整理与提升
一、体系构建
二、真题导向
考向一 “两大理论”与微粒空间结构
1.（2023·湖北，9）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是 （ ）
A.CH4和H2O的价层电子对互斥模型均为四面体
B.S和的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
2.（2023·山东，3）下列分子属于极性分子的是 （ ）
A.CS2 B.NF3
C.SO3 D.SiF4
3.（2023·河北，6）下列说法正确的是 （ ）
A.CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体
B.若AB2型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同
C.干冰和冰的结构表明范德华力和氢键都具有方向性
D.CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子
4.（1）［2022·全国乙卷，35（2）］①一氯乙烯（C2H3Cl）分子中，C的一个 杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl 键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键（）。
②一氯乙烷（C2H5Cl）、一氯乙烯（C2H3Cl）、一氯乙炔（C2HCl）分子中，C—Cl键长的顺序是
，理由：（ⅰ）C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强；（ⅱ） 。
（2）［2022·全国甲卷，35（4）改编］ CF2CF2和ETFE（乙烯与四氟乙烯的共聚物）分子中C的杂化轨道类型分别为 和 ；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因 。
5.［2023·山东，16（2）］卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：
ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键（）。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为 ；键角：O—Cl—O （填“>”“<”或“=”）Cl—O—Cl。比较ClO2与Cl2O中Cl—O的键长并说明原因 。
6.［2022·海南，19（3）（4）节选］以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题：
（3）酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取 杂化。
（4）金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程式为 。
7.［2022·湖南，18（3）］科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2，将N3-转化为，反应过程如图所示：
①产物中N原子的杂化轨道类型为 。
②与互为等电子体的一种分子为 （填化学式）。
考向二 配合物理论
8.（2024·吉林，11）如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是 （ ）
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A.单质沸点：Z>Y>W
B.简单氢化物键角：X>Y
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
9.［2021·全国乙卷，35（2）］三价铬离子能形成多种配位化合物。［Cr（NH3）3（H2O）2Cl］2+ 中提供电子对形成配位键的原子是 ，中心离子的配位数为 。
答案精析
二、
1.A ［甲烷分子的中心原子的价电子对数为4，水分子的中心原子价电子对数也为4，所以价层电子对互斥模型均为四面体，A正确；S中中心原子的孤电子对数为1，C中中心原子的孤电子对数为0，所以S的空间构型为三角锥形，C的空间构型为平面三角形，B错误；CF4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；XeF2和XeO2分子中，中心原子孤电子对数不相等，所以键角不等，D错误。］
2.B ［CS2中C的价电子对数为=2，无孤电子对，CS2的空间结构为直线形，分子中正、负电荷重心相重合，CS2属于非极性分子，A项不符合题意；NF3中N的价电子对数为=4，有1对孤电子对，NF3的空间结构为三角锥形，分子中正、负电荷重心不相重合，NF3属于极性分子，B项符合题意；SO3中S的价电子对数为=3，无孤电子对，SO3的空间结构为平面正三角形，分子中正、负电荷重心相重合，SO3属于非极性分子，C项不符合题意；SiF4中Si的价电子对数为=4，无孤电子对，SiF4的空间结构为正四面体形，分子中正、负电荷重心相重合，SiF4属于非极性分子，D项不符合题意。］
3.A ［CH4分子的价电子对数为=4，无孤电子对，所以价层电子对互斥模型和分子构型均为正四面体，A正确；如H2O和SO2均为V形分子，但H2O中的O氧子为sp3杂化，SO2中的S原子为sp2杂化，B错误；范德华力没有方向性，C错误；CCl4分子中没有π键，D错误。］
4.（1）①sp2 σ ②一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl越强
（2）sp2 sp3 C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能越大，化学性质越稳定
解析 （1）①一氯乙烯的结构式为，碳原子采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。②C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强，C—Cl的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp杂化，sp杂化时s成分多，sp3杂化时s成分少，同时Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl的键长越短，一氯乙烯中Cl的3p轨道与C的2p轨道形成3中心4电子的大π键（），一氯乙炔中Cl的3p轨道与C的2p轨道形成2个3中心4电子的大π键（），因此三种物质中C—Cl键长的顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。（2）由于F元素的电负性较大，因此在与C原子的结合过程中形成的C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。
