第二章
微专题
微粒间作用力的判断及对物质性质的影响
知识梳理
1．共价键的判断及分类
(1)共价键的分类
(2)共价键类型的判断
①根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是非极性键，不同元素的原子之间形成的是极性键。
②根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。
③根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为σ键；形成双键，则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。
2．范德华力、氢键及共价键的比较
范德华力
氢键
共价键
概念
物质分子之间普遍存在的一种相互作用力
由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒
分子或原子(稀有气体)
氢原子、电负性很大的原子
原子
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
①随着分子极性的增大而增大；
②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大
对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，作用力越大
成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定
对物质性质的影响
①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质；
②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高，如熔、沸点：F2分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3
①影响分子的热稳定性；
②共价键的键能越大，分子的热稳定性越强
强化训练
1．(2019·洛阳高二期末)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是( )
A．32
g
S8分子中含有0.125
mol
σ键
B．SF6是由非极性键构成的分子
C．1
mol
C2H2分子中有3
mol
σ键和2
mol
π键
D．C2H2分子中不含非极性键
答案 C
解析 1
mol
S8分子中含有8
mol
σ键，因此32
g
S8分子中所含σ键为×8＝
1
mol，A项错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B项错误；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误。
2．下列各组化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( )
A．CO2和SO2
B．CH4和PH3
C．BF3和NH3
D．HCl和HI
答案 D
解析 选项中各分子中共价键都是不同元素之间形成的，均为极性键；其中CO2为直线形分子、CH4为正四面体形分子、BF3为平面三角形分子，均为中心对称分子，故为非极性分子；而HCl和HI是由不同元素形成的双原子分子，属于极性分子，而SO2为V形分子，PH3和NH3为三角锥形分子，不是中心对称分子，是极性分子，综上分析，答案为D。
3.S2Cl2是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是( )
A．为非极性分子
B．分子中既含有极性键又含有非极性键
C．与S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2
D．与水反应的化学方程式可能为：2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
答案 A
解析 根据S2Cl2的分子结构形状可知，它属于极性分子，选项A错误；由于S2Cl2与S2Br2结构相似，而相对分子质量S2Br2大，则熔、沸点：S2Br2>S2Cl2，选项C正确；由于S2Cl2少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液，则与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，选项D正确。
4．下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是( )
选项
Ⅰ组
Ⅱ组
A
相对分子质量：HCl>HF
沸点：HCl高于HF
B
键能：H—O>H—S
沸点：H2O高于H2S
C
分子间作用力：H2O>H2S
稳定性：H2O强于H2S
D
相对分子质量：HI>HCl
沸点：HI高于HCl
答案 D
解析 由于相对分子质量：HCl>HF，所以范德华力：HCl>HF，但HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HCl低于HF，A项中Ⅱ命题不正确；由于原子半径：OH—S，但沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点：H2O高于H2S，B项中Ⅰ命题不能解释Ⅱ命题；由于相对分子质量：H2S>H2O，所以范德华力：H2S>H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间作用力：H2O>H2S，由于键能：H—O>H—S，所以热稳定性：H2O强于H2S，分子的热稳定性与分子间作用力无关，所以C项中Ⅰ命题不能解释Ⅱ命题；由于相对分子质量：HI>HCl，所以范德华力：HI>HCl，沸点：HI高于HCl，D项中Ⅰ命题能解释Ⅱ命题。
