2026三維設(shè)計一輪總復(fù)習(xí)高中化學(xué)-第28講 分子的性質(zhì) 配合物_第1頁
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文檔簡介

第28講分子的性質(zhì)配合物1.能利用電負(fù)性判斷共價鍵的極性,能根據(jù)共價分子的結(jié)構(gòu)特點說明簡單分子的某些性質(zhì);能說明分子間作用力對物質(zhì)熔、沸點等性質(zhì)的影響,能列舉含有氫鍵的物質(zhì)及其性質(zhì)特點。2.能根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點和鍵的極性來判斷分子的極性,并據(jù)此對分子的一些典型性質(zhì)及其應(yīng)用作出解釋。結(jié)合實例初步認(rèn)識分子的手性對其性質(zhì)的影響。3.知道配位鍵的特點,認(rèn)識簡單的配合物的成鍵特征,了解配位化合物的存在與應(yīng)用,能運(yùn)用配位鍵解釋配位化合物的某些典型性質(zhì)。4.結(jié)合具體實例,了解超分子的含義、結(jié)構(gòu)特點及其簡單性質(zhì)??键c一鍵的極性與分子的極性1.鍵的極性(1)極性鍵與非極性鍵的比較極性鍵非極性鍵成鍵原子不同種元素的原子間同種元素的原子間電子對發(fā)生偏移(電荷分布不均勻)不發(fā)生偏移(電荷分布均勻)成鍵原子的電性Hδ+呈電中性(2)鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響鍵的極性對羧酸酸性大小的影響實質(zhì)是通過改變羧基中羥基的極性而實現(xiàn)的,羧基中羥基的極性越大,越容易電離出H+,則羧酸的酸性越強(qiáng)。①與羧基相鄰的共價鍵的極性越大,羧基中羥基的極性越大,則羧酸的酸性越強(qiáng)。如酸性:CH2FCOOH>CH2ClCOOH。②烷基是推電子基團(tuán),從而減小羥基的極性,導(dǎo)致羧酸的酸性減弱。一般地,烷基越長,推電子效應(yīng)越大,羧酸的酸性越弱。如酸性:CH3CH2COOH<CH3COOH。2.極性分子與非極性分子類型非極性分子極性分子形成原因正電中心和負(fù)電中心重合的分子正電中心和負(fù)電中心不重合的分子存在的共價鍵非極性鍵或極性鍵極性鍵或非極性鍵分子內(nèi)原子排列對稱不對稱判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)非極性分子中,一定含有非極性共價鍵。(×)(2)以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子。(×)(3)CH4、SO2都屬于極性分子。(×)(4)BCl3和NCl3均為三角錐形,均為極性分子。(×)(5)三氯乙酸的酸性強(qiáng)于三碘乙酸的酸性。(√)一、鍵的極性及應(yīng)用1.下列化合物中,化學(xué)鍵的類型(極性鍵或非極性鍵)和分子的極性皆相同的是()A.CO2和SO2 B.CH4和CH2Cl2C.BF3和NH3 D.HCl和HI解析:DCO2是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子,SO2是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,A項錯誤;CH4是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子,CH2Cl2是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,B項錯誤;BF3是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子,NH3是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,C項錯誤;HCl、HI都是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,D項正確。二、分子極性的判斷2.下列分子屬于極性分子的是()A.CS2 B.SCl6C.NF3 D.SiF4解析:CCS2分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形,正、負(fù)電中心重合,屬于非極性分子,A錯誤;SCl6分子的空間結(jié)構(gòu)為正八面體,正、負(fù)電中心重合,屬于非極性分子,B錯誤;NF3分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,正、負(fù)電中心不重合,屬于極性分子,C正確;SiF4分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體,正、負(fù)電中心重合,屬于非極性分子,D錯誤。