专项突破4 配位键和氢键对物质性质的影响-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修2（人教版）

心专项突破4 配位键和氢键对物质性质的影响 1.(2024·山西大同高二月考节选)硼酸(HB03)是一种片层状结构的 白色晶体（如图），有油腻感，可作润滑剂。硼酸对人体受伤组织有缓 和、防腐作用，故可以用于医药和食品防腐等方面。回答下列问题： B 1 mol H2 B0,晶体中含有 mol氢键，请从氢键的角度解释硼 0 。H 酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因： 2.(2024·广西南宁高二月考)铝及其化合物在生产和科研中有广泛的应用。回答下列问题： (1)Al(OH)3溶解在NaOH溶液中可形成Na[A1(OH)4](四羟基合铝酸钠)溶液，在 Na[Al(OH)4]溶液中存在的化学键有 (填字母)。 A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键 E.金属键 (2)近年来，人们发现NH,AH,可与多种小分子氢化物形成双氢键。双氢键是指带正电的H 原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用，其结构可用如图表示。根据上述信息， NH,A1H,与HF形成的双氢键可表示为 X—H…H-Y “一”表示共价键，“…”表示形成的双氢键 3.(2023·山东聊城高二期中)配合物在很多领域有重要的用途，回答下列问题： (1)将白色CuS0,粉末溶于水中，溶液呈蓝色，蓝色物质的化学式为 往硫酸铜溶液 中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配离子，该配离子的空间结构为 ,已知NF3 与NH3的空间结构都是三角锥形，但NF,不易与Cu2+形成配离子，其原因是 0 (2)利用配合物的特征颜色可检验补铁药片中的Fe3+和Fe2+,部分配合物的结构如图1所示： ①取等量碾碎的药片放入两支试管中，试管1加盐酸溶解，试管2加等体积蒸馏水溶解。分 别滴加KSCN溶液，发现试管1溶液变红，试管2溶液不变色。依据图示信息，解释SCNˉ检 验Fe3+需在酸性条件下进行的原因： ②FeCL,中的化学键具有明显的共价性，蒸气状态下以双聚分子存在的FeCl,的结构式 为 OH2 OH H20 OH H20 H20 OH2 SCN NCS OH2 OH NCS [Fe(H,0)%] [Fe(OH2(H20)4] [Fe(SCN) 几乎无色 黄色 红色 图1 图2 (3)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N2+与EDTA形成的螯合物的结构如图2所示。1个该配合物中通过螯合作 用形成的配位键有 个，其中提供孤电子对的原子为 (填元素符号)。 O6黑白题化学|选择性必修第二册·RJ 心专项突破5 大π键的判断方法 课 1.(2024·福建泉州高二期末)离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质，一般由有 机阳离子和无机阴离子构成。咪唑( 分子中所有原子共平面，两种咪唑类离子液体a、 b的结构如图所示。下列有关说法正确的是 A.a、b的阳离子中两个N原子的杂化方式不同 BF B.两种咪唑类离子液体的熔点：a>b C.a、b的阳离子中含有的大π键为I D.a和b的阳离子中所有原子均满足8电子稳定结构 2.(2023·山东聊城统考一模)我国科学家研究出联吡啶双酚铝氯化物，用作制备聚酯高效稳 定的催化剂，其终步反应如图所示。已知〔 含有大π键Π。，下列说法正确的是() A.反应物中C、N、0原子均采用sp2杂化 (CH:CH2)2AICI B.(CHCH2)2A1Cl的熔点比A1Cl3的高 C.产物中有2个配位键与A1相结合 -OH HO- D.产物中含有离子键和共价键 3.无机苯(B,NH6)结构如图所示，分子中参与sp2杂化的原子有 ,形成大π键的电子 由 原子提供。 NHBF H一 [bmim]Cl [bmim]BF4 (第3题) (第4题) 4.（2023·河南新乡高二期中改编)分子中的大T键可用符号Π表示，其中m代表参与形成 大T键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大T键可表示为Π），则 C,H;中的大π键应表示为 ,NO,的大π键为 ,如图所示[bmim]+中的大π 键可以表示为 5.