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对孤电子对，D正确；故选A。2．（2023江苏）下列关于杂化轨道的叙述正确的是A．杂化轨道可用于形成σ键，也可用于形成π键B．杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对C．NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的1个s轨道杂化而成的D．在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—Hσ键【答案】B【解析】A．杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，不能用来形成π键，选项A不正确；B．杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，不能用来形成π键，选项B正确；C．NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的，选项C不正确；D．在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C—Hσ键，剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个C—Cσ键，选项D不正确。答案选B。题型五综合运用【例5】．（2023春·宁夏银川·高二银川唐徕回民中学校考期中）I.铁(26Fe)、镍(28Ni)的单质及其化合物在医药、材料等领域有广泛的应用。回答下列问题：(1)基态Fe原子核外电子排布式为，Ni位于元素周期表的区。(2)乳酸亚铁口服液是缺铁人群补铁保健品，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度分析，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是。II.回答下列问题：(3)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为，中心原子的杂化方式为，COCl2中心原子的VSEPR模型为，COCl2分子的空间构型为。(4)As4O6的分子结构如图所示，其中As原子的杂化方式为。(5)AlH中，Al原子的轨道杂化方式为；列举与AlH空间构型相同的一种离子和一种分子：、(填化学式)。(6)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为，SnBr2分子中Br－Sn－Br的键角120°(填“＞”“＜”或“=”)。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2d(2)Fe3+的3d5半满状态更稳定(3)3∶1sp2平面三角形平面三角形(4)sp3(5)sp3NHCH4(6)sp2＜【解析】（1）基态Fe原子核外电子排布式为；Ni是28号元素，其价层电子排布式为，位于元素周期表中的d区；（2）从结构角度分析，亚铁离子易被氧化为三价铁离子的原因是三价铁离子的半满状态更稳定；（3）COCl2分子中有一个C=O键和2个CCl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，σ键和π键个数之比为3：1，中心原子C的电子对数为，故中心原子的杂化方式为；（4）As4O6分子中As原子形成3个AsO键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，故杂化方式为杂化；（5）AlH中，Al原子的孤电子对数，杂化轨道数目=4+0=4，Al原子的杂化方式为杂化；互为等电子体的微粒空间构型相同，与AlH空间构型相同的离子为，分子为；（6）SnBr2分子中Sn原子价层电子对数，所以Sn原子的轨道杂化方式为杂化，且含有一对孤对电子，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于。【变式】1．（2023·广东·东莞市）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)酸性关系：H3PO4___________H2SO4，(填“＞”、“＜”或“=”)利用元素周期律解释该酸性关系是：P和S原子的能层数相同，___________。(2)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图甲所示。①电负性：磷___________硫(填“＞”、“＜”或“=”)。②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为___________。③1molP4S3分子中孤电子对的数目为___________。④∠SPS___________109°28’(填“＞”、“＜”或“=”)。(3)在BF3分子中，F—B—F的键角度数是___________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF空间构型为___________。【答案】(1)＜硫原子的最外层电子数比磷原子多，原子半径更小，更容易获得电子，非金属性比磷强，最高价氧化物对应的水化物酸性更强(2)＜sp310NA＜(3)120°正四面体【解析】(1)硫原子的最外层电子数比磷原子多，原子半径更小，更容易获得电子，非金属性比磷强，最高价氧化物对应的水化物酸性更强，故酸性关系：H3PO4＜H2SO4。(2)①同周期元素的电负性从左往右增强，故电负性：磷＜硫；②从P4S3分子结构图中得知，硫原子有2个σ键和2对孤电子对，其杂化轨道类型为sp3杂化；③从P4S3分子结构图中得知，每个S原子有2对孤电子对，每个P原子有1对孤电子对，则1molP4S3分子中孤电子对的数目为10NA；④从P4S3分子结构图中得知，P原子有1对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力，故∠SPS小于正四面体的夹角，即∠SPS＜109°28’。(3)在BF3分子中，中心原子B原子价层电子对数为3，是sp2杂化，分子呈平面三角形结构，F—B—F的键角度数是120°；BF中心原子B原子价层电子对数为4，是sp3杂化，其空间构型为正四面体。2．（2023·四川省）已知A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，A的周期数等于其主族序数，B原子的价电子排布为nsnnpn，D是地壳中含量最多的元素．E是第四周期的p区元素且最外层只有2对成对电子，F元素的基态原子第四能层只有一个电子，其它能层均已充满电子．(1)基态E原子的价电子排布图_____。(2)B、C、D三元素电负性由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。(3)中心原子为_______杂化，空间构型为_________；中心原子为_______杂化，空间构型为___________。(4)1molBC中含有键的数目为________NA。(5)D、E元素最简单氢化物的稳定性________________(填化学式)。【答案】(1)(2)O>N>C(3)sp2平面三角形sp3正四面体形(4)2(5)H2O>H2Se【解析】(1)E是Se，基态E原子的价电子排布图；故答案为：；(2)B、C、D三元素分别为C、N、O，同一周期，从左到右，电负性增强，因此电负性由大到小的顺序为O>N>C；故答案为O>N>C；(3)即，中心原子的价层电子对数为，所以杂化类型为sp2，空间构型为平面三角形；即中心原子的价层电子对数为，所以杂化类型为sp3；正四面体形；故答案为：sp2；平面三角形；sp3；正四面体形；(4)与氮气互为等电子图，氮气的结构式为，所以1molBC即中含有键的数目为2NA;故答案为：2；(5)D、E即O、Se元素的非金属性是O>Se，非金属性越强，对应氢化物越稳定，所以最简单氢化物的稳定性H2O>H2Se；故答案为：H2O>H2Se。3．（2023秋·上海黄浦·高二格致中学校考阶段练习）元素周期表是学习化学的重要工具。下表为某些元素在周期表中的位置。abcdefijk(1)下图所示的模型表示的分子中，可由a、b形成的是(填字母)。写出C分子的空间构型为，D分子的结构简式是。A．

