4.1.1 分子的空间结构
(分子的空间结构模型——杂化轨道理论)
课后分层练
1．氯化硼(BCl3)熔点为－107 ℃，沸点为 12.5 ℃，其分子中键与键之间的夹角为 120°，有
关叙述不正确的是( )
A．硼原子采用 sp2杂化
B．BCl3中的 B—Cl 键键长C．氯化硼分子呈正三角形
D．氯化硼分子只含极性键
[答案] B
[解析] 氯化硼中的硼无孤电子对，为 sp2杂化，A 正确；键能越大，键长越短，BF3中有大
π 键，有双键的特征，故 B—F 键比 B—Cl 键键长短，B 错误；氯化硼中的硼为 sp2杂化，分
子中键与键之间的夹角为 120°，是平面正三角形结构，C 正确；氯化硼分子只含 B—Cl 极性
键，D 正确。
2．磷化氢俗称膦，常温下是一种无色、有大蒜气味的有毒气体，可由白磷与过量热的氢氧
△
化钾的浓溶液反应得到：P4＋3KOH＋3H2O ===== PH3↑＋3KH2PO2。下列说法正确的是( )
A．PH3中各原子最外层都达到了 8 电子稳定结构
B．白磷与膦互为同素异形体
C．PH3中 P 为 sp2杂化
D．白磷分子的空间结构呈正四面体形
[答案] D
[解析] PH3 中 H 原子最外层没有达到 8 电子稳定结构，A 项错误；白磷是单质，膦是氢化
5＋1 × 3
物，不是单质，不互为同素异形体，B 项错误；PH3 中 P 原子的价电子对数是 ＝4，
2
为 sp3杂化，C 项错误；白磷分子的空间结构是正四面体形，D 项正确。
3．以下有关杂化轨道的说法中，错误的是( )
A．ⅠA 族元素成键时一般不能形成杂化轨道
B．sp3、sp2、sp 杂化轨道的夹角分别为 109°28′、120°、180°
C．孤电子对有可能占据杂化轨道
D．杂化轨道只能与杂化轨道形成 σ 键
[答案] D
[解析] ⅠA 族元素原子最外层只有 1 个电子，与其他原子形成共价键时，只形成 1 个 σ 键，
没有杂化轨道，A 正确；sp3、sp2、sp 杂化轨道的空间结构分别是正四面体、平面三角形和
直线形，所以其夹角分别为 109°28′、120°、180°，B 正确；杂化轨道的电子不一定全部成键，
如 NH3 为 sp3 杂化，但只形成 3 个 σ 键，C 正确；CH4 中，中心原子 C 的 4 个 sp3 杂化轨道
分别与 H 原子的 1s 轨道重叠，形成 4 个相同的 σ 键，从而形成 CH4分子，D 错误。
4．乙烯分子中含有 4 个 C—H 键和 1 个 C===C 键，6 个原子在同一平面上。下列关于乙烯
分子的成键情况分析正确的是( )
①每个 C 原子的 2s 轨道与 2p 轨道杂化，形成两个 sp 杂化轨道 ②每个 C 原子的 2s 轨道
与 2 个 2p 轨道杂化，形成 3 个 sp2 杂化轨道 ③每个 C 原子的 2s 轨道与 3 个 2p 轨道杂化，
形成 4 个 sp3 杂化轨道 ④每个 C 原子的 3 个价电子占据 3 个杂化轨道，1 个价电子占据 1
个 2p 轨道
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
[答案] B
[解析] 乙烯分子中每个 C 原子与 1 个 C 原子和 2 个 H 原子成键，形成 3 个 σ 键，6 个原子
在同一平面上，则键角为 120°，为 sp2 杂化，形成 3 个 sp2 杂化轨道，C 原子中的 1 个价电
子占据 1 个 2p 轨道，2 个 C 原子成键时形成 1 个 π 键，②④正确。
5．下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型均不正确的是( )
A．CCl4中 C 原子 sp3杂化，为正四面体形
B．BF3中 B 原子 sp2杂化，为平面三角形
C．CS2中 C 原子 sp 杂化，为直线形
D．H2S 分子中，S 为 sp 杂化，为直线形
[答案] D
[解析] A 项，杂化轨道数＝价层电子对数，CCl4的价层电子对数为 4，杂化类型为 sp3，为
正四面体，正确；B 项，BF3中 B 的价层电子对数为 3，杂化类型为 sp2，几何构型为平面三
角形，故说法正确；C 项，CS2 的价层电子对数为 2，杂化类型为 sp，几何构型为直线形，
正确；D 项，H2S 中 S 的价层电子对数为 4，杂化类型为 sp3，含有孤电子对，几何构型是 V
形，错误。
