2027届高三化学（鲁科版）一轮复习课件第27讲 分子的性质 配合物与超分子

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考点二　配合物和超分子
1.共价键的极性和分子的极性(1)键的极性
(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吸电子基团增强酸性羧酸分子中,引入电负性强的基团(如—CF3)会通过极性传导增强羧基中羟基的极性,越容易电离出H+。②推电子基团减弱酸性烃基作为推电子基团会降低羟基的极性,甲酸(pKa=3.75)的酸性强于乙酸(pKa=4.76),反映出烃基增长导致推电子效应增强。
③羟基反应活性差异H2O、C2H5OH、CH3COOH、H2CO3中羟基的电离能力依次增强,与O—H键的极性依次增强直接相关。④物质稳定性的变化极性键的存在可能影响分子在不同反应中的活化能,如极性更强的C══O键比C—O键更易发生加成反应。
(3)极性分子和非极性分子
2.分子间的作用力(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
3.溶解性(1)“相似相溶”原理: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__________。乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH相近,因而乙醇能与水互溶。 
判断正误:对的打“√”,错的打“×”。(1)(2025·安徽卷)H2O2为非极性分子。(　　)(2)(2025·湖南卷)—CH3是推电子基团,故酸性:CH3COOHH2S。(　　)(4)(2025·陕晋青宁卷)碘和四氯化碳都是非极性分子,故碘易溶于四氯化碳。(　　)(5)(2025·湖北卷)石蜡油的分子间作用力比水的小,故石蜡油的流动性比水的差。(　　)(6)(2025·北京卷)H2O的沸点高于H2S,推测HF的沸点高于HCl。(　　)
命题角度1　键的极性和分子极性的判断1.(2025·浙江1月选考卷)下列属于极性分子的是(　　)A.HClB.N2C.HeD.CH4
解析:HCl是由极性键形成的双原子分子,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,A符合题意;N2是由非极性键形成的单质分子,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,B不符合题意;He是单原子分子,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,C不符合题意;CH4是由极性键形成的分子,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,D不符合题意。
2.(2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是(　　)A.CS2B.NF3C.SO3D.SiF4
解析:CS2分子的空间结构为直线形,且正电中心和负电中心重合,故属于非极性分子,A不符合题意;NF3分子的空间结构为三角锥形,属于极性分子,B符合题意;SO3分子中,中心S原子采取sp2杂化,SO3分子的空间结构为平面三角形,属于非极性分子,C不符合题意;SiF4分子的空间结构为正四面体形,属于非极性分子,D不符合题意。
命题角度2　分子间作用力及其对物质性质的影响3.(1)(2024·山东卷节选)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(如图)。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_______________________________。 
FDCA形成的分子间氢键更多
(2)(2024·浙江6月选考卷节选)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图所示。
HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序:____________________,请说明理由。 
O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C═O>C═S>C═Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性依次增大,羟基与H2O形成的氢键依次增强
2.配位化合物(1)定义金属离子或原子(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)配合物的组成①中心离子或原子:有__________,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配体:其中的配位原子(配体中直接同中心离子或原子配合的原子)有__________。配体可以是分子,如CO、NH3、H2O等,也可以是离子,如F-、Cl-、Br-、I-、CN-、SCN-、OH-等。例如,[Cu(NH3)4]SO4: 
(3)配位原子及配位数①配位原子:配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:直接同中心原子(或离子)配位的原子数目,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。
3.超分子(1)定义超分子是由___________分子相互“组合”在一起形成具有______________的聚集体,能表现出不同于单个分子的性质。 (2)超分子内分子间的作用力有人认为,超分子内部分子之间通过非共价键相结合,也有人将其限于分子间作用力。(3)超分子的两个重要特征是__________和__________。 
判断正误:对的打“√”,错的打“×”。(1)(2025·湖北卷)配位化合物通过“电子对给予—接受”形成配位键。(　　)(2)(2025·湖北卷)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。(　　)(3)(2024·浙江6月选考卷)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·广东卷)某冠醚与Li+能形成超分子,与K+则不能,是由于Li+与K+的离子半径不同。(　　)
2.(2024·上海卷)已知AlBr3可二聚为如图二聚体:(1)该二聚体中存在的化学键类型为__________(填字母)。 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[Al(CH3CN)2Br2]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 ml该配合物中含有σ键共__________ml。 
命题角度2　超分子的自组装及分子识别3.(2024·湖北卷)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。三种芳香烃与“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(　　)A.芳香烃与“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.芳香烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
解析:“分子客车”能装载多种稠环芳香烃,故芳香烃与“分子客车”通过分子间相互作用形成超分子,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,形成的超分子越稳定,故芳香烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合,D项正确。
4.(2025·甘肃卷)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(CH3)4NCl可形成主客体包合物:(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是(　　)
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.磺酸基中的S—O键能比S═O小D.(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
解析:主体分子结构中含有邻近的羟基和磺酸基,可形成分子内氢键,A项正确;形成主客体包合物是由于主体分子的空腔直径大小与(CH3)4N+的直径大小适配,主客体分子之间不存在共价键,B项错误;S—O键的键长大于S═O键的键长,故键能:S—O键H2OC.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
解析:向CuSO4溶液中加氨水先转化为Cu(OH)2沉淀,再加过量氨水沉淀又转化为[Cu(NH3)4]SO4,变为深蓝色溶液,加入乙醇后,[Cu(NH3)4]SO4的溶解度变小而析出深蓝色沉淀,最后向过滤、洗涤后的深蓝色固体[Cu(NH3)4]SO4·H2O中加入过量浓盐酸,[Cu(NH3)4]2+与Cl-转化为黄绿色的配离子[CuCl4]2-。②中沉淀为Cu(OH)2,④中沉淀为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,A项正确;向含Cu2+的溶液中加过量氨水能转化为[Cu(NH3)4]2+,说明Cu2+更易与NH3结合,B项正确;向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇后析出固体,说明④中深蓝色物质在乙醇中溶解度小,C项正确;若向⑤中加入稀硫酸,不会转化成黄绿色的[CuCl4]2-,D项错误。
6.(1)(2025·山东卷节选)八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与Fe3+配位的原子是__________(填元素符号)。
解析:(1)八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6,则尿素分子为单齿配体,与Fe3+配位的原子可能是N或O原子。若N原子与Fe3+配位,则配位后,碳氮键的键长不相等,所以与Fe3+配位的原子为O原子。
(2)(2025·黑吉辽蒙卷节选)酒石酸(记作H2A)结构简式为HOOC(CHOH)2COOH, H2A分子中手性碳原子数目为__________。 (3)(2025·北京卷节选)[Mg(NH3)6]Cl2的配体中,配位原子是__________。 (4)(2025·广东卷节选)羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为CH3COOH