第35讲 分子的性质 配合物-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

第35讲 分子的性质　配合物 优化探究 大单元三　物质结构与性质　元素周期律 专题7 分子结构与性质 考点1　分子间作用力与物质的性质 考点2　配位键与配合物　 课时作业35　分子的性质　配合物 考点1　分子间作用力与物质的性质 1. 分子间作用力 (1)概念：物质分子之间 ⁠存在的相互作用力，称为分子间作 用力。 (2)分类：分子间作用力最常见的是 和 ⁠。 (3)强弱：范德华力 氢键 ⁠化学键。 普遍　 范德华力　 氢键　 ＜　 ＜　 掌握必备知识 筑牢应试根基 2. 范德华力 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越 强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。分子的极性 ⁠，范德华 力也越大。一般来说， 相似的物质，随着 ⁠ 的增大，范德华力逐渐 ⁠。 越大　 组成和结构　 相对分子质 量　 增大　 3. 氢键 (1)形成：已经与 的原子(N、O、F)形成共价键的 ⁠ 与另一个 的原子(N、O、F)之间的作用力。 (2)表示方法：A—H…B—。 (3)特征：具有一定的 性和 ⁠性。 (4)分类：氢键包括 氢键和 ⁠氢键两种。 电负性很大　 氢原 子　 电负性很大　 方向　 饱和　 分子内　 分子间　 (5)氢键对物质性质的影响 物质性质 影响规律 举例 熔、沸点 分子间氢键使物质的 熔、沸点 ⁠ 熔、沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞ H2S 溶解度 溶质和溶剂之间存在分 子间氢键，溶解性好 NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、 甘油、乙酸等能与水以任意比混 溶，就是因为它们与水形成了分 子间氢键 升高　 物质性质 影响规律 举例 密度 氢键的存在，会使物质 的密度出现反常 液态水变为冰，密度会变小 　特别提醒： 1. HF水溶液中含有3种氢键：F—H…O、O—H…F、O—H…O 2. 如图是两种具有相同分子式的有机物——邻羟基苯甲醛和对羟基 苯甲醛。 　 邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子之间不存在氢键。对羟基苯 甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键。因而，前者的沸 点低于后者的沸点。 4. 分子的性质 (1)分子的极性 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电荷重心和负电荷重 心 ⁠的分子 正电荷重心和负电荷重 心 ⁠的分子 存在的共价键 ⁠ ⁠ 分子内原子排列 ⁠ ⁠ 重合　 不重合　 非极性键或极性键　 非极性键或极性键　 对称　 不对称　 (2)分子的溶解性 ①“相似相溶”原理：极性溶质一般能溶于 ⁠溶剂，非极性溶质 一般能溶于 ⁠溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则 溶质的溶解度 ⁠。 ②随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小。如甲 醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 极性　 非极性　 增大　 (3)分子的手性 ①手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手 和右手一样互为 ，却在三维空间里 ⁠，互称手性异 构体(或对映异构体)。 ②手性分子：具有 ⁠的分子。 ③手性碳原子：在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子， 含有手性碳原子的分子是手性分子，如 。 镜像　 不能叠合　 手性异构体　 (4)键的极性对化学性质的影响 键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如： ①CF3COOH的酸性大于CCl3COOH的，原因是F的电负性大于Cl的 电负性，F—C键的极性大于Cl—C键的极性，使F3C—的极性大于 Cl3C—的极性，导致CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大，更易电 离出氢离子。 ②HCOOH的酸性大于CH3COOH的，CH3COOH的酸性大于 CH3CH2COOH的……原因是烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应 越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。 [正误判断] (1)非极性分子只含非极性键，含非极性键就是非极性分子。 (　×　) (2) 是手性分子。 (　√　) (3)NH3极易溶于水，是因为NH3和水都是极性分子。 (　×　) (4)氢键是化学键的一种，键能较小。 (　×　) (5)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。 (　×　) (6)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。 (　×　) × √ × × × × 命题方式1　键的极性与分子的极性 1. 