6．一种抗病毒药物的结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A．该分子不含非极性键
B．该分子中 C—F 键的极性大于 C—N 键的极性
C．该分子中所有 C 原子都为 sp3杂化
D．该分子中 σ 键与 π 键数目之比为 11∶4
[答案] B
[解析] 该分子含 C—C 非极性键，A 错误；由元素周期律可知，F 的非金属性强于 N 的，
故该分子中 C—F 键的极性大于 C—N 键的极性，B 正确；由该有机物的结构简式可知，该
分子中所有的碳原子周围都只形成了 3 个 σ 键，且无孤电子对，故该分子中所有 C 原子都为
sp2杂化，C 错误；已知单键都是 σ 键，双键为 1 个 σ 键，1 个 π 键，由该有机物的结构简式
可知，该分子中含有 15 个 σ 键，4 个 π 键，故 σ 键与 π 键数目之比为 15∶4，D 错误。
7．光气(COCl2)又称碳酰氯，下列关于光气的叙述中正确的是( )
A．COCl2中含有 2 个 σ 键和 1 个 π 键
B．COCl2中 C 原子杂化轨道类型为 sp2
C．COCl2为含极性键和非极性键的极性分子
D．COCl2分子的空间结构为三角锥形
[答案] B
[解析] 单键全是 σ 键，双键有一个 σ 键，一个 π 键，所以 COCl2中含有 3 个 σ 键和 1 个 π
4－2－2
键，A 错误；中心 C 原子孤电子对数＝ ＝0，σ 键电子对数＝3，价电子对数＝3＋0＝
2
3，所以 COCl2中 C 原子杂化轨道类型为 sp2，B 正确；C===O，C—Cl 均是不同原子之间形
4－2－2
成的，为极性键，C 错误；COCl2中 C 原子以 sp2杂化，且中心 C 原子孤电子对数＝
2
＝0，所以 COCl2为平面三角形分子，D 错误。
8．氨气分子空间结构是三角锥形，而铵根离子是正四面体形，这是因为( )
A．两种粒子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为 sp2杂化，而 NH ＋4是 sp3杂化
B．NH3分子中 N 原子形成 3 个杂化轨道，NH ＋4离子中 N 原子形成 4 个杂化轨道
C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强
D．氨气的相对分子质量大于铵根离子
[答案] C
[解析] NH3中 N 原子形成 3 个 σ 键，有一对未成键的孤电子对，杂化轨道数为 4，采取 sp3
杂化，孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，N—H 键之间的键角小于 109°28′，所以氨气
分子空间结构是三角锥形；NH ＋4中 N 原子采取 sp3杂化，杂化轨道全部用于成键，氮原子连
接 4 个相同的原子，N—H 键之间的键角相等为 109°28′，故 NH ＋4的空间结构为正四面体形，
故 A、B、D 错误，C 正确。
9．s 轨道和 p 轨道杂化的类型不可能有( )
A．sp 杂化 B．sp2杂化
C．sp3杂化 D．sp4杂化
[答案] D
[解析] np 能级有三个轨道：npx、npy、npz，当 s 轨道和 p 轨道杂化时只有三种类型：①sp
杂化，即一个 ns 轨道和一个 np 轨道的杂化；②sp2 杂化，即一个 ns 轨道和两个 np 轨道的
杂化；③sp3杂化，即一个 ns 轨道和三个 np 轨道的杂化。
10．如图在乙烯分子中有 5 个 σ 键、一个 π 键，它们分别是( )
A．sp2杂化轨道形成 σ 键、未杂化的 2p 轨道形成 π 键
B．sp2杂化轨道形成 π 键、未杂化的 2p 轨道形成 σ 键
C．C—H 之间是 sp2形成的 σ 键，C—C 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 π 键
D．C—C 之间是 sp2形成的 σ 键，C—H 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 π 键
[答案] A
[解析] CH2==CH2中含有 5 个 σ 键：其中 4 个是在 C—H 之间，另一个是在 C—C 之间；且
在 C—C 之间还有一个未杂化的 2p 轨道形成 π 键。
11．在 分子中，羰基( )碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分
