专题03 分子空间结构与物质性质(考题猜想）(4大题型)-2024-2025学年高二化学下学期期中考点大串讲（苏教版2019选择性必修2）

专题03 分子空间结构与物质性质 题型一 分子的空间结构模型 题型二 键角的判断与比较 题型三 分子的极性 手性分子 题型四 配合物的形成和应用 ◆题型一 分子的空间结构模型 【例1-1】下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是(　　) 选项 A B C D 分子或离子的化学式 H2F＋ PCl3 NO BH 中心原子的杂化轨道类型 sp sp3 sp2 sp3 价层电子对互斥模型名称 直线形 正四面体形 平面三角形 正四面体形 分子或离子的空间结构 直线形 正四面体形 V形 三角锥形 【例1-2】回答下列问题： (1)图(a)为S8的结构，其硫原子的杂化轨道类型为________。 (2)COCl2分子中所有原子均满足8电子结构，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。 (3)As4O6的分子结构如图(b)所示，其中As原子的杂化方式为________。 (4)AlH中，Al原子的轨道杂化方式为________。 【解题要点】分子(或离子)空间结构的判断 判断分子(或离子)的空间结构时，要能够正确计算价电子对数：一是运用计算式推导出价电子对数；二是看配位原子数。如下表： 价电子对数 杂化类型 配位原子数 孤电子对数 价层电子对互斥模型 分子(或离子)空间结构 实例 2 sp 2 0 直线形 直线形 BeCl2、CO2、HCN 3 sp2 3 0 平面三角形 平面三角形 BF3、SO3、CO、NO 2 1 V形 SnBr2、SO2、NO 4 sp3 4 0 四面体形 正四面体形 CH4、SO、NH 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 【变式1-1】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 【变式1-2】用分子结构的知识推测，下列说法正确的是(　　) A．CO2、BeCl2互为等电子体，分子均为直线形 B．Na2CO3中，阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp3 C．根据价层电子对互斥模型，SO2与H2O均呈V形，中心原子价电子对数相等 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 【变式1-3】关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构，下列说法错误的是(　　) A．1 mol CH3OH中含5NA个σ键 B．N2H4分子中所有原子不可能处于同一平面 C．三者孤电子对数相同 D．三者中C、O、N杂化方式不相同 ◆题型二 键角的判断与比较 【例2-1】实验测得BH3为平面三角形(键角均为120°)，NH3为三角锥形(键角为107°18′)，已知电子数相同的微粒具有相似的结构。由此推断：①甲基，②甲基碳正离子(CH)，③甲基碳负离子(CH)的键角相对大小顺序为(　　) A．②＞①＞③ B．①＞②＞③ C．③＞①＞② D．①＝②＝③ 【例2-2】比较下列物质中键角的大小(填“＞”“＝”或“＜”)。 (1)CH4______P4。 (2)NH3______PH3______AsH3。 (3)PF3______PCl3。 (4)光气(COCl2)中∠Cl—C==O______________∠Cl—C—Cl。 【解题要点】键角的判断方法 (1)中心原子杂化类型不同的粒子，键角大小：sp杂化＞sp2杂化＞sp3杂化，如键角：CH≡CH＞CH2==CH2＞CH4。 (2)中心原子杂化方式相同的粒子，由于斥力：孤电子对与孤电子对之间＞孤电子对与成键电子对之间＞成键电子对与成键电子对之间，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小。如键角：CH4＞NH3＞H2O。 (3)中心原子杂化方式相同且孤电子对数也相同，利用中心原子的电负性大小，比较键角大小。如H2O、H2S中，中心原子均为sp3杂化，分子空间结构均为V形，由于电负性：O＞S，吸引电子的能力：O＞S，且键长：O—H键＜S—H键，使得H2S中成键电子对的斥力比H2O中成键电子对的斥力弱，键角小，即键角：H2O(104°30′)＞H2S(92°)。 (4)中心原子相同，且中心原子的杂化方式和孤电子对数也相同，利用配位原子的电负性比较键角大小，配位原子电负性越大，键角越小，如NF3<NCl3。 (5)同一粒子中不同共价键的键角，由于斥力：双键间＞双键与单键间＞单键间，则键角大小不同。如甲醛中：，键角：α＞β。 【变式2-1】下列物质的分子中，键角最小的是(　　) A．H2O B．BF3 C．H2S D．CH4 【变式2-2】下列分子或离子中键角由大到小排列正确的是(　　) ①BCl3　②NH3　③H2O　④PCl　⑤BeCl2 A．⑤④①②③ B．④①②⑤③ C．⑤①④②③ D．③②④①⑤ 【变式2-3】CSe2与CO2结构相似，CSe2分子内σ键与π键个数之比为________。CSe2首次是由H2Se与CCl4反应后制取的，CSe2分子内的键角________(填“大于”“等于”或“小于”，下同)H2Se分子内的键角。H—Se—H键角________AsH3分子内的H—As—H键角。 ◆题型三 分子的极性 手性分子 【例3-1】实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键的夹角为180°，由此可判断BeCl2是(　　) A．由极性键形成的极性分子 B．由极性键形成的非极性分子 C．由非极性键形成的极性分子 D．