第03讲 分子结构与性质、化学键(复习讲义)(全国通用) 2027年高考化学一轮复习讲练测

2026-07-06
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摘要:

该高中化学高考复习讲义聚焦分子结构与性质、化学键核心考点,按化学键分类、分子空间结构、分子性质及配位键与超分子逻辑架构知识,通过命题透视、思维建模、考点精讲与真题溯源环节,帮助学生系统梳理知识网络,突破空间构型判断、氢键影响等难点,体现复习的系统性与针对性。 讲义以考向为导向设计分层训练,如分子空间结构考点结合VSEPR模型与杂化理论构建判断方法,配合真题及变式题强化科学思维,通过“知识解构-考向破译-真题演练”流程保障复习效果,助力学生掌握解题范式,为教师把控复习节奏提供清晰指导。

内容正文:

第03讲 分子结构与性质、化学键 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养,研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架,构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点,归纳解题范式 ) ( 考点一 化学键及其分类 知识解构 知识点1 化学键的分类 ∣ 知识点2 电子式 知识点3 共价键 考向破译 考向1 考查 化学键 ∣ 考向 2 考查共价键的类别及判断 考向 3 考查键参数及其应用 考点二 分子的空间结构 知识解构 知识点1 价层电子对互斥模型 ∣ 知识点2 杂化轨道理论 知识点3 等电子原理 考向破译 考向1 考查微粒空间结构的判断 ∣ 考向2 考查杂化 方式 的判断 考向3 考查键角大小比较 考点 三 分子的性质及应用 知识解构 知识点1 分子的极性 ∣ 知识点2 键的极性对物质化学性质的影响 知识点 3 分子间作用力 ∣ 知识点 4 分子的手性 考向破译 考向1 考查键的极性和分子极性的 应用 ∣ 考向2 考查分子性质的综合应用 考点 四 配位键、配合物、超分子 知识解构 知识点1 配位键及配合物的性质 ∣ 知识点2 超分子 考向破译 考向1 考查配位键 及 配合物性质 ∣ 考向2 考查超分子的结构、性质及其应用 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑,感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养,研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 化学键及其分类 河北卷T12,3分 湖南卷T12,3分 陕晋青宁卷T6,3分 重庆卷T7,3分 辽吉黑蒙卷T3,3分 安徽卷T7,3分 江西卷T2,3分 福建卷T6,4分 分子的空间结构 山东卷T7,3分 黑吉辽蒙卷T2,3分 湖北卷T8,3分 山东卷T7,2分 江苏卷T5,3分 北京卷T2,3分 甘肃卷T14,3分 浙江6月卷T14,3分 分子的性质及应用 湖南卷T5,3分 广东卷T8,3分 湖北卷T13,3分 浙江1月卷T1,3分 贵州卷T11,3分 湖南卷T5,3分 重庆卷T3,3分 广西卷T1,3分 海南卷T4,2分 配位键、配合物、超分子 山东卷T9,3分 湖北卷T7,3分 云南卷T12,3分 浙江卷T13,3分 北京卷T12,3分 江苏卷T4,3分 甘肃卷T11,3分 湖北卷T15,3分 辽宁卷T9,3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码:本讲是物质结构与性质模块核心考点,为高考选考必考内容。选择题常结合陌生物质考查化学键类型判断、电子式书写正误、σ键π键数目、分子极性判断、配位键、配合物、超分子。综合大题侧重VSEPR模型应用、杂化类型推断、键角比较、分子间作用力与氢键对熔沸点、溶解性的影响。命题常以新型材料、药物分子为载体,融合配位键、等电子体设问。核心区分点在于空间构型与VSEPR模型的差异、氢键对性质的反常影响,是考查空间推理与结构决定性质思维的重要载体。 ►复习目标: 1.掌握离子键、共价键(极性 / 非极性)、配位键、金属键的形成条件与判断方法。 2.熟练书写常见物质的电子式、结构式,能准确判断σ键和π键的数目。 3.运用 VSEPR 模型判断分子或离子的空间构型,掌握sp、sp2、sp3杂化类型的判断。 4.掌握分子极性的判断方法,能比较键角大小并解释原因。 5.理解范德华力、氢键对物质熔沸点、溶解性等物理性质的影响规律。 6.理解配位键、配合物、超分子结构、性质及其应用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架,构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点,归纳解题范式 考点一 化学键及其分类 知●识●解●构 知识点1 化学键的分类 1.化学键的概念:使离子相结合或原子相结合的强烈作用力。根据成键粒子和粒子间的相互作用,可分为离子键和共价键。 2.化学键的分类 3.离子键、共价键、金属键、配位键 (1)概念 ①离子键:带相反电荷离子之间的强烈相互作用。 ②共价键:原子间通过共用电子对所形成的强烈相互作用。 ③金属键:金属阳离子、自由电子所形成的强烈相互作用。 ④配位键:一种特殊的共价键,由一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成。 (2)对比 离子键 共价键(配位键) 金属键 成键 粒子 阴、阳离子 原子 金属阳离子、自由电子 成键 实质 阴、阳离子的静电作用(不是静电吸引) 共用电子对与成键原子间的电性作用 金属阳离子与自由电子间的电性作用 方向性与饱和性  无方向性;无饱和性 有方向性;有饱和性 无方向性;无饱和性 成键表征符号 电子式(例CaCl2形成过程电子式为): 电子式或结构式: HCl结构式为:H—Cl,HCl形成过程电子式为: 无 形成 条件 通常活泼金属与活泼非金属经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键 同种元素原子之间成非极性键 不同种元素原子之间成极性键 金属原子之间形成金属键 形成 的物 质  离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等 非金属单质如H2、Cl2、N2(稀有气体除外);某些共价化合物(如H2O2)或离子化合物(如Na2O2) 共价化合物如HCl、CO2、CH4或离子化合物如NaOH、NH4Cl 金属单质、合金 4.化学键类型的判断 (1)从物质构成角度判断 (2)从物质类别角度判断 物质类别 含化学键情况 非金属单质,如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等 只有共价键 非金属元素构成的化合物,如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等 活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O等 只有离子键 含有原子团的离子化合物,如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等 既有离子键又有共价键 稀有气体,如Ne、Ar等 没有化学键 【特别提醒】①由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键,如AlCl3中Al—Cl键为共价键。 ②非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但多个原子间也可能形成离子键,如NH4Cl等。 ③影响离子键强弱的因素是离子半径和所带电荷数:离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,熔、沸点越高。 ④离子键中“静电作用”包括静电吸引和静电排斥,且二者达到平衡。 5.离子化合物与共价化合物 (1)离子化合物与共价化合物的比较 项目 离子化合物 共价化合物 定义 含有离子键的化合物 只含有共价键的化合物 构成微粒 阴、阳离子 原子 化学键类型 一定含有离子键,可能含有共价键 只含有共价键 物质类别 ①强碱 ②绝大多数盐 ③金属氧化物 个例:NaH、CaC2、Mg3N2 ①含氧酸 ②弱碱 ③非金属气态氢化物 ④非金属氧化物 ⑤极少数盐,如AlCl3 ⑥多数有机物 (2)离子化合物和共价化合物的判断方法 【特别提醒】熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,水溶液中能导电的化合物不一定是离子化合物,如HCl。 6.化学键与物质类别的关系 (1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。 (2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。 (3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。 (4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl等。 (5)既有离子键又有极性共价键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有离子键又有非极性共价键的物质,如Na2O2等。 (6)仅由非金属元素形成的离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等。 (7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如AlCl3等。 7.化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响 ①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度_大__、熔点_高__,就是因为其中的共价键很强,破坏时需消耗很多的能量。 ②NaCl等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也_较高__。 (2)对化学性质的影响 ①N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2性质很_稳定__。 ②H2S、HI等分子中的共价键较弱,故它们受热时易_分解__。 (3)物质熔化、溶解时化学键的变化 ①离子化合物的溶解或熔化过程 离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。 ②共价化合物的溶解过程 A.有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子内共价键被破坏,如CO2和SO2等。 B.有些共价化合物溶于水后,与水分子作用形成水合离子,从而发生电离,形成阴、阳离子,其分子内的共价键被破坏,如HCl、H2SO4等。 C.某些共价化合物溶于水后,其分子内的共价键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 ③单质的溶解过程 某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子内的共价键破坏,如Cl2、F2等。 【易错提醒】①含金属元素的化合物不一定含离子键,如AlCl3为共价化合物; ②全部由非金属元素组成的化合物也可能含离子键,如NH4Cl等铵盐; ③离子化合物中一定含离子键,可能含共价键;共价化合物中只含共价键,一定不含离子键; ④配位键属于共价键的一种,不是独立的化学键类型。 得分速记 离子键靠静电吸,活泼金属非金属; 共价键靠共用电,非金属间常见面; 极性键偏非极均,配位键要孤对寻; 金属键是自由电,金属合金都常见。 知识点2 电子式 1.概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。 2.电子式的书写 粒子的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例 原子 元素符号周围标有价电子 价电子少于4时以单电子分布,多于4时多出部分以电子对分布 阳 离 子 单核 离子符号 右上方标明电荷 Na+ 多核 元素符号紧邻铺开,周围标清电子分布 用“[ ]”,并标明电荷 阴 离 子 单核 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 用“[ ]”,右上方标明电荷 多核 元素符号紧邻铺开,合理分布价电子及所得电子 相同原子不得加和,用“[ ]”,右上方标明电荷 单 质 及 化 合 物 离子化合 物 用阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻,离子合理分布 单质及共 价化合物 各原子紧邻铺开,标明价电子及成键电子情况 原子不加和,无“[ ]”,不标明电荷 3.电子式书写常见的6大误区 内容 实例 误区1 漏写未参与成键的电子 N2的电子式误写为,应写为 误区2 化合物类型不清楚,漏写或多写[ ]及错写电荷数 NaCl误写为,应写为 ;HF误写为 ,应写为 误区3 书写不规范,错写共用电子对 N2的电子式误写为或或应写为 误区4 不考虑原子间的结合顺序 HClO的电子式误写为 ,应写为 误区5 不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构 CH的电子式误写为,应写为 误区6 不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写 CaBr2的电子式应为 ; CaC2的电子式应为 4.用电子式表示化合物的形成过程 ①离子化合物:左边是原子的电子式,右边是离子化合物的电子式,中间用“―→”连接,相同的原子或离子不合并。如NaCl:。 ②共价化合物:左边是原子的电子式,右边是共价化合物的电子式,中间用“―→”连接。 如HCl:。 5.陌生电子式书写方法 ①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物; ②确定该物质中各原子的成键方式; ③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求,分析各原子共用电子对的情况; ④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析,书写电子式。 得分速记 电子式,点外层,原子离子要分清; 阳离子,直接写,阴离子,括号加电荷; 离子化合物阴阳拼,共价化合物共用对; 形成过程箭头连,左边原子右边物。 知识点3 共价键 1.共价键的本质和特征 (1)本质:在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。 (2)特征:具有饱和性和方向性。 2.共价键的分类 (1)根据成键原子电子云重叠方式可分为σ键和π键 σ键 H2的σ键形成: HCl的σ键形成: Cl2的σ键形成: π键 大π键 苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合,形成了一个以6个碳原子为中心的大π键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同 (2)从不同角度对共价键分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠 π键 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移,可能为σ键或π键 非极性键 共用电子对不发生偏移,可能为σ键或π键 原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对,为σ键 双键 原子间有两对共用电子对,为1个σ键,1个π键 三键 原子间有三对共用电子对,为1个σ键,2个π键 3.σ键与π键、极性键与非极性键的判断 (1)σ键与π键 ①依据键强度判断:σ键的强度较大,较稳定;π键活泼,比较容易断裂。 ②由物质结构式判断:共价单键都是σ键,共价双键中含有1个σ键、1个π键,共价叁键中含有1个σ键、2个π键。 ③由成键轨道类型判断:s轨道形成的共价键全部是σ键;杂化轨道形成的共价键全部为σ键。 (2)极性键与非极性键 看形成共价键的两原子,不同种元素的原子之间形成的是极性共价键,同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。 【特别提醒】 (1)只有两原子的电负性相差不大时,才能形成共用电子对,形成共价键,当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时,不会形成共用电子对,而形成离子键。 (2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键,不同种元素原子间形成的共价键为极性键。 (3)通过物质的结构式,可以快速有效地判断键的种类及数目;判断成键方式时,需掌握:共价单键全为σ键,共价双键中有一个σ键和一个π键,共价三键中有一个σ键和两个π键。 4.共价键的键参数及其应用 (1)概念 ①键能:气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。 ②键长:形成共价键的两个原子之间的核间距。 ③键角:两个共价键之间的夹角。 (2)键参数对分子性质的影响 ①键能越大,键长越短,分子越稳定。 ② (3)利用键能(E)计算ΔH的公式:ΔH=E(反应物)-E(生成物)。 (4)比较键角大小的三种思维模型 ①杂化轨道类型不同:sp>sp2>sp3。 ②杂化轨道类型相同 a.孤电子对数越多,键角越小,如H2O<NH3; b.中心原子的电负性越大,键角越大,如H2O>H2S; c.孤电子对数相同,中心原子相同,配位原子电负性越大,键角越小,如NF3<NCl3。 ③在同一分子中,π键电子斥力大,键角大。 【易错提醒】①σ键不一定比π键稳定,如N2中π键键能大于σ键; ②稀有气体分子中不存在化学键,是单原子分子; ③键能越大、键长越短,分子越稳定,但键能大的物质熔沸点不一定高; 得分速记 共价键,共用电,饱和方向两特征; σ键头碰π肩并,单σ双一三键二π; 极性键偏非极均,键能大稳键长近; 考●向●破●译 考向1 考查化学键 例1(2026·黑龙江·模拟预测)简单的平面结构如图,则下列有关该物质的说法正确的是 A.该晶体中含有的化学键有离子键、氢键、共价键、配位键 B.水分子中键角为,推测①的键角小于 C.该晶体的化学式应表示为 D.向硫酸铜溶液中加入过量氨水会产生蓝色絮状沉淀 【答案】C 【解析】A.铜离子与水间形成配位键,硫酸根离子存在极性共价键,铜离子与硫酸根离子之间存在离子键,硫酸根离子与水之间存在氢键,但氢键不属于化学键,A错误;B.孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力,水分子①形成分子间氢键,H-O-H键角增大,故水分子①中的键角大于105,B错误;C.根据图示,铜离子与4个水形成配位键,1个硫酸根离子与1个水分子之间形成氢键,该晶体的化学式应表示为[Cu(H2O)4SO4H2O,C正确;D.向盛有硫酸铜溶液中的试管中逐滴加入氨水,先生成Cu(OH)2蓝色絮状沉淀,继续滴加氨水,氢氧化铜转化为[Cu(NH3)4]2+,得到深蓝色的透明溶液,D错误。故选C。 解题妙招 1.化学键类型快速判断:活泼金属与活泼非金属间多为离子键,非金属间多为共价键,金属单质含金属键。2.化合物类型判断:含离子键的一定是离子化合物,只含共价键的才是共价化合物;离子化合物可能含共价键,共价化合物一定不含离子键。 3.电子式书写抓关键:离子化合物中阴离子和复杂阳离子加方括号标电荷,共价化合物不加括号不标电荷。4.警惕三大陷阱:含金属元素的化合物不一定含离子键(如AlCl3);全是非金属也可能有离子键(如铵盐);稀有气体不含化学键。 【变式1·变载体】(2026·北京·模拟预测)臭氧()是一种强氧化剂,可与稀冷氢氧化钠溶液发生反应①,生成的在水中可发生反应②,下列说法正确的是 A.为非极性分子 B.中只含离子键 C.的电子式为 D.反应②中NaOH为还原产物 【答案】D 【解析】A.O3​为V形结构,分子正负电荷中心不重合,属于极性分子,A错误;B.由和构成,与之间是离子键,内部氧原子之间存在共价键,因此不是只含离子键,B错误;C.是共价化合物,不存在阴阳离子,电子式不需要加括号和标注电荷,正确的电子式为,C错误;D.