别为 ( )
A．sp2杂化；sp2杂化
B．sp3杂化；sp3杂化
C．sp2杂化；sp3杂化
D．sp 杂化；sp3杂化
[答案] C
[解析] 羰基上的碳原子共形成 3 个 σ 键，为 sp2 杂化，两侧甲基中的碳原子共形成 4 个 σ
键，为 sp3杂化。
12．下列有关有机物分子的叙述不正确的是( )
A．乙烯分子中有一个 π 键
B．乙炔分子中每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨道，它们之间可形成两个 π 键
C．乙烷分子中两个碳原子均是 sp3杂化，分子中一共有 6 个 σ 键
D．苯分子每个碳原子均是 sp2杂化
[答案] C
[解析] 乙烯分子中有 1 个碳碳双键，双键中有 1 个 σ 键、1 个 π 键，所以乙烯分子中有一
个 π 键，A 正确；乙炔分子中 C 原子的杂化方式是 sp，每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨
道，它们之间可形成两个 π 键，B 正确；乙烷分子中两个碳原子均是 sp3 杂化，结构式是
，分子中一共有 7 个 σ 键，C 错误；苯分子为平面结构，碳原子都是 sp2杂化，D
正确。
13．下列图形属于 sp 杂化轨道的是( )
A B C D
[答案] D
[解析]sp 杂化轨道夹角为 180°，C 项属于未杂化的 p 轨道。
14．甲烷中的碳原子是 sp3杂化，下列用*表示碳原子的杂化和甲烷中的碳原子杂化状态一致
的是( )
A．CH *3C H2CH3 B．C*H2===CHCH3
C．CH2===C*HCH3 D．CH≡C*H
[答案] A
[解析] B、C 两项*碳原子均采用 sp2杂化，D 项*碳原子采用 sp 杂化。
15．BeCl2 是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下请写
出单体、二聚体和多聚体中 Be 的杂化轨道类型：
[答案] (1)sp 杂化 (2)sp2杂化 (3)sp3杂化
[解析] (1)Cl—Be—Cl 中心原子为 Be，从结构上得出 Be 有 2 个 σ 键，无孤电子对，价层电
子对为 2，即杂化类型为 sp。
(2) 中心原子 Be 有 3 个 σ 键，无孤电子对，价层电子对为 3，即杂化类型
为 sp2。
(3) 中心原子 Be 有 4 个 σ 键，无孤电子对，价层电子对为 4，即杂化类
型为 sp3。
1．在乙炔分子中有三个 σ 键、两个 π 键，它们分别是( )
A．sp 杂化轨道形成 σ 键、未杂化的两个 2p 轨道形成两个 π 键，且互相垂直
B．sp 杂化轨道形成 σ 键、未杂化的两个 2p 轨道形成两个 π 键，且互相平行
C．C—H 之间是 sp 形成的 σ 键，C—C 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 π 键
D．C—C 之间是 sp 形成的 σ 键，C—H 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 π 键
[答案] A
[解析]碳原子形成乙炔时，一个 2s 轨道和一个 2p 轨道杂化形成两个 sp 杂化轨道，另外两个
2p 轨道保持不变。其中一个 sp 杂化轨道与 H 原子的 1s 轨道“头碰头”重叠形成 C—H σ 键，
另外一个 sp 杂化轨道与另外一个碳原子的 sp 杂化轨道“头碰头”重叠形成 C—C σ 键，碳原
子剩余的两个 p 轨道则肩并肩重叠形成两个 C—C π 键，且这两个 π 键相互垂直，因此选项 A
正确。
2．下列分子的空间结构可用 sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ② ③ ④C2H2 ⑤N2H4 ⑥苯分子
A．①②③ B．①③⑥
C．②③⑤ D．③④⑥
[答案] B
[解析]①BF3分子中硼原子杂化轨道数为 3，所以采取 sp2杂化；② 分子中硫原子杂
化轨道数为 4，所以采取 sp3杂化；③ 分子中碳原子杂化轨道数为 3，所以采取 sp2
杂化；④CH≡CH 分子中每个碳原子杂化轨道数为 2，所以采取 sp 杂化；⑤N2H4 分子中每
个氮原子杂化轨道数为 4，所以采取 sp3 杂化；⑥苯分子中每个碳原子杂化轨道数为 3，所
