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第21 讲 化学键 分子的空间结构
1．下列含有共价键的盐是( )
A．CaCl2
B．H2SO4
C．Ba(OH)2
D．Na2CO3
【答案】D
【解析】CaCl2只含有离子键，不含有共价键，故A 错误；H2SO4中只含有共价键，属于酸，不是盐，B 错
误；Ba(OH)2既含有离子键又含有共价键，属于碱，不是盐，C 错误；Na2CO3中既含有离子键又含有共价
键而且属于盐，D 正确。
2．下列有关电子式表示正确的是( )
①次氯酸的电子式：
②甲醛的电子式：
③HCl 的电子式：
④由Na 和Cl 形成离子键的过程：
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】D
【解析】 HClO 的电子式应为
，①错误；HCl 的电子式为
，③错误；Na 和Cl 形成离子
键时，Na 失去1 个电子，Cl 得到1 个电子，且NaCl 中存在离子键，④正确。
3．反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O 放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相
关微粒的化学用语正确的是( )
A．中子数为18 的氯原子：Cl
B．N2的结构式：N==N
C．Na＋的结构示意图：
D．H2O 的电子式：
【答案】D
【解析】 A 项，中子数为18 的氯原子应表示为Cl，错误；B 项，N2分子中N 与N 之间形成三键，结构
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式为N≡N，错误；C 项，Na＋的结构示意图为
，错误；D 项，H2O 为共价化合物，每个H 原子和O
原子之间共用一个电子对，正确。
4．下列分子中所有原子都满足最外层8 电子稳定结构的是( )
A．六氟化氙(XeF6)
B．次氯酸(HClO)
C．二氧化碳(CO2)
D．三氟化硼(BF3)
【答案】C
【解析】 XeF6中Xe 不是8 电子稳定结构，A 错误；HClO 中氢原子为2 电子结构，B 错误；CO2中所有
原子都满足最外层8 电子稳定结构，C 正确；BF3中硼原子不是8 电子稳定结构，D 错误。
5．分子有极性分子和非极性分子之分。下列对极性分子和非极性分子的认识正确的是（ ）
A．只含非极性键的分子一定是非极性分子
B．含有极性键的分子一定是极性分子
C．非极性分子一定含有非极性键
D．极性分子一定含有极性键
【答案】D
【解析】键的极性是由组成共价键的原子是否相同决定，而分子的极性由键的极性和分子的空间构型共同
决定。只含非极性键的分子不一定是非极性分子（O3为极性分子）、极性分子一定含有极性键，而含有极
性键的分子、当空间构型非常对称时也可能为非极性分子，例如CH4。
故选D。
6．下列分子中，各分子的立体构型和中心原子的杂化方式均正确的是( )
A．NH3 平面三角形 sp3杂化
B．CCl4 正四面体 sp3杂化
C．H2O V 形 sp2杂化
D．CO3
2﹣ 三角锥形 sp3杂化
【答案】B
【解析】A、NH3中心原子的价层电子对数=3+
（5-3×1）=4，N 的杂化方式为sp3，含有一对孤电子对，
分子的立体构型为三角锥形，选项A 错误；
B、CCl4中心原子的价层电子对数=4+
（4-4×1）=4，C 的杂化方式为sp3，没有孤电子对，分子的立体构
型为正四面体，选项B 正确；
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C、H2O 中心原子的价层电子对数=2+
（6-2×1）=4，O 的杂化方式为sp3，含有两对孤电子对，分子的立
体构型为V 形，选项C 错误；
D、CO3
2- 中心原子的价层电子对数=3+
（4+2-3×2）=3，C 的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立
体构型为平面三角形，选项D 错误；
答案选B。
7．肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查阅资料得知，肼是一种良好的极性溶剂，
沿肼分子球棍模型的氮、氮键方向观察，看到的平面图如图所示。下列说法不正确的是( )
A．肼分子中的氮原子采用sp3杂化
B．肼分子中既有极性键又有非极性键
C．肼分子是非极性分子
D．肼与偏二甲肼互称同系物
【答案】C
【解析】肼分子中每个N 原子含有3 个σ 键和1 个孤电子对，所以其价层电子对个数是4，则N 原子采用
sp3杂化，A 项正确；肼分子中N 原子之间存在非极性键，N 原子和H 原子之间存在极性键，B 项正确；肼
分子结构不对称，则正负电荷中心不重合，是极性分子，C 项错误；肼和偏二甲肼结构相似，在分子组成
上相差2 个CH2原子团，属于同系物，D 项正确。
8．缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价层电子数达到8，H 原子达