由非极性键形成的非极性分子 【例3-2】下列关于丙氨酸的说法正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不同 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子 D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同 【解题要点】 (1)分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系 分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表分子 双原子分子 A2 非极性键 直线(对称) 非极性 N2等 AB 极性键 直线(不对称) 极性 CO、HF等 三原子分子 AB2 直线(对称) 非极性 CO2、CS2、 BeCl2等 V形(不对称) 极性 H2O、H2S、 SO2等 四原子分子 AB3 平面三角形(对称) 非极性 BF3、BCl3、 SO3等 三角锥形 极性 NH3、PCl3、 NF3等 五原子分子 AB4 正四面体(对称) 非极性 CH4、 SiF4等 ABnC4－n 四面体形(不对称) 极性 CH2Cl2等 (2)分子极性的判断方法 ①只含有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O2、H2、P4、C60。 ②含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。 ③含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。 ④判断ABn型分子极性的经验规律： a．若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。 b．中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。 (3)手性分子的判断 有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。 【变式3-1】下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是(　　) A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥ C．③④⑥ D．④⑥ 【变式3-2】下列分子中含有手性碳原子的是(　　) A．CBr2FCl B．CH3CH2CH2OH C．CH3CH2CH3 D．CH3CH(NO2)COOH 【变式3-3】在有机物分子中含有________个手性碳原子。该有机物与乙酸发生酯化反应，生成的有机物的结构简式是________，它________(填“有”或“没有”)光学活性。 ◆题型四 配合物的形成和应用 【例4-1】向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是(　　) A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变 B．沉淀溶解后，生成深蓝色的配合物离子[Cu(NH3)4]2＋ C．向反应后的溶液中加入乙醇，溶液不发生变化 D．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供孤电子对，NH3提供空轨道 【例4-2】下列过程与配合物无关的是(　　) A．向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液出现血红色 B．用Na2S2O3溶液溶解照相底片上没有感光的AgBr C．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色加深 D．向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先出现白色沉淀，继而沉淀消失 【解题要点】 (1)许多过渡金属离子对多种配位体具有很强的结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。 (2)有些配合物是由中心原子与配位体构成的，如Ni(CO)4、Fe(CO)5等。 (3)配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界中的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀；即1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2最多能与2 mol Ag＋结合生成AgCl沉淀。 【变式4-1】普鲁士蓝的化学式为Fe4[Fe(CN)6]3，下列说法正确的是(　　) A．该物质中Fe2＋与Fe3＋数目之比为4∶3 B．1 mol该物质中含σ键数目为18NA C．该物质中只存在共价键和配位键，不存在离子键 D．Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5 【变式4-2】众多的配合物溶于水后易电离为配离子，但配离子难以进一步发生电离。＋3价的钴形成的配合物为CoClm·nNH3，若中心原子配位数为6，1 mol配合物与AgNO3溶液反应时最多可得到1 mol沉淀物，则m、n的数值分别为(　　) A．1、5 B．5、1 C．3、4 D．3、5 【变式4-3】在碱性溶液中，Cu2＋可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H B．该配离子中铜离子的配位数是4，配位原子是N和O C．基态Cu原子的外围电子排布式是3d104s1 D．该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O 【变式4-4】配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题： (1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在________(填序号)。 