以采取 sp2杂化。
3．下列分子或离子空间结构和中心原子的杂化方式有错误的是( )
选项 分子或离子 空间结构 杂化方式
A 苯 平面正六边形 sp2
B SO2－4 正四面体形 sp3
C CO2－3 平面三角形 sp2
D SO2 直线形 sp
[答案] D
[解析] 苯分子是平面结构，中心碳原子为 sp2 杂化，A 项正确；SO 2－4 中 S 原子的价电子对
数是 4，S 原子的杂化方式是 sp3，无孤电子对，空间结构为正四面体形，B 项正确；CO 2－3
中 C 原子的价电子对数是 3，C 原子的杂化方式是 sp2，无孤电子对，空间结构为平面三角
形，C 项正确；SO2中 S 原子的价电子对数是 3，S 原子的杂化方式是 sp2，有 1 对孤电子对，
空间结构为 V 形，D 项错误。
4．ⅤA 族元素的原子 R 与 Cl 原子结合形成 RCl3 气态分子，其几何构型呈三角锥形。RCl5
在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于 RCl5分子的说法不正确的是( )
A．每个原子都达到 8 电子稳定结构
B．键角(Cl—R—Cl)有 90°、120°、180°三种
C．RCl5受热后会分解生成分子几何构型呈三角锥形的 RCl3
D．分子中 5 个 R—Cl 键键能不相同
[答案] A
[解析] ⅤA 族元素的 R 原子最外层有 5 个电子，形成 5 个共用电子对，所以 RCl5中 R 的最
外层电子数为 10，不满足 8 电子稳定结构，A 错误；分子结构中上下两个顶点与中心 R 原
子形成的键角为 180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为 120°，顶点与平面形成的
△
键角为 90°，所以键角(Cl—R—Cl)有 90°、120、180°三种，B 正确；RCl5 ===== RCl3＋Cl2↑，RCl 3
中 R 采用 sp3杂化，有一个孤电子对，为三角锥形结构，C 正确；键长越短，键能越大，分
子中 5 个 R—Cl 键的键长不同，所以键能不同，D 正确。
5．形成下列分子时，中心原子采用 sp3杂化轨道和另一个原子的 p 轨道成键的是( )
①PF3 ②CF4 ③NH3 ④H2O
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
[答案] A
[解析] PF3、CF4、NH3、H 32O 分子中 P 原子、C 原子、N 原子、O 原子都采取 sp 杂化，
NH3和 H2O 分子中 H 原子以 1s 轨道与 N 和 O 原子形成 σ 键，PF3和 CF4分子中 F 原子以 2p
轨道分别与 P 和 C 原子形成 σ 键。
6．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由 NO －和 NO ＋3 2构成，已知其阴离子结构为平面三角
形，阳离子中氮的杂化方式为 sp，则其阳离子的结构和阴离子中氮的杂化方式为( )
A．直线形 sp2
B．V 形 sp
C．平面三角形 sp2
D．平面三角形 sp3
[答案] A
[解析] NO －3结构为平面三角形，其中氮的杂化方式为 sp2；NO ＋2中氮的杂化方式为 sp，则
其结构为直线形。
7．下列分子中的中心原子的杂化方式与其他三项不同的是( )
A．CH≡CH B．SO2
C．SO3 D．BBr3
[答案] A
[解析] CH≡CH 中的 C 原子采取 sp 杂化，SO2、SO3和 BBr3采取的是 sp2杂化，故选 A。
8．合成某种滴眼液的原料 4-二甲氨基吡啶的结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．该物质中 C 原子的杂化方式有 sp2、sp3
B．该物质中 N 原子的杂化方式有 sp2、sp3
C．1 mol 该物质中含 σ 键的数目为 15NA(NA 表示阿伏加德罗常数的值)
D．该物质的分子中所有 C、N 原子不可能在同一平面内
[答案] C
[解析] 甲基(—CH3)中的 C 原子采取 sp3 杂化，环上的 C 原子均采取 sp2 杂化，A 项正确；
该物质结构中“ ”中的 N 原子采取 sp3 杂化，环上的 N 原子采取 sp2 杂化，B 项正确；
