2026届高考化学一轮复习讲义 -分子的性质　配合物与超分子

分子的性质　配合物与超分子 课前学习任务 一、课标解读 1.认识分子间存在相互作用,知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力,了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。2.知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征,了解配位化合物的存在与应用。3.知道分子可以分为极性分子和非极性分子,知道分子极性、分子中键的极性与分子的空间结构密切相关。结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。 二、必备知识 考点一 分子的性质 1.共价键的极性 (1)键的极性 类型 极性键 非极性键 成键原子 　　　元素的原子间  　　　元素的原子间  电子对 　　　　偏移(电荷分布不均匀)  　　　　偏移(电荷分布均匀)  成键原子 的电性 呈电中性 (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　　　　而实现的,羧基中羟基的极性越大,越　　　　　　　,则羧酸的酸性越强。  ①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　　　　。  ②烷基是推电子基团,从而减小羧基中羟基的　　　　,导致羧酸的酸性减小。一般地,烷基越长,推电子效应　　　　　　,羧酸的酸性　　　　。  (3)极性分子和非极性分子 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电中心和负电中心　　  正电中心和负电中心　　　　  分子内原 子排列 对称 [链高考1]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2023·江苏卷)H2O为非极性分子。 (　　) (2)(2023·河北卷)CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子。 (　　) (3)(2023·海南卷)OF2是由极性键构成的极性分子。 (　　) (4)(2023·天津卷)CO2是非极性分子。 (　　) (5)(2022·江苏卷)SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子。 (　　) 2.分子间的作用力 (1)范德华力及其对物质性质的影响 (2)氢键及其对物质性质的影响 ①表示及特征 ②氢键的强弱及其对物质性质的影响 [链高考2]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·安徽卷)羟胺分子间氢键的强弱: O—H…O>N—H…N。 (　　) (2)(2024·湖北卷)甘油是黏稠液体,是由于甘油分子间的氢键较强。 (　　) (3)(2023·江苏卷)H2O分子之间形成氢键,故H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高。 (　　) (4)(2023·湖南卷)邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点。 (　　) (5)(2023·湖北卷)沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃),与分子间作用力有关。 (　　) (6)(2023·河北卷)干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性。 (　　) (7)(2023·海南卷)某型长征运载火箭以液氧和煤油为推进剂,液氧分子间靠范德华力凝聚在一起。 (　　) 　(8)(2022·辽宁卷)沸点:Cl2<Br2<I2,类比沸点:H2<N2<O2。 (　　) (9)(2021·海南卷)N—H键的键能比P—H大,故NH3的熔点高于PH3。 (　　) 3.溶解性 (1)“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于　　　　　溶剂,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)“相似相溶”还适用于分子结构的　　　　　　　。乙醇中的—OH与水分子的—OH相近,因而乙醇能与水互溶。  4.分子的手性 考点二 配合物和超分子 1.配位键 (1)成键方式 由一个原子单方面提供　　　　　而另一个原子接受孤电子对形成的共价键,即“电子对给予—接受”键被称为　　　　。  (2)表示方法 常用“→”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,如N可表示为。 2.配位化合物 (1)定义 金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些　　　　　　　　(称为配体或配位体)以　　　　　　结合形成的化合物。  (2)配合物的组成 ①中心离子或原子:有　　　　　　　,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。  ②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　　　　　　。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。