a．共价键 b．非极性键 c．配位键 d．σ键 e．π键 (2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为________________，第二种配合物的结构可表示为______________。 若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是____________________________。(提示：TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2。) 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 分子空间结构与物质性质 题型一 分子的空间结构模型 题型二 键角的判断与比较 题型三 分子的极性 手性分子 题型四 配合物的形成和应用 ◆题型一 分子的空间结构模型 【例1-1】下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是(　　) 选项 A B C D 分子或离子的化学式 H2F＋ PCl3 NO BH 中心原子的杂化轨道类型 sp sp3 sp2 sp3 价层电子对互斥模型名称 直线形 正四面体形 平面三角形 正四面体形 分子或离子的空间结构 直线形 正四面体形 V形 三角锥形 答案　C 解析　H2F＋中氟原子的价电子对数为4，采取sp3杂化，则离子的价层电子对互斥模型为正四面体形，A错误；三氯化磷分子中磷原子的价电子对数为4，孤电子对数为1，则分子的价层电子对互斥模型为正四面体形、分子的空间结构为三角锥形，B错误；NO中N原子的价电子对数为3，孤电子对数为1，则N原子的杂化方式为sp2杂化，离子的价层电子对互斥模型为平面三角形、分子的空间结构为V形，C正确；四氢合硼离子中硼原子的价电子对数为4，孤电子对数为0，则离子的空间结构为正四面体形，D错误。 【例1-2】回答下列问题： (1)图(a)为S8的结构，其硫原子的杂化轨道类型为________。 (2)COCl2分子中所有原子均满足8电子结构，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。 (3)As4O6的分子结构如图(b)所示，其中As原子的杂化方式为________。 (4)AlH中，Al原子的轨道杂化方式为________。 答案　(1)sp3　(2)3∶1　sp2　(3)sp3　(4)sp3 解析　(1)S8的S原子价电子对数是4，所以其硫原子的杂化轨道类型为sp3杂化。(2)COCl2分子中所有原子均满足8电子结构，则COCl2的结构简式为，COCl2分子中σ键和π键个数比为3∶1；在COCl2分子中的中心C原子形成3个σ键，故采用sp2杂化。(3)As4O6的分子中As原子形成3个As—O键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，为sp3杂化。(4)AlH中Al原子价电子对数为＝4，杂化轨道数目为4，为sp3杂化。 【解题要点】分子(或离子)空间结构的判断 判断分子(或离子)的空间结构时，要能够正确计算价电子对数：一是运用计算式推导出价电子对数；二是看配位原子数。如下表： 价电子对数 杂化类型 配位原子数 孤电子对数 价层电子对互斥模型 分子(或离子)空间结构 实例 2 sp 2 0 直线形 直线形 BeCl2、CO2、HCN 3 sp2 3 0 平面三角形 平面三角形 BF3、SO3、CO、NO 2 1 V形 SnBr2、SO2、NO 4 sp3 4 0 四面体形 正四面体形 CH4、SO、NH 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 【变式1-1】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原子的价电子对数为＝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原子的价电子对数为＝2，为sp杂化，分子的空间结构为直线形，C正确；SO中S原子的价电子对数为＝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。 【变式1-2】用分子结构的知识推测，下列说法正确的是(　　) A．CO2、BeCl2互为等电子体，分子均为直线形 B．Na2CO3中，阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp3 C．根据价层电子对互斥模型，SO2与H2O均呈V形，中心原子价电子对数相等 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 答案　A 解析　CO中心原子碳原子的孤电子对数为0，价电子对数是3，空间结构是平面三角形，碳原子杂化方式是sp2，B错误；H2O中心原子是O，价电子对数是4，有孤电子对，呈V形，SO2中心原子是S，价电子对数是3，有孤电子对，呈V形，C错误；SO3空间结构是平面三角形，硫原子杂化方式是sp2，而三聚分子固体中硫原子采用sp3杂化，D错误。 【变式1-3】关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构，下列说法错误的是(　　) A．1 mol CH3OH中含5NA个σ键 B．N2H4分子中所有原子不可能处于同一平面 C．三者孤电子对数相同 D．三者中C、O、N杂化方式不相同 答案　D 解析　根据CH3OH的结构，1 mol CH3OH中含5NA个σ键；N2H4中两个N都是sp3杂化，整个分子就是两个三角锥形连起来的，N2H4分子中所有原子不可能处于同一平面；CH3OH中羟基氧上有2对孤电子对，N2H4有2对孤电子对，2个N上分别有1对，(CH3)2NNH2中有2对孤电子对，2个N上分别有1对；三者中C、O、N杂化方式相同均为sp3杂化。 ◆题型二 键角的判断与比较 【例2-1】实验测得BH3为平面三角形(键角均为120°)，NH3为三角锥形(键角为107°18′)，已知电子数相同的微粒具有相似的结构。由此推断：①甲基，②甲基碳正离子(CH)，③甲基碳负离子(CH)的键角相对大小顺序为(　　) A．②＞①＞③ B．①＞②＞③ C．③＞①＞② D．①＝②＝③ 答案　A 解析　①甲基(—CH3)含有3个σ键，1个孤电子，碳原子杂化方式是sp3，为三角锥形结构，由于孤电子的影响小于孤电子对，故键角大于107°18′小于120°；②甲基碳正离子(CH)含有3个σ键，没有孤电子对，碳原子杂化方式是sp2，为平面三角形结构，键角为120°；③甲基碳负离子(CH)含有3个σ键，1对孤电子对，碳原子杂化方式是sp3，为三角锥形结构，键角为107°18′。 【例2-2】比较下列物质中键角的大小(填“＞”“＝”或“＜”)。 (1)CH4______P4。 (2)NH3______PH3______AsH3。 (3)PF3______PCl3。 (4)光气(COCl2)中∠Cl—C==O______________∠Cl—C—Cl。 答案　(1)＞　(2)＞　＞　(3)＜　(4)＞ 【解题要点】键角的判断方法 (1)中心原子杂化类型不同的粒子，键角大小：sp杂化＞sp2杂化＞sp3杂化，如键角：CH≡CH＞CH2==CH2＞CH4。 (2)中心原子杂化方式相同的粒子，由于斥力：孤电子对与孤电子对之间＞孤电子对与成键电子对之间＞成键电子对与成键电子对之间，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小。如键角：CH4＞NH3＞H2O。 (3)中心原子杂化方式相同且孤电子对数也相同，利用中心原子的电负性大小，比较键角大小。如H2O、H2S中，中心原子均为sp3杂化，分子空间结构均为V形，由于电负性：O＞S，吸引电子的能力：O＞S，且键长：O—H键＜S—H键，使得H2S中成键电子对的斥力比H2O中成键电子对的斥力弱，键角小，即键角：H2O(104°30′)＞H2S(92°)。 (4)中心原子相同，且中心原子的杂化方式和孤电子对数也相同，利用配位原子的电负性比较键角大小，配位原子电负性越大，键角越小，如NF3<NCl3。 (5)同一粒子中不同共价键的键角，由于斥力：双键间＞双键与单键间＞单键间，则键角大小不同。如甲醛中：，键角：α＞β。 【变式2-1】下列物质的分子中，键角最小的是(　　) A．H2O B．BF3 C．H2S D．CH4 答案　C 解析　BF3分子中B原子采取sp2杂化，sp2杂化的理论键角为120°，B原子无孤电子对，所以BF3分子的键角为120°；CH4分子中C原子采取sp3杂化，sp3杂化的理论键角为109°28′，C原子无孤电子对，所以CH4的键角为109°28′；H2S和H2O分子中的S、O原子均采取sp3杂化，sp3杂化的理论键角为109°28′，由于两种分子中均存在2对孤电子对，孤电子对占据正四面体的两个顶角，导致H2O分子的键角＜109°28′，但O原子半径小，所以H2O分子中成键电子对间的斥力大于H2S分子中成键电子对间的斥力，即H2O分子键角大于H2S分子键角；综上，分子键角的大小顺序为BF3＞CH4＞H2O＞H2S。 【变式2-2】下列分子或离子中键角由大到小排列正确的是(　　) ①BCl3　②NH3　③H2O　④PCl　⑤BeCl2 A．⑤④①②③ B．④①②⑤③ C．⑤①④②③ D．③②④①⑤ 答案　C 解析　 微粒 中心原子的孤电子对数 中心原子的价电子对数 价层电子对互斥模型 杂化轨道类型 空间结构 键角 ①BCl3 0 3 平面三角形 sp2 平面三角形 120° ②NH3 1 4 四面体形 sp3 三角锥形 107°18′ ③H2O 2 4 四面体形 sp3 V形 104°30′ ④PCl 0 4 四面体形 sp3 正四面体形 109°28′ ⑤BeCl2 0 2 直线形 sp 直线形 180° 故键角由大到小的顺序为⑤①④②③。 【变式2-3】CSe2与CO2结构相似，CSe2分子内σ键与π键个数之比为________。CSe2首次是由H2Se与CCl4反应后制取的，CSe2分子内的键角________(填“大于”“等于”或“小于”，下同)H2Se分子内的键角。H—Se—H键角________AsH3分子内的H—As—H键角。 答案　1∶1　大于　小于 解析 根据等电子原理和价层电子对互斥模型，CSe2与CO2结构相似，1个CSe2分子内σ键与π键均为2个。CSe2与CO2均为直线形分子，键角为180°，H2Se与H2O互为等电子体，Se采取sp3杂化，H—Se—H键角接近水分子内H—O—H键角(104°30′)；AsH3与NH3互为等电子体，As采取sp3杂化，H—As—H键角接近107°18′。根据杂化轨道理论，中心原子采取sp杂化的键角>中心原子采取sp3杂化的键角，中心原子都采取sp3杂化时，中心原子孤电子对数越多，键角越小。 ◆题型三 分子的极性 手性分子 【例3-1】实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键的夹角为180°，由此可判断BeCl2是(　　) A．由极性键形成的极性分子 B．由极性键形成的非极性分子 C．由非极性键形成的极性分子 D．由非极性键形成的非极性分子 答案　B 解析　BeCl2中Be—Cl是不同元素原子形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl键的夹角为180°，即3个原子在一条直线上，说明分子是对称的，其正电中心与负电中心重合，故BeCl2是由极性键形成的非极性分子，故B项正确。 【例3-2】下列关于丙氨酸的说法正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不同 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子 D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同 答案　D 解析　从题图可看出，丙氨酸的分子中有1个碳原子与—H、—CH3、—NH2和—COOH相连，是手性碳原子，故丙氨酸分子有手性异构体。