4-二甲氨基吡啶分子中有3＋3＋3＋6＋4＝19个σ键，则1 mol该物质中含σ键的数目为19NA，
C 项错误；该物质的分子中，形成 3 个单键的 N 原子和与其相连的 3 个 C 原子构成三角锥
形结构，D 项正确。
9．化合物 A 是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式如图所示： ，下列说法正
确的是( )
A．碳、氮原子的杂化类型相同
B．氮原子与碳原子分别为 sp3杂化与 sp2杂化
C．1 mol A 分子中所含 σ 键的数目为 10NA
D．编号为 a 的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内
[答案] B
[解析] A 分子中碳、氮原子各形成了 3 个 σ 键，氮原子有一对孤电子对而碳原子没有，故
氮原子是 sp3 杂化而碳原子是 sp2杂化，A 项错误，B 项正确；A 分子中有一个碳氧双键，故
有 12 对共用电子对、11 个 σ 键，C 项错误；氮原子为 sp3 杂化，相连的四个原子形成的是
三角锥形结构，不可能共平面，D 项错误。
10．硼酸(H3BO3)是具有层状结构的晶体，硼酸层内的分子通过氢键相连(如图所示)，硼酸溶
解度随温度升高而增大，并能随水蒸气挥发。下列说法正确的是( )
H3BO3的层状结构
A．硼酸晶体为共价晶体
B．氧原子的杂化方式为 sp2
C．同一层上的硼原子能形成大 π 键
D．升高温度硼酸溶解度增大，是因为硼酸间的氢键断裂，重新与水形成氢键
[答案] D
[解析] 由题意可知硼酸由硼酸分子构成，属于分子晶体，A 错误；硼酸分子中 O 的价层电
6－2 × 1
子对数＝2＋ ＝4，为 sp3杂化，B 错误；同一层上含多个硼酸分子，硼原子形成了 3
2
个单键，没有未成键电子，因此不能形成大 π 键，C 错误；硼酸溶解度随温度升高而增大，
并能随水蒸气挥发，说明升高温度硼酸分子与水分子间形成氢键且硼酸分子间的氢键断裂，
D 正确。
11．化合物 YX2、ZX2 中 X、Y、Z 都是短周期元素，X 与 Y 同周期，Y 与 Z 同主族，Y 原
子的最外层 p 轨道上的电子数等于前一电子层电子总数；X 原子最外层的 p 轨道中有一个轨
道填充了 2 个电子。
(1)X 元素基态原子的电子排布式是 ，Y 原子的外围电子的轨道表示式
是 。
(2)YX2分子的空间结构是 。
(3)YX2分子中，Y 原子的杂化轨道类型是 ，1 个 YX2分子中含有 个 π 键。
[答案] (1)1s22s22p4， 。
(2)直线形。
(3) sp，2
[解析] Y 属于短周期元素，Y 原子的最外层 p 轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，
可判断 p 轨道上有 2 个电子，则 Y 为碳元素；X 原子最外层的 p 轨道中有一个轨道填充了 2
个电子，则 p 轨道上有 4 个电子，根据 X 与 Y 同周期可知 X 为氧元素。CO2 分子的空间结
构为直线形，C 原子的杂化类型为 sp，双键中一个是 σ 键，一个是 π 键，CO2 的结构式为
O===C===O，故 1 个 CO2分子中含有 2 个 π 键。
12．“三鹿奶粉事件”在社会上引起了人们对食品质量的恐慌，三鹿奶粉中掺杂了被称为“蛋
白精”的工业原料三聚氰胺。已知三聚氰胺的结构简式如图所示。三聚氰胺是氰胺(H2N—C≡N)
的三聚体，请回答下列问题：
(1)写出基态碳原子的电子排布式________。
(2)氰胺中—C≡N 中的氮原子、三聚氰胺环状结构中的氮原子和氨基中的氮原子，这三种氮
原子的杂化轨道类型分别是________、________、________。
(3)一个三聚氰胺分子中有________个 σ 键。
(4)三聚氰胺与三聚氰酸( )分子相互之间通过氢键结合，在肾脏内易形成结石。三聚
氰酸分子中 C 原子采取________杂化。该分子的结构简式中，每个碳氧原子之间的共价键是
________(填字母)。
A．2 个 σ 键 B．2 个 π 键 C．1 个 σ 键，1 个 π 键
[答案] (1)1s22s22p2 (2)sp sp2 sp3 (3)15 (4)sp2 C
[解析](2)—C≡N 中的 N 原子、环上的 N 原子、—NH2 中的 N 原子分别形成 1、2、3 个 σ 键
且均有一对未成键电子，所以分别采取 sp、sp2、sp3 杂化。(3)除每个双键上有 1 个 π 键外，
