2026《金版教程》高考复习方案化学创新版-第3讲 化学键　分子结构与性质

第3讲化学键分子结构与性质1.能说出微粒间作用(离子键、共价键和分子间作用力等)的主要类型、特征和实质。2.能比较不同类型的微粒间作用的联系与区别；能说明典型物质的成键类型。3.知道杂化轨道理论及简单杂化轨道类型。4.能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。5.能说明分子间作用力对物质熔、沸点等性质的影响，能列举含有氢键的物质及其性质特点。6.知道配位键的含义，能运用配位键知识解释配合物的某些典型性质。考点一化学键1．化学键2．离子键和共价键的比较离子键共价键非极性键极性键概念带eq\x(\s\up1(01))相反电荷离子之间的相互作用原子间通过eq\x(\s\up1(02))共用电子对所形成的相互作用成键粒子阴、阳离子原子成键实质阴、阳离子间的静电作用成键原子间的静电作用形成条件eq\x(\s\up1(03))活泼金属与eq\x(\s\up1(04))活泼非金属经电子得失形成离子键eq\x(\s\up1(05))同种元素原子之间成键，电子对eq\x(\s\up1(06))不发生偏移eq\x(\s\up1(07))不同种元素原子之间成键，电子对eq\x(\s\up1(08))会发生偏移重点强调共价键具有方向性(H—H除外)和饱和性。]3．离子化合物和共价化合物项目离子化合物共价化合物定义含有eq\x(\s\up1(01))离子键的化合物只含有eq\x(\s\up1(02))共价键的化合物构成微粒阴、阳离子原子化学键类型一定含有eq\x(\s\up1(03))离子键，可能含有eq\x(\s\up1(04))共价键只含有eq\x(\s\up1(05))共价键易错警示(1)物质中不一定含有化学键，如稀有气体分子中不含化学键。(2)存在共价键的物质不一定是共价化合物，如非金属单质N2、P4、O2，离子化合物CaC2等。(3)全部由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐。由金属元素和非金属元素形成的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3。4．共价键的分类(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为eq\x(\s\up1(01))σ键和π键。(2)根据形成共价键的电子对是否偏移可分为eq\x(\s\up1(02))极性共价键(简称极性键)和非极性共价键(简称非极性键)。重点强调(1)原子形成共价键时，优先形成σ键，σ键可以单独形成，π键不能单独形成。(2)共价键的成键原子半径越小，键长越短，其形成的共价键越牢固。(3)σ键形成过程中电子云重叠程度比π键大，更稳定，故含有π键的分子发生化学反应时先断裂π键。(4)共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。(5)σ键可以旋转，π键不可以旋转。5．键参数——键能、键长、键角(1)概念(2)键参数对分子性质的影响①同一类型的共价键键能eq\x(\s\up1(04))越大，键长eq\x(\s\up1(05))越短，化学键越强、越牢固，分子越稳定。②6．电子式、结构式(1)单质、共价化合物的电子式、结构式化学式电子式结构式Cl2eq\x(\s\up1(01))eq\x(\s\up1(02))Cl—ClN2eq\x(\s\up1(03))eq\x(\s\up1(04))N≡NCO2eq\x(\s\up1(05))eq\x(\s\up1(06))O===C==ONH3eq\x(\s\up1(07))eq\x(\s\up1(08))H2O2eq\x(\s\up1(09))eq\x(\s\up1(10))H—O—OHC2H2eq\x(\s\up1(11))eq\x(\s\up1(12))H—C≡C—H(2)离子化合物的电子式Na2O2：eq\x(\s\up1(13))NaOH：eq\x(\s\up1(14))NH4Cl：eq\x(\s\up1(15))CaC2：eq\x(\s\up1(16))NaClO：eq\x(\s\up1(17))(3)用电子式表示化合物的形成过程①共价化合物，如H2O、HFH2O：eq\x(\s\up1(18))HF：eq\x(\s\up1(19))②离子化合物，如CaF2、Na2SCaF2：eq\x(\s\up1(20))Na2S：eq\x(\s\up1(21))判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力。(×)错因：阴、阳离子间存在静电吸引力和静电排斥力。(2)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键。(×)错因：H原子最外层只有1个电子，其与卤素形成的HX中含共价键。(3)共价键只存在于共价化合物中，离子键只存在于离子化合物中。(×)错因：如NaOH属于离子化合物，既含有离子键也含有共价键。(4)共价键都具有方向性和饱和性。(×)错因：共价键不一定都具有方向性和饱和性。如s－s__σ键不具有方向性。(5)共价键的成键原子只能是非金属原子。(×)错因：Al与Cl之间形成共价键。(6)s­sσ键与s­pσ键的电子云形状和对称性都不同。(×)错因：s－s__σ键与s－p__σ键均为轴对称，对称性相同，但电子云形状不同。(7)H—C≡N中含有一个σ键、三个π键。(×)错因：H—C≡N中含有2个σ键，2个π键。(8)σ键可以单独形成而π键不能单独形成。(√)题组一辨析与归纳化学键和物质类别的关系1．下列说法正确的是()A．共价化合物中可能含有离子键B．区别离子化合物和共价化合物的方法是看其水溶液是否能够导电C．离子化合物中只含有离子键D．离子化合物在熔融状态下能电离出自由移动的离子，而共价化合物不能答案：D2．有以下9种物质：①Ne②HCl③P4④H2O2⑤Na2S⑥NaOH⑦Na2O2⑧NH4Cl⑨AlCl3。请用上述物质的序号填空：(1)不存在化学键的是________。(2)只存在极性共价键的是________。(3)只存在非极性共价键的是________。(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。(5)只存在离子键的是________。(6)既存在离子键又存在共价键的是________。(7)属于共价化合物的是________。(8)常温常压下，分子之间存在氢键的是________。答案：(1)①(2)②⑨(3)③(4)④(5)⑤(6)⑥⑦⑧(7)②④⑨(8)④反思归纳化学键与物质类别之间的关系题组二辨识与研判共价键类型及数目3．下列关于σ键和π键的理解不正确的是()A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键答案：B4．