2026届高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第25讲分子结构与性质配合物和超分子课件

这是一份2026届高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第25讲分子结构与性质配合物和超分子课件，共60页。PPT课件主要包含了考点二，考点一，相互排斥，孤电子对，方法2，直线形，平面三角形，正四面体形，三角锥形，sp2等内容，欢迎下载使用。
第25讲　分子结构与性质　配合物和超分子
考点一　价层电子对互斥模型　杂化轨道理论
1．价层电子对互斥模型(VSEPR mdel)(1)理论要点①价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”____________的结果。②VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对(多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对)和中心原子上的____________。
(3)VSEPR模型与分子(或离子)空间结构的关系
[易错点拨]　VSEPR模型与分子(或离子)空间结构的关系(1)VSEPR模型反映中心原子的价层电子对的空间结构，而分子(或离子)的空间结构是指σ键电子对的空间结构，不包括孤电子对。(2)VSEPR模型和分子的空间结构不一定相同，还要看中心原子是否有孤电子对，若不含孤电子对，二者空间结构相同，否则不相同。(3)根据VSEPR模型判断分子(或离子)的空间结构时，要略去孤电子对。
2．杂化轨道理论(1)杂化轨道概念：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。(2)杂化理论要点①只有能量相近的轨道才能杂化(如ns、np)。②原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。③杂化前后轨道数目不变。
(3)杂化轨道的三种类型
(4)杂化轨道类型与分子(或离子)空间结构的关系
[易错点拨]　杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。
【正误辨析】(1)H2O分子的VSEPR模型与分子空间结构一致。(　　)[提示]　×　H2O分子的价层电子对数为4，VSEPR模型是正四面体形，孤电子对数为2，分子空间结构为V形。
(3)PCl5中的P原子的孤电子对数为1。(　　)
(4)SO2分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子。(　　)[提示]　×　SO2中S原子的价层电子对数为3而CO2中C原子的价层电子对数为2，且SO2分子中S有一个孤电子对，而CO2分子中没有孤电子对，因此SO2为V形而CO2为直线形。
(5)P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′。(　　)[提示]　×　P4和CH4的分子结构均为正四面体形，P4分子中4个P占据4个顶点，键角为60°，而甲烷的键角为109°28′。(6)价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。(　　)[提示]　√　价层电子对数是σ键电子对数与孤电子对数之和，不包含π键电子对数。
(7)杂化轨道也可以用于形成π键。(　　)[提示]　×　杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。(8)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。(　　)[提示]　×　NH3中心原子价层电子对数为4，含有1个孤电子对，N原子发生sp3杂化。
(9)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构。(　　)[提示]　×　如NH3、H2O中心原子均为sp3杂化，但分子结构均不是正四面体结构。(10)中心原子是sp杂化的，其空间结构不一定为直线形。(　　)[提示]　×　中心原子是sp杂化的，其空间结构一定为直线形。
1．下列分子或离子的VSEPR模型及空间结构正确的是(　　)
微考点1　根据VSEPR模型推测分子(或离子)的空间结构
2．(2025·经典习题选萃)下列分子或离子中，VSEPR模型名称与分子或离子的空间结构名称不一致的是(　　)
3．(2025·湖南益阳高三模拟)价层电子对互斥(VSEPR)模型是预测分子空间结构的重要方法，下列说法正确的是(　　)A．O3的VSEPR模型为三角锥形B．NF3的空间结构为平面三角形
“四步法”推测分子(或离子)的空间结构
4．(2025·河北衡水检测)下列分子或离子中键角按照由大到小的顺序排列的是(　　)①BCl3　②NH3　③H2O　④PCl　⑤BeCl2A．⑤①④②③ B．⑤④①②③C．④①②⑤③ D．③②④①⑤
微考点2　根据VSEPR模型比较键角的大小
[答案]　(1)(3)>　(4)sp3　见解析
[方法规律]　键角大小比较的三种方法(1)杂化类型不同→键角sp>sp2>sp3。(3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角大。
微考点3　判断分子(或离子)中心原子的杂化类型
7．某有机化合物M的结构简式如图，其中1、2、3号原子的杂化方式分别为(　　)A．sp3、sp3、sp3 B．sp3、sp3、sp2C．sp2、sp3、sp2 D．sp3、sp2、sp2[答案]　B[解析]　1号碳原子形成4个单键，采取sp3杂化；2号N原子形成3个共价键，含有1个孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化；3号碳原子含有共价键为2个单键和1个碳氧双键，采取sp2杂化。
判断分子中原子轨道杂化类型的两种方法
8．下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式不正确的是(　　)
微考点4　分子(或离子)的空间结构与中心原子的杂化类型
9．(2025·河北衡水高三检测)根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列分子或离子的中心原子杂化方式及空间结构正确的是 (　　)