(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)咪唑具有类似苯的平面结构（如图所示），其大π键应表示为 ,N原子1和2的 孤电子对分别占据 轨道。 H 进阶突破·专项练 07液中发生取代反应生成乙醇，A正确；乙醇分子中乙基是推电子基， 由于电负性：0>C,C一0的电子偏向氧原子，造成C一0键易断裂， 在氢溴酸溶液中发生取代反应，B正确：苯环中存在大π键，羟基中 0原子与苯环形成p-π共轭，使0一H电子偏向氧原子，则0一H键 易断裂，苯酚部分电离出氢离子，显弱酸性，C正确：单键全部由σ键 形成，双键由σ键和π键形成，乙醛分子中醛基碳周围有3个σ键， 价层电子对数是3，碳原子采取s即2杂化，D错误。 4.C解析：1个单键即1个σ键，1个双键含有1个σ键和1个π键， 根据DHA的结构简式，含有σ键数日为11NA,A错误；每个DHA 中s即3杂化的原子为2个亚甲基中的C及2个羟基中的0，共四个原 子，1 mol DHA中sp3杂化的原子数为4WA,B错误：根据图示转化，过 程②中1mol甲醇氧化为甲醛，断裂1molC一H键和1mol0一H键， 共2mol极性共价键，即2NA,C正确；CHOH分子中，以碳为中心的 结构为四面体结构，碳原子、氧原子均采取s即3杂化，二者之间的共价 键为sp3-sp3σ键，D错误。 5.A解析：X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素，Q 是周期表中电负性最大的元素，则Q为F,基态Y原子核外电子 的2p轨道只有1个单电子，则基态价电子排布式为2s22p1,则Y为 B,X原子序数最小，能形成1个共价键，则X为H,Z能形成4个共 价键，则Z为C,W能形成3个共价键，则W为N:同周期主族元素从 左到右，随原子序数的增大，原子半径递减，则原子半径：B>C>N>F 即Y>Z>W>Q,A错误：元素Z为碳，基态原子价电子排布式为 2s22p2,则元素Z位于第二周期第VA族，属于p区元素，B正确：该 离子液体的晶体中存在阴、阳离子之间的离子键，阳离子内单键都是 σ键，1个双键有1个σ键和1个T键，则含有离子键、σ键和π键， C正确：0是周期表中电负性最大的元素F,能与羟基氢形成氢键，则 离子液体中的阴离子YQ4能与纤维素中的羟基形成氢键，D正确。 专项突破3分子极性的判断 1.C解析：由题意可知，极性分子的偶极矩不为零，非极性分子的偶极 矩为零；BeCl2为共价化合物，中心原子Be杂化类型为p杂化，无孤 电子对，为直线形分子，B一Cl键为极性键，分子中正、负电荷中心 位于同一点，为非极性分子，A错误：BF,中心原子B杂化类型为s即2 杂化，无孤电子对，空间结构为平面正三角形，分子中正、负电荷中心 位于同一点，是非极性分子，B错误：PCl3中心原子P杂化类型为sp3 杂化，有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，分子中正、负电荷中心 不重合，是极性分子，C正确；CH4中心原子C杂化类型为sp3杂化， 无孤电子对，空间结构为正四面体形，分子中正、负电荷中心位于同 一点，是非极性分子，D错误。 2.A解析：H202中存在0一0非极性键，且H202为极性分子，A符合 题意；Na202的电子式为Na*[:0:0:]2Na,即Na202为含非 极性键的离子化合物，B不符合题意；C02中只存在极性键，C不符 合题意；HCI0的结构式为H一0一Cl,其中只存在极性键，D不符合 题意。 3.B解析：H202分子中含有极性键0一H键和非极性键0一0 键，A正确；由图可知H202为极性分子，B错误；0原子有四个价电 子对，采用$p3杂化，C正确；由图可知，H一0键与0一0键形成的键 角小于109°28'，D正确。 4.C解析：N与3个H形成3个。键，孤电子对数为3-3X1=1,NH,为 2 三角锥形结构，为极性分子，A错误；CCL4中C与4个Cl形成4个σ 键，孤电子对数为0，为正四面体形结构，为非极性分子，B错误；H20 中0与2个H形成2个。键，孤电子对数为6-2x1=2,为V形结构， 2 专项练参考答案 为极性分子，C正确；C02中C与2个0形成2个双键，孤电子对数为 4-2x2=0,为直线形结构，为非极性分子，D错误。 2 5.D解析：0，在水中的溶解度大于0，是因为03为极性分子，02为非 极性分子，A正确：氟的电负性大于氯的电负性，F一C键的极性大于 Cl一C键的极性，使一CF,的极性大于-CCl,的极性，导致CF,C0OH 羧基中羟基的极性更大，更易电离出H,故酸性：CF3COOH> CC1,CO0H,B正确：由“相似相溶”原理可知，非极性分子易溶于非极 性溶剂，溴和四氯化碳均为非极性分子，所以溴单质易溶于四氯化 碳，C正确；氯气易溶于氢氧化钠溶液是因为氯气能与氢氧化钠反应 生成溶于水的盐（氯化钠和次氯酸钠），不能用“相似相溶”原理解 释，D错误 6.