5.sp2 > ClO2分子中Cl—O的键长小于Cl2O中Cl—O的键长，其原因是ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl—O的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键
解析 ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键（），则Cl原子的轨道杂化方式为sp2。
6.（3）sp2 （4）Zn+4NH3+2H2O［Zn（NH3）4］2++2OH-+H2↑
解析 （3）根据结构式可知，N原子的杂化方式均为sp2。（4）金属Zn与氨水反应可生成［Zn（NH3）4］（OH）2和H2，反应的离子方程式为Zn+4NH3+2H2O［Zn（NH3）4］2++2OH-+H2↑。
7.①sp3杂化 ②H2O
解析 ①由结构简式可知，产物中氮原子的价电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化。②水分子和氨基阴离子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体。
8.D ［Q是ds区元素，焰色试验呈绿色，则Q为Cu元素；基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，则X可能为N（1s22s22p3）、O（1s22s22p4）、F（1s22s22p5）；X、Y、Z原子序数依次增大，基态Y、Z原子有两个未成对电子，若Y、Z为第2周期元素，可能为C（1s22s22p2）或O（1s22s22p4），C原子序数小于N，所以Y不可能为C，若Y、Z为第3周期元素，可能为Si（1s22s22p63s23p2）或S（1s22s22p63s23p4），Y、Z可与Cu形成CuZY4，所以Y、Z分别为O、S元素，则X只能为N元素；W原子序数小于N且能与X形成XW3，所以W为H元素。S单质常温下呈固态，O2和H2均为分子晶体，O2的相对分子质量大于H2，所以沸点：S>O2>H2，故A正确；Y、X的简单氢化物分别为H2O和NH3，H2O的键角约为105°，NH3的键角为107°，所以键角：X>Y，故B正确；硫酸铜溶液中滴加氨水，氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨水过量时氢氧化铜溶解，生成［Cu（NH3）4］SO4，即反应过程中有蓝色沉淀产生，故C正确；［Cu（NH3）4］SO4中铜离子提供空轨道、NH3的N原子提供孤电子对，两者形成配位键，配位原子为N，故D错误。］
9.N、O、Cl 6
解析 ［Cr（NH3）3（H2O）2Cl］2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和，即3+2+1=6。(共29张PPT)
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专题4 分子空间结构与物质性质
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二
考向一 “两大理论”与微粒空间结构
1.(2023·湖北，9)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A.CH4和H2O的价层电子对互斥模型均为四面体
B.S和的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
二、真题导向
√
甲烷分子的中心原子的价电子对数为4，水分子的中心原子价电子对数也为4，所以价层电子对互斥模型均为四面体，A正确；
S中中心原子的孤电子对数为1，C中中心原子的孤电子对数为0，所以S的空间构型为三角锥形，C的空间构型为平面三角形，B错误；
CF4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；
XeF2和XeO2分子中，中心原子孤电子对数不相等，所以键角不等，D错误。
2.(2023·山东，3)下列分子属于极性分子的是
A.CS2 B.NF3
C.SO3 D.SiF4
√
CS2中C的价电子对数为=2，无孤电子对，CS2的空间结构为直线形，
分子中正、负电荷重心相重合，CS2属于非极性分子，A项不符合题意；
NF3中N的价电子对数为=4，有1对孤电子对，NF3的空间结构为
三角锥形，分子中正、负电荷重心不相重合，NF3属于极性分子，B项符合题意；
SO3中S的价电子对数为=3，无孤电子对，SO3的空间结构为平面正
三角形，分子中正、负电荷重心相重合，SO3属于非极性分子，C项不符合题意；
SiF4中Si的价电子对数为=4，无孤电子对，SiF4的空间结构为正
四面体形，分子中正、负电荷重心相重合，SiF4属于非极性分子，D项不符合题意。
3.(2023·河北，6)下列说法正确的是
A.CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体
B.若AB2型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同
C.干冰和冰的结构表明范德华力和氢键都具有方向性
D.CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子
√
CH4分子的价电子对数为=4，无孤电子对，所以价层电子对互斥
模型和分子构型均为正四面体，A正确；
如H2O和SO2均为V形分子，但H2O中的O氧子为sp3杂化，SO2中的S原子为sp2杂化，B错误；
范德华力没有方向性，C错误；
CCl4分子中没有π键，D错误。
4.(1)[2022·全国乙卷，35(2)]①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个 杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl 键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键()。
sp2
σ
一氯乙烯的结构式为 ，碳原子采取sp2杂化，因此C的一个
sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl
键长的顺序是 ，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强；(ⅱ)_____________________________
。
一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔
Cl参与形成的大π键越多，形成