考点二　分子的性质　配合物和超分子
1．键的极性与分子的极性(1)共价键的极性
注意：臭氧分子是含有极性键的极性分子。
(3)键的极性对化学性质的影响①羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H＋，则羧酸的酸性越强。②与羧基相邻的碳原子所连的共价键的极性越大，羧酸的酸性越强。③一般地，烃基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越弱。
[易错点拨]　根据分子中化学键的极性的向量和判断分子的极性，当分子中各个键的极性的向量和等于0时，是非极性分子，否则是极性分子。
2．分子的溶解性(1)“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于________溶剂，极性溶质一般能溶于______溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度______。(2)“相似相溶”还适用于分子结构的________。乙醇中的—OH与水分子的—OH相近，因而乙醇能与水互溶。
4．范德华力及其对物质性质的影响
5．氢键及其对物质性质的影响(1)表示及特征
(2)氢键的强弱对物质性质的影响
6．配位键 可看作一类特殊的共价键，成键方式不同(1)定义：成键原子一方提供__________，另一方提供空轨道形成共价键，这类“电子对给予—接受”键称为配位键。(2)表示：配位键也是一种共价键，例如，NH可表示为__，在NH中，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个共价键就完全相同。
7．配位化合物(1)定义：通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以__________结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。
(2)组成：以[Cu(NH3)4]SO4为例
8．超分子 广义的分子，包括离子(1)定义：超分子是由两种或两种以上的_____通过________相互作用形成的分子聚集体。(2)重要特征：①__________；②自组装。
【正误辨析】(1)以极性键结合起来的分子一定是极性分子。(　　)[提示]　×　极性键结合的分子，若其正电中心和负电中心重合，则为非极性分子，如CO2。(2)非极性分子中，一定含有非极性共价键。(　　)[提示]　×　非极性分子中，可能只含有极性共价键，如CH4、CO2等含有极性键，是非极性分子。(3)BCl3的空间结构为三角锥形，为极性分子。(　　)[提示]　×　BCl3的空间结构为平面三角形，为非极性分子。
(4)单质分子也可能是极性分子。(　　)[提示]　√　臭氧分子属于极性分子。(5)CCl4和CHCl3均是四面体形的非极性分子。(　　)[提示]　×　CHCl3正电中心和负电中心不重合，是极性分子。(6)HF和HCl分子的极性相同。(　　)[提示]　×　HF和HCl都是含极性键的极性分子，极性大小：HF>HCl。(7)氢键是一种特殊的化学键。(　　)[提示]　×　氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。
(8)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。(　　)[提示]　×　乙醇分子、水分子中都有—OH，分子间还存在氢键。(9)氢键具有方向性。(　　)[提示]　√　氢键具有方向性，X—H…Y—总是尽可能在一条直线上。(10)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。(　　)[提示]　×　分子内氢键能使物质的熔、沸点降低。
(11)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。(　　)[提示]　×　H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。(12)提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子。(　　)
(13)有配位键的化合物就是配合物。(　　)[提示]　×　含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。
(14)在配合物[C(NH3)5Cl]Cl2中的Cl－均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀。(　　)[提示]　×　配合物[C(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界的Cl－才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。(15)配合物[Cu(NH3)4]SO4中只存在配位键和共价键。(　　)[提示]　×　[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键有离子键、共价键和配位键。
(16)超分子即大分子或高分子化合物。(　　)[提示]　×　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，不属于大分子或高分子。(17)分子以共价键聚合形成超分子。(　　)[提示]　×　超分子内部分子之间通过非共价键相结合，可以通过氢键、静电作用、疏水作用等结合在一起。(18)超分子都是无限伸展的。(　　)[提示]　×　超分子有的是有限的，有的是无限伸展的。
(19)冠醚是一种超分子，可以识别碱金属离子。(　　)[提示]　√　冠醚通过大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子。(20)利用“杯酚”可以分离C60和C70。(　　)[提示]　√　C60和C70的大小不同，可利用“杯酚”进行分离。
1. (2025·福建南平第一次质检)如图所示，六氟化硫分子呈正八面体形。若分子中有一个—F被—CF3取代，则会变成温室气体SF5—CF3。下列说法正确的是(　　) A．SF5—CF3分子中有σ键也有π键B．SF5—CF3分子中存在极性键和非极性键C．SF6分子是非极性分子D．SF6易溶于水，难溶于四氯化碳