下列化合物中，共价键的类型(极性或非极性)和分子的极性皆相同的 是(　D　) A. CO2和SO2 B. CH4和CH2Cl2 C. BF3和NH3 D. HCl和HI D A项，CO2是由极性键构成的非极性分子，SO2是由极性键构成的极性分 子；B项，CH4是由极性键构成的非极性分子，CH2Cl2是由极性键构成 的极性分子；C项，BF3是由极性键构成的非极性分子，NH3是由极性键 构成的极性分子；D项，HCl和HI都是由极性键构成的极性分子。 提升关键能力 应对命题方式 命题方式2　键的极性对化学性质的影响 2. 已知H原子和O原子可以形成H2O和H2O2两种化合物，试根据有关信 息回答下列问题： (1)水是维持生命活动所必需的一种物质。用球棍模型表示的水分子结构 是 (填字母)。 水分子为V形结构。 B　 (2)已知H2O2分子的结构如图所示，H2O2分子不是直线形，两个氢原子 犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为 93°52'，而两个O—H与O—O的夹角均为96°52'。 试回答： ①H2O2分子的电子式是 ，结构式是 ⁠ ⁠。 H︰ ︰ ︰H　 H—O—O— H　 ②H2O2分子是含有 (填“极性”或“非极性”，下同)键和 ⁠ 键的 ⁠分子。 极性　 非 极性　 极性　 ③H2O2难溶于CS2，简要说明理由： ⁠ ⁠。 由H2O2的空间结构图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键， 又有非极性键，而CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律，H2O2难 溶于CS2。 因H2O2为极性分子，而CS2为非 极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2 3. 已知CH3COOH＋Cl2 ClCH2COOH＋HCl，ClCH2COOH的酸性比 CH3COOH强。下列有关说法正确的是(　D　) A. HCl的电子式为H＋[︰ ︰]－ B. Cl—Cl键的键长比I—I键长 C. CH3COOH分子中只有σ键 D. ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强 D HCl为共价化合物，其电子式为H︰ ︰，A错误；原子半径：Cl＜I， 故键长：Cl—Cl键＜I—I键，B错误； CH3COOH分子中，羧基中的碳氧 双键中含有π键，C错误；电负性：Cl＞I，C—Cl键的极性大于C—I键的 极性，使ClCH2COOH中的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离 子，D正确。 　反思归纳：根据共价键的极性和分子的空间结构判断分子的极性，关 键是看正电荷重心和负电荷重心能否重合，总结如下： (1)只含非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子，如H2、 N2、I2、P4。 (2)含极性键，若是双原子分子，则是极性分子，如HF、CO、IBr。 (3)含极性键，若是多原子分子，则要看空间结构： ①直线形(如CO2、CS2、BeCl2、C2H2)、平面正三角形(如BF3、SO3)、正 四面体形(如CH4、CCl4)是非极性分子。 ②V形(如H2O、H2S、SO2)、三角锥形(如NH3、PH3、PCl3)、非正四面 体形(如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3)是极性分子。 (4)注意两种物质： ①H2O2(H—O—O—H)，含极性键和非极性键，但分子不是直线形的， 正电荷重心和负电荷重心不重合，是极性分子。 ②O3空间结构与水分子相似，是极性分子，但极性很微弱。 命题方式3　利用范德华力、氢键解释物质的性质 4. (2021·山东卷)关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列 说法错误的是(　B　) A. CH3OH为极性分子 B. N2H4空间结构为平面形 C. N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D. CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N原子杂化方式均相同 B 甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构， 是由极性键组成的极性分子，A正确；N2H4中N原子的杂化方式为sp3， 其空间结构不是平面形，B错误；N2H4分子中连接N原子的H原子数多， 存在氢键的数目多，而(CH3)2NNH2只有一端可以形成氢键，另一端的两 个甲基基团较大，影响了分子的排列，沸点比N2H4的低，C正确； CH3OH为四面体结构，—OH结构类似于水的结构，(CH3)2NNH2的结构 简式为 ，两者分子中C、O、N原子杂化方式均为sp3，D正确。 5. (高考题组合)请填空： (1)吡啶( )在水中的溶解度远大于苯，主要原因是① ⁠ ⁠， ② ⁠。 吡啶为极性分子，吡啶中含N原子，可与水形成分子间氢键。 吡啶能与H2O 分子形成分子间氢键 吡啶和H2O均为极性分子，而苯为非极性分子 (2)固态氟化氢中存在(HF) n 形式，画出(HF)3的链状结构： ⁠ ⁠。 固态氟化氢分子间存在氢键，故(HF)3的链状结构为H—F…H— F…H—F。 H—F…H— F…H—F (3)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6 ℃)之间， 其原因是 ⁠ ⁠。 水和甲醇均能形成分子间氢键，沸点较高，且1 mol H2O能形成2 mol氢键，1 mol CH3OH只能形成1 mol氢键，物质的量相等时，水 比甲醇的氢键多，故水的沸点比甲醇高，甲硫醇不能形成分子间氢 键，其沸点较低。 甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且等物质的 量时水比甲醇的氢键多 (4)H2Te比H2S沸点高的原因是 ⁠ ⁠。 二者均为分子晶体且结构相似，H2Te的 相对分子质量比H2S的大，范德华力更强 (5)常温下，CrO2Cl2为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断 CrO2Cl2是 (填“极性”或“非极性”)分子。 CCl4、CS2都是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律可知，CrO2Cl2是 非极性分子。 非极性　 (6)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正 四面体结构。Ni(CO)4易溶于下列物质中的 (填字母)。 A. 水 B. CCl4 C. 苯 D. NiSO4溶液 由Ni(CO)4易挥发可知，Ni(CO)4为共价化合物，由Ni(CO)4为正四面 体结构可知，Ni(CO)4为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知， Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。 BC　 6. (2020·全国Ⅲ卷，节选)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性 (Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性的大小顺序是 ⁠ 。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是 (写分子式)，其 熔点比NH3BH3 (填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间 存在 ，也称“双氢键”。 N＞H ＞B　 C2H6　 低　 Hδ＋与Hδ－的静电引力　 NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性，说明N元素的电负性大于 H元素；与B原子相连的H呈负电性，说明H元素的电负性大于B元素， 因此3种元素电负性的大小顺序为N＞H＞B。NH3BH3分子中有8个原 子，其价电子总数为14，其等电子体为CH3CH3。由于NH3BH3分子属于 极性分子，而CH3CH3属于非极性分子，两者相对分子质量接近，但是 极性分子的分子间作用力较大，故CH3CH3熔点比NH3BH3低。NH3BH3 分子间存在“双氢键”，类比氢键的形成原理，说明其分子间存在Hδ＋ 与Hδ－的静电引力。 7. 硼酸晶体是片层结构，其中一层的结构如图所示。硼酸在冷水中溶解 度很小，但在热水中溶解度较大，原因是 ⁠ ⁠ ⁠。 晶体中硼酸分子间以氢键缔 合在一起，难以溶解；加热时，晶体中部分氢键被破坏，硼酸分子与水 分子形成了分子间氢键，溶解度增大 　反思归纳： 1. 用氢键解释物质的性质时，要区分是解释熔、沸点还是溶解度，解释 熔、沸点时提到的分子间氢键是指这种分子与这种分子之间的，解释溶 解度时要答这种分子与溶剂之间形成了分子间氢键。 2. 解释分子的熔、沸点高低原因时，可从如下方面思考：是否都能形成 分子间氢键；若都形成分子间氢键，再考虑形成氢键数目多少；若都不 形成分子间氢键，则考虑范德华力。 考点2　配位键与配合物　 1. 配位键 (1)形成：由一个原子单方面提供 ，而另一个原子提供 ⁠ 接受 形成的共价键，即“电子对给予—接受”键被 称为配位键。 孤对电子　 空 轨道　 孤对电子　 掌握必备知识 筑牢应试根基 (2)表示方法：常用“ ”来表示配位键，箭头指向接受孤对电子的 原子，如N 可表示为 ，在N 中，虽然有一个N—H 键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个 共价键就完全相同。 2. 配合物 (1)定义： (称为中心离子或原子)与某些分子或离子 (称为 )以配位键结合形成的化合物称为配位化合物， 简称配合物。 金属离子或原子　 配体或配位体　 (2) 形成条件： 中心离子或原子：有空轨道，一般是带正电的金属离子，特别是过渡金 属离子，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等，但也有电中性的原子等。 配位体：其中的配位原子(配位体中直接同中心离子或原子配合的原子) 有孤对电子。配位体可以是分子，如CO、NH3、H2O等，也可以是离 子，如F－、Cl－、Br－、I－、CN－、SCN－、OH－等。 (3)组成：如[Cu(NH3)4]SO4 (4)配合物形成时性质的改变 ①溶解度的改变：一些难溶于水的金属化合物形成配合物后，易溶解， 如AgCl→[Ag(NH3)2]＋。 ②颜色的改变：当简单离子形成配合物时颜色会发生改变，如Fe(SCN)3 的形成，利用此性质可检验Fe3＋的存在。 ③稳定性改变：形成配合物后，物质的稳定性增强。 [易错加练] 用结构简式标出二氨合银离子、四氨合铜离子中的配位键。 答案： [正误判断] (1)含配位键就是配合物。 (　×　) (2)CO作为配体，提供孤对电子的是O原子。 (　×　) (3)配位数一定等于配位键数。 (　×　) (4)配位数不一定等于配体个数。 (　√　) × × × √ 命题方式1　配位键及配合物的判断 1. 下列粒子中存在配位键的是(　A　) ①H3O＋ ②[B(OH)4]－ ③CH3COO－ ④NH3 ⑤CH4 A. ①② B. ①③ C. ④⑤ D. ②④ A 提升关键能力 应对命题方式 2. 