到2 所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是( )
A．NH3、BF3、BF 中只有BF3是缺电子化合物
B．BF3、BF 中心原子的杂化方式分别为sp2、sp3
C．BF3与NH3反应时有配位键生成
D．BF 的键角小于NH3
【答案】D
【解析】 NH3的电子式为
，BF3的电子式为
，BF 的电子式为
，只有BF3是缺
电子化合物，故A 正确；BF3中心原子B 的价层电子对数为3＋×(3－1×3)＝3，则杂化方式为sp2；BF 中心
原子B 的价层电子对数为4＋×(3＋1－4×1)＝4，则杂化方式为sp3，故B 正确；BF3与NH3反应时，NH3中
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N 原子有孤电子对，BF3中B 有空轨道，可生成配位键，故C 正确；BF 和NH3均为sp3杂化，BF 中心原子
无孤电子对，NH3有1 个孤电子对，根据价层电子对互斥模型，孤电子对数增多，对成键电子的斥力增大，
键角减小，则BF 的键角大于NH3，故D 错误。
9．氨基氰(CH2N2)中C、N 原子均满足8 电子稳定结构，福州大学王新晨教授以其为原料制得类石墨相氮
化碳(g－C3N4)，其单层结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．氨基氰的结构式：
B．氮化碳的单层结构中，所有原子可能共平面
C．氨基氰易溶于水，氮化碳能导电
D．氨基氰和氮化碳中，N 原子杂化方式均为sp2和sp3
【答案】C
【解析】 氨基氰(CH2N2)中C、N 原子均满足8 电子稳定结构，每个N 原子形成3 个共价键、C 原子形成
4 个共价键，则该分子的结构式为
，故A 正确；类比石墨结构可知，氮化碳的单层结构中，
所有原子可能共平面，故B 正确；氨基氰易与水形成氢键，则易溶于水，类比石墨能导电，则氮化碳也能
导电，故C 正确；氨基氰的结构式为
，碳氮三键中N 原子采取sp 杂化、氨基中N 原子采取
sp3杂化，故D 错误。
10．现有下列物质：①干冰；②氢氧化钠；③过氧化氢；④晶体硅；⑤过氧化钠；⑥醋酸钠；⑦溴化铵；
⑧氖；⑨碘晶体；请用编号填写下列空白。
（1）只含极性键的物质有 。
（2）只含非极性键的物质有 。
（3）只含极性键和非极性键的物质有 。
（4）只含离子键和极性键的物质有 。
（5）只含离子键和非极性键的物质有 。
（6）既含离子键，又含极性键和非极性键的物质有 。
（7）不含化学键的物质有 。
【答案】（1）① （2）④⑨ （3）③ （4）②⑦ （5）⑤ （6）⑥ （7）⑧
【解析】（1）只含极性键的物质应为不同元素形成的化合物，干冰符合，故选①；（2）只含非极性键的
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物质一般为单质，晶体硅、碘晶体符合，故选④⑨；（3）只含极性键和非极性键的物质，过氧化氢中含
H-O、O-O，故选③；（4）只含离子键和极性键的物质，氢氧化钠中含离子键和H-O 极性键，溴化铵中含
离子键和N-H 极性键，故选②⑦；（5）只含离子键和非极性键的物质，过氧化钠中含离子键和O-O 非极
性键，故选⑤；（6）既含离子键，又含极性键和非极性键的物质，醋酸钠含离子键、C-H 极性键、H-O 极
性键、C=O 极性键、C-C 非极性键，故选⑥；（7）不含化学键的物质，Ne 为单原子分子，不含化学键，
故选⑧
1．在NH3 和NH4Cl 存在的条件下，以活性碳为催化剂，用H2O2 氧化CoCl2 溶液来制备化工产品
[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是( )
A．中子数为32，质子数为27 的钴原子：Co
B．H2O2的电子式：
C．NH3和NH4Cl 化学键类型相同
D．[Co(NH3)6]Cl3中Co 的化合价是＋3
【答案】D
【解析】 A 项，中子数为32，质子数为27 的元素，质量数为27＋32＝59，表示为Co，错误；B 项，
H2O2为共价化合物，电子式为
，错误；C 项，NH3中只存在共价键，NH4Cl 中既存在离子
键又存在共价键，二者化学键类型不同，错误；D 项，[Co(NH3)6]Cl3中，NH3整体为0 价，Cl 为－1 价，所
以Co 的化合价为＋3，正确。
2．下列叙述中正确的是
A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越大，稳定性也越强
B．以极性键结合的分子，一定是极性分子
C．判断A2B 或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键
D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
【答案】A
【解析】A、卤素中非金属性越强，键的极性越大，故A 项正确；
