新教材宁陕2024届高考化学一轮复习学案第5章物质结构与性质元素周期律第30讲分子的性质配合物与超分子鲁科版

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考点一 分子的性质
1．分子的极性
2.分子极性与化学键、分子空间结构的关系
3．分子的手性
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相似但不能重叠，互称为对映异构体。对于仅通过单键连接其他原子的碳原子，当其所连接的四个原子或基团均不相同时，这个碳原子称为不对称碳原子，常根据有无不对称碳原子推测分子是否为手性分子。
4．分子的溶解性
(1)“相似相溶”原理：非极性分子易溶于______溶剂，极性分子易溶于________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________。
(3)随着溶质分子中疏水基个数的增多，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。
1．以极性键结合起来的分子一定是极性分子( )
2．碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键( )
3．为手性分子( )
4．非极性分子中，一定含有非极性共价键( )
5．卤素单质、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( )
6．BCl3与NCl3均为三角锥形，为极性分子( )
一、分子的极性判断
1．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
A．CO2、H2S B．C2H4、CH4
C．Cl2、C2H2D．NH3、HCl
2．下列分子中，属于极性分子的是________________________________________________，
属于非极性分子的是________。
①P4 ②CO ③C2H2 ④BF3 ⑤SO2 ⑥PCl3 ⑦SiF4 ⑧CH2Cl2
分子极性的判断方法
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子。
(2)含极性键的双原子分子一定是极性分子。
(3)ABn(n≥2)型分子：
①根据分子结构判断
若分子是对称的，则为非极性分子，否则是极性分子。
②利用孤电子对判断
若中心原子A中无孤电子对，则为非极性分子；若有孤电子对，则为极性分子。
③利用化合价判断
中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。
二、物质溶解性判断
3．下列化学事实中，主要用“相似相溶”原理解释的有：__________(填序号)。
①O2、N2难溶于水，但Cl2能溶于水
②戊醇在水中溶解度较小，但戊醇与己烷互溶
③碘难溶于水，碘溶于酒精形成碘酒
④NaCl能溶于水形成溶液，NaCl“溶”于酒精形成胶体
⑤NH3在水中的溶解度达到了1∶700(体积比)
4．乙醇与甲醚互为同分异构体，乙醇能与水以任意比例互溶，而甲醚却不溶于水。试解释其原因是什么？预测乙醇与甲醚的熔 、沸点哪个高？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5．超临界CO2萃取的应用范围十分广阔。在医药工业中，用于中草药有效成分的提取，热敏性生物制品药物的精制；在食品工业中，用于啤酒花、色素的提取等；在香料工业中，用于天然及合成香料的精制分离等。从结构的观点看，用超临界CO2萃取的物质应该具有什么特点？
_______________________________________________________________________________
考点二 分子间作用力
1．范德华力、氢键的对比
2.氢键的表示方法(以HF分子间氢键为例)
应用举例
已知邻羟基苯甲醛()与对羟基苯甲醛()的沸点相差很大，其中沸点较高的是_____________，请画出上述两种物质形成氢键的情况：____________
__________________________________________________________________________。
1．氢键是一种特殊的化学键( )
2．卤素单质、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．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间形成了氢键( )
5．H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键( )
6．氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高( )
一、范德华力、氢键的存在
1．液氨、液氯、清洗剂、萃取剂等重点品种使用企业和白酒企业，应加强储罐区、危化品库房、危化品输送等的管理，确保化工生产安全。下列说法正确的是( )
A．液氨中只存在范德华力
B．液氨分子间作用力强，所以其稳定性大于PH3
C．液氯挥发导致人体吸入后中毒，是因为液氯分子中的共价键键能较小
D．萃取剂CCl4的沸点高于CH4的沸点
2．“冰面为什么滑？”，这与冰层表面的结构有关(如图)。下列有关说法错误的是( )
A．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构
C．第二层“准液体”中，水分子间形成氢键的机会比固态冰中少
D．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑
3．画出氢氟酸溶液中可能存在的氢键形式：_______________________________________
______________________________________________________________________________。
二、分子间作用力与分子性质原因分析
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＋3H2===CH3OH＋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NHeq \\al(＋,4)可表示为____________，在NHeq \\al(＋,4)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：金属原子或离子(有空轨道)与含有孤电子对的分子或离子通过________结合形成的化合物。
(2)形成条件
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)有孤电子对。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。
(3)组成：如[Cu(NH3)4]SO4
3．配合物的制备
4.超分子
(1)概念
若____________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，可以把这种聚集体看成分子层次上的分子，称为超分子。
(2)超分子内分子间的作用力
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。
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[C(NH3)5Cl]Cl2中的Cl－均可与AgNO3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、配合物
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 ml该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3 ml AgCl沉淀
2．(2022·济南调研)向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水，先生成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是( )