下列关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是(　B　) A. 配体为水分子，外界为Br－ B. 中心离子的配位数为6 C. 中心离子采取sp3杂化 D. 中心离子的化合价为＋2价 B [Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中内界为[Cr(H2O)4Br2]＋，Cr3＋为中心离子，配位 体为H2O、Br－，配位数为6，外界为Br－，Cr3＋提供的空轨道数为6，中 心离子未采取sp3杂化。 3. 关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物。下列说法中正确的是 (　C　) A. 配体是Cl－和H2O，配位数是9 B. 中心离子是T ，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋ C. 内界和外界中Cl－的数目比是1∶2 D. 加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀 C 在配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中，配体是Cl－、H2O，中心离子是Ti3＋。 配合物中配位离子Cl－不与Ag＋反应，外界中的Cl－与Ag＋反应。 4. 配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红 色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶 于水，加入足量硝酸银溶液，立即生成氯化银沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。 (1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。 CoCl3·6NH3： ⁠， CoCl3·5NH3： ⁠， CoCl3·4NH3(绿色和紫色)： ⁠。 [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)4Cl2]Cl 命题方式2　配合物性质的实验探究 (2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是 ⁠ ⁠。 (3)上述配合物中，中心离子的配位数都是 ⁠。 由题意知，四种化合物的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、 [Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl和[Co(NH3)4Cl2]Cl，最后两种应互为 同分异构体。 空间结构不同，互为同分 异构体 6　 5. Ⅰ.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜可用来制造 电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂、消毒剂。 (1)向硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成 配离子。已 知NF3与NH3的空间结构都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子。 其原因是 ⁠ ⁠ ⁠。 N、F、H三种元素的电负性大小顺序：F＞N＞H，在NF3 中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤对电子难 与Cu2＋形成配位键 (2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成 配离子。 不考虑空间结构， 的结构示意图表示 为 　 　。 1 mol该离子中含有σ键个数为 (用 N A表示阿伏加德罗常数的 值)。 8 N A　 Ⅱ.经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数 比配合，还能以其他个数比配合。按要求填空： (3)若Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配 合，所得离子显红色。该离子的离子符号是 ⁠。 (4)若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生 反应的化学方程式可以表示为 ⁠ ⁠。 [Fe(SCN)]2＋　 FeCl3＋5KSCN K2[Fe(SCN)5]＋ 3KCl 　反思归纳： 1. 判断配位数时无需关注是否是配位键，只需要关注与中心原子键连的 原子个数即可。 2. 配合物必须有内界，有时有外界，有时无外界，有外界的一定是离子 化合物，内界中所含化学键一定有配位键，可能有普通共价键，外界与 内界之间是离子键，外界如果是复杂离子，则离子内部一定是共价键。 3. 判断配位键必须找到中心原子(有空轨道，多是过渡元素，主族元素 中多为B、Al等缺电子微粒)和配位原子(有孤对电子，多为C、N、O、 卤素)。 4. 判断某种微粒是不是配合物的外界，可用电离的方法判断，溶于水容 易电离出的是外界离子，内界离子难电离。 5. 配位反应一般是可逆反应，可用平衡移动原理分析配合物的生成与解 离问题。 6. 如果配体是双齿配体(一个配体有2个配位原子)或多齿配体(一个配体 有多个配位原子)时，配合物为环状，成为螯合物，配体与中心原子或 离子间的作用称为螯合作用。 