反应②中,中O元素平均化合价为价,产物中O为价,O元素化合价降低、被还原,因此是还原产物,D正确;故选D。 【变式2】【新情境——科技成果与学科知识结合】(2026·广西玉林·三模)研究表明,Rh-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如图所示[其中TS表示过渡态,Rh配合物简写为TN],关于反应历程说法正确的是 A.反应历程中只有做催化剂,其中Rh的配位数为4 B.反应历程中只有极性键的断裂和形成,没有非极性键的断裂和形成 C.总反应为 D.经定量测定,反应历程中物质TN3含量最少,可能原因是TN3→TN4的活化能较高 【答案】C 【解析】A.从图中可看出,LiI先与甲醇反应生成LiOH和CH3I,CH3I参与催化循环最终生成的CH3COI又与LiOH反应生成LiI与终产物乙酸,因此LiI也属于该反应的催化剂,其中Rh的配位数为4,A错误;B.反应过程中会形成C−C非极性键,因此存在非极性键的形成,B错误;C.总反应需消去中间产物,反应物为CH3OH和CO,生成物为CH3COOH,总反应方程式为,C正确;D.反应中TN3含量最少说明其生成慢(TN2→TN3反应速率慢)或消耗快(TN3→TN4反应速率快),即TN2→TN3的活化能较高或TN3→TN4活化能较低,D错误;故选C。 【变式3】【新考法——结合反应机理考查化学键】(2026·北京大兴·三模)氢能是一种重要的清洁能源,由HCOOH可以制得。在催化剂作用下,单个HCOOH释氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。研究发现,其他条件不变时,以HCOOK水溶液代替HCOOH释氢的效果更佳。下列叙述不正确的是 A.HCOOH在催化剂上的吸附伴随有能量的变化 B.键长:,在催化剂表面解离 键比解离键更容易 C.其他条件不变时,以HCOOK水溶液代替HCOOH能提高释放氢气的纯度 D.HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成 【答案】B 【解析】A.如图2所示,在催化剂上的吸附无新物质生成,属于物理过程,转化为相对能量升高,有能量变化,A正确;B.C的原子半径大于O,则C-H键的键长大于O-H键,如图2所示,物质Ⅱ到Ⅲ的变化是解离O-H键,物质Ⅲ到Ⅳ的变化是解离C-H键,解离O-H键的活化能小于解离C-H键的活化能,所以解离C-H键比解离O-H更困难,B错误;C.其他条件不变,若用HCOOK溶液代替HCOOH,反应生成的KOH能吸收,所以最终所得气体中的量会减少,提高释放氢气的纯度,C正确;D.如图2所示,反应过程中O-H键(极性键)、C-H键(极性键)断裂,H-H键(非极性键)生成,D正确;故选B。 考向2 考查共价键的类别及判断 例2(2026·湖南衡阳·模拟预测)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A.标准状况下,11.2 L 与11.2 L HF均含有个质子 B.1 mol 中的σ键数目为4 C.4.6 g Na与足量氧气反应,转移电子的数目为 D.1 mol苯中,碳碳双键的数目为 【答案】C 【解析】A.标准状况下HF为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定11.2 L HF的质子数,A错误;B.每个中含1个 键,且与Cu之间的配位键也属于 键,故1 mol该配合物中 键数目为,B错误;C.4.6 g Na的物质的量为0.2 mol,Na与足量氧气反应时均转化为+1价,转移电子数为,C正确;D.苯中不存在碳碳双键,其碳碳键是介于单键和双键之间的特殊共价键,D错误;故答案为:C。 解题妙招 1.共价键分类抓三角度 (1)按极性分,同种原子间非极性键、不同种原子间极性键。 (2)按重叠方式分,"头碰头"为σ键、"肩并肩"为π键;单键全是σ键,双键含1σ+1π,三键含1σ+2π。 (3)按电子来源分,双方各提供电子为普通共价键,一方提供孤对、一方提供空轨道为配位键。 2.警惕"σ键一定比π键稳定"的误区,如N2中π键键能大于σ键;配位键形成后与普通共价键性质完全相同。 【变式1·变载体】(2026·福建厦门·模拟预测)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A.质量均为15 g的三种微粒所含有的质子数均为9NA B.标准状况下,0.9 g H2C2O4含有的σ键总数为0.09NA C.标准状况下,33.6 L HF中含有氟原子的数目为1.5NA D.0.1 mol环氧乙烷(  )中含有的极性键数目为0.2NA 【答案】A 【解析】A.、、的摩尔质量均为,因此三种微粒的物质的量均为;C的质子数为6,每个H的质子数为1,电荷改变不影响质子数,因此每个微粒的质子数均为,故三种微粒所含质子数均为,A正确;B.标准状况下0.9 g 对应物质的量为0.01 mol,1 mol 中含有2 mol 键、2 mol 键、2 mol 键、1 mol 键,故0.9 g 中含有键总数为,B错误;C.标准状况下HF为液体,题中条件不能确定其物质的量,C错误;D.1 mol环氧乙烷中含有4 mol键,2 mol 键和1 mol键,故0.1 mol环氧乙烷中含有极性键数目为,D错误;故选A。 【变式2】【新情境——日常生活与学科知识结合】(2026·四川资阳·模拟预测)碱土金属及其化合物有着重要应用。氯化铍蒸气中含(BeCl2)2()。Mg在N2中燃烧生成Mg3N2,在CO2中燃烧生成MgO和C.CaH2能与H2O反应生成H2,常用作野外产生H2的材料。下列说法正确的是 A.NaCl的熔点比NaF的高 B.分子中存在配位键 C.和中均存在非极性共价键 D.与分子中每个O原子形成的键数目不同 【答案】B 【解析】A.NaCl和NaF均为离子晶体,离子所带电荷相同时,离子半径越小,晶格能越大,熔点越高。离子半径:,因此晶格能:,熔点:,A错误;B.Be原子价电子数为2,成键后存在空轨道,桥连的Cl原子有孤电子对,可提供孤电子对给Be的空轨道形成配位键,因此分子中存在配位键,B正确;C.是离子化合物,只存在离子键,没有非极性共价键,中内存在非极性共价键,C错误;D.中O原子形成2个σ键(O-H键),(结构为)中每个O原子也形成2个键(1个O-H键、1个O-O键),键数目相同,D错误;故选B。 【变式3】【新考法——结合纳米材料的制备考查共价键的类别】(2026·河北邢台·模拟预测)纳米球状红磷可以由PCl5和NaN3在一定条件下制备,其原理为2PCl5+10NaN315N2↑+2P+10NaCl。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 A.PCl5分子含有极性键数目为5NA B.4.2g中含有的电子数为2.1NA C.标准状况下,11.2LN2中含有的π键个数为NA D.生成1molP时转移电子数为2.5NA 【答案】C 【解析】A.分子的物质的量未知,无法计算其所含极性键数目,A错误;B.\的摩尔质量为,物质的量为;1个含电子数为,故0.1 mol 含电子数为,B错误;C.标准状况下物质的量为,结构式为,1个分子含2个键,故含键数目为,C正确;D.反应中中从价变为价的单质,生成时,得到电子,转移电子数为,D错误;故选C。 考向3 考查键参数及其应用 例3(2026·山东日照·模拟预测)、、、都含有硫元素,其中含有三聚体,结构如图所示。下列描述错误的是 A.、中硫原子的杂化方式相同 B.图中键长:①<② C.的VSEPR模型为正八面体 D.: 【答案】D 【解析】A.中硫原子价层电子对数为,为杂化,中硫原子价层电子对数为,也为杂化,二者杂化方式相同,A正确; B.①是端基双键,②是桥连单键,双键键长更短,故键长①②,B正确; C.中硫原子价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型为正八面体,C正确; D.为正四面体结构,约为;单分子为平面正三角形,为,故:,D错误;故答案为:D。 解题妙招 1.键参数抓三要素:键能、键长、键角。键能越大、键长越短,化学键越稳定,分子化学性质越稳定。 2.键角决定分子空间构型,键角大小与杂化类型、孤电子对数相关。 3.判断题警惕三大陷阱:一是键能大的物质熔沸点不一定高,分子晶体熔沸点由分子间作用力决定;二是键长是核间距不是原子半径之和;三是键能越大化学稳定性越强,但物理性质不一定更优。 4.计算反应热用反应物总键能减生成物总键能。 【变式1·变载体】(2026·江西抚州·模拟预测)下列说法正确的是 A.键角: B.水中溶解性: C.键长: D.-OH极性:H2O > C2H5OH 【答案】D 【解析】A.中心S为杂化,无孤电子对,为平面三角形结构,键角约120°;中心S为杂化,含1对孤电子对,为三角锥形结构,孤电子对成键电子排斥作用更强,键角更小,故键角,故A错误;B.是极性溶剂,为V形极性分子,为非极性分子,根据相似相溶原理,极性分子更易溶于极性溶剂,故水中溶解性,故B错误;C.键级越大键长越短,键级为3,键级为2,故键长,故C错误;D.乙基是推电子基团,会降低O原子吸引电子的能力,使得中O-H的电负性差值小于中O-H的电负性差值,故-OH极性,故D正确;故答案选:D。 【变式2】【新情境——结合物质制备考查键参数】(2026·四川成都·模拟预测)氮化硅的制备反应为:。为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是 A.60g 晶体中含Si—O键数目为 B.金刚石和石墨互为同素异形体,熔点:金刚石>石墨 C.中键角:∠Si—N—Si<∠N—Si—N D.CO的结构式可表示为: 【答案】B 【解析】A.晶体中每个Si以4个Si—O键连成空间四面体网状结构,60 g的物质的量为1 mol,晶体中含Si—O键数目为,A正确;B.石墨为平面正六边形层状结构,C原子采取杂化方式,C—C键键长<金刚石,故熔点石墨高于金刚石,B错误;C.中,原子形成个键,无孤电子对,键角接近;原子形成个键,还有对孤电子对,孤对电子对成键电子对的排斥作用使更小,因此,C正确;D.CO中含有碳氧三键,其中有一个配位键是由O提供孤电子对,C提供空轨道,则CO的结构式为,D正确;故选B。 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·湖南岳阳·三模)研究发现,在土壤细菌的作用下发生下列反应:①;②;③。下列说法错误的是 A.键角: B.分子间作用力: C.键能: D.键长: 【答案】D 【解析】A.中心N的价层电子对数为,为杂化,无孤电子对,键角为120°;中心N的价层电子对数为,为杂化,有1对孤电子对,孤电子对斥力更大,键角小于120°,故键角,A正确;B.和均存在分子间氢键,O电负性大于N,且形成的氢键数目更多,故分子间作用力,B正确;C.键能约为946kJ/mol,键能约为497kJ/mol,故键能,C正确;D.键长与成键原子的半径正相关,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,O原子半径小于N,故键长,D错误;故选D。 考点二 分子的空间结构 知●识●解●构 知识点1 价层电子对互斥模型 先确定中心原子上的价层电子对数,得到含有孤电子对的VSEPR模型,再根据存在孤电子对的情况最后确定分子的立体构型。 1.理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。 ②孤电子对与成键电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。 2.判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法 (1)方法I:用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。 其中:a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数),b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x是与中心原子结合的原子数。 (2)方法II: 说明:(1)中心原子配位的原子总数是指与中心原子直接结合的原子个数,氧族元素原子作配位原子时,不计算配位原子个数。 (2)粒子的电荷数是离子所带电荷数,阳离子用“-”,阴离子用“+”。 (3)计算结果为中心原子的价层电子对数,根据中心原子的价层电子对数可以确定价层电子对互斥模型。 (4)孤电子对数=价层电子对数-中心原子配位的原子总数。 3.价层电子对互斥理论与分子构型 价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 电子对的排列方式 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称 实例 2 2 0 直线形 直线形 CO2、CS2、BeCl2 3 3 0 平面三角形 平面三角形 BF3、SO3、 N、C 2 1 V形 SO2、O3、N 4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4、CCl4、N 3 1 三角锥形 NF3、NH3、H3O+ 2 2 V形 H2O、H2S 【易错提醒】①VSEPR模型与分子空间构型不同,VSEPR模型包含孤电子对,分子构型不含; ②计算孤电子对数时,离子要加减电荷数; ③孤电子对的排斥力大于成键电子对,孤对越多键角越小:CH4>NH3>H2O; ④多重键只算1对σ键电子对,不算π键。 得分速记 价层电子对互斥,σ 键孤对加一起; 二直三平四四面体,五六双锥八面体; 孤对不算分子形,去掉孤对看构型; 孤对越多键角小,排斥力大要记牢。 知识点2 杂化轨道理论 1.概念:在形成分子时,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的能量相同的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫做杂化轨道。 2.理论要点 ①杂化前后轨道数目不变; ②杂化轨道能量相同、形状相同; ③只有形成分子时才发生杂化,孤立原子不杂化。 3.杂化轨道与分子立体构型的关系 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 立体构型 实例 sp 2 180° 直线形 BeCl2 sp2 3 120° 平面三角形 BF3 sp3 4 109°28′ 四面体形 CH4 4.由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型 杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有关系式: 杂化轨道的数目=中心原子上的孤电子对数+中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)=中心原子的价层电子对数 5.分子(ABn型)、离子(AB型)的空间结构分析示例 实例 价层电子对数(即杂化轨道数) σ键电子对数 孤电子对数 中心原子的杂化轨道类型 VSEPR模型 分子或离子的空间结构 BeCl2 2 2 0 sp 直线形 直线形 CO2 直线形 直线形 BF3 3 3 0 sp2 平面三角形 平面三角形 SO2 2 1 V形 CH4 4 4 0 sp3 四面 体形 正四面体形 NH3 3 1 三角锥形 H2O 2 2 V形 CO 3 3 0 sp2 平面三角形 平面三角形 NH 4 4 0 sp3 四面 体形 正四面体形 6.判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法 (1)根据VSEPR模型、中心原子价层电子对数判断:(ABm型)中心原子的价层电子对数为4,中心原子的杂化轨道类型为sp3;价层电子对数为3,中心原子的杂化轨道类型为sp2;价层电子对数为2,中心原子的杂化轨道类型为sp。 (2)根据等电子体原理进行判断:CO2是直线形分子,SCN-、N与CO2是等电子体,所以分子的空间结构均为直线形,结构式类似,中心原子均采用sp杂化。 (3)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断:没有π键的为sp3杂化,如CH4中的C原子;含1个π键的为sp2杂化,如甲醛中的C原子以及苯环中的C原子;含2个π键的为sp杂化,如二氧化碳分子和乙炔分子中的碳原子。 【易错提醒】①杂化轨道数等于价层电子对数,不是等于配位原子数; ②杂化只发生在形成分子的过程中,孤立原子不存在杂化; ③杂化轨道只能形成σ键或容纳孤对,不能形成π键; ④杂化类型相同,分子空间构型不一定相同,还要看孤电子对数。 得分速记 杂化轨道重新组,能量相近才能组; sp杂化直线形,sp2平面三角形; sp3四面体形,轨道数目都守恒; 价层电子对几对,杂化类型就对应; 杂化只成σ键,π键靠未杂p来建。 知识点3 等电子原理 1.含义:原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。 2.特点:等电子体具有相似的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。 3.确定等电子体的方法 同主族代换或同周期相邻元素替换,交换过程中注意电荷变化。 4.常见的等电子体汇总 等电子类型 常见等电子体 空间结构 2原子10电子 N2,CN-,C22-,NO+ 直线形 2原子14电子 F2,O22-,Cl2 直线形 3原子16电子 CO2,N2O,CNO-,N3-,NO2+,SCN-,HgCl2,BeCl2(g) 直线形 3原子18电子 O3,SO2,NO2- V形 4原子8电子 NH3,PH3,CH3−,H3O+ 三角锥形 4原子24电子 SO3(g),CO32-,NO3-,BO33-,BF3 平面三角形 4原子26电子 SO32-,ClO3-,BrO3-,IO3-,XeO3 三角锥形 5原子8电子 CH4,SiH4,NH4+,PH4+,BH4- 正四面体形 5原子32电子 CCl4,SiF4,SiO44-,SO42-,ClO4- 正四面体形 7原子48电子 AlF63-,SiF62-,PF6-,SF6 八面体形 12原子30电子 C6H6,N3B3H6(俗称无机苯) 平面六边形 考●向●破●译 考向1 考查微粒空间结构的判断 例1(2026·辽宁朝阳·模拟预测)CsCl是一种分析试剂,制备方法为:。下列说法正确的是 A.中子数为18的原子: B.的空间结构:三角锥形 C.CsCl的电子式: D.H2O的VSEPR模型: 【答案】D 【解析】A.元素符号左上角的数字代表质量数,左下角代表质子数,该原子符号的正确表达方式为,A错误;B.计算的价层电子对数:中心碳原子提供 4 个电子,加上带有 2 个单位负电荷(提供 2 个电子),氧原子作为配位原子不提供电子(按提供0算),总电子数为6,即3对电子对。 由于孤电子对数为,中心碳原子采取sp2杂化。因此的空间结构是平面三角形,B错误;C.CsCl是典型的活泼金属与活泼非金属形成的离子化合物,其电子式应为,C错误;D.H2O的中心氧原子有2对成键电子,还有2对孤对电子,价层电子对总数为4,采取sp3杂化,图示非常严谨地画出了2个成键轨道和2个包含孤对电子的杂化轨道,D正确;故答案选D。 解题妙招 1.判断空间构型用VSEPR模型法:先算价层电子对数σ键数+孤电子对数)确定VSEPR模型,再去掉孤电子对即为分子实际构型。价层电子对2对为直线形;3对时0孤对平面三角、1孤对V形;4对时0孤对正四面体、1孤对三角锥、2孤对V形。 2.等电子体法,原子总数和价电子总数相同的微粒空间构型相似,如CO2与SCN-均为直线形。 3.警惕把VSEPR模型直接当成分子构型,注意孤电子对不参与分子构型构成。 【变式1·变载体】(2026·山东淄博·二模)高能材料前驱体N2F2的制备方法是。下列说法错误的是 A.熔点: B.NHF2的VSEPR模型为平面三角形 C.N2F2具有顺反异构 D.N的杂化轨道中s成分: 【答案】B 【解析】A.为离子晶体,为分子晶体,离子晶体熔点普遍高于分子晶体,故熔点,A正确;B.中心N原子价层电子对数=σ键数+孤电子对数,VSEPR模型为四面体形,B错误;C.结构为,氮氮双键不能自由旋转,两个F可处于双键的同侧或异侧,存在顺反异构,C正确;D.中N为杂化,s成分占;中N为杂化,s成分占,故N的杂化轨道中s成分:,D正确;故选B。 【变式2】【新情境——分析技术与学科知识结合】(2026·河南郑州·三模)反应:,可测定菠菜中草酸含量。下列说法正确的是 A.分子中含有s-p π键 B.的空间构型为正四面体形 C.的VSEPR模型为 D.的电子式为 【答案】B 【解析】A.