4.1.2 分子的空间结构
（价层电子对互斥模型和等电子原理）
课后分层练
1．用价层电子对互斥理论预测 H2S 和 COCl2的空间结构，两个结论都正确的是( )
A．直线形；三角锥形 B．V 形；三角锥形
C．直线形；平面三角形 D．V 形；平面三角形
2．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A．BeCl2与 BF3 B．CO2与 SO2
C．CCl4与 NH3 D．C2H2与 C2H4
3．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列各项正确的是( )
分子或 中心原子的杂 价电子对分布的几
选项 分子或离子的空间结构
离子 化方式 何构型
A NO－2 sp3 四面体形 V 形
B BF 23 sp 平面三角形 三角锥形
C SOCl sp32 四面体形 三角锥形
D ClO－3 sp2 平面三角形 平面三角形
4．根据价层电子对互斥理论，中心原子杂化轨道类型为 sp2的微粒为( )
A．CH3Cl B．SO2－3
C．NF3 D．CO2－3
4．下列描述中，正确的是( )
A．在气体单质分子中，一定含有 σ 键，可能含有 π 键
B．ClO －3的空间结构为四面体形
C．BF －4的键角小于 NH3
D．N(CH ) 和 SO 2－3 3 3 的中心原子均为 sp3杂化
5．多巴胺是一种抗休克的药物，其合成路线中的前两步反应如图。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A．甲分子中碳原子轨道杂化类型只有 sp2
B．乙物质中不存在分子间氢键
C．丙分子中所有的碳原子可能共平面
D．乙、丙分子可用 FeCl3溶液鉴别
6．有机化学试剂氨基氰(如图所示)常用于制备磺胺类药物、抗癌药等。下列有关氨基氰说法
不正确的是( )
A．键长：C—N 大于 C≡N
B．分子中所有原子不共面
C．氨基氰的水溶性较好
D．碳为 sp 杂化，氨基氮为 sp2 杂化
7．H＋是“裸露”的质子，半径很小，H O 易吸引 H＋2 生成水合氢离子(H3O＋)。下列对上述过程
的描述不合理的是( )
A．氧原子的杂化类型未发生改变
B．H2O 与 H O＋3 的价层电子对数未发生改变
C．H2O 与 H3O＋的电子总数未发生改变
D．H—O—H 的键角未发生改变
8．下列微粒中，与 SO3空间结构最相似的是( )
A．BF3 B．SO2－3
C．NH3 D．CH2O
9．下列分子的中心原子上带有一对孤电子对的是( )
①BeCl2 ②CH4 ③NH3 ④CH2O ⑤SO2 ⑥H2S
A．①②③⑤⑥ B．③⑥
C．④⑥ D．③⑤
10．用价层电子对互斥模型预测 H2S 和 BF3的空间结构，两个结论都正确的是( )
A．直线形 三角锥形
B．V 形 三角锥形
C．直线形 平面三角形
D．V 形 平面三角形
11．氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化
亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是( )
A．平面三角形、sp2 B．V 形、sp2
C．三角锥形、sp3 D．三角锥形、sp2
12．下列分子或离子中，中心原子价电子对的空间结构为四面体形，且分子或离子空间结构
为 V 形的是( )
A．NH＋4 B．PH3
C．H ＋3O D．OF2
13．用价层电子对互斥模型预测 PCl3和 CO 2－3 的空间结构，结论正确的是( )
A．直线形 三角锥形
B．三角锥形 平面三角形
C．V 形 三角锥形
D．直线形 平面三角形
14．用分子结构的知识推测下列说法正确的是( )
A．CO2、BeCl2互为等电子体，分子均为直线形
B．Na2SO3中，阴离子空间结构为平面三角形，S 原子的杂化形式为 sp3
C．根据价层电子对互斥模型，SO2与 H2O 均呈 V 形，中心原子价电子对数相等
D．CH －3的空间结构为平面三角形，中心原子的杂化方式为 sp2
15．下列分子或离子中，价层电子对分布几何构型与分子或离子的空间结构名称不一致的是
( )
A．CS2 B．NF3
C．CO2－3 D．PO3－4
16．回答下列问题。
(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是________和
________；________和________。
(2)在短周期元素组成的物质中，与 NO －2互为等电子体的分子有________、________。
(3)与 H2O 互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)，阴离子为________。
(4)与 N2互为等电子体的阴离子是________，阳离子是________。
17．指出下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化类型。
(1)H2S________________，CO2______________，
PH3________________，PCl3_____________，
