2026年高考化学二轮复习（全国）题型15 化学键、杂化轨道和分子空间结构的判断（原卷版）

题型15化学键、杂化轨道和分子空间结构的判断

目录

第一部分题型解码高屋建瓴，掌握全局

第二部分考向破译微观解剖，精细教学

典例引领方法透视变式演练

考向01共价键的形成与特征

考向02手性碳原子与手性分子

考向03互斥模型及其应用【重难】

考向04杂化轨道类型及其应用【重难】

考向05化学键的极性和分子的极性

考向06化学键的判断及其应用【重难】

第三部分综合巩固整合应用，模拟实战

该专题是理解分子世界的基础，考查方式从单纯记忆转向对原理的理解和应用，综合性极强。常见题型有

判断物质中含有离子键、共价键（极性、非极性）、配位键以及σ键、π键的数目，根据具体分子或离子（特

别是复杂有机物或陌生粒子），判断中心原子的杂化方式，判断分子的空间构型和分子极性等。预测2026

年高考试题考查更加综合化，一道题可能同时考查化学键、杂化方式、空间构型、分子极性，要求学生建

立完整的分析链条。背景更加新颖陌生，题干将更多提供药物分子、新材料、催化剂活性中心等陌生结构

式，考查学生的知识迁移和应用能力。融入元素周期律，结合电负性判断键的极性，或比较不同元素形成

的相似分子的键角、空间构型差异。

考向01共价键的形成与特征

【例1-1】（2025·黑吉辽蒙卷）化学家用无机物甲成功制备了有机物乙，开创了有机

YW4ZXYYW22XZ

化学人工合成的新纪元。其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y、Z同周期，基态X、Z原子均有2