分子中C、O均采取杂化,形成π键的轨道均为p轨道,为p-p π键,不存在s-p π键,A错误;B.中心S原子价层电子对数为,无孤电子对,空间构型为正四面体形,B正确;C.中心O原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,与选项给出的结构不符,C错误;D.的电子式中每个O原子最外层有2对孤电子对,正确电子式为,D错误;故选B。 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·湖南怀化·三模)二氟化氧(OF2)是一种剧毒气体,具有极强的氧化性。已知:①,②(方程式①②均未配平)。下列说法正确的是 A.OF2分子中O元素的化合价为-2 B.H2O与OF2的分子空间结构相似 C.SF4的VSEPR模型为正四面体形 D.反应①中,每生成1mol OF2,转移2 mol电子 【答案】B 【分析】F元素在化合物中仅显-1价,推导得中O的化合价为+2;计算中心原子价层电子对数,中O的价层电子对数为,含2对孤电子对;中O的价层电子对数为,含2对孤电子对;中S的价层电子对数为,含1对孤电子对;配平反应①得。 【解析】A.F元素非金属性强于O,在化合物中仅显-1价,中O元素化合价为+2,A错误;B.和的中心O原子价层电子对数均为4,均含2对孤电子对,杂化类型均为,分子空间结构均为V形,结构相似,B正确;C.的中心S原子有1对孤电子对,价层电子对数为5,VSEPR模型不能为正四面体形,C错误;D.配平反应①为,每生成1mol ,O元素从-2价升高到+2价,转移4mol电子,D错误;故选B。 考向2 考查杂化方式的判断 例2(2026·重庆·模拟预测)下列关于和两种分子说法正确的是 A.键长: B.两种分子均属于微粒 C.两种分子的中心原子采用的杂化方式不同 D.两种分子自身均可以形成分子间氢键 【答案】C 【解析】A.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,C原子半径大于N,因此键长,A错误;B.的总电子数为,属于微粒,只有属于微粒,B错误;C.的中心C原子价层电子对数为3,采取杂化;的中心N原子价层电子对数为4,采取杂化,二者杂化方式不同,C正确;D.分子间氢键需要H原子与N、O、F等电负性大的原子相连,中H均与C相连,无法形成分子间氢键,D错误;故选C。 解题妙招 1.判断杂化类型首选价层电子对数法:杂化轨道数=价层电子对数=σ键数 + 孤电子对数。价层电子对为2对→sp杂化,3对→sp2杂化,4对→sp3杂化。有机物可快速判断:单键碳全sp3,双键碳sp2,三键碳sp。2.由空间构型反推:直线形sp、平面三角形sp2、四面体/三角锥/V 形sp3。 3.警惕"配位原子数等于杂化轨道数"、"π键参与杂化"等错误,杂化轨道只含σ键和孤电子对。 【变式1·变载体】(2026·四川绵阳·模拟预测)利用克劳斯法辅助反应,可从炼油厂尾气中回收得到高纯度的硫磺,下列涉及该反应中反应物、产物的说法正确的是 A.分子中S-H键长小于O-H键长 B.和分子的键均为键 C.与中的杂化形式不同 D.与VSEPR几何构型不同 【答案】C 【解析】A.S的原子半径大于O,因此S-H键长大于O-H键长,A错误;B.NO2中N的价层电子对数为(孤电子对数为0.5,实际为1个单电子),N采取sp2杂化,N与O形成的σ键为sp2-pσ键,并非p-pσ键,B错误;C.NO2中N价层电子对数为2+=2.5,杂化方式为sp2;中N价层电子对数为2+=2,杂化方式为sp,二者杂化形式不同,C正确;D.H2O中心O价层电子对数为2+=4,H3O+中心O价层电子对数为3+=4,二者VSEPR几何构型均为四面体形,VSEPR构型相同,二者的分子构型不同,分别为V形和三角锥形,D错误;故选C。 【变式2】【新情境——化学原理的探究与学科知识结合】(2026·福建泉州·模拟预测)已知:  ,为探究外界条件对化学平衡的影响,向与浓盐酸的混合溶液(蓝色)中加入适量试剂a后,溶液变红。下列说法错误的是 A.、中杂化方式不同 B.若试剂a是水,平衡逆向移动,浓度增大 C.若试剂a是固体,说明与可能形成更稳定的配合物 D.若不加试剂a,降温也可使溶液变红 【答案】B 【解析】A.为六配位结构,中心采取杂化;为四配位结构,中心采取杂化,二者杂化方式不同,A正确;B.加水时平衡向离子数更多的逆反应方向移动,但溶液体积增大的影响占主导,浓度实际减小,溶液变红是因为其物质的量分数升高,B错误;C.加入固体后溶液变红,说明平衡逆向移动、浓度降低,可推测与形成了更稳定的配合物,消耗了,C正确;D.该反应,正反应吸热,降温时平衡向放热的逆反应方向移动,生成更多红色的,溶液变红,D正确;故选B。 【变式3】【新考法——结合新材料考查杂化方式】(2026·山西忻州·模拟预测)钌(Ru)配合物是一种金属配合物发光材料,其结构如图所示。下列有关说法错误的是 A.该配合物中Ru提供空轨道 B.该配合物中Ru的配位数为6 C.该配合物中所有碳、氮原子均为杂化 D.该配合物分子中氮原子形成12个键 【答案】D 【解析】A.配合物中,中心原子作为中心离子,提供空轨道,配体的原子提供孤电子对,A正确;B.该配合物的每个配体提供2个配位原子,因此的配位数为,B正确;C.该配合物中所有、原子的价层电子对数都为3,因此所有、均为杂化,C正确;D.该配合物共原子;每个原子形成2个键+1个键,共个键,因此氮原子总共形成个键,不是12个,D错误;故选D。 考向3 考查键角大小比较 例3(2026·江西赣州·模拟预测)高氯酸铵受热易分解:。下列说法正确的是 A.键长:O=O>Cl—Cl B.键角: C.的电子式: D.的VSEPR模型为正四面体形 【答案】D 【解析】A.原子半径,且O=O为双键键长更短,故键长,A错误;B.为正四面体结构,键角为109°28′,为V形结构,O原子有2对孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力更大使键角减小,故键角,B错误;C. 中每个N原子除三对共用电子外,还各有1对孤电子对,正确电子式为,C错误;D.中心Cl原子的σ键数为4,孤电子对数为,价层电子对数为4,故VSEPR模型为正四面体形,D正确;故选D。 解题妙招 1.键角比较按三步法: 第一步看杂化类型,sp(180°)>sp2(120°)>sp3(109°28′),杂化不同直接比。 第二步杂化相同时比孤电子对数,孤对越多键角越小,孤对排斥力大于成键电子对,如CH4>NH3>H2O。 第三步孤对也相同时,中心原子电负性越大键角越大(如NH3>PH3);配位原子电负性越大键角越小(如NF3<NH3)。2.答题先排杂化,再排孤对,最后比电负性,警惕只看杂化忽略孤对的常见错误。 【变式1·变载体】(2026·浙江绍兴·二模)根据物质结构或元素周期律推测,下列说法不正确的是 A.简单离子半径: B.化合物中离子键百分数: C.分子极性: D.键角: 【答案】B 【解析】A.和核外电子排布相同,核电荷数O<Na,核电荷数越小离子半径越大,故离子半径,A正确;B.离子键百分数与成键元素电负性差值正相关,元素非金属性越强电负性越大,金属性越强电负性越小,故电负性,电负性差值,故离子键百分数,B错误;C.结构高度对称,为非极性分子,正负电荷中心不重合,为极性分子,故分子极性,C正确;D.中心价层电子对数为,含对孤电子对,空间结构为三角锥形,孤对电子对成键对的排斥力更大,键角约为;中心价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为平面正三角形,键角为; 因此键角,D正确;故选B。 【变式2】【新情境——新材料与学科知识结合】(2026·山东滨州·二模)荧光开关分子是一类能响应光、热、特定离子等刺激的光学分子。分子X(非荧光态)结合和后转变为Y(荧光态),转化过程如图。 下列说法正确的是 A.1 mol X中含36NA个C-Hσ键 B.和键角:①<② C.Y中氧原子与Na+形成离子键 D.X能有效增大CsCl在有机溶剂中的溶解度 【答案】B 【解析】A.1 mol X中共有39 mol氢原子,且氢原子均连接在碳原子上,故C-H σ键共有39NA个,A错误;B.和中N原子均为sp3杂化,前者有一对孤电子对,后者没有,孤电子对对共用电子对的斥力较大,故①键角较小,B正确;C.Y中氧原子与Na+形成配位键,C错误;D.X对钠离子有较强络合能力,Cs+半径较大,与X匹配度差,无法有效增大CsCl在有机溶剂中的溶解度,D错误;故选B。 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·重庆·模拟预测)合成氨中,除去原料气中的反应为,下列表述不正确的是 A.CO晶体属于分子晶体 B.的空间结构为三角锥形 C.H-N-H的键角: D.中配位原子是和 【答案】C 【解析】A.CO由CO分子构成,其晶体属于分子晶体,A正确,不符合题意;B.NH3中N的价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,B正确,不符合题意;C.NH3中N原子有1对孤电子对,中NH3作为配体,N的孤电子对用于形成配位键,孤电子对的排斥力大于成键电子对,因此H-N-H键角:,C错误,符合题意;D.中,NH3的N原子提供孤电子对,CO中C原子提供孤电子对,配位原子为N和C,D正确,不符合题意;答案选C。 考点三 分子的性质及应用 知●识●解●构 知识点1 分子的极性 1.非极性分子与极性分子的比较 类型 非极性分子 极性分子 概念 正电荷中心和负电荷中心重合的分子 正电荷中心和负电荷中心不重合的分子 形成原因 分子中正电中心和负电中心重合 分子中正电中心和负电中心不重合 存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键 分子内原子排列 对称 不对称 2.非极性分子与分子极性的判断 (1)只含非极性键的分子:一般为非极性分子(如O2、N2、P4),但O3为极性分子。 (2)含极性键的分子:可能是极性分子,也可能是非极性分子,取决于分子空间构型是否对称。 (3)极性分子中一定含极性键,也可能含非极性键(如H2O2)。 3.键的极性、分子空间构型与分子极性的关系 类型 实例 键的极性 空间构型 分子极性 X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子 XY2(X2Y) CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子 SO2 极性键 V形 极性分子 H2O、H2S 极性键 V形 极性分子 XY3 BF3 极性键 平面正三角形 非极性分子 NH3 极性键 三角锥形 极性分子 XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子 4.多原子分子极性的判断方法 A.孤对电子法:如为ABn型,若中心原子A中没有孤对电子,为非极性分子,中心原子A中有孤对电子,则为极性分子。 B.几何对称法: 如为ABn型,如果各极性键在平面内或空间均匀排列,呈中心对称或呈正多边形、正多面体分布,该分子一定是非极性分子,反之为极性分子。通常有以下几种情况:线型对称,如CO2等(键角180°);正三角形分子,如BF3(键角120°);正四面体型分子,如CCl4、CH4(键角109°28′)。以上几类均为非极性分子,而NH3分子为三角锥型(键角107°18′),H2O分子为V型(键角104.5°)等均为极性分子。 C.中心原子化合价法: 如为ABn型,若中心原子A的化合价的绝对值等于A的主族序数,则为非极性分子;若中心原子A的化合价的绝对值不等于A的主族序数,则为极性分子; D.如为AxBYCZ这种类型的多原子分子绝大部分是极性分子。 5.分子的溶解性 ①“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。 ②若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。 ③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。 【易错提醒】①含极性键的分子不一定是极性分子,如CO2、CH4; ②非极性分子不一定只含非极性键,也可能含极性键; ③极性分子的熔沸点不一定比非极性分子高,还要看相对分子质量和氢键; ④相似相溶是一般规律,不是绝对规律,有例外。 得分速记 极性分子电荷偏,正负中心不重合; 非极分子电荷匀,正负中心重合匀; 双原子看键极性,多原子看构对称; 中心价等外层电,非极分子就能定; 相似相溶好判断,极性溶极非极溶非。 知识点2 键的极性对物质化学性质的影响 1.键的极性与反应活性 (1)规律:共价键极性越强,共用电子对偏移程度越大,键越容易断裂,反应活性越高。 ①极性强的键:H-Cl、O-H、C=O等,易发生反应。 ②极性弱或非极性键:C-C、H-H、Cl-Cl等,相对稳定。 (2)实例:卤化氢的稳定性HF>HCl>HBr>HI,但反应活性HI>HBr>HCl>HF。 2.键的极性与酸性 (1)无机含氧酸:含氧酸的酸性与O-H键的极性密切相关 ①无机含氧酸的中心原子电负性越大、化合价越高,O-H键极性越强,越易电离出H+,酸性越强,如同主族元素含氧酸:从上到下酸性减弱,如HCIO4>HBrO4>HIO4。 ②无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性越高,使R—O—H中O的电子向R偏移,在水分子的作用下越易电离出H+,酸性越强,如酸性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4;H2SO4>H2SO3。 (2)有机羧酸的酸性 键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如,羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸,羧基可电离出H+而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关,如下表所示: 不同羧酸的pKa 羧酸 pKa 丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 ①羧基中羟基的极性越大,越容易电离出H+,则羧酸的酸性越大。 ②与羧基相邻的共价键的极性越大,羧酸的酸性越大。 ③一般地,饱和烃基越长,推电子效应越大,羧酸的酸性越小。 3.键的极性与水解反应 (1)规律:极性较强的共价键容易发生水解反应,水分子的极性部分进攻极性键的两端。 (2)实例:PCl3、SiCl4、Al2S3等易水解。 (3)水解规律:正电性部分结合OH-,负电性部分结合H+。 4.键的极性与有机反应 (1)极性键易发生异裂,产生离子型中间体,发生离子型反应。 (2)非极性键易发生均裂,产生自由基,发生自由基反应。 (3)羰基(C=O)极性强,易发生亲核加成反应。 5.键的极性与配位性 极性分子中带孤电子对的原子易作为配体形成配位键,如NH3、H2O中的 N、O 原子。 【易错提醒】①键的极性越强,键不一定越容易断,还要考虑键能,如HF极性强但键能大、很稳定; ②酸性强弱不仅与键的极性有关,还与酸根稳定性等因素有关; ③非极性键也能发生反应,只是反应机理不同(多为自由基反应); ④键的极性是影响化学性质的因素之一,不是唯一因素。 得分速记 键极越强越易断,反应活性就越高; 含氧酸看 O-H 键,极强易离酸更悍; 水解反应看极性,正负部分各找伴; 有机反应看键型,极键异裂非极均。 知识点3 分子间作用力 1.分子间作用力 (1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力。 (2)分类:分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。 (3)强弱:范德华力<氢键<化学键。 2.范德华力 ①范德华力约比化学键的键能小1~ 2个数量级。 ②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。 ③一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增大。 3.氢键 1)形成:已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。 2)表示方法:A—H…B 3)特征:具有一定的方向性和饱和性。 4)分类:氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。 5)分子间氢键对物质性质的影响 (1)对物质溶沸点的影响: ①存在分子间氢键的物质,具有较高的熔、沸点。例如:NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高,这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。 ②互为同分异构体的物质,能形成分子内氢键的,其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。例如:邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,当对羟基苯甲醛熔化时,需要较多的能量克服分子间氢键,所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。 (2)对物质溶解度的影响:溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键,则溶质的溶解度明显的大;分子内氢键的形成导致溶解度减小。 6)分子间作用力(范德华力)与氢键的比较 范德华力 氢键 存在 分子间普遍存在 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间 特征 无方向性、无饱和性 具有一定的方向性和饱和性 强度 共价键>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,范德华力越大; ②分子的极性越大,范德华力越大 对于A—H…B,A、B的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越大 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、沸点越高 分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,分子内氢键使物质的熔、沸点降低,对电离、溶解度等产生影响 【易错提醒】①氢键不是化学键,是一种特殊的分子间作用力; ②氢键只存在于含N-H、O-H、F-H键的分子之间或分子内; ③分子间氢键使熔沸点升高,分子内氢键使熔沸点降低,二者影响相反; ④范德华力只影响物理性质,不影响化学性质。 得分速记 分子间力有两种,范德华力和氢键; 范德华力普遍存,相对质量大的稳; 氢键需要氮氧氟,氢连强电负性主; 分子间氢键沸点升,分子内氢键沸点降; 三种力强比一比,化学键大氢键次。 知识点4 分子的手性 1.手性的概念 (1)具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手与右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称手性异构体(对映异构体)。 (2)具有手性异构体的分子叫做手性分子。 2.手性分子的成因 (1)手性碳原子:连有四个不同的原子或基团的碳原子,叫做手性碳原子(或手性中心),常用 "*" 标记。这种含这种手性碳原子的分子和它“在镜中的像”不能重叠,因而表现为“手性”。 (2)手性碳原子条件:碳原子必须是sp3杂化(饱和碳原子),且连接四个不同的原子或基团。 3.手性分子的判断 (1)分子中含有手性碳原子,且分子没有对称面、对称中心,一般为手性分子。 (2)含有多个手性碳原子的分子不一定都是手性分子,若存在内消旋则无手性。 (3)不含手性碳原子的分子也可能有手性(如联苯型、丙二烯型),但高中阶段主要考虑含手性碳的情况。 4.手性分子的性质 (1)物理性质:一对对映异构体的熔点、沸点、密度等大多相同,但旋光性不同 —— 一个使偏振光左旋,一个使偏振光右旋。 (2)化学性质:在非手性环境中化学性质基本相同;在手性环境(如手性催化剂、手性溶剂)中反应速率不同。 5.手性分子的用途 (1)药物化学:手性药物的两个异构体药效可能差异很大,如 "反应停" 事件。 (2)生命科学:生物体内的蛋白质、糖类、氨基酸等大多是手性分子。 (3)不对称合成:手性催化剂催化合成单一手性异构体。 