BF3________________，HCN_____________，
HCHO_______________，SO2_____________，
SiH4________________。
(2)NH＋4 ________________，NO－2 _____________，
SO2－4 ________________，SO2－3 _____________，
ClO－3 ________________，ClO－4 ____________，
SiO2－3 ________________。
1．有几种含氯元素的阴离子的信息如下：
阴离子 ClO－4 ClO－3 M ClO－
中心元素化合价 ＋5 ＋3 ＋1
中心原子杂化轨道类型 sp3 sp3
下列推断不正确的是( )
A．ClO － －3和 CO 23 的价电子总数相同
B．M 的化学式为 ClO－2
C．ClO－3、ClO－中氯原子的杂化轨道类型都为 sp3
D．M 的空间结构为 V 形
2．As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成 AsCl3，AsCl3用 LiAlH4还
原生成 AsH3，下列说法正确的是( )
A．AsCl3空间结构为平面正三角形
B．LiAlH4为共价化合物
C．As2O 33分子中 As 原子的杂化方式为 sp
D．AsH3分子键角大于 109°28′
3．下列叙述中错误的是( )
A．气态 SO3和 SO2中心原子的孤电子对数目相等
B．某晶体不导电，熔融状态能导电，可以较充分说明该晶体是离子晶体
C．H2O 分子与 H＋结合成 H O＋3 ，O 原子的杂化类型未发生改变
D．SO 2－4 空间结构为正四面体形
4.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体，等电子体具有相似的化学
结构，下列说法正确的是( )
A．H O＋3 和 PCl3是等电子体，均为三角锥形结构
B．SO2和 O3是等电子体，SO2和 O3具有相同的化学性质
C．B3N3H6和苯是等电子体，所有原子共平面，均能发生取代反应
D．CO 和 N2是等电子体，都是非极性分子
5．下列分子或离子之间互为等电子体的是( )
A．CH4和 H ＋3O B．NO －3和 SO2
C．O3和 CO2 D．N2和 C2－2
6．下列有关描述正确的是( )
A．NO －3为 V 形微粒
B．ClO －3的空间结构为平面三角形
C．NO －3的价层电子对互斥模型、空间结构均为平面三角形
D．ClO －3的价层电子对互斥模型、空间结构相同
7．根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的空间结构正确的是( )
选项 分子式 价层电子对互斥模型 分子或离子的空间结构
A AsCl3 四面体形 平面三角形
B HCHO 平面三角形 三角锥形
C NF3 四面体形 平面三角形
D NH＋4 正四面体形 正四面体形
8．根据等电子原理判断，下列说法错误的是( )
A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上
B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应
C．H3O＋和 NH3互为等电子体，均为三角锥形结构
D．CH4和 NH ＋4互为等电子体，均为正四面体结构
9．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．SO2Cl2为正四面体结构
B．SO2、SO3分子的价层电子对互斥模型不一样
C．SO2－、SO 2－4 3 中 S 原子都是 sp3杂化
D．40 g (SO3)3分子中含有 2.5 mol σ 键
10．下列说法正确的是( )
A．凡是中心原子采取 sp3杂化的分子，其空间结构都是正四面体形
B．P4和 CH4都是正四面体形分子且键角都为 109°28′
C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
D．凡 AB3型的共价化合物，其中心原子 A 均采用 sp3杂化轨道成键
11．下列说法不正确的是( )
A．NH ＋4与 H ＋3O 中心原子的价层电子对数相同
B．BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同
C．SO2和 O3互为等电子体，但两者具有不同的化学性质
D．ClO－2、ClO－3、ClO －4的氯原子都采取 sp3 杂化，离子中相邻两个 Cl—O 键间键角依次减
小
12．(1)利用价层电子对分布几何构型推断分子或离子的空间结构。
PO3－4 ________；CS2________；BCl3________。
(2)有两种活性反应中间体粒子(带电荷)，它们的粒子中均含有 1 个碳原子和 3 个氢原子。请
依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式并判断碳原子的杂化方式。
________、________。 ________、________。
(3)BF3和 NF3都是四原子分子，BF3的中心原子是________(填元素符号，下同)，NF3的中心