B、以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，但以极性键结合形成的多原子分子，也可能是非极性分
子，如CO2，故B 项错误；
C、A2B 型如H2O、H2S 等，AB2型如CO2、CS2等，判断其是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极
性键及分子的立体构型是否对称。如CO2、CS2为直线形，分子的立体构型对称，为非极性分子；如H2O，
有极性键，分子的立体构型不对称，为极性分子，故C 项错误；
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D、多原子分子，其分子的立体构型对称，这样的非极性分子中可能含有极性键，故D 项错误；
答案选A。
3．已知HClO 的结构式为H—O—Cl，下列有关说法正确的是( )
A．氧原子发生sp 杂化
B．该分子为V 形分子
C．氧原子与H、Cl 都形成π 键
D．该原子的电子式为H∶O∶Cl
【答案】B
【解析】HClO 中O 原子形成2 个σ 键，孤电子对数＝×(6－2×1)＝2，价层电子对数为4，为sp3杂化，空
间构型为V 形，A 项错误，B 项正确；共价单键为σ 键，C 项错误；H 原子最外层1 个电子，Cl 原子最外
层7 个电子，O 原子最外层6 个电子，次氯酸为共价化合物，其电子式为
，D 项错误。
4．碳、硫、氧、氮是中学常见元素，下列说法不正确的是 ( )
A．CO2、SO2、NH3都是直线形分子
B．CO2、NH3、H2S 的键角依次减小
C．H2O2、N2H4分子的中心原子都是sp3杂化
D．C、N、F 元素的电负性依次增大
【答案】A
【解析】CO2分子中C 原子价层电子对个数是2 且不含孤电子对，为直线形分子，SO2分子中S 原子价层电
子对个数是3 且含有一对孤电子对，为V 形分子，NH3分子中N 原子价层电子对个数是4 且含有一对孤电
子对，所以为三角锥形，故A 不正确；二氧化碳是直线形分子、氨气分子为三角锥形分子且含有一对孤电
子对、硫化氢为V 形分子且含有两对孤电子对，且孤电子对之间的排斥力大于孤电子对和成键电子对之间
的排斥力，所以CO2、NH3、H2S 的键角依次减小，故B 正确；H2O2分子中O 原子价层电子对个数是4、
N2H4分子中N 原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论知，O、N 原子都采用sp3杂化，故C 正
确；同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，所以C、N、F 元素的电负性依次增大，故D
正确。
5．下列说法正确的是( )
A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
B．NH4NO3晶体中含共价键，是共价化合物
C．H2O2、N2H4分子中只含有极性共价键
D．某化合物熔融状态能导电，可以证明该化合物内一定存在离子键
【答案】D
【解析】 离子键是阴、阳离子间的静电作用，包括引力和斥力，故A 错误；硝酸铵是离子化合物，含有
离子键和共价键，故B 错误；H2O2的结构式为H—O—O—H，含有极性共价键和非极性共价键，N2H4中也
是含有极性共价键和非极性共价键，故C 错误；离子化合物在熔融状态下导电，共价化合物在熔融状态下
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不导电，故D 正确。
6．下列说法正确的是( )
A．PCl3分子的空间结构是三角锥形，这是因为P 原子是以sp2杂化的结果
B．sp3杂化轨道是由任意的1 个s 轨道和3 个p 轨道混合形成的四个sp3杂化轨道
C．凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR 模型都是四面体形
D．AB3型分子的空间结构必为平面三角形
【答案】C
【解析】 A 项，PCl3分子的中心原子P 含有3 个成键电子对和1 个孤电子对，为sp3杂化，空间结构为三
角锥形，错误；B 项，能量相近的s 轨道和p 轨道形成杂化轨道，错误；C 项，凡中心原子采取sp3杂化的
分子，其VSEPR 模型都是四面体形，而分子的空间结构还与含有的孤电子对数有关，正确；D 项，AB3型
分子的空间结构与中心原子的孤电子对数也有关，如BF3中B 原子没有孤电子对，为平面三角形，NH3中
N 原子有1 个孤电子对，为三角锥形，错误。
7．下列说法正确的是( )
①S8分子中S 原子采用的杂化轨道类型为sp3
②C2H4分子中只有以s 轨道与sp2杂化轨道“头碰头”方式重叠而成的σ 键
③SnBr2分子中Br—Sn—Br 的键角<120°
④H3O＋中H—O—H 的键角比H2O 中H—O—H 的键角大
A．①②
B．③④
C．①②③
D．①③④
【答案】D
【解析】 ①S8是一个环形分子，每个S 与两个其他S 原子相连，S 原子形成两个孤电子对，两个σ 键，
所以S 是sp3杂化，正确；②碳碳双键中一个是σ 键，还有一个是π 键，错误；③SnBr2分子中，Sn 原子的