【易错提醒】①含有手性碳原子的分子不一定是手性分子,若分子有对称面则无手性(内消旋); ②手性碳原子必须是饱和碳原子(sp3杂化),双键、三键碳不可能是手性碳; ③手性异构体的物理性质并非完全相同,旋光性不同; ④手性是分子整体的性质,不是某个原子的性质。 得分速记 手性分子像双手,镜像对称不重合; 手性碳连四不同,星号标记要记清; 对映异构物性同,旋光方向各不同; 非手环境反应同,手性环境大不同; 手性药物要小心,异构体间药效分。 考●向●破●译 考向1 考查键的极性和分子极性的应用 例1(2026·天津·二模)下列性质的比较,正确的是 A.氢化物稳定性: B.酸性: C.在水中溶解度:>乙醇 D.键的极性: 【答案】A 【解析】A.O和S同主族,非金属性,非金属性越强对应气态氢化物越稳定,故氢化物稳定性,A正确;B.P和S同周期,非金属性,最高价氧化物对应水化物酸性随非金属性增强而增大,酸性,B错误;C.乙醇可与水以任意比例互溶,在水中溶解度较小,故水中溶解度乙醇>,C错误;D.键的极性由成键原子电负性差值决定,电负性,与电负性差值大于与的差值,故键的极性,D错误;因此答案为A。 解题妙招 1.键的极性快速判断:同种原子间非极性键,不同种原子间极性键。 2.分子极性分两步 (1)双原子分子键极即分子极;多原子分子看空间构型是否对称,正负电荷中心是否重合。 (2)ABn型速判法:中心原子化合价绝对值等于最外层电子数时为非极性分子,否则为极性。 3.溶解度题用相似相溶:极性分子易溶于极性溶剂,非极性易溶于非极性。 4.警惕"含极性键的分子一定是极性分子"、"非极性分子只含非极性键"等典型错误。 【变式1·变载体】(2026·四川成都·模拟预测)一定条件下,磷化氢()与溶液的反应:,下列说法错误的是 A.是含极性键的极性分子 B.和的晶体类型不同 C.分子中的共价键类型为键 D.的VSEPR构型和分子构型均为正四面体形 【答案】C 【解析】A.中P和H形成极性共价键,中心P原子价层电子对数为,含1对孤电子对,分子为三角锥形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A正确;B.是离子晶体,是分子晶体,二者晶体类型不同,B正确;C.中中心O原子采取杂化,H的1s轨道与O的杂化轨道重叠形成键,不是键,C错误;D.中心P原子价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR构型和空间构型均为正四面体形,D正确;故选C。 【变式2】【新情境——反应机理与学科知识结合】(2026·山西忻州·模拟预测)氧化丙烷脱氢()是一种很有前景的高产丙烯技术。在二氧化铈上高效催化氧化丙烷脱氢的简单机理如图所示。下列有关说法正确的是 A.丙烷、和水均为极性分子 B.由形成是键数目减少的过程 C.丙烯分子中键与键的数目之比为 D.该历程中只有极性键断裂和非极性键形成 【答案】C 【解析】A.丙烷、为非极性分子,水为极性分子,A错误;B.、分子中均含2个键,由形成,键数目不变,B错误;C.丙烯分子的结构简式为CH3-CH=CH2,丙烯分子中只有碳碳双键中含1个键和1个键,其余均为键,所以丙烯分子中键与键的数目之比为,C正确;D.该历程中有极性键O-H键形成,D错误;故选C。 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·江苏淮安·模拟预测)酰胺类物质常被用作溶剂和化工原料,在碱和加热条件下也可以发生水解,如。下列说法正确的是 A.是极性分子 B.电离能: C.离子半径: D.中与键数比为8:1 【答案】A 【解析】A.为乙酰胺,分子结构不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A正确;B.N原子2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于同周期相邻的O,即,B错误;C.和核外电子层结构相同,核电荷数越小离子半径越大,故,C错误;D.中σ键共6个(3个C-H键、1个C-C键、1个C=O中的σ键、1个C-O单键),π键仅C=O中的1个,σ与π键数比为6:1,D错误;故选A。 考向2 考查分子性质的综合应用 例2.(2026·云南昆明·模拟预测)关于、、、和的结构与性质,下列说法错误的是 A.沸点: B.键角: C.水中的溶解度: D.结合质子的能力: 【答案】B 【解析】A.和均为分子晶体,相对分子质量更大,范德华力更强,沸点更高,因此沸点,A正确;B.和的中心均为杂化,都含2对孤电子对,电负性大于,中成键电子对更偏向,成键电子对间斥力更小,且原子半径大于,中两个的空间位阻更大,因此键角,B错误;C.是极性分子,可与水分子形成氢键,易溶于水;是非极性分子,难溶于极性溶剂水,因此溶解度,C正确;D.电负性远大于,中原子电子云密度被吸引而降低,给出电子结合的能力弱于,因此结合质子能力,D正确;故答案为B。 解题妙招 1.熔沸点比较按序判断:先看有无分子间氢键(有则显著升高),再比相对分子质量(越大范德华力越强),最后看分子极性(相对分子质量相近时极性大的略高)。 2.溶解度抓"相似相溶",能与水形成氢键的溶解度更大。 3.分子极性看空间构型是否对称,ABn型可用"中心原子化合价绝对值=最外层电子数"快速判断非极性分子。 4.键角比较:先看杂化类型,再比孤电子对数(孤对越多键角越小)。 5.警惕"氢键是化学键"、"分子极性强熔沸点一定高"等陷阱。 【变式1·变载体】(2026·江西上饶·二模)下列有关物质结构或性质的比较中正确的是 A.熔点: B.在不同溶剂中的溶解度:乙醇>水 C.键角: D.、都是由极性键构成的非极性分子 【答案】C 【解析】A.为离子晶体,为分子晶体,由于离子键强度大于分子间作用力,一般离子晶体熔点远高于分子晶体,故熔点>,A错误;B.是离子化合物,水的极性强于乙醇,根据相似相溶原理,该物质在极性更大的水中溶解度更高,即不同溶剂中的溶解度:水>乙醇,B错误;C.和的中心N原子均为sp3杂化,均含有1对孤电子对,F的电负性大于H,中成键电子对更偏向F,成键电子对之间的排斥力更小,因此键角<,C正确;D.是正四面体结构,正负电荷中心重合,是由极性键构成的非极性分子;与氨气一样为三角锥形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,D错误;故选C。 【变式2】【新情境——反应机理与学科知识结合】(2026·重庆·模拟预测)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3,一定条件下(H2O)2·BF3可发生如图所示转化,下列说法中错误的是 A.熔化前后,B原子的杂化方式不同 B.分子的极性:H2O>OF2 C.分子的键角:BF3>H2O D.(H2O)2·BF3分子间存在氢键和范德华力 【答案】A 【解析】A.熔化前,B原子与三个F原子和一个水分子中的O原子形成了4个键,B原子的价层电子对数为4,采取sp3杂化;熔化后,B原子与三个F原子和一个羟基中的O原子形成了4个键,B原子的价层电子对数为4,采取sp3杂化,熔化前后B原子的杂化方式相同,A错误;B.H2O和OF2都是V形分子,在H2O中,由于O的电负性大于H,共用电子对偏向氧原子,偶极矩方向一致叠加,极性较强;在OF2中,由于F的电负性大于O,共用电子对偏向氟原子,偶极矩方向相反,导致部分抵消,极性较弱,分子的极性H2O>OF2,B正确;C.BF3中心原子B没有孤电子对,采用sp2杂化,空间构型为平面三角形,键角为120°;H2O中心原子O有两个孤电子对,采用sp3杂化,由于孤电子对的排斥作用,键角为104.5°,因此分子的键角BF3>H2O,C正确;D.(H2O)2·BF3是由分子构成的物质,图中明确画出了水分子之间的氢键,分子之间普遍存在范德华力,D正确;故答案为A。 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·广东佛山·模拟预测)劳动创造美好生活。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是 选项 劳动项目 化学知识 A 砂纸磨刀 制作砂纸的SiC熔点很高 B 用洗涤剂洗去油污 油污疏水,会被包裹在表面活性剂形成的胶束内腔 C 制备腊肉、香肠时添加NaNO2 NaNO2具有防腐和护色作用 D 将Cl2通入NaOH溶液制成漂白液代替氯水 NaClO溶液常温下分解比HClO慢 【答案】A 【解析】A.砂纸磨刀利用的是SiC硬度大的性质,与SiC熔点高的性质无关,A错误;B.洗涤剂中的表面活性剂同时具有亲水基和疏水基,疏水的油污会被包裹在表面活性剂形成的胶束内腔,最终随水被除去,B正确;C.是允许限量使用的食品添加剂,在肉制品加工中可抑制微生物繁殖起到防腐作用,还可与肌红蛋白反应维持肉制品鲜红色,起到护色作用,C正确;D.HClO常温下易分解为HCl和,NaClO溶液在常温下稳定性远强于HClO,分解速率更慢,因此漂白液比氯水更易储存,D正确;故答案选A。 考点四 配位键、配合物、超分子 知●识●解●构 知识点1 配位键及配合物的性质 1.孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。 2.配位键 ①配位键定义:属于“电子对给予-接受”键,由一个原子提供孤电子对与另一个接受孤电子对的原子形成的共价键。配位键属于σ键。 ②配位键的形成:成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成共价键。 ③成键的性质:共用电子对对两个原子的电性作用。 ④配位键的表示:常用“→”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,如NH可表示为,在NH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。 ⑤配位键的形成条件: a.配体有孤电子对,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。 b.中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。 ⑥配位键的特点:配位键一旦形成,与普通共价键性质完全相同,只是形成方式特殊。 3.配合物 (1)概念:由中心离子(或原子)与配体以配位键结合形成的化合物,叫做配位化合物,简称配合物。 (2)组成: 如[Cu(NH3)4]SO4: ①中心原子:提供轨道接受孤对电子的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的金属离子(此时又叫中心离子),过渡元素最常见,如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+。 ②配位体:含有并提供孤电子对的分子或离子,即电子对的给予体。常见的配位体:H2O、NH3、SCN-、CO、N2、X-、OH-、CN-。 ③配位原子:配体中提供孤对电子的原子叫配位原子,如:H2O中的O原子,NH3中的N原子。 ④配离子:由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子,如:[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。 ⑤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。 ⑥配离子的电荷数:配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的代数和。 ⑦内界和外界:配合物分为内界和外界,其中配离子称为内界,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SO,配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。 即:[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2++SO,而内界很难电离,其电离程度很小,[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3。 4.螯合物 螯合物是配合物的一种,具有环状结构的配合物叫螯合物或内配合物。一种配位体有两个或两个以上的配位原子同时与一个中心离子结合,螯合物中配体数目少,形成环状结构较简单配合物稳定,而且形成的环越多越稳定,其中以五元环或六元环最为稳定。在螯合物的结构中,一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳,此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。这种提供螯合物配体的试剂被称为螯合剂。 例:乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与Cu2+形成如下的螯合物: 乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤电子对以满足中心离子的配位数。 氨基乙酸的酸根氧离子(H2N-CH2-COO—)与Cu2+形成如下的螯合物: 其中Cu2+离子的配位数仍旧是4,氧提供孤电子对与中心离子配位,又有负电荷可以中和中心离子的正电荷,生成中性分子的“内配盐”。 5.多齿配体、二茂铁、羰基化合物 如果一个配位体中有几个配位原子能直接和同一个金属离子配位,这种配体称为多齿配体,形成具有环状结构的配合物称为螯合物,如:乙二胺配体中有两个配位原子、乙二胺四乙酸(EDTA)配体中有6个配位原子。还有其他特殊配体:CO、环戊二烯基(C5)等含有π键的配位体形成的配合物,如二茂铁、金属羰基化合物。                  金属EDTA(乙二 Fe(C5H5)2二环戊 Ni(CO)4四羰 胺四乙酸)螯合物 二烯合铁(二茂铁) 基镍(楔形式) 6.化学配合物的配位数可按如下方法判断: 1)配合物的配位数等于配位原子及配位体的数目,有两种情况: (1)配位原子数目、配位体数目、中心离子与配位原子形成的配位键键数均相等,例如[Ag(NH3)2]NO3、[Cu(NH3)4]SO4、[Cu(H2O)4]2+、[Zn(NH3)4]2+、K3[Fe(SCN)6]、[FeF6]3-、Ni(CO)4、Fe(CO)5、[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2等配合物或配离子,它们配位体的数目以及中心离子与配位原子形成的配位键键数相等。其中Ag+离子的配位数为2,Cu2+离子与Zn2+离子的配位数均为4,Fe3+离子的配位数为6。Ni(CO)4、Fe(CO)5等羰基化合物中Ni、Fe原子的配位数分别为4、5,[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+离子与Cr3+离子的配位数均为6。 (2)配位原子、配位体的数目均不等于中心离子与配位原子形成的配位键键数,例如[BF4]-、[B(OH)4]-、[AlCl4]-、[Al(OH)4]-等配离子中,B、Al原子均缺电子,它们形成的化学键,既有共价键,又有配位键,配位数与配位键的键数不相等,配位数均为4。又如Al2Cl6(下图)中Al原子的配位数为4。 2)配位数等于配位原子的数目,但不等于配位体的数目 存在多基配体时有这种情况,例如[Cu(en)2]中的en是乙二胺(NH2CH2CH2NH2)的简写,属于双基配体,每个乙二胺分子有2个N 原子与Cu2+离子配位,故Cu2+离子的配位数是4而不是2。 3)配合物的配位数可以按中心离子电荷数的两倍来计算 如果不知道配合物的化学式,一般可按此规律计算。例如前面提到的,Ag+离子的配位数为2,Cu2+离子与Zn2+离子的配位数均为4,Fe3+离子的配位数为6,等等。不过应注意,某些配合物不符合以上规律,如[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+离子与Cr3+离子的电荷数分别为2、3,但配位数都是6。若配合物中的中心原子呈电中性,如金属的羰基化合物,其配位数只能在已知化学式的基础上判断。有些配合物,当中心离子(或原子)与不同量的配位体配合时,其配位数并不确定。配位数多少与中心离子和配体的性质(如电荷数、体积大小、电子层结构等)以及它们之间相互影响、配合物的形成条件(如浓度、温度等)有关。配位数由1到14均可能,其中最常见的配位数为4和6。例如硫氰合铁络离子随着配离子SCN-浓度的增大,中心离子Fe3+与SCN- 可以形成配位数为1~6的配合物:[Fe(SCN-)n]3-n(n=1~6)。 7.配合物的形成对性质的影响 ①溶解性:配合物一般易溶于水,配离子在溶液中较稳定。一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物等可溶于含过量的氯离子、溴离子、碘离子和氨的溶液中,形成可溶的配合物。如Cu(OH)2溶于过量氨水中: Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42++2OH-。 ②颜色:当简单离子形成配合物时,颜色往往会发生变化,可用于离子检验。如黄色的铁离子溶液与硫氰酸根配合,就形成血红色的溶液。 ③稳定性增强:配位键越强,配合物越稳定。配体配位能力越强,配合物越稳定。 8.配合物的应用 超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。 (1)在生命体中的应用 (2)在生产、生活中的应用 (3)在医药中的应用——抗癌药物、。 【易错提醒】①配位键属于共价键的一种,不是独立的化学键类型; ②配位数是配位原子的数目,不是配体的数目(如乙二胺是双齿配体,1个配体提供 2个配位原子); ③配合物的内界和外界之间是离子键,内界内部是配位键; ④配离子在溶液中较稳定,但也存在解离平衡,不是完全不解离。 得分速记 配位键,特殊键,孤对空轨来相见; 箭头指向空轨道,形成之后同共价; 配合物,有内界,中心配体中间结; 配位数看配位原,内界外界要分清; 配合物,有颜色,离子检验有特色。 知识点2 超分子 1.概念:由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用(非共价键)结合形成的分子聚集体或组装体,叫做超分子。 【易错提醒】①超分子不是通过共价键结合,而是通过氢键、范德华力、疏水作用、静电作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键等非共价作用力结合; ②超分子中各组分分子保持各自的化学性质和结构特征; ③超分子定义中的分子是广义,包括离子。 2.分子聚集体的大小:超分子这种分子聚集体,有的是有限的,有的是无限伸展的。 3.超分子的特点 (1)非共价键结合:通过氢键、范德华力、π-π堆积、疏水作用等分子间作用力组装,不是通过共价键连接; (2)自组装:在一定条件下,分子能自发地组装成有序的超分子结构,自组装过程是使超分子产生高度有序的过程。 (3)可逆性:超分子的组装与解聚是可逆的,改变条件(如温度、浓度、pH)可使超分子解体或重组; (4)结构与功能:具有特定的空间结构和功能,各组分协同作用体现整体功能。 4.常见超分子实例 (1)“杯酚”分离C60和C70:杯酚与C60通过范德华力相结合,通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂,溶解未装入“杯酚”的C70,过滤后分离C70;再向不溶物中加入氯仿,溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 (2)冠醚识别碱金属离子:冠醚是皇冠状的分子,有不同大小的空穴,能与正离子,尤其是碱金属离子络合,并随环的大小不同而与不同的金属离子络合,利用此性质可以识别碱金属离子。冠醚环的大小与金属离子匹配,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,因而成为有机反应中很好的催化剂。 (3)细胞和细胞器的双分子膜:细胞膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团,头部会朝向水溶液一侧,从而实现自组装。 (4)DNA分子:核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。 (5)冰晶体:水分子通过氢键形成的三维网状结构。 5.超分子的应用 (1)分子识别:利用超分子的选择性结合能力,进行离子、分子的识别与分离; (2)药物载体:环糊精、脂质体等作为药物载体,提高药物溶解度和稳定性; (3)分子器件:超分子组装成分子开关、分子马达等功能器件; (4)材料科学:超分子材料具有刺激响应性,可用于智能材料。 