其余均为 σ 键，共 15 个。
(4)由于该分子中 C 与 O 形成双键，则应采取 sp2方式成键，sp2杂化的 C 原子与氧原子间有
1 个 σ 键、1 个 π 键。
13．已知下列微粒：①CH4 ②CH ＋2==CH2 ③CH≡CH ④NH3 ⑤NH4 ⑥BF3 ⑦H2O
⑧H2O2。试回答下列问题。
(1)分子空间构型为正四面体形的是________(填序号，下同)。
(2)中心原子为 sp3杂化的是________，中心原子为 sp2杂化的是________，中心原子为 sp 杂
化的是________。
(3)所有原子共平面(含共直线)的是________，共直线的是________。
[答案] (1)①⑤
(2)①④⑤⑦⑧ ②⑥ ③
(3)②③⑥⑦ ③
[解析]①CH 中 C 原子杂化轨道数＝σ 键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以 C 原子采取 sp34 杂
化，CH4的空间构型为正四面体形；②CH2==CH2中 C 原子杂化轨道数＝σ 键数＋孤电子对
数＝3＋0＝3，所以 C 原子采取 sp2杂化，CH2==CH2中所有原子共平面；③CH≡CH 中 C 原
子采取 sp 杂化，CH≡CH 的空间构型为直线形；④NH3中 N 原子杂化轨道数＝σ 键数＋孤电
子对数＝3＋1＝4，所以 N 原子采取 sp3杂化，NH 的空间构型为三角锥形；⑤NH ＋3 4中 N 原
子采取 sp3 杂化，NH ＋4的空间构型为正四面体形；⑥BF3 中 B 原子杂化轨道数＝σ 键数＋孤
电子对数＝3＋0＝3，所以 B 原子采取 sp2杂化，BF3的空间构型为平面三角形。4.1.1 分子的空间结构
(分子的空间结构模型——杂化轨道理论)
课后分层练
1．氯化硼(BCl3)熔点为－107 ℃，沸点为 12.5 ℃，其分子中键与键之间的夹角为 120°，有
关叙述不正确的是( )
A．硼原子采用 sp2杂化
B．BCl3中的 B—Cl 键键长C．氯化硼分子呈正三角形
D．氯化硼分子只含极性键
2．磷化氢俗称膦，常温下是一种无色、有大蒜气味的有毒气体，可由白磷与过量热的氢氧
△
化钾的浓溶液反应得到：P4＋3KOH＋3H2O ===== PH3↑＋3KH2PO2。下列说法正确的是( )
A．PH3中各原子最外层都达到了 8 电子稳定结构
B．白磷与膦互为同素异形体
C．PH3中 P 为 sp2杂化
D．白磷分子的空间结构呈正四面体形
3．以下有关杂化轨道的说法中，错误的是( )
A．ⅠA 族元素成键时一般不能形成杂化轨道
B．sp3、sp2、sp 杂化轨道的夹角分别为 109°28′、120°、180°
C．孤电子对有可能占据杂化轨道
D．杂化轨道只能与杂化轨道形成 σ 键
4．乙烯分子中含有 4 个 C—H 键和 1 个 C===C 键，6 个原子在同一平面上。下列关于乙烯
分子的成键情况分析正确的是( )
①每个 C 原子的 2s 轨道与 2p 轨道杂化，形成两个 sp 杂化轨道 ②每个 C 原子的 2s 轨道
与 2 个 2p 轨道杂化，形成 3 个 sp2 杂化轨道 ③每个 C 原子的 2s 轨道与 3 个 2p 轨道杂化，
形成 4 个 sp3 杂化轨道 ④每个 C 原子的 3 个价电子占据 3 个杂化轨道，1 个价电子占据 1
个 2p 轨道
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
5．下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型均不正确的是( )
A．CCl 中 C 原子 sp34 杂化，为正四面体形
B．BF3中 B 原子 sp2杂化，为平面三角形
C．CS2中 C 原子 sp 杂化，为直线形
D．H2S 分子中，S 为 sp 杂化，为直线形
6．一种抗病毒药物的结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A．该分子不含非极性键
B．该分子中 C—F 键的极性大于 C—N 键的极性
C．该分子中所有 C 原子都为 sp3杂化
D．该分子中 σ 键与 π 键数目之比为 11∶4
7．光气(COCl2)又称碳酰氯，下列关于光气的叙述中正确的是( )
A．COCl2中含有 2 个 σ 键和 1 个 π 键