(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于________(填“σ”或“π”)键。(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，C60分子中π键的数目为________。答案：(1)σ(2)1∶1(3)30题组三微观探析电子式的书写5．下列关于电子式的表述正确的是()A．HClO的电子式为B．SCl2的电子式为C．用电子式表示HCl的形成过程为D．已知SCN－中每个原子都达到8电子结构，则其电子式为答案：D6．请写出下列微粒的电子式。(1)—OH________，OH－________，H3O＋________，NHeq\o\al(＋,4)________。(2)HClO________，CCl4________，CO2________，N2H4________。(3)Na2S________，NaH________，NaBH4________，Na2O2________。答案：(1)(2)(3)反思归纳电子式书写方法考点二分子的空间结构1．价层电子对互斥模型(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力eq\x(\s\up1(01))最小，体系的能量eq\x(\s\up1(02))最低。②孤电子对间的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。(2)价层电子对计算方法①对于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，分子的价层电子对数可以通过下式确定：n＝eq\f(中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m,2)注：中心原子为主族元素时，其价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。②价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数注：Ⓐσ键数＝成键电子对数Ⓑ孤电子对数＝eq\f(1,2)(a－xb)，式中a为eq\x(\s\up1(03))中心原子的价电子数，x为eq\x(\s\up1(04))与中心原子结合的原子数，b为eq\x(\s\up1(05))与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8－该原子的价电子数”)，对于阳离子来说a为eq\x(\s\up1(06))中心原子的价电子数减去离子的电荷数，对于阴离子来说a为eq\x(\s\up1(07))中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)。【举例】SOCl2的空间结构的判断：SOCl2的中心原子为S，σ键电子对数为3，孤电子对数为eq\f(1,2)×(6－1×2－2×1)＝1，价层电子对数为4，这些价层电子对互相排斥，形成四面体形的VSEPR模型，由于中心原子上有1个孤电子对，则SOCl2的空间结构为三角锥形。2．杂化轨道理论(1)杂化轨道理论概述中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角就不同，形成分子的空间结构就不同。(2)杂化轨道三种类型(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数＝eq\x(\s\up1(13))中心原子的孤电子对数＋eq\x(\s\up1(14))中心原子的σ键个数＝eq\x(\s\up1(15))中心原子的价层电子对数。3．价层电子对互斥模型与微粒空间结构的关系实例价层电子对数σ键电子对数孤电子对数中心原子杂化轨道类型VSEPR模型名称分子(离子)空间结构BeCl2、CS2eq\x(\s\up1(01))2eq\x(\s\up1(02))2eq\x(\s\up1(03))0eq\x(\s\up1(04))speq\x(\s\up1(05))直线形eq\x(\s\up1(06))直线形BF3、SO3、COeq\o\al(2－,3)eq\x(\s\up1(07))3eq\x(\s\up1(08))3eq\x(\s\up1(09))0eq\x(\s\up1(10))sp2eq\x(\s\up1(14))平面三角形eq\x(\s\up1(15))平面三角形O3、SO2eq\x(\s\up1(11))2eq\x(\s\up1(12))1eq\x(\s\up1(13))sp2eq\x(\s\up1(16))V形SnCl4、POeq\o\al(3－,4)、NHeq\o\al(＋,4)eq\x(\s\up1(17))4eq\x(\s\up1(18))4eq\x(\s\up1(19))0eq\x(\s\up1(20))sp3eq\x(\s\up1(27))四面体形eq\x(\s\up1(28))正四面体形PH3、SOeq\o\al(2－,3)eq\x(\s\up1(21))3eq\x(\s\up1(22))1eq\x(\s\up1(23))sp3eq\x(\s\up1(29))三角锥形H2S、Ieq\o\al(＋,3)eq\x(\s\up1(24))2eq\x(\s\up1(25))2eq\x(\s\up1(26))sp3eq\x(\s\up1(30))V形重点强调价层电子对互斥模型指的是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。当中心原子有孤电子对时，两者的结构不一致。如中心原子采取sp3杂化的分子，其价层电子对互斥模型为四面体形，其分子的空间结构可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(如NH3)，也可以为V形(如H2O)。判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)杂化轨道用于形成π键或用于容纳未参与成键的孤电子对。(×)错因：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。(2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子的空间结构一定为正四面体形。(×)错因：如NH3中N原子发生sp3杂化，但其分子的空间结构为三角锥形。(3)NH3分子结构为三角锥形，N原子发生sp2杂化。(×)错因：NH3分子中，N原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，为sp3杂化。(4)分子结构为V形，中心原子一定为sp3杂化。