【易错提醒】①超分子不是大分子,不是通过共价键连接,而是通过分子间作用力结合; ②超分子中各分子保持独立的化学性质,只是物理聚集; ③超分子的组装是可逆的,不是永久固定的结构; ④超分子与配合物不同:配合物以配位键结合,超分子以非共价键结合(冠醚与金属离子的结合有时也被看作超分子作用)。 得分速记 超分子,非共价,氢键范德华力来搭建; 自组装,可逆性,条件改变能拆分或重组; 冠醚识别金属离,环糊包药增溶解; DNA双螺旋,磷脂双分子膜; 分子识别与组装,超分子应用广。 考●向●破●译 考向1 考查配位键及配合物性质 例1(2026·江西·模拟预测)吡啶甲酸铬的结构简式如图所示,别名吡啶羧酸铬、甲基吡啶铬,紫红色结晶性细小粉末,流动性良好,常温下稳定,微溶于水,不溶于乙醇。下列说法正确的是 A.该化合物中配位键的个数为3 B.该化合物中C、N原子的杂化方式相同 C.第一电离能: D.基态Cr原子的价电子排布式为 【答案】B 【解析】A.由图可知,化合物中具有空轨道的铬离子与3个氧原子和3个氮原子形成6个配位键,A错误;B.由图可知,吡啶环中的碳原子和氮原子,以及碳氧双键中的碳原子的杂化方式都为sp2杂化,B正确;C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大的趋势,氮原子的2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素,C错误;D.铬元素的原子序数为24,基态原子的价电子排布式为,D错误;故选B。 解题妙招 1.配位键判断抓两点:一方有孤电子对、一方有空轨道,箭头指向空轨道接受方。 2.配合物组成分清内外界:方括号内为内界(中心离子+配体),靠配位键结合;括号外为外界,内外界之间是离子键,溶于水只有外界离子完全电离。 3.配位数数配位原子数,不是配体数,注意乙二胺等多齿配体。 4.颜色题记特征色:[Cu(NH3)4]2+深蓝、[Fe(SCN)n]3-n血红。 5.计算用元素守恒,警惕"配体数等于配位数"、"内界离子全部电离"等陷阱。 【变式1·变载体】(2026·辽宁沈阳·模拟预测)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,其结构简式如图所示。下列说法正确的是 A.该物质既能和酸反应,又能和碱反应 B.分子中C原子和N原子的杂化方式相同 C.第一电离能由大到小的顺序为O>N>C>H D.该物质中Zn的配位数为4,配位原子为O、N 【答案】A 【解析】A.由结构简式可知,分子中既含酯基又含有氨基,酯基既可以和酸反应,又可以和碱反应,氨基可以和酸反应,则该物质故既能和酸反应又能和碱反应,A正确;B.分子中连双键的C的杂化方式为,连单键的C原子为杂化,N原子形成4个σ键,为杂化,B错误;C.同周期元素从左到右,第一电离能逐渐增大,但第ⅡA,第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素,氢原子只有1个电子,第一电离能大于C,所以第一电离能:N>O>H>C,C错误;D.该物质中,锌的配位原子包括甘氨酸羧酸根的O、氨基中的N及水分子中的O,配位数是5,D错误;故选A。 【变式2】【新情境——生命科学与学科知识结合】(2026·山东威海·二模)血红蛋白在平衡血液氧气输送等方面发挥着重要作用。其载氧后和载氧前的局部结构如下图所示。下列说法错误的是 A.人体吸入中毒的原因是血红蛋白开启了超分子识别功能 B.载氧前,血红蛋白中的只与咪唑环中的原子配位 C.载氧后,血红蛋白中的价层电子对数是6 D.已知咪唑环是平面结构,其中的大键表示为 【答案】B 【解析】A.血红蛋白具有超分子识别功能,可以与结合导致人体中毒,A正确;B.根据图 2,血红蛋白中的不仅与咪唑环中的原子配位,还与卟啉环上的原子配位,形成5根配位键,B错误;C.载氧后,血红蛋白中形成6根配位键,无孤对电子,价层电子对数是6,C正确;D.咪唑环是平面结构,成环的原子均为杂化,提供2个电子,每个C原子提供1个电子,提供1个电子,形成大键的总电子数为6,形成原子数为5,表示为,D正确;故答案为B。 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·河南新乡·模拟预测)在血液中,血红蛋白Hb是由以为中心的配位化合物铁卟啉和蛋白质共同构成的,可用于输送。当人吸入CO后,极易发生中毒,血红蛋白在人体内的变化如图所示。下列说法错误的是 A.载氧前后,铁元素的化合价不变 B.Hb()和Hb(CO)中Fe的配位数均为6 C.血红蛋白Hb中C、N原子均采取杂化 D.Hb能与CO形成更强的配位键 【答案】C 【解析】A.载氧过程仅为与中心形成配位键,没有发生氧化还原反应,铁元素化合价始终为价,化合价不变,A正确;B.观察结构可知,和中,Fe分别与卟啉环的4个N、下方咪唑环的1个、1个配位,配位数均为6,B正确;C.血红蛋白中存在饱和碳原子,如甲基、侧链亚甲基中的碳原子,这类碳原子形成4个单键,采取杂化,并非所有C、原子均为杂化,C错误;D.可以取代中的使人中毒,说明Hb与CO能形成更强的配位键,D正确;故选C。 考向2 考查超分子的结构、性质及其应用 例2(2026·辽宁沈阳·模拟预测)分子之间可通过空间结构和作用力协同产生某种选择性,从而实现分子识别。下图是一种分子梭,环状分子与链状分子可以形成超分子,在上有两个不同的识别位点。下列说法错误的是 A.分子属于冠醚,可以通过氧原子吸引阳离子形成超分子 B.在碱性情况下,环状分子与分子中位点的相互作用较强 C.若分子中的大键可用符号表示,分子中含有三个 D.在酸性和碱性条件下,、之间的作用力均为氢键 【答案】D 【解析】A.分子B的结构中含有多个醚键,属于冠醚结构,冠醚的氧原子带有孤电子对,能够通过静电作用吸引阳离子,进而和分子A依靠分子间作用形成超分子,A正确;B.碱性环境下,位点2的氮原子不会结合不带正电荷,位点1保留正电荷,环状分子B与带正电的位点1依靠静电作用结合,二者相互作用更强,B正确;C.苯环、吡啶环均为六元芳香环,每个六元芳香环均存在大键;分子A含有2个吡啶环、1个苯环,一共3个大键,C正确;D.碱性条件下,B结合带正电的位点1,酸性条件下B结合带正电的位点2,二者之间主要是正负静电相互作用,并非均为氢键,D错误;故选D。 解题妙招 1.解题紧抓超分子核心特征:靠氢键、范德华力等非共价键结合,不是共价键也不是配位键。 2.概念辨析题快速区分:共价键连的是普通分子,配位键形成的是配合物,非共价键聚集的是超分子。 3.性质题抓三关键词:自组装、可逆性、分子识别。 4.常考实例对应法:冠醚识别金属离子、环糊精包合药物、DNA 双螺旋、磷脂双分子层。警惕"超分子是高分子"、"超分子靠化学键结合"等错误表述,超分子各组分保持独立化学性质。 【变式1·变载体】(2026·重庆·模拟预测)冠醚可以识别特定离子。18-冠-6(图甲)与KF溶液混合,形成图乙所示物质。下列说法正确的是 A.键角:图甲<图乙 B.图甲所示结构为超分子 C.图乙中18-冠-6与之间存在离子键 D.碱金属离子均能被18-冠-6识别 【答案】A 【解析】A.图甲中氧原子上有2个孤电子对,图乙中O原子与K+之间有弱的配位作用存在,相当于O原子剩余1个孤电子对,根据价层电子对互斥理论,2对孤电子对的排斥作用比1对孤电子对的排斥作用更强,导致键角压缩更明显,故图甲中C−O−C(1)键角小于图乙中C−O−C(2)键角,A正确;B.超分子是两种或两种以上分子通过分子间作用形成的有序聚集体,图乙所示结构是18-冠-6与通过弱配位作用形成的有序聚合体,它才是超分子,图甲是单个冠醚分子,不属于超分子,B错误;C.18-冠-6不带负电荷,它与之间不存在离子键,而只是一种弱的配位作用,C错误;D.冠醚识别碱金属离子依靠空腔大小匹配离子半径,图甲(18-冠-6)空腔大小匹配、识别或者,其他半径相差较大的碱金属离子,只能用其他的适配的冠醚来识别,而不能都用18-冠-6来识别,D错误;故选A。 【变式2】【新情境——科学技术与学科知识结合】(2026·河南郑州·模拟预测)我国科研人员设计出用于离子间精准分离的冠醚基聚合物膜,实验证明该膜材料对K+表现出极强的选择性。一定条件下,合成该膜材料的单体乙可由甲合成。下列说法错误的是 A.甲、乙两种物质中均含有手性碳原子 B.乙通过缩聚反应合成上述膜材料 C.K+的直径与乙的孔径相匹配 D.甲、乙两种物质可通过红外光谱仪鉴别 【答案】A 【解析】A.连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子,甲、乙两种物质中均不含有手性碳原子,A错误;B.乙中氨基发生缩聚反应形成聚合物,B正确;C.冠醚的孔径与其选择的离子直径相匹配时,才能形成超分子,C正确;D.红外光谱可测定有机物的官能团,D正确;故选A。 【变式3】【新考法——结合科技成果】(2026·重庆·三模)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构如图a),该分子和客体分子(结构示意图如图b)可形成主客体包合物,被固定在空腔内部。下列说法正确的是 A.主体分子存在分子内氢键 B.主客体分子之间存在共价键 C.主客体包合物属于分子晶体 D.中N采用杂化 【答案】A 【解析】A.该杯状主体分子含有多个和,氧原子电负性大,分子内相邻的氢原子可与同一分子内的其他氧原子形成分子内氢键,A正确;B.主客体通过分子间作用力(氢键、范德华力)结合形成包合物,主客体之间不存在共价键,B错误;C.客体是离子化合物,包合物中存在和两种离子,形成晶体时属于离子晶体,不是分子晶体,C错误;D.中原子形成4个键,无孤电子对,价层电子对数为4,因此采取杂化,D错误;故选A。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑,感知高考考向 1.(2026·山东卷)1-环己基乙胺(X)溶于酸形成铵盐阳离子(Y),Y与18-冠-6作用形成超分子阳离子(Z),下列说法错误的是 A.X→Y,键角增大 B.18-冠-6中C、O原子采取的轨道杂化方式相同 C.Z含手性碳原子 D.Z中存在共价键、离子键和氢键 【答案】D 【解析】A.X中N原子有1对孤电子对,与形成配位键后,Y中N原子无孤电子对,孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力,因此X→Y时增大,A正确;B.18-冠-6中,C原子均形成4个σ键,价层电子对数为4;O原子均形成2个σ键,含2对孤电子对,价层电子对数也为4,二者均采取杂化,杂化方式相同,B正确;C.Z中连接环己基、甲基和的碳原子,同时连接4种不同的基团,属于手性碳原子,因此Z含手性碳原子,C正确;D.Z是超分子阳离子,内部存在共价键和氢键,离子键是阴阳离子之间的相互作用,Z内部不存在离子键,D错误;故选D。 2.(2026·湖南卷)对下列性质解释正确的是 性质 解释 A 酸性:HCl>HF 非金属性:F>Cl B 沸点:H2O>HF 氢键键能:HF>H2O C 沸点:正戊烷>新戊烷 分子间作用力:正戊烷>新戊烷 D 硬度:金刚石>石墨 碳碳键的键能:石墨>金刚石 【答案】C 【解析】A.氢化物水溶液酸性与非金属性无关,非金属性强弱可通过最高价氧化物对应水化物酸性或气态氢化物稳定性比较,酸性强于是因为键键能更大,在水溶液中更难电离,解释不能对应性质,A错误; B.沸点高于的原因是分子间氢键数量多于,分子间氢键总作用更强,虽然氢键键能更大,但该解释无法说明沸点差异,B错误;C.烷烃同分异构体中,支链越多分子间接触面积越小,分子间作用力越弱,沸点越低。正戊烷为直链结构,分子间作用力大于带多支链的新戊烷,故沸点更高,解释对应性质,C正确;D.金刚石为空间网状原子晶体,硬度大;石墨为层状混合晶体,层间为较弱的范德华力,易滑动故硬度小,石墨碳碳键键能更大与二者硬度差异无关,D错误;故选C。 3.(2026·湖南卷)光催化是一种常用的绿色有机合成方法,合成化合物M(表示芳基,表示叔丁基)的反应历程如图所示。下列说法错误的是 A.X→Y过程中既有σ键断裂,又有π键断裂 B.Z中Ni的化合价为+2 C.PC②→PC①是一个氧化过程 D.总反应式为 【答案】B 【解析】A.X→Y过程中,X含碳碳三键,反应时三键的键断裂,同时X中氧原子左边所连为-CH2-,Y中氧原子左边所连C为有一个单电子,此时这个碳原子上只连了一个氢原子,有碳氢键断裂,既有键断裂又有键断裂,A正确;B.由图可知,中Ni的化合价为+2价,中Ni与结合生成Z,Ni原子与具有单电子的碳原子结合形成键,且共用单子对偏向于C原子,则Ni的化合价上升到+3价,B错误;C.该步骤是光催化剂PC②与 反应,生成PC①和 。在这个反应中,Ni的化合价从+1价下降到0价,是氧化剂,则PC②→PC①是一个氧化过程,C正确;D.根据反应历程,反应物为炔烃X和ArCl,产物为M,条件为光、催化剂,总反应式为,D正确;故选B。 4.(2026·贵州卷)一种能有效检测重金属的荧光探针及其检测机理如图。 下列说法错误的是 A.Ⅰ不存在顺反异构体 B.Ⅰ中碳原子的杂化轨道类型为sp、 C.Ⅱ中汞元素的化合价为0 D.该探针不适合直接检测强酸性样品 【答案】C 【解析】A.顺反异构体要求碳碳双键两端碳原子均连接2种不同基团,但Ⅰ中碳碳双键受限于六元杂环,不存在顺反异构体,A正确;B.Ⅰ中-CN的碳原子为杂化,其余碳原子(苯环、吡啶环、酯基、双键碳)均为杂化,无杂化碳原子,杂化类型只有、,B正确;C.Ⅱ中Hg与两个、两个形成配位键,是氨基去质子产物,故汞元素化合价为+2价,C错误;D.强酸性条件下探针中的氨基会与形成配位键,无法与汞离子配位,因此不适合直接检测强酸性样品,D正确;故选C。 5.(2026·广东卷)结构决定性质。下列事实对应的解释错误的是 选项 事实 解释 A 热稳定性: 键能: B 酸性:乙酸>丙酸 推电子效应: C 沸点:邻羟基苯甲醛>水 邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键 D 在中的溶解度:苯 苯和为非极性分子,为极性分子 【答案】C 【解析】A.Cl原子半径小于I,H-Cl键长更短、键能更大,共价键更稳定,因此HCl热稳定性强于HI,A正确;B.烷基为推电子基团,乙基推电子效应强于甲基,使丙酸羧基的O-H键极性弱于乙酸,更难电离出H+,因此酸性乙酸强于丙酸,B正确;C.邻羟基苯甲醛形成分子内氢键会减弱分子间作用力,反而会降低沸点,其沸点高于水的原因是相对分子质量远大于水,范德华力更强,解释错误,C错误;D.根据相似相溶原理,非极性溶质易溶于非极性溶剂,苯和CCl4均为非极性分子,NH3为极性分子,因此苯在CCl4中溶解度大于NH3,D正确;故选C。 6.(2026·湖北卷)物质的性质与其结构密切相关。下列事实与结构因素不相符的是 选项 事实 结构因素 A. 氨基酸的水溶性与值有关 碱性基团:氨基 B. 合成氨工业用冷却法使氨液化而实现分离 分子间作用力:氢键 C. 易水解形成红褐色胶体 特征:高电荷与小半径 D. 的熔点低于 阴离子半径: 【答案】A 【解析】A.氨基酸水溶性与pH有关是因为氨基酸同时含有碱性氨基和酸性羧基,不同pH下两种基团的解离状态共同影响水溶性,结构因素仅提及氨基,与事实不相符,A符合题意;B.分子间存在氢键,分子间作用力更强,沸点相对较高易液化,结构因素与事实相符,B不符合题意;C.电荷高、半径小,极化能力强,易结合水电离出的水解生成胶体,结构因素与事实相符,C不符合题意;D.两种物质均为离子晶体,阳离子相同,半径大于,对应离子晶体晶格能更小,熔点更低,结构因素与事实相符,D不符合题意;故选A。 7.(2026·湖北卷)腰带状的[20]胶原烯,兼具刚性与空腔适应性,能有效结合或形成超分子。 下列有关[20]胶原烯说法错误的是 A.苯环与甲基的数量比为 B.通过氢键作用与、形成超分子 C.超分子能在一定条件下释放、 D.能结合一定尺寸范围内的、衍生物 【答案】B 【解析】A.由[20]胶原烯结构可知,苯环共10个,甲基共20个,二者数量比为1:2,A正确;B.[20]胶原烯、、均不含N、O、F与氢原子直接相连的结构,不满足氢键形成条件,二者通过非共价键形成超分子,并非氢键作用,B错误;C.超分子依靠弱相互作用结合,条件改变时弱相互作用被破坏,可释放、,C正确;D.[20]胶原烯兼具刚性与空腔适应性,尺寸在空腔可容纳范围内的、衍生物均可被结合,D正确;故选B。 8.(2026·湖北卷)关于粒子的结构与性质,下列说法错误的是 A.和的空间结构均为三角锥形 B.和的模型相同,分子空间结构也相同 C.键角:()() D.与都是非极性分子 【答案】D 【解析】A.中心P价层电子对数为,含1对孤对电子,空间结构为三角锥形;中心O价层电子对数为,含1对孤对电子,空间结构也为三角锥形,A正确;B.和中心原子价层电子对数均为3,含1对孤对电子,VSEPR模型均为平面三角形,分子空间结构均为V形,B正确;C.和中S均为sp3杂化,F电负性大于Cl,S−F键成键电子对更远离中心S,成键电子对间斥力更小,故键角,C正确;D.乙烯结构对称,为非极性分子;图2为顺-1,2-二氯乙烯,正负电荷中心不重合,为极性分子,不是非极性分子,D错误;故选D。 9.(2026·云南卷)我国科学家合成了一种大环化合物甲,能与形成超分子乙,其变化过程如图。下列说法错误的是 A.乙的晶体类型为共价晶体 B.该过程体现了大环对的捕获与释放 C.乙中的与大环之间存在分子间作用力 D.调控pH可使甲和丙中的杂化方式发生可逆转变 【答案】A 【解析】A.乙由阴阳离子构成,因此乙为离子晶体,A项错误;B.甲与C60结合生成乙,即“捕获C60”,乙在条件下释放C60生成丙,即“释放C60”,明确体现了大环对C60的捕获与释放,B项正确;C.该超分子的核心作用力是分子间作用力(如范德华力、氢键等),C60与大环通过分子间作用力结合,C项正确;D.甲、乙中形成3个化学键,为sp2杂化,丙中形成4个化学键,为sp3杂化,过程中可通过调节pH实现,即调控pH可使甲和丙中的杂化方式发生可逆转变,D项正确;故答案为A。 10.(2026·河南卷)某同学设计以下实验,探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 已知:在水溶液中由于水解与配位而显黄色;呈绿色。下列说法错误的是 A.②到③说明加入稀硫酸能抑制的水解 B.④与⑤中:④>⑤ C.④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致 D.若向③中依次加入适量维生素C、溶液,会出现蓝色沉淀 【答案】B 【分析】 黄色的水合硫酸铁溶于水形成黄色溶液②。根据题中信息,黄色是由于水解产生的。向②中加入稀硫酸,溶液变为浅黄色③,这是因为加入的 抑制了的水解( ),使平衡向左移动,水解产物减少,颜色变浅。向浅黄色溶液③中加入KSCN溶液,溶液变为红色④。这是与反应生成血红色络合物。向红色溶液④中加入草酸钾固体,溶液变为绿色⑤。这是因为与的配位能力比更强,生成了更稳定的绿色络合物。向绿色溶液⑤中加入稀硫酸,溶液又变回红色⑥。这是因为加入的与 结合生成弱酸草酸,降低了的浓度,导致绿色络合物 分解,释放出 。这些再与溶液中的反应,重新生成红色的络合物,以此解答。 【解析】A.水解使溶液显黄色,加入稀硫酸后增大,水解平衡逆向移动,抑制水解,溶液黄色变浅,A正确;B.④中与结合生成红色配合物,游离浓度低;⑤中与结合生成更稳定的,释放出,故:⑤>④,B错误;C.④中直接是与结合显红色;⑥中加入稀硫酸后,与结合,解离出,再与结合显红色,C正确;D.维生素C具有还原性,可将③中的还原为,与反应生成蓝色沉淀,D正确;故选B。 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $ 第03讲 分子结构与性质、化学键 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养,研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架,构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点,归纳解题范式 考点一 化学键及其分类 知识解构 知识点1 化学键的分类 ∣ 知识点2 电子式 知识点3 共价键 考向破译 考向1 考查化学键 ∣ 考向2 考查共价键的类别及判断 考向3 考查键参数及其应用 考点二 分子的空间结构 知识解构 知识点1 价层电子对互斥模型 ∣ 知识点2 杂化轨道理论 知识点3 等电子原理 考向破译 考向1 考查微粒空间结构的判断 ∣ 考向2 考查杂化方式的判断 考向3 考查键角大小比较 考点三 分子的性质及应用 知识解构 知识点1 分子的极性 ∣ 知识点2 键的极性对物质化学性质的影响 知识点3 分子间作用力 ∣ 知识点4 分子的手性 考向破译 考向1 考查键的极性和分子极性的应用 ∣ 考向2 考查分子性质的综合应用 考点四 配位键、配合物、超分子 知识解构 知识点1 配位键及配合物的性质 ∣ 知识点2 超分子 考向破译 考向1 考查配位键及配合物性质 ∣ 考向2 考查超分子的结构、性质及其应用 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑,感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养,研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 化学键及其分类 河北卷T12,3分 湖南卷T12,3分 陕晋青宁卷T6,3分 重庆卷T7,3分 辽吉黑蒙卷T3,3分 安徽卷T7,3分 江西卷T2,3分 福建卷T6,4分 分子的空间结构 山东卷T7,3分 黑吉辽蒙卷T2,3分 湖北卷T8,3分 山东卷T7,2分 江苏卷T5,3分 北京卷T2,3分 甘肃卷T14,3分 浙江6月卷T14,3分 分子的性质及应用 湖南卷T5,3分 广东卷T8,3分 湖北卷T13,3分 浙江1月卷T1,3分 贵州卷T11,3分 湖南卷T5,3分 重庆卷T3,3分 广西卷T1,3分 海南卷T4,2分 配位键、配合物、超分子 山东卷T9,3分 湖北卷T7,3分 云南卷T12,3分 浙江卷T13,3分 北京卷T12,3分 江苏卷T4,3分 甘肃卷T11,3分 湖北卷T15,3分 辽宁卷T9,3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码:本讲是物质结构与性质模块核心考点,为高考选考必考内容。