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2021-2022 学年高二化学重难点专题突破
模块二 分子结构与性质
专题 05 分子的空间结构及中心原子杂化轨道类型的判断方法
一.选择题
1．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是( )
A．乙醛[ ] B．丙烯腈[ ]
C．甲醛[ ] D．丙炔[ ]
解析 A
[答案]乙醛中甲基的碳原子采取sp3杂化，醛基中的碳原子采取sp2杂化；丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子
均采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂化；甲醛中碳原子采取sp2杂化；丙炔中甲基的碳原子采取sp3杂
化，碳碳三键中两个碳原子均采取sp杂化。
2．BF 是典型的平面三角形分子，它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成BF，则BF 和BF中B原子的杂化轨
3 3
道类型分别是( )
A．sp2、sp2 B．sp3、sp3
C．sp2、sp3 D．sp、sp2
解析 C
[答案]BF 中B原子的价层电子对数为3，所以为sp2杂化，BF中B原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂
3
化。
3．在BrCH===CHBr分子中，C—Br采用的成键轨道是( )
A．sp—p B．sp2—s
C．sp2—p D．sp3—p解析 C
[答案]BrCH===CHBr分子中的两个碳原子都采取sp2杂化，溴原子的价层电子排布为4s24p5,4p轨道上有一
个未成对电子，与碳原子的一个sp2杂化轨道成键，C项正确。
4．氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为( )
A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH 为sp2杂化，而CH 是sp3杂化
3 4
B．NH 分子中N原子形成三个杂化轨道，CH 分子中C原子形成4个杂化轨道
3 4
C．NH 分子中有一个未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强
3
D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
解析 C
[答案]氨分子中的N原子和甲烷分子中的C原子都是sp3杂化，C原子的四个杂化轨道全部参与成键，而N
原子的杂化轨道中有3个参与成键，还有一个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，从而使
得两种分子的结构不同，C项正确。
5．下列分子或离子中，VSEPR模型与粒子的空间结构一致的是( )
A．SO B．HCHO
2
C．NCl D．HO＋
3 3
[答案] B
解析 当中心原子没有孤电子对时，VSEPR模型与分子的空间结构就是一致的，SO 、NCl 、HO＋的中心
2 3 3
原子均有孤电子对，A、C、D项错误。
6．下列关于NH、NH 、NH三种粒子的说法不正确的是( )
3
A．三种粒子所含有的电子数相等
B．三种粒子中氮原子的杂化方式相同
C．三种粒子的空间构型相同
D．键角大小关系：NH>NH >NH
3
[答案] C
解析NH、NH 、NH含有的电子数均为10，A正确；NH、NH 、NH三种粒子中氮原子的杂化方式均为sp3
3 3
杂化，B正确；NH空间结构为正四面体形，NH 为三角锥形，NH为V形，C错误；NH、NH 、NH三种
3 3
粒子的键角大小关系为NH>NH >NH，D正确。
3
7．氯的含氧酸根离子有ClO－、ClO、ClO、ClO等，关于它们的说法不正确的是( )
A．ClO的中心Cl原子采取sp3杂化
B．ClO的空间结构为三角锥形
C．ClO的空间结构为直线形D．ClO－中Cl原子的杂化类型与ClO相同
解析 C
[答案]ClO的中心原子Cl的孤电子对数为0，与中心Cl原子结合的O原子数为4，则Cl原子采取sp3杂化，
A正确；ClO的中心原子Cl的价层电子对数为3＋＝4，且含有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，B正
确；ClO的中心原子Cl的价层电子对数为2＋＝4，且含有2个孤电子对，空间结构为V形，C错误；ClO
－中Cl原子的孤电子对数为3，与Cl原子结合的O原子数为1，Cl原子采取sp3杂化，ClO中Cl原子的孤
电子对数为2，与Cl原子结合的O原子数为2，Cl原子采取sp3杂化，D正确。
8．As O(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成AsCl ，AsCl 用LiAlH 还原生成AsH 。
2 3 3 3 4 3
下列说法正确的是( )
A．As O 分子中As原子的杂化方式为sp2杂化
2 3
B．LiAlH 为共价化合物
4
C．AsCl 的空间结构为平面正三角形
3
D．AsH 分子的键角小于109°28′
3
解析 D
[答案]As O 分子中每个As原子形成3个As—O共价键，As原子上还有1个孤电子对，As原子的杂化轨道
2 3
数目为4，所以As原子的杂化方式为sp3杂化，A错误；LiAlH 为离子化合物，阳离子是Li＋，阴离子为