例如,[Cu(NH3)4]SO4:  (3)配位原子及配位数 ①配位原子:配位体中提供孤电子对的原子叫配位原子,如:H2O中的O原子,NH3中的N原子。 ②配位数:作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的数目,即形成的配位键的数目称为配位数。如:[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2。 (4)内界和外界 配合物分为内界和外界,其中中心离子或原子与配位体组成的部分称为内界,与内界发生电性匹配的阳离子(或阴离子)称为外界,如:[Cu(NH3)4]SO4的内界是[Cu(NH3)4]2+,外界是S,配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。 [链高考1]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·湖北卷)亚铜氨溶液除去合成氨原料气中的CO:[Cu(NH3)2]2++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]2+。 (　　) (2)(2023·河北卷)BF3与NH3形成配合物[H3N→BF3],BF3中的B有空轨道接受NH3中N的孤电子对。 (　　) (3)(2022·天津卷)NH3分子有孤电子对,可做配体。 (　　) (4)(2022·湖北卷)Be2+和Al3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似,Be2+与Al3+都能在水中与氨形成配合物。 (　　) (5)(2021·海南卷)NH3中氮原子上有孤电子对,能与Ag+以配位键结合。 (　　) (6)(2021·江苏卷)NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键。 (　　) 3.超分子 (1)定义 超分子是由　　　　　　　的分子通过　　　　　　　　　　形成的分子聚集体。  (2)超分子内分子间的作用力 有人认为,超分子内部分子之间通过非共价键相结合,也有人将其限于分子间作用力。 (3)超分子的两个重要特征是　　　　　　　和　　　　　　。  [链高考2]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·浙江6月选考卷)冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276 pm)接近,故冠醚18-冠-6可识别K+,能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度。 (　　) (2)(2024·广东卷)某冠醚与Li+能形成超分子,与K+则不能,是由于Li+与K+的离子半径不同。(　　) (3)(2023·湖南卷)冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子。 (　　) 课堂核心考点 考点一 分子的性质 考向1键的极性和分子的极性 1.(2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是(　　) 　　　　　　　　　　　 A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4 2.(2025·广东梅州模拟)类推是一种重要的学习方法,但有时会产生错误的结论。下列类推结论中正确的是(　　) A.CO2为直线分子,则SiO2也是直线分子 B.甲烷分子中的键角是109°28',则白磷(P4)分子中的键角也是109°28' C.PH3的空间结构为三角锥形,则BH3的空间结构也为三角锥形 D.NH3分子中N原子的杂化方式为sp3,则AsH3分子中As原子的杂化方式也为sp3 3.中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法不正确的是(　　) A.由于氢键的存在,HF的稳定性强于H2S B.由于氢键的存在,乙醇比二甲醚 (CH3—O—CH3)更易溶于水 C.由于氢键的存在,沸点:HF>HI>HBr>HCl D.由于氢键的存在,冰能浮在水面上 考向2分子间作用力及其对物质性质的影响 4.(1)(2024·山东卷节选)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是  　。  (2)(2024·浙江6月选考卷节选)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图所示。 HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序:　　　　　　　　　　,请说明理由:　  考点二 配合物和超分子 考向1配位键和配位化合物 1.(2024·广东佛山检测)Fe3+的配合物呈现不同的颜色。如[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,[Fe(SCN)6]3-为红色,[FeF6]3-为无色。某同学为探究Fe3+配合物的性质进行如下实验,下列有关说法正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　 A.Fe2+的价层原子轨道处于半满状态,较稳定 B.SCN-中存在π键,和Fe3+配位的是C原子 C.与Fe3+形成配位键的稳定性强弱:H2O>SCN->F- D.向溶液Ⅰ中加入适量硝酸有利于观察到[Fe(H2O)6]3+的紫色 2.