B．

C．

D．

(2)b元素是形成有机物的主要元素，下列分子中同时含有sp和两种杂化方式的是___________(填字母)。A．

B． C． D．(3)上述元素中最容易形成正离子的金属元素是(填元素符号)，写出该正离子的最外层电子的轨道表达式为。(4)i、j元素与氢元素形成的化合物中，(填化学式)的稳定性更强。(5)f在d单质中燃烧产物的电子式是。【答案】(1)ACD正四面体

(2)D(3)K

(4)HCl(5)

【解析】（1）a为H元素、b为C元素，根据图示，A为乙烯、B为氨气，C为甲烷，D为苯环，可由a、b形成的是A、C、D；甲烷的空间构型为正四面体形；D分子的结构简式是

（2）b为C元素，各选项中A中C的杂化方式为A．sp2、sp3；B．sp3；C．sp2、sp3；D．sp、sp3；即同时含有sp和两种杂化方式的是D；（3）上述元素为金属元素的有：f为Na元素、k为K元素，其中最容易形成正离子的是K，其正离子的最外层电子轨道表达式为

（4）i为S元素、j为Cl元素，与氢形成化合物分别为H2S、HCl，由于Cl的非金属性更强，因此HCl更稳定；（5）f为Na元素，d为O元素，Na在氧气中燃烧，产物为Na2O2，电子式为：。一、单选题1．（2022春·浙江嘉兴·高二校联考期中）下列描述正确的是

①CS2为V形的极性分子

②ClO的空间结构为平面三角形③SF6中有6对完全相同的成键电子对

④NH3分子中有一对未成键的孤电子对A．①③ B．②④ C．①② D．③④【答案】D【解析】①CS2中心原子C的价电子对数为2，无孤电子对，为直线形的非极性分子，故①错误；②ClO中心Cl原子价电子对数为4，有1个孤电子对，空间结构三角锥形，故②错误；③SF6中心原子S价电子对数为6，S有6对完全相同的成键电子对，故③正确；

④NH3中心N原子价电子对数为4，N原子有一对未成键的孤电子对，故④正确；正确的是③④，选D。2．（2023春·浙江嘉兴·高二海宁市高级中学校考阶段练习）下列描述正确的是A．CS2是空间结构为V形的极性分子 B．的空间结构为平面三角形C．的VSEPR模型为四面体形 D．的中心原子杂化轨道类型为sp2【答案】C【解析】A．CS2为直线形的非极性分子，故A错误；B．中心Cl原子价电子对数为，含一对孤电子对，空间构型为三角锥形，故B错误；C．中心N原子价电子对数为，VSEPR模型为正四面体形，故C正确；D．中心S原子价电子对数为，中心原子采用sp3杂化，故D错误；故选C。3．（2023春·河南·高二校联考阶段练习）下列微粒中，VSEPR模型与空间结构一致的是A． B． C． D．【答案】C【解析】A．的VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，A项不符合题意；B．H3O+的VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，B项不符合题意；C．的VSEPR模型为四面体形，空间结构为四面体形，C项符合题意；D．的VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，D项不符合题意；故选C。4．（2023春·安徽阜阳·高二统考期末）硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚的(SO3)3等，三聚的(SO3)3的结构如图所示。下列说法正确的是A．40g(SO3)3分子中含有6mol键B．SO2Cl2中S原子杂化方式为sp3C．、的价层电子对数不相同D．SO3、均为平面三角形结构【答案】B【解析】A．单键均为σ键，1分子(SO3)3中含有12个σ键，40g(SO3)3为=mol，含有2molσ键，A错误；B.SO2Cl2中S原子周围的价层电子对数为：4+=4，根据杂化轨道理论可知，其杂化方式为sp3杂化，B正确；C．中S原子的价层电子对数为4+=4、中S原子的价层电子对数为3+=4，故二者中S的价层电子对数相同，C错误；D．SO3中S原子的价层电子对数为3+=3，根据价层电子对互斥理论可知，SO3为平面三角形结构，而中S原子的价层电子对数为3+=4，为三角锥形结构，D错误；故答案为：B。5．（2023春·山西运城·高二统考期中）下列分子的VSEPR模型与分子的空间结构不一致的是A． B． C． D．【答案】B【解析】A．分子中B原子的价层电子对数为，没有孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，空间结构也为平面三角形，故A不符合题意；B．分子中N原子的价层电子对数为，含有1对孤电子对，VSEPR模型为四面体，空间结构为三角锥形，故B符合题意；C．分子中C原子的价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型和空间结构均为直线形，故C不符合题意；D．S原子的价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型和空间结构均为平面三角形，故D不符合题意。综上所述，答案为B。6．（2023春·河南驻马店·高二统考期末）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是A．和的VSEPR模型均为四面体B．和的空间构型均为三角锥形C．和均为非极性分子D．与的键角相等【答案】B【解析】A．中P的价层电子对数为：，VSEPR模型为三角双锥，种O原子的价层电子对数为：，VSEPR模型为四面体，A错误；B．中S原子的价层电子对数为：，空间构型为三角锥形，中Cl原子的价层电子对数为：，空间构型为三角锥形，B正确；C．中C原子的价层电子对为：，正四面体构型，为非极性分子，中S原子的价层电子对为：，空间构型不对称，为极性分子，C错误；D．中Xe的价层电子对数为：，中Sn的价层电子对数为：，两者键角不相等，D错误；故选B。7．（2023春·北京石景山·高二统考期末）下列粒子空间构型是平面三角形的是①H3O+

