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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点32 分子的空间构型、σ 键与π 键、大π 键、配合物、超分子
知识精讲
一．共价键的分类：σ 键、π 键
二．大π 键
三．配位键和配合物
四．超分子
五．价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)
六．杂化轨道理论
七．键角大小的判断方法
课后精练
选择题：
20
题
非选择题：
5
题
建议时长：
60
分钟
实际时长： 分钟
一．共价键的分类：σ 键、π 键
（1）σ 键与π 键的判断
①由轨道重叠方式判断
a．“头碰头”重叠为σ 键，σ 键的特征：电子云为轴对称，即是以形成化学键的两个原子核的连线为
轴作旋转操作，σ 键电子云的图形不变。利用电子云描述σ 键的形成过程：
ss σ 键：两个成键原子均提供s 轨道形成的
共价键。
sp σ 键：两个成键原子分别提供s 轨道和p
轨道形成的共价键。
1
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pp σ 键：两个成键原子均提供p 轨道形成的
共价键。
b．“肩并肩”重叠为π 键，π 键的特征：π 键电子云为镜像对称，即每个π 键的电子云由两块组成，
分别位于由两个原子核构成的平面的两侧；π 键重叠程度较小，不稳定，容易断裂；若原子半径大，原子
间形成的σ 键较长，p－p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π 键。p 轨道和p 轨道形成π
键的过程如图所示：
②由物质的结构式判断：通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目：
共价单键是σ 键；
共价双键中含有个σ 键，个π 键；
共价三键中含有个σ 键，个π 键。
③由成键轨道类型判断：s 轨道形成的共价键全部是σ 键；杂化轨道形成的共价键全部为σ 键。
④依据强度判断：原子形成共价键时，优先形成σ 键，σ 键可以单独形成，π 键不能单独形成。σ 键形成过
程中电子云重叠程度比π 键大，更稳定，故含有π 键的分子发生化学反应时先断裂π 键。
二．大π 键
1．大π 键的简介
简介
大π 键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形
成的π 键。
形成条件
(1)所有参与形成离域π 键的原子在同一平面上，因此中心原子采取sp2杂化或sp 杂化；
(2)参与形成离域π 键的原子都必须提供一个或两个相互平行的p 轨道；
(3)形成离域π 键的p 轨道上的电子总数小于p 轨道数的2 倍；
表达式
，其中m 代表参与形成大π 键的原子数，n 代表参与形成大π 键的电子数，n≤2m
一般判断
对于多电子的粒子，若中心原子的杂化方式不是sp3杂化，中心原子与配位原子可能形成
2
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大π 键。
2．
中m 和n 的计算方法
（1）ABn 型的分子或离子
①m 为原子个数：一般粒子有几个原子，就是几个p 轨道，如：SO2有3 个原子形成π 键，则m=3。
②n 值的计算
a．分析出参与形成离域π 键的每个原子形成几个σ 键。
b．形成σ 键后，若只有一个成单电子，则该电子参与形成大π 键，若没有成单电子，则最多有一对
孤对电子参与形成大π 键。
物质
分析方法
大π 键
SO2
S、O 原子的电子式分别为：S 、O ，中心原子S 采取sp2杂化，形成2
个σ 键，还有4 个电子即2 对孤对电子，S 原子最多提供1 对孤对电子形
成大π 键，O 原子形成1 个σ 键后，还有5 个电子，有1 个单电子，则两
个O 原子的单电子参与形成大π 键，故n=2+2×1=4，因此SO2大π 键为
。
O3
O 原子的电子式分别为：O ，中心原子O 采取sp2杂化，形成2 个σ 键，
还有4 个电子即2 对孤对电子，中心O 原子最多提供1 对孤对电子形成大
π 键，配位O 原子形成1 个σ 键后，还有5 个电子，有1 个单电子，则两
个O 原子的单电子参与形成大π 键，故n=2+2×1=4，因此O3大π 键为
。
NO
N、O 原子的电子式分别为：N 、O ，中心原子N 采取sp2杂化，形成
2 个σ 键，还有3 个电子则有1 个单电子，中心N 原子最多提供1 个单电
子形成大π 键，配位O 原子形成1 个σ 键后，还有5 个电子，有1 个单电
子，则两个O 原子的单电子参与形成大π 键，由于带一个单位的负电
荷，也要参与形成大π 键，故n=1+1+2×1=4，因此NO 大π 键为
。
规律
** 错误的表达式 **若微粒互为等电子体，则大π 键是相同的；** 错误的表达式 **
若为离子，n 的数值遵循“阴加阳减”
CO2
C、O 原子的电子式分别为：C 、O ，中心原子C 采取sp 杂化，形成2
个σ 键，还有2 个电子即1 对孤对电子，中心C 原子最多提供1 对孤对电
子形成大π 键，O 原子形成1 个σ 键后，还有5 个电子，有1 个单电子，
则两个O 原子的单电子参与形成大π 键，由于带一个单位的负电荷，也
3
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要参与形成大π 键，故n=2+2×1=4，因此CO2大π 键为
。
同理
SCN—、NO2
+、N3
－互为等电子体，则大π 键是相同的，大π 键为
CO
C、O 原子的电子式分别为：C 、O ，中心原子C 采取sp2杂化，形成3
个σ 键，还有1 个单电子，中心C 原子最多提供1 个单电子形成大π 键，
O 原子形成1 个σ 键后，还有5 个电子，有1 个单电子，则3 个O 原子的
单电子参与形成大π 键，由于带2 个单位的负电荷，也要参与形成大π
键，故n=1+2+3×1=6，因此CO 大π 键为
。
同理
NO3
—、SO3互为等电子体，则大π 键是相同的，大π 键为
（2）多个中心原子(AmBn)型的分子或离子
①m 为原子个数：一般粒子有几个原子，就是几个p 轨道，如：SO2有3 个原子形成π 键，则m=3
②n 值的计算
a．分析出参与形成离域π 键的每个原子形成几个σ 键。
b．形成σ 键后，若只有一个成单电子，则该电子参与形成大π 键，若没有成单电子，则最多有一对
孤对电子参与形成大π 键。
物质
分析方法
大π 键
C 原子的电子式为：C ，每个C 原子采取sp2杂化，形成3 个σ
键，每C 原子有1 个成单电子，该单电子参与形成大π 键，因此
其大π 键为
N
C、N 原子的电子式为：C 、N ，C 原子都采取sp2杂化，形
成3 个σ 键，每C 原子有1 个成单电子，该单电子参与形成大π
键，N 原子形成2 个σ 键，还有3 个电子，有一个成单电子参与
形成大π 键，所以n=5×1+1=6，因此其大π 键为
HN
C、N 原子的电子式为：C 、N ，C 原子都采取sp2杂化，形
成3 个σ 键，每C 原子有1 个成单电子，该单电子参与形成大π
键，N 原子形成3 个σ 键，还有1 对孤对电子，这对孤对电子一
定参与形成大π 键，所以n=4×1+2=6，因此其大π 键为
N
HN
1
2
C、N 原子的电子式为：C 、N ，C 原子都采取sp2杂化，形
成3 个σ 键，每C 原子有1 个成单电子，该单电子参与形成大π
键，1 号N 原子形成3 个σ 键，还有1 对孤对电子，这对孤对电
4
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子一定参与形成大π 键，2 号N 原子形成2 个σ 键，还有3 个电
子，则有一个成单电子参与形成大π 键，所以n=3×1+2+1=6，
因此其大π 键为
O
C、O 原子的电子式为：C 、O ，C 原子都采取sp2杂化，形
成3 个σ 键，每C 原子有1 个成单电子，该单电子参与形成大π
键，O 原子形成2 个σ 键，还有4 个电子即2 对孤对电子，O 原
子最多提供1 对孤对电子形成大π 键，所以n=4×1+2=6，因此其
大π 键为
S
C、S 原子的电子式为：C 、S ，C 原子都采取sp2杂化，形成