①非极性平面三角形sp2②极性V形sp3③非极性 正四面体p3 解析：①S03中价层电子对数为3，且不含孤电子对，所以S原子采 用s即2杂化，为平面正三角形结构，是非极性分子；②0F2中价层电 子对数为4，且含2个孤电子对，所以0采用即3杂化，为V形结构， 是极性分子：③S0?中价层电子对数为4，且不含孤电子对，所以S 原子采用sp3杂化，为正四面体结构，不具有极性。 专项突破4配位键和氢键对物质性质的影响 1.3硼酸分子之间形成氢键，使硼酸缔合成层状大分子，在冷水中与 水分子形成的氢键少，溶解度小，而加热使硼酸分子之间形成的氢键 被破坏，硼酸分子与水分子之间形成大量的氢键而使加热时硼酸的 溶解度增大 解析：根据图示，1个硼酸分子参与形成6个氢键，一个氢键由两个 分子形成，所以1个硼酸分子形成3个氢键，故1molH3B03晶体中 含有3m©l氢键；酮酸分子之间形成氢键，使碉酸谛合成层状大分子 在冷水中与水分子形成的氢键少，溶解度小，而加热使硼酸分子之间 形成的氢键被破坏，硼酸分子与水分子之间形成大量的氢键而使加 热时硼酸的溶解度增大。 2.(1)BD(2)A-H…H-F 解析：(1)Na[A1(OH)4]溶液中水破坏了离子键，溶液中存在的化学 键为O一H极性键和配位键，故选BD。(2)双氢键是指带正电的H 原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用，NH,AH,与HF 形成的双氢键可表示为A1一H…H一F。 3.(1)[Cu(H20)4]S04平面四边形N、F、H三种元素的电负性： F>N>H,在NF,中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得N原 子的原子核对其孤电子对的吸引力增强，难与C+形成配位键 (2)①用SCN检验Fe3+时，SCN会与OH竞争结合Fe3+,pH升高 OH更易与Fe3+结合，酸性条件下，OH浓度减小，SCN可以与Fe3+ Cl、 Cl、 CI 结合② Fe. (3)6N、0 C11 CI CI 解析：(1)将白色CuS04粉末溶于水中，Cu2+与水分子形成水合离子， 使溶液呈蓝色，则蓝色物质的化学式为[Cu(H20)4]S04;往硫酸铜 溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配离子，中心Cu2+发生 dsp杂化，该配离子的空间结构为平面四边形；NF3不易与Cu2+形成 配离子，则表明其形成配位键的能力不强，其原因是N、F、H三种元 素的电负性：F>N>H,在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原 子，使得N原子的原子核对其孤电子对的吸引力增强，难与C2+形 成配位键。(2)①试管1溶液变红，试管2溶液不变色，则表明酸性 条件下SCN~更易与Fe3+结合，碱性条件下Fe3+可能易与OH结合， 所以SCN~检验Fe3+需在酸性条件下进行的原因是用SCN~检验Fe3 时，SCN会与OH竞争结合Fe3t,pH升高，OH更易与Fe3+结合，酸 性条件下，OH浓度诚小，SCN可以与Fe3+结合。②双聚分子的化 黑白题37 学式为F2Cl6,则分子内可形成配位键，其结构式为 C CI Fe、 。(3)由题图可知，1个该配合物中 CI CI CI 有2个N、4个0与N2+形成配位键，则通过螯合作用形成的配位键 有6个，其中提供孤电子对的原子（配位原子）为N、0。 专项突破5大π键的判断方法 1.C解析：ab的阳离子中两个N原子的杂化方式均为p杂化，A错 误：PF。体积更大，导致离子液体a熔点较低，B错误：咪唑环上的每 个C原子与3个原子成键，剩余1个电子，每个N原子与3个原子成 键，剩余1对电子，又失去1个电子形成阳离子，故大T键为， C正确：a和b的阳离子中氢原子不满足8电子稳定结构，D错误。 2.C解析：反应物中，碳原子最外层的4个电子中有3个用于形成σ 键，有1个参与形成大π键，没有孤电子对，碳原子的杂化方式 为$即2，氮原子最外层的5个电子中有2个用于形成σ键，有1个参 与形成大π键，孤电子对数为1，氨原子的杂化方式为s即2，氧原子最 外层的6个电子中有2个用于形成σ键，孤电子对数为2，氧原子的 杂化方式为sp3,A错误；(CH3CH2)2A1C与A1Cl3的晶体都是分子晶 体，（CH,CH2)2AIC比AICl3的相对分子质量小，因此 (CH3CH2)2A1Cl晶体中的范德华力较小，熔点较低，B错误；产物 中A1原子形成了5个共价键，其中A1与氮原子通过配位键相结合， 氮原子提供孤电子对，铝原子提供空轨道，C正确；产物属于共价化 合物，只含有共价键，D错误。 