第25讲 分子的性质 配合物与超分子(学用讲义)-【优学精研】2027年高考化学一轮总复习学用Word(鲁琼版)
2026-08-14
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习学案系统覆盖分子的性质与配合物、超分子核心考点,按共价键极性与分子极性、分子间作用力、配合物组成及超分子特征构建知识网络,通过对比表格、问题链设计引导学生自主梳理结构与性质关系,体现考点梳理的系统性和层次性。
亮点在于自主诊断与科学思维培养,如易错辨析6道判断题帮助学生自纠,考向训练中“多角度比较极性分子与非极性分子”表格辅助方法提炼,结合真题演练提升应用能力。助力学生自主构建知识体系,教师可通过学情精准指导,实现因材施教。
内容正文:
第25讲 分子的性质 配合物与超分子
1.知道分子极性与键的极性、分子的空间结构密切相关,认识键的极性对物质性质的影响。
2.了解范德华力、氢键的含义及其对物质性质的影响。结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
3.掌握常见配合物的形成条件和结构,了解配位化合物的存在与应用。
4.结合具体实例,了解超分子的含义、结构特点及其简单性质。
考点一 分子的性质
必备知识
一、共价键的极性与分子极性
1.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
—
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。
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,则羧酸的酸性越强。
②烷基是推电子基团,从而减小羧基中羟基的极性,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.分子的极性
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电荷中心和负电荷中心
正电荷中心和负电荷中心
存在的
共价键
极性键或非极性键
分子内原
子排列
对称
二、分子间作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
2.氢键的表示及特征
3.氢键强弱及对物质性质的影响
4.范德华力与氢键的比较
项目
范德华力
氢键
作用
微粒
分子或原子(稀有气体分子)
H与N、O、F等电负性很大的原子
分类
—
分子内氢键和分子间氢键
特征
无方向性、无饱和性
具有一定的方向性和饱和性
强度
化学键 氢键 范德华力
影响
其强
度的
因素
①组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力 ;
②分子的极性越大,范德华力越大,如CO>N2
对于A—H…B—,A、B的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越
对物
质性
质的
影响
范德华力主要影响物质的物理性质,如熔、沸点等。范德华力越大,物质的熔、沸点
分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点 ,分子内氢键常使物质的熔、沸点
(1)CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ;氢、碳、氧元素的原子可组成多种分子,写出其中一种能形成分子间氢键的物质名称: 。
(2)O的氢化物(H2O)在乙醇中的溶解度大于H2S,其原因是
。
三、分子的性质
1.物质的溶解性
(1)“相似相溶”规律
①非极性溶质一般能溶于 溶剂,极性溶质一般能溶于 溶剂。
②分子结构相似的物质易互溶。
(2)氢键对物质溶解性的影响
若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度 。
〔人教选择性必修2〕
臭氧是极性分子,但是臭氧在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度。臭氧(O3)分子的极性较弱,而四氯化碳(CCl4)是非极性溶剂,分子间作用力为范德华力。根据“相似相溶”原理,弱极性的臭氧与非极性的四氯化碳在极性匹配上更接近,而水的强极性环境与臭氧的弱极性差异较大,导致臭氧在四氯化碳中的溶解度更高。
2.分子的手性
(1)手性异构: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 。在三维空间里 的现象。
(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 的碳原子。
易错辨析
(1)键的极性:H—Cl>H—H。( )
(2)分子的极性:SiH4>NH3。( )
(3)H2O分子之间形成氢键,因此H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高。( )
(4)氢键是一种特殊的化学键。( )
(5)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。( )
(6)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。( )
关键能力
考向1 键的极性与分子的极性判断
1.〔教材习题改编〕下列含有极性键的非极性分子是( )
①CCl4 ②NH3 ③CH4 ④CO2 ⑤N2 ⑥H2S ⑦SO2 ⑧CS2
⑨H2O ⑩HF
A.②③④⑤⑧ B.①③④⑤⑧
