高考化学： 分子结构和性质解析

【大题逐点过】2022年高考化学二轮复习专项练习（全国通用）专练18 分子结构和性质一、微粒的空间构型和杂化1．（2021·天津河西区一模）NH 3分子的VSEPR 模型名称为______________【解析】NH 3分子中，N 23×15－＝1，成键电子对数为3，价层电子对为n ＝1+3＝4，则氮原子的轨道杂化类型为3分子的VSEPR 模型名称为正四面体形，分子的实际构型为三角锥形。

【答案】正四面体形2．（2021·哈尔滨第一次调研）Ti （BH 4）2是一种储氢材料。

BH 4－的空间构型是_____________，B 原子的杂化方式_____。

【解析】BH 4－中B 原子的孤电子对数＝21413⨯+－＝0，价层电子对数＝0+4＝4，BH 4－的空间构型与VSEPR 模型相同，即为正四面体，杂化轨道数目为4，B 原子采取sp 3杂化；【答案】正四面体；sp 33．（2021·石嘴山一模）Na 3［Co （NO 2）6］常用作检验K +的试剂，配位体NO 2－的中心原子的杂化形式为______，空间构型为__________。

【解析】配位体NO 2－的中心原子N 原子价层电子对个数n ＝2+22×215－+＝3，且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N sp 2、V 形。

【答案】sp 2；V 形4．（2019·全国卷Ⅲ）NH 4H 2PO 4中，P 的____杂化轨道与O 的2p 轨道形成_______键。

【解析】P 的杂化轨道计算公式为4+21（5+3－8）＝4，所以P 的sp 3杂化轨道与O 的2p 轨道形成σ键。

【答案】sp 3；σ5．（2021·湖北省示范高中联考）H 3BO 3为一元酸，与足量NaOH 溶液反应得到［B （OH ）4］－，H 3BO 3和［B （OH ）4］－中B 的杂化轨道类型分别为为____________、____________。

【解析】H 3BO 3中B 原子的价层电子对数为3，故B 原子的杂化轨道类型为sp 2，［B （OH ）4］－中B 原子的价层电子数为4，孤对电子数为0，故B 原子的杂化轨道类型为sp 3杂化。

【答案】sp 2杂化；sp 3杂化6．（2021·广东珠海高三4月模拟）I 3+属于多卤素阳离子，根据VSEPR 模型推测I 3+的空间构型为______。

【解析】因I 3+可看成II 2+，中心I 原子的价层电子对数为21－217×+＝4，价层电子对为正四面体，中心I 原子的孤电子对数为21－21－7×＝2，则I 3+的空间构型为V 形。

【答案】V 形7．（2021·江西景德镇高三4月模拟）氨基（－NH 2）中氮原子的杂化类型为________。

【解析】氨基（－NH 2）中氮原子有2个σ，1个孤对电子，1个未成对电子，所以氮原子的杂化类型为sp 3杂化。

【答案】sp 38．（2021·辽宁丹东高三3月模拟）砷化镓可由（CH 3）3Ga 和AsH 3在700℃时制得。

（CH 3）3Ga 中镓原子的杂化方式为_________。

【解析】镓的最外层3个电子与3个甲基形成3个共价单键，所以其中心原子镓的杂化轨道类型为sp 2。

【答案】sp 29．（2021·江苏无锡高三4月模拟）阴离子SiF 62－中心原子Si 的价层电子对数为__________。

【解析】SiF 62－中含有Si 原子形成6个σ键，没有孤对电子，Si 的价层电子对数为6+0＝6。

【答案】610．（2021·广东中山一模）I4O9由一种阳离子和一种阴离子按物质的量比1∶3构成，阴离子的空间构型为三角锥形，中心原子杂化类型为sp3杂化，写出I4O9的电离方程式________________。

【解析】I4O9由一种阳离子和一种阴离子按物质的量比1∶3构成，阴离子的空间构型为三角锥形，中心原子杂化类型为sp3杂化，所以阴离子是IO3－，则阳离子是I3+，因此I4O9的电离方程式为I4O9＝I3++3IO3－。

【答案】I4O9＝I3++3IO3－11．（2021·江苏南通高三3月模拟）下图是硼砂晶体中阴离子的立体状结构，其中硼原子采取的杂化轨道类型有_________。

【解析】根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对个数＝σ键个数+孤电子对个数。

根据图示，该阴离子中硼原子分别形成3个和4个共价键，中心原子上没有孤电子对，其价层电子对个数分别为3+0＝3和4+0＝4，杂化轨道有sp2、sp3两种类型。

【答案】sp2、sp312．（2021·甘肃武威一模）碳元素可形成多种单质，其中“只有一层原子厚”的物质，被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，该材料晶体结构如右图所示，其原子的杂化类型为________。

【解析】在其层状结构中碳碳键键角为120°，每个碳原子都结合着3个碳原子，碳原子采取sp2杂化，3个杂化轨道用来形成σ键结合其他碳原子，所有碳原子剩余2p轨道一同形成离域大π键。