价层电子对数是×(4－2×1)＋2＝3，含有1 个孤电子对，SnBr2的空间结构为V 形，根据价层电子对互斥模
型可以判断其键角小于120°，正确；④H3O＋、H2O 的价层电子对互斥模型为四面体形，氧原子采取sp3杂
化，H2O 中O 原子有两个孤电子对，H3O＋中O 原子有1 个孤电子对，导致H3O＋中H—O—H 的键角比H2O
中H—O—H 的键角大，正确。
8．下列说法错误的是( )
A．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱与化学键的强弱有关
B．三硫化磷(P4S3)分子结构如图：
，1 mol P4S3分子中含有10 mol 共价键
C．丙烯腈
分子中，碳原子的杂化方式有sp、sp2
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D．CO 的结构可以表示为
，所以CO 分子中有一个π 键是配位键
【答案】B
【解析】 键能：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，其热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，A 项正确；由题图可
知，1 个P4S3分子中有6 个P—S、3 个P—P 共价键，则1 mol P4S3分子中含有9 mol 共价键，B 项错误；由
丙烯腈的结构可知，碳原子的杂化方式有sp、sp2，C 项正确。
9．(1)AsCl3分子的空间结构为______________，其中As 的杂化轨道类型为________。
(2)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________。
(3)在硅酸盐中，SiO 四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构
形式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si 原子的杂化轨道类型为________，Si 与O 的原子
数之比为______，化学式为______。
【答案】 (1)三角锥形 sp3 (2)sp3、sp2 (3)sp3 1∶3 [SiO3](或SiO)
【解析】 (1)AsCl3的中心原子(As 原子)的价层电子对数为3＋×(5－1×3)＝4，所以是sp3杂化，AsCl3分子
的空间结构为三角锥形。(3)依据图(a)可知，SiO 的空间结构类似于甲烷分子，为正四面体形，硅原子的杂
化轨道类型和甲烷分子中碳原子的杂化轨道类型相同，为sp3；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，
每个结构单元中两个氧原子被两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1 个Si 原子、3 个O 原子，
Si 原子和O 原子数之比为1∶3，化学式可表示为[SiO3]或SiO。
10．(1)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__________________。
(2)As4O6的分子结构如图所示，其中As 原子的杂化方式为______________。
(3)AlH4
-中，Al 原子的轨道杂化方式为__________；列举与AlH4
-空间构型相同的一种离子和一种分子：
__________、__________(填化学式)。
(4)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】3∶1 sp2 sp3 sp3 NH4
+ CH4 sp2 ＜
【解析】（1）COCl2分子中有1 个C=O 键和2 个C-Cl 键，所以COCl2分子中σ 键的数目为3，π 键的数目
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为1，个数比3：1，中心原子C 电子对数=3+
=3，故中心原子杂化方式为sp2，故答案为：3：
1；sp2；
（2）As4O6的分子中As 原子形成3 个As-O 键，含有1 对孤对电子，杂化轨道数目为4，杂化类型为sp3杂
化；故答案为：sp3；
（3）AlH4
-中Al 原子孤电子对数=
=0，杂化轨道数目=4+0=4，Al 原子杂化方式为：sp3，互为
等电子体的微粒空间构型相同，与AlH4
-空间构型相同的离子，可以用C 原子替换Al 原子则不带电荷：
CH4，可以用N 原子与1 个单位正电荷替换Al 原子：NH4
+，故答案为：sp3；NH4
+；CH4；
（4）SnBr2分子中Sn 原子价层电子对个数=2+
×（4-2×1）=3，所以Sn 原子的轨道杂化方式为sp2杂化，
且含有一个孤电子对，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
120°，故答案为：SP2杂化；＜。
9
