2026届高三化学一轮复习学案第七章第33讲分子的性质配合物与超分子含解析新人教版
2026-08-27
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普通
摘要:
该高中化学高考复习学案系统覆盖分子极性、分子间作用力、配合物与超分子三大核心考点,以键的极性与分子极性为基础,递进至范德华力、氢键的性质影响,最终延伸到配位键与超分子的应用,通过对比表格、问题链设计引导学生自主梳理知识逻辑,构建结构化认知框架。
亮点在于诊断性自测与进阶式能力训练结合,如“易错辨析”判断题帮助学生自查薄弱点,“提升关键能力”中羧酸酸性比较、分子极性判断等题目培养科学思维,配合物制备实验题强化科学探究与实践素养。真题演练环节对接高考题型,助力学生自主诊断提升,教师可依据学生答题情况实施精准指导,实现个性化复习。
内容正文:
第33讲 分子的性质 配合物与超分子
[复习目标] 1.理解分子的极性。2.掌握范德华力的含义及对物质性质的影响。 3.理解氢键的含义,能判断哪些物质存在氢键, 并能解释氢键对物质性质的影响。4.理解配位键的含义。5.了解超分子的概念及主要特征。
考点一 键的极性与分子极性 分子手性
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
种元素的原子间
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 ,则羧酸的酸性越强。
②烷基是推电子基团,从而减小羟基的 ,导致羧酸的酸性减弱。一般地,烷基越长,推电子效应越 ,羧酸的酸性越 。
2.极性分子和非极性分子
(1)极性分子与非极性分子的比较
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
分子的正电中心和负电中心
分子的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
(2)分子的极性判断方法
①An型(单质):非极性分子(O3除外)。
②AB型:极性分子。
③ABn型:根据中心原子最外层电子是否全部成键来判断,A上无孤电子对:非极性分子;A上有孤电子对:极性分子。
[应用举例]
按要求完成填空,体会分子结构与分子极性的关系。
分子式
中心原子
分子的极性
元素符号
有无孤电子对
CS2
SO2
O3
CH4
NH3
H2O
3.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。
一、有关羧酸酸性强弱的判断及归因分析
1.试比较下列有机酸的酸性强弱。
①CF3COOH ②CCl3COOH ③CHCl2COOH ④CH2ClCOOH ⑤CH3COOH ⑥CH3CH2COOH
2.酸性:氟乙酸大于氯乙酸的原因是 。
3.酸性:甲酸大于乙酸的原因是 。
二、分子极性的判断
4.(2024·山东名校联考一模)下列分子属于非极性分子的是( )
A.COS B.HCHO
C.SO3 D.CH2Cl2
5.下列各组分子中,都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.O3、SO3 B.HCl、H2S
C.CO2、CH4 D.P4、C2H4
考点二 分子间作用力
1.分子间作用力
(1)范德华力、氢键的对比
范德华力
氢键
作用微粒
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
方向性和饱和性
方向性和饱和性
强度
共价键> >
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 ,范德华力越大;
②分子的极性 ,范德华力越大
X—H…Y强弱与X和Y的电负性有关
对物质性质的影响
主要影响物理性质(如熔、沸点)
(2)氢键的表示方法(以HF分子间氢键为例)
2.分子的溶解性
(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)氢键对分子溶解性的影响
若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度 。
1.氢键是一种特殊的化学键( )
2.卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大( )
3.氨水中氨分子与水分子间形成了氢键( )
4.H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键( )
5.氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高( )
1.下列说法错误的是( )
A.甘油和水可以任意比例互溶原因之一为甘油与水形成分子间氢键
B.H2O的沸点高于HF,是因为氢键强弱:O—H…O>F—H…F
C.氢氟酸水溶液中氢键的类型有F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O
D.比熔点低的原因是前者形成分子内氢键,后者形成分子间氢键
2.下列说法正确的是( )
A.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键
B.“X—H…Y”三原子不在一条直线上时,不可能形成氢键
C.萃取剂CCl4的沸点高于CH4的沸点
D.卤素单质、碱金属单质的熔、沸点均随着摩尔质量的增大而升高
3.有关分子的溶解性,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 。
4.有关物质的熔、沸点,解答下列问题。
(1)有机物A()的结构可以表示为(虚线表示氢键),而有机物B()只能形成分子间氢键。工业上用水蒸气蒸馏法将A和B进行分离,首先被蒸出的成分是 ,原因是: 。
(2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0 ℃)、沸点(111 ℃),原因是 。
(3)如图为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为 。
(4)在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为 , 原因是 。
考点三 配合物、超分子
1.配位键
(1)形成: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,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 ,在N中,虽然有1个N—H形成过程与其他3个N—H形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全 。
2.配位化合物
(1)概念: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)组成:如[Cu(NH3)4]SO4:
(3)形成条件
①中心离子或原子:有空轨道,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)有孤电子对。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。
3.超分子
(1)超分子的定义和主要特征
①定义: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。
②主要特征:分子识别;自组装。
例如:冠醚与金属离子的聚集体可以看成是一类超分子。
(2)应用
KMnO4溶液对烯烃的氧化效果差,在烯烃中溶入冠醚时,冠醚通过与K+结合而将Mn带入烯烃;冠醚不与Mn结合,使游离或裸露的Mn反应活性很高,从而使氧化反应能够迅速发生。
1.配位键实质上是一种特殊的共价键( )
2.提供孤电子对的微粒既可以是分子,也可以是离子( )
3.有配位键的化合物就是配位化合物( )
4.配位化合物都很稳定( )
5.在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl-均可与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀( )
6.Ni(CO)4是配合物,它是由中心原子与配体构成的( )
一、配位键与配位数
1.关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列说法正确的是( )
A.配位体是Cl-和H2O,配位数是8
B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中Cl-的数目比是1∶2
D.在1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到2 mol AgCl沉淀