3 个σ 键，每C 原子有1 个成单电子，该单电子参与形成大π
键，S 原子形成2 个σ 键，还有4 个电子即2 对孤对电子，S 原
子最多提供1 对孤对电子形成大π 键，所以n=4×1+2=6，因此其
大π 键为
Se
C、Se 原子的电子式为：C 、Se ，C 原子都采取sp2杂化，形
成3 个σ 键，每C 原子有1 个成单电子，该单电子参与形成大π
键，Se 原子形成2 个σ 键，还有4 个电子即2 对孤对电子，Se
原子最多提供1 对孤对电子形成大π 键，所以n=4×1+2=6，因此
其大π 键为
CH2
CH
CH
CH2
C 原子的电子式为：C ，C 原子都采取sp2杂化，形成3 个σ
键，每C 原子有1 个成单电子，该单电子参与形成大π 键，所以
n=4×1=4，因此其大π 键为
三．配位键和配合物
1．配位键
（1）概念：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键，即
“电子对给予—接受”键，是一类特殊的共价键。
①成键原子一方能提供孤电子对，如：分子有NH3、H2O、CO 等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－
等。
②成键原子另一方能提供空轨道，如：H＋、Al3＋、B 及过渡金属的原子或离子。
（2）表示方法：配位键可以用A→B 来表示，其中A 是提供孤电子对的原子，B 是接受孤电子对的原子。
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例如：
中铜离子与水分子之间的化学键是由H2O 提供孤电子对给予Cu2＋形
成的。
（3）配位键与共价键的关系
①形成过程不同：配位键实质上是一种特殊的共价键，在配位键中一方提供孤电子对，另一方提供空
轨道；普通共价键的共用电子对是由成键原子双方共同提供的。
②配位键与普通共价键实质是相同的：它们都被成键原子双方共用。如NH 中虽然有一个N—H 键形
成过程与其他3 个N—H 键形成过程不同，但是一旦形成之后，4 个共价键就完全相同。
③同普通共价键一样，配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子之中(如NH)。
2．配位化合物
（1）概念：通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键
结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物，如：[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH。配位化合物多数能
溶解、能电离、有颜色。
（2）配合物的组成：如[Cu(NH3)4]SO4
a．配体（配位体）：含有孤电子对的分子或离子，如NH3、H2O、CO、F－、Cl－、Br－、I－、SCN－、
CN－、OH－等。当配体中有两原子有孤电子对时，电负性小的原子为配位原子，如CO 作配体时C 为配位
原子。
b．配位原子：配体中提供孤对电子的原子叫配位原子，如H2O 中的O 原子，NH3中的N 原子。
c．中心离子(或原子)：一般是金属离子，特别是过渡金属离子，中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、
Zn2＋、Ag＋等。
d．配位数：直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目，中心原子(或离子)
的配位数一般为2、4、6、8 等。如：[Cu(NH3)4]2+的配位数为4，[Ag(NH3)2]+的配位数为2，[Fe(CN)6]4－中
配位数为6。
e．配离子：由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子，如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。
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f．配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，
如
2Cl －，而内界微粒很难电离，因此，配合物
[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
（3）配合物中化学键的类型及共价键数目的判断
若配体为单核离子如Cl－等，可以不予计入，若为分子，需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的
个数，此外，还要加上中心原子与配体形成的配位键，这也是σ 键。如：[Cu(NH3)4]SO4化学键的类型：离
子键、共价键、配位键，共价键数(σ 键)为3×4＋4＋4＝20
（4）典型配合物
[Cu(NH3)4]SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
Na3[AlF6]
中心离子
Cu2＋
Fe3＋
Ag＋
Al3＋
配体
NH3
CN－
NH3
F－
配位原子
N
C
N
F
配位数(n)
4
6
2
6
外界
SO
K＋
OH－
Na＋
（5）其他特殊配合物
多齿配位
配体有多个配位原子，与中心原子形成螯合物，如：铜离子与乙二胺形成配离
子
金属羰基
配合物
是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物，如：四羰基镍[Ni(CO)4]
3．配合物的生成实验探究
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配合物形成时性质的改变：
①溶解度的改变：一些难溶于水的金属化合物形成配合物后，易溶解，如Cu(OH)2→[Cu(NH3)4]2＋、
AgCl→[Ag(NH3)2]＋：
CuSO4溶液―――→Cu(OH)2(蓝色沉淀)―――→[Cu(NH3)4]2＋(深蓝色)，其反应的离子方程式为：
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH，
Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。
NaCl 溶液―――→AgCl(白色沉淀)――→[Ag(NH3)2]＋，反应的离子方程式为
Cl－＋Ag＋===AgCl↓，
AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－。
②颜色的改变：当简单离子形成配合物时颜色会发生改变，如Fe(SCN)3的形成，利用此性质可检验铁
离子的存在。
FeCl3溶液―――→Fe(SCN)3(血红色)，KSCN 溶液检验Fe3＋。
③稳定性改变：形成配合物后，物质的稳定性增强。
4．配合物的种类与应用
配合物种类繁多，如叶绿素、血红素和维生素B12都是配合物。如叶绿素中Mg2＋为中心离子，大环有
机化合物作配体，配位原子为N。配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域应用广泛。
四．超分子
（1）定义：由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，这里的分子也包含离子。
（2）特点：超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。
（3）超分子内分子间的作用力：超分子内部分子之间通过非共价键相结合，包括氢键、静电作用、疏水
作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。
（3）应用
①分离C60和C70
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②冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。
（4）特征：超分子的两特征分别为分子识别和自组装。
五．价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)