B．COCl2中 C 原子杂化轨道类型为 sp2
C．COCl2为含极性键和非极性键的极性分子
D．COCl2分子的空间结构为三角锥形
8．氨气分子空间结构是三角锥形，而铵根离子是正四面体形，这是因为( )
A．两种粒子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为 sp2杂化，而 NH ＋4是 sp3杂化
B．NH 分子中 N 原子形成 3 个杂化轨道，NH ＋3 4离子中 N 原子形成 4 个杂化轨道
C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强
D．氨气的相对分子质量大于铵根离子
9．s 轨道和 p 轨道杂化的类型不可能有( )
A．sp 杂化 B．sp2杂化
C．sp3杂化 D．sp4杂化
10．如图在乙烯分子中有 5 个 σ 键、一个 π 键，它们分别是( )
A．sp2杂化轨道形成 σ 键、未杂化的 2p 轨道形成 π 键
B．sp2杂化轨道形成 π 键、未杂化的 2p 轨道形成 σ 键
C．C—H 之间是 sp2形成的 σ 键，C—C 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 π 键
D．C—C 之间是 sp2形成的 σ 键，C—H 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 π 键
11．在 分子中，羰基( )碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分
别为 ( )
A．sp2杂化；sp2杂化
B．sp3杂化；sp3杂化
C．sp2杂化；sp3杂化
D．sp 杂化；sp3杂化
12．下列有关有机物分子的叙述不正确的是( )
A．乙烯分子中有一个 π 键
B．乙炔分子中每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨道，它们之间可形成两个 π 键
C．乙烷分子中两个碳原子均是 sp3杂化，分子中一共有 6 个 σ 键
D．苯分子每个碳原子均是 sp2杂化
13．下列图形属于 sp 杂化轨道的是( )
A B C D
14．甲烷中的碳原子是 sp3杂化，下列用*表示碳原子的杂化和甲烷中的碳原子杂化状态一致
的是( )
A．CH3C*H2CH3 B．C*H2===CHCH3
C．CH2===C*HCH3 D．CH≡C*H
15．BeCl2 是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下请写
出单体、二聚体和多聚体中 Be 的杂化轨道类型：
1．在乙炔分子中有三个 σ 键、两个 π 键，它们分别是( )
A．sp 杂化轨道形成 σ 键、未杂化的两个 2p 轨道形成两个 π 键，且互相垂直
B．sp 杂化轨道形成 σ 键、未杂化的两个 2p 轨道形成两个 π 键，且互相平行
C．C—H 之间是 sp 形成的 σ 键，C—C 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 π 键
D．C—C 之间是 sp 形成的 σ 键，C—H 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 π 键
2．下列分子的空间结构可用 sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ② ③ ④C2H2 ⑤N2H4 ⑥苯分子
A．①②③ B．①③⑥
C．②③⑤ D．③④⑥
3．下列分子或离子空间结构和中心原子的杂化方式有错误的是( )
选项 分子或离子 空间结构 杂化方式
A 苯 平面正六边形 sp2
B SO2－4 正四面体形 sp3
C CO32－ 平面三角形 sp2
D SO2 直线形 sp
4．ⅤA 族元素的原子 R 与 Cl 原子结合形成 RCl3 气态分子，其几何构型呈三角锥形。RCl5
在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于 RCl5分子的说法不正确的是( )
A．每个原子都达到 8 电子稳定结构
B．键角(Cl—R—Cl)有 90°、120°、180°三种
C．RCl5受热后会分解生成分子几何构型呈三角锥形的 RCl3