C.①③④⑧ D.以上均不对
2.中国科学家徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子,如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是( )
A.H2O2分子为非极性分子
B.CO2分子中只有非极性键,是非极性分子
C.BF3分子是非极性分子
D.CH3COOH分子既有极性键又有非极性键,分子间只存在范德华力
多角度比较极性分子与非极性分子
考向2 分子间作用力以及对物质性质的影响
3.下列对分子性质的解释不正确的是( )
A.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释
B.水在结冰时体积膨胀,是由于水分子之间存在氢键
C.SiCl4分子中硅氯键的极性比CCl4中碳氯键的弱
D.青蒿素分子式为C15H22O5,结构如图,该分子中包含7个手性碳原子
4.根据物质的溶解性,解答下列各题:
(1)H2O2难溶于CS2,简要说明理由:
。
(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都极易溶于水的原因是
。
(3)已知吡啶()中含有与苯类似的大π键,吡啶在水中的溶解度远大于苯,主要原因是
① 、
② 。
用氢键解释原因的答题模板
(1)氢键影响物质的熔、沸点类
①同为分子晶体,×××存在分子间氢键,而×××仅存在较弱的范德华力。
②同为分子晶体,×××存在分子间氢键,而×××存在分子内氢键。
(2)氢键影响物质的溶解性类
×××与H2O(或×××)分子间形成氢键,使溶解度增大。
考点二 配合物和超分子
必备知识
1.配位键
(1)概念:由一个原子提供 ,而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键,即“电子对给予—接受”键被称为配位键。
(2)应用:用配位键解释硼酸是一元酸
硼酸分子中硼原子与3个羟基相连,硼原子最外层的3个电子各与1个氧原子形成1个共用电子对,则硼原子的最外层只有6个电子,属于缺电子原子。硼酸溶于水时,水电离出的氢氧根离子中的氧原子提供孤电子对并与硼原子共用而形成配位键:H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。
2.配位化合物
(1)概念: 或 (称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为 )以 结合形成的化合物,简称配合物。
(2)形成条件:①配体有 ;②中心原子有 。
(3)组成(实例)
[Cu(NH3)4]SO4的组成为
(4)配合物生成的实验
①CuSO4溶液Cu(OH)2(蓝色沉淀)[Cu(NH3)4]2+(深蓝色),其反应的离子方程式为 、
,
滴加乙醇后析出深蓝色晶体:[Cu(NH3)4]2++S+H2O[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓。
②FeCl3溶液[Fe(SCN)n(红色),KSCN溶液检验Fe3+。
③NaCl溶液AgCl(白色沉淀)[Ag(NH3)2]+,反应的离子方程式为Cl-+Ag+AgCl↓、AgCl+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-。
(5)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Fe3+与SCN-形成红色配合物。
③稳定性的改变:形成配合物后,物质的稳定性增强。
提醒:配合物中一定含有配位键,但含有配位键的化合物不一定是配合物,如NH4Cl等铵盐。
3.超分子
(1)概念:超分子是由两种或两种以上的分子通过 形成的分子聚集体。
有人认为,形成超分子的作用是非共价键,也有人将其限于分子间作用力。
(2)两个重要特征: 和自组装。
(3)应用
①分离C60和C70
②冠醚识别碱金属离子:冠醚与合适的碱金属离子形成超分子。
易错辨析
(1)Ni(CO)4是配合物,它是由中心原子与配体构成的。( )
(2)配位键实质上是一种特殊的共价键。( )
(3)提供孤电子对的微粒既可以是分子,也可以是离子。( )
(4)有配位键的化合物就是配位化合物。( )
(5)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl-均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀。( )
(6)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。( )
关键能力
考向1 配位键和配位化合物
1.关于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的说法中正确的是( )
A.配位体是Cl-和H2O,配位数是9
B.中心离子是T,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均产生沉淀
D.内界和外界中的Cl-的数目比是1∶2
2.〔教材习题改编〕向硫酸铜溶液里逐滴加入氨水的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.NH3和H2O与Cu2+的配位能力:NH3<H2O
B.过程②反应的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-
C.析出的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O