4
AlH，B错误；AsCl 中有3个σ键，孤电子对数为×(5－3×1)＝1，As原子采取sp3杂化，含有1个孤电子对，
3
所以空间结构为三角锥形，C错误；AsH 分子中As原子价层电子对数为3＋×(5－3×1)＝4，且含有1个孤
3
电子对，所以该分子的空间结构为三角锥形，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的
排斥力，所以键角小于109°28′，D正确。
9．(双选)下列说法正确的是( )
A．C H 分子中σ键与π键的数目之比为1∶1，且σ键的原子轨道重叠程度比π键大，形成的共价键更牢
2 2
固
B．SO 和CS 均为V形分子
2 2
C．NCl 的键角比CH 的键角小
3 4
D．SiF 和SO的中心原子均为sp3杂化
4
解析 CD[答案]C H 分子中σ键与π键数目比为3∶2，A错误。CS 中中心原子C的价层电子对数＝2＋×(4－2×2)＝
2 2 2
2，中心原子C为sp杂化，且无孤电子对，所以CS 为直线形分子，B错误。NCl 、CH 的中心原子均采取
2 3 4
sp3杂化，且N原子上有1个孤电子对，孤电子对与成键电子对间的排斥力较大，所以 NCl 的键角比CH
3 4
的键角小，C正确。SiF 中中心原子Si的价层电子对数＝4＋×(4－4×1)＝4，SO中中心原子S的价层电子
4
对数＝3＋×(6＋2－3×2)＝4，所以SiF 和SO的中心原子均为sp3杂化，D正确。
4
10．(双选)顺铂[Pt(NH )Cl]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物；碳铂是 1,1环丁二羧酸二
3 2 2
氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，结构如图所示，其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是(
)
A．碳铂中所有碳原子不在同一平面上
B．顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2杂化
C．碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数目之比为2∶1
D．1 mol 1,1环丁二羧酸含有σ键的数目为12N
A
解析 AC
[答案]根据碳铂的结构简式可知，与4个C相连的碳原子为sp3杂化，存在四面体形结构，因此分子中所有
碳原子不可能在同一平面上，A正确；顺铂分子中N原子形成4个共价单键，因此杂化类型为sp3杂化，B
错误；碳铂分子中sp3杂化的碳原子有4个，sp2杂化的碳原子有2个，即数目之比为2∶1，C正确；由题
中信息可知，1,1环丁二羧酸的结构简式为 ，补全碳环上的氢原子，可得1 mol此有机物含
有σ键的数目为18N ，D错误。
A
11．第ⅤA族元素的原子(以R表示)与A原子结合形成RA 气态分子，其空间结构为三角锥形。PCl 在气
3 5
态和液态时，分子结构如图所示，下列关于PCl 分子的说法中不正确的是( )
5A．每个原子都达到最外层8电子稳定结构
B．Cl—P—Cl的键角有120°、90°、180°三种
C．PCl 受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的PCl
5 3
D．分子中5个P—Cl的键能不都相同
解析 A
[答案]P原子的最外层有5个电子，形成5个共用电子对，所以PCl 中P的最外层不满足8电子稳定结构，
5
A错误；由图可知，三角双锥上下两个顶点Cl原子与中心P原子形成的Cl—P—Cl的键角为180°，中间为
平面三角形，其中两个顶点Cl原子与中心P原子形成的Cl—P—Cl的键角为120°，通过中间的三角形所在
的平面将三角双锥截为两个完全相同的三角锥，在上面的三角锥中 Cl—P—Cl的键角为90°，所以Cl—P—
Cl的键角有90°、120°、180°三种，B正确；PCl =====PCl ＋Cl↑，则PCl 受热后会分解生成分子空间结
5 3 2 5
构呈三角锥形的PCl ，C正确；键长越短，键能越大，因分子中P—Cl的键长不都相同，所以键能不都相
3
同，D正确。
12．下列说法正确的是( )
A．CHCl 分子的空间结构为正四面体形
2 2
B．HO分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2，分子的立体构型为V形
2
C．CO 分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的立体构型为直线形
2
D．SO的空间结构为平面三角形
解析 C
[答案]CH 中4个共价键完全相同，为正四面体形，CHCl 分子的4个共价键不完全相同，所以分子的空间
4 2 2
结构不是正四面体形，A错误；HO分子中O原子的价层电子对数＝2＋×(6－1×2)＝4，为sp3杂化，含有
2
2个孤电子对，分子的空间结构为V形，B错误；CO 中C原子的价层电子对数＝2＋×(4－2×2)＝2，为sp
2
杂化，分子的空间结构为直线形，C正确；SO中S原子的价层电子对数＝3＋×(6＋2－3×2)＝4，为sp3杂
化，含1对孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，D错误。
二.填空题
13．硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到BF、BN和硼酸等重要化合物，请根据下列信