3.下列含有極性鍵的非極性分子是()①CCl4②NH3③CH4④CO2⑤N2⑥H2S⑦SO2⑧CS2⑨H2O⑩HFA.②③④⑤⑧ B.①③④⑤⑧C.①③④⑧ D.以上均不對解析:CNH3、H2S、SO2、H2O、HF是含極性鍵的極性分子,N2是含非極性鍵的非極性分子。三、鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響4.(2024·廣東廣州模擬)部分有機(jī)酸的酸性如下表:羧酸pKa(pKa=-lgKa)丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23(1)比較酸性強(qiáng)弱:乙酸小于甲酸(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)一元羧酸的酸性大小與其分子組成和結(jié)構(gòu)有關(guān),請根據(jù)表中信息,任寫一條規(guī)律烴基(R—)是推電子基團(tuán),烴基碳鏈越長推電子效應(yīng)越大,使羧基中的羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱。(3)CF3COOH與CCl3COOH酸性有強(qiáng)弱,請解釋原因:氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,F(xiàn)—C的極性大于Cl—C的極性,使F3C—的極性大于ClC—的極性,導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基的極性更大,更易電離出氫離子。(4)根據(jù)上述規(guī)律,預(yù)測①CH3CCl2COOH、②CH3CH2COOH、③CH3CH2CH2COOH的酸性強(qiáng)弱順序為①>②>③(用序號表示物質(zhì))。解析:(1)pKa=-lgKa,pKa越大,Ka越小,酸的酸性越弱,因為乙酸pKa=4.76,甲酸pKa=3.75,所以乙酸酸性小于甲酸。(2)烴基(R—)是推電子基團(tuán),烴基碳鏈越長推電子效應(yīng)越大,使羧基中的羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱。(3)氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,F(xiàn)—C的極性大于Cl—C的極性,使F3C—的極性大于ClC—的極性,導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基的極性更大,更易電離出氫離子,酸性更強(qiáng)。(4)烴基是推電子基團(tuán),烴基越長,推電子效應(yīng)越大,使羧基中的羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱,所以酸性:CH3CH2COOH>CH3CH2CH2COOH,氯的電負(fù)性較大,吸引電子能力強(qiáng),導(dǎo)致CH3CCl2COOH的羧基中的羥基的極性大于CH3CH2COOH,更易電離出氫離子,酸性更強(qiáng),所以酸性:CH3CCl2COOH>CH3CH2COOH,所以酸性大小為CH3CCl2COOH>CH3CH2COOH>CH3CH2CH2COOH。5.按要求回答下列問題:(1)、、的堿性隨N原子電子云密度的增大而增強(qiáng),其中堿性最弱的是。(2)苯胺衍生物具有堿性,堿性隨氮原子電子云密度的增大而增強(qiáng),則堿性:<(填“>”“<”或“=”),理由是—CH3是推電子基,—Cl是吸電子基,則的N原子電子云密度更大。解析:(1)已知—CH3為推電子基團(tuán),—Cl是吸電子基團(tuán),則導(dǎo)致N原子電子云密度大小順序為>>,題干信息顯示:堿性隨N原子電子云密度的增大而增強(qiáng),則堿性最弱的為。(2)堿性隨著N原子電子云密度的增大而增強(qiáng),而甲基屬于推電子基,氯原子屬于親電子基,故的N原子電子云密度更大,堿性更強(qiáng)?!绢}后歸納】極性分子、非極性分子的判斷方法(1)A—A型分子一定是非極性分子,如Cl2、O2等,A—B型分子一定是極性分子,如HCl、CO等。