1．价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)的理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距最远时，电子对之间的夹角越大，排斥力最小，体系的能量最低，分
子尽可能采取对称的空间构型。
②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。价层电子对排斥力度比较：
孤电子对间＞孤电子对与成键电子＞成键电子间
2．用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构
（1）中心原子价层电子对数的计算
【方法1】
式中a 为中心原子的价电子数，x 为与中心原子结合的原子数，b 为与中心原子结合的原子最多能接
受的电子数(H 为1，其他原子为“8－该原子的价电子数”)，对于阳离子来说a 为中心原子的价电子数减
去离子的电荷数，对于阴离子来说a 为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)。
如SO 的中心原子为S，a＝6＋2＝8，b＝2，x＝4，中心原子上的孤电子对数＝×(8－4×2)＝0，价层
电子对数为4。
【方法2】
中心原子的价层电子对数
中心原子的价电子数
配位原子的化合价的总和
＋
2
①配位原子是指中心原子以外的其它原子，即：与中心原子结合的原子；
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②若是离子，则应加上或减去与离子所带的电荷数，即：阴加阳减；
③氧、硫原子若为配位原子，则其化合价规定为"零”，若为中心原子，则价电子数为6；
分子或离子
中心原
子
价层电子对数
σ 键电子
对
中心原子上的孤电子对数
CO2
C
2
0
BF3
B
3
0
NH4
+
N
4
0
CO
C
3
0
SF6
S
6
0
（2）价层电子对互斥(VSEPR)模型与分子空间结构的关系
由
电子的排列方式
VSEPR 模型
分子或离子的空间结
构
价层电子对数
σ 键电子对数
孤电子对数
VSEPR 模型名称
分子空间结构名称
实例
2
2
0
直线形
直线形
CO2
3
3
0
平面三角形
平面三角形
BF3
2
1
V 形
SO2
4
4
0
四面体形
正四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V 形
H2O
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5
5
0
三角双锥
三角双锥
PCl5
2
3
三角双锥
V 形
XeF2
6
6
0
正八面体
正八面体
SF6
价层电子对互斥模型（VSEPR 模型）与分子的空间结构的区别：
价层电子对互斥模型指的是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结
构，不包括孤电子对。
（1）当中心原子无孤电子对时，两者的结构一致。
（2）当中心原子有孤电子对时，两者的结构不一致。
如中心原子采取sp3杂化的分子，其价层电子对互斥模型为四面体形，其分子结构可以为四面体形(如
CH4)，也可以为三角锥形(如NH3)，也可以为V 形(如H2O)。
六．杂化轨道理论
1．理论要点
在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成
的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。
杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。杂化轨道只能用来形成σ 键和用来容纳未参
与成键的孤电子对，不能形成π 键。
2．杂化轨道的类型
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①sp 杂化：sp 杂化轨道是由1 个ns 轨道和1 个np 轨道杂化而成的，每个sp 杂化轨道含有s 和p 的成
分，sp 杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。如，BeCl2
②sp2杂化：sp2杂化轨道是由1 个ns 轨道和2 个np 轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有s 和p 成
分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形。如，BF3
③sp3杂化：sp3杂化轨道是由1 个ns 轨道和3 个np 轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都含有s 和p 的成
分，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。如，CH4、CF4、CCl4
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【微点拨】①sp2杂化后，未参与杂化的一个np 轨道可以用于形成π 键，如：乙烯分子中的C==C 键的形
成；
②sp 杂化后，未参与杂化的两个np 轨道可以用于形成π 键，如：乙炔分子中的C≡C 键的形
成；
3．判断中心原子杂化轨道类型的方法
杂化轨道只能用于形成σ 键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ
键，故有下列关系：杂化轨道数目＝价层电子对数目＝σ 键电子对数目＋中心原子的孤电子对数目，再由
杂化轨道数目确定杂化类型。
（1）根据中心原子价层电子对数(杂化轨道数目)判断：
杂化轨道数==价层电子对数==σ 键电子对数＋孤电子对数
杂化类型
价层电子对数
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
分子空间结构名称
实例
sp
2
2
180°
直线形
BeCl2
sp2
3
3
120°
平面三角形
BF3
sp3
4
4
109°28′
四面体形
CH4
sp3d
5
5
120°，90°
三角双锥
PCl5
sp3d2
6
6
180°，90°
正八面体
SF6
（2）有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ 键电子对数＋孤电子对数”来判
断。
如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型
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杂化类
型
价层电子
对数
σ 键电子
对数
孤电子对
数
孤电子对数确定方法
** 错误的
表达式 **
号氮原子
sp3
4
3
1
氮原子最外层有5 个电子，形成了3
对共用电子对，则有一对孤对电子
** 错误的
表达式 **
号氮原子
sp2
3
2
1
** 错误的
表达式 **
号碳原子
sp2
3
3
0
碳原子最外层4 个电子，形成了4 对
共用电子对，所以碳上无孤对电子
（3）根据σ 键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子)
①含C 有机物：2 个σ 键—sp，3 个σ 键—sp2，4 个σ 键—sp3。
②含N 化合物：2 个σ 键—sp2，3 个σ 键—sp3。
③含O(S)化合物：2 个σ 键—sp3。
（4）根据键角判断
若键角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；
若键角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；
若键角为180°，则分子的中心原子发生sp 杂化。
（5）根据分子的空间结构判断
①若分子的空间结构为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。
②若分子的空间结构呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。
③若分子的空间结构呈直线形，则分子的中心原子发生sp 杂化。