D.加乙醇的作用是减小溶剂的极性,降低溶质的溶解度
3.(2025·河南模拟)某种铬的配合物的结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.该物质中Cr的化合价为+3
B.该物质中C和N均采取sp2杂化
C.基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1
D.该物质中Cr的配体有3种
配合物中配位数的判断
(1)配位数可以等同于中心离子(或原子)与配位原子形成配位键的数目。如[Cu(NH3)4]2+中Cu2+的配位数为4,[Cr(H2O)5Cl]Cl2中Cr3+的配位数为6。
(2)当中心离子(或原子)与多基配体配合时,配位数可以等同于配位原子的数目,但不是配体的数目。如中的配体属于双基配体,Cu2+的配位数是4而不是2。
考向2 超分子及其特征
4.下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A.(2024·广东高考)某冠醚与Li+能形成超分子,与K+则不能,是因为Li+与K+的离子半径不同
B.(2023·辽宁高考)某冠醚分子
c()可识别K+,该冠醚可增加KI在苯中的溶解度
C.(2023·湖南高考)含有手性碳原子的分子叫做手性分子
D.(2025·湖北高考)超分子可以由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成
5.冠醚在水相和油相均有一定的溶解度,是重要的相转移催化剂。18-冠-6是冠醚的一种,其结构如图A,下列说法不正确的是( )
A.18-冠-6中氧原子的杂化类型为sp3
B.表示18-冠-6在油相中结构的是图B而不是图C
C.图D中K+与18-冠-6的空腔大小相近,且与氧原子之间通过相互作用形成稳定的超分子结构,体现超分子的分子识别特征
D.若18-冠-6的部分氢原子被氟原子取代,与K+形成的超分子稳定性将增强
1.(2025·浙江1月选考1题)下列属于极性分子的是( )
A.HCl B.N2 C.He D.CH4
2.(2025·安徽高考7题)氨是其他含氨化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成N2。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色[Cu(H2O)4]SO4溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与HgCl2溶液反应生成Hg(NH2)Cl沉淀。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是( )
A.与H+结合的能力:OH->N
B.与氨形成配位键的能力:H+>Cu2+
C.H2O和NH3分子中的键长:O—H>N—H
D.微粒所含电子数:N>N
3.(2025·江苏高考4题)在溶有15-冠-5()的有机溶剂中,苄氯()与NaF发生反应:
下列说法正确的是( )
A.苄氯是非极性分子
B.电负性:χ(F)<χ(Cl)
C.离子半径:r(F-)>r(Na+)
D.X中15-冠-5与Na+间存在离子键
4.(1)(2024·山东高考节选)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月选考节选)化合物HA、HB、HC的结构如下:
HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键
(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱的三种酸排序: ,请说明理由:
。
(3)(2023·辽宁高考节选)噻吩()沸点低于吡咯()的原因是 。
提示:完成课后作业 第六章 第25讲
答案
第25讲 分子的性质 配合物与超分子
考点一
必备知识
一、2.重合 不重合 极性键或非极性键 不对称
二、1.普遍 很弱 越大 越大 越高 越大
2.很大 氢原子 很大 饱和 方向
3.氢键 较弱 强 降低 升高 升高
4.> > 越大 大 越高 升高 降低
应用示例:
(1)范德华力 乙酸 (2)水分子与乙醇分子之间能形成氢键
三、1.(1)①非极性 极性 (2)增大
2.(1)镜像 不能叠合 (2)手性异构体
(3)四个不同基团或原子
易错辨析
(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
关键能力
1.C NH3、H2S、SO2、H2O、HF是含极性键的极性分子,N2是含非极性键的非极性分子。
2.C H2O2分子结构不对称,正、负电中心不重合,为极性分子,A错误;CO2分子中,碳氧键是极性键,B错误;BF3分子中,B原子的价层电子对数为3,采取sp2杂化,且B原子不存在孤电子对,所以分子呈平面三角形,正、负电中心重合,是非极性分子,C正确;CH3COOH分子中碳碳键是非极性键,碳氧键和碳氢键是极性键,但分子间存在氢键和范德华力,D错误。
3.C 碘是非极性溶质,易溶于非极性溶剂四氯化碳,甲烷属于非极性溶质,难溶于极性溶剂水,都可用相似相溶原理解释,A正确;在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相结合,氢键有方向性,在结构中有许多空隙,造成体积膨胀,B正确;碳元素的电负性大于硅元素,因此Si、Cl间的电负性差值较大,Si—Cl的极性强,C错误;根据青蒿素的结构图知,该分子中包含7个手性碳原子,D正确。