原子是_________________________________________；
BF3 分子的空间结构是平面三角形而 NF3 分子的空间结构是三角锥形，其原因是
__________________________________________________________________。
13．A、B、C、D 为四种短周期元素，A 元素的原子最外层电子排布式为 ms1，B 元素的原
子外围电子排布式为 ns2np2，C 元素位于第 2 周期且原子中 p 轨道与 s 轨道电子总数相等，D
元素原子的 M 层的 p 轨道中有 3 个未成对电子。
(1)若 A 为非金属元素，则 A 与 D 形成的简单化合物的分子式为 ，中心原子的杂
化类型为 ，分子的空间结构是 。
(2)若 n＝2，则 B 的氢化物 B2H4的结构式为 ，B 原子的杂化类型为 ，B2H4分子
中含有的键是 (填“σ 键”“π 键”或“σ 键和 π 键”)。
(3)C 和氢形成的一种阳离子含有 10 个电子，该离子的价电子对分布的几何构型为 ，
离子的空间结构为 ，中心原子上的孤电子对数为 。4.1.2 分子的空间结构
（价层电子对互斥模型和等电子原理）
课后分层练
1．用价层电子对互斥理论预测 H2S 和 COCl2的空间结构，两个结论都正确的是( )
A．直线形；三角锥形 B．V 形；三角锥形
C．直线形；平面三角形 D．V 形；平面三角形
[答案] D
1
[解析] H2S 分子中的中心原子 S 原子上的孤电子对数是 × (6－1× 2)＝2, 则 H2S 分子中的
2
中心原子的价电子对数是 4, 其中 2 对是孤电子对， 因此分子空间结构是 V 形；而 COCl2
1
分子中的中心原子 C 原子上的孤电子对数是 ×(4－2×1－1×2)＝0, 则 COCl2分子中的中心原
2
子的价电子对数是 3, 因此分子空间结构是平面三角形， 故选 D。
2．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A．BeCl2与 BF3 B．CO2与 SO2
C．CCl4与 NH3 D．C2H2与 C2H4
[答案] C
[解析] BeCl2、BF3 分子中的中心原子杂化类型分别为 sp、sp2；CO2、SO2 分子中的中心原
子杂化类型分别为 sp、sp2；C2H2、C2H4分子中的中心原子杂化类型分别为 sp、sp2。
3．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列各项正确的是( )
分子或 中心原子的杂 价电子对分布的几
选项 分子或离子的空间结构
离子 化方式 何构型
A NO－2 sp3 四面体形 V 形
B BF3 sp2 平面三角形 三角锥形
C SOCl2 sp3 四面体形 三角锥形
D ClO－3 sp2 平面三角形 平面三角形
[答案] C
[解析] NO －2中 N 原子的价电子对数是 3，采用 sp2 杂化，价电子对分布的几何构型为平面
三角形，有 1 对孤电子对，离子的空间结构是 V 形，A 项错误；BF3中 B 原子的价电子对数
是 3，采用 sp2 杂化，价电子对分布的几何构型为平面三角形，无孤电子对，分子的空间结
构是平面三角形，B 项错误；SOCl2中 S 原子的价电子对数是 4，采用 sp3杂化，价电子对分
布的几何构型为四面体形，有 1 对孤电子对，分子的空间结构是三角锥形，C 项正确；ClO －3
中 Cl 原子的价电子对数是 4，采用 sp3杂化，价电子对分布的几何构型为四面体形，有 1 对
孤电子对，离子的空间结构是三角锥形，D 项错误。
4．根据价层电子对互斥理论，中心原子杂化轨道类型为 sp2的微粒为( )
A．CH3Cl B．SO2－3
C．NF －3 D．CO23
[答案] D
1
[解析] CH3Cl 中 C 形成 4 个 σ 键，孤电子对数＝ ×(4－4×1)＝0，价层电子对个数＝4＋0＝
2
1
4，中心 C 原子为 sp3 杂化，A 错误；SO 2－3 中的 S 形成 3 个 σ 键，孤电子对数＝ ×(6＋2－
2
2×3)＝1，价层电子对个数＝3＋1＝4，则中心原子 S 杂化类型是 sp3，B 错误；NF3分子中 N
1
形成 3 个 σ 键，孤电子对数＝ ×(5－3×1)＝1，价层电子对个数＝3＋1＝4，中心原子 N 原
2
1
子杂化类型分别为 sp3，C 错误；CO 2－3 中 C 形成 3 个 σ 键，孤电子对数＝ ×(4＋2－3×2)＝
2
0，价层电子对个数＝3＋0＝3，中心原子 C 原子杂化类型分别为 sp2，D 正确。
4．下列描述中，正确的是( )
A．在气体单质分子中，一定含有 σ 键，可能含有 π 键
B．ClO －3的空间结构为四面体形
C．BF －4的键角小于 NH3
D．N(CH3)3和 SO 2－3 的中心原子均为 sp3杂化
[答案] D
[解析] 稀有气体分子中，不含化学键，A 项错误；ClO －3中氯原子的价电子对数是 4，有 1
对孤电子对，空间结构为三角锥形，B 项错误；BF －4是正四面体结构，键角为 109°28′，NH3
是三角锥形，N 原子有一对孤电子对，孤电子对与成键电子对的排斥作用大于成键电子对之