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七．键角大小的判断方法
1．孤电子对对键角影响的理论解释
（1）价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律
孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对。
随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小，如：CH4、NH3
和H2O 分子中的键角依次减小。
（2）由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR 模型的预测值。
（3）中心原子上有孤电子对(价电子中未参加形成共价键的电子对)，会占据中心原子周围空间，与成键电
子互相排斥，使分子的空间结构发生变化，键角也相应变化。如：
H
①
2O 的VSEPR 构型为四面体形，中心原子价层电子和对中心原子构成的夹角是109°28′，但氧原子
上的两对孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥力较大，会使两个成键电子相互靠拢，键角会变小，
从而使键角小于109°28′，变成105°；
NH
②
3分子中氮原子上有一对孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥力较大，会使成键电子相互
靠拢，键角会变小，NH3化学键键角会小于109°28′，变成107°。H2O 和H2S 的VSEPR 构型为四面体形，
有两个成键电子对和孤电子对。氧的半径比硫要小，氧的孤电子对对成键电子排斥力力度更大，所以H2O
的键角会比H2S 要大。
2．中心原子的杂化方式不同且中心原子无孤对电子——看中心原子杂化方式：
sp(1800)＞sp2(1200)＞sp3(109028＇)
分子
CO2、CS2
BF3、SO3
CH4、NH4
+
杂化方式
sp
sp2
sp3
分子构型
直线型
平面三角形
正四面体
键角
1800
1200
109028＇
3．中心原子杂化方式相同且中心原子有孤对电子——看中心原子的孤电子对数
排斥力大小顺序：孤电子对—孤电子对＞孤电子对—成键电子对＞成键电子对—成键电子对，中心原
子孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小
分子
CH4
NH3
H2O
杂化方式
sp3
sp3
sp3
孤电子对数
0
1
2
15
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键角
109028＇
107018＇
104030＇
分子构型
正四面体
三角锥形
V 形
4．中心原子不同，配位原子及中心原子孤电子对数相同且结构相似——看中心原子的电负性：中心原子
的电负性越大，成键电子对越靠近中心原子，成键电子对排斥力增大，键角增大。
键角：NH3＞PH3＞AsH3；H2O＞H2S＞H2Se
5．中心原子及孤电子对数相同，配位原子不同且结构相似——看配位原子的电负性：配位原子电负性越
大，成键电子对越偏离中心原子，成键电子对排斥力减小，键角越小。
键角：NF3＜NCl3＜NBr3；NF3＜NH3；OF2＜H2O
6．单键、双键、三键的影响
三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：三键—三键＞三键—双键＞双键—双键＞双键—单键＞单
键—单键。
C
C
H
H
H
H
j
k
乙烯分子中键角** 错误的表达式 **(121.3°)
＞键角** 错误的表达式 **(117.4°)
原因是斥力大小：双键—单键＞单键—单键
7．配体体积对键角的影响：配体体积越大，电子云占据空间增大，对成键电子斥力增强，导致键角减
小。
键角：NH3＞NH2OH＞NH2(CH3)
1．下列有关物质结构与性质说法错误的是
A．
离子的空间结构是平面正方形
B．
是非极性分子
C．手性分子一定含有手性碳原子
D．
中S 原子采取
杂化
【答案】C
16
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【详解】A．
实际上是[Cu(NH3)4(H2O)2]
2+，属于
杂化，同时发生姜泰勒效应，因此属
于四短两长的畸变八面体结构，由于
太弱，常认为不存在，因此为平面四边形，故A 正确；
B．B 价电子对数为
无孤立电子对，形成平面三角形，为非极性分子，故B 正确；
C．手性分子不一定含有手性碳原子，如丙二烯类化合物和联苯类化合物都具有手性，但没有手性碳原
子；含有手性碳原子的分子也不一定为手性分子，可能会消旋，故C 错误；
D．
分子中，中心原子S 的价电子对数为
。不含孤对电子，分子具有平面正三角形的空
间构型，分子内所有原子共面，因此
为
杂化，故D 正确；
故选C。
2．在合成氨工业中，原料气(
、
及少量CO、
的混合气)进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的
是除去其中的CO，原理为：
，
下列说法正确的是
A．
中的化学键为配位键、极性键和氢键
B．1 mol
中含有6 mol σ 键
C．
中的配位原子是N 和O
D．升高温度或降低压强均有利于铜氨溶液再生
【答案】D
【详解】A．
中Cu+提供空轨道，NH3中的N、CO 中的C 提供孤对电子形成配位键，NH3
和CO 分子内为极性共价键，NH3分子中的N 原子的孤对电子用于形成配位键，不再有多余的电子对用于
形成氢键，故
中不含有氢键，故A 错误；
B．1mol
中σ 键为(2+3×2)mol=8mol，故B 错误；
C．
的配体是NH3和CO，其中O 的电负性大，给电子能力弱，则提供孤对电子形成配位
键的原子是N 和C，故C 错误；
17
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D．升高温度或降低压强平衡均逆向移动，有利于铜氨溶液再生，故D 正确；
故选D。
3．下列粒子的VSEPR 模型为四面体、且其空间结构为V 形的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】A．
中心原子C 周围的价层电子对数为：
，该微粒VSEPR 模型为直线型，A
错误；
B．
中心原子S 周围的价层电子对数为：
，该微粒VSEPR 模型为四面体，其空间结
构为三角锥形，B 错误；
C．
中心原子O 围的价层电子对数为：
，该微粒VSEPR 模型为四面体，其空间结构
为三角锥形，C 错误；
D．
中心原子O 围的价层电子对数为：
，该微粒VSEPR 模型为四面体，其空间结构为
V，D 正确；
故选D。
4．意大利化学家阿伏加德罗的重大贡献是建立分子学说，下列说法不正确的是
A．18 个碳原子构成的碳环分子的结构如图甲所示，该物质也是碳的一种同素异形体
B．
的结构如图乙，可看作
分子中H 原子被硝基取代，
是极性分子
C．白磷
晶胞如图丙所示，白磷晶体中1 个
分子周围有8 个紧邻的
分子
D．图丁中，环戊二烯中的碳原子的杂化方式有
和
，环戊二烯负离子和亚铁离子形成的二茂铁中
无离子键
18
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【答案】C
【详解】A． 18 个碳原子构成的碳环分子的结构如图甲所示，分子式为C18，属于碳单质，该物质也是碳
的一种同素异形体，故A 正确；
B．
的结构如图乙，可看作分子中H 原子被硝基取代而形成，分子的正负电荷中心不重叠，是极性
分子，故B 正确；
C． 白磷
晶胞如图丙所示，属于面心立方晶胞，白磷晶体中1 个分子周围有12 个紧邻的白磷分子，故
C 错误；
D． 图丁中，环戊二烯中的碳原子有sp2、sp3两种杂化方式，已知二茂铁沸点较低，应属于分子晶体，故
环戊二烯负离子
与Fe2+形成配位键，无离子键，故D 正确；
故选C。
5．某盐由四种短周期非金属元素(X、Y、Z、W，原子序数依次增大)和金属元素R 组成，5 角硬币为R 金
属芯镀锌，X 元素是所有主族元素中原子半径最小的，W、Z 同主族，Z 原子的最外层电子数是电子层数
的3 倍，Y 的简单氢化物常用作制冷剂。下列说法错误的是