个单电子。下列说法正确的是

A．第一电离能：Z>Y>XB．甲中不存在配位键

C．乙中键和键的数目比为D．甲和乙中X杂化方式分别为和

2

【例1-2】σ（20π25·重庆卷）三种6:氮1氧化物的结构如下所示：spsp

下列说法正确的是

A．氮氮键的键能：B．熔点：

C．分子的极性：N2O>N2O3D．N2O的3>键N角2O：4

N2O4>N2ON−N−Oa>b

1.共价键的特征

(1)饱和性

按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，

这就是共价键的饱和性。

(2)方向性

除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越

多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大

的方向形成，所以共价键具有方向性。

2.σ键和π键的一般判断规律

共价单键σ键

共价双键一个σ键、一个π键

共价三键一个σ键、两个π键

3．常见分子的键角

分子的空间结构键角实例

正四面体形109°28′CH4、CCl4

平面形120°苯、乙烯、BF3等

三角锥形107°NH3

V形(角形)105°H2O

直线形180°CO2、CS2、CH≡CH

【变式1-1】（2025·河南许昌·三模）下列关于物质结构的说法正确的是

A．HCN和均为直线形分子B．的空间结构为正四面体形

2−

C．基态CrS和O2的未成对电子数相同D．SO4分子中的化学键均为极性共价键

2+

【变式1-2】（F2e025·甘肃白银·模拟预测）乙炔水化H2法O、2乙烯氧化法是工业上制备乙醛的两个重要方法，反

催化剂催化剂

应原理分别为、。下列叙述不．正．确．的是

加热、加压

232223

HC≡CH+HO→ΔCHCHO2HC=CH+O→2CHCHO

A．基态O原子的价层电子轨道表示式：

B．键的极性：

C．键角：H−O>H−C

D．键长：H2O>HC≡CH

H2C=CH2>HC≡CH

考向02手性碳原子与手性分子

【例2-1】（2025·福建卷）头孢菌素抑制转肽酶的机制如图。下列说法错．误．的是

A．头孢菌素能发生酯化反应B．头孢菌素虚框内有5个杂化碳原子

2

C．产物实框内有2个手性碳原子D．中最多有6个sp原子共平面

【例2-2】（2025·广西卷）枫叶所含鞣酸在铁锅中C加H3热CO后O会H形成黑色色素，故能用于制作黑色糯米饭。下

列有关鞣酸的说法正确的是

A．属于芳香烃B．能与溴水反应C．有4个手性碳原子D．可与溶液反应

NaHCO3

1.手性碳原子：有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子。如，R1、R2、R3、R4互

*

不相同，即C是手性碳原子。

2．手性分子的判断：

存在手性碳原子的有机物分子是手性分子。

【变式2-1】（2025·贵州·模拟预测）左旋多巴是一种治疗帕金森病的药物，临床疗效佳。左旋多巴的结构

简式如图，下列有关左旋多巴的说法错误的是

A．分子中含有手性碳原子B．分子中所有碳原子可能共平面

C．化学式为D．能与溶液发生显色反应

【变式2-2】（C92H01225N·O山4西·模拟预测）化合物Y是一种优Fe良Cl3的氧化还原催化剂，尤其适用于有机合成中的选

择性氧化反应。

下列说法正确的是

A．化合物X的分子式为C16H8N2O2

B．化合物Y中存在1个手性碳原子

C．化合物X分子中所有原子共平面

D．化合物Y可与CH3OH形成分子间氢键

考向03互斥模型及其应用

【例3-1】（2025·黑吉辽蒙卷）可用于水的杀菌消毒，遇水发生反应：。下列说

法正确的是Cl2OCl2O+H2O=2HClO

A．反应中各分子的键均为键

B．反应中各分子的σVSEPR模p型−均pσ为四面体形

C．键长小于H—O键长

D．CHlC−lOO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对

【例3-2】（2025·四川卷）生产磷肥时，利用纯碱溶液吸收的反应如下：

。下列说法错误的是SiF43SiF4+2Na2CO3+2H2O=2Na2SiF6↓

+A．H4SiO4+2C中O含2有配位键

B．Na2S和iF6都是由极性键构成的极性分子

C．SiF4和H2O晶体分别为分子晶体和共价晶体

D．CO2的SiO2模型和空间结构都为平面三角形

2−

CO3VSEPR

1.价层电子对互斥模型(VSEPR)理论要点

①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。

②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。

2.用价层电子对互斥理论推测分子(离子)的空间结构

①价层电子对数的计算

其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子

最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。

②实例

价层电σ键电

孤电子对数VSEPR模型分子空间结构实例

子对数子对数

220直线形直线形CO2

30平面平面三角形BF3

3

21三角形V形SO2

40正四面体形CH4

431正四面体形三角锥形NH3

22V形H2O

3.方法技巧

(1)若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥模

型把双键或三键作为一个电子对看待。

(2)由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值。

价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤电子对与孤电子对>孤电子对与成键电子对>成键电子对

与成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。

(3)价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。

【变式3-1】（2025·湖北黄冈·三模）元素、、的原子半径依次增大，A的基态原子价电子排布为

的基态原子能级有2个单电A子，B基态E的M能层为最外层且全充满。下列说法错误的是

nn+12+

nAs．n电p负性,B：2pE

B．E位于元素A周>期B表的区

C．A和B的简单氢化物d均s为极性分子

D．用模型可预测为直线形结构

−

【变式V3S-E2】PR（2025·重庆·A模3拟预测）化合物A是一种常见的食品添加剂，被广泛应用于酱油等调味品中，

A的结构如图所示，其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Q的原子最外层电子

数是电子层数的3倍。下列说法错误的是

A．简单氢化物沸点：Q>Y

B．最高价氧化物对应的水化物酸性：Z>Y

C．键角大小：

D．XYZ和Z的X空3>间X结2Q构均为V形

−

2

ZQ考向04杂化轨道类型及其应用

【例4-1】（2025·四川卷）中医药学是中国传统文化的瑰宝。山道年是一种蒿类植物提取物，有驱虫功能，

其结构如图所示。下列关于该分子的说法错误的是α-

A．分子式为B．手性碳原子数目为4

C．杂化的C碳15原H1子8O数3目为6D．不能与溶液发生反应

2

spNaOH

【例4-2】（2025·江苏卷）化合物Z是一种具有生理活性的多环呋喃类化合物，部分合成路线如下：

下列说法正确的是

A．最多能和发生加成反应

B．Y1m分ol子X中和4m杂o化lH的2碳原子数目比为

32

C．Z分子中所sp有碳sp原子均在同一个平面上1:2

D．Z不能使的溶液褪色

Br2CCl4

1.杂化轨道与分子空间结构的关系

杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角分子空间结构示例

sp2180°直线形BeCl2

2

sp3120°平面三角形BF3

3

sp4109°28′正四面体形CH4

2.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断(实例)