微考点1　分子的极性、溶解性和手性
[答案]　C[解析]　SF6分子中只含S—F，—CF3中只含C—F，1个—F被—CF3取代变成SF5—CF3，推测SF5—CF3分子中只含σ键，不含π键，A错误；SF5—CF3分子存在S—F、C—F和S—C，只有极性键，不含非极性键，B错误；SF6分子中只含S—F，分子呈正八面体形，正、负电荷中心重合，故属于非极性分子，C正确；SF6、CCl4是非极性分子，H2O是极性分子，根据“相似相溶”规律推测，SF6难溶于水，易溶于四氯化碳，D错误。
2．(2025·广东深圳翠园中学月考)下列有关物质结构与性质的说法正确的是(　　)A．CO2和SO2都是由极性键构成的非极性分子B．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性C．CH3OH为非极性分子D．碘易溶于浓碘化钾溶液、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释[答案]　B
键的极性与分子极性的关系
判断分子极性的基本思路
3．(2025·广东广州检测)中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法不正确的是(　　)A．由于氢键的存在，HF的稳定性强于H2SB．由于氢键的存在，乙醇比二甲醚(CH3—O—CH3)更易溶于水C．由于氢键的存在，沸点：HF>HI>HBr>HClD．由于氢键的存在，冰能浮在水面上
微考点2　范德华力、氢键及对物质性质的影响
[答案]　A[解析]　由于电负性：F>S，则氢化物的稳定性：HF>H2S，与氢键无关，A错误；乙醇与水形成氢键，增大了乙醇在水中的溶解度，二甲醚不能与水形成氢键，故乙醇比二甲醚更易溶于水，B正确；HF能形成氢键，其沸点在第ⅦA族元素形成的氢化物中最高，HI、HBr、HCl分子间只存在范德华力，且相对分子质量逐渐减小，范德华力逐渐减弱，其沸点逐渐降低，故沸点：HF>HI>HBr>HCl，C正确；由于氢键的存在，水结成冰后体积膨胀，密度变小，故冰能浮在水面上，D正确。
4．下列对分子性质的解释中，不正确的是(　　)A．F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高
C．分子间作用力越大，分子越稳定D．HI的沸点比HCl的高[答案]　C
5．(2025·浙江检测)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＋2NH3===2Al(NH3)Cl3，下列说法不正确的是(　　)
微考点3　配位键和配位化合物
B．Al2Cl6为非极性分子C．该反应中NH3的配位能力大于氯原子D．Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
6．(2025·湖南永州高三检测)Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是(　　)A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区C．1 ml该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成2 ml沉淀D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构[答案]　A
[解析]　配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26，因为中心离子Fe2＋的最外层有14个电子(3s23p63d6)，配体为NO和H2O，每个配体只提供一对电子，因此，14＋2＋2n＝26，所以n＝5。由分析可知，n＝5，故该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4，A正确；该配合物所含的非金属元素中，H位于元素周期表s区，N、O、S均位于p区，B不正确；[Fe(NO)(H2O)5]SO4属于配合物，其内界[Fe(NO)(H2O)5]2＋较稳定，不与Ba(OH)2发生反应，但是其外界中的硫酸根离子可以与Ba(OH)2反应，因此，1 ml该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应只能生成1 ml硫酸钡沉淀，C不正确；该配合物中阳离子为[Fe(NO)(H2O)5]2＋，中心离子的配位数为6，但是，由于有两种不同的配体，因此其空间结构不可能是正八面体结构，D不正确。
判断中心原子(或离子)的配位数(1)配位数就是配位体中与中心原子(或离子)成键的配位原子的总数。(2)若是由单齿配体(1个配体提供1个配位原子)形成的配合物，中心原子(或离子)的配位数＝配位体的数目。(3)若是由双齿配体(1个配体提供2个配位原子)形成的配合物，中心原子(或离子)的配位数＝配位体的数目×2。
比较配位键的稳定性一般情况下，与同种金属原子(或离子)形成配位键时，配位原子的电负性越小，形成配位键就越稳定。例如，电负性：N[Cu(H2O)4]2＋。
7．(2025·辽宁锦州名校联考)某超分子的结构如图所示，下列有关超分子的描述不正确的是(　　)A．超分子就是高分子化合物B．超分子的特征是分子识别和分子自组装C．图示中的超分子是两种不同的分子通过氢键形成的分子聚集体D．图示中的超分子中的N原子采取sp2、sp3两种杂化方式
微考点4　超分子的结构、性质及应用
[解析]　超分子通常是指由两种或两种以上分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，超分子不同于高分子化合物，A错误，C正确；超分子的特征是分子识别和分子自组装，B正确；图示中的超分子中的N原子形成了双键、单键，则采取sp2、sp3杂化，D正确。
8．冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。下图中X、Y、Z是常见的三种冠醚，它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。W表示Li＋恰好能进入X的环内形成稳定结构。资料显示：甲苯难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若甲苯与冠醚Z混合，氧化效果明显提升。下列有关说法正确的是(　　)A．X、Y、Z均由乙二醇分子间脱水形成B．超分子W中存在着氧原子与Li＋的静电作用C．X和Na＋、K＋均能形成稳定结构D．KMnO4氧化甲苯实验中引入的冠醚Z作反应物