3
息回答有关问题：图1 图2
(1)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图1所示，则在Xm－中，2号硼原子的杂化类型
为________；m＝________(填数字)。
(2)BN中B的化合价为________，请解释原因：_______________________。
(3)BF 和过量 NaF 作用可生成 NaBF ，BF 的空间结构为________________；NaBF 的电子式为
3 4 4
______________________。
[解析] (1)根据图示可知，2号B原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，故采取sp2杂化；根据图示可
知，该阴离子的化学式为[H B O]m－，其中H显＋1价，B显＋3价、O显－2价，所以m＝2。(2)由于电负
4 4 9
性：N>B，所以 BN 中 B 显＋3 价。(3)BF 的空间结构为正四面体形，NaBF 的电子式为
4
。
[答案] (1)sp2 2
(2)＋3 N的电负性大于B的电负性
(3)正四面体形
14．目前工业上制备丙烯腈(CH===CHC≡N)有乙炔法、丙烯氨氧化法等。
2
乙炔法：
H—C≡C—H＋HCN―――――――――――→CH===CHCN
2
丙烯氨氧化法：
CH===CHCH＋NH ＋O催化CH===CHCN＋3HO
2 3 3 2剂 2 2(1)下列说法正确的是__________(填序号)。
a．NH的空间结构为正四面体形
b．CH===CHCN分子中只有碳、氢原子位于同一平面上
2
c．C H、HCN分子中所有原子均位于同一直线上
2 2
(2)1 mol丙烯腈分子中含有σ键的数目为__________。
[解析] (1)NH中N原子的价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋×(5－4×1－1)＝4，则N原子采取sp3
杂化，NH的空间结构为正四面体形，a正确；CH===CH—C≡N分子相当于一个碳碳双键和一个碳氮三键
2
通过一个碳碳单键相连，所有原子都处在同一平面上，b错误；C H 、HCN分子中都含有一个三键，碳原
2 2
子均为sp杂化，则分子中所有原子均位于同一直线，c正确。
(2)每个单键、双键、三键都含有1个σ键，所以1 mol丙烯腈分子中含有σ键的物质的量为6 mol，数目为
6N 。
A
[答案] (1)ac (2)6N (或6×6.02×1023)
A
15．目前，全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。
Ⅰ．(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH )]SO 蓝色溶液。
3 6 4
①基态Ni2＋的核外电子排布式为__________。
②在[Ni(NH )]2＋中存在的化学键有__________(填序号)。
3 6
A．离子键 B．共价键 C．氢键
D．σ键 E．π键
Ⅱ．丁二酮肟是一种较灵敏地检验Ni2＋的试剂。
(2)丁二酮肟( )分子中C原子轨道杂化类型为__________，1 mol丁二酮肟分子所
含σ键的数目为__________(设N 为阿伏加德罗常数的值)。
A
[解析] Ⅰ．(1)①Ni是28号元素，根据原子核外电子排布规律可知，基态 Ni2＋的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d8。
②[Ni(NH )]2＋中Ni2＋与NH 之间形成配位键，NH 中N、H原子形成N—H共价键，两者都是σ键。
3 6 3 3
Ⅱ．(2)丁二酮肟( )分子中甲基上碳原子的价层电子对数是4，且不含孤电子对，
为sp3杂化，连接甲基的碳原子的价层电子对数是3，且不含孤电子对，为sp2杂化；已知丁二酮肟的结构简式为 ，分子中含有13个单键和2个双键，则共含有15个σ键，所以1 mol丁二
酮肟分子中含有σ键的数目为15N 。
A
[答案] Ⅰ．(1)①1s22s22p63s23p63d8 ②BD
Ⅱ．(2)sp3和sp2 15N
A
16．(1)比较下列物质中键角的大小(填“＞”“＝”或“＜”)。
①CH______P。
4 4
②NH ______PH ______AsH 。
3 3 3
③PF ______PCl 。
3 3
④光气(COCl )中∠Cl—C==O______∠Cl—C—Cl。
2
[答案] ①＞ ②＞ ＞ ③＜ ④＞
(2)下列分子或离子中键角由大到小排列正确的是( )
①BCl ②NH ③HO ④PCl ⑤BeCl
3 3 2 2
A．⑤④①②③ B．④①②⑤③
C．⑤①④②③ D．③②④①⑤
[答案] C
解析
VSEPR
中心原子上孤电 中心原子上价 杂化轨
微粒 空间结构 键角
子对数 层电子对数 道类型
模型名称
平面 平面
①BCl ×(3－3×1)＝0 3 sp2 120°
3
三角形 三角形
②NH ×(5－3×1)＝1 4 四面体形 sp3 三角锥形 107°
3
③HO ×(6－2×1)＝2 4 四面体形 sp3 V形 105°
2
正四面 正四面
④PCl ×(5－1－4×1)＝0 4 sp3 109°28′
体形 体形
⑤BeCl ×(2－2×1)＝0 2 直线形 sp 直线形 180°
2
键角由大到小的顺序为⑤①④②③。倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