文献资料：科学家预言超级原子的发现将会重建元素周期表，2005年1 月某科学家发表论文，宣布发现了Al的超原子结构Al13和Al14，并在质 谱仪检测到稳定的Al13I－等，Al13、Al14的性质很像现行元素周期表中的 某主族元素，已知这类超原子当具有40个价电子时最稳定(例Al原子具 有3个价电子)。 阅读上述文献资料，回答下列两个问题： 聚焦新情境 应对新信息 1. 下列说法正确的是(　B　) A. Al13、Al14互为同位素 B. Al14与第ⅡA族元素性质相似 C. Al13和Al14都具有强还原性，容易失去电子形成阳离子 D. Al13超原子中Al原子间是通过离子键结合的 B 同位素的分析对象为质子数相同而中子数不同的原子，而Al13、Al14不 是原子，A错误；Al14的价电子数为3×14＝42，当具有40个价电子时最 稳定，则其易失去2个电子，则与ⅡA族元素性质相似，B正确；Al13的价 电子数为3×13＝39，易得到电子，形成阴离子，而Al14的价电子数为 3×14＝42，易失去电子，形成阳离子，C错误；Al13超原子中Al原子间 是通过共用电子对成键的，以共价键结合，D错误。 2. 下列说法错误的是 (　C　) A. Al13有39个价电子，且与卤素原子性质相似 B. Al13在气相中与HI反应可生成HAl13I C. Al13和Al的化学性质相似，都具有较强的还原性 D. Al14和稀盐酸反应的化学方程式可表示为Al14＋2HCl Al14Cl2＋ H2↑ C 已知此类超分子当具有40个价电子时最稳定，Al13有39个价电子，易得 到1个电子形成A ，与卤素原子性质相似，故A正确；在质谱仪检测 到稳定的Al13I－等，所以能与HI反应生成HAl13I，故B正确；Al13的价电 子数为39，已知此类超分子当具有40个价电子时最稳定，则Al13在反应 中可得到1个电子达到稳定结构，具有较强的氧化性，故C错误；Al14易 失去2个电子变为稳定结构，则Al14与稀盐酸反应的化学方程式可表示为 Al14＋2HCl Al14Cl2＋H2↑，故D正确。 阅读点拨：阅读上述文献时，要特别关注“Al13I－”“Al13、Al14的性质 很像现行元素周期表中的某主族元素”“这类超原子当具有40个价电子 时最稳定”，即失去部分电子，形成相应的阳离子，该阳离子具有40个 价电子，最稳定。 1. (2021·湖南卷，节选)硅和卤素单质反应可以得到SiX4。 SiX4的熔、沸点 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是 (填化学式)，沸点 依次升高的原因是 ⁠ ，气态SiX4分子的空间结构是 ⁠。 SiCl4　 都是分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越 大，沸点越高 正四面体　 探究真题 素养提升 0 ℃即273.15 K，此时呈液态的只有SiCl4；SiX4中Si原子采取sp3杂化， 没有孤对电子，空间结构为正四面体。 2. (2017·全国Ⅱ卷，节选)图中虚线代表氢键，其表示式为(N )N— H…Cl、 、 ⁠。 (H3O＋)O—H…N　 (N )N—H…N　 3. (高考题组合)(1)NH3BH3分子中，N—B化学键称为 ⁠键，其电 子对由 ⁠提供。 配位　 N　 (2)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环 而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1 mol该 配合物中通过螯合作用形成的配位键有 mol，该螯合物中N的杂化 方式有 ⁠种。 6　 1　 由题给图示可知，1个Cd2＋与C、N杂环上的4个N原子分别形成4个配 位键，与2个O原子分别形成2个配位键，因此1 mol该配合物中通过螯合 作用形成的配位键有6 mol。 (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 、 。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳 定环状离子，其原因是 ⁠ ⁠，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的 是 (填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。 sp3　 sp3　 乙二胺中的两个N原子提供孤对电子与金属离 子形成配位键 Cu2＋　 乙二胺分子中，1个N原子形成3个单键，还有一个孤对电子，价电子 对数为4，采取sp3杂化；1个C原子形成4个单键，没有孤对电子，价电 子对数为4，采取sp3杂化。乙二胺分子中2个氮原子提供孤对电子与金属 镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子。由于铜离 子半径大于镁离子，形成配位键时头碰头重叠程度较大，其与乙二胺形 成的化合物较稳定。 课时作业35　分子的性质　配合物 一、选择题 1. 下列物质的变化，破坏的主要是分子间作用力的是(　C　) A. Na2CO3·10H2O失水变为Na2CO3 B. KCl溶于水 C. 将液溴加热变为气态 D. NH4Cl受热分解 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 Na2CO3·10H2O失水破坏的是化学键；KCl溶于水，破坏的是离子键；液 溴由液态变为气态，破坏的是分子间作用力；NH4Cl受热分解，破坏的 是化学键。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 2. 