选择题常结合陌生物质考查化学键类型判断、电子式书写正误、σ键π键数目、分子极性判断、配位键、配合物、超分子。综合大题侧重VSEPR模型应用、杂化类型推断、键角比较、分子间作用力与氢键对熔沸点、溶解性的影响。命题常以新型材料、药物分子为载体,融合配位键、等电子体设问。核心区分点在于空间构型与VSEPR模型的差异、氢键对性质的反常影响,是考查空间推理与结构决定性质思维的重要载体。 ►复习目标: 1.掌握离子键、共价键(极性 / 非极性)、配位键、金属键的形成条件与判断方法。 2.熟练书写常见物质的电子式、结构式,能准确判断σ键和π键的数目。 3.运用 VSEPR 模型判断分子或离子的空间构型,掌握sp、sp2、sp3杂化类型的判断。 4.掌握分子极性的判断方法,能比较键角大小并解释原因。 5.理解范德华力、氢键对物质熔沸点、溶解性等物理性质的影响规律。 6.理解配位键、配合物、超分子结构、性质及其应用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架,构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点,归纳解题范式 考点一 化学键及其分类 知●识●解●构 知识点1 化学键的分类 1.化学键的概念:使离子相结合或原子相结合的 。根据成键粒子和粒子间的相互作用,可分为 键和 键。 2.化学键的分类 3.离子键、共价键、金属键、配位键 (1)概念 ①离子键:带相反电荷离子之间的 。 ②共价键:原子间通过 所形成的强烈相互作用。 ③金属键:金属阳离子、自由电子所形成的强烈相互作用。 ④配位键:一种特殊的共价键,由一方提供 ,另一方提供 形成。 (2)对比 离子键 共价键(配位键) 金属键 成键 粒子 成键 实质 阴、阳离子的 (不是静电吸引) 共用电子对与成键原子间的 作用 金属阳离子与自由电子间的 作用 方向性与饱和性  方向性; 饱和性 方向性; 饱和性 方向性; 饱和性 成键表征符号 电子式(例CaCl2形成过程电子式为): 电子式或结构式: HCl结构式为: ,HCl形成过程电子式为: 无 形成 条件 通常活泼 与活泼 经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键 元素原子之间成非极性键 元素原子之间成极性键 原子之间形成金属键 形成 的物 质  离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等 非金属单质如H2、Cl2、N2(稀有气体除外);某些共价化合物(如H2O2)或离子化合物(如Na2O2) 共价化合物如HCl、CO2、CH4或离子化合物如NaOH、NH4Cl 4.化学键类型的判断 (1)从物质构成角度判断 (2)从物质类别角度判断 物质类别 含化学键情况 非金属单质,如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等 只有 非金属元素构成的化合物,如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等 活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O等 只有 含有原子团的离子化合物,如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等 既有 键又有 键 稀有气体,如Ne、Ar等 没有 键 【特别提醒】①由活泼金属与活泼非金属形成的化学键 都是离子键,如AlCl3中Al—Cl键为共价键。 ②非金属元素的两个原子之间 形成共价键,但多个原子间也可能形成 ,如NH4Cl等。 ③影响离子键强弱的因素是 半径和所带 :离子半径越 ,离子所带电荷数越 ,离子键越 ,熔、沸点越 。 ④离子键中“静电作用”包括静电 和静电 ,且二者达到平衡。 5.离子化合物与共价化合物 (1)离子化合物与共价化合物的比较 项目 离子化合物 共价化合物 定义 含有 的化合物 只含有 的化合物 构成微粒 化学键类型 一定含有 ,可能含有 只含有 物质类别 ①强碱 ②绝大多数盐 ③金属氧化物 个例:NaH、CaC2、Mg3N2 ①含氧酸 ②弱碱 ③非金属气态氢化物 ④非金属氧化物 ⑤极少数盐,如AlCl3 ⑥多数有机物 (2)离子化合物和共价化合物的判断方法 【特别提醒】熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,水溶液中能导电的化合物不一定是离子化合物,如HCl。 6.化学键与物质类别的关系 (1)只含有极性共价键的物质一般是不同种 形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。 (2)只含有非极性共价键的物质是同种 元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。 (3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。 (4)只含 键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl等。 (5)既有 键又有 键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有 键又有 共价键的物质,如Na2O2等。 (6)仅由非金属元素形成的离子化合物,如 等。 (7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如 等。 7.化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响 ①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度 、熔点 ,就是因为其中的共价键很强,破坏时需消耗很多的能量。 ②NaCl等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也_ __。 (2)对化学性质的影响 ①N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2性质很_ __。 ②H2S、HI等分子中的共价键较弱,故它们受热时易_ __。 (3)物质熔化、溶解时化学键的变化 ①离子化合物的溶解或熔化过程 离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子, 键被破坏。 ②共价化合物的溶解过程 A.有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子内 键被破坏,如CO2和SO2等。 B.有些共价化合物溶于水后,与水分子作用形成水合离子,从而发生电离,形成阴、阳离子,其分子内的 被破坏,如HCl、H2SO4等。 C.某些共价化合物溶于水后,其分子内的 键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 ③单质的溶解过程 某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子内的 键破坏,如Cl2、F2等。 【易错提醒】①含金属元素的化合物不一定含离子键,如AlCl3为共价化合物; ②全部由非金属元素组成的化合物也可能含离子键,如NH4Cl等铵盐; ③离子化合物中一定含离子键,可能含共价键;共价化合物中只含共价键,一定不含离子键; ④配位键属于共价键的一种,不是独立的化学键类型。 得分速记 离子键靠静电吸,活泼金属非金属; 共价键靠共用电,非金属间常见面; 极性键偏非极均,配位键要孤对寻; 金属键是自由电,金属合金都常见。 知识点2 电子式 1.概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的 的式子。 2.电子式的书写 粒子的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例 原子 元素符号周围标有价电子 价电子少于4时以 电子分布,多于4时多出部分以 分布 阳 离 子 单核 离子符号 右上方标明电荷 Na+ 多核 元素符号紧邻铺开,周围标清电子分布 用“[ ]”,并标明电荷 阴 离 子 单核 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 用“[ ]”,右上方标明电荷 多核 元素符号紧邻铺开,合理分布价电子及所得电子 相同原子不得加和,用“[ ]”,右上方标明电荷 单 质 及 化 合 物 离子化合 物 用阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻,离子合理分布 单质及共 价化合物 各原子紧邻铺开,标明价电子及成键电子情况 原子不加和,无“[ ]”,不标明电荷 3.电子式书写常见的6大误区 内容 实例 误区1 漏写未参与成键的电子 N2的电子式误写为,应写为 误区2 化合物类型不清楚,漏写或多写[ ]及错写电荷数 NaCl误写为,应写为 ;HF误写为 ,应写为 误区3 书写不规范,错写共用电子对 N2的电子式误写为或或应写为 误区4 不考虑原子间的结合顺序 HClO的电子式误写为 ,应写为 误区5 不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构 CH的电子式误写为,应写为 误区6 不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写 CaBr2的电子式应为 CaC2的电子式应为 4.用电子式表示化合物的形成过程 ①离子化合物:左边是 的电子式,右边是 的电子式,中间用“―→”连接,相同的原子或离子不合并。如NaCl: 。 ②共价化合物:左边是 的电子式,右边是 的电子式,中间用“―→”连接。 如HCl: 。 5.陌生电子式书写方法 ①确定该物质是属于 化合物还是 化合物; ②确定该物质中各原子的 方式; ③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求,分析各原子共用电子对的情况; ④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析,书写电子式。 得分速记 电子式,点外层,原子离子要分清; 阳离子,直接写,阴离子,括号加电荷; 离子化合物阴阳拼,共价化合物共用对; 形成过程箭头连,左边原子右边物。 知识点3 共价键 1.共价键的本质和特征 (1)本质:在原子之间形成 (电子云的 )。 (2)特征:具有 性和 性。 2.共价键的分类 (1)根据成键原子电子云重叠方式可分为σ键和π键 σ键 H2的σ键形成: HCl的σ键形成: Cl2的σ键形成: π键 大π键 苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合,形成了一个以6个碳原子为中心的大π键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同 (2)从不同角度对共价键分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“ ”重叠 π键 电子云“ ”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对 偏移,可能为σ键或π键 非极性键 共用电子对 偏移,可能为σ键或π键 原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对,为σ键 双键 原子间有两对共用电子对,为 个σ键, 个π键 三键 原子间有三对共用电子对,为 个σ键, 个π键 3.σ键与π键、极性键与非极性键的判断 (1)σ键与π键 ①依据键强度判断:σ键的强度较 ,较 ;π键 ,比较容易 。 ②由物质结构式判断:共价单键都是 键,共价双键中含有1个 键、1个 键,共价叁键中含有1个 键、2个 键。 ③由成键轨道类型判断:s轨道形成的共价键全部是 键;杂化轨道形成的共价键全部为 键。 (2)极性键与非极性键 看形成共价键的两原子, 元素的原子之间形成的是极性共价键, 元素的原子之间形成的是非极性共价键。 【特别提醒】 (1)只有两原子的电负性相差不大时,才能形成共用电子对,形成共价键,当两原子的电负性相差很大(大于 )时,不会形成共用电子对,而形成 键。 (2)同种元素原子间形成的共价键为 键,不同种元素原子间形成的共价键为 键。 (3)通过物质的结构式,可以快速有效地判断键的种类及数目;判断成键方式时,需掌握:共价单键全为 键,共价双键中有一个 键和一个 键,共价三键中有一个 键和两个 键。 4.共价键的键参数及其应用 (1)概念 ①键能: 原子形成1 mol化学键 的最低能量。 ②键长:形成共价键的两个原子之间的 。 ③键角:两个共价键之间的 。 (2)键参数对分子性质的影响 ①键能越 ,键长越 ,分子越 。 ② (3)利用键能(E)计算ΔH的公式:ΔH=E( 物)-E( 物)。 (4)比较键角大小的三种思维模型 ①杂化轨道类型不同:sp sp2 sp3。 ②杂化轨道类型相同 a.孤电子对数越多,键角越 ,如H2O NH3; b.中心原子的电负性越大,键角越 ,如H2O H2S; c.孤电子对数相同,中心原子相同,配位原子电负性越大,键角越 ,如NF3 NCl3。 ③在同一分子中,π键电子斥力大,键角 。 【易错提醒】①σ键不一定比π键稳定,如N2中π键键能大于σ键; ②稀有气体分子中不存在化学键,是单原子分子; ③键能越大、键长越短,分子越稳定,但键能大的物质熔沸点不一定高; 得分速记 共价键,共用电,饱和方向两特征; σ键头碰π肩并,单σ双一三键二π; 极性键偏非极均,键能大稳键长近; 考●向●破●译 考向1 考查化学键 例1(2026·黑龙江·模拟预测)简单的平面结构如图,则下列有关该物质的说法正确的是 A.该晶体中含有的化学键有离子键、氢键、共价键、配位键 B.水分子中键角为,推测①的键角小于 C.该晶体的化学式应表示为 D.向硫酸铜溶液中加入过量氨水会产生蓝色絮状沉淀 【变式1·变载体】(2026·北京·模拟预测)臭氧()是一种强氧化剂,可与稀冷氢氧化钠溶液发生反应①,生成的在水中可发生反应②,下列说法正确的是 A.为非极性分子 B.中只含离子键 C.的电子式为 D.反应②中NaOH为还原产物 【变式2】【新情境——科技成果与学科知识结合】(2026·广西玉林·三模)研究表明,Rh-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如图所示[其中TS表示过渡态,Rh配合物简写为TN],关于反应历程说法正确的是 A.反应历程中只有做催化剂,其中Rh的配位数为4 B.反应历程中只有极性键的断裂和形成,没有非极性键的断裂和形成 C.总反应为 D.经定量测定,反应历程中物质TN3含量最少,可能原因是TN3→TN4的活化能较高 【变式3】【新考法——结合反应机理考查化学键】(2026·北京大兴·三模)氢能是一种重要的清洁能源,由HCOOH可以制得。在催化剂作用下,单个HCOOH释氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。研究发现,其他条件不变时,以HCOOK水溶液代替HCOOH释氢的效果更佳。下列叙述不正确的是 A.HCOOH在催化剂上的吸附伴随有能量的变化 B.键长:,在催化剂表面解离 键比解离键更容易 C.其他条件不变时,以HCOOK水溶液代替HCOOH能提高释放氢气的纯度 D.HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成 考向2 考查共价键的类别及判断 例2(2026·湖南衡阳·模拟预测)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A.标准状况下,11.2 L 与11.2 L HF均含有个质子 B.1 mol 中的σ键数目为4 C.4.6 g Na与足量氧气反应,转移电子的数目为 D.1 mol苯中,碳碳双键的数目为 【变式1·变载体】(2026·福建厦门·模拟预测)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A.质量均为15 g的三种微粒所含有的质子数均为9NA B.标准状况下,0.9 g H2C2O4含有的σ键总数为0.09NA C.标准状况下,33.6 L HF中含有氟原子的数目为1.5NA D.0.1 mol环氧乙烷(  )中含有的极性键数目为0.2NA 【变式2】【新情境——日常生活与学科知识结合】(2026·四川资阳·模拟预测)碱土金属及其化合物有着重要应用。氯化铍蒸气中含(BeCl2)2()。Mg在N2中燃烧生成Mg3N2,在CO2中燃烧生成MgO和C.CaH2能与H2O反应生成H2,常用作野外产生H2的材料。下列说法正确的是 A.NaCl的熔点比NaF的高 B.分子中存在配位键 C.和中均存在非极性共价键 D.与分子中每个O原子形成的键数目不同 【变式3】【新考法——结合纳米材料的制备考查共价键的类别】(2026·河北邢台·模拟预测)纳米球状红磷可以由PCl5和NaN3在一定条件下制备,其原理为2PCl5+10NaN315N2↑+2P+10NaCl。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 A.PCl5分子含有极性键数目为5NA B.4.2g中含有的电子数为2.1NA C.标准状况下,11.2LN2中含有的π键个数为NA D.生成1molP时转移电子数为2.5NA 考向3 考查键参数及其应用 例3(2026·山东日照·模拟预测)、、、都含有硫元素,其中含有三聚体,结构如图所示。下列描述错误的是 A.、中硫原子的杂化方式相同 B.图中键长:①<② C.的VSEPR模型为正八面体 D.: 【变式1·变载体】(2026·江西抚州·模拟预测)下列说法正确的是 A.键角: B.水中溶解性: C.键长: D.-OH极性:H2O > C2H5OH 【变式2】【新情境——结合物质制备考查键参数】(2026·四川成都·模拟预测)氮化硅的制备反应为:。为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是 A.60g 晶体中含Si—O键数目为 B.金刚石和石墨互为同素异形体,熔点:金刚石>石墨 C.中键角:∠Si—N—Si<∠N—Si—N D.CO的结构式可表示为: 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·湖南岳阳·三模)研究发现,在土壤细菌的作用下发生下列反应:①;②;③。下列说法错误的是 A.键角: B.分子间作用力: C.键能: D.键长: 考点二 分子的空间结构 知●识●解●构 知识点1 价层电子对互斥模型 先确定中心原子上的价层电子对数,得到含有孤电子对的VSEPR模型,再根据存在孤电子对的情况最后确定分子的立体构型。 1.理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最 ,体系的能量最 。 ②孤电子对与成键电子对的排斥力较 ,孤电子对越 ,排斥力越 ,键角越 。 2.判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法 (1)方法I:用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。 