5．下列说法不正确的是( )
A．HClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增强
B．苹果酸()含有1个手性碳原子
C．HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是与H2O均能形成氢键
D．以极性键结合的分子不一定是极性分子
答案 C
解析 结合HO—Cl、(OH)2CO、(OH)NO2、(OH)ClO3，非羟基氧原子数依次增加，酸性依次增强，A项正确；苹果酸分子中2号碳原子为手性碳原子，B项正确；HCl与H2O不能形成氢键，C项错误；CH4为非极性分子，D项正确。
6．(2020·威海高二月考)下列关于σ键和π键的说法不正确的是( )
A．σ键能单独形成，π键不能单独形成
B．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个σ键，一个π键，三键中一定有一个σ键，两个π键
D．CH3—CH3、CH2==CH2、CH≡CH中的σ键都是C—C，所以键能都相同
答案 D
解析 单键中只有一个σ键、双键中有一个σ键、一个π键，三键中有一个σ键，两个π键，π键不能单独形成，A、C项正确；σ键的电子云呈轴对称，π键的电子云呈镜面对称，π键不能绕键轴旋转，B项正确；三种分子中还含有C—H
σ键，D项错误。
7．下列反应能说明σ键比π键牢固的是( )
A．CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
B．CH2==CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br
C．2H2＋O22H2O
D．H2＋Cl22HCl
答案 B
解析 碳碳双键由1个σ键和1个π键组成，CH2==CH2发生加成反应时π键断裂，说明σ键比π键牢固。
8．下列各组化合物中，所含化学键类型完全相同的是( )
A．C2H6、H2O2、C2H5OH
B．HCl、NaCl、MgCl2
C．H2O、CO2、Na2O2
D．NaOH、NaClO、Na2O
答案 A
解析 A项，三种物质中都含极性共价键和非极性共价键；B项，HCl中只含极性共价键，NaCl、MgCl2中只含离子键；C项，H2O、CO2中只含极性共价键，Na2O2中含离子键和非极性共价键；D项，NaOH、NaClO中含离子键和极性共价键，Na2O中只含离子键。
9．(2019·淮南月考)下列物质的性质或数据与氢键无关的是( )
A．氨极易溶于水
B．邻羟基苯甲酸()的熔点为159
℃，对羟基苯甲酸()的熔点为213
℃
C．乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比混溶
D．HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
答案 D
解析 NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；乙醇分子结构中含有羟基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，能与水以任意比混溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F的键能比H—Cl的大，与氢键无关。
10．下列说法正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大，所以它们的熔、沸点也逐渐升高
C．由于H—O比H—S牢固，所以水的熔、沸点比H2S的高
D．由分子构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定
答案 B
解析 冰融化时发生物理变化，只破坏H2O分子间的分子间作用力而不破坏化学键，A项错误；结构相似的分子中，物质的熔、沸点与其相对分子质量成正比，所以随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4的分子间作用力逐渐增大，所以它们的熔、沸点也逐渐升高，B项正确；物质的熔、沸点与化学键无关，水的熔、沸点比H2S的高是因为水分子间存在氢键，C项错误；物质的稳定性与化学键有关，与分子间作用力无关，D项错误。
11．如图所示为元素周期表短周期的一部分。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，不正确的是( )
A．A与B形成的阴离子可能有AB、A2B
B．E的气态氢化物的沸点比C的气态氢化物的沸点高
C．D在过量的B2中燃烧的主要产物为DB2
D．A与E形成的化合物分子AE4是非极性分子
答案 B
解析 由所给部分元素周期表可知A、B、C、D、E五种元素分别是C、O、F、S、Cl。由于HF分子间存在氢键，故HCl的沸点比HF的沸点低，故选B项。
12．有下列十种物质：①CH4 ②CH3CH2OH ③N2 ④HCl ⑤CO2 ⑥CH3CH3 ⑦C2H4 ⑧C2H2 ⑨H2O2 ⑩HCHO
请按要求回答下列问题(填序号)：
(1)只有σ键的有____________，既有σ键又有π键的有____________。
(2)只含有极性键的化合物有__________，既含有极性键，又含有非极性键的化合物有________。
