02 常考题空2　立体构型及杂化类型的判断 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）

常考题空2　立体构型及杂化类型的判断

【高考必备知识】

1．分子构型与价层电子对互斥理论

(1)中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数

①配位原子是指中心原子以外的其它原子，即：与中心原子结合的原子   

②若是离子，则应加上或减去与离子所带的电荷数，即：阴加阳减

    ③氧、硫原子若为配位原子，则其化合价规定为"零”，若为中心原子，则价电子数为6

(2)价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路

由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构

2．判断中心原子杂化轨道类型的方法

(1)根据中心原子价层电子对数(杂化轨道数目)判断：杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数

(2)有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数”来判断

如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型       

(3)有机物分子中碳原子杂化类型的判断方法

饱和碳原子均采取sp3杂化；连接双键的碳原子均采取sp2杂化；连接三键的碳原子均采取sp杂化

3．分子或离子的空间结构及杂化类型判断

【真题演练】

1．(2022·全国甲卷)CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为_______和_______；

2．(2022·全国乙卷)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电子的大键()

3．(2022·湖南卷)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NH，反应过程如图所示：

产物中N原子的杂化轨道类型为_______

4．(2022·广东卷)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4_______H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。SeO的立体构型为_______

5．(2022·山东卷)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据_______

A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道

6．(2022·河北卷)SnCl的几何构型为_______，其中心离子杂化方式为_________

7．(2021·全国甲卷)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为__________。SiCl4可发生水解反应，机理如下，含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为________

8．(2021·全国乙卷)PH3中P的杂化类型是________

9．(2021·湖南卷)气态SiX4分子的空间构型是________

10．(2021·湖南卷)SiCl4与N－甲基咪唑()反应可以得到M2＋，其结构如图所示：

N－甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为________，H、C、N的电负性由大到小的顺序为________，1个M2＋中含有________个σ键；

11．(2021·河北卷)已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为________，其中P采取________杂化方式

12．(2021·山东卷)OF2分子的空间构型为________

13．(2021·山东卷)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为______，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是________(填标号)

A．sp         B．sp2         C．sp3         D．sp3d

【题组训练】

1．磷酸根离子的空间构型为________其中P的价层电子对数为________、杂化轨道类型为________

2．NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是________

3．乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是______、 ______        

4．元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________

5．SO的空间构型为________(用文字描述)；Cu2＋与OH－反应能生成[Cu(OH)4]2－，[Cu(OH)4]2－中的配位原子为________(填元素符号)

6．抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为________；推测抗坏血酸在水中的溶解性：________(填“难溶于水”或“易溶于水”)

7．LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是________、中心原子的杂化形式为______

8．尿素(H2NCONH2)分子中，原子杂化轨道类型有________

9．NH3的VSEPR模型的名称是__________

10．Pb为第ⅣA族元素，常见的化合价为＋2和＋4，其单质和化合物都有着广泛的用途。已知Pb2＋可以和EDTA[乙二胺四乙酸(HOOCCH2)2NCH2—CH2N(CH2COOH)2]形成无色的1∶1的稳定配合物。在EDTA中，碳原子的杂化方式有______、______。组成EDTA的四种元素中第一电离能最大的是______

11．Pb(NO3)2中阴离子的立体构型是__________，写出一个与该阴离子立体构型相同的分子的化学式______

12．硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)俗称硼砂，硼砂晶体中阴离子[B4O5(OH)4]2－的结构如图所示，其中硼原子的杂化方式为____________

13．苯分子中6个C原子，每个C原子有一个2p轨道参与形成大π键，可记为(右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)

(1)已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，由此推知，该分子中存在大π键，可表示为________，Se的杂化方式为____________

(2)平面分子中的大π键应表示为___________，氮原子的杂化方式为_______

13．AsO的空间构型为____________，As4O6的结构如图所示，则在该化合物中As的杂化方式是_______

14．CaCO3高温分解可制得CaO。CaCO3中阴离子的空间构型为____________

15．已知：三聚氰胺的结构为

(1)三聚氰胺分子中的氮原子、碳原子的杂化方式依次为________、________

(2)NH3的空间构型为____________

(3)三聚氰胺分子中含________个σ键

16．砷为第ⅤA族元素，砷可以与某些有机基团形成有机化合物，如(ClCH===CH)2AsCl，其中砷原子与2个碳原子、1个氯原子形成的VSEPR模型为__________。NaAsO2可用作杀虫剂，AsO的空间构型为________

17．红氨酸()可用于鉴别Cu2＋。红氨酸分子中碳原子的价层电子对数目为________；氮原子的杂化方式为________；氮原子与氢原子形成共价键的电子云的对称形式为________

18．我国科学家在2010年首次制得石墨炔，它的一种结构(部分)如图所示。石墨炔中碳原子的杂化类型为____

19．科学家合成了一种阳离子N，其结构是对称的，5个N排成V形，每个氮原子的最外层都达到8电子稳定结构且N中含有2个氮氮三键。此后又合成了一种含有N、化学式为N8的离子晶体，N8中阴离子的空间构型为________

20．甘氨酸(H2N—CH2—COOH)的羧基碳原子的杂化轨道类型为________；

21．丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是____________，

22．SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为__________，分子的立体构型为________，属于________分子(填“极性”或“非极性”)