【答案】sp2杂化13．（2021·江西九江一模）雄黄（As4S4）的结构如图所示，S原子的杂化形式为________。

【解析】S、As原子的最外层分别有6个、5个电子，达到8电子稳定结构需分别形成2对、3对共用电子对，故雄黄（As4S4）分子结构中，黑球、白球分别表示硫、砷原子。

每个硫原子都有4对价层电子对（2对σ键电子对、2对孤电子对），S原子都是sp3杂化。

【答案】sp314．（2021·青海西宁一模）As4O6的分子结构如图1所示，则在该化合物中As的杂化方式是_________。

【解析】As4O6的分子中As通过3个σ键与O原则结合，所以As原子价电子对数是235+＝4，所以As的杂化方式是sp3；【答案】sp315．（2020·潍坊五县一模）利用铜片表面催化反应，我国研究人员用六炔基苯为原料，在世界上首次通过化学方法获得全碳材料－石墨炔薄膜（结构片段如图所示），开辟了人工化学合成碳同素异形体的先例。

石墨炔中碳原子的杂化方式为_______。

【解析】碳碳三键中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以杂化方式为sp；苯环中的碳形成3个δ键，无孤电子对，采取sp2杂化；【答案】sp、sp216．（2021·河南南阳高三5月模拟）固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S 原子的杂化轨道类型为________。

【解析】根据图可以得出固体三氧化硫中每个S原子团形成4个共价键，为四面体构型，因此硫原子的杂化轨道类型为sp3。

【答案】sp317．（2021·山西大同一模）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如下图所示。

该化合物的分子式为_____，As原子采取______杂化。

【解析】氧原子能形成2个共价键，As形成3个共价键，由图可知分子中O原子数为6，As原子数为4，所以其化学式为As4O6；As最外层有5个电子，形成3个共价键即δ键电子对数为3，另外还有1个孤电子对，所以As的杂化方式为sp3。

【答案】As4O6；sp318．（2021·广西桂林高三4月模拟）有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。

请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：120°球棍模型化学式【解析】含有1个碳原子和3个氢原子的平面形结构的微粒应该是CH3＋，中心碳原子采取sp2杂化。

含有1个碳原子和3个氢原子三角锥形结构的微粒应该是CH3－，中心碳原子采取sp3杂化。

【答案】CH3+；CH3－19．（2021·四川绵阳高三3月模拟）O与S能形成化合物F，将纯液态F冷却到一定温度下得到一种螺旋状单链结构的固体，如下图所示，则F的化学式为______，此固体中S原子的杂化类型是_______。

【解析】O与S能形成化合物F，由此结构利用“切割法”分析（如下图），则F的化学式为SO3，D为S原子，每个硫原子形成4个共价单键，其杂化类型是sp3。

【答案】SO3，sp320．（2021·福州一模）苯－1，4－二硼酸甲基亚氨基二乙酸酯结构如图所示，硼原子和氮原子的杂化方式分别为______、______。

【解析】根据苯－1，4－二硼酸甲基亚氨基二乙酸酯结构可知，B原子周围价层电子对为3对，杂化方式为sp2，N原子周围孤电子对为1对，成键电子对为3对，价层电子对为4对，杂化方式为sp3。

【答案】sp2；sp321．（2021·辽宁省实验中学一模）三聚氰胺俗称“蛋白精”，其结构为。

其中氮原子的杂化方式有_____________。

【解析】的环中N原子形成2个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp2杂化，氨基中N原子形成3个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化。

【答案】sp2、sp322．（2020·泰安三模）图1是一种钴（Co）金属催化剂的结构，其中六元环上的N原子的杂化方式为_________；【解析】钴（Co）金属催化剂的结构中，六元环上的N原子的杂化方式为sp2；【答案】sp2二、分子的极性1．（贵州省铜仁市2021年高三第一次模拟）纳米结构氧化钴可在室温下将甲硫醛（CH2S）完全催化氧化，甲硫醛分子属_________（填“极性”或“非极性”）分子，其中心原子的VSEPR构型为__________。

【解析】甲硫醛（CH2S）与甲醛分子互为等电子体，按等电子原理，它们具有相同的结构特征，故它们中C原子形成3个σ键，1个π键，VSEPR构型为平面三角形，正负电荷中心不重合，属于极性分子。

【答案】极性；平面三角形2．（福建龙岩高三2020~2021学年1月模拟）三硫化四磷分子（结构如图1所示）是________分子（填“极性”或“非极性”）。

【解析】由图可知，三硫化四磷分子结构不对称，为极性分子。

【答案】极性3．（2021·山西大同高三3月模拟）已知XeO3分子中氙原子上有1对孤对电子，则XeO3为______分子（填“极性”或“非极性”）；XeO3分子中中心原子的杂化类型为____________；XeO3分子实际空间构型为___________。

【解析】XeO3分子中含有3个δ键和一个孤电子对，为三角锥形分子，结构不对称，为极性分子，杂化方式为sp3杂化。

【答案】极性；sp3；三角锥形4．（2021·福建漳州一模）SO3和O3的混合气体经光解作用，可生成一种结构如右图所示的物质，该物质中S原子的轨道杂化方式是______，该分子属于______分子（填“极性”、“非极性”）。