A．R 的氢氧化物溶于Y 的氢化物的水溶液
B．在
离子中Y 提供孤对电子
C．热稳定性：
D．原子半径按X、Y、Z、W 的顺序依次增大
【答案】D
【分析】四种短周期非金属元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 元素是所有主族元素中原子半径最
小的，则X 为H 元素；Y 的简单氢化物常用作制冷剂，则Y 为N 元素；Z 原子的最外层电子数是电子层数
的3 倍，W、Z 同主族，则Z 为O 元素、W 为S 元素；5 角硬币为R 金属芯镀锌，则R 为Cu 元素。
【详解】A．氢氧化铜为能溶于氨水生成四氨合铜离子的蓝色沉淀，故A 正确；
B．四氨合铜离子中配体为氨分子，氨分子中具有孤对电子的氮原子给出孤对电子，故B 正确；
C．同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，氢化物的热稳定性依次减弱，则硫化氢的热稳定性小于
水，故C 正确；
D．电子层数越少，原子的原子半径最小，则氢原子的原子半径最小；同周期元素，自左而右原子半径减
小，同主族元素，自上而下原子半径增大，则原子半径的大小顺序为H＜O＜N＜S，故D 错误；
19
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故选D。
6．工业上制备硫酸的流程：
，设
为阿伏加德
罗常数，下列有关说法正确的是
A．
中
未成对电子数目为6
B．
的中心原子弧对电子数为1，其VSEPR 模型为V 型
C．标准状况下，22.4L
中含有氧原子数目为3
D．10℃，1LpH=1
溶液中，含有的
数目为0.1
【答案】D
【详解】A．
的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，未成对电子数目为4，故A 错误；
B．SO2的中心原子价层电子对数为2+
=3，孤对电子数为1，其VSEPR 模型为平面三角形，故
B 错误；
C．标准状况下，SO3为非气态，所以22.4LSO3的物质的量大于1mol，所以含有氧原子数目大于为3NA，
故C 错误；
D．10℃，1LpH=1
溶液中，c(H+)=0.1mol/L，含有0.1mol/×1L=0.1mol
，数目为0.1
，故D 正
确；
故选D。
7．下列化学用语或表述错误的是
A．
的晶体类型：分子晶体
B．1 个干冰(固态二氧化碳)晶胞中
分子存在4 种空间取向
C．
的VSEPR 模型：平面三角形
D．标准状况下，11.2L 的NO 中电子总数为
【答案】A
【详解】A．
属于共价晶体，A 错误；
B．干冰晶胞中顶点的8 个
分子空间取向相同，上下面心的2 个
分子空间取向相同，左右面心的2
20
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个
分子空间取向相同，前后面心的2 个
分子空间取向相同，共4 种看空间取向，B 正确；
C．
中心原子S 价层电子对数：
，VSEPR 模型为平面三角形，C 正确；
D．标准状况下，11.2L 的NO 物质的量为0.5mol，每个NO 分子中含电子数为15，则0.5molNO 中含电子
总数为
，D 正确；
答案选A。
8．氨气和
能发生如下反应：
，下列说法正确的是
A．键角：
B．反应前后B 原子杂化轨道类型不同
C．
为离子化合物
D．
可与水形成氢键，表示为
【答案】B
【详解】A．NH3的中心原子N 采用sp3杂化，BF3的中心原子B 采用sp2杂化，键角：
，A 错
误；
B．BF3的中心原子B 采用sp2杂化，而NH3BF3的中心原子B 采用sp3杂化，所以反应前后B 原子杂化轨道
类型不同，B 正确；
C．氨气和BF3通过配位键形成化合物NH3BF3，为共价化合物，C 错误；
D．氨气和BF3通过配位键形成化合物NH3BF3，所以NH3BF3中的N 原子不再有孤电子对，不能与水形成
氢键，D 错误；
故选B。
9．某笼形络合物
晶胞结构中，镍离子与
连接形成平面层，两个平面层
通过
分子连接，所有N 原子均参与形成配位键，苯分子填充于空隙正中心，其晶胞结构如图(H 原子
未画出)。下列说法错误的是
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A．基态Ni 原子核外有28 种不同空间运动状态的电子
B．N 的杂化方式为sp、
C．电负性：N>C>H
D．可用X 射线衍射法测定该晶体结构
【答案】A
【详解】A．Ni 是第28 号元素，基态Ni 原子核外电子排布为[Ar]3d84s2，有15 种不同空间运动状态的电
子，A 错误；
B．晶胞中CN-中N 有三键采取sp 杂化，而NH3中N 价层电子对为3+
采取sp3杂化，即晶胞中
N 的杂化方式为sp、sp3，B 正确；
C．同周期从左往右电负性增强，则电负性：H<C<N，C 正确；
D．测定晶体结构的方法是X 射线衍射法，D 正确；
故选A。
10．利用
粒子轰击不同原子，可获得核素
和
的过程为
；
。下列说法错误的是
A．基态原子第一电离能：M>Z
B．
可用于测定文物年代
C．原子半径：M<Z
D．
与
互为等电子体
【答案】B
【分析】根据
与
，可得a=8，b=17，c=6，d=13，则
和
分别是O、
C。
【详解】A．同周期从左到右，元素的第一电离能有逐渐增大的趋势，第
与第
族元素的第一电离
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能比同周期相邻元素的第一电离能大，则基态原子第一电离能：O>C，A 正确；
B．
可用于测定文物年代，B 错误；
C．同周期从左到右，原子半径逐渐减小，则原子半径：O<C，C 正确；
D．等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，则
与
互为等电子体，D 正确；
故选B。
11．联氨（N2H4）为二元弱碱，在水中性质与氨相似，可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，
其中一种反应机理如图所示。
下列说法正确的是
A．N2H4中N 的杂化类型为sp2
B．
中配位原子是H
C．基态原子核外未成对电子数：N>O
D．第一电离能：
【答案】C
【详解】A．
中N 价电子对数为4，杂化类型为
，故A 错误；
B．N 原子含有孤电子对，
中配位原子是N，故B 错误；
C．基态N 原子有3 个未成对电子，基态O 原子有2 个未成对电子，基态原子核外未成对电子数
，
故C 正确；
D．N 原子2p 能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：
，故D 错
误；
选C。
12．
是一种消毒剂，可用反应
制备。下列说法正确的是
A．
的VSEPR 模型：
B．
中
键的示意图：
C．
是非极性分子
D．
的电子式：
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【答案】A
【详解】A．NH3中心原子N 的价层电子对数为
，采用sp3杂化，含有一对孤电子对，空间构
型为三角锥形，故A 项正确；
B．Cl−Cl 中含有p-pσ 键，其示意图为：
，故B 项错误；
C．NCl3中心原子N 的价层电子对数为
，采用sp3杂化，含有一对孤电子对，为极性分子，
故C 项错误；
D．HCl 存在H—Cl 共价键，电子式为
，故D 项错误；
故本题选A。
13．醛生成亚胺的反应机理如图，R 代表烃基。下列说法错误的是
A．反应历程中，极性键、非极性键均涉及断裂和形成
B．反应历程中，N 原子的杂化方式有2 种
C．反应历程中，氧原子始终保持8 电子稳定结构
D．苯甲醛与羟胺(
)反应的产物存在顺反异构
【答案】A
【详解】A．该反应历程中，不存在非极性键的断裂，A 错误；
B．由题干图示信息可知，反应历程中，N 原子的杂化方式有sp2和sp3 2 种杂化方式，即单键的N 为sp3杂
化，双键上的N 为sp2杂化，B 正确；
C．由题干图示信息可知，反应历程中，不管碳氧双键上、带一个单位负电荷的氧，还是-OH 上的氧原子
始终保持8 电子稳定结构，C 正确；
D．由题干图示信息结合该反应历程可知，苯甲醛与羟胺(NH2—OH)反应的产物为：
，产物