②BCl3

③CO

④NH3

⑤PCl3A．①② B．②③ C．①④ D．③⑤【答案】B【解析】①H3O+的中心原子价层电子对个数=3+=4，因此其空间构型不是平面三角形；②BCl3的中心原子价层电子对个数=3+=3，因此其空间构型是平面三角形；③的中心原子价层电子对个数=3+=3，因此其空间构型是平面三角形；④NH3的中心原子价层电子对个数=3+=4，因此其空间构型不是平面三角形；⑤PCl3的中心原子价层电子对个数=3+=4，因此其空间构型不是平面三角形；故②③正确；故选B。8．（2023春·北京丰台·高二统考期末）下列各组分子或离子的空间结构不相似的是A．CO2和OF2 B．NH和CH4 C．H3O+和NH3 D．SO2和O3【答案】A【解析】A．CO2为直线形；OF2的中心原子的价层电子对数为，分子的空间构型为V形，A符合题意；B．NH和CH4的中心原子的价层电子对数为4，配位原子数为4，均为正四面体形，B不符合题意；C．H3O+和NH3的中心原子的价层电子对数为4，配位原子数为3，均为三角锥形，C不符合题意；D．SO2和O3的中心原子的价层电子对数为3，配位原子数为2，均为V形，D不符合题意；故选A。9．（2023春·广东中山·高二统考期末）根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的空间构型为三角锥形的是A．H2O B． C．BF3 D．PCl3【答案】D【解析】A．H2O中心原子氧原子形成两个σ键，有两对孤对电子，价层电子对数为4，空间构型为V形，A不符合题意；B．中心原子氮原子形成四个σ键，孤对电子对数为，价层电子对数为4，空间构型为正四面体形，B不符合题意；C．BF3中心原子B形成3个σ键，孤对电子对数为，价层电子对数为3，为平面三角形，C不符合题意；D．PCl3中心原子P形成3个σ键，孤对电子对数为，价层电子对数为4，空间构型为三角锥形，D符合题意；故选D。10．（2023春·广东佛山·高二统考期末）下列含硫微粒中硫原子的VSEPR模型与另外三个不同的是A． B． C． D．【答案】A【解析】硫原子有6个价电子，硫化氢(2个杂化轨道成σ键，2个杂化轨道容纳孤电子对)、亚硫酸根(3个杂化轨道成σ键，1个杂化轨道容纳孤电子对)、S8(2个杂化轨道成σ键，2个杂化轨道容纳孤电子对)中的S价层电子对数都是4对，都是sp3杂化VSEPR模型是四面体形；而SO2中心原子S价层电子对数为3对，是sp2杂化，VSEPR模型平面三角形，与其他三种不同；故选A。11（2023春·重庆万州·高二统考期末）下列分子或离子中，VSEPR模型和空间结构一致的是A．CO B．H2O C．NH3 D．SO2【答案】A【解析】A．中C原子价层电子对个数=3+=3，其VSEPR模型为平面三角形，且无孤电子对，故其空间结构也为平面三角形，二者一致，故A正确；B．H2O中心原子中氧原子的价电子对数为2+=4，氧原子采取sp3杂化，H2O的VSEPR模型为四面体形，有2个孤对电子，空间结构为V形，故B错误；C．NH3中心原子N周围的价层电子对数为：=4，根据价层电子对互斥理论可知，其VSEPR模型为四面体形，且有一对孤电子对，故其空间结构为三角锥形，二者不一致，故C错误；D．SO2分子中S原子的价层电子对数为2+=3，其VSEPR模型为平面三角形，含有1对孤电子对，则SO2的空间结构为V形，故D错误；故答案为：A。12．（2023秋·天津和平·高二天津一中校考期末）根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型是三角锥形的是A．H3O+ B．HCHO C．BCl3 D．O3【答案】A【解析】A．H3O+中，价层电子对数=3+(613×1)=4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥型，故A符合；B．甲醛分子中，价层电子对数=3+(42×11×2)=3，且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故B不符合；C．BCl3中，价层电子对数=3+(33×1)=3，且无孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故C不符合；D．O3分子中，价层电子对数=2+(62×2)=3，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是V形，故D不符合；故选A。13．（2023春·浙江丽水·高二统考期末）下列粒子的VSEPR模型与粒子的空间结构不一致的是A．PCl3 B．CO C．CO2 D．BF3【答案】A【解析】A．PCl3的VSEPR模型是四面体形，分子构型为三角锥形，VSEPR模型与粒子的空间结构不一致，A符合题意；B．CO的VSEPR模型和离子构型都为平面三角形，B不合题意；C．CO2的VSEPR模型和分子构型都为直线型，C不合题意；D．BF3的VSEPR模型和分子构型都为平面三角形，D不合题意。故选A。14．（2023春·甘肃武威·高二民勤县第一中学校考阶段练习）下列分子或离子中，VSEPR模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是A． B． C．SO2 D．HCHO【答案】C【解析】A．中心原子价层电子对数为4，σ键数为4，VSEPR模型名称与离子的立体构型名称均为正四面体，A不合题意；B．中心原子价层电子对数为3，σ键数为3，VSEPR模型名称与离子的立体构型名称均为平面三角形，B不合题意；C．SO2中心原子价层电子对数为3，σ键数为2，VSEPR模型名称为平面三角形，分子立体构型为V形，VSEPR模型名称与分子的立体构型名称不一致，C符合题意；D．HCHO中心原子价层电子对数为3，σ键数为3，VSEPR模型名称与分子的立体构型名称均为平面三角形，D不合题意。故选C。15．（2023春·甘肃武威·高二民勤县第一中学校考期中）下列有关、、和的说法正确的是A．的空间构型为三角锥形 B．分子中所有原子共平面C．