(×)错因：SO2的分子结构为V形，但S为sp2杂化。(5)价层电子对互斥模型中，π键电子对数计入中心原子的价层电子对数。(×)错因：价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数，所以π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。(6)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大。(×)错因：中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越小。题组一模型认知分子或离子的空间结构1.(2025·重庆市高三联合诊断)硫的化合物有很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚体(SO3)3等，三聚体(SO3)3的结构如图所示。下列说法正确的是()A．SO2Cl2为正四面体结构B．SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样C．SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)中的S原子都是sp3杂化D．40g(SO3)3分子中含有2.5molσ键答案：C解析：氧原子、氯原子的大小不同，SO2Cl2不为正四面体结构，A错误；SO2、SO3分子中的S原子的价层电子对数分别为2＋eq\f(6－2×2,2)＝3、3＋eq\f(6－3×2,2)＝3，S原子均采用sp2杂化，VSEPR模型一样，B错误；SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)中的S原子的价层电子对数分别为4＋eq\f(6＋2－4×2,2)＝4、3＋eq\f(6＋2－3×2,2)＝4，S原子均采用sp3杂化，C正确；单键均为σ键，由题图可知1分子(SO3)3中含有12个σ键，则40g(SO3)3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,6)mol))分子中含有2molσ键，D错误。2．为了解释和预测分子的空间结构，科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。(1)推断POeq\o\al(3－,4)的VSEPR模型是__________。(2)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：甲：________；乙：________。(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面三角形分子：________，三角锥形分子：________，四面体形分子：________。答案：(1)正四面体形(2)CHeq\o\al(＋,3)CHeq\o\al(－,3)(3)BF3NF3CF4思维建模判断VSEPR模型及空间结构的思维模型题组二分析与判断杂化轨道类型3．下列分子中，各分子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是()A．NH3平面三角形sp3杂化B．CCl4正四面体sp2杂化C．H2OV形sp2杂化D．COeq\o\al(2－,3)平面三角形sp2杂化答案：D4．(1)LiBH4由Li＋与BHeq\o\al(－,4)构成，BHeq\o\al(－,4)的空间结构是________，B原子的杂化轨道类型是________。(2)丁二酮肟()分子中碳原子的杂化类型有________，1mol该分子中含有的碳碳σ键和碳氮σ键的总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)。(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是________；1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。答案：(1)正四面体sp3(2)sp2、sp35NA(3)sp26NA方法总结判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法(1)根据分子的空间结构判断①若分子的空间结构为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。②若分子的空间结构呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。③若分子的空间结构呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据键角判断若键角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若键角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若键角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。(3)根据中心原子的价层电子对数判断如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化；为3，是sp2杂化；为2，则是sp杂化。考点三分子的性质1．键的极性和分子的极性(1)极性分子和非极性分子的判断方法①依据分子的正电中心和负电中心是否重合极性分子中正电中心和负电中心eq\x(\s\up1(01))不重合，分子的某一个部分呈正电性(δ＋)，另一部分呈负电性(δ－)；非极性分子的正电中心和负电中心eq\x(\s\up1(02))重合。②依据分子中化学键的极性的向量和只含非极性键的分子一定是eq\x(\s\up1(03))非极性分子；含极性键的分子，若分子中各个键的极性的向量和等于零为eq\x(\s\up1(04))非极性分子，否则是eq\x(\s\up1(05))极性分子。(2)键的极性对化学性质的影响以羧酸为例，羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关。①比较CF3COOH与CCl3COOH的酸性强弱：由于F—C的极性eq\x(\s\up1(06))大于Cl—C的极性，使F3C—的极性eq\x(\s\up1(07))大于Cl3C—的极性，导致eq\x(\s\up1(08))三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更易电离出氢离子，所以酸性：三氟乙酸eq\x(\s\up1(09))大于三氯乙酸。