中C=N 中C 连有两个互不相同的原子或原子团，N 上连有-OH 和孤电子对，故存在顺反异构，D 正确；
24
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故答案为：A。
14．下列说法正确的是
A．图甲用
（杯酚）识别
和
，操作①②为过滤，操作③为蒸馏
B．图乙装置可用于收集
并验满
C．图丙装置可用于干燥
D．图丁装置可用于探究铁的析氢腐蚀
【答案】A
【详解】
A．图甲用
（杯酚）识别C60和C70，超分子不溶于甲苯，杯酚可溶于氯仿，故操作①②为过滤，杯
酚和氯仿沸点不同，操作③为蒸馏，A 正确；
B．氨气密度比空气小，应用向下排空气法收集，导气管应伸入试管底部，B 错误；
C．MnCl2水解生成的氯化氢易挥发，水解平衡正向移动，会生成氢氧化锰，氢氧化锰受热会生成MgO，
干燥
应在氯化氢气流中进行，C 错误；
D．食盐水呈中性，发生的是吸氧腐蚀，D 错误；
故选A。
15．超导材料在强电应用领域的用途极其广泛。我国科学家发现了一系列超导材料，如由Fe、Sm、As、
F、O 组成的铁系超导材料，由La、Ni、O 组成的镍基超导体等。下列说法正确的是
A．基态Ni 原子的简化电子排布式为
B．
分子中O 与F 之间存在的是离子键
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C．
分子中
键角小于
分子中
键角
D．配合物
可作催化剂，其配体CO 是由极性键构成的非极性分子
【答案】C
【详解】A．Ni 原子序数28，简化电子排布式：
，A 错误；
B．
分子中O 与F 之间存在的是极性共价键，B 错误；
C．As 和N 同族，
、
中心原子价层电子对数均为4，含1 对孤电子对，为三角锥形分子，但由于
电负性：
，
中共用电子对离中心原子更近，排斥力增大，键角增大，所以
分子中
键角小于
分子中
键角，C 正确；
D．配合物
中配体CO 是由极性键构成的极性分子，D 错误；
答案选C。
16．NH3可用于生产铵盐、硝酸等。液氨中
和
的性质类似于水中的
和OH-；NH3中的一个H
被-NH2取代形成N2H4，N2H4中的两个H 被-CH3取代形成
。下列说法正确的是
A．电负性：H＜O＜N
B．键角：
C．
存在顺反异构
D． N2H4和
都可做配体
【答案】B
【详解】A．N、O 为相邻的同周期元素，O 在N 的右边，则非金属性H＜N＜O，所以电负性：H＜N＜
O，A 不正确；
B．
中N 原子的价层电子对数都为4，都发生sp3杂化，但
中N 原子的最外层有2 个孤电子
对，而
的中心N 原子最外层不存在孤电子对，孤电子对与成键电子对间的排斥作用大于成键电子对与
成键电子对间的排斥作用，所以键角：
，B 正确；
C．
中所有原子间都形成共价单键，不存在顺反异构，C 不正确；
D．N2H4中2 个N 原子的最外层都存在1 个孤电子对，而
的中心N 原子的最外层不存在孤电子对，所
以N2H4能做配体，但
不能做配体，D 不正确；
故选B。
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17．很多络离子的颜色是因为发生了价层电子的d-d 跃迁导致的。配体使原来能量相同的d 轨道发生分
裂，有的d 轨道能量升高，有的d 轨道能量降低，价层电子的d 轨道上的电子可以在不同能量的d 轨道之
间跃迁，吸收一定波长的光而表现出特定颜色。下列络合离子可能有颜色的是
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】A．
中心离子
的价层电子排布式为
，d 轨道未排满电子，可能发生价层电子
的d-d 跃迁导致
有颜色，A 正确；
B．[Zn(NH3)4]
2+中心离子
的价层电子排布式为
，d 轨道已排满电子，不可能发生价层电子的d-d
跃迁，[Zn(NH3)4]
2+不可能有颜色，B 错误；
C．
中心离子
的价层电子排布式为
，d 轨道已排满电子，不可能发生价层电子的d-d 跃
迁，
不可能有颜色，C 错误；
D．
中心离子
的电子排布式为
，d 轨道无电子，不可能发生价层电子的d-d 跃迁，
不可能有颜色，D 错误；
答案选A。
18．下列说法正确的是
A．浓硫酸具有强氧化性，可用于与
反应制HF
B．熔点：碳化硅>金刚石，C-Si 键能大于C-C 键能
C．
中，
提供空轨道，
提供孤对电子
D．乙醇易溶于水，可用于消毒杀菌
【答案】C
【详解】A．浓硫酸具有强酸性，可与CaF2发生复分解反应产生CaSO4和HF，因此可以用于制HF，属于
高沸点酸制备低沸点酸，这与浓硫酸是否具有强氧化性无关，A 错误；
B．由于原子半径Si>C，因此键长：C-Si>C-C，键长越短，键能越大，因此熔点：碳化硅<金刚石，B 错
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误；
C．[Cu(NH3)4]2+中，Cu2+提供空轨道，NH3提供孤对电子，形成配合物离子，C 正确；
D．乙醇能使蛋白质变性，从而可用于杀菌消毒，与乙醇易溶于水无关，D 错误；
故选C。
19．设
为阿伏加德罗常数的值。四乙基铅[
，熔点为
]可用作汽油抗爆震剂，制备原理
为
。下列说法错误的是
A．
含有的价电子数目为
B．
中所含共价键的数目为
C．
中
杂化的原子数目为
D．每消耗
，反应转移的电子数目为
【答案】C
【详解】A．Pb 是第IVA 族元素，价电子数为4，故1molPb 含有的价电子数目为4NA，A 正确；
B．C2H5Cl 的结构式为
，因此1molC2H5Cl 中所含共价键的数目为7NA，B 正确；
C．乙基中碳原子的价层电子对数都为4，采取sp3杂化，而Pb 与4 个乙基中的碳原子分别形成1 个配位
键，即Pb 也采取sp3杂化，故1mol(C2H5)4Pb 中sp3杂化的原子数目为9NA，C 错误；
D．
中，Na 失去电子生成Na+，Pb 元素化合价由0 价升高至+4
价，因此每消耗4molNa，反应中共转移8mol 电子，2.3gNa 的物质的量为0.1mol，则转移的电子数目为
0.2NA，D 正确；
本题选C。
20．
是一种重要的化工产品，实验室可利用
制取该配合物：
。已知
的空间结构如图，其中1～6
处的小圆圈表示
分子，各相邻的
分子间的距离相等，中心离子
位于八面体的中心，
分
子到中心离子的距离相等(图中虚线长度相等)，下列说法正确的是
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A．
为非极性分子
B．
中键角
小于
中键角
C．1 mol
含有
键的数目为18
D．若
中两个
被
替代，得到的
有2 种结构
【答案】D
【详解】
A．H2O2的结构：
，正负电荷中心不能重合，为极性分子，A 错误；
B．NH3中中心原子N 有1 个孤电子对，H2O 中中心原子O 有2 个孤电子对，孤电子对对成键电子的斥力
大于成键电子对之间的斥力，因此∠HNH 大于∠HOH，NH3中键角
大于H2O 中键角
，B 错
误；
C．
中NH3与
形成6 个配位键，6 个NH3中有18 个N-H 键，所以1 mol
含有
键的数目为24
，C 错误；
D．由图可知，若
中两个NH3被
替代，得到的
有2 种结构，D 正确。
21．钴(Co)是人体必需的微量元素，含钴化合物在机械制造、磁性材料等领域具有广泛的应用，是一种重
要的战略金属。回答下列问题：
(1)下列状态的Co 微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。
A．
B．
C．
D．
(2)Co 与Ca 位于同一周期，且最外层电子数相等，但单质Co 的熔点、沸点均比单质Ca 高，原因是
。
29
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(3)Co 配合物
为紫红色固体，1mol
中含有的
键数目为 ，
分子
与
形成配合物后H-N-H 键角 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)Co 配合物
中配位体
的空间构型为 。中国化学家首次成功制得含全氮阴
离子(
)的金属盐
，这是一种配合物分子，
的结构式如图所示。该
金属盐中不存在的微粒间作用力有 (填标号)。
a.