(2)判斷ABn型分子極性的兩條經(jīng)驗規(guī)律①中心原子A化合價絕對值等于該元素原子的最外層電子數(shù),則為非極性分子,如CO2、PCl5等,反之則為極性分子,如SO2、NO2等。②中心原子上沒有孤電子對,則為非極性分子,如CH4、BF3等,反之則為極性分子,如PH3、H2S等。考點二分子間作用力1.范德華力與氫鍵的比較項目范德華力氫鍵作用微粒分子或原子(稀有氣體分子)H與N、O、F等電負(fù)性很大的原子特征無方向性、無飽和性具有一定的方向性和飽和性強(qiáng)度共價鍵>氫鍵>范德華力項目范德華力氫鍵影響其強(qiáng)度的因素①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大;②分子的極性越大,范德華力越大,如CO>N2對于A—H…B—,A、B的電負(fù)性越大,B原子的半徑越小,氫鍵鍵能越大對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),如熔、沸點等。范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的熔、沸點升高,分子內(nèi)氫鍵常使物質(zhì)的熔、沸點降低;對電離、溶解度等產(chǎn)生影響2.分子的性質(zhì)(1)分子的溶解性①“相似相溶”規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。②氫鍵對分子溶解性的影響若溶劑與溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大。(2)分子的手性①手性異構(gòu):具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,如同左手和右手一樣互為鏡像,卻在三維空間里不能重合,互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體)。②手性分子:具有手性異構(gòu)體的分子。③手性碳原子:在有機(jī)化合物分子中,連有四個不同原子或原子團(tuán)的碳原子。一、分子的溶解性和手性1.丙氨酸(C3H7NO2)分子為手性分子,存在手性異構(gòu)體,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于丙氨酸的兩種手性異構(gòu)體(Ⅰ和Ⅱ)的說法正確的是()A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2個手性碳原子B.Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對稱,都是非極性分子C.Ⅰ和Ⅱ分子都只含有極性鍵,不含非極性鍵D.Ⅰ和Ⅱ所含的化學(xué)鍵相同解析:DⅠ和Ⅱ?qū)儆趯τ钞悩?gòu),Ⅰ和Ⅱ分子中均存在1個手性碳原子,而不是2個手性碳原子,A錯誤;Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對稱,都是極性分子,B錯誤;Ⅰ和Ⅱ都是極性分子,分子中存在碳碳非極性鍵,C錯誤;Ⅰ和Ⅱ中存在的化學(xué)鍵為C—H、C—C、C—N、N—H、CO、C—O、O—H,所以存在的化學(xué)鍵相同,且化學(xué)鍵數(shù)目相同,D2.已知吡啶()中含有與苯類似的Π66大π鍵,吡啶在水中的溶解度遠(yuǎn)大于苯,①吡啶能與水分子形成分子間氫鍵、②吡啶為極性分子,比非極性分子苯更易溶于水。解析:吡啶屬于極性分子,苯屬于非極性分子,根據(jù)相似相溶原理,吡啶在水中的溶解度大于苯;吡啶分子結(jié)構(gòu)中含N原子,能與水分子形成氫鍵,故吡啶在水中的溶解度大于苯。二、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響3.(2024·福建龍巖模擬)關(guān)于氫鍵,下列說法正確的是()A.分子中有N、O、F原子,分子間就存在氫鍵B.因為氫鍵的緣故,比熔、沸點低C.NH3極易溶于水,形成的溶液中存在的氫鍵類型有4種D.“可燃冰”——甲烷水合物(CH4·8H2O)中CH4與H2O之間存在氫鍵解析:C與N、O、F以共價鍵相連的H能與N、O、F形成氫鍵,含有N、O、F原子的分子不一定能形成分子間氫鍵,如氮氣分子與氫氣不能形成分子間氫鍵,A錯誤;對羥基苯甲醛形成分子間氫鍵,而鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵,所以對羥基苯甲醛熔、沸點高于鄰羥基苯甲醛,B錯誤;氨水中有4種氫鍵,分別是O—H…N、O—H…O、N—H…N、N—H…O,C正確;甲烷分子中碳元素的非金屬性弱,不能與水分子形成分子間氫鍵,所以甲烷水合物中甲烷與水之間不存在氫鍵,D錯誤。