间的排斥作用，故 BF －4的键角大于 NH3，C 项错误；N(CH3)3 中 N 原子的价电子对数是 4，
SO 2－3 中 S 原子的价电子对数是 4，中心原子均为 sp3杂化，D 项正确。
5．多巴胺是一种抗休克的药物，其合成路线中的前两步反应如图。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A．甲分子中碳原子轨道杂化类型只有 sp2
B．乙物质中不存在分子间氢键
C．丙分子中所有的碳原子可能共平面
D．乙、丙分子可用 FeCl3溶液鉴别
[答案] C
[解析] 苯环、醛基碳原子为 sp2杂化，甲基的 C 为 sp3杂化，故 A 错误；乙物质中 N 和 H
之间可以形成分子间氢键，故 B 错误；苯环的碳原子在同一平面上，双键两端在同一平面，
甲氧基相当于取代苯环上的氢原子，分子中所有的碳原子可能共平面，故 C 正确；乙、丙均
含有酚羟基，均能与 FeCl3溶液发生显色反应，故 D 错误。
6．有机化学试剂氨基氰(如图所示)常用于制备磺胺类药物、抗癌药等。下列有关氨基氰说法
不正确的是( )
A．键长：C—N 大于 C≡N
B．分子中所有原子不共面
C．氨基氰的水溶性较好
D．碳为 sp 杂化，氨基氮为 sp2 杂化
[答案] D
[解析] C—N 为单键，C≡N 为三键，结合更加牢固，键长则更短，故键长：C—N 大于
C≡N，故 A 正确；氨基氰分子中氨基氮原子与周围的两个 H 原子和一个 C 原子，构成三角
锥形，则分子中所有原子不共面，故 B 正确；氨基氰中含有氨基，氨基是亲水基团，其水溶
4－1 × 1－1 × 3
性较好，故 C 正确；氨基氰中碳原子价电子对数为 2＋ ＝2，为 sp 杂化，氨
2
5－1 × 1－1 × 1－1 × 1
基氮中氮原子价电子对数为 3＋ ＝4，为 sp3 杂化，故 D 错误。
2
7．H＋是“裸露”的质子，半径很小，H2O 易吸引 H＋生成水合氢离子(H3O＋)。下列对上述过程
的描述不合理的是( )
A．氧原子的杂化类型未发生改变
B．H2O 与 H ＋3O 的价层电子对数未发生改变
C．H2O 与 H O＋3 的电子总数未发生改变
D．H—O—H 的键角未发生改变
[答案] D
[解析] H2O 的价层电子对数为 2＋2＝4，杂化类型 sp3，分子构型为 V 形；H3O＋的价层电
子对数为 3＋1＝4，杂化类型 sp3，分子构型为三角锥形。O 原子为中心原子，其杂化类型都
是 sp3 杂化，A 不符合题意；价层电子对数都为 4，B 不符合题意；H＋是“裸露”的质子，核
外无电子，故 H2O 与 H ＋3O 的电子总数未发生改变，C 不符合题意；H2O 分子构型为 V 形，
H ＋3O 分子构型为三角锥形，故键角不同，D 符合题意。
8．下列微粒中，与 SO3空间结构最相似的是( )
A．BF B．SO2－3 3
C．NH3 D．CH2O
[答案] A
6－2 × 3
[解析] 利用价层电子对互斥理论可知 SO3 的中心原子价层电子对数＝3＋ ＝3 对，
2
3－1 × 3
无孤电子对，所以 SO3空间结构为平面三角形。BF3的中心原子价层电子对数＝3＋
2
＝3 对，无孤电子对，所以 BF3 的空间结构为平面三角形，故 A 正确；SO 2－3 的中心原子价
6＋2－2 × 3
层电子对数＝3＋ ＝4 对，有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，故 B 错误；
2
5－1 × 3
NH3的中心原子价层电子对数＝3＋ ＝4 对，有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，
2
4－1 × 2－2
故 C 错误；CH2O 中心原子价层电子对数＝3＋ ＝3 对，无孤电子对，空间结构为
2
平面三角形，但因为形成的三条键不完全一样，故与 SO3空间结构不是最相似，故 D 错误。
9．下列分子的中心原子上带有一对孤电子对的是( )
①BeCl2 ②CH4 ③NH3 ④CH2O ⑤SO2 ⑥H2S
A．①②③⑤⑥ B．③⑥
C．④⑥ D．③⑤
[答案] D
2－2 × 1
[解析] ①BeCl2 中心原子上孤电子对数＝ ＝0；②CH4 中心原子上孤电子对数＝
2
4－4 × 1 5－3 × 1
＝0；③NH3中心原子上孤电子对数＝ ＝1；④CH2O 中心原子上孤电子对数
2 2
4－2－1 × 2 6－2 × 2
＝ ＝0；⑤SO2 中心原子上孤电子对数＝ ＝1；⑥H2S 中心原子上孤电子
2 2
6－2 × 1
对数＝ ＝2。分子的中心原子上带有一对孤电子对的是③⑤，故选 D。
2
10．用价层电子对互斥模型预测 H2S 和 BF3的空间结构，两个结论都正确的是( )
A．直线形 三角锥形
B．V 形 三角锥形
C．直线形 平面三角形
D．V 形 平面三角形
[答案] D
[解析] H2S 分子中心原子 S 有未用于形成共价键的孤电子对，占据中心原子周围的空间，
并参与互相排斥使 H2S 分子呈 V 形；而 BF3 分子中心原子 B 的价电子都用于形成共价键，
故 BF3是平面三角形。
11．氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化
亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是( )
A．平面三角形、sp2 B．V 形、sp2
C．三角锥形、sp3 D．三角锥形、sp2
[答案] C
6＋2
[解析] 氯化亚砜(SOCl2)分子中 S 原子的价电子对数＝ ＝4，孤电子对数为 1，则其分子
2
几何构型为三角锥形，中心原子(S)采取 sp3杂化。故选 C。
12．下列分子或离子中，中心原子价电子对的空间结构为四面体形，且分子或离子空间结构
为 V 形的是( )
A．NH＋4 B．PH3
C．H ＋3O D．OF2
[答案] D
[解析] 对 ABm 型分子中心原子价电子对数：n＝
中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数 × m 5＋4－1
。NH ＋4中，n＝ ＝4，成键
2 2
5＋3
电子对数为 4，离子空间结构为正四面体形；PH3中，n＝ ＝4，成键电子对数为 3，孤
2
6＋3－1
电子对数为 1，分子空间结构为三角锥形；H O＋3 中，n＝ ＝4，成键电子对数为 3，
2
6＋2
孤电子对数为 1，分子空间结构为三角锥形；OF2中，n＝ ＝4，成键电子对数为 4，孤
2
电子对数为 2，分子空间结构为 V 形。
13．用价层电子对互斥模型预测 PCl3和 CO 2－3 的空间结构，结论正确的是( )
A．直线形 三角锥形
B．三角锥形 平面三角形
C．V 形 三角锥形
D．直线形 平面三角形
[答案] B
5－3 × 1
[解析] PCl3 中的 P 原子的孤电子对数为 ＝1，价电子对数为 3＋1＝4，分子空间结
2
4＋2
构为三角锥形；CO 2－3 中的 C 原子的价电子对数为 ＝3，没有孤电子对，故 CO 2－3 是平面
2
三角形结构，B 正确。
14．用分子结构的知识推测下列说法正确的是( )
A．CO2、BeCl2互为等电子体，分子均为直线形
B．Na2SO3中，阴离子空间结构为平面三角形，S 原子的杂化形式为 sp3
C．根据价层电子对互斥模型，SO2与 H2O 均呈 V 形，中心原子价电子对数相等
D．CH －3的空间结构为平面三角形，中心原子的杂化方式为 sp2
[答案] A
[解析] CO2、BeCl2价电子总数都是 16，分子中的原子数都为 3，互为等电子体，价电子对
数为 2，孤电子对数为 0，分子均为直线形，A 项正确；Na2SO3 中的阴离子 SO 2－3 中心原子
硫原子的孤电子对数为 1，价电子对数是 4，空间结构是三角锥形，硫原子杂化方式是 sp3，
B 项错误；H2O 中心原子是 O，价电子对数是 4，有孤电子对，呈 V 形，SO2 中心原子是 S，
4＋1＋3
价电子对数是 3，有孤电子对，呈 V 形，C 项错误；CH －3的中心原子的价电子对数为 ＝
2
4，杂化方式为 sp3，有 1 对孤电子对，空间结构为三角锥形，D 项错误。
15．下列分子或离子中，价层电子对分布几何构型与分子或离子的空间结构名称不一致的是
( )
A．CS2 B．NF3
C．CO2－3 D．PO3－4
[答案] B
[解析] 当中心原子不存在孤电子对时，分子或离子的价层电子对分布几何构型与空间结构
4－2 × 2
一致。CS2中 C 原子的孤电子对数＝ ＝0，故 A 不选；NF3中 N 原子的孤电子对数＝
2
5－3 × 1 4＋2－3 × 2
＝1，故 B 选；CO 2－3 中 C 原子的孤电子对数＝ ＝0，故 C 不选；PO 3－4 中
2 2
5＋3－4 × 2
P 原子的孤电子对数＝ ＝0，故 D 不选。
2
16．回答下列问题。
(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是________和
________；________和________。
(2)在短周期元素组成的物质中，与 NO －2互为等电子体的分子有________、________。
(3)与 H2O 互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)，阴离子为________。
(4)与 N2互为等电子体的阴离子是________，阳离子是________。
[答案] (1)N2 CO N2O CO2 (2)SO2 O3 (3)H2F＋ NH－2 (4)CN－(或 C2－2 ) NO＋
17．指出下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化类型。
(1)H2S________________，CO2______________，
PH3________________，PCl3_____________，
BF3________________，HCN_____________，
HCHO_______________，SO2_____________，
SiH4________________。
(2)NH＋________________，NO－4 2 _____________，
SO42－________________，SO32－_____________，
ClO－3 ________________，ClO－4 ____________，