分子(A为中心原子)中心原子孤电子对数中心原子杂化方式分子空间结构示例

0sp直线形BeCl2

2

AB21spV形SO2

3

2spV形H2O

2

0sp平面三角形BF3

AB3

3

1sp三角锥形NH3

3

AB40sp正四面体形CH4

3.判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型

(1)根据杂化轨道的空间结构判断

①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。

②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。

③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子或离子的中心原子发生sp杂化。

(2)根据杂化轨道之间的夹角判断

①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。

②若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。

③若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子或离子的中心原子发生sp杂化。

(3)根据中心原子的价层电子对数判断

①若中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化。

②若中心原子的价层电子对数为3，是sp2杂化。

③若中心原子的价层电子对数为2，是sp杂化。

(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目(价层电子对数大于2)判断

如在有机物中C原子成键时，若没有π键为sp3杂化，含1个π键为sp2杂化，含2个π键为sp杂化。

【变式4-1】（2025·云南玉溪·三模）氨硼烷是一种颇具潜力的固体储氢材料，具有较高的稳定

性和环境友好性。在催化剂作用下氨硼烷可发N生H水3⋅解B：H3。已知：

+3−

电负性，、的结构示意图如3图N所H3示⋅B。H下3+列6说H法2O正=确3N的H是4+B3O6+9H2↑

3−

N>H>BNH3⋅BH3B3O6

A．氨硼烷不溶于水

B．发生水解时转移

−

C．该1m反ol应NH过3程⋅B中H3B原子均为杂化3mole

3

D．分子中键s是p配位键，B原子提供孤电子对

【变N式H34⋅-2B】H（32025·福N建−三B明·三模）二甘氨酸合铜(Ⅱ)是最早被发现的电中性内配盐，在细胞线粒体中有推

动电子传递、清除自由基等生理功能。制备顺式和反式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的方法如下图所示。

已知：的二元取代物有两种结构。下列说法正确的是

2+

A．与Cu的NH配3位4能力：

2+

B．Cu中Cu(ⅡH)的2O杂>化N方H式3为

2+3

C．0C.5umNolH二3甘4氨酸合铜(Ⅱ)中含有8molsσp键

D．顺式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的极性比反式的强

考向05化学键的极性和分子的极性

【例5-1】（2025·海南卷）有机硒化合物的研究意义重大。调控有机物Ⅰ与Se的用量比，可分别得到Ⅱ、Ⅲ、

Ⅳ(Ph-代表苯基)。

下列说法正确的是

A．Ⅰ中所有磷原子共平面

B．Ⅱ和Ⅲ均为极性分子

C．等量的Ⅰ分别完全转化为Ⅱ和Ⅲ消耗Se的物质的量之比为

D．产物Ⅳ的红外光谱中存在键的吸收峰，说明产物不2:纯1

【例5-2】（2025·安徽卷）氟P气=通S过e碎冰表面，发生反应①，生成的遇水发生

22-40℃

反应②。下列说法正确的是F+HOHOF+HFHOF

HOF+H2O=HF+H2O2

A．的电子式为B．为非极性分子

C．反HO应F①中有非极性键的断裂和形成D．H反2应O2②中为还原产物

HF

1.化学键的极性

①极性键与非极性键的比较

极性键非极性键

成键原子不同种元素的原子间同种元素的原子间

电子对发生偏移(电荷分布不均匀)不发生偏移(电荷分布均匀)

＋－

成键原子的电性δδ呈电中性

H—Cl

②键的极性对化学性质的影响

键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越

容易电离出H＋，则羧酸的酸性越强。

a.与羧基相邻的共价键的极性越大，羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越强。

b.烷基是推电子基团，从而减小羟基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烷基越长，推电子效应越大，