②比较HCOOH与CH3COOH的酸性强弱：烃基是eq\x(\s\up1(10))推电子基团，烃基越长eq\x(\s\up1(11))推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越eq\x(\s\up1(12))小，羧酸的酸性越eq\x(\s\up1(13))弱，所以酸性：甲酸eq\x(\s\up1(14))大于乙酸。2．分子间作用力(1)概念：物质分子间存在着相互作用力，称为分子间作用力。分子间作用力最常见的是eq\x(\s\up1(01))范德华力和eq\x(\s\up1(02))氢键。作用力强弱：范德华力eq\x(\s\up1(03))<氢键eq\x(\s\up1(04))<化学键。(2)范德华力：物质分子之间普遍存在的相互作用力，范德华力主要影响物质的熔、沸点等物理性质。范德华力越强，物质的熔、沸点越eq\x(\s\up1(05))高。一般来说，组成和结构相似的物质，随着eq\x(\s\up1(06))相对分子质量的增加，范德华力逐渐eq\x(\s\up1(07))增大；分子的极性eq\x(\s\up1(08))越大，范德华力也越大。(3)氢键①形成：已经与eq\x(\s\up1(09))电负性很大的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中eq\x(\s\up1(10))电负性很大的原子之间的作用力称为氢键。②表示方法：A—H…B说明：a.A、B为电负性很大的原子，一般为eq\x(\s\up1(11))N、O、F三种元素的原子。b．A、B可以相同，也可以不同。③特征：具有一定的eq\x(\s\up1(12))方向性和eq\x(\s\up1(13))饱和性。④分类：氢键包括eq\x(\s\up1(14))分子内氢键和eq\x(\s\up1(15))分子间氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点eq\x(\s\up1(16))升高，对电离和溶解度等产生影响。⑥强弱影响：A—H…B中A、B的电负性越强，半径越小，氢键越强。如F—H…F>O—H…O>N—H…N。重点强调氢键的影响：分子间能形成氢键时，物质的熔、沸点较高。同分异构体中，形成分子间氢键的物质的熔、沸点大于形成分子内氢键的物质。如对羟基苯甲醛(形成分子间氢键)的沸点高于邻羟基苯甲醛(形成分子内氢键)的沸点。(4)溶解性①“相似相溶”的规律非极性溶质一般能溶于eq\x(\s\up1(17))非极性溶剂，极性溶质一般能溶于eq\x(\s\up1(18))极性溶剂。如果存在氢键，则溶剂与溶质之间的氢键作用力越大，溶解性eq\x(\s\up1(19))越好。②“相似相溶”还适用于eq\x(\s\up1(20))分子结构的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇中的烃基较大，故在水中的溶解度明显减小。③分子与H2O反应，也能促进分子在水中的溶解，如SO2、NO2。3．分子的手性(1)手性异构体：具有完全相同的eq\x(\s\up1(01))组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为eq\x(\s\up1(02))镜像，在三维空间里eq\x(\s\up1(03))不能叠合，互称手性异构体。(2)手性分子：具有eq\x(\s\up1(04))手性异构体的分子。(3)手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同原子或原子团的碳原子，如中用*标注的碳原子。判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)以极性键结合起来的分子一定是极性分子。(×)错因：以极性键结合的分子可能为非极性分子，如甲烷、二氧化碳等。(2)氢键是氢元素与其他元素形成的化学键。(×)错因：氢键与氢元素有关，但氢键不属于化学键。(3)可燃冰(CH4·nH2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键。(×)错因：可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键。(4)乙醇分子和水分子间存在范德华力和氢键。(√)(5)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。(×)错因：H2O比H2S稳定是O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。(6)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。(×)错因：分子内氢键的存在使物质的熔、沸点降低。题组一模型认知分子的极性与手性分子1．下列说法正确的是()A．甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)分子中含有1个手性碳原子B．互为手性异构体的化合物，所含化学键的种类和数目完全相同C．互为手性异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理、化学性质却几乎完全相同D．互为手性异构体的化合物，分子组成不同，所以物理、化学性质也不同答案：B解析：CH2OH—CHOH—CH2OH分子中不存在手性碳原子，故A错误；互为手性异构体的化合物，物理性质不同，光学活性不同，故C错误；互为手性异构体的化合物，分子组成相同，故D错误。2．如图所示是过氧化氢(H2O2)分子的空间结构示意图。(1)写出过氧化氢分子的电子式：__________。(2)下列关于过氧化氢的说法中正确的是________(填序号)。①分子中有极性键②分子中有非极性键③氧原子的轨道发生了sp2杂化④O—O共价键是p­pσ键⑤分子是非极性分子(3)过氧化氢难溶于二硫化碳，主要原因是________________________________；过氧化氢易溶于水，主要原因是__________________________________。答案：(1)(2)①②(3)H2O2分子是极性分子，CS2分子是非极性分子H2O2分子与H2O分子之间能形成氢键思维建模共价键的极性与分子极性的关系题组二认知与归纳分子间作用力对物质性质的影响3．关于分子结构和性质的说法不正确的是()A．干冰和AlCl3升华，所克服的作用力相同B．邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸的沸点低C．碘易溶于浓碘化钾溶液、甲烷难溶于水，都可用“相似相溶”规律解释D．氟的电负性大于氯，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸答案：C4．