4.(1)H2O2为极性溶质,而CS2为非极性溶剂,根据相似相溶规律,H2O2难溶于CS2
(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都是极性分子,且都能与H2O形成氢键
(3)①吡啶能与水分子形成分子间氢键
②吡啶为极性分子,比非极性分子苯更易溶于水
解析:(3)吡啶属于极性分子,苯属于非极性分子,根据相似相溶原理,吡啶在水中的溶解度大于苯;吡啶分子结构中含N原子,能与水分子形成氢键,故吡啶在水中的溶解度大于苯。
考点二
必备知识
1.(1)孤电子对
2.(1)金属离子 原子 配体或配位体 配位键 (2)①孤电子对 ②空轨道 (3)配位原子 配位体 配位数
(4)①C+2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N
Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4+2OH-
3.(1)分子间相互作用 (2)分子识别
易错辨析
(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
关键能力
1.D 配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中,配位体是Cl-和H2O,配位数是1+5=6,A错误;配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti3+,B错误;配离子[TiCl(H2O)5]2+中的Cl-不能与Ag+发生反应,所以加入足量AgNO3溶液后,只有外界中的2个Cl-能与Ag+反应产生沉淀,C错误;在1 mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中,内界和外界中的Cl-的物质的量分别为1 mol和2 mol,数目比是1∶2,D正确。
2.A 铜盐溶液中加入氨水后得到铜氨溶液,表明NH3与Cu2+的配位能力强于H2O,A错误;过程②是Cu(OH)2沉淀溶解形成深蓝色的铜氨溶液的过程,其离子方程式为Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-,B正确;析出的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,C正确;加乙醇的作用是减小溶剂的极性,降低溶质的溶解度,更易析出晶体,D正确。
3.D 由配合物的结构图可知,Cr与3个配位,由元素化合价代数和为零可知,Cr的化合价为+3价,A正确;吡啶环上的C、N均为sp2杂化,羧基中的C为sp2杂化,所以该物质中C和N均采取sp2杂化,B正确;Cr为24号原子,基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1,C正确;该物质中Cr的配体只有1种,D错误。
4.C 含有手性碳原子的分子不一定为手性分子,如,C错误。
5.D 18-冠-6分子中氧原子形成2个共价键且存在2个孤电子对,采用sp3杂化,A正确;烃基亲油,O原子亲水,则能表示18-冠-6在油相中结构的是图B,B正确;冠醚只能与空腔大小相接近的离子形成稳定结构,体现出超分子的分子识别特征,C正确;F原子比O原子电负性大,吸引电子能力比O原子强,导致O电荷密度减少,配位能力降低,与K+形成的超分子稳定性将减弱,D错误。
【真题演练】
1.A HCl中含有H—Cl共价键,是含极性键的极性分子,A项符合题意;N2为同种原子形成的双原子分子,是非极性分子,B项不符合题意;He是单原子分子,属于非极性分子,C项不符合题意;CH4为正四面体结构,是非极性分子,D项不符合题意。
2.B 根据题给信息,NaNH2遇水转化为NaOH可知,N结合H+的能力大于OH-,A错误;由题中信息知,[Cu(NH3)4](OH)2与稀硫酸反应生成[Cu(H2O)4]SO4,同时还有(NH4)2SO4生成,则H+能夺取与Cu2+配位的NH3,故与氨形成配位键的能力:H+>Cu2+,B正确;原子半径:r(O)<r(N),故键长:O—H<N—H,C错误;N中所含电子数为7+1×4-1=10,N中所含电子数为7+1×2+1=10,D错误。
3.C 由题给结构简式可知,苄氯为极性分子,A错误;同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性:χ(F)>χ(Cl),B错误;F-、Na+核外电子排布相同,则核电荷数越大,离子半径越小,故r(F-)>r(Na+),C正确;X属于超分子,超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,故X中15-冠-5与Na+间存在分子间作用力,D错误。
4.(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
(3)吡咯分子中含有—NH—,分子间可形成氢键
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,使得FDCA的熔点远大于HMF。(2)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,HA、HB和HC中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA。(3)吡咯分子中含有—NH—,分子间可形成氢键,而噻吩分子间只有范德华力,故噻吩的沸点低于吡咯。
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