中原子的杂化方式为 D．分子中的键角小于中的键角【答案】D【解析】A．中心原子的价层电子对数=，无孤对电子，空间构型为平面三角形，项错误；B．中心原子价层电子对数为4，采用杂化，空间构型为三角锥形，所有原子不共平面，项错误；C．中心原子的价层电子对数=，则原子的杂化方式为，项错误；D．中心N原子价层电子对数=，有1对孤电子对，NH中心N原子价层电子对数=，无孤电子对，孤电子对数越多，孤电子对对成键电子对的排斥力越大，因此NH3键角小于中的键角，项正确；故选D。16．（2023春·四川成都·高二四川省成都市新都一中校联考期中）根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论，下列各组微粒的立体构型及其中心原子的杂化方式均相同的是A．、SO3 B．BF3、SO2 C．CH4、NH3 D．CCl4、PCl3【答案】A【解析】A．、SO3都是平面三角形，sp2杂化，选项A符合；B．BF3、SO2分别是平面三角形和V形，选项B不符合；C．CH4、NH3分别是正四面体形和三角锥形，选项C不符合；D．CCl4、PCl3分别是正四面体形和三角锥形，选项D不符合；答案选A。17．（2023春·内蒙古赤峰·高二赤峰二中校考阶段练习）下列说法正确的有个①价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数②所有σ键强度都大于π键③杂化轨道只用于形成共价键④只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化⑤NH3与H3O+的VSEPR构型均为四面体形，二者空间结构一致⑥p能级能量一定比s能级的能量高A．2个 B．3个 C．4个 D．5个【答案】B【解析】①价层电子对相斥理论中，价层电子对包括σ键电子对和孤对电子，π键电子对数不计入，故①正确；②一般情况下，都是σ键比π键强度大，但是也有例外，比如N2分子中存在氮氮叁键，其键能比3个氮氮单键的键能大，也比1个氮氮单键的键能与1个氮氮双键的键能之和大，说明N2中的σ键比π键强度小，故②错误；③杂化轨道用于形成σ键或收纳未参与成键的孤电子对，故③错误；④价层电子对=σ键电子对+中心原子上的孤电子对，微粒立体构型是平面三角形，说明中心原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，中心原子是以sp2杂化，如BCl3中价层电子对个数=3+=3，立体构型是平面三角形，中心原子是以sp2杂化，故④正确；⑤NH3中N原子的价层电子对数为3+=4，VSEPR模型为四面体形，含一对孤电子对，分子的空间构型为三角锥，NH3与H3O+互为等电子体，结构相似，两者的VSEPR构型和空间构型都相同，故⑤正确；⑥同一能层不同能级之间能量关系是p能级的能量一定比s能级的高；但若能层序数不同，就不符合该关系，如3s能级的能量比2p能级的能量高，故⑥错误；故选：B。18．（2022春·浙江嘉兴·高二校联考期中）下列有关杂化轨道的说法错误的是A．IA族元素成键时不可能有杂化轨道B．杂化轨道既可以形成σ键也可以形成π键C．混杂时保持轨道数目不变，杂化后得到能量相同，方向不同的新轨道D．s轨道和p轨道不可能有sp4出现【答案】B【解析】A．IA族元素的价电子排布式为ns1，最外层只有一个ns电子，不可能形成杂化轨道，A正确；B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对，B错误；C．混杂时轨道数目不变，杂化后的得到的新轨道能量相同，方向不同，C正确；D．由于np能级只有3个原子轨道，s轨道和p轨道杂化只有sp、sp2、sp3三种，D正确；故选B。19．（2023秋·高二课时练习）下列分子中，在形成共价键时中心原子采用sp3杂化的分子有①H2O②NH3③CH4④PCl3⑤CO2⑥N2A．3种 B．4种 C．5种 D．6种【答案】B【解析】①H2O中中心原子的价层电子对数中心原子采用sp3杂化；②NH3中中心原子的价层电子对数中心原子采用sp3杂化；③CH4中中心原子的价层电子对数中心原子采用sp3杂化；④PCl3中中心原子的价层电子对数中心原子采用sp3杂化；⑤CO2中中心原子的价层电子对数中心原子采用sp杂化；⑥N2是直线形结构，N原子均采用sp杂化。答案选B。20．（2023春·云南保山·高二云南省昌宁第一中学校考期末）下列叙述正确的是A．NH3分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B．CCl4分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C．H2O分子中O原子处在2个H原子所组成的直线的中央D．CO2分子中C原子处在2个O原子所连接的直线的中央【答案】D【解析】A．氨分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，分子的空间构型为三角锥形，氮原子处在4个原子形成的三角锥的锥顶，故A错误；B．四氯化碳分子中碳原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，分子的空间构型为正四面体形，分子中碳原子处于4个氯原子所组成的正四面体形的中心，故B错误；C．水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，氧原子处在V形的折点上，故C错误；D．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2、孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，碳原子处在2个氧原子所连接的直线的中央，故D正确；故选D。21．（2023春·云南玉溪·高二玉溪师范学院附属中学校考期末）下列分子中，中心原子采取sp3杂化并形成正四面体空间结构的是①CH4②NH3③CF4④SiH4⑤C2H4⑥CO2⑦CH2Cl2A．①②③⑥ B．