羧酸的酸性越弱。

2.极性分子和非极性分子

①概念

极性分子：分子的正电中心和负电中心不重合，键的极性的向量和不等于零。

非极性分子：分子的正电中心和负电中心重合，键的极性的向量和等于零。

②极性分子和非极性分子的判断方法

a.A—A型分子一定是非极性分子、A—B型分子一定是极性分子。

b.判断ABn型分子极性的两条经验规律

ⅰ.中心原子A化合价的绝对值等于该元素原子最外层电子数，则为非极性分子，反之则为极性分子。

ⅱ.中心原子A没有孤电子对，则为非极性分子，反之则为极性分子。

【变式5-1】（2025·辽宁·二模）下列说法错误的是

A．共价键键能：

B．沸点：HF>HCl>HBr

C．分子的极AlC性l3：>MgCl2>NaCl

D．键角SO：2>SO3

【变H式−5N-2−】H（2025·山A西g·模NH拟3预2测OH）>NH3是一种高效的无机絮凝剂。Y、X、Q、Z分别为

原子序数依次增大的短周期主族元素；XY元4M素(ZXQ在4)2所⋅处12周Y2期Q中未成对电子数最多；元素Y的原子半径在元素

周期表中最小；元素Q的最外层电子数是其内层电子数的3倍；Q与Z同族；元素M是人体必需的微量元

素，参与血红蛋白的合成、运输O2.下列说法正确的是

A．Y2Q的键角大于Y2Z的键角

B．中含有的化学键为离子键、共价键、配位键

+

C．XY4的核外电子排布式为3d5

3+

D．MY2Q2分子是非极性分子

考向06化学键的判断及其应用

【例6】（2025·山东卷）用硫酸和可制备一元弱酸。下列说法错误的是

A．的水溶液显碱性NaN3HN3

B．NaN的3空间构型为V形

−

C．N3为含有共价键的离子化合物

D．NaN的3中心N原子所有价电子均参与成键

−

N3

1.离子键、共价键的比较

离子键共价键

成键粒子阴、阳离子原子

成键实质阴、阳离子间的静电作用共用电子对与成键原子间的静电作用

活泼金属与活泼非金属经电子得失，形成离同种元素原子之间形成不同种元素原子之

形成条件

子键；铵根离子与酸根离子之间形成离子键非极性共价键间形成极性共价键

形成的物非金属单质；某些共价共价化合物或某些

离子化合物

质化合物或离子化合物离子化合物

2.离子化合物与共价化合物的比较

项目离子化合物共价化合物

定义含有离子键的化合物只含有共价键的化合物

构成微粒阴、阳离子原子

化学键类型一定含有离子键，可能含有共价键只含有共价键

3.化学键的应用

(1)共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还

可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。

(2)非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如NH4NO3只由非金属元素组成，但是含有

离子键。

(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。

(4)所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如氢气中的共价键就没有方向性。

【变式6-1】（2025·山西吕梁·三模）离子液体在化学、材料科学，能源、环境等领域有广泛的应用，如图

所示为某离子液体的结构式，已知R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，X与Z同族，

下列说法错误的是

A．原子半径：

B．最高价氧化物Z>对X>应Y水>R化物的酸性：

X>Z

C．键角：

D．由R、XW、R4Z<可XR以3形成含有共价键的离子化合物

【变式6-2】（2025·河南南阳·模拟预测）某离子液体结构中，、、、、和是原子序数依次增大的

短周期主族元素，基态原子和原子最外层均有两个单电子，Q、RT、X和Y质子Z数均为奇数且和为22，

下列说法正确的是TYQRXZ

A．第一电离能：

B．、、可形T成<既X含<离Y子键又含共价键的化合物

C．该Q阴Y离子T含有共价键、配位键

D．该物质的熔点高于

NaZ

1.（2025·江西·模拟预测）科学家成功合成了一种新型全碳分子——环[48]碳(C48)(如图)。由48个碳原子组

成的环碳像穿项链般穿过3个小型“保护套”分子，从而形成稳定的“套环”结构。下列叙述错误的是

A．环[48]碳与足球烯(C60)互为同素异形体

B．环[48]碳中含有极性键和非极性键

C．“保护套”分子属于芳香族化合物