按要求回答下列问题：(1)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是______________________________。(2)化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是____________________。(3)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________。的沸点比高，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键(2)NH3分子间能形成氢键(3)O—H键>氢键>范德华力形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，沸点升高考点四配合物、超分子1．配位键概念：eq\x(\s\up1(01))共用电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用的共价键，即“电子对给予—接受”键。如在[Cu(H2O)4]2＋中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供eq\x(\s\up1(02))孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的eq\x(\s\up1(03))孤电子对形成的。2．配位化合物(1)定义：通常把eq\x(\s\up1(01))金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些eq\x(\s\up1(02))分子或离子(称为eq\x(\s\up1(03))配体或配位体)以eq\x(\s\up1(04))配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。(2)配合物的组成及形成条件①配合物的组成配体：含有孤电子对的分子或离子，如NH3、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－等。中心离子(或原子)：一般是金属离子，特别是过渡金属离子，如Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Ag＋等。配位数：直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目。中心原子(或离子)的配位数一般为2、4、6、8等。②常见配合物如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3等。(3)配合物的形成举例实验操作实验现象滴加氨水后，试管中首先出现eq\x(\s\up1(09))蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐eq\x(\s\up1(10))溶解，得到eq\x(\s\up1(11))深蓝色的透明溶液；再滴加乙醇后析出eq\x(\s\up1(12))深蓝色晶体有关离子方程式Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－[Cu(NH3)4]2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2Oeq\o(=,\s\up7(乙醇))[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓3.超分子(1)超分子的定义及其结构特点超分子是由eq\x(\s\up1(01))两种或两种以上的分子通过eq\x(\s\up1(02))分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子这种分子聚集体，有的是eq\x(\s\up1(03))有限的，有的是eq\x(\s\up1(04))无限伸展的。(2)超分子的特性超分子的重要特征是eq\x(\s\up1(05))分子识别和eq\x(\s\up1(06))自组装。判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)含配位键的化合物就是配合物。(×)错因：NH4Cl中含配位键，但其不属于配合物。(2)配位键是一种特殊的共价键，属于π键。(×)错因：配位键属于σ键。(3)配位化合物中的配体均为分子。(×)错因：配体可以是分子也可以是离子。(4)配合物[Cu(H2O)4]SO4中，中心离子是Cu2＋，配体是H2O，配位数是4。(√)(5)配合物[Cu(H2O)4]SO4中，Cu2＋提供孤电子对。(×)错因：H2O提供孤电子对，Cu2＋提供空轨道。(6)超分子是两种及以上分子以非共价键形式形成的有限的分子聚集体。(×)错因：有的超分子是无限伸展的。题组一理解与辨析配位键和配合物1．下列关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的说法正确的是()A．配体是Cl－和H2O，配位数是9B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀答案：C解析：配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配体是Cl－和H2O，配位数是6，A错误；中心离子是Ti3＋，B错误；加入足量AgNO3溶液，外界Cl－与Ag＋反应，内界中Cl－不与Ag＋反应，D错误。2．(1)向盛有CuSO4水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，加入乙醇时，析出深蓝色的晶体。则：①“首先形成蓝色沉淀”对应的离子方程式为____________________________________。②实验过程中出现的“深蓝色的透明溶液”和“深蓝色的晶体”都是因为存在配离子________(填离子符号)。该配离子中存在的化学键有____________________；其配体的中心原子的杂化类型为________。(2)Cu2＋可形成多种配合物，与Cu2＋形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是__________________。答案：(1)①Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)②[Cu(NH3)4]2＋共价键(或极性键)、配位键sp3(2)具有孤电子对题组二认知与探究超分子3．