①③④ C．②④⑤⑦ D．①③⑤【答案】B【解析】CH4中心原子C形成了4个σ键，没有孤对电子，价层电子对数为4，中心原子采取sp3杂化，空间结构为正四面体，①符合题意；NH3中心原子N形成了3个NHσ键，且有一对孤对电子，②不符合题意；CF4中心原子C形成了4个CFσ键，没有孤对电子，价层电子对数为4，中心原子采取sp3杂化，空间结构为正四面体，③符合题意；C和Si属于同一主族的元素，最外层电子数相同，SiH4和CH4一样中心原子采取sp3杂化，空间结构为正四面体，④符合题意；C2H4的结构简式为CH2=CH2，每个C原子只形成了3个σ键，⑤不符合题意；CO2的结构式为O=C=O，中心原子C只形成了2个σ键，⑥不符合题意；CH2Cl2中心原子C形成了2个CH和2个CCl共4个σ键，没有孤对电子，价层电子对数为4，中心原子采取sp3杂化，但空间结构不是正四面体，⑦不符合题意；故选B。22．（2023春·北京东城·高二统考期末）下列微粒的中心原子是杂化的是A． B． C． D．【答案】B【解析】A．中C原子的价层电子对数为=4，VSEPR模型为四面体，C原子采用sp3杂化，选项A错误；B．中C原子的价层电子对数为=3，VSEPR模型为平面三角形，C原子采用sp2杂化，选项B正确；C．中N原子的价层电子对数为=4，VSEPR模型为正四面体，N原子采用sp3杂化，选项C错误；D．中N原子的价层电子对数为=4，VSEPR模型为四面体，N原子采用sp3杂化，选项D错误；答案选B。23．（2023·全国·高三专题练习）下列各组微粒的中心原子杂化类型相同但微粒的空间结构不同的是A．、 B．、 C．、 D．、【答案】D【解析】A．分子中O原子为杂化，分子中C原子为sp杂化，A项错误；B．、两种分子的中心原子均为杂化，空间结构均为正四面体形，B项错误；C．、两微粒的中心原子分别为、杂化，C项错误；D．、中两微粒的中心原子均为杂化，空间结构分别为三角锥形与正四面体形，D项正确；故选D。24．（2023春·湖南株洲·高二炎陵县第一中学校联考开学考试）以下各组粒子的空间结构不相同的是A．PCl3和BCl3 B．H2O和NO C．CO2和NO D．SO3和BF3【答案】A【解析】A．三氯化磷分子中磷原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，分子的空间构型为三角锥形，三氯化硼分子中硼原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，则两者的空间结构不相同，故A符合题意；B．水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1，分子的空间构型为V形，则两者的空间结构相同，故B不符合题意；C．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2、孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，NO离子中氮原子的价层电子对数为2、孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，则两者的空间结构相同，故C不符合题意；D．三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，则两者的空间结构相同，故D不符合题意；故选A。25．（2023春·甘肃金昌·高二永昌县第一高级中学校考期中）下列描述正确的是A．是空间结构为Ⅴ形的极性分子B．的空间结构为平面三角形C．中所有的原子不都在一个平面上D．是由极性键构成的非极性分子【答案】D【解析】A．CO2分子为直线形非极性分子，CS2与CO2互为等电子体，等电子体结构相似，因此CS2是直线形非极性分子，A错误；B．分子中心N原子价层电子对数为3+=4，且含有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，B错误；C．分子中心B原子价层电子对数为3+=3，且没有孤电子对，空间结构为平面三角形，中所有的原子都在一个平面上，C错误；D．分子中心S原子价层电子对数为3+=3，且没有孤电子对，空间结构为正三角形，则是由极性键构成的非极性分子，D正确；故选D。二、填空题26．（2023秋·高二课前预习）乙烯分子的成键情况(1)碳原子的杂化方式：碳原子为杂化，形成3个杂化轨道。(2)成键方式和空间构型：每个碳原子的杂化轨道分别与2个氢原子的轨道形成2个CH键(sp2—s)，与另一个碳原子的杂化轨道形成CC键(sp2—sp2)。2个碳原子未杂化的2p轨道形成1个键。乙烯分子的空间构型为结构。(3)C=C、C=O、石墨、苯环中的碳原子，都是杂化。【答案】(1)sp2sp2(2)sp21sσsp2σπ平面(3)sp2【解析】（1）由题干图示乙烯中碳原子的杂化过程可知，碳原子的杂化方式：碳原子为sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，故答案为：sp2；sp2；（2）由题干图示信息可知，成键方式和空间构型：每个碳原子的sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成2个CHσ键(sp2—s)，与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成CCσ键(sp2—sp2)，碳原子未杂化的2p轨道两两形成1个π键，乙烯分子的空间构型为平面结构，故答案为：sp2；1s；σ；sp2；σ；π；平面；（3）C=C、C=O、石墨、苯环中的碳原子周围的价层电子对数均为3，故都是sp2杂化，故答案为：sp2。27．（2023春·河南南阳·高二南阳中学校考阶段练习）如图是元素周期表的一部分：(1)写出元素①的元素符号，与①同周期的主族元素中，第一电离能比①大的有种。该周期的某种元素基态原子的核外电子排布式为，则该元素在元素周期表中的位置为。(2)基态锑(Sb)原子的价电子排布式为。