SiO2－3 ________________。
[答案] (1)V 形、sp3 直线形、sp 三角锥形、sp3 三角锥形、sp3 平面三角形、sp2 直
线形、sp 平面三角形、sp2 V 形、sp2 正四面体形、sp3
(2)正四面体形、sp3 V 形、sp2 正四面体形、sp3 三角锥形、sp3 三角锥形、sp3 正四
面体形、sp3 平面三角形、sp2
1．有几种含氯元素的阴离子的信息如下：
阴离子 ClO－4 ClO－3 M ClO－
中心元素化合价 ＋5 ＋3 ＋1
中心原子杂化轨道类型 sp3 sp3
下列推断不正确的是( )
A．ClO －3和 CO 2－3 的价电子总数相同
B．M 的化学式为 ClO－2
C．ClO－3、ClO－中氯原子的杂化轨道类型都为 sp3
D．M 的空间结构为 V 形
[答案] A
[解析] ClO －3和 CO 32－的价电子总数分别为 7＋3×6＋1＝26、4＋3×6＋2＝24，不相同，A 项
错误；M 中 Cl 元素的化合价是＋3 价，杂化轨道类型是 sp3，因此 M 的化学式为 ClO－2，B
7＋1＋3 × 0 7＋1＋1 × 0
项正确；ClO －3中价电子对数是 ＝4，ClO－中价电子对数是 ＝4，因此
2 2
7＋1＋2 × 0
氯原子的杂化轨道类型都为 sp3，C 项正确；M 中价电子对数是 ＝4，含有 2 对孤
2
电子对，所以空间结构为 V 形，D 项正确。
2．As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成 AsCl3，AsCl3用 LiAlH4还
原生成 AsH3，下列说法正确的是( )
A．AsCl3空间结构为平面正三角形
B．LiAlH4为共价化合物
C．As2O3分子中 As 原子的杂化方式为 sp3
D．AsH3分子键角大于 109°28′
[答案] C
1
[解析] AsCl3 中 As 原子上的孤电子对数为 ×(5－3×1)＝1，σ 键电子对数为 3，价层电子对
2
数为 4，VSEPR 模型为四面体形，略去 VSEPR 模型中中心原子上的孤电子对，则 AsCl3空
间结构为三角锥形，故 A 错误；LiAlH 由 Li＋4 和 AlH －4构成，属于离子化合物，故 B 错误；
As2O3分子中 As 原子形成 3 个 σ 键，As 原子上有 1 对孤电子对，故 As 原子的杂化方式为
1
sp3，故 C 正确；AsH3中 As 原子上的孤电子对数为 ×(5－3×1)＝1，σ 键电子对数为 3，价层
2
电子对数为 4，VSEPR 模型为四面体形，由于孤电子对有较大的斥力，故 AsH3分子键角小
于 109°28′，故 D 错误。
3．下列叙述中错误的是( )
A．气态 SO3和 SO2中心原子的孤电子对数目相等
B．某晶体不导电，熔融状态能导电，可以较充分说明该晶体是离子晶体
C．H2O 分子与 H＋结合成 H3O＋，O 原子的杂化类型未发生改变
D．SO 2－4 空间结构为正四面体形
[答案] A
6－2 × 3 6－2 × 2
[解析] 通过公式计算中心原子的孤电子对数 SO3 ＝0，SO2 ＝1，所
2 2
以二者的孤电子对数目不相等，故 A 错误；离子晶体是电解质，晶体不能导电，但水溶液
或熔融状态下能导电，因此，某晶体不导电，熔融状态能导电，可以较充分说明该晶体是离
子晶体，故 B 正确；H O 分子与 H＋结合成 H O＋2 3 ，结合前后 O 原子的杂化类型都为 sp3杂化，
故 C 正确；SO 2－4 中心原子 S 提供 6 个电子，O 不提供，得到两个电子，所以电子数为 8，
孤电子对数为 4，空间结构为正四面体形，故 D 正确。
4.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体，等电子体具有相似的化学
结构，下列说法正确的是( )
A．H O＋3 和 PCl3是等电子体，均为三角锥形结构
B．SO2和 O3是等电子体，SO2和 O3具有相同的化学性质
C．B3N3H6和苯是等电子体，所有原子共平面，均能发生取代反应
D．CO 和 N2是等电子体，都是非极性分子
[答案] C
[解析] 水合氢离子和 PCl3 的价电子分别为(6＋1×3－1)＝8 和(5＋7×3)＝26，不是等电子体，
但都含一对孤电子对，均为三角锥形结构，故 A 错误； SO2和 O3是等电子体，具有相同的
空间结构，但化学性质不相似，故 B 错误； B3N3H6和苯是等电子体，空间结构相同，故所
有原子共平面，均能发生取代反应，故 C 正确；C 和 O 的电负性不同，CO 是极性分子，故
D 错误。
5．下列分子或离子之间互为等电子体的是( )
A．CH4和 H ＋ －3O B．NO 3和 SO2
C．O3和 CO2 D．N2和 C2－2
[答案] D
[解析] 由短周期元素组成的微粒，只要其原子数目相同，价电子总数相同，即互为等电子
体。CH4 和 H O＋3 原子数不同，A 不符合题意；NO －3和 SO2 原子数、价电子数均不同，B 不
符合题意；O3 和 CO2 价电子总数不同，C 不符合题意；N2 和 C 2－2 原子数相同，价电子总数
相同，D 符合题意。
6．下列有关描述正确的是( )
A．NO －3为 V 形微粒