Ⅰ和Ⅱ的结构不同，但由于其所含官能团相同，化学性质相似，A项错误；Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，且分子的极性相同，B项错误；Ⅰ和Ⅱ的空间结构不对称，故均是极性分子，C项错误；Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类(极性键和非极性键、σ键和π键、单键和双键)和数目完全相同，D项正确。 【解题要点】 (1)分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系 分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表分子 双原子分子 A2 非极性键 直线(对称) 非极性 N2等 AB 极性键 直线(不对称) 极性 CO、HF等 三原子分子 AB2 直线(对称) 非极性 CO2、CS2、 BeCl2等 V形(不对称) 极性 H2O、H2S、 SO2等 四原子分子 AB3 平面三角形(对称) 非极性 BF3、BCl3、 SO3等 三角锥形 极性 NH3、PCl3、 NF3等 五原子分子 AB4 正四面体(对称) 非极性 CH4、 SiF4等 ABnC4－n 四面体形(不对称) 极性 CH2Cl2等 (2)分子极性的判断方法 ①只含有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O2、H2、P4、C60。 ②含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。 ③含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。 ④判断ABn型分子极性的经验规律： a．若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。 b．中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。 (3)手性分子的判断 有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。 【变式3-1】下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是(　　) A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥ C．③④⑥ D．④⑥ 答案　D 解析　①MgCl2只有离子键，不存在共价键，故错误；②H2S中含有极性键，空间结构为V形，正、负电荷重心不重合，为极性分子，故错误；③白磷为单质，分子中只含有非极性键，属于非极性分子，故错误；④BF3中含有极性键，为平面三角形分子，正、负电荷重心重合，为非极性分子，故正确；⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正、负电荷的重心不重合，为极性分子，故错误；⑥四氯化碳中含有极性键，空间结构为正四面体形，正、负电荷重心重合，为非极性分子，故正确。 【变式3-2】下列分子中含有手性碳原子的是(　　) A．CBr2FCl B．CH3CH2CH2OH C．CH3CH2CH3 D．CH3CH(NO2)COOH 答案　D 解析　在有机物分子中，当一个碳原子连有4个不同的原子或原子团时，这种碳原子被称为“手性碳原子”，题目所给4个选项中，只有CH3CH(NO2)COOH中中的碳原子连接了4个不同的原子或原子团，故D项正确。 【变式3-3】在有机物分子中含有________个手性碳原子。该有机物与乙酸发生酯化反应，生成的有机物的结构简式是________，它________(填“有”或“没有”)光学活性。 答案　1　 没有 解析　分子中连接CH3COOCH2—、—H、—CH2CHO、—CH2OH 4个不同原子团的碳原子是手性碳原子；发生酯化反应后，—CH2OH变为，原来的手性碳原子上连接了2个相同的基团，不再是手性碳原子，因而没有光学活性。 ◆题型四 配合物的形成和应用 【例4-1】向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是(　　) A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变 B．沉淀溶解后，生成深蓝色的配合物离子[Cu(NH3)4]2＋ C．向反应后的溶液中加入乙醇，溶液不发生变化 D．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供孤电子对，NH3提供空轨道 答案　B 解析　硫酸铜溶液中加入氨水先生成蓝色沉淀氢氧化铜，继续加入氨水生成[Cu(NH3)4]2＋，铜离子浓度减小；加入乙醇后有深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O析出；在[Cu(NH3)4]2＋中，NH3分子中的氮原子提供孤电子对，Cu2＋提供空轨道。 【例4-2】下列过程与配合物无关的是(　　) A．向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液出现血红色 B．用Na2S2O3溶液溶解照相底片上没有感光的AgBr C．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色加深 D．向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先出现白色沉淀，继而沉淀消失 答案　C 解析　A中Fe3＋与SCN－形成配合物而使溶液呈现血红色，B中形成可溶性的配合物Na3[Ag(S2O3)2]，D中先生成Al(OH)3沉淀，当NaOH过量时生成[Al(OH)4]－。