(氟酸锑)是一种超强酸，离子的空间构型为，写出一种与互为等电子体的分子。(3)处于分界线的元素Al可形成多种化合物。中三种元素的基态原子的第一电离能从大到小的顺序是(填元素符号)。中铝的杂化方式为，其中阴离子的立体结构为，(4)下列说法正确的是a．、SiC，是空间构型均为正四面体的三种物质，键角与其他两种物质不同的是SiCb．基态P原子中，电子占据的最高能级符号为Mc．Sb位于p区d．升温实现液氨→氨气→氮气和氢气变化的阶段中，微粒间破坏的主要的作用力依次是氢键、极性共价键(5)周期表中元素的性质呈现出周期性变化。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能()。第二周期部分元素的变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是；氮元素的呈现异常的原因是。【答案】(1)As1第四周期ⅤB族(2)V形(3)H>Al>Na正四面体(4)cd(5)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态相对稳定，故不易结合一个电子【解析】（1）元素①是第五主族第四周期的As，同周期元素第一电离能逐渐增大，第五主族的As元素，4p能级是半充满状态，第一电离能大于相邻的第六主族Se元素，故与①同周期的主族元素中，第一电离能比①大的只有Br一种；该周期的某种元素基态原子的核外电子排布式为，是23号V，该元素在元素周期表中的位置为第四周期ⅤB族；（2）基态锑(Sb)原子位于第五周期第五主族，其价电子排布式为；（3）中F价层为2+=4，故其空间构型为V形；价电子数和原子数相同的分子、离子或基团之间称为等电子体，与互为等电子体的分子H2O；中三种元素的基态原子的第一电离能从大到小的顺序H>Al>Na；中铝的杂化方式为，其中阴离子中Al的价层电子对数为4+=4，其立体结构为正四面体，杂化方式为；（4）a．、SiC、是空间构型均为正四面体的三种物质，键角与其他两种物质不同的是P4，、SiC是碳或硅在正四面体的中心，氯或碳在四面体的四个顶点，白磷是四个磷原子在四个顶角位置，a错误；b．基态P原子中，电子占据的最高能级符号为p，b错误；c．Sb位于p区，c正确；d．升温实现液氨→氨气（液态到气态）→氮气和氢气（氨气分解）变化的阶段中，微粒间破坏的主要的作用力依次是氢键、极性共价键，d正确；故选cd；（5）除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；；氮元素的呈现异常的原因是N原子的2p轨道为半充满状态相对稳定，故不易结合一个电子。28．（2023秋·河北保定·高二统考期末）A、B、C、D、E为短周期元素且原子序数依次增大，A的核外电子总数与其周期数相同；D原子的L电子层中成对电子与未成对电子占据的轨道数相同，且无空轨道；B原子的L电子层中未成对电子数与D相同，但有空轨道；D与E同族，请回答下列问题：(1)E元素基态原子的电子排布式为，位于元素周期表中(注明周期和族)。分子的空间结构为；其中心原子的杂化方式为。(2)A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是(填化学式，各写出一种)。(3)这些元素形成的含氧酸根离子中，其中心原子价层电子对数为3的是(填化学式，任意写出两种)；呈三角锥形结构的是(填化学式，任意写出一种)。(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26，其分子中键和键的数目之比为。【答案】(1)或第三周期第VIA族正四面体(2)、、(3)、、(4)【解析】由“A的核外电子总数与其所在周期序数相同”可知A是H元素；由“D原子的L层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相同，并且无空轨道”可知D是O元素；由“B原子的L层中未成对电子数与D相同，但有空轨道”可知B是C元素；由A、B、C、D、E的原子序数依次增大可知C是N元素；由A、B、C、D、E为短周期元素和D与E同族可知E是S元素。（1）E元素为S，基态原子的电子排布式为或，位于元素周期表中第三周期第VIA族。分子即甲烷中C原子形成四个CH键，空间结构为正四面体；其中心原子的杂化方式为。（2）A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是(含2个及以上碳原子的烃均可)、、。（3）这些元素形成的含氧酸根离子中，硝酸根离子中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，CO中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，中心原子孤电子对数=、价层电子对数=1+2=3，故其中心原子价层电子对数为3的是、、；SO孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4，故为sp3杂化，则呈三角锥形结构的是。（4）B的一种氢化物的相对分子质量是26，则为乙炔，单键都是键、碳碳三键中1个键2个键，则其分子中键和键的数目之比为。29．（2023秋·山东枣庄·高二滕州市第一中学新校校考期末）A、B、C、X、Y、Z、E为前四周期元素，且原子序数依次增大。A原子核外有三个能级，且每个能级上的电子数相等，C原子成对电子数是未成对电子数的3倍，X、Y、Z、E是位于同一周期的金属元素，X、E原子的最外层电子数均为1，Y有“生物金属”之称，Y4+和氩原子的核外电子排布相同，Z原子核外电子的运动状态数目是最外层电子数的14倍。用元素符号回答下列问题：(1)B原子核外有种不同空间运动状态的电子，Y原子的价电子轨道表示式为，的价电子排布式为。(2)E元素属于区元素。稳定性强于的原因。(3)①A、B、C三种元素的第一电离能由小到大的顺序为。②A、C元素简单气态氢化物的稳定性较强的是：(用分子式表示)，原因是。③的电子式为。(4)的模型是，的键角的键角(>