23．HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型为________

HOCH2CN的结构简式

24．X射线衍射测定发现，I3AsF6中存在I。I的几何构型为________，中心原子的杂化形式为________

25．研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为____和_____

26．Pb为第ⅣA族元素，常见的化合价为＋2和＋4，其单质和化合物都有着广泛的用途。已知Pb2＋可以和EDTA[乙二胺四乙酸(HOOCCH2)2NCH2—CH2N(CH2COOH)2]形成无色的1∶1的稳定络合物。请回答下列问题：

(1)在EDTA中，碳原子的杂化方式有______、______，组成EDTA的四种元素中第一电离能最大的是______

(2)Pb(NO3)2中阴离子的立体构型是____________，写出一个与该阴离子立体构型相同的分子的化学式_______

27．AsCl3分子的立体构型为__________

28．某个Ni(Ⅱ)有机配合物的结构如图所示

(1)该分子中N原子的杂化方式为________、________

(2)请在图中用“→”标出Ni2＋的配位键______________

29．甲基硅油结构如图所示，其中Si原子的杂化方式为________。

30．Li2CO3、Li2TiO3是锂离子电池中的常用材料，其中CO的空间构型为____________，其含有的共价键类型有__________

31．H2SeO3的中心原子杂化类型是________；SeO的立体构型是________

32．阳离子(H3O＋)的立体构型为________，氧原子的杂化轨道类型为________

33．(SN)x具有类似黄铜的金属光泽和导电性，其结构片段如图：

以S2Cl2为原料可制取(SN)x：S2Cl2S4N4S2N20 ℃,(SN)x

(1)(SN)x中N原子的杂化方式是______，(SN)x的晶体类型是__________

(2)S2Cl2的结构式为__________________

34．钛形成的Tebbe试剂常用作有机反应的烯化试剂，其结构如图所示。其中氯原子和铝原子的杂化方式分别为____________

35．钛形成的Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH的立体构型为__________。

36．KBBF晶体生产原料纯化过程中的重要物质乙酸氧铍[Be4O(CH3COO)6]的分子为四面体对称结构，氧原子位于四面体中心，四个铍原子位于四面体的顶点，六个醋酸根离子则连接在四面体的六条棱上，如图所示

(1)分子中碳原子杂化类型为_______________

(2)六个甲基中的碳原子形成的空间构型为______________

37．N2H4是________(填“极性”或“非极性”)分子，N2H4中中心原子N杂化类型为________

38．O3可用于消毒。O3的中心原子的杂化方式为____；其分子的VSEPR模型为________

39．羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是牙齿中的重要矿物质，其中羟基(—OH)中氧原子的杂化方式为________，PO的空间构型为________，该化合物所含元素电负性最大的是________

40．钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如图所示。钛的配位数为______，碳原子的杂化类型为_____

41．传统中药的砷剂俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物中As、O原子的杂化方式分别为________、________

42．Ni2＋可与丁二酮肟()作用生成腥红色配合物沉淀A。丁二酮肟分子中碳原子的杂化轨道类型有________

43．丙酸钠(CH3CH2COONa)和氨基乙酸钠均能水解，水解产物有丙酸(CH3CH2COOH)和氨基乙酸(H2NCH2COOH)，H2NCH2COOH中N原子的杂化轨道类型为______杂化，C原子的杂化轨道类型为________杂化

【常考题空2　立体构型及杂化类型的判断】答案

【真题演练】

1．sp2     sp3  

2．sp2    σ

3．①sp3杂化   

4．＞    正四面体形   

5．D

6．平面三角形    sp2杂化

7．sp3　②

8．sp3　

9．正四面体　

10．sp2、sp3　N>C>H　54

11．　sp3

12．角(V)形

13．5　D　

【题组训练】

1．正四面体　4　sp3　

2．sp3

3．sp3　sp3　

4．三角锥形　

5．正四面体　O　

6．sp3、sp2　易溶于水

7．正四面体　sp3

8．sp2、sp3

9．四面体形

10．sp2　sp3　N

11．平面三角形　SO3(或SeO3等其他合理答案)

12．sp2、sp3　

13．(1)　sp2　(2)　sp2、sp3

13．正四面体形　sp3　

14．平面三角形　

15．(1)sp3、sp2　sp2　

(2)三角锥形　

(3)15　

16．四面体形　V形　

17．3　sp3　轴对称

18．sp、sp2　

19．直线形

20．sp2　

21．sp2和sp3　

22．4　正四面体形　非极性

23．sp3和sp

24．V形　sp3　

25．sp　sp3

26．(1)sp2　sp3　N　

(2)平面三角形　SO3(或SeO3等其他合理答案)

27．三角锥形　

28．(1)sp2　sp3　

(2)

29．sp3杂化

30．平面三角形　σ键、π键

31．sp3　三角锥形　

32．三角锥形　sp3

33．(1)sp2　分子晶体　

(2)Cl—S—S—Cl　

34．sp3、sp3　

35．正四面体形　

36．①sp2、sp3　②正八面体　

37．极性　sp3

38．sp2　平面三角形　

39．sp3　正四面体形　O(或氧元素)　

40．6　sp3、sp2　

41．sp3杂化　sp3杂化

42．sp2、sp3

43．sp3  sp3 、sp2