(2025·浙江省金丽衢十二校高三联考)下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是()A．[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，其中心离子的配位数为6B．配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中存在离子键、共价键、配位键，若加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀C．超分子是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，包括离子D．人体细胞和细胞器的双分子膜体现了超分子的自组装的特征答案：B解析：加入足量AgNO3溶液，配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中外界Cl－与Ag＋反应，内界中Cl－不与Ag＋反应，B错误。4．(2025·济南市高三年级摸底考试)冠醚能与阳离子作用，12­冠­4能与Li＋作用而不与K＋作用，18­冠­6能与K＋作用，但不与Li＋或Na＋作用。下列说法错误的是()A．冠醚与阳离子作用跟环的大小有关B．超分子中O原子与K＋间存在离子键C．12­冠­4中C和O的杂化方式相同D．18­冠­6可将KCN带入溴乙烷中答案：B解析：根据题意知，环的大小不同，冠醚能与不同的阳离子作用，A正确；12­冠­4中的C均为饱和碳原子，C的价层电子对数＝4＋eq\f(4－4,2)＝4，O的价层电子对数＝2＋eq\f(6－2,2)＝4，故C和O均为sp3杂化，C正确；18­冠­6能与K＋作用，因此18­冠­6可将KCN带入溴乙烷中，D正确。1．(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4＋2C=NH3↑＋2CO2↑＋HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是()A．HCl的形成过程可表示为B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力答案：B解析：HCl是共价化合物，其电子式为，A错误；NH4ClO4中NHeq\o\al(＋,4)的中心N原子孤电子对数为eq\f(1,2)×(5－1－4)＝0，价层电子对数为4，ClOeq\o\al(－,4)的中心Cl原子孤电子对数为eq\f(1,2)×(7＋1－2×4)＝0，价层电子对数为4，则二者的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形，B正确；C60、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3，共有两种杂化方式，C错误；NH3易液化，其汽化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，NH3分子间作用力为氢键和范德华力，CO2分子间仅存在范德华力，D错误。2．(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是()A．图中eq\a\vs4\al\co1(○)代表F原子B．该化合物中存在过氧键C．该化合物中I原子存在孤电子对D．该化合物中所有碘氧键键长相等答案：C解析：由题图中信息可知，白色的小球可形成2个共价键，灰色的小球只形成1个共价键，黑色的大球形成了4个共价键，根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断，白色的小球代表O原子，灰色的小球代表F原子，黑色的大球代表I原子。图中eq\a\vs4\al\co1(○)(白色的小球)代表O原子，A不正确；根据该化合物结构片断可知，每个I原子与3个O原子形成共价键，根据均摊法可以判断其中必须有2个O原子分别与2个I原子成键，才能确定该化合物化学式为IO2F，因此，该化合物中不存在过氧键，B不正确；I原子的价电子数为7，该化合物中F元素的化合价为－1，O元素的化合价为－2，则I元素的化合价为＋5，据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键，I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目，因此，该化合物中I原子存在孤电子对，C正确；该化合物中既存在I—O单键，又存在I=O双键，单键和双键的键长不相等，D不正确。3．(2024·湖北卷)结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是()事实解释A甘油是黏稠液体甘油分子间的氢键较强B王水溶解铂浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性C冰的密度小于干冰冰晶体中水分子的空间利用率相对较低D石墨能导电未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动答案：B解析：王水溶解铂，是因为浓盐酸提供的Cl－能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物从而促进铂的溶解，在这个过程中浓盐酸没有增强浓硝酸的氧化性，B不正确。4．(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()芳烃结构结合常数芘385并四苯3764蒄176000A.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”的结合答案：B解析：“分子客车”能装载多种稠环芳香烃，故芳烃与“分子客车”通过分子间作用力形成分子聚集体——超分子，A正确；“分子客车”的长为2.2nm、高为0.7nm，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正确。5．(2024·安徽卷)阅读材料，完成下题。地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物)，羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。已知25℃时，Ka(HNO2)＝7.2×10－4，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5，Kb(NH2OH)＝8.7×10－9。下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是()A．键角：NH3>NOeq\o\al(－,3)B．熔点：NH2OH>[NH3OH]ClC．25℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4ClD．羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O>N—H…N答案：D解析：NH3中N原子的价层电子对数＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝3＋1＝4，为sp3杂化，键角为107°，NOeq\o\al(－,3)中N原子的价层电子对数＝3＋eq\f(1,2)×(5＋1－3×2)＝3＋0＝3，为sp2杂化，键角为120°，故键角：NH3<NOeq\o\al(－,3)，A错误；NH2OH为分子晶体，[NH3OH]Cl为离子晶体，故熔点：NH2OH<[NH3OH]Cl，B错误；由题给信息可知，25℃下，Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)，故NH2OH的碱性比NH3·H2O弱，故同浓度的水溶液中，[NH3OH]＋的水解程度大于NHeq\o\al(＋,4)的水解程度，同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl<NH4Cl，C错误；O的电负性大于N，O—H键的极性大于N—H键的极性，故羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O>N—H…N，D正确。6．(2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是()A．CS2 B．NF3C．SO3 D．SiF4答案：B7．(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是()A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体B．SOeq\o\al(2－,3)和COeq\o\al(2－,3)的空间结构均为平面三角形C．CF4和SF4均为非极性分子D．XeF2与XeO2的键角相等答案：A解析：SOeq\o\al(2－,3)的中心原子S上的孤电子对数为1，价层电子对数为4，COeq\o\al(2－,3)的中心原子C上的孤电子对数为0，价层电子对数为3，所以SOeq\o\al(2－,3)的空间结构为三角锥形，COeq\o\al(2－,3)的空间结构为平面三角形，B错误；CF4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；XeF2和XeO2分子中，价层电子对数不相等，孤电子对数不相等，所以键角不相等，D错误。8．(2023·湖北卷)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是()选项性质差异结构因素A沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)分子间作用力B熔点：AlF3(1040℃)远高于AlCl3(178℃升华)晶体类型C酸性：CF3COOH(pKa＝0.23)远强于CH3COOH(pKa＝4.76)羟基极性D溶解度(20℃)：Na2CO3(29g)大于NaHCO3(8g)阴离子电荷答案：D解析：碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCOeq\o\al(－,3)间存在氢键，与阴离子电荷无关，D错误。9．(2024·全国甲卷节选)ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为________，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为________。(2)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是________，硅原子的杂化轨道类型为________。(3)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。物质SnF4SnCl4SnBr4SnI4熔点/℃442－3429143答案：(1)2＋4(2)Csp3(3)SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高10．(2023·山东卷节选)ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键(Πeq\o\al(5,3))。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为__________；O—Cl—O键角________Cl—O—Cl键角(填“＞”“＜”或“＝”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：sp2＞ClO2分子中Cl—O键的键长小于Cl2O中Cl—O键的键长，其原因是：ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl—O键的键长较小，而Cl2O只存在σ键11．(2023·浙江1月选考节选)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为____________，分子中氮原子的杂化轨道类型是__________。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是______________________________________________________________________________________________。答案：四面体sp3Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强[Si(NH2)4中Si—N键能相对较小]；产物中气态分子数显著增多(熵增)12．(2023·全国乙卷节选)已知一些物质的熔点数据如下表：物质熔点/℃NaCl800.7SiCl4－68.8GeCl4－51.5SnCl4－34.1Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是__________________________________________。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因______________________________________________________________________________________。