<

=)。【答案】(1)5(2)为全满结构，比稳定(3)氧元素的非金属性强于碳(4)平面三角形>【解析】A原子核外有三个能级，且每个能级上的电子数相等，则A的核外电子排布式为1s22s22p2，A为C元素；C原子成对电子数是未成对电子数的3倍，则C的核外电子排布式为1s22s22p4，C为O元素；B介于A、C之间，则B为N元素；X、Y、Z、E是位于同一周期的金属元素，Y有“生物金属”之称，Y4+和氩原子的核外电子排布相同，则Y元素的核外电子数为18+4=22，Y为Ti元素；X原子的最外层电子数为1，且原子序数小于Y，则X为K元素；Z原子核外电子的运动状态数目是最外层电子数的14倍，最外层电子数只能为2，则Z原子核外电子数为28，Z为Ni元素；E原子最外层电子数为1，原子序数大于28则E为Cu元素，据此作答：（1）电子的空间运动状态等于轨道数，N的轨道数为5，因此有5种不同空间运动状态的电子；Y为Ti元素，是22号元素，其价电子排布式为3d24s2，故其价电子轨道表示式为；Z为Ni元素，Z2+的价电子排布式为；（2）E为Cu元素，原子序数为29，位于元素周期表的第四周期ⅠB族，属于ds区元素；Cu是29号元素，Cu的价电子排布式为3d94s1，Cu+的价电子排布式为3d10，Cu2+的价电子排布式为3d9，Cu+的电子构型为全满结构，比较稳定；（3）同周期主族元素随原子序数的增大第一电离能呈增大趋势，N原子的2p轨道为半充满稳定状态第一电离能高于同周期相邻元素，则第一电离能由小到大的顺序为C<O<N；元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，非金属性：O>C，则简单气态氢化物的稳定性：H2O>CH4；为CO2，属于共价化合物，含有两个碳氧双键；其电子式为；（4）为，碳酸根离子中中心原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=，所以原子杂化方式是sp2，为平面三角形结构，键角为120o，的中心原子的杂化方式为sp2杂化，但空间构型为V形，所以键角应该小于120o，因此的键角大于的键角。30．（2023春·湖北襄阳·高二襄阳五中校考开学考试）A~E是周期表中1～36号的元素，它们的原子序数递增，对它们的性质及结构的描述如下：A的基态原子只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；B的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；C与B同周期，其第一电离能高于周期表中与之相邻的所有元素；D在周期表中位于C的下一周期，其电负性在同周期主族元素中最大；E的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。(1)基态B原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为。CA4D的电子式为，其中C原子的杂化方式为，含有的化学键类型为。(2)B、C两种元素的第三电离能由大到小的顺序为(填元素符号)(3)已知元素的电负性：C>D，则C与D形成的化合物CD3中C的化合价为价，CD3的空间构型为，CD3与水发生水解反应的化学方程式为。(4)E在元素周期表中位置为，位于元素周期表的区。(5)比较：①键角大小：BA4CA3；②在水中的溶解性大小BA4CA3；③分子的极性大小BA4CA3.(填“>”“<”或“=”)【答案】(1)1:3或3:1sp3离子键和极性共价键(2)C>N(3)3三角锥形(4)第四周期第VIB族d(5)><<【解析】A的基态原子只有一种形状的电子云，并容易形成共价键，则A为H；B的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等，则B的基态原子的电子排布为1s22s22p2，则B为C；C与B同周期，其第一电离能高于周期表中与之相邻的所有元素，则C为N；D在周期表中位于C的下一周期，则在第三周期，其电负性在同周期主族元素中最大，同周期主族元素从左往右电负性逐渐增大，则D为Cl；E的基态原子在前四周期中未成对电子数最多，则E价电子为3d54s1，则E为Cr。