3.N、BN 解析：无机苯与苯类似，也有大π键，则分子中硼原子、氨原子的杂化 方式都为即杂化，由于硼原子没有孤电子对，所以形成大π键的电 子全部由氮原子提供。 4.ΠΠΠ 解析：C,H5中的大π键由5个C原子构成，每个C原子提供1个电 子，另外还有1个外来电子，则形成大T键的电子数为6，应表示为 Π：根据价层电子对互斥模型分析，硝酸根离子价层电子对数为3+ 5-2×3+1=3,根据杂化轨道理论分析，中心原子氨为p2杂化，分子 2 结构为平面正三角形，氨的2s轨道上一个电子跃迁到2印轨道， 2s、2p.、2py三个轨道形成sp2杂化轨道，2p.轨道则留有一对电子，每 个氧原子2印轨道留有一个单电子，再加上整个离子带一个单位负电 荷，则形成四中心六电子的离域大π键，记为；由图可知， [bmim]+中3个碳原子和2个氨原子均为sp2杂化，碳原子有1个未 参与杂化的p电子，氮原子有2个未参与杂化的p电子，在形成阳离 子的过程中失去1个p电子，所以参与形成大π键的电子数为6，可 表示为Π。 5.(1)Πsp2(2)Πpsp2杂化 Se、 解析：（①）某化合物的结构简式为心)，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，由5个原子、6个电子构成， 可表示为Π，S的价层电子对数为3，杂化方式为p2。(2)根据咪 唑的平面结构，有5个原子和6个电子形成大π键，表示为Π：N原 子1的孤电子对占据p轨道：N原子2的孤电子对占据sp2杂化 轨道。 专项突破6均摊法确定晶胞中的微粒数目 和晶体的化学式 1.C解折：据均摊法，品胞中含8×日=1个T,1个Ca,12x=3 个0，则钙钠矿的化学式为CaTi03,A正确；由图可知，晶胞中Ca2+最 近的氧离子为12，配位数为12，B正确：同周期从左到右，金属性减 选择性必修第二册·RJ 弱，非金属性增强，元素的电负性增强：同主族由上而下，金属性增 强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱：电负性大小：0>Ti>Ca,C错 M 误；若晶胞参数为anm,则晶体密度 为×104g·em3=36x102 a a3 NA g·cm3,D正确。 2.B解析：从基本结构单元分析得知，B原子的成键有连两个A原子 和连三个A原子两种情况，连两个A原子的B原子完全属于该基本 结构单元，处在中心的连三个A原子的B原子完全属于该基本结构 单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单 元含有6个A原子和7+3× 3=8个B原子，故化学式为AB4;故 选B。 3.D解析：结合均摊法可知，晶胞中Fe原子数为8× 2=4,As原子数 1 为8×4+2=4，Ca原子数为8×g+1=2,晶胞的化学式为CaFe,A2, 故m=1,n=2,A错误；Ca2+的配位数应该是离它最近且距离相等 的As3个数，由晶胞示意图可知为8，即体心上的Ca+周围最近的8 个As3,B错误；由A项分析知，晶胞的化学式为CaFe2As2,则该晶胞 的质量为2X40+4x56+4x75 g,该晶胞的体积为a2b×1030cm3,故该晶 NA 2×40+4×56+4×75 休的密度为p=骨 NA 8 6.04×1032 a2bx10-30cm3= a2bNa g·cm-3,C错 误；晶胞中1号As原子的分数坐标为(0,0,0.628)，体心的Ca原子 与顶点的Ca原子有着相同的化学环境，则体心的Ca原子与2号As 原子的距离为0.372b,2号As原子的分数坐标为(0.5,0.5,0.128)， D正确。 4.28 3 8 解析：石墨层状结构中，每个正六边形含有6个碳原子，每个碳原子 形成3个共价键，被3个正六边形共用，则平均每个正六边形占有的 碳原子数是6x了2。金刚石晶胞中，含有碳原子的个数为8x日 6x】+4=8:若碳原子半径为，金刚石晶胞的边长为4，根据硬球接 2 触模型，正方体体对角线长度的就是C一C健的健长，即 a=2, 则r= 3 8a。 140 5.(1)CaCr03 (3) (2ax10-10)3NA 解析：()由均摊法可知，该晶胞中02-的个数为6×7=3，Ca2的个 数为8× =1,铬离子的个数为1，该化合物的化学式为CaC03o 8 ● (2)由品胞结构可知，该品胞沿z轴方向的投影图为 (3)钙离子和氧离子的最近距离为晶胞面对角线长度的一半，则晶 胞面对角线长度为2apm,晶胞参数为V2apm,晶体的密度为 140 (2ax10-10)3NA g·cm-3。 黑白题38