键b.
键c.离子键d.氢键e.金属键f.范德华力
(5)化学家发现了具有超导性的
晶体，其层状结构如图所示。下列用粗线画出的重复结构单元示意图
不能描述其化学组成的是_______(填标号)。
A．
B．
C．
D．
【答案】
(1)B
(2)Co 原子半径较小且单位体积内自由电子数目较多，所以原子化热更大，金属键更强
(3)21
变大
(4)直线形 c、e
(5)D
【详解】（1）要电离最外层一个电子A 所需能量为，B 所需能量为
，
，C、D 为激发态，所需能
量更低，故选B。
（2）Co 原子半径较小且单位体积内自由电子数目较多，所以原子化热更大，金属键更强，故质Co 的熔
点、沸点均比单质Ca 高。
30
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（3）1mol
中含有的配位键数目为6
，
中含有的
键数目为
，共
21
。
中N 原子有1 对孤电子对，形成配合物后提供孤电子对形成配位键，成键电子对之间的斥力
小于原来孤电子对与成键电子对之间的斥力，故H-N-H 键角变大。
（4）
与
互为等电子体，空间构型为直线形。配合物分子间存在范德华力、水分子间能形成氢键、
全氮阴离子
中含有
键，故选ce。
（5）粗线画出的重复结构单元中，Co、O 原子的个数比分别为A.
，B.
，C.
，D.
，故不能描述
化学组成的是D。
22．2022 年春晚中舞蹈诗剧《只此青绿》生动还原了北宋名画《千里江山图》，《千里江山图》之所以色
彩艳丽，璀璨夺目，与所使用矿物颜料有关，请回答下列问题：
(1)石青，又名蓝矿石，化学式为
。基态
原子的价电子排布式为 ；原子中电子
有两种相反的自旋状态，分别用
和
表示，称为电子的自旋磁量子数，则
中电子自旋磁量子数
的代数和为 。
(2)亚铁氰化钾，呈黄色结晶性粉末，化学式为
。
中配体
的配位原子是
(填元素符号)；
中
原子的杂化方式 ；
中含
键为
。
(3)
呈黑色或灰黑色，已知：晶胞中
的位置如图1 所示，
位于
所构成的四面体中心，晶胞的
侧视图如图2 所示。
填充了晶胞中四面体空隙的百分率是 ，
配位数为 ；已知图1 中
原子的坐标参数为
，则与
原子距离最近的
的坐标参数为 ；若晶胞边长为
，则该晶体的密度为
(用代数式表示，设
为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】
31
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(1)
或
(2)
12
(3)
8
【详解】（1）
的原子序数为29，核外有29 个电子，其价电子排布式为
；
电子排布式为
，若一种自旋状态用
表示，与之相反的用
表示，则
自旋磁量子数的代数和
为
，也可以是
；
（2）由
结构可知，在形成配合物时，
提供空轨道，
中
原子有孤电子对，所以配体
的配位原子是
原子；
空间结构为直线形，
原子的杂化方式为
；由
结构可知，
与6 个
形成配位键，即有6 个
键，
中存在碳氮三键，三键中含有1 个
键与2 个
键，所以
中含
键为
；
（3）由晶胞中
的位置可知，
位于立方体的顶点和面心，所以
是面心立方最密堆积，晶胞中
的个数为
，由化学式为
，则可判断
的个数为8，在面心立方晶胞中，每个顶点都能
与三个面心原子形成一个四面体空隙，如此，晶胞中能形成8 个四面体空隙，所以8 个
占据了8 个四
面体空隙，即全部的四面体空隙，则
填充了晶胞中四面体空隙的百分率是
；晶胞中硫离子的个
数为4，微粒配位数之比等于微粒数反比，故
晶体中，
的配位数为
；由晶胞中
的位置
可知，
点与相邻的三个面心原子形成一个正四面体，棱长为对角线的一半，即为
，则此正四面体的
外接正方体棱长为
，与
原子距离最近的
位于此正四面体的中心，也是外接正方体的中心，
原子
的坐标参数为
，则外接正方体中心坐标为
，其中
为外接正方体的棱长
，即
的
坐标参数为
；1 个该晶胞的质量为
，该晶胞的体积为
，则该晶胞的密度
。
23．金属镁、铝可用于制造轻质合金、精密仪器等，
26Mg 是
26Al 衰变的产物，可用于地质年代的研究。回
答下列问题：
32
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(1)若将基态镁原子最高能级的电子排布图表示为
，则它违背的电子排布规律是 、 ；基
态铝原子核外电子所处最高能级轨道的形状为 。
(2)EDTA 与硬水中的Ca2+、Mg2+结合，使Ca2+、Mg2+浓度降低，避免结成锅炉水垢，Mg2EDTA 的结构简式
为
。
Mg
①
2EDTA 中组成元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
Mg
②
2EDTA 分子内的原子中属于sp3杂化的是 (用元素符号表示)。
(3)镁与铍均属于碱土金属元素，氯化铍在1000℃时，完全离解为BeCl2单体，BeCl2单体的空间构型为
。
(4)在熔融条件下，铝的氧化物导电，氯化物不导电，则铝的氧化物为 晶体；一定条件下，铝的氯
化物为二聚体，二聚体中所含的化学键为 (填标号)。
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．配位键
(5)由Mg、Al、O 构成的透明陶瓷立方晶胞结构信息如图所示：
①该透明陶瓷的化学式为 。
②已知两个最近的Mg 原子之间的距离为anm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该透明陶瓷立方晶胞的密
度为 g·cm−3(用含a、NA的代数式表示)。
【答案】
33
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(1)能量最低原理 洪特规则 哑铃形(或纺锤形)
(2)O>N>C>H>Mg C、N、O
(3)直线形
(4)离子 BD
(5) MgAl2O4
×1021
【详解】（1）根据构造原理可知：12 号Mg 元素的基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s2，其最高能级
电子排布式为3s2，若将基态镁原子最高能级的电子排布图表示为
，则它违背的电子排布规律是
能量最低原理、洪特规则；13 号Al 元素的基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p1，基态铝原子核外电
子所处最高能级为3p、轨道的形状为哑铃形(或纺锤形)。
（2）①同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，Mg2EDTA 中组
成元素为O、N、C、H、Mg，则电负性由大到小的顺序为O>N>C>H>Mg。
②由Mg2EDTA 的结构简式为
可知：Mg2EDTA 分子内的饱和碳
原子形成4 个σ 键、属于sp3杂化，N 原子有1 对孤电子对、形成3 个σ 键，N 原子为sp3杂化，单键O 原
子有2 对孤电子对、形成2 个σ 键，为sp3杂化，则该分子中属于sp3杂化的是C、N、O。
（3）BeCl2单体中，中心原子孤电子对数