的C—Cl越强
C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强，C—Cl的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp杂化，sp杂化时s成分多，sp3杂化时s成分少，同时Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl的键长越短，一氯乙烯中Cl的3p轨道与C的2p轨道形成3中心4电子的大π键()，一氯乙炔中Cl的3p轨道与C的2p轨道形成2个3中心4电子的大π键()，因此三种物质中C—Cl键长的顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。
(2)[2022·全国甲卷，35(4)改编] CF2==CF2和ETFE(乙烯与四氟乙烯的共聚物)分子中C的杂化轨道类型分别为 和 ；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因____________________________
_________________________________。
sp2
sp3
C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能越大，化学性质越稳定
由于F元素的电负性较大，因此在与C原子的结合过程中形成的C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。
5.[2023·山东，16(2)]卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：
ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为 ；键角：O—Cl—O (填“>”
“<”或“=”)Cl—O—Cl。比较ClO2与Cl2O中Cl—O的键长并说明原因______
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
。
sp2
>
ClO2分子中Cl—O的键长小于Cl2O中Cl—O的键长，其原因是ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl—O的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键
ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键()，则Cl原子的轨道杂化方式为sp2。
6.[2022·海南，19(3)(4)节选]以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题：
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取 杂化。
sp2
根据结构式可知，N原子的杂化方式均为sp2。
(4)金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程式为 。
Zn+4NH3+2H2O===[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑
金属Zn与氨水反应可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2，反应的离子方程式为Zn+4NH3+2H2O===[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑。
7.[2022·湖南，18(3)]科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2，将N3-转化为，反应过程如图所示：
①产物中N原子的杂化轨道类型为 。
sp3杂化
由结构简式可知，产物中氮原子的价电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化。
②与互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
H2O
水分子和氨基阴离子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体。
考向二 配合物理论
8.(2024·吉林，11)如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是
QZY4溶液 QZX4Y4W12溶液
A.单质沸点：Z>Y>W
B.简单氢化物键角：X>Y
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
√
Q是ds区元素，焰色试验呈绿色，则Q为Cu元素；基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，则X可能为N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z原子序数依次增大，基态Y、Z原子有两个未成对电子，若Y、Z为第2周期元素，可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C原子序数小于N，所以Y不可能为C，若Y、Z为第3周期元素，可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可与Cu形成CuZY4，所以Y、Z分别为O、S元素，则X只能为N元素；W原子序数小于N且能与X形成XW3，所以W为H元素。S单质常温下呈固态，O2和H2均为分子晶体，O2的相对分子质量大于H2，所以沸点：S>O2>H2，故A正确；
Y、X的简单氢化物分别为H2O和NH3，H2O的键角约为105°，NH3的键角为107°，所以键角：X>Y，故B正确；
硫酸铜溶液中滴加氨水，氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨水过量时氢氧化铜溶解，生成[Cu(NH3)4]SO4，即反应过程中有蓝色沉淀产生，故C正确；
[Cu(NH3)4]SO4中铜离子提供空轨道、NH3的N原子提供孤电子对，两者形成配位键，配位原子为N，故D错误。
9.[2021·全国乙卷，35(2)]三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中提供电子对形成配位键的原子是 ，中心离子的配位数为 。
N、O、Cl
6
[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和，即3+2+1=6。
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