其中:a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数),b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x是与中心原子结合的原子数。 (2)方法II: 说明:(1)中心原子配位的原子总数是指与中心原子直接结合的 ,氧族元素原子作配位原子时,不计算配位原子个数。 (2)粒子的电荷数是离子所带电荷数,阳离子用“ ”,阴离子用“ ”。 (3)计算结果为中心原子的 ,根据中心原子的价层电子对数可以确定 。 (4)孤电子对数=价层电子对数-中心原子配位的原子 。 3.价层电子对互斥理论与分子构型 价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 电子对的排列方式 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称 实例 2 3 4 【易错提醒】①VSEPR模型与分子空间构型不同,VSEPR模型包含孤电子对,分子构型不含; ②计算孤电子对数时,离子要加减电荷数; ③孤电子对的排斥力大于成键电子对,孤对越多键角越小:CH4>NH3>H2O; ④多重键只算1对σ键电子对,不算π键。 得分速记 价层电子对互斥,σ 键孤对加一起; 二直三平四四面体,五六双锥八面体; 孤对不算分子形,去掉孤对看构型; 孤对越多键角小,排斥力大要记牢。 知识点2 杂化轨道理论 1.概念:在形成分子时,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的能量相同的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫做杂化轨道。 2.理论要点 ①杂化前后轨道数目 ; ②杂化轨道能量相同、形状 ; ③只有形成 时才发生杂化, 不杂化。 3.杂化轨道与分子立体构型的关系 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 立体构型 实例 sp sp2 sp3 4.由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型 杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有关系式: 杂化轨道的数目=中心原子上的 +中心原子的 (与中心原子直接相连的原子个数)=中心原子的价层电子对数 5.分子(ABn型)、离子(AB型)的空间结构分析示例 实例 价层电子对数(即杂化轨道数) σ键电子对数 孤电子对数 中心原子的杂化轨道类型 VSEPR模型 分子或离子的空间结构 BeCl2 2 CO2 BF3 3 SO2 CH4 4 NH3 H2O CO 3 NH 4 6.判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法 (1)根据VSEPR模型、中心原子价层电子对数判断:(ABm型)中心原子的价层电子对数为4,中心原子的杂化轨道类型为 ;价层电子对数为3,中心原子的杂化轨道类型为 ;价层电子对数为2,中心原子的杂化轨道类型为 。 (2)根据等电子体原理进行判断:CO2是直线形分子,SCN-、N与CO2是等电子体,所以分子的空间结构均为 形,结构式类似,中心原子均采用 杂化。 (3)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断:没有π键的为 杂化,如CH4中的C原子;含1个π键的为 杂化,如甲醛中的C原子以及苯环中的C原子;含2个π键的为 杂化,如二氧化碳分子和乙炔分子中的碳原子。 【易错提醒】①杂化轨道数等于价层电子对数,不是等于配位原子数; ②杂化只发生在形成分子的过程中,孤立原子不存在杂化; ③杂化轨道只能形成σ键或容纳孤对,不能形成π键; ④杂化类型相同,分子空间构型不一定相同,还要看孤电子对数。 得分速记 杂化轨道重新组,能量相近才能组; sp杂化直线形,sp2平面三角形; sp3四面体形,轨道数目都守恒; 价层电子对几对,杂化类型就对应; 杂化只成σ键,π键靠未杂p来建。 知识点3 等电子原理 1.含义: 相同、 相同的分子(或离子)互为等电子体。 2.特点:等电子体具有相似的 (立体结构和化学键类型)及相近的 。 3.确定等电子体的方法 同主族代换或同周期相邻元素替换,交换过程中注意电荷变化。 4.常见的等电子体汇总 等电子类型 常见等电子体 空间结构 2原子10电子 N2,CN-,C22-,NO+ 2原子14电子 F2,O22-,Cl2 3原子16电子 CO2,N2O,CNO-,N3-,NO2+,SCN-,HgCl2,BeCl2(g) 3原子18电子 O3,SO2,NO2- 4原子8电子 NH3,PH3,CH3−,H3O+ 4原子24电子 SO3(g),CO32-,NO3-,BO33-,BF3 4原子26电子 SO32-,ClO3-,BrO3-,IO3-,XeO3 5原子8电子 CH4,SiH4,NH4+,PH4+,BH4- 5原子32电子 CCl4,SiF4,SiO44-,SO42-,ClO4- 7原子48电子 AlF63-,SiF62-,PF6-,SF6 12原子30电子 C6H6,N3B3H6(俗称无机苯) 考●向●破●译 考向1 考查微粒空间结构的判断 例1(2026·辽宁朝阳·模拟预测)CsCl是一种分析试剂,制备方法为:。下列说法正确的是 A.中子数为18的原子: B.的空间结构:三角锥形 C.CsCl的电子式: D.H2O的VSEPR模型: 【变式1·变载体】(2026·山东淄博·二模)高能材料前驱体N2F2的制备方法是。下列说法错误的是 A.熔点: B.NHF2的VSEPR模型为平面三角形 C.N2F2具有顺反异构 D.N的杂化轨道中s成分: 【变式2】【新情境——分析技术与学科知识结合】(2026·河南郑州·三模)反应:,可测定菠菜中草酸含量。下列说法正确的是 A.分子中含有s-p π键 B.的空间构型为正四面体形 C.的VSEPR模型为 D.的电子式为 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·湖南怀化·三模)二氟化氧(OF2)是一种剧毒气体,具有极强的氧化性。已知:①,②(方程式①②均未配平)。下列说法正确的是 A.OF2分子中O元素的化合价为-2 B.H2O与OF2的分子空间结构相似 C.SF4的VSEPR模型为正四面体形 D.反应①中,每生成1mol OF2,转移2 mol电子 考向2 考查杂化方式的判断 例2(2026·重庆·模拟预测)下列关于和两种分子说法正确的是 A.键长: B.两种分子均属于微粒 C.两种分子的中心原子采用的杂化方式不同 D.两种分子自身均可以形成分子间氢键 【变式1·变载体】(2026·四川绵阳·模拟预测)利用克劳斯法辅助反应,可从炼油厂尾气中回收得到高纯度的硫磺,下列涉及该反应中反应物、产物的说法正确的是 A.分子中S-H键长小于O-H键长 B.和分子的键均为键 C.与中的杂化形式不同 D.与VSEPR几何构型不同 【变式2】【新情境——化学原理的探究与学科知识结合】(2026·福建泉州·模拟预测)已知:  ,为探究外界条件对化学平衡的影响,向与浓盐酸的混合溶液(蓝色)中加入适量试剂a后,溶液变红。下列说法错误的是 A.、中杂化方式不同 B.若试剂a是水,平衡逆向移动,浓度增大 C.若试剂a是固体,说明与可能形成更稳定的配合物 D.若不加试剂a,降温也可使溶液变红 【变式3】【新考法——结合新材料考查杂化方式】(2026·山西忻州·模拟预测)钌(Ru)配合物是一种金属配合物发光材料,其结构如图所示。下列有关说法错误的是 A.该配合物中Ru提供空轨道 B.该配合物中Ru的配位数为6 C.该配合物中所有碳、氮原子均为杂化 D.该配合物分子中氮原子形成12个键 考向3 考查键角大小比较 例3(2026·江西赣州·模拟预测)高氯酸铵受热易分解:。下列说法正确的是 A.键长:O=O>Cl—Cl B.键角: C.的电子式: D.的VSEPR模型为正四面体形 【变式1·变载体】(2026·浙江绍兴·二模)根据物质结构或元素周期律推测,下列说法不正确的是 A.简单离子半径: B.化合物中离子键百分数: C.分子极性: D.键角: 【变式2】【新情境——新材料与学科知识结合】(2026·山东滨州·二模)荧光开关分子是一类能响应光、热、特定离子等刺激的光学分子。分子X(非荧光态)结合和后转变为Y(荧光态),转化过程如图。 下列说法正确的是 A.1 mol X中含36NA个C-Hσ键 B.和键角:①<② C.Y中氧原子与Na+形成离子键 D.X能有效增大CsCl在有机溶剂中的溶解度 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·重庆·模拟预测)合成氨中,除去原料气中的反应为,下列表述不正确的是 A.CO晶体属于分子晶体 B.的空间结构为三角锥形 C.H-N-H的键角: D.中配位原子是和 考点三 分子的性质及应用 知●识●解●构 知识点1 分子的极性 1.非极性分子与极性分子的比较 类型 非极性分子 极性分子 概念 正电荷中心和负电荷中心 的分子 正电荷中心和负电荷中心 的分子 形成原因 分子中正电中心和负电中心 分子中正电中心和负电中心 存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键 分子内原子排列 不 2.非极性分子与分子极性的判断 (1)只含非极性键的分子:一般为 分子(如O2、N2、P4),但O3为 分子。 (2)含极性键的分子:可能是 分子,也可能是 分子,取决于分子空间构型是否 。 (3)极性分子中一定含 键,也可能含 键(如H2O2)。 3.键的极性、分子空间构型与分子极性的关系 类型 实例 键的极性 空间构型 分子极性 X2 H2、N2 XY HCl、NO XY2(X2Y) CO2、CS2 SO2 H2O、H2S XY3 BF3 NH3 XY4 CH4、CCl4 4.多原子分子极性的判断方法 A.孤对电子法:如为ABn型,若中心原子A中 孤对电子,为非极性分子,中心原子A中 孤对电子,则为极性分子。 B.几何对称法: 如为ABn型,如果各极性键在平面内或空间均匀排列,呈 或呈 、正 分布,该分子一定是 分子,反之为极性分子。通常有以下几种情况:线型对称,如CO2等(键角180°);正三角形分子,如BF3(键角120°);正四面体型分子,如CCl4、CH4(键角109°28′)。以上几类均为非极性分子,而NH3分子为三角锥型(键角107°18′),H2O分子为V型(键角104.5°)等均为极性分子。 C.中心原子化合价法: 如为ABn型,若中心原子A的化合价的绝对值 A的主族序数,则为 分子;若中心原子A的化合价的绝对值 A的主族序数,则为 分子; D.如为AxBYCZ这种类型的多原子分子绝大部分是 分子。 5.分子的溶解性 ①“相似相溶”的规律: 溶质一般能溶于非极性溶剂, 溶质一般能溶于极性溶剂。 ②若溶剂和溶质分子之间可以形成 ,则溶质的溶解度增大。 ③随着溶质分子中憎水基个数的增多,溶质在水中的溶解度 。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。 【易错提醒】①含极性键的分子不一定是极性分子,如CO2、CH4; ②非极性分子不一定只含非极性键,也可能含极性键; ③极性分子的熔沸点不一定比非极性分子高,还要看相对分子质量和氢键; ④相似相溶是一般规律,不是绝对规律,有例外。 得分速记 极性分子电荷偏,正负中心不重合; 非极分子电荷匀,正负中心重合匀; 双原子看键极性,多原子看构对称; 中心价等外层电,非极分子就能定; 相似相溶好判断,极性溶极非极溶非。 知识点2 键的极性对物质化学性质的影响 1.键的极性与反应活性 (1)规律:共价键极性越强,共用电子对偏移程度越大,键越容易断裂,反应活性越高。 ①极性强的键:H-Cl、O-H、C=O等,易发生反应。 ②极性弱或非极性键:C-C、H-H、Cl-Cl等,相对稳定。 (2)实例:卤化氢的稳定性HF>HCl>HBr>HI,但反应活性HI>HBr>HCl>HF。 2.键的极性与酸性 (1)无机含氧酸:含氧酸的酸性与O-H键的极性密切相关 ①无机含氧酸的中心原子电负性越 、化合价越 ,O-H键极性越 ,越 电离出H+,酸性越 ,如同主族元素含氧酸:从上到下酸性减弱,如HCIO4 HBrO4 HIO4。 ②无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越 ,R的正电性越 ,使R—O—H中O的电子向R偏移,在水分子的作用下越 电离出H+,酸性越 ,如酸性:HClO HClO2 HClO3 HClO4;H2SO4 H2SO3。 (2)有机羧酸的酸性 键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如,羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸,羧基可电离出H+而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关,如下表所示: 不同羧酸的pKa 羧酸 pKa 丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 ①羧基中羟基的极性越 ,越 电离出H+,则羧酸的酸性越 。 ②与羧基相邻的共价键的极性越 ,羧酸的酸性越 。 ③一般地,饱和烃基越 ,推电子效应越 ,羧酸的酸性越 。 3.键的极性与水解反应 (1)规律:极性 的共价键容易发生水解反应,水分子的极性部分进攻极性键的两端。 (2)实例:PCl3、SiCl4、Al2S3等易水解。 (3)水解规律:正电性部分结合 ,负电性部分结合 。 4.键的极性与有机反应 (1)极性键易发生异裂,产生离子型中间体,发生离子型反应。 (2)非极性键易发生均裂,产生自由基,发生自由基反应。 (3)羰基(C=O)极性强,易发生亲核加成反应。 5.键的极性与配位性 极性分子中带孤电子对的原子易作为配体形成配位键,如NH3、H2O中的 N、O 原子。 【易错提醒】①键的极性越强,键不一定越容易断,还要考虑键能,如HF极性强但键能大、很稳定; ②酸性强弱不仅与键的极性有关,还与酸根稳定性等因素有关; ③非极性键也能发生反应,只是反应机理不同(多为自由基反应); ④键的极性是影响化学性质的因素之一,不是唯一因素。 得分速记 键极越强越易断,反应活性就越高; 含氧酸看 O-H 键,极强易离酸更悍; 水解反应看极性,正负部分各找伴; 有机反应看键型,极键异裂非极均。 知识点3 分子间作用力 1.分子间作用力 (1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,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。 2.范德华力 ①范德华力约比化学键的键能小 个数量级。 ②范德华力主要影响物质的 、 、 等物理性质。范德华力越 ,物质的熔点、沸点越高,硬度越 。 ③一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的 ,范德华力逐渐 。 3.氢键 1)形成:已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。 2)表示方法:A—H…B 3)特征:具有一定的 和 。 4)分类:氢键包括 氢键和 氢键两种。 5)分子间氢键对物质性质的影响 (1)对物质溶沸点的影响: ①存在分子间氢键的物质,具有较 的熔、沸点。例如:NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高,这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。 ②互为同分异构体的物质,能形成分子内氢键的,其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的 。例如:邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,当对羟基苯甲醛熔化时,需要较多的能量克服分子间氢键,所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。 (2)对物质溶解度的影响:溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键,则溶质的溶解度明显的大;分子内氢键的形成导致溶解度 。 6)分子间作用力(范德华力)与氢键的比较 范德华力 氢键 存在 分子间普遍存在 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间 特征 无方向性、无饱和性 具有一定的方向性和饱和性 强度 共价键 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 ,范德华力越 ; ②分子的极性越 ,范德华力越 对于A—H…B,A、B的电负性越 ,B原子的半径越 ,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 ,物质的熔、沸点越 分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点 ,分子内氢键使物质的熔、沸点 ,对电离、溶解度等产生影响 【易错提醒】①氢键不是化学键,是一种特殊的分子间作用力; ②氢键只存在于含N-H、O-H、F-H键的分子之间或分子内; ③分子间氢键使熔沸点升高,分子内氢键使熔沸点降低,二者影响相反; ④范德华力只影响物理性质,不影响化学性质。 得分速记 分子间力有两种,范德华力和氢键; 范德华力普遍存,相对质量大的稳; 氢键需要氮氧氟,氢连强电负性主; 分子间氢键沸点升,分子内氢键沸点降; 三种力强比一比,化学键大氢键次。 知识点4 分子的手性 1.手性的概念 (1)具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手与右手一样互为镜像,却在三维空间里 ,互称 异构体( 异构体)。 (2)具有 异构体的分子叫做手性分子。 2.手性分子的成因 (1)手性碳原子:连有四个 的碳原子,叫做手性碳原子(或手性中心),常用 "*" 标记。这种含这种手性碳原子的分子和它“在镜中的像”不能重叠,因而表现为“手性”。 (2)手性碳原子条件:碳原子必须是 杂化( 碳原子),且连接四个 。 3.手性分子的判断 (1)分子中含有手性碳原子,且分子没有 面、 中心,一般为手性分子。 (2)含有多个手性碳原子的分子 都是手性分子,若存在 则无手性。 (3)不含手性碳原子的分子也可能有手性(如联苯型、丙二烯型),但高中阶段主要考虑含手性碳的情况。 4.手性分子的性质 (1)物理性质:一对对映异构体的熔点、沸点、密度等 ,但 不同 —— 一个使偏振光 旋,一个使偏振光 旋。 (2)化学性质:在非手性环境中化学性质 ;在手性环境(如手性催化剂、手性溶剂)中 不同。 5.手性分子的用途 (1)药物化学:手性药物的两个异构体药效可能差异 ,如 "反应停" 事件。 (2)生命科学:生物体内的蛋白质、糖类、氨基酸等大多是 分子。 (3)不对称合成:手性催化剂催化合成单一 异构体。 【易错提醒】①含有手性碳原子的分子不一定是手性分子,若分子有对称面则无手性(内消旋); ②手性碳原子必须是饱和碳原子(sp3杂化),双键、三键碳不可能是手性碳; ③手性异构体的物理性质并非完全相同,旋光性不同; ④手性是分子整体的性质,不是某个原子的性质。 得分速记 手性分子像双手,镜像对称不重合; 手性碳连四不同,星号标记要记清; 对映异构物性同,旋光方向各不同; 非手环境反应同,手性环境大不同; 手性药物要小心,异构体间药效分。 考●向●破●译 考向1 考查键的极性和分子极性的应用 例1(2026·天津·二模)下列性质的比较,正确的是 A.氢化物稳定性: B.酸性: C.在水中溶解度:>乙醇 D.键的极性: 【变式1·变载体】(2026·四川成都·模拟预测)一定条件下,磷化氢()与溶液的反应:,下列说法错误的是 A.是含极性键的极性分子 B.和的晶体类型不同 C.分子中的共价键类型为键 D.的VSEPR构型和分子构型均为正四面体形 【变式2】【新情境——反应机理与学科知识结合】(2026·山西忻州·模拟预测)氧化丙烷脱氢()是一种很有前景的高产丙烯技术。在二氧化铈上高效催化氧化丙烷脱氢的简单机理如图所示。下列有关说法正确的是 A.丙烷、和水均为极性分子 B.由形成是键数目减少的过程 C.丙烯分子中键与键的数目之比为 D.