（1）由分析知B为C，C的价电子排布图为，两种自旋状态的电子数之比为1:3（或3:1）；由分析知，A为H，C为N，D为Cl，则CA4D为NH4Cl，其电子式为；NH4Cl中氮原子杂化方式为sp3；NH4Cl中含离子键和共价键；（2）由分析知，B为C，C为N，C的价电子排布为2s22p2，N的价电子排布为2s22p3，则C和N两种元素的第三电离能C>N；（3）C为N，D为Cl，已知电负性N>Cl，则在NCl3中N元素显负价，Cl元素显正价，则N为3价；NCl3的中心N原子为sp3杂化，则NCl3的空间构型为三角锥形；NCl3与水发生水解生成一水合氨和次氯酸，化学方程式为；（4）E为Cr，Cr为元素周期表中第24号元素，则Cr在元素周期表第四周期第ⅥB族；其价电子排布式为3d54s1，则Cr位于元素周期表的ds区；（5）A为H，B为C，C为N，CH4和NH3中中心原子都为sp3杂化，CH4为正四面体形，NH3为三角锥形，则键角大小为CH4>NH3；CH4为非极性分子，NH3为极性分子，则在水中溶解性CH4<NH3；CH4为非极性分子，NH3为极性分子，则分子极性为CH4<NH3。31．（2023春·福建龙岩·高二福建省连城县第一中学校考阶段练习）Ⅰ．TiO2是环境友好材料，能光催化降解有机物。回答下列问题：(1)基态Ti原子核外电子占据的最高能层符号为。(2)纳米TiO2催化处理污水的一个实例如图所示。化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为；化合物乙中有个手性碳原子。(3)香豆素(

)是一种天然香料，能被TiO2光降解。①香豆素分子中C、H、O元素的电负性大小关系是。②已知某些环状结构及单双键交替的共轭结构可以形成大π键，大π键可用符号表示，其中n代表参与形成大π键的原子数，m代表参与形成大π键的电子数(如苯分子

中的大π键可表示为)，则香豆素中的大π键应表示为。Ⅱ.(4)下列氮原子的电子排布图表示的状态中，能量最高的是___________(填字母标号)。A．

B．

C．

D．

(5)NaCl的波恩哈伯(BomHaber)循环如图所示。已知：元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是(填标号)。a．ClCl键的键能为119.6kJ/molb．Na的第一电离能为603.4kJ/molc．Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol【答案】(1)N(2)72(3)O>C>H(4)C(5)c【解析】（1）基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2，原子核外电子占据的最高能层符号为N；（2）化合物甲的苯环中碳、羰基碳采取sp2杂化方式，其碳原子个数为7；化合物乙

中有2个手性碳原子；（3）①同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；香豆素分子中C、H、O元素的电负性大小关系是O>C>H；②香豆素中碳、氧价电子总数为4×9+6=42，环中氧有2对孤电子对，环中有6个CH键、11个共价键（9个CC键、2个CO键），则形成大π键电子为42462×11=10，故大π键应表示为；（4）由图可知，C图中的1s、2s电子跃迁到2p轨道，电子能量最高，故选C；（5）a．Cl−Cl键的键能为119.6kJ/mol×2=239.2kJ/mol，故a错误；b．第一电离能是指基态气态原子失去一个电子变为气态离子所需的能量，Na的第一电离能为495.0kJ/mol，故b错误；c．Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol，故c正确；故选c。32．（2023春·上海浦东新·高二华师大二附中校考阶段练习）《