B．ClO －3的空间结构为平面三角形
C．NO －3的价层电子对互斥模型、空间结构均为平面三角形
D．ClO －3的价层电子对互斥模型、空间结构相同
[答案] C
5＋1
[解析] NO －3中 N 原子的价电子对数为 ＝3，没有孤电子对，NO －3为平面三角形微粒，
2
7＋1
故 A 项错误，C 项正确；ClO －3中氯原子的价电子对数为 ＝4，孤电子对数为 1，价层电
2
子对互斥模型为四面体形，而空间结构为三角锥形，B、D 项错误。
7．根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的空间结构正确的是( )
选项 分子式 价层电子对互斥模型 分子或离子的空间结构
A AsCl3 四面体形 平面三角形
B HCHO 平面三角形 三角锥形
C NF3 四面体形 平面三角形
D NH＋4 正四面体形 正四面体形
[答案] D
[解析] AsCl3 分子中 As 原子的价电子对数为 4，价层电子对互斥模型为四面体形，含有 1
对孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，A 错误；甲醛(HCHO)分子中 C 原子的价电子对
数为 3(有 1 个双键)，价层电子对互斥模型为平面三角形，没有孤电子对，分子的空间结构
为平面三角形，B 错误；NF3 分子中 N 原子的价电子对数为 4，价层电子对互斥模型为四面
体形，含有 1 对孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，C 错误；NH ＋4中 N 原子的价电子
对数为 4，价层电子对互斥模型为正四面体形，没有孤电子对，离子的空间结构为正四面体
形，D 正确。
8．根据等电子原理判断，下列说法错误的是( )
A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上
B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应
C．H ＋3O 和 NH3互为等电子体，均为三角锥形结构
D．CH4和 NH ＋4互为等电子体，均为正四面体结构
[答案] B
[解析] 等电子原理是指具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。
苯是 B3N3H6 的等电子体，因此，它们的结构相同，苯分子中所有的原子均在同一平面上，
苯分子中不存在双键，存在大 π 键，A 正确、B 错误；H O＋3 和 NH3 互为等电子体，NH3 为
三角锥形结构，则 H O＋3 也是三角锥形结构，C 正确；CH4 和 NH ＋4互为等电子体，CH4 是正
四面体结构，所以 NH ＋4也是正四面体结构，D 正确。
9．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．SO2Cl2为正四面体结构
B．SO2、SO3分子的价层电子对互斥模型不一样
C．SO42－、SO 32－中 S 原子都是 sp3杂化
D．40 g (SO3)3分子中含有 2.5 mol σ 键
[答案] C
[解析] SO2Cl2中氧原子、氯原子大小不同，不为正四面体结构，A 错误；SO2、SO3分子的
S 原子的价层电子对数均为 3，S 原子均采用 sp2 杂化，价层电子对互斥模型一样，B 错误；
SO2－4 、SO 2－3 中 S 原子的价层电子对数均为 4，S 原子均采用 sp3 杂化，C 正确；单键均为 σ
1
键，1 分子(SO3)3中含有 12 个 σ 键，40 g(SO3)3为 mol，分子中含有 2 mol σ 键，D 错误。
6
10．下列说法正确的是( )
A．凡是中心原子采取 sp3杂化的分子，其空间结构都是正四面体形
B．P4和 CH4都是正四面体形分子且键角都为 109°28′
C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
D．凡 AB3型的共价化合物，其中心原子 A 均采用 sp3杂化轨道成键
[答案] C
[解析] 通过 sp3杂化形成的中性分子，分子中价层电子对数是 4，若不含孤电子对，如 CH4
或 CF4，分子为正四面体结构；分子中价层电子对数是 4，若含有一个孤电子对，如 NH3或
NF3，分子为三角锥形结构；分子中价层电子对数是 4，若含有两个孤电子对，如 H2O，分
子为 V 形结构，故 A 错误； P4的空间结构为正四面体，体中心无原子，键角是 60°，故 B
1
错误；NH3 分子中 N 原子价层电子对数＝3＋ (5－3×1)＝4，有一对未成键的孤电子对，它
2
对成键电子的排斥作用较强，分子呈三角锥形，故 C 正确；AB3型的共价化合物，其中心原
1
子 A 不一定采用 sp3杂化轨道成键，如 BF3中 B 原子价层电子对数＝3＋ (3－3×1)＝3，B 采
2
用 sp2杂化，故 D 错误。
11．下列说法不正确的是( )
A．NH ＋4与 H3O＋中心原子的价层电子对数相同
B．BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同
C．SO2和 O3互为等电子体，但两者具有不同的化学性质