A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变
B．沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2＋
C．配位化合物中只有配位键
D．在配离子[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋给出孤电子对，NH3提供空轨道
3.过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。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 ml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
4．回答下列问题：
(1)将白色CuSO4粉末溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配离子，请写出生成此配离子的离子方程式：__________________________________________，蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有_____________________________________。
1 ml该阳离子中含σ键个数为________。
(2)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(必须将配位键表示出来)：________________________________________________________。
(3)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，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晶体及[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．SOeq \\al(2－,4)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
二、超分子
5．下列关于超分子的说法中，不正确的是( )
A．超分子是由两种或两种以上的分子必须通过氢键相互作用形成的分子聚集体
B．将C60加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中会形成超分子
C．碱金属离子虽然不是分子，但冠醚在识别碱金属离子时，形成的也是超分子
D．超分子的重要特征是自组装和分子识别
6．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＋形成的配离子的结构如图所示。下列说法错误的是( )
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．一个配离子中配位键的数目为6
7．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：CB．杯酚分子中存在π键
C．杯酚与C60形成氢键
D．C60与金刚石晶体类型不同
1．(1)[2021·全国甲卷，35(3)]甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间，其原因是________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)[2021·湖南，18(2)①]硅和卤素单质反应可以得到SiX4。
SiX4的熔、沸点
0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是________(填化学式)，沸点依次升高的原因是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
____________________________________________________________________，气态SiX4分子的空间结构是__________________。
2．(1)[2022·全国甲卷，35(3)]固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构______
______________________________________________________________________________。
(2)[2017·全国卷Ⅱ，35(3)③]图中虚线代表氢键，其表示式为(NHeq \\al(＋,4))N—H…Cl、___________、
______________________________________________________________________________。
3．(1)[2021·全国乙卷，35(2)]三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋ 中提供电子对形成配位键的原子是____________________，中心离子的配位数为____________。
(2)[2020·全国卷Ⅲ，35(2)节选]NH3BH3分子中，N—B化学键称为______键，其电子对由________提供。
(3)[2020·山东，17(3)]含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1 ml该配合物中通过螯合作用形成的配位键有________ ml，该螯合物中N的杂化方式有__________种。
(4)[2019·全国卷Ⅰ，35(2)]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是____、____。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_______________________________________________________________________________，
其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电荷重心和负电荷重心______的分子
正电荷重心和负电荷重心________的分子
存在的共价键
分子内原子排列
范德华力
氢键
作用微粒
分子或原子(稀有气体分子)
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
______饱和性和方向性
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)
实验操作
实验现象及有关的离子方程式
滴加氨水后，试管中首先出现______________________：____________________，氨水过量后沉淀逐渐________，得到深蓝色的透明溶液：_____________________________________
__________________________________，滴加乙醇后析出深蓝色晶体：[Cu(NH3)4]2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋H2Oeq \(=====,\s\up7(乙醇))[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
溶液变为____色：_______________________________________
_____________________________
滴加AgNO3溶液后，试管中出现______________________：________________，再滴加氨水后沉淀____________，溶液呈____色：__________________________
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)
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7