C中发生：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，与配合物无关。 【解题要点】 (1)许多过渡金属离子对多种配位体具有很强的结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。 (2)有些配合物是由中心原子与配位体构成的，如Ni(CO)4、Fe(CO)5等。 (3)配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界中的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀；即1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2最多能与2 mol Ag＋结合生成AgCl沉淀。 【变式4-1】普鲁士蓝的化学式为Fe4[Fe(CN)6]3，下列说法正确的是(　　) A．该物质中Fe2＋与Fe3＋数目之比为4∶3 B．1 mol该物质中含σ键数目为18NA C．该物质中只存在共价键和配位键，不存在离子键 D．Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5 答案　D 解析　A项，[Fe(CN)6]4－中Fe为＋2价，化合物的阳离子为Fe3＋，由化学式可知Fe2＋与Fe3＋数目之比为3∶4，故A错误；B项，配位体含C≡N键，只有1个σ键，且配位键为σ键，则1 mol该物质中含σ键数目为1 mol×(6＋6)×NA mol－1×3＝36NA，故B错误；C项，阳离子与配离子之间以离子键结合，亚铁离子与配位体以配位键结合，配位体中C、N之间为共价键，则该物质中存在共价键和配位键、离子键，故C错误；D项，Fe的原子序数为26，Fe的基态原子的电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，则Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5，故D正确。 【变式4-2】众多的配合物溶于水后易电离为配离子，但配离子难以进一步发生电离。＋3价的钴形成的配合物为CoClm·nNH3，若中心原子配位数为6，1 mol配合物与AgNO3溶液反应时最多可得到1 mol沉淀物，则m、n的数值分别为(　　) A．1、5 B．5、1 C．3、4 D．3、5 答案　C 解析　由题干可知，Co显＋3价，配位体NH3显电中性，即配合物中含有3个Cl－，1 mol该配合物生成1 mol AgCl沉淀，则1 mol该配合物中含1 mol外界离子Cl－，即配离子中含有2个Cl－，又因为Co3＋配位数为6，则NH3为4，故该配合物的化学式可写为[CoCl2(NH3)4]Cl。 【变式4-3】在碱性溶液中，Cu2＋可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H B．该配离子中铜离子的配位数是4，配位原子是N和O C．基态Cu原子的外围电子排布式是3d104s1 D．该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O 答案　D 解析　根据同周期主族元素的电负性由左到右逐渐增大，同主族元素的电负性由上到下逐渐减小，所以该配离子中的非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H，A项正确；根据配离子的结构可知，铜离子形成4个共价键，配位原子为N和O，B项正确；根据铜离子的电子排布式可知，基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，C项正确；N原子和O原子可与水分子中的H原子形成氢键，水分子中的O原子也可与配离子中的H原子形成氢键，D项错误。 【变式4-4】配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题： (1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在________(填序号)。 a．共价键 b．非极性键 c．配位键 d．σ键 e．π键 (2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为________________，第二种配合物的结构可表示为______________。 若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是____________________________。(提示：TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2。) 答案　(1)acd　(2)[CoBr(NH3)5]SO4 [Co(SO4)(NH3)5]Br　生成淡黄色沉淀 解析　光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，[Al(OH)4]－中氧原子与氢原子之间为极性共价键，是单键属于σ键，Al3＋与OH－之间形成配位键，所以[Al(OH)4]－中存在极性共价键、配位键、σ键，故选acd。(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的结构可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，若加入BaCl2溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br；溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子的形式存在，若加入AgNO3溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$