D．环[48]碳中碳原子采用sp杂化

2.（2025·江西·模拟预测）下列叙述正确的是

A．和都是极性分子

SO2CO2

B．的空间结构模型和VSEPR模型一致

2−

C．CO3中提供孤电子对形成配位键

3−+

D．硫Cu升S华2O时3克2服了C非u极性键和范德华力

3.（2025·辽宁沈阳·二模）含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是

A．d为含极性键的极性分子

B．反应②中还可能生成淡黄色沉淀

C．a只能由三种元素组成

D．c为不溶于盐酸的白色沉淀

元素氧化为，溶液b含，与BaCl2反应生成BaSO4沉淀，BaSO4不溶于盐酸，D正确；故选C。

2-2-

4.（2025·广S东O江4门·一模）吲SO哚4是一种含有苯环和吡咯环的平面分子，在药物合成中应用广泛。下列说法正

确的是

A．分子式为B．属于脂环烃

C．碳和氮原子C8均H8采N取杂化D．不能发生加成反应

2

5.（2025·广东清远·一模sp）W、X、Y、Z是四种短周期主族元素，W的核外电子总数与其族序数相同，X是

地壳中含量最多的元素；Y原子电子总数与X原子的最外层电子数相同；Z的基态原子中未成对电子数与

成对电子数之比为3：4.下列说法错误的是

A．的空间结构为直线形B．第一电离能：Y<X<Z

−

C．最ZX高2价氧化物对应水化物的酸性：Y<ZD．分子极性：

6.（2025·广东清远·一模）新泽茉莉醛是一种名贵的香料，其结Y2构W如4<图W所2示X2。下列有关该化合物的说法错误

的是

A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．既能发生加成反应，又能发生取代反应

C．能使氯化铁溶液显紫色D．分子中含有1个手性碳原子

7.（2025·广东肇庆·一模）卟啉配合物血红素是血红蛋白的组成成分，其结构如图所示。关于该分子，下列

说法正确的是

A．存在共价键、离子键和配位键B．中心离子为，配位数为4

2+

C．、、原子均存在孤电子对D．血红素属于F有e机高分子化合物

8.（C202N5·贵O州·模拟预测）金丝桃素能散发出特殊的清香，具有抑制中枢神经和镇静的作用，添加到保健品

中可增强免疫力。其结构简式如图。下列说法错误的是

A．分子中有2种含氧官能团

B．分子中的所有碳原子共平面

C．该物质可发生取代反应、加成反应和氧化反应

D．分子中碳原子的杂化类型均是sp2

9.（2025·山东潍坊·模拟预测）THR1442(结构如图)是治疗糖尿病的药物。下列关于THR1442的说法正确的

是

A．与足量溶液反应，最多消耗

B．苯环上的Na一O氯H代物有7种6molNaOH

C．有5个手性碳原子

D．和杂化的碳原子数之比为

23

10.（sp2025s·p广东·模拟预测）科研团队6在:5距离地球约124光年的太阳系外行星的大气中检测到了可能表明生

命存在的化学指纹DMS和DMDS，这两种化学物质的结构如图所示。、、、、是原子序数依次增

大的短周期主族元素，其中与同主族，的基态原子价层p轨道半X充满Y。Z下列W叙述Q正确的是

WQZ

A．简单氢化物的沸点：

B．和的VSEQPR>模W型>均Z为正四面体形

2−2−

C．第YW一3电离Q能W：4

D．原子半径：W>Z>Y

11.（2025·四川德Y阳>·Z模>拟X预测）阿斯巴甜是一种甜味剂，其结构简式如图。下列有关阿斯巴甜的说法正确的

是

A．属于糖类B．分子中含氧官能团有2种

C．分子中含有2个手性碳原子D．在人体内分解的产物均为氨基酸

12.（2025·湖南湘西·一模）在化学工业上常用于生产漂白粉、氯化铁、盐酸等化工产品，其在加热条件

下与NaOH溶液反应生成Cl2，可用于制备。下列说法正确的是

A．Fe与盐酸反应可制得氯Na化Cl铁O3NaClO3ClO2

B．具有还原性，故可用于自来水的消毒

C．ClO2中阴离子的空间结构为三角锥形

D．N一a旦ClO发3现氯气泄漏，可用蘸有浓NaOH溶液的湿毛巾捂住口鼻自救

13.（2025·四川·一模）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们组成的物质有如图所示转

化关系。基态Z原子s、p能级上的电子总数相等，W形成的单质可用于自来水杀菌消毒，在常温下是

一种无色液体。下列叙述正确的是X2Y

A．简单氢化物的沸点：

B．电负性：Y<W

C．简单离子半Y>径X：>Z

D．和均为W含>有Z共>价Y键