、价电子对数=2+0=2，则其空间构型为直线形。
（4）在熔融条件下，铝的氧化物导电，则铝的氧化物为离子晶体；氯化物不导电，则氯化物为共价化合
物，AlCl3分子中心原子孤电子对数
、价电子对数=3+0=3，则一定条件下铝的氯化物二聚体
中，因Al 原子具有空轨道、氯原子上具有孤电子对，可形成配位键，故二聚体中所含的化学键为极性键和
配位键，选BD。
（5）①根据均摊法， 8 个Mg 原子位于顶点、6 个Mg 原子位于面心、4 个位于晶胞内，则Mg 个数
个，Al 原子位于晶胞内部，个数为16 ，O 原子位于晶胞内部，个数为24，该透明陶
瓷的化学式为MgAl2O4。
②已知两个最近的Mg 原子之间的距离为anm，由示意图知，anm 即晶胞体对角线的四分之一，则晶胞边
长是
，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该透明陶瓷立方晶胞的密度为
34
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g·cm−3=
×1021g·cm−3。
24．火药是我国古代四大发明之一、黑火药爆炸时发生反应：S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑，CuSO4能与
K2S 反应生成CuS 沉淀。回答下列问题：
(1)基态Cu 原子价电子排布图为 ，基态S 原子核外电子空间运动状态有 种。
(2)C、N、O 的电负性从大到小的顺序为 ，(CN)2分子中σ 键与π 键的个数比为 。
(3)KNO3中N 原子的杂化方式为 ，与
互为等电子体的其中一种阴离子的化学式为
。
(4)C3N4晶体和金刚石结构类似，且金刚石的熔点比C3N4低，分析其原因： 。
(5)已知含铜矿石一锌黄锡矿(K 型)是制备薄膜太阳能电池的重要原料，其晶胞结构如图所示(晶胞参数
α=β=γ= 90°)。该晶体的化学式为 ， 晶体密度ρ= g·cm-3)(用含有NA的代数式表
示)。
【答案】
(1)
9
(2)O>N>C 3:4
(3)sp2
(4)碳氮共价键比碳碳键键长短，键能大
(5)ZnCu2SnS4
35
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【分析】（1）根据铜原子为29 号元素进行电子排布，结合电子排布图的书写方式解答。根据硫原子核外
电子排布中占据的能级进行分析。
（2）根据得电子能力强，电负性强分析。根据单键都为σ 键，双键有一个σ 键，一个π 键，三键有一个σ
键，两个π 键分析。
（3）根据价层电子理论分析杂化方式，根据等电子体的定义分析。
（4）根据共价键键长和键能的关系分析晶体的熔点高低。
（5）根据晶体中的均摊法分析晶体的化学式，根据晶体的体积计算其密度。
(1)
基态Cu 原子价电子排布图为
，基态S 原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4，故占据
空间运动状态有9。
(2)
元素原子的得电子能力越强，则电负性越大，所以电负性由大道小顺序为：O>N>C。(CN)2分子中碳原子
之间形成碳碳单键，碳和氮之间形成三键，单键都是σ 键，三键是一个σ 键，2 个π 键，故分子中σ 键与π
键的个数比为3:4。
(3)
KNO3中N 原子形成3 个σ 键，没有孤电子对，故杂化方式为sp2。具有相同价电子数和相同原子数的分子
或离子是等电子体，与
互为等电子体，则价电子总数24、有4 个原子，其中一种阴离子的化学式为
。
(4)
C3N4晶体与金刚石均为共价晶体、C3N4晶体是碳氮键，因为氮原子半径比碳原子半径小，故碳氮共价键比
碳碳键键长短，键能大，该晶体的熔点比金刚石的熔点高。
(5)
该晶体中锌的个数为
，铜的个数为
，Sn 的个数为
，硫的个数
为8，所以四种原子个数比为2:4:2:8=1:2:1:4，故化学式为ZnCu2SnS4。该晶体的体积为（a×10-10cm）
2×2a×10-10cm=2a3×10-30cm3，密度为
g/cm3。
25．过渡元素中，Ti 被誉为“未来金属”，其具有稳定的化学性质。回答下列问题：
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(1)基态 Ti 原子的价电子轨道表达式为 。
(2)基态 Ti 原子中，最高能层电子的电子云轮廓图的形状为 ，与 Ti 同周期的所有过渡元素的基态
原子中，最外层电子数与钛不同的元素有 种。
(3)过渡元素可形成许多羰基配合物，即 CO 作为配体形成的配合物。
CO
①
的等电子体有
、
、 任写一个等
CO
②
作配体时，配位原子是 C 而不是 O，其原因是 。
(4)
是氧化法制取钛的中间产物。
分子结构与
相同，二者在常温下都是液体。
分
子的空间构型是 ；
的稳定性比
差，极易水解，试从结构的角度分析其原因：
。
(5)金红石
是含钛的主要矿物之一，具有典型的四方晶系结构，其晶胞结构晶胞中相同位置的原子
结构如图所示：
4 个微粒A、B、C、D 中，属于氧原子的是 。
②若A、B、C 原子的坐标分别为
、
、
，则D 原子的坐标为
；若晶胞底面边长为 x，则钛氧键的键长
。(用代数式表示)。
【答案】
(1)
(2)球形 2
(3)NO+(或
) C 与O 成键是C 提供空的p 轨道接受O 的一对电子，致使C 略带负电荷，容易向其它
含有空轨道的原子提供电子对形成配位键
(4)正四面体 钛原子半径比碳原子半径大，
键比
键的键长长，键能低，易断裂
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(5)BD 0.31×
x
【解析】(1)基态 Ti 原子的价电子排布式为3d24s2，价电子轨道表达式为：
；
(2)基态 Ti 原子中，最高能层电子所占据的能级为4s，电子云轮廓图的形状为球形；Ti 的最外层电子数为
2，与 Ti 同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同的元素有Cr 和Cu，最外层均为1
个电子，故有2 种；
(3)CO 的价电子总数为10，等电子体有
、
、NO+(或
)；CO 作配体时，配位原子是 C 而不是
O，其原因是：C 与O 成键是C 提供空的p 轨道接受O 的一对电子，致使C 略带负电荷，容易向其它含有
空轨道的原子提供电子对形成配位键；
(4)
分子中Ti 形成了四个
键，分子的空间构型是正四面体；
的稳定性比
差，极易水
解，从结构的角度分析其原因为：钛原子半径比碳原子半径大，
键比
键的键长长，键能低，
易断裂；
(5)根据晶胞结构分析，四方晶胞中，顶点粒子占，面上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，晶体化学式为
TiO2，O 的数目应为Ti 数目的2 倍，顶点和体心的原子共2 个，面上和内部原子共4 个，故BD 代表氧原
子；A、B、C 的原子坐标分别为、、，金红石晶胞中，Ti 处于顶点和体心，顶点C 到B 的距离即为钛氧键
的键长，即为d，d=(a−0.69a)× =0.31×a，由于底边长为x，所以d=0.31×x。
38