下列描述正确的是(　B　) A. CS2为V形，极性分子 B. C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2 C. H2O2为直线形，非极性分子 D. 水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键 B CS2为直线形非极性分子，A错误；C2H2分子中σ键与π键的数目比为 3∶2，B正确；H2O2中4个原子不在同一直线上，属于极性分子，C错 误；水加热到很高温度都难分解是因为O—H键的键能较大，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 3. (2022·湖北卷)磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O P(N3)3。 下列关于该分子的说法正确的是(　C　) A. 为非极性分子 B. 空间结构为正四面体形 C. 加热条件下会分解并放出N2 D. 分解产物NPO的电子式为N︙︙P︰ ︰ C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 磷酰三叠氮分子不是对称结构，分子中的正电荷重心和负电荷重心不重 合，是极性分子，A项错误；磷酰三叠氮分子中P连接的四个原子或原 子团不完全相同，则空间结构不可能为正四面体形，B项错误；磷酰三 叠氮是一种高能分子，加热条件下会分解并放出N2，C项正确； NPO为 共价化合物，其电子式为︰N︙︙P︰ ︰，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 4. 在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相 似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作 用力分别是(　C　) A. sp，范德华力 B. sp2，范德华力 C. sp2，氢键 D. sp3，氢键 C 由石墨的晶体结构知，C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于 B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的 主要作用力为氢键。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 5. (2022·海南卷)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大， X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金 属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小。下列判断正确的 是(　C　) A. XW3是非极性分子 B. 简单氢化物沸点：X＞Y C. Y与Z形成的化合物是离子化合物 D. X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y同周期并 相邻，且Y是组成水的元素之一，则Y为O元素，X为N元素，Z在同周期 主族元素中金属性最强，则Z为Na元素，W原子在同周期主族元素中原 子半径最小，则W为Cl元素，据此分析解答。由分析可知，X为N元 素，W为Cl元素，NCl3分子的空间结构为三角锥形，其正、负电荷重心 不重合，属于极性分子，A错误；H2O和NH3均含有氢键，但H2O分子形 成的氢键更多，故沸点：H2O＞NH3，B错误；Y为O元素，Z为Na元 素，两者形成的化合物Na2O、Na2O2均为离子化合物，C正确；N、O、 Na三种元素组成的化合物NaNO3呈中性、NaNO2呈碱性，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 6. (2023·福建漳州模拟)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元 素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，Z原子最外层电 子数为次外层电子数的三倍，W原子的外围电子排布式为3d104s1，X、 Y、Z、W形成的阳离子如图所示，下列说法正确的是(　C　) A. 原子半径：Z＞Y＞X B. 气态氢化物的稳定性：Y＞Z C. 加热时该离子首先失去的组分是X2Z D. 两种配体中的键角：X2Z＞YX3 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 X为元素周期表中半径最小的原子，则X是H元素；Z原子最外层电子数 为次外层电子数的三倍，则Z是O元素；基态原子W的外围电子排布式 为3d104s1，则W是Cu元素；题图中 代表H2O分子， 代表NH3分 子，因为Y的原子序数介于X(H)和Z(O)之间，且能形成3个单键，则Y是 N元素。原子半径：N＞O＞H，A错误；元素的电负性：N＜O，则气态 氢化物的稳定性：NH3＜H2O，B错误；N的电负性小于O，与Cu2＋形成 配位键时，NH3更易提供孤对电子，则形成的配位键更稳定性，故加热 时该离子首先失去的组分是H2O，C正确；H2O和NH3的中心原子价电子 对数均为4，含孤对电子数分别为2、1，孤对电子数越多，分子中键角 越小，故键角：NH3＞H2O，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 7. (2023·十堰高三模拟)在电池工业上，碳酸乙烯酯(EC)可作为锂电池电 解液的优良溶剂，其结构为 ，熔点为35 ℃。下列有关说法错误的是 (　B　) A. 一个分子中有10个σ键 B. EC分子间能形成氢键 C. 