4.(1)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,其原因是水分子與乙醇分子之間能形成氫鍵。(2)甲醇的沸點(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之間,其原因是甲硫醇不能形成分子內(nèi)氫鍵,而水和甲醇均能,且水比甲醇形成的分子間氫鍵數(shù)目多。(3)已知鄰羥基苯甲酸()與對羥基苯甲酸()的沸點相差很大,其中沸點較高的是對羥基苯甲酸,其原因是鄰羥基苯甲酸形成分子內(nèi)氫鍵使其沸點降低,而對羥基苯甲酸形成分子間氫鍵使其沸點升高。(4)已知,苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水楊酸第一步電離形成的離子()能形成分子內(nèi)氫鍵,相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)<(填“>”或“<”)Ka(苯酚),其原因是能形成分子內(nèi)氫鍵,使其更難電離出H+?!绢}后歸納】用氫鍵解釋原因的答題模板(1)氫鍵影響物質(zhì)的熔、沸點類同為分子晶體,×××存在氫鍵,而×××僅存在較弱的范德華力同為分子晶體,×××存在分子間氫鍵,而×××存在分子內(nèi)氫鍵(2)氫鍵影響物質(zhì)的溶解性類×××與H2O(或×××)分子間形成氫鍵,使溶解度增大??键c三配合物與超分子1.配位鍵(1)概念:由一個原子提供孤電子對,而另一個原子提供空軌道接受孤電子對形成的共價鍵,即“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。(2)表示方法:配位鍵可以用A→B來表示,其中A是提供孤電子對的原子,B是接受孤電子對的原子。例如,。2.配合物(1)概念:金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。(2)形成條件中心離子(或原子):有空軌道,一般是帶正電的金屬離子,特別是過渡金屬離子,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等,但也有電中性的原子等。配位體:其中的配位原子(配位體中直接同中心離子或原子配合的原子)有孤電子對。配位體可以是分子,如CO、NH3、H2O等,也可以是離子,如F-、Cl-、Br-、I-、CN-、SCN-、OH-等。(3)組成——以[Cu(NH3)4]SO4為例再如:[Co(NH3)5Cl]Cl2中配位是NH3和Cl-,配位數(shù)是6,1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2與足量AgNO3溶液反應(yīng)生成2molAgCl沉淀。(4)配合物的制備——[Cu(NH3)4]SO4·H2O的制備實驗操作實驗現(xiàn)象及有關(guān)的離子方程式滴加氨水后,試管中首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,反應(yīng)離子方程式:Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2NH4+,氨水過量后沉淀逐漸溶解,得到深藍(lán)色的透明溶液,Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-,滴加乙醇后析出深藍(lán)色晶體:[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O[Cu(NH3)4]SO4·H(5)配合物形成時性質(zhì)的改變①溶解度的改變:一些難溶于水的金屬化合物形成配合物后,易溶解,如AgCl→[Ag(NH3)2]+。②顏色的改變:當(dāng)簡單離子形成配合物時顏色會發(fā)生改變,如Fe(SCN)3的形成,利用此性質(zhì)可檢驗Fe3+的存在。③穩(wěn)定性改變:形成配合物后,物質(zhì)的穩(wěn)定性增強(qiáng)。CO分子能通過配位鍵與血紅蛋白中的Fe2+結(jié)合,其結(jié)合能力比O2分子與Fe2+結(jié)合能力強(qiáng)的多,因而會導(dǎo)致血紅蛋白與CO結(jié)合失去載氧能力而造成CO中毒。