(2024·上海卷)已知AlBr3可二聚为右图二聚体: (1)该二聚体中存在的化学键类型为　　　　。  A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键 (2)将该二聚体溶于CH3CN生成[Al(CH3CN)2Br2]Br(结构如图所示),已知其配离子为四面体形,中心原子杂化方式为　　　　　,其中配体是　　　;1 mol该配合物中含有σ键共　　　　　 mol。  []+Br- 考向2超分子及其特征 3.(2024·湖北卷)科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”,能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是(　　) 芳烃 芘 并四苯 蒄 结构 结合常数 385 3 764 176 000 A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子 B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同 C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘 D.芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合 4.(2024·黑吉辽卷)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是(　　) A.环六糊精属于寡糖 B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子 C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中 D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚 课后提升训练 1.(2024·广东佛山三水区全真模拟)下列有关物质结构与性质的表述正确的是(　　) A.I2易溶于CCl4,可从I2和CCl4都是非极性分子的角度解释 B.N—H的极性大于C—H的极性,NH3分子的极性小于CH4 C.HNO3中氢键数量比H3PO4少,可推断HNO3的稳定性比H3PO4差 D.超分子是两种或两种以上的分子(包括离子)通过化学键形成的分子聚集体 2.(2024·广东广州检测)下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是(　　) 选项 物质的结构或性质 解释 A 键角:PH3>NH3 N的电负性大于P B 稳定性:HF>HCl HF分子间氢键强于HCl分子间作用力 C 酸性:F3CCOOH<Cl3CCOOH 电负性:F>Cl D I2在CCl4中的溶解度比在水中的大 I2和CCl4都是非极性分子,H2O是极性分子 3.(2025·八省联考河南卷)配合物间的结构转变是一种有趣的现象。配合物1经过加热可转变为配合物2,如图所示。 下列说法错误的是(　　) A.配合物1中含有2种配体 B.配合物2中N原子采取sp2杂化 C.转变过程中涉及配位键的断裂和形成 D.转变前后,Co的化合价由+2价变为0价 进阶2　对标·高考真题 4.(2021·广东卷节选)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。 　　　　 H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为　　　　　　　　。汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是　　　　　　。  答案解析 考点一　分子的性质 必备知识·梳理 1.(1)不同种　同种　发生　不发生　(2)极性　容易电离出H+　①越强　②极性　越大　越弱　(3)重合　不重合　不对称 [链高考1](1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 2.(1)普遍　较弱　越大　越大　越高　越大　(2)①很大　氢原子　很大　饱和　方向　②较弱　大　降低　升高　升高 [链高考2](1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√　(8)√　(9)× 3.(1)非极性　极性　增大　(2)相似性 4.镜像　不能叠合　手性异构体　原子或基团 关键能力·提升 典题1 B　解析 CS2与CO2分子的空间结构一样,为直线形,且二者正电中心和负电中心重合,故属于非极性分子,A错误;NF3与NH3结构类似,其空间结构为三角锥形,属于极性分子,B正确;SO3分子中,中心S原子采取sp2杂化,SO3分子的空间结构为平面正三角形,属于非极性分子,C错误;SiF4分子的空间结构为正四面体形,属于非极性分子,D错误。 典题2 D　解析 CO2中C原子的价层电子对数为2,为直线分子,SiO2为共价晶体,不存在分子,SiO2不是直线分子,A错误;甲烷分子的空间结构为正四面体形,键角是109°28',白磷(P4)分子中P原子在正四面体的顶角,键角是60°,B错误;PH3的空间结构为三角锥形,BH3中B原子的价层电子对数为3,分子的空间结构为平面三角形,C错误;NH3分子中N原子和AsH3分子中As原子的价层电子对数均为4,杂化方式均为sp3,D正确。 