分子中至少有4个原子共平面 D. EC由固态变成液态破坏了分子间作用力 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 该物质的分子式是C3H4O3，分子中含有的C—H键、C—C键、C—O键都 是σ键，而C O键中一个是σ键，一个是π键，故一个C3H4O3分子中含有 10个σ键和1个π键，A正确；在EC分子中，O原子上无H原子，C—H键 极性较弱，因此不能形成分子间氢键，B错误；分子中的碳氧双键是平 面结构，所以与C原子相连的3个O原子与这个C原子在同一平面上，因 此分子中至少有4个原子共平面，C正确；EC为分子晶体，因此其由固 态变为液态时破坏的是分子间作用力，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 8. 通常状况下，NCl3是一种油状液体，其分子的空间结构与氨分子相 似。下列对NCl3的有关叙述不正确的是(　A　) A. NCl3分子中N—Cl键的键长比CCl4分子中C—Cl键的键长长 B. NCl3分子是极性分子 C. 分子中的所有原子均达到8电子稳定结构 D. NBr3比NCl3难挥发 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 因碳原子半径比氮原子的大，故N—Cl键的键长比C—Cl键的键长短，A 错误；NCl3分子的空间结构与NH3类似，故NCl3是极性分子，B正确； NCl3分子中的N、Cl原子均达到8电子稳定结构，C正确；NBr3与NCl3二 者结构相似，由于NBr3的相对分子质量较大，范德华力较大，所以NBr3 的沸点比NCl3高，因此NBr3比NCl3难挥发，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 9. 已知[Co(H2O)6]2＋呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无 色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存 在如下平衡： [Co(H2O)6]2＋＋4Cl－ [CoCl4]2－＋6H2O　Δ H 。 用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下： 以下结论和解释正确的是(　D　) D A. 等物质的量的[Co(H2O)6]2＋和[CoCl4]2－中σ键数之比为3∶2 B. 由实验①可推知Δ H ＜0 C. 实验②是由于 c (H2O)增大，导致平衡逆向移动 D. 由实验③可知，配离子的稳定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 实验现象说明题中三种操作均使平衡逆向移动。实验①说明该反应是吸 热反应；实验③说明Zn2＋结合Cl－的能力更强。1个[Co(H2O)6]2＋ 和1个 [CoCl4]2－中配位键数分别是6、4，另外1个[Co(H2O)6]2＋中还含有12个 H—O键，故等物质的量的[Co(H2O)6]2＋和[CoCl4]2－中σ键数之比为18∶4 ＝9∶2，A项错误；由实验①可推知，该反应是吸热反应，Δ H ＞0，B 项错误；溶液中水的浓度是常数，保持不变，C项错误；实验③平衡逆 向移动，说明Zn2＋结合Cl－的能力更强，即配离子[ZnCl4]2－的稳定性更 强，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 10. 下列说法正确的是(　A　) A. 卤化氢中，HF沸点最高，是由于HF存在分子间氢键 B. 对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛的熔、沸点低 C. H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大 D. 氢键A—H…B的三个原子一定在一条直线上 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 因HF存在分子间氢键，所以沸点最高，A正确；邻羟基苯甲醛存在分子 内氢键，而对羟基苯甲醛存在分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸 点较高，B错误；根据F原子半径小于O原子半径可知，(HF) n 中氢键键 长比水中氢键键长短，键能大，但等物质的量的H2O比HF形成的氢键 多，故水的沸点比HF的沸点高，C错误；氢键有方向性，但氢键的形成 不像共价键对方向的要求那么高，故A—H…B的三个原子不一定总在一 条直线上，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 11. (2023·山东模拟)嘌呤类是含有氮的一类杂环结构化合物，一种结构 如图所示，下列关于这个平面分子的描述错误的是(　C　) A. 分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2 B. 分子中含有极性共价键和非极性共价键 C. 轨道之间的夹角∠1比∠2小 D. 可以形成分子间氢键 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 分子中所有原子在一个平面上，所以分子结构中C和N原子的杂化方 式均为sp2，故A正确；分子中有C—C非极性键，C—N、C—H、 N—H极性键，故B正确；孤对电子和成键电子对之间的排斥力大于 成键电子对之间的排斥力，故嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大， 故C错误；分子中有电负性较强的N原子，存在N—H键，可以形成 分子间氢键，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 二、非选择题 12. (高考题组合)(1) FeSO4·7H2O失水后可转为FeSO4·H2O，与FeS2可联 合制备铁粉精(Fe x O y )和H2SO4。