9．冠醚是一种超分子，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＋形成的螯合离子的结构如图所示。
根据上述信息判断：冠醚_______(填“可以”或“不可以”)用来识别碱金属离子；二苯并-18-冠-6______(填“能”或“不能”)适配Li＋；一个螯合离子中配位键的数目为________。[答案]　可以　不能　6[解析]　由表知，碱金属离子的直径在冠醚空腔直径范围内，冠醚与碱金属离子的包合物都是超分子，可以识别碱金属离子。一般而言，电子层数越多，半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；Li＋的半径小于K＋的，由图可知，二苯并-18-冠-6不能适配Li＋。由结构简式可知，一个螯合离子中配位键的数目为6。
1．(2024·黑、吉、辽卷，9,3分)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
[答案]　B[解析]　根据题图1环六糊精的结构可知，1个环六糊精分子水解后可以得到6个葡萄糖分子，则环六糊精属于寡糖，A项正确；环六糊精的内腔直径是固定的，只有大小合适的分子才能被包合形成超分子，B项错误；由题图2可知，苯甲醚被环六糊精包合形成超分子，苯甲醚中甲氧基(—OCH3)邻、对位的H原子比较活泼，容易发生反应，形成超分子后，甲氧基邻位的H原子恰好被包裹住，只有对位的H原子暴露在反应环境中，这样可以减少某些副反应发生，C项正确；由题图3可知，环六糊精可以与对氯代苯甲醚形成超分子，几乎不能与邻氯代苯甲醚形成超分子，则可以利用超分子的“分子识别”特性，通过某有机溶剂萃取出邻氯代苯甲醚，将超分子与邻氯代苯甲醚分离，再利用另一种能溶解环六糊精、但不溶解对氯代苯甲醚的溶剂，将环六糊精和对氯代苯甲醚分离，D项正确。
2．(2024·湖南卷，9,3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是(　　)A．P为非极性分子，Q为极性分子B．第一电离能：BNH4ClD．羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O>N—H…N[答案]　D
5．(2023·新课标卷，12,6分)“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)，其反应历程如下所示。
下列说法错误的是(　　)A．NH2OH、NH3和H2O均为极性分子B．反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成C．催化中心的Fe2＋被氧化为Fe3＋，后又被还原为Fe2＋D．将NH2OH替换为ND2OD，反应可得ND2ND2[答案]　D
[解析]　NH2OH、NH3中N采取sp3杂化且存在一个孤电子对，空间结构为三角锥形，正、负电中心不重合，则NH2OH和NH3均为极性分子；H2O中O采取sp3杂化且存在两个孤电子对，空间结构为V形，正、负电中心不重合，则H2O为极性分子，A项正确；在四步反应历程中，第二步断裂N—O键，第三步断裂N—H键、生成H—O键，第四步生成N—N键，B项正确；第二步反应中Fe2＋上的电子转移至N上，Fe2＋被氧化为Fe3＋，第四步反应中N上的电子又转移至Fe3＋，则Fe3＋又被还原为Fe2＋，C项正确；NH2—NH2中一个NH2来源于NH2OH，另一个NH2来源于NH3，若要得到ND2ND2，还需要将NH3替换为ND3才可以实现，D项错误。
6．(2023·北京卷，10)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是(　　)A．F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能B．三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的KaC．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性D．气态氟化氢中存在(HF)2，而气态氯化氢中是HCl分子[答案]　A
[解析]　F2中F原子的半径较小，孤电子对间的斥力大，使F2中F—F键的键能小于Cl2中Cl—Cl键的键能，与F、Cl的电负性无关，A项不能解释；F的电负性大于Cl的电负性，F—C键的极性大于Cl—C键的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致CF3COOH中—OH的极性更大，更容易电离出H＋，酸性更强，故三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka，B项能解释；F的电负性大于Cl的电负性，H—F键的极性大于H—Cl键的极性，故氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性，C项能解释；F的电负性很大，使HF分子间形成氢键，导致气态HF中存在二聚分子(HF)2，而Cl的电负性不足以形成氢键，气态HCl中只有HCl分子，D项能解释。
一般来说，两个键合原子的半径越大，化学键键长越长，键能越小。但F2中F原子的半径较小，孤电子对间的斥力大，使F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能。
本讲要点速记：1．价层电子对互斥模型的基本内容：分子或离子中中心原子的价层电子对(成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。2．杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。3．氢键是由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。
4．“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。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。5．键角大小比较考虑四个因素(1)中心原子杂化方式。(2)中心原子孤电子对数。(3)中心原子、成键原子电负性。(4)化学键单键、双键、三键。