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第4讲　分子的性质　配合物和超分子
1．理解分子的极性。
2．掌握分子间作用力的含义及对物质性质的影响。能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。
3．理解配位键的含义，能利用配位键知识解释配合物的性质。
4．了解超分子的概念及应用。
考点1　键的极性与分子的极性
1．键的极性
[关系图谱]键的极性与分子极性的关系
(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
　如何判断共价键极性的强弱？
(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________。
2．极性分子和非极性分子
(1)概念
极性分子：分子的正电中心和负电中心________，键的极性的向量和________零。
非极性分子：分子的正电中心和负电中心________，键的极性的向量和________零。
(2)极性分子和非极性分子的判断方法
分子类型 判断方法
A—A型 一定是非极性分子，如H2
A—B型 一定是极性分子，如HF
ABn型 中心原子A化合价的绝对值等于该元素原子最外层电子数，则为非极性分子，反之则为极性分子
中心原子A没有孤电子对，则为非极性分子，反之则为极性分子
[备考提醒]
(1)并非相同原子形成的一定是非极性键。如臭氧分子中的共价键是极性键，其中心氧原子是呈正电性的，而端位的两个氧原子是呈负电性的。
(2)并非单质分子都是非极性分子。臭氧分子的空间结构与水分子的相似，其分子有极性，但很微弱。
(3)并非有对称结构的分子就是非极性分子，正、负电中心是否重合是判断分子极性的关键。
键的极性与分子的极性
1．(鲁科选择性必修2习题改编)下列叙述中正确的是(　　)
A．以极性键结合起来的分子一定是极性分子
B．键角：NH3>PH3
C．NCl3与BF3均为三角锥形结构，均为极性分子
D．非极性分子中一定含有非极性键
2．(人教选择性必修2习题改编)在下列物质中，含非极性键的极性分子有(　　)
①H2O　②NH3　③NH3·H2O　④乙醇　⑤乙烯　⑥CO2　⑦CuSO4·5H2O　⑧甲烷　⑨H2O2
A．①②⑥ B．③④⑦
C．④⑨ D．③④⑧⑨
[答题模板]根据键的极性和分子的空间结构判断
类型 实例 键的极性 分子的空间结构 分子的极性
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
键的极性和分子极性对物质性质的影响
3．(人教选择性必修2习题改编)下列物质中酸性最强的是(　　)
A．碳酸 B．乙酸
C．丁酸 D．戊酸
4．(鲁科选择性必修2习题改编)已知：三氯乙酸(CCl3COOH)的酸性大于三溴乙酸(CBr3COOH)的酸性。下列对于该事实的解释不正确的是(　　)
A．CCl3COOH的相对分子质量小于CBr3COOH的相对分子质量
B．氯的电负性大于溴的电负性
C．CCl3COOH的羧基中的羟基更易电离
D．Cl—C的极性大于Br—C的极性
[思维模型]
羧基的酸性大小与分子组成和结构的关系
(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性
①含相同数目的不同卤素原子的羧酸，卤素原子的电负性越大，酸性越强。
②含不同数目的同种卤素原子的羧酸，卤素原子的数目越多，羧酸的酸性越强。
(2)只含烃基的一元羧酸的酸性
随着烃基加长，酸性的差异越来越小。
(3)只含烃基的多元羧酸的酸性
烃基所含碳原子数越少，羧基数目越多，酸性越强。
考点2　分子间作用力
1．分子间作用力
(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
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________。
3．分子的手性
分子间作用力对物质性质的影响
1．(鲁科选择性必修2习题改编)下列事实与氢键无关的是(　　)
A．冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子
B．常温下，互为同分异构体的乙醇与甲醚的状态不同
C．NH3的稳定性比CH4的强
D．HF、HCl、HBr、HI各自的水溶液中，只有HF的水溶液为弱酸
2．(人教选择性必修2习题改编)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)有机物A()的结构可以表示为(虚线表示氢键)，而有机物()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__________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)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_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[思维模型]氢键对物质性质的影响
(1)氢键对物质熔、沸点的影响
①分子间存在氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。
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熔、沸点低。
(2)氢键对物质溶解性的影响
溶质与溶剂之间的氢键作用力越大，则溶解性越好。
(3)氢键的存在引起密度的变化
由于水分子之间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小；冰融化成水时，体积减小，密度变大。
考点3　配合物与超分子
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，如可表示为________，在中，虽然有一个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。如[Cu(NH3)4]SO4：
(2)形成条件
组成 结构特点 举例
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。
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)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配位原子数目，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，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。
即：，而内界很难电离，其电离程度很小。
[图解教材]人教选择性必修2
配合物生成的实验