D．ClO－2、ClO－ －3、ClO 4的氯原子都采取 sp3 杂化，离子中相邻两个 Cl—O 键间键角依次减
小
[答案] D
5－1－4 × 1
[解析] NH ＋4中中心 N 原子的孤电子对数为 ＝0、价层电子对数为 0＋4＝4；H3O＋
2
6－1－3 × 1
中中心 O 原子的孤电子对数为 ＝1、价层电子对数为 1＋3＝4，故 A 不选； BF3
2
中中心 B 原子上没有孤电子对、价层电子对数为 0＋3＝3，属于 sp2 杂化；苯分子中碳原子
上无孤电子对，价层电子对数为 0＋3＝3，属于 sp2杂化，故 B 不选；SO2和 O3互为等电子
体，价电子数都为 18，具有相似的结构，但化学性质不同，二氧化硫以还原性为主，而臭
氧具有氧化性，故 C 不选；ClO－、ClO－、ClO －2 3 4中价层电子对数都为 4，所以都采用 sp3 杂
化，且孤电子对数分别为 2、1、0，则离子中相邻两个 Cl—O 键间键角依次增大，故 D 错误。
12．(1)利用价层电子对分布几何构型推断分子或离子的空间结构。
PO3－4 ________；CS2________；BCl3________。
(2)有两种活性反应中间体粒子(带电荷)，它们的粒子中均含有 1 个碳原子和 3 个氢原子。请
依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式并判断碳原子的杂化方式。
________、________。 ________、________。
(3)BF3和 NF3都是四原子分子，BF3的中心原子是________(填元素符号，下同)，NF3的中心
原子是_________________________________________；
BF3 分子的空间结构是平面三角形而 NF3 分子的空间结构是三角锥形，其原因是
__________________________________________________________________。
[答案] (1)正四面体形 直线形 平面三角形
(2)CH＋3 sp2杂化 CH－3 sp3杂化
(3)B N BF3 分子中 B 原子的 3 个价电子都与 F 原子形成共价键，无孤电子对，呈平面三
角形，而 NF3 分子中 N 原子的 3 个价电子与 F 原子形成共价键，还有一对未成键的孤电子
对，占据了 N 原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形结构
[解析] (1)PO 3－4 属于 AB4 型，成键电子对数是 4，孤电子对数为 0，呈正四面体形；CS2 属
于 AB2型，成键电子对数是 2，孤电子对数为 0，呈直线形；BCl3属于 AB3型，成键电子对
数是 3，孤电子对数为 0，呈平面三角形。
(2)对于 AB3 型分子，若中心原子无孤电子对，呈平面三角形；若有一对孤电子对，则呈三
角锥形，所以题中两种模型表示的化学式及碳原子的杂化方式分别是 CH＋3、sp2 杂化，CH－3、
sp3杂化。
(3)BF3 分子的中心原子为 B 原子，其中 B 原子的 3 个价电子都与 F 原子形成共价键，无孤
电子对，呈平面三角形；而 NF3 分子的中心原子 N 原子的 3 个价电子与 F 原子形成共价键，
还有一对未成键的孤电子对，占据了 N 原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形结
构。
13．A、B、C、D 为四种短周期元素，A 元素的原子最外层电子排布式为 ms1，B 元素的原
子外围电子排布式为 ns2np2，C 元素位于第 2 周期且原子中 p 轨道与 s 轨道电子总数相等，D
元素原子的 M 层的 p 轨道中有 3 个未成对电子。
(1)若 A 为非金属元素，则 A 与 D 形成的简单化合物的分子式为 ，中心原子的杂
化类型为 ，分子的空间结构是 。
(2)若 n＝2，则 B 的氢化物 B2H4的结构式为 ，B 原子的杂化类型为 ，B2H4分子
中含有的键是 (填“σ 键”“π 键”或“σ 键和 π 键”)。
(3)C 和氢形成的一种阳离子含有 10 个电子，该离子的价电子对分布的几何构型为 ，
离子的空间结构为 ，中心原子上的孤电子对数为 。
[答案] (1)PH3， sp3， 三角锥形。
(2) ， sp2， σ 键和 π 键 。
(3) 三角锥形， 1。
[解析] 根据题给信息可知，A 为第ⅠA 族元素，B 为第ⅣA 族元素，C 为 O 元素，D 为 P 元
素。(1)若 A 为非金属元素，则 A 为 H 元素，H 元素与 P 元素形成的简单化合物的分子式为
5＋1 × 3
PH3，中心 P 原子的价电子对数为 ＝4，孤电子对数为 1，故中心 P 原子的杂化类型
2
为 sp3，分子的空间结构为三角锥形。
(2)若 n＝2，则可确定 B 为 C 元素，C2H4 的结构式为 ，C 原子的杂化类型为
sp2，分子中含有 σ 键和 π 键。(3)O 元素与 H 元素形成的含有 10 个电子的阳离子为 H ＋3O ，
6＋3－1
中心 O 原子上的价电子对数为 ＝4，该离子的价电子对分布的几何构型为四面体形，
2
离子的空间结构为三角锥形，中心原子上有 1 对孤电子对。