2.新型超高能材料是国家核心军事力量制高点的重要标志,高性能炸药BNCP的结构如图:
(1)与Co同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钴不同的元素有 种。
(2)中心Co原子的配位数为 。
(3)①配体是平面结构,图中标记“*”的N原子与O原子之间σ键是由N原子的 杂化轨道与O原子的 轨道重叠形成的。
②NH3分子中∠H—N—H (填“>”“<”或“=”)高性能炸药BNCP中∠H—N—H,其原因为 。
二、配合物制备实验
3.(1)CuSO4·5H2O(胆矾)中含有水合铜离子而呈蓝色,写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式并将配位键表示出来: 。
(2)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,再滴加氨水至沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色透明溶液,继续向其中加入极性较小的乙醇可以析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。下列说法不正确的是 (填字母)。
a.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的是N元素
b.CuSO4及[Cu(NH3)4]SO4·H2O中S原子的杂化方式均为sp3
c.[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有离子键、共价键和配位键
d.NH3分子内的H—N—H键角大于H2O分子内的H—O—H 键角
e.S的空间结构为正四面体形
f.[Cu(NH3)4]2+中,N原子是配位原子
g.NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为sp2杂化
三、超分子及应用
4. (2024·烟台招远第一中学模拟)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
5. (2024·山东实验中学高三诊断考试)利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是( )
A.第二电离能:C<O
B.杯酚分子中存在大π键
C.杯酚与C60形成氢键
D.C60与金刚石晶体类型不同
1.(2024·江西,2)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是( )
A.分子的极性:SiH4>NH3
B.键的极性:H—Cl>H—H
C.键角:H2O>CH4
D.分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH
2.(2023·山东,3)下列分子属于极性分子的是( )
A.CS2 B.NF3
C.SO3 D.SiF4
3.(2023·浙江1月选考,12)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH32Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是( )
A.Al2Cl6的结构式为
B.Al2Cl6为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
4.(2024·湖北,15)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
5.(2024·上海,7)已知AlBr3可二聚为下图的二聚体:
(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该配合物中有σ键 mol。
6.[2024·浙江6月选考,17(3)]氧是构建化合物的重要元素。请回答:
化合物HA、HB、HC和HD的结构如图。
①HA、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: 。
②已知HC、HD钠盐的碱性:NaC>NaD,请从结构角度说明理由: 。
答案精析
考点一
整合必备知识
1.(1)不同 同种 发生 不发生 (2)极性 容易电离出H+ ①羟基的极性越大 ②极性 大 弱
2.(1)重合 不重合 对称 不对称
应用举例
C 无 非极性 S 有 极性 O 有 极性 C 无 非极性 N 有 极性 O 有 极性
3.(1)镜像 不能叠合 (2)手性异构体
提升关键能力
1.①>②>③>④>⑤>⑥
2.电负性:F>Cl,C—F的极性大于C—Cl的极性,导致氟乙酸羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,故氟乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性
3.烷基(R—)是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
4.C
5.C [O3为极性分子,SO3为含有极性键的非极性分子,A不符合题意;HCl为含有极性键的极性分子,H2S为含有极性键的极性分子,B不符合题意;CO2、CH4均为含有极性键的非极性分子,C符合题意;P4为含有非极性键的非极性分子,C2H4为含有极性键和非极性键的非极性分子,D不符合题意。]
考点二
整合必备知识
1.(1)无 有 氢键 范德华力 越大 越大
2.(1)①非极性 极性 (2)增大
易错辨析
1.× 2.× 3.√ 4.× 5.×
提升关键能力
1.B
2.C [甲烷分子与水分子间不能形成氢键,A错误;“X—H…Y”三原子不在一条直线上时,也可能形成氢键,B错误;卤素单质随着摩尔质量增大,分子间作用力增大,熔、沸点升高,碱金属单质的熔、沸点随着摩尔质量的增大而降低,D错误。]
3.(1)H2O2为极性分子,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
4.(1)A A易形成分子内氢键,B易形成分子间氢键,所以B的沸点比A的高
(2)苯胺分子间存在氢键
(3)S8相对分子质量大,范德华力大
(4)H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O与CH3OH均为极性分子,H2O分子间氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大
考点三
整合必备知识
1.(1)孤电子对 配位键 (2)→ 相同
2.(1)分子或离子 配位键 (2)配位原子 配位体 配位数
易错辨析
1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.√
提升关键能力
1.CD
2.(1)2 (2)6 (3)①sp2 2p ②< NH3分子中N原子提供孤电子对与中心离子形成配位键后,孤电子对与成键电子对间的排斥作用变成成键电子对间的排斥作用,排斥作用减弱
3.(1) (2)ag
4.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。]
5.C [C和O分别失去一个电子后的价层电子排布式为2s22p1和2s22p3,O的2p能级是半充满结构,比较稳定,所以O的第二电离能大于C的第二电离能,A项正确;杯酚分子中含有苯环结构,具有大π键,B项正确;C60中只含有C元素,无法形成氢键,C项错误;金刚石是共价晶体,C60为分子晶体,D项正确。]
练真题 明考向
1.B 2.B
3.D [由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,是结构对称的非极性分子,故A、B正确;由反应方程式可知,氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键,配位能力大于氯原子,故C正确;溴元素的电负性小于氯元素,溴原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与氨气反应,故D错误。]
4.B [“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。]
5.(1)A (2)sp3 CH3CN 14
6.①HC>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,羟基与H2O形成的氢键逐渐增强 ②原子半径:S>O,键长:S—H>O—H,S—H键更易断键电离出H+,因此HD酸性更强,其酸根离子水解程度较低,故碱性:NaC>NaD
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