(1)CuSO4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，Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2+＋2OH－。加入乙醇降低溶解度，析出晶体。
(2)FeCl3溶液Fe(SCN)3(红色)，KSCN溶液检验Fe3+。
(3)NaCl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－。
3．超分子
(1)概念
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
多数人认为，超分子内部分子之间通过非共价键相结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。
(3)超分子的两个重要特征是________和________。
(4)超分子的应用
在分子水平上进行分子设计，有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。
[备考提醒]
(1)配合物一定含有配位键，但含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH4Cl等铵盐。
(2)配体数和配位数不一定相等，如乙二醇作配体时，可提供2个配位原子。
(3)超分子定义中的分子是广义的，包括离子。
配位键和配位化合物
1．(人教选择性必修2习题改编)下列过程与配合物的形成无关的是(　　)
A．除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液
B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失
C．向FeCl3溶液中加入KSCN溶液
D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
2．(鲁科选择性必修2习题改编)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。下列有关该配离子的说法正确的是(　　)
A．1 mol该配离子中含有π键的个数是6×6.02×1023
B．该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2杂化
C．该配离子含有的非金属元素中电负性最大的是碳
D．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
[误区警示]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Fe(SCN)3的形成。利用此性质可检验某些离子的存在。
(3)稳定性的改变：形成配合物后，物质的稳定性增强。
(4)键角的变化：形成配合物后，配位原子的孤电子对减少，使以其为中心的键角增大。
超分子及其特征
3．(人教选择性必修2习题改编)下列关于超分子的说法不正确的是(　　)
A．C70属于超分子
B．超分子有的是有限的，有的是无限伸展的
C．C60与“杯酚”可通过分子间作用力形成超分子
D．超分子具有“分子识别”“自组装”两大重要特征
4．(鲁科选择性必修2习题改编)冠醚是皇冠状的分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K＋形成的配离子的结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
冠醚 冠醚空腔直径/pm 适合的粒子(直径/pm)
15-冠-5 170～220 Na＋(204)
18-冠-6 260～320 K＋(276)、Rb＋(304)
21-冠-7 340～430 Cs＋(334)
A．冠醚可以用来识别碱金属离子
B．二苯并-18-冠-6也能适配Li＋
C．该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种
D．一个二苯并-18-冠-6与K＋形成的配离子中配位键的数目为6
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2024·北京卷)NH3和ND3(氘代氨)均为极性分子。 (　　)
(2)(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+。 (　　)
(3)(2024·浙江卷)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。 (　　)
(4)(2024·安徽卷)羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O>N—H…N。 (　　)
(5)(2024·湖北卷)甘油是黏稠液体，是由于甘油分子间的氢键较强。 (　　)
(6)(2025·安徽卷)H2O2为非极性分子。 (　　)
(7)(2025·北京卷)由H2O的沸点高于H2S可推测出HF的沸点高于HCl。 (　　)
(8)(2025·山东卷)沸点：H2O>H2S主要原因是电离能：O>S。 (　　)
(9)(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。
(　　)
(10)(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。 (　　)
2．(2025·安徽卷)氟气通过碎冰表面，发生反应①F2＋H2OHOF＋HF，生成的HOF遇水发生反应②HOF＋H2O===HF＋H2O2。下列说法正确的是(　　)
A．HOF的电子式为
B．H2O2为非极性分子
C．反应①中有非极性键的断裂和形成
D．反应②中HF为还原产物
3．(2025·湖南卷)下列有关物质性质的解释错误的是(　　)
选项 性质 解释
A 酸性：CH3COOHB 熔点： 的体积大于
C 熔点：Fe>Na Fe比Na的金属性弱
D 沸点：H2O>H2S H2O分子间存在氢键
4．(2025·河南卷)某同学设计以下实验，探究简单配合物的形成和转化。
下列说法错误的是(　　)
A．②中沉淀与④中沉淀不是同一种物质
B．③中现象说明配体与Cu2+的结合能力：NH3>H2O
C．④中深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中小
D．若向⑤中加入稀硫酸，同样可以得到黄绿色溶液
5．(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
6．(2024·山东卷)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_____________________________________________________________________
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