FeSO4·H2O结构如图所示。 H2O与Fe2＋、 与H2O的作用力类型分别为 ⁠。 配位键、氢键　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 (1)由题图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氧原 子形成配位键，硫酸根与水分子形成分子间氢键。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 (2)三价铬离子能形成多种配位化合物。 [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供孤对电子形成配位键的原子是 ⁠ ，中心离子的配位数为 ⁠。 [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和 相应的键角如图所示， N、O、 Cl　 6　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 NH3的沸点比PH3的 (填“高”或“低”)，原因是 ⁠ 。H2O的键角小于NH3的键角，分析原因： ⁠ ⁠ ⁠。 高　 NH3存在分子 间氢键　 NH3含有一个孤 对电子，而H2O含有两个孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的 排斥作用较大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl原子提供 孤对电子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。由于NH3存在分子间氢键，故NH3的 沸点高于PH3；H2O中含有两个孤对电子，而NH3中含有一个孤对电子， H2O中的孤对电子数更多，对成键电子对的斥力更大，键角更小。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 13. 按照要求填空： (1)已知苯酚( )具有弱酸性，其 K a＝1.1×10－10；水杨酸第一级 电离形成的离子 能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电 离平衡常数 K a2(水杨酸) (填“＞”或“＜”) K a(苯酚)，其原因 是 ⁠。 ＜　 易形成分子内氢键，比　 　更难电离出H＋ 由于 能形成分子内氢键，所以水杨酸的第二级电离更困难， 故 K a2(水杨酸)＜ K a(苯酚)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 (2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次 为 ； 的沸点 比 高，原因是 ⁠ ⁠ ⁠。 氢键弱于共价键而强于范德华力。前者形成分子间氢键，后者形成分 子内氢键。 O—H键、氢键、范德华力　 形成分子内氢键， 而　 　形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增 大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 14. (2023·全国乙卷，节选)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆 火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(Mg x Fe2－ x SiO4)。回答 下列问题： 已知一些物质的熔点数据如表所示： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 物质 熔点/℃ NaCl 800.7 SiCl4 －68.8 GeCl4 －51.5 SnCl4 －34.1 Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是 ⁠ ⁠ ⁠。 NaCl是 离子晶体，SiCl4是分子晶体，NaCl中离子键强度远大于SiCl4中分子间 作用力 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原 因： ⁠ ⁠。 SiCl4的空间结构为 ，其中Si的轨道杂化形式为 ⁠。 SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高，因为三者均为分子晶体， 结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强 正四面体　 sp3　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 由题表中数据可知，NaCl是离子晶体(熔化时离子键被破坏)，SiCl4是分 子晶体(熔化时分子间作用力被破坏)，离子键强度远大于分子间作用 力，故NaCl熔点明显高于SiCl4。分子晶体的相对分子质量越大，分子间 作用力越强，熔点越高。SiCl4分子结构中，1个Si原子与周围的4个Cl原 子形成正四面体结构，中心原子Si原子采用sp3杂化。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 $$