D．分子中 5 个 R—Cl 键键能不相同
5．形成下列分子时，中心原子采用 sp3杂化轨道和另一个原子的 p 轨道成键的是( )
①PF3 ②CF4 ③NH3 ④H2O
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
6．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由 NO －3和 NO ＋2构成，已知其阴离子结构为平面三角
形，阳离子中氮的杂化方式为 sp，则其阳离子的结构和阴离子中氮的杂化方式为( )
A．直线形 sp2
B．V 形 sp
C．平面三角形 sp2
D．平面三角形 sp3
7．下列分子中的中心原子的杂化方式与其他三项不同的是( )
A．CH≡CH B．SO2
C．SO3 D．BBr3
8．合成某种滴眼液的原料 4-二甲氨基吡啶的结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．该物质中 C 原子的杂化方式有 sp2、sp3
B．该物质中 N 原子的杂化方式有 sp2、sp3
C．1 mol 该物质中含 σ 键的数目为 15NA(NA 表示阿伏加德罗常数的值)
D．该物质的分子中所有 C、N 原子不可能在同一平面内
4-二甲氨基吡啶分子中有3＋3＋3＋6＋4＝19个σ键，则1 mol该物质中含σ键的数目为19NA，
C 项错误；该物质的分子中，形成 3 个单键的 N 原子和与其相连的 3 个 C 原子构成三角锥
形结构，D 项正确。
9．化合物 A 是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式如图所示： ，下列说法正
确的是( )
A．碳、氮原子的杂化类型相同
B．氮原子与碳原子分别为 sp3杂化与 sp2杂化
C．1 mol A 分子中所含 σ 键的数目为 10NA
D．编号为 a 的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内
10．硼酸(H3BO3)是具有层状结构的晶体，硼酸层内的分子通过氢键相连(如图所示)，硼酸溶
解度随温度升高而增大，并能随水蒸气挥发。下列说法正确的是( )
H3BO3的层状结构
A．硼酸晶体为共价晶体
B．氧原子的杂化方式为 sp2
C．同一层上的硼原子能形成大 π 键
D．升高温度硼酸溶解度增大，是因为硼酸间的氢键断裂，重新与水形成氢键
11．化合物 YX2、ZX2 中 X、Y、Z 都是短周期元素，X 与 Y 同周期，Y 与 Z 同主族，Y 原
子的最外层 p 轨道上的电子数等于前一电子层电子总数；X 原子最外层的 p 轨道中有一个轨
道填充了 2 个电子。
(1)X 元素基态原子的电子排布式是 ，Y 原子的外围电子的轨道表示式
是 。
(2)YX2分子的空间结构是 。
(3)YX2分子中，Y 原子的杂化轨道类型是 ，1 个 YX2分子中含有 个 π 键。
12．“三鹿奶粉事件”在社会上引起了人们对食品质量的恐慌，三鹿奶粉中掺杂了被称为“蛋
白精”的工业原料三聚氰胺。已知三聚氰胺的结构简式如图所示。三聚氰胺是氰胺(H2N—C≡N)
的三聚体，请回答下列问题：
(1)写出基态碳原子的电子排布式________。
(2)氰胺中—C≡N 中的氮原子、三聚氰胺环状结构中的氮原子和氨基中的氮原子，这三种氮
原子的杂化轨道类型分别是________、________、________。
(3)一个三聚氰胺分子中有________个 σ 键。
(4)三聚氰胺与三聚氰酸( )分子相互之间通过氢键结合，在肾脏内易形成结石。三聚
氰酸分子中 C 原子采取________杂化。该分子的结构简式中，每个碳氧原子之间的共价键是
________(填字母)。
A．2 个 σ 键 B．2 个 π 键 C．1 个 σ 键，1 个 π 键
13．已知下列微粒：①CH4 ②CH2==CH2 ③CH≡CH ④NH ⑤NH＋3 4 ⑥BF3 ⑦H2O
⑧H2O2。试回答下列问题。
(1)分子空间构型为正四面体形的是________(填序号，下同)。
(2)中心原子为 sp3杂化的是________，中心原子为 sp2杂化的是________，中心原子为 sp 杂
化的是________。
(3)所有原子共平面(含共直线)的是________，共直线的是________。