CO與血紅蛋白中的Fe2+形成配位鍵時,提供孤電子對的是配體(CO)中的氧原子還是碳原子?其原因是。提示:碳原子;CO中的C的電負(fù)性比O小,更易提供孤電子對與Fe2+形成配位鍵。3.超分子(1)概念:超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。(2)兩個重要特征:分子識別和自組裝。(3)應(yīng)用示例——分離C60和C70判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)Ni(CO)4是配合物,它是由中心原子與配體構(gòu)成的。(√)(2)形成配位鍵的條件是一方有空軌道,另一方有孤電子對。(√)(3)配位鍵不屬于共價鍵。(×)(4)配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。(√)(5)[TiCl(H2O)5]Cl2中的配位數(shù)是5。(×)(6)超分子是分子聚集體,不包括離子。(×)一、配合物1.(2024·九省聯(lián)考河南)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O可用于印染、畜牧等領(lǐng)域,其晶體的部分結(jié)構(gòu)如下圖所示。下列說法正確的是()A.電負(fù)性:O>S>Fe>HB.基態(tài)Fe2+的價層電子排布式為3d44s2C.晶體中N和S原子的軌道雜化類型均為sp3D.晶體中微粒間的相互作用只有離子鍵、共價鍵和配位鍵解析:CA項,一般非金屬的電負(fù)性強(qiáng)于金屬,故H的非金屬性強(qiáng)于鐵,電負(fù)性由強(qiáng)到弱的順序為O>S>H>Fe,錯誤;B項,基態(tài)Fe的價層電子排布式為3d64s2,失去最外層2個電子變成Fe2+,故基態(tài)Fe2+的價層電子排布式為3d6,錯誤;C項,晶體中N原子和S原子都連有4個共價鍵,故都采用sp3雜化,正確;D項,晶體中微粒間的相互作用有離子鍵、共價鍵和配位鍵,還有分子間作用力、氫鍵,錯誤。2.向硫酸銅溶液里逐滴加入氨水的過程如圖所示。下列說法不正確的是()A.NH3和H2O與Cu2+的配位能力:NH3<H2OB.過程②反應(yīng)的離子方程式為Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OHC.析出的深藍(lán)色晶體是[Cu(NH3)4]SO4·H2OD.加乙醇的作用是減小溶劑的極性,降低溶質(zhì)的溶解度解析:A銅鹽溶液中加入氨水后得到銅氨溶液,表明NH3與Cu2+的配位能力強(qiáng)于H2O與Cu2+,A錯誤;過程②是Cu(OH)2沉淀溶解形成深藍(lán)色的銅氨溶液的過程,其離子方程式為Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-,B正確;析出的深藍(lán)色晶體是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,C正確;加乙醇的作用是減小溶劑的極性,降低溶質(zhì)的溶解度,更易析出晶體,D【題后歸納】配合物中配位數(shù)的判斷(1)配位數(shù)可以等同于中心離子(或原子)與配位原子形成配位鍵的數(shù)目。如[Cu(NH3)4]2+中Cu2+的配位數(shù)為4,[Cr(H2O)5Cl]Cl2中Cr3+的配位數(shù)為6。(2)當(dāng)中心離子(或原子)與多基配體配合時,配位數(shù)可以等同于配位原子的數(shù)目,但不是配體的數(shù)目。如中的配體屬于雙基配體,Cu2+的配位數(shù)是4而不是2。二、超分子3.下列關(guān)于超分子的說法中,不正確的是()A.超分子是由兩種或兩種以上的分子必須通過氫鍵相互作用形成的分子聚集體B.將C60加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中會形成超分子C.堿金屬離子雖然不是分子,但冠醚在識別堿金屬離子時,形成的也是超分子D.超分子的重要特征是自組裝和分子識別解析:A超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體,不一定是氫鍵,A錯誤;將C60加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中,能形成超分子,B正確;冠醚是皇冠狀的分子,有不同大小的空穴,會與合適的堿金屬離子形成超分子,C正確;超分子的兩大特征為分子識別和自組裝,D正確。4.