典题3 A　解析 由于非金属性:F>S,则氢化物的稳定性:HF>H2S,与氢键无关,A错误;乙醇与水形成氢键,增大了乙醇在水中的溶解度,二甲醚不能与水形成氢键,故乙醇比二甲醚更易溶于水,B正确;HF能形成氢键,其沸点在第ⅦA族元素形成的氢化物中最高,HI、HBr、HCl分子间只存在范德华力,且相对分子质量逐渐减小,范德华力逐渐减弱,其沸点逐渐降低,故沸点:HF>HI>HBr>HCl,C正确;由于氢键的存在,水结成冰后体积膨胀,密度变小,故冰能浮在水面上,D正确。 典题4 答案 (1)FDCA形成的分子间氢键更多 (2)HC>HB>HA　O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:CO>CS>CSe,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强 解析 (1)由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使FDCA的熔点远大于HMF。 考点二　配合物和超分子 必备知识·梳理 1.(1)孤电子对　配位键　 2.(1)分子或离子　配位键　(2)①空轨道　②孤电子对　配位原子　配位体　配位数 [链高考1](1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)× 3.(1)两种或两种以上　分子间相互作用　(3)分子识别　自组装 [链高考2](1)√　(2)√　(3)√ 关键能力·提升 典题1 D　解析 Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6,价层原子轨道并没有处于半满状态,A错误;SCN-中C和N之间以三键结合,存在π键,但与Fe3+配位的是S原子,B错误;由题中转化关系可知,与Fe3+形成配位键的稳定性强弱:H2O<SCN-<F-,C错误;向溶液Ⅰ中加入适量硝酸可以抑制Fe3+的水解,从而使溶液的紫色更容易观察,D正确。 典题2 答案 (1)A　(2)sp3杂化　CH3CN、Br　14 解析 中Br和Al之间以共价键相连,Br和Al之间的共用电子对发生偏移,属于极性键,而形成两个共价键的Br原子和Al之间有一个为配位键,一种特殊的共价键,综上本题只能选A。中心原子Al形成4个单键为sp3杂化,[Al(CH3CN)2Br2]Br中与Al配位的配体为CH3CN、Br,该配合物中的配体CH3CN的结构式为,有5个σ键,2个CH3CN中有10个σ键,加上Al周围的4个单键,共14个σ键,故1 mol该物质含14 mol σ键。 典题3 B　解析 “分子客车”能装载多种稠环芳香烃,故芳烃与“分子客车”通过分子间相互作用形成分子聚集体——超分子,A项正确;“分子客车”的长为2.2 nm、高为0.7 nm,从长的方向观察,有与并四苯分子适配的结构,从高的方向观察则缺少合适结构,故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性,B项错误;芘与“分子客车”中间部分结构大小适配,故从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘,C项正确;芘、并四苯、蒄中π电子数逐渐增多,与“分子客车”的结合常数逐渐增大,而结合常数越大,形成的超分子越稳定,故芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合,D项正确。 典题4 B　解析 从结构看,环六糊精是由6个葡萄糖单元形成的环状结构,属于寡糖,A正确;环六糊精的空腔不能包合分子直径比其大的非极性分子,B错误;结合图2和图3可知,在环六糊精包合的条件下,在甲氧基对位引入Cl的产物的产率更大,说明图2中甲氧基对位暴露在反应环境中,C正确;氯代苯甲醚的水溶性差,而环六糊精的腔外极性较大而易溶于水,因此可通过萃取分离环六糊精和氯代苯甲醚,D正确。 课后提升训练 1.A　解析 I2和CCl4都是非极性分子,根据相似相溶原理可知,I2在CCl4中的溶解度较大,A正确;NH3分子为三角锥形结构,分子中正、负电荷中心不重合,为极性分子,CH4为正四面体形结构,分子中正、负电荷中心重合,为非极性分子,则分子的极性:NH3>CH4,分子的极性与共价键的极性大小无关,B错误;HNO3的稳定性比H3PO4的差与HNO3中的氢键数量少无关,C错误;超分子是由两种或两种以上的分子(包括离子)通过分子间相互作用形成的分子聚集体,D错误。 2.D　解析 N电负性大于P,导致成键电子对偏向N,增加了成键电子对间的斥力,键角变大,所以键角:PH3<NH3,A错误;非金属氢化物的稳定性跟其对应的非金属性有关,非金属性越强,越稳定,所以HF和HCl的稳定性:HF>HCl,B错误;羧酸R—COOH中,R—结构极性越强,羧基在水溶液中电离能力越强,吸引电子能力:F>Cl,则F—C的极性大于Cl—C的极性,导致CF3COOH的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,CF3COOH的酸性大于CCl3COOH,C错误;I2和CCl4都是非极性分子,H2O是极性分子,根据相似相溶原理可知,I2在CCl4中的溶解度比在水中的大,D正确。 3.D　解析 由配合物1的结构可知,含2种配体:H2O和,A正确;化合物2中N原子形成六元杂环,存在大π键,故N原子采取sp2杂化,B正确;转变前后,Co的化合价均为+2价,D错误。 4.答案 H2O>H2S>CH4　化合物Ⅲ 解析 Ⅰ中羟基能与水分子之间形成分子间氢键,Ⅲ为易溶于水的钠盐,溶于水后电离出的中O原子均能与水分子之间形成氢键,相同物质的量的Ⅰ和Ⅲ两种物质溶于水后,形成的氢键更多,因此化合物Ⅲ的水溶性更好。 学科网（北京）股份有限公司 $$