SiCl4的空间结构为________，其中Si的轨道杂化形式为________。答案：氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大正四面体sp3课时作业[建议用时：40分钟]一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．(2025·浙江省浙南名校联盟高三联考)下列物质是含共价键的离子化合物且属于盐的是()A．NaOH B．Mg3N2C．NH4CNO D．CaO答案：C2．(2025·云南三校高三联考)下列说法错误的是()A．键能：C—H>Si—H，因此CH4比SiH4稳定B．孤电子对数：Ieq\o\al(＋,3)>H2OC．键角：NH3>PH3，因为NH3的成键电子对间的排斥力更大D．极性：F—C>Cl—C，因此酸性：CF3COOH>CCl3COOH答案：B解析：键能：C—H>Si—H，则破坏C—H键所需的能量比Si—H大，因此CH4比SiH4稳定，A正确；经计算，Ieq\o\al(＋,3)和H2O的中心原子孤电子对数都为2，B错误；NH3和PH3分子中，N、P原子的最外层都只有1个孤电子对，键角：NH3>PH3，原因是NH3的成键电子对间的排斥力更大，C正确；极性：F—C>Cl—C，使CF3COOH分子中羧基的极性强于CCl3COOH分子中羧基的极性，因此酸性CF3COOH>CCl3COOH，D正确。3．下列关于HF、H2O、NH3的说法不正确的是()A．HF、H2O、NH3都是由极性键形成的极性分子B．HF、H2O、NH3中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小C．H2O、NH3的中心原子杂化方式相同D．H2O比HF的沸点高是由于HF分子间不能形成氢键答案：D4．(2025·南京六校高三联合调研)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是()A．N2分子内含有N≡N键，N2具有氧化性B．NH3极易溶于水，液氨可用作制冷剂C．NH3分子之间形成氢键，NH3(g)的热稳定性比PH3(g)的高D．N2H4具有还原性，可用作喷气式发动机的燃料答案：D解析：N2具有氧化性是因为其中的N为0价，未处于最低价态，与N2分子中含有氮氮三键无关；液氨可用作制冷剂是因为液氨汽化时吸热，与NH3极易溶于水无关；氢键影响的是物质的熔、沸点，与物质的热稳定性无关；N2H4具有还原性，可被氧气氧化，因此可用作喷气式发动机的燃料。5．(2025·贵阳市高三摸底考试)配合物K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2＋。下列说法正确的是()A．铁原子的2p和3p轨道的形状、能量均相同B．基态Fe2＋的未成对电子数为5C．K3[Fe(CN)6]中提供孤电子对的是CN－D．1mol配合物K3[Fe(CN)6]中所含的π键数目为6NA答案：C解析：铁原子的2p和3p轨道的形状相同(均为哑铃形)、能量不同(能量：3p>2p)，A错误；基态Fe2＋的价层电子排布式为3d6，故未成对电子数为4，B错误；K3[Fe(CN)6]中Fe3＋提供空轨道，CN－提供孤电子对，C正确；CN－中C、N以碳氮三键结合，一个三键含1个σ键、2个π键，故1mol配合物K3[Fe(CN)6]中所含的π键数目为2×6NA＝12NA，D错误。6．雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3，其结构为)是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生，As2S3和HNO3可发生反应：As2S3＋10HNO3=2H3AsO4＋3S＋10NO2↑＋2H2O。下列说法正确的是()A．第一电离能：N>O>SB.、AsOeq\o\al(3－,4)中As的杂化类型分别为sp2、sp3杂化C．NOeq\o\al(－,3)、AsOeq\o\al(3－,4)的空间结构均是平面三角形D．键角：H2O＜H2S答案：A解析：、AsOeq\o\al(3－,4)中As的杂化类型均为sp3杂化，B错误；NOeq\o\al(－,3)、AsOeq\o\al(3－,4)的空间结构分别为平面三角形、正四面体形，C错误；中心原子电负性越大，其分子中共用电子对越靠近中心原子，斥力越大，键角越大，D错误。7．(2025·北京市海淀区高三期中练习)BeCl2可以以单体、二聚体和多聚体的形式存在。下列关于BeCl2的说法不正确的是()A．单体是非极性分子B．二聚体的沸点比单体更高C．多聚体是平面结构D．二聚体和多聚体中均存在配位键答案：C解析：BeCl2单体分子结构对称，正电中心与负电中心重合，所以BeCl2单体属于非极性分子，A正确；分子组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的沸点越高，故二聚体沸点比单体沸点高，B正确；多聚体中Be原子形成4个Be—Cl键，没有孤电子对，杂化轨道数目为4，杂化轨道类型为sp3，所以多聚体不是平面结构，C错误；二聚体中Be形成3个Be—Cl键，由Be的价层电子排布式为2s2及各元素成键规律知，其中存在Be提供空轨道，Cl提供孤电子对形成的配位键，同理，多聚体中也存在配位键，D正确。8．(2025·贵阳市普通高中高三质量监测)下列关于物质的结构或性质及解释都正确的是()选项物质的结构或性质解释A稳定性：H2O>H2S水分子间存在氢键B键角：NH3>BF3NH3中N的孤电子对数比BF3中B的孤电子对数多C酸性：CH3COOH>CH3CH2COOH烃基(R—)越长推电子效应越大，使羧基中羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱DO2与O3分子极性相同二者都是由非极性键构成的分子答案：C解析：氢键影响的是分子晶体的熔、沸点，不影响物质的稳定性，稳定性：H2O>H2S，是由于H—O键的键能大于H—S键的键能，A错误；NH3和BF3中中心原子的价层电子对数分别为3＋eq\f(5－1×3,2)＝4、3＋eq\f(3－1×3,2)＝3，N原子上存在1个孤电子对，故NH3为三角锥形，键角小于109°28′，BF3为平面三角形，键角为120°，故键角：NH3<BF3，B错误；O2是由非极性键形成的非极性分子，O3是由极性键形成的极性分子，D错误。9．(2025·湖北省级示范高中高三联考)缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(路易斯结构是指通过共用电子使原子价层电子数达到8，氢原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法正确的是()A．NH3、BF3、C2H2