该历程中只有极性键断裂和非极性键形成 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·江苏淮安·模拟预测)酰胺类物质常被用作溶剂和化工原料,在碱和加热条件下也可以发生水解,如。下列说法正确的是 A.是极性分子 B.电离能: C.离子半径: D.中与键数比为8:1 考向2 考查分子性质的综合应用 例2.(2026·云南昆明·模拟预测)关于、、、和的结构与性质,下列说法错误的是 A.沸点: B.键角: C.水中的溶解度: D.结合质子的能力: 【变式1·变载体】(2026·江西上饶·二模)下列有关物质结构或性质的比较中正确的是 A.熔点: B.在不同溶剂中的溶解度:乙醇>水 C.键角: D.、都是由极性键构成的非极性分子 【变式2】【新情境——反应机理与学科知识结合】(2026·重庆·模拟预测)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3,一定条件下(H2O)2·BF3可发生如图所示转化,下列说法中错误的是 A.熔化前后,B原子的杂化方式不同 B.分子的极性:H2O>OF2 C.分子的键角:BF3>H2O D.(H2O)2·BF3分子间存在氢键和范德华力 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·广东佛山·模拟预测)劳动创造美好生活。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是 选项 劳动项目 化学知识 A 砂纸磨刀 制作砂纸的SiC熔点很高 B 用洗涤剂洗去油污 油污疏水,会被包裹在表面活性剂形成的胶束内腔 C 制备腊肉、香肠时添加NaNO2 NaNO2具有防腐和护色作用 D 将Cl2通入NaOH溶液制成漂白液代替氯水 NaClO溶液常温下分解比HClO慢 考点四 配位键、配合物、超分子 知●识●解●构 知识点1 配位键及配合物的性质 1.孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子 的电子对称孤电子对。 2.配位键 ①配位键定义:属于“电子对给予-接受”键,由一个原子提供 另一个 的原子形成的共价键。配位键属于 键。 ②配位键的形成:成键原子一方提供 ,另一方提供 形成共价键。 ③成键的性质: 对两个原子的电性作用。 ④配位键的表示:常用“→”来表示配位键,箭头指向 的原子,如NH可表示为,在NH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 ,但是一旦形成之后,4个共价键就 。 ⑤配位键的形成条件: a.配体有 ,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。 b.中心原子有 ,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。 ⑥配位键的特点:配位键一旦形成,与普通共价键性质 ,只是形成方式特殊。 3.配合物 (1)概念:由中心离子(或原子)与配体以配位键结合形成的化合物,叫做配位化合物,简称配合物。 (2)组成: 如[Cu(NH3)4]SO4: ①中心原子:提供 接受 的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的金属离子(此时又叫中心离子),过渡元素最常见,如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+。 ②配位体:含有并 的分子或离子,即电子对的 。常见的配位体:H2O、NH3、SCN-、CO、N2、X-、OH-、CN-。 ③配位原子:配体中 的原子叫配位原子,如:H2O中的O原子,NH3中的N原子。 ④配离子:由 组成的离子叫做配离子,如:[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。 ⑤配位数:作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的 ,即 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。 ⑥配离子的电荷数:配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的 。 ⑦内界和外界:配合物分为内界和外界,其中 称为内界,与内界发生电性匹配的 称为外界,如:[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2+,外界是SO,配合物在水溶液中电离成 和 两部分。 即:[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2++SO,而内界很难 ,其电离程度 ,[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3。 4.螯合物 螯合物是配合物的一种,具有 的配合物叫螯合物或内配合物。一种配位体有两个或两个以上的配位原子同时与一个中心离子结合,螯合物中配体数目少,形成环状结构较简单配合物稳定,而且形成的环越 越 ,其中以 环或 环最为稳定。在螯合物的结构中,一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳,此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。这种提供螯合物配体的试剂被称为螯合剂。 例:乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与Cu2+形成如下的螯合物: 乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤电子对以满足中心离子的配位数。 氨基乙酸的酸根氧离子(H2N-CH2-COO—)与Cu2+形成如下的螯合物: 其中Cu2+离子的配位数仍旧是4,氧提供孤电子对与中心离子配位,又有负电荷可以中和中心离子的正电荷,生成中性分子的“内配盐”。 5.多齿配体、二茂铁、羰基化合物 如果一个配位体中有几个配位原子能直接和同一个金属离子配位,这种配体称为多齿配体,形成具有环状结构的配合物称为螯合物,如:乙二胺配体中有两个配位原子、乙二胺四乙酸(EDTA)配体中有6个配位原子。还有其他特殊配体:CO、环戊二烯基(C5)等含有π键的配位体形成的配合物,如二茂铁、金属羰基化合物。                  金属EDTA(乙二 Fe(C5H5)2二环戊 Ni(CO)4四羰 胺四乙酸)螯合物 二烯合铁(二茂铁) 基镍(楔形式) 6.化学配合物的配位数可按如下方法判断: 1)配合物的配位数等于配位原子及配位体的数目,有两种情况: (1)配位原子数目、配位体数目、中心离子与配位原子形成的配位键键数均 ,例如[Ag(NH3)2]NO3、[Cu(NH3)4]SO4、[Cu(H2O)4]2+、[Zn(NH3)4]2+、K3[Fe(SCN)6]、[FeF6]3-、Ni(CO)4、Fe(CO)5、[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2等配合物或配离子,它们配位体的数目以及中心离子与配位原子形成的配位键键数相等。其中Ag+离子的配位数为2,Cu2+离子与Zn2+离子的配位数均为4,Fe3+离子的配位数为6。Ni(CO)4、Fe(CO)5等羰基化合物中Ni、Fe原子的配位数分别为4、5,[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+离子与Cr3+离子的配位数均为6。 (2)配位原子、配位体的数目 中心离子与配位原子形成的配位键键数,例如[BF4]-、[B(OH)4]-、[AlCl4]-、[Al(OH)4]-等配离子中,B、Al原子均缺电子,它们形成的化学键,既有共价键,又有配位键,配位数与配位键的键数不相等,配位数均为4。又如Al2Cl6(下图)中Al原子的配位数为4。 2)配位数等于配位原子的数目,但不等于配位体的数目 存在多基配体时有这种情况,例如[Cu(en)2]中的en是乙二胺(NH2CH2CH2NH2)的简写,属于双基配体,每个乙二胺分子有2个N 原子与Cu2+离子配位,故Cu2+离子的配位数是4而不是2。 3)配合物的配位数可以按中心离子电荷数的 来计算 如果不知道配合物的化学式,一般可按此规律计算。例如前面提到的,Ag+离子的配位数为 ,Cu2+离子与Zn2+离子的配位数均为 ,Fe3+离子的配位数为 ,等等。不过应注意,某些配合物不符合以上规律,如[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+离子与Cr3+离子的电荷数分别为 、 ,但配位数都是 。若配合物中的中心原子呈电中性,如金属的羰基化合物,其配位数只能在已知化学式的基础上判断。有些配合物,当中心离子(或原子)与不同量的配位体配合时,其配位数并不确定。配位数多少与中心离子和配体的性质(如电荷数、体积大小、电子层结构等)以及它们之间相互影响、配合物的形成条件(如浓度、温度等)有关。配位数由1到14均可能,其中最常见的配位数为 和 。例如硫氰合铁络离子随着配离子SCN-浓度的增大,中心离子Fe3+与SCN- 可以形成配位数为1~6的配合物:[Fe(SCN-)n]3-n(n=1~6)。 7.配合物的形成对性质的影响 ①溶解性:配合物一般 溶于水,配离子在溶液中较 。一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物等可溶于含 的氯离子、溴离子、碘离子和氨的溶液中,形成可溶的配合物。如Cu(OH)2溶于过量氨水中: 、 。 ②颜色:当简单离子形成配合物时, 往往会发生变化,可用于离子检验。如黄色的铁离子溶液与硫氰酸根配合,就形成 的溶液。 ③稳定性增强:配位键越 ,配合物越 。配体配位能力越 ,配合物越 。 8.配合物的应用 超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。 (1)在生命体中的应用 (2)在生产、生活中的应用 (3)在医药中的应用——抗癌药物 、 。 【易错提醒】①配位键属于共价键的一种,不是独立的化学键类型; ②配位数是配位原子的数目,不是配体的数目(如乙二胺是双齿配体,1个配体提供 2个配位原子); ③配合物的内界和外界之间是离子键,内界内部是配位键; ④配离子在溶液中较稳定,但也存在解离平衡,不是完全不解离。 得分速记 配位键,特殊键,孤对空轨来相见; 箭头指向空轨道,形成之后同共价; 配合物,有内界,中心配体中间结; 配位数看配位原,内界外界要分清; 配合物,有颜色,离子检验有特色。 知识点2 超分子 1.概念:由 的分子通过分子间相互作用( 键)结合形成的分子聚集体或组装体,叫做超分子。 【易错提醒】①超分子不是通过共价键结合,而是通过氢键、范德华力、疏水作用、静电作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键等非共价作用力结合; ②超分子中各组分分子保持各自的化学性质和结构特征; ③超分子定义中的分子是广义,包括离子。 2.分子聚集体的大小:超分子这种分子聚集体,有的是 的,有的是 的。 3.超分子的特点 (1)非共价键结合:通过 、 、π-π堆积、疏水作用等分子间作用力组装,不是通过 连接; (2)自组装:在一定条件下,分子能自发地组装成有序的超分子结构,自组装过程是使超分子产生 的过程。 (3)可逆性:超分子的组装与解聚是 的,改变条件(如温度、浓度、pH)可使超分子 ; (4)结构与功能:具有特定的空间结构和功能,各组分协同作用体现 。 4.常见超分子实例 (1)“杯酚”分离C60和C70:杯酚与C60通过范德华力相结合,通过 实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂,溶解未装入“杯酚”的C70,过滤后分离C70;再向不溶物中加入氯仿,溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 (2)冠醚识别碱金属离子:冠醚是皇冠状的分子,有不同大小的空穴,能与正离子,尤其是 ,并随环的大小不同而与不同的金属离子络合,利用此性质可以识别 。冠醚环的大小与金属离子匹配,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,因而成为有机反应中很好的催化剂。 (3)细胞和细胞器的双分子膜:细胞膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团,头部会朝向 一侧,从而实现自组装。 (4)DNA分子:核酸的双螺旋结构是靠 来保持的。 (5)冰晶体:水分子通过氢键形成的 结构。 5.超分子的应用 (1)分子识别:利用超分子的选择性结合能力,进行离子、分子的 ; (2)药物载体:环糊精、脂质体等作为药物载体,提高药物 ; (3)分子器件:超分子组装成 等功能器件; (4)材料科学:超分子材料具有 性,可用于智能材料。 【易错提醒】①超分子不是大分子,不是通过共价键连接,而是通过分子间作用力结合; ②超分子中各分子保持独立的化学性质,只是物理聚集; ③超分子的组装是可逆的,不是永久固定的结构; ④超分子与配合物不同:配合物以配位键结合,超分子以非共价键结合(冠醚与金属离子的结合有时也被看作超分子作用)。 得分速记 超分子,非共价,氢键范德华力来搭建; 自组装,可逆性,条件改变能拆分或重组; 冠醚识别金属离,环糊包药增溶解; DNA双螺旋,磷脂双分子膜; 分子识别与组装,超分子应用广。 考●向●破●译 考向1 考查配位键及配合物性质 例1(2026·江西·模拟预测)吡啶甲酸铬的结构简式如图所示,别名吡啶羧酸铬、甲基吡啶铬,紫红色结晶性细小粉末,流动性良好,常温下稳定,微溶于水,不溶于乙醇。下列说法正确的是 A.该化合物中配位键的个数为3 B.该化合物中C、N原子的杂化方式相同 C.第一电离能: D.基态Cr原子的价电子排布式为 【变式1·变载体】(2026·辽宁沈阳·模拟预测)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,其结构简式如图所示。下列说法正确的是 A.该物质既能和酸反应,又能和碱反应 B.分子中C原子和N原子的杂化方式相同 C.第一电离能由大到小的顺序为O>N>C>H D.该物质中Zn的配位数为4,配位原子为O、N 【变式2】【新情境——生命科学与学科知识结合】(2026·山东威海·二模)血红蛋白在平衡血液氧气输送等方面发挥着重要作用。其载氧后和载氧前的局部结构如下图所示。下列说法错误的是 A.人体吸入中毒的原因是血红蛋白开启了超分子识别功能 B.载氧前,血红蛋白中的只与咪唑环中的原子配位 C.载氧后,血红蛋白中的价层电子对数是6 D.已知咪唑环是平面结构,其中的大键表示为 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(2026·河南新乡·模拟预测)在血液中,血红蛋白Hb是由以为中心的配位化合物铁卟啉和蛋白质共同构成的,可用于输送。当人吸入CO后,极易发生中毒,血红蛋白在人体内的变化如图所示。下列说法错误的是 A.载氧前后,铁元素的化合价不变 B.Hb()和Hb(CO)中Fe的配位数均为6 C.血红蛋白Hb中C、N原子均采取杂化 D.Hb能与CO形成更强的配位键 考向2 考查超分子的结构、性质及其应用 例2(2026·辽宁沈阳·模拟预测)分子之间可通过空间结构和作用力协同产生某种选择性,从而实现分子识别。下图是一种分子梭,环状分子与链状分子可以形成超分子,在上有两个不同的识别位点。下列说法错误的是 A.分子属于冠醚,可以通过氧原子吸引阳离子形成超分子 B.在碱性情况下,环状分子与分子中位点的相互作用较强 C.若分子中的大键可用符号表示,分子中含有三个 D.在酸性和碱性条件下,、之间的作用力均为氢键 【变式1·变载体】(2026·重庆·模拟预测)冠醚可以识别特定离子。18-冠-6(图甲)与KF溶液混合,形成图乙所示物质。下列说法正确的是 A.键角:图甲<图乙 B.图甲所示结构为超分子 C.图乙中18-冠-6与之间存在离子键 D.碱金属离子均能被18-冠-6识别 【变式2】【新情境——科学技术与学科知识结合】(2026·河南郑州·模拟预测)我国科研人员设计出用于离子间精准分离的冠醚基聚合物膜,实验证明该膜材料对K+表现出极强的选择性。一定条件下,合成该膜材料的单体乙可由甲合成。下列说法错误的是 A.甲、乙两种物质中均含有手性碳原子 B.乙通过缩聚反应合成上述膜材料 C.K+的直径与乙的孔径相匹配 D.甲、乙两种物质可通过红外光谱仪鉴别 【变式3】【新考法——结合科技成果】(2026·重庆·三模)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构如图a),该分子和客体分子(结构示意图如图b)可形成主客体包合物,被固定在空腔内部。下列说法正确的是 A.主体分子存在分子内氢键 B.主客体分子之间存在共价键 C.主客体包合物属于分子晶体 D.中N采用杂化 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑,感知高考考向 1.(2026·山东卷)1-环己基乙胺(X)溶于酸形成铵盐阳离子(Y),Y与18-冠-6作用形成超分子阳离子(Z),下列说法错误的是 A.X→Y,键角增大 B.18-冠-6中C、O原子采取的轨道杂化方式相同 C.Z含手性碳原子 D.Z中存在共价键、离子键和氢键 2.(2026·湖南卷)对下列性质解释正确的是 性质 解释 A 酸性:HCl>HF 非金属性:F>Cl B 沸点:H2O>HF 氢键键能:HF>H2O C 沸点:正戊烷>新戊烷 分子间作用力:正戊烷>新戊烷 D 硬度:金刚石>石墨 碳碳键的键能:石墨>金刚石 3.(2026·湖南卷)光催化是一种常用的绿色有机合成方法,合成化合物M(表示芳基,表示叔丁基)的反应历程如图所示。下列说法错误的是 A.X→Y过程中既有σ键断裂,又有π键断裂 B.Z中Ni的化合价为+2 C.PC②→PC①是一个氧化过程 D.总反应式为 4.(2026·贵州卷)一种能有效检测重金属的荧光探针及其检测机理如图。 下列说法错误的是 A.Ⅰ不存在顺反异构体 B.Ⅰ中碳原子的杂化轨道类型为sp、 C.Ⅱ中汞元素的化合价为0 D.该探针不适合直接检测强酸性样品 5.(2026·广东卷)结构决定性质。下列事实对应的解释错误的是 选项 事实 解释 A 热稳定性: 键能: B 酸性:乙酸>丙酸 推电子效应: C 沸点:邻羟基苯甲醛>水 邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键 D 在中的溶解度:苯 苯和为非极性分子,为极性分子 6.(2026·湖北卷)物质的性质与其结构密切相关。下列事实与结构因素不相符的是 选项 事实 结构因素 A. 氨基酸的水溶性与值有关 碱性基团:氨基 B. 合成氨工业用冷却法使氨液化而实现分离 分子间作用力:氢键 C. 易水解形成红褐色胶体 特征:高电荷与小半径 D. 的熔点低于 阴离子半径: 7.(2026·湖北卷)腰带状的[20]胶原烯,兼具刚性与空腔适应性,能有效结合或形成超分子。 下列有关[20]胶原烯说法错误的是 A.苯环与甲基的数量比为 B.通过氢键作用与、形成超分子 C.超分子能在一定条件下释放、 D.能结合一定尺寸范围内的、衍生物 8.(2026·湖北卷)关于粒子的结构与性质,下列说法错误的是 A.和的空间结构均为三角锥形 B.和的模型相同,分子空间结构也相同 C.键角:()() D.与都是非极性分子 9.(2026·云南卷)我国科学家合成了一种大环化合物甲,能与形成超分子乙,其变化过程如图。下列说法错误的是 A.乙的晶体类型为共价晶体 B.该过程体现了大环对的捕获与释放 C.乙中的与大环之间存在分子间作用力 D.调控pH可使甲和丙中的杂化方式发生可逆转变 10.(2026·河南卷)某同学设计以下实验,探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 已知:在水溶液中由于水解与配位而显黄色;呈绿色。下列说法错误的是 A.②到③说明加入稀硫酸能抑制的水解 B.④与⑤中:④>⑤ C.④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致 D.若向③中依次加入适量维生素C、溶液,会出现蓝色沉淀 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $

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第03讲 分子结构与性质、化学键(复习讲义)(全国通用) 2027年高考化学一轮复习讲练测
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