(2024·廣西欽州模擬)如圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡式,能識別某些離子或分子而形成超分子。該分子內(nèi)4個氮原子分別位于正四面體的4個頂點(見圖2)。分子內(nèi)存在空腔,能嵌入某種離子或分子而形成4個氫鍵并予以識別。下列分子或離子中,能被該含氮有機(jī)化合物識別的是()A.CF4 B.NHC.CH4 D.H2O解析:BF、O、N電負(fù)性很大,與H元素形成的微粒之間可以形成氫鍵,正四面體頂點N原子與嵌入空腔的微粒形成4個氫鍵,該微粒應(yīng)含有4個H原子,選項中只有NH4鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響1.(2023·天津高考11題)已知pKa=-lgKa,如圖下表是幾種不同有機(jī)酸的pKa大小,由此產(chǎn)生的推斷,正確的是()有機(jī)酸CH2FCOOHCH2ClCOOHpKa2.662.86有機(jī)酸CH2BrCOOHCH3COOHpKa2.864.74A.對鍵合電子吸引力:F<Cl<BrB.酸性:CH2ICOOH>CH2FCOOHC.pKa:CHF2COOH<CH2FCOOHD.堿性:CH2FCOONa>CH3COONa解析:C電負(fù)性:F>Cl>Br,電負(fù)性越大,對鍵合電子吸引力越強(qiáng),則對鍵合電子吸引力:F>Cl>Br,A錯誤;由于電負(fù)性:F>I,F(xiàn)的電負(fù)性較大,C—F的共用電子對偏向F,通過傳導(dǎo)作用,導(dǎo)致羧基中O—H鍵的極性最大,酸性增強(qiáng),則酸性:CH2ICOOH<CH2FCOOH,B錯誤;F的電負(fù)性最大,C—F的共用電子對偏向F,通過傳導(dǎo)作用,導(dǎo)致羧基中O—H鍵的極性最大,酸性增強(qiáng),氟原子個數(shù)越多,酸性越大,所以酸性:CHF2COOH>CH2FCOOH,則pKa:CHF2COOH<CH2FCOOH,C正確;由表格數(shù)據(jù)可知,pKa:CHFCOOH<CH3COOH,則酸性:CHFCOOH>CH3COOH,酸性越弱,對應(yīng)酸根離子水解程度越大,堿性越強(qiáng),則堿性:CH2FCOONa<CH3COONa,D錯誤。2.(2023·湖南高考18題節(jié)選)下列物質(zhì)的酸性由大到小的順序是③>①>②(寫標(biāo)號)。①②③解析:F的電負(fù)性大,—CF3為吸電子基團(tuán),由于誘導(dǎo)效應(yīng)使中O—H鍵極性增強(qiáng),—CH3為推電子基團(tuán),由于共軛效應(yīng)使O—H鍵極性減弱,故酸性:>>。鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響(選自人教選擇性必修2P54)鍵的極性對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有重要影響。例如,羧酸是一大類含羧基(—COOH)的有機(jī)酸,羧基可電離出H+而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小來衡量,pKa越小,酸性越強(qiáng)。羧酸的酸性大小與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān),如表所示。不同羧酸的pKa羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23由表可見,三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的,這是由于氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,F(xiàn)—C的極性大于Cl—C的極性,使F3C—的極性大于Cl3C—的極性,導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基的極性更大,更易電離出氫離子。烷基(符號R—)是推電子基團(tuán),烷基越長推電子效應(yīng)越大,使羧基中的羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱。1.鍵的鍵性對羧酸的酸性強(qiáng)弱的影響(1)鍵的極性對羧酸酸性強(qiáng)弱的影響實質(zhì)是通過改變羧基中羥基的極性而實現(xiàn)的,羧基中羥基的極性越大,越容易電離出H+,則羧酸的酸性越強(qiáng)。