(3)含有双键的有________，含有三键的有________。
答案 (1)①②④⑥⑨ ③⑤⑦⑧⑩ (2)①④⑤⑩ ②⑥⑦⑧⑨ (3)⑤⑦⑩ ③⑧
解析 十种物质的结构式分别为、、N≡N、H—Cl、O==C==O、、、H—C≡C—H、H—O—O—H、。根据以下两点判断化学键类型：①单键只有σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键；②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。
13．(2019·南京高二月考)回答下列问题：
(1)1
mol
CO2中含有的σ键数目为________。
(2)已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。HCN分子内σ键与π键数目之比为________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1
038.7
kJ·mol－1
若该反应中有4
mol
NH断裂，则形成的π键有________mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为________。
(5)1
mol乙醛分子中含有
σ键的数目为________，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是____________________。
答案 (1)2NA
(2)1∶2 1∶1
(3)3
(4)5∶1
(5)6NA(或3.612×1024) 7
(6)HF、H2O、NH3、CH4
解析 (1)CO2分子内含有两个碳氧双键，双键中一个是σ键，另一个是π键，则1
mol
CO2中含有σ键的数目为2NA。
(2)N2的结构式为N≡N，推知：CO结构式为C≡O，含有1个σ键、2个π键；CN－结构式为[C≡N]－，HCN分子结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键均为2个。
(3)反应中有4
molNH断裂，即有1
mol
N2H4参加反应，生成1.5
mol
N2，则形成的π键有3
mol。
(4)设分子式为CmHn，则6m＋n＝16，解之得m＝2，n＝4，即C2H4，结构式为。单键为σ键，双键有1个σ键和1个π键，所以C2H4中共含有5个σ键和1个π键。
(5)乙醛和CO(NH2)2的结构简式分别为、，故1
mol乙醛中含有6NA个σ键，1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。
(6)两个成键原子的电负性差别越大，它们形成共价键的极性就越大(或从非金属性强弱上来判断)。由于电负性：F>O>N>C，因此四种元素与H形成的共价键的极性：F—H＞O—H＞N—H＞C—H。第二章
研究与实践 制作分子的空间结构模型
研究目的
实物模型可以建立对分子的空间结构的直观认识，通过借助实物搭建分子的空间结构模型的活动，使抽象性极强的分子结构直观化。
研究任务
用橡皮泥或黏土和牙签等材料制作下列分子的空间结构模型。
分子
键长/pm
键角
H2
74
—
Cl2
198
—
H2O
96
105°
CO2
116
180°
NH3
101
107°
CH4
109
109°28′
结果与讨论
1．什么是键长？键角？能说H2、Cl2的键角为180°吗？
答案 键长是构成化学键的两个原子的核间距；在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。不能说H2、Cl2的键角为180°，因为它们是双原子分子，只有一个共价键。
2．键长、键能的大小和分子的稳定性有什么关系？
答案 键长越短，键能越大，分子越稳定。
3．中心原子同是sp3的分子，键角和孤电子对的多少有什么关系。
答案 孤电子对数越多，排斥作用越强，键角越小。
4．将形状、大小相同的4个气球用橡皮筋扎在一起，这4个气球是一个什么样的状态？
答案 呈四面体状态。
强化训练
1．从键长的角度来判断下列共价键中最稳定的是( )
A．H—F
B．N—H
C．C—H
D．S—H
答案 A
解析 原子半径越小，与氢化合形成的化学键键长越短，键能越大，键越稳定。
2．下列分子中键角最大的是( )
A．CH4
B．NH3
C．H2O
D．CO2
答案 D
解析 CH4分子为正四面体结构，键角为109°28′，NH3分子为三角锥形，键角为107°，H2O分子为V形，键角为105°，CO2分子为直线形，键角为180°。
3．实验测得四种结构相似的单质分子的键能、键长的数据如下：
A—A
B—B
C—C
D—D
键长/(10－10
m)
a
0.74
c
1.98
键能/(kJ·mol－1)
193
b
151
d
已知D2分子的稳定性大于A2，则a>________；d>________；比较a、c的大小________；比较b、d的大小______。
答案 1.98 193 ad
解析 结构相似的单质分子中，键长越短，键能越大，分子越稳定。第二章
微专题2 分子(或离子)空间结构与杂化轨道理论
判断分子或离子的空间构型时，要能够正确计算价层电子对数：一是运用计算式推导出价层电子对数。二是看配位原子数；如下表：
价层电子对数
杂化类型
配位原子数
孤电子对数
价电子对空间构型
分子空间构型
实例
2
sp
2
0
直线形
直线形
BeCl2
3
sp2
3
0
三角形
三角形
BF3
2
1
V形
SnBr2
4
sp3
4
0
四面体形
四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V形
H2O
强化训练
1．下列对于NH3和CO2的说法中正确的是( )
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化
C．NH3为三角锥形结构，CO2为直线形结构
D．N原子和C原子上都没有孤对电子
答案 C
解析 NH3和CO2分子的中心原子分别采取sp3杂化、sp杂化，但NH3分子的N原子上有1对孤电子对未参与成键，根据杂化轨道理论，NH3的空间构型为三角锥形，CO2的空间构型为直线形。
2．下列各组分子的空间结构相同的是( )
A．SnCl2、BeCl2
B．BF3、NH3
C．CCl4、SiF4
D．CS2、OF2
答案 C
解析 通过分子的价层电子对数、孤电子对数确定分子的空间结构，其中A、D项中分子的具体情况如下表：
σ键电子对数
中心原子上的孤电子对数
价层电子对数
空间结构
SnCl2
2
×(4－2×1)＝1
3
V形
BeCl2
2
×(2－2×1)＝0
2
直线形
CS2
2
×(4－2×2)＝0
2
直线形
OF2
2
×(6－2×1)＝2
4
V形
B项中BF3、NH3的空间结构分别为平面三角形、三角锥形；C项中，CCl4与SiF4的空间结构均为正四面体形。
3．下列分子或离子中，价层电子对互斥模型为正四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是( )
A．NH
B．PH3
C．H3O＋
D．OF2
答案 D
解析 价层电子对互斥模型为正四面体形，且分子或离子的空间结构为V形的只有3个原子构成的分子或离子，OF2符合。A选项NH是三角锥形的NH3结合了一个H＋，呈正四面体形，B项中PH3为三角锥形，C中H3O＋是V形的H2O结合了一个H＋，呈三角锥形。
4．(2020·杭州调研)下列分子或离子的中心原子采用sp3杂化的是( )
①NF3 ②C2H4 ③C6H6 ④C2H
2 ⑤NH
A．①②④
B．①⑤
C．②③
D．③⑤
答案 B
解析 ①NF3分子中N原子采取sp3杂化；②C2H4分子中C原子采取sp2杂化；③C6H6分子中C原子采取sp2杂化；④C2H2分子中C原子采取sp杂化；⑤NH中N原子采取sp3杂化。
5．下列分子或离子中，VSEPR模型与粒子的空间结构一致的是( )
A．SO2
B．HCHO
C．NCl3
D．H3O＋
答案 B
解析 当中心原子没有孤电子对时，VSEPR模型与分子的空间结构就是一致的，SO2、NCl3、H3O＋的中心原子均有孤电子对，A、C、D项错误。
6．下列说法正确的是( )
A．CH2Cl2分子的空间结构为正四面体形
B．H2O分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2，分子的空间结构为V形
C．CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的空间结构为直线形
D．SO的空间结构为平面三角形
答案 C
解析 CH4中4个共价键完全相同，为正四面体形，CH2Cl2分子的4个共价键不完全相同，所以分子的空间结构不是正四面体形，A错误；H2O分子中O原子的价层电子对数＝2＋×(6－1×2)＝4，为sp3杂化，含有2对孤电子对，分子的空间结构为V形，B错误；CO2中C原子的价层电子对数＝2＋×(4－2×2)＝2，为sp杂化，分子的空间结构为直线形，C正确；SO中S原子的价层电子对数＝3＋×(6＋2－3×2)＝4，为sp3杂化，含1对孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，D错误。
7．(2020·青岛检测)下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是( )
A．BeCl2、CO2
B．H2O、SO2
C．SO2、CH4
D．NF3、CH2O
答案 A
解析 根据价层电子对互斥模型可知，H2O中O原子的孤电子对数＝＝2，σ键电子对数为2，采取sp3杂化，故H2O为V形结构，SO2中S原子的孤电子对数＝＝1，σ键电子对数为2，采取sp2杂化，故SO2为V形结构，B项不符合题意；同样分析可知，BeCl2中Be原子采取sp杂化，BeCl2是直线形结构，CO2中C原子采取sp杂化，CO2是直线形结构，A项符合题意；SO2中S原子采取sp2杂化，SO2是V形结构，CH4中C原子采取sp3杂化，CH4是正四面体形结构，C项不符合题意；NF3中N原子采取sp3杂化，NF3是三角锥形结构，CH2O中C原子采取sp2杂化，CH2O是平面三角形结构，D项不符合题意。
8．(2020·西安调研)下列说法正确的是( )
①CS2为V形分子 ②ClO的空间结构为平面三角形 ③SF6中有6对完全相同的成键电子对 ④SiF4和SO的中心原子均采取sp3杂化
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
答案 C
解析 ①CS2和CO2分子的空间结构相同，为直线形分子，错误；②ClO中Cl的价层电子对数＝3＋×(7＋1－2×3)＝4，含有1对孤电子对，则ClO的空间结构为三角锥形，错误；③SF6中含有6个S—F，每个S—F含有1对成键电子对，则SF6分子中有6对完全相同的成键电子对，正确；④SiF4中Si的价层电子对数＝4＋×(4－1×4)＝4，SO中S的价层电子对数＝3＋×(6＋2－2×3)＝4，则SiF4和SO的中心原子均采取sp3杂化，正确。
9．硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，请根据下列信息回答有关问题：
(1)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，则在Xm－中，2号硼原子的杂化类型为__________；m＝__________(填数字)。
(2)BN中B的化合价为__________，请解释原因：_____________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间结构为____________；NaBF4的电子式为________。
答案 (1)sp2 2
(2)＋3 N的电负性大于B的电负性
(3)正四面体形
解析 (1)根据图示可知，2号B原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，故采取sp2杂化；根据图示可知，该阴离子的化学式为[H4B4O9]m－，其中H显＋1价，B显＋3价、O显－2价，所以m＝2。(2)由于电负性：N>B，所以BN中B显＋3价。(3)BF的空间结构为正四面体形；NaBF4的电子式为。
10．如图是甲醛分子的模型，根据该图和所学化学知识回答下列问题：
(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是________，作出该判断的主要理由是__________________
____________________________________________________。
(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是__________(填序号)。
①单键 ②双键 ③σ键 ④π键 ⑤σ键和π键
(3)甲醛分子中C—H与C—H间的夹角________(填“＝”“>”或“<”)120°，出现该现象的主要原因是___________________________________________________________________。
答案 (1)sp2杂化 甲醛分子的空间结构为平面三角形 (2)②⑤ (3)< 碳氧双键中存在π键，它对C—H的排斥作用较强
解析 (1)原子的杂化轨道类型不同，分子的空间结构也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。
(2)醛类分子中都含有C==O，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是σ键和π键的组合。
(3)由于碳氧双键中存在π键，它对C—H的排斥作用较强，所以甲醛分子中C—H与C—H间的夹角小于120°。
11．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为_____________________________________。
(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为______________________________________，
羰基()碳原子的杂化轨道类型为__________。
(3)查文献可知，可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲，其反应方程式为＋，反应过程中，每生成1
mol氯吡苯脲，断裂________个σ键，断裂______个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因：_____________________________
_______________________________________________________________________________。
②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是__________________，中心原子的杂化类型分别是__________________________。
答案 (1)1 (2)sp2、sp3 sp2 (3)NA NA (4)①H—O的键能大于H—N的键能 ②V形、三角锥形、直线形 sp3、sp3、sp
解析 根据构造原理可知，氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，属于sp3杂化；剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，是sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，为sp2杂化。(3)由于σ键比π键更稳定，根据反应方程式可以看出，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的N==C中的π键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H。(4)①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，H—O的键能大于H—N的键能，所以H2O分子比NH3分子稳定。②H2O分子中O原子的价层电子对数＝2＋＝4，孤电子对数为2，所以为V形结构，O原子采取sp3杂化；NH3分子中N原子的价层电子对数＝3＋＝4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构，N原子采取sp3杂化；CO2分子中C原子的价层电子对数＝2＋＝2，不含孤电子对，所以是直线形结构，C原子采取sp杂化。