(2)與羧基相鄰的共價鍵的極性越大,通過傳導(dǎo)作用使羧基中羥基的極性越大,則羧酸的酸性越強(qiáng)。常見吸電子效應(yīng)強(qiáng)度為F>O>Cl>Br>I。(3)烴基是推電子基團(tuán),即將電子推向羧基中的羥基,從而減小羧基中羥基的極性,導(dǎo)致羧酸的酸性減弱。一般地,烴基越長,推電子效應(yīng)越大,羧酸的酸性越弱。隨著烴基加長,酸性的差異越來越小。2.苯胺的衍生物具有堿性,堿性隨氮原子電子云的密度增大而增強(qiáng),其中吸電子基使氮原子電子云的密度減小,推電子基使氮原子電子云的密度增大,如堿性:CH3—CH2NH2>CH3NH2>>。1.下列羧酸的酸性最弱的是()A.CH3COOH B.CH2FCOOHC.HCOOH D.CHF2COOH解析:A根據(jù)與羧基(—COOH)相連的基團(tuán)中共價鍵或基團(tuán)的特點進(jìn)行判斷。—CH3是推電子基團(tuán),導(dǎo)致羧基中O—H的極性減小,酸性減弱,則酸性:HCOOH>CH3COOH;F的電負(fù)性最大,C—F的共用電子對偏向F,通過傳導(dǎo)作用,導(dǎo)致羧基中O—H的極性增大,酸性增強(qiáng),C—F的數(shù)量越多,酸性越強(qiáng),故酸性:CHF2COOH>CH2FCOOH>CH3COOH。2.(2024·廣東佛山模擬)已知一些常見電子基團(tuán)的吸電子效應(yīng)的強(qiáng)度:RCO—>—F>—Cl>—Br>—I>—C≡CH>—C6H5>—H,則下列物質(zhì)酸性由強(qiáng)到弱的順序正確的是()①CH3COOH②ClCH2COOH③HC≡CCH2COOH④C6H5CH2COOHA.①②③④ B.②③④①C.②③①④ D.③①②④解析:B吸電子效應(yīng)越強(qiáng),羧基中的O—H鍵的極性就越大,O—H鍵越容易斷裂,則其酸性越強(qiáng),因為吸電子效應(yīng)的強(qiáng)度順序為—Cl>—C≡CH>—C6H5>—H,故物質(zhì)酸性由強(qiáng)到弱的順序為ClCH2COOH>HC≡CCH2COOH>C6H5CH2COOH>CH3COOH。1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)(2023·新課標(biāo)卷)NH2OH、NH3和H2O均為極性分子。(√)(2)(2023·遼寧高考)某冠醚分子C()可識別K+,該冠醚分子可增加KI在苯中的溶解度。(√)(3)(2023·湖北高考)分子的極性:BF3<NF3。(√)(4)(2023·湖北高考)CF4和SF4均為非極性分子。(×)(5)(2023·湖北高考)正戊烷沸點(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)的原因是分子間作用力:正戊烷>新戊烷。(√)(6)(2023·湖北高考)酸性:CF3COOH(pKa=0.23)遠(yuǎn)強(qiáng)于CH3COOH(pKa=4.76)的原因是羥基極性:CF3COOH>CH3COOH。(√)(7)(2023·廣東高考)化妝品中的甘油難溶于水。(×)(8)(2023·海南高考)OF2是由極性鍵構(gòu)成的極性分子。(√)(9)(2023·江蘇高考)H2O分子之間形成氫鍵,因此H2O(g)的熱穩(wěn)定性比H2S(g)的高。(×)(10)(2023·江蘇高考)N2H4中N原子與H+形成配位鍵,因此N2H4具有還原性。(×)(11)(2023·浙江1月選考)共價化合物Al2Cl6中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),一定條件下可發(fā)生反應(yīng):Al2Cl6+2NH32Al(NH3)Cl3,該反應(yīng)中NH3的配位能力大于氯。(√2.(2023·北京高考10題)下列事實不能通過比較氟元素和氯元素的電負(fù)性進(jìn)行解釋的是()A.F—F鍵的鍵能小于Cl—Cl鍵的鍵能B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的KaC.氟化氫分子的極性強(qiáng)于氯化氫分子的極性D.氣態(tài)氟化氫中存在(HF)2,而氣態(tài)氯化氫中是HCl分子解析:AF原子半徑小,電子云密度大,兩個原子間的斥力較強(qiáng),F(xiàn)—F鍵不穩(wěn)定,因此F—F鍵的鍵能小于Cl—Cl鍵的鍵能,與電負(fù)性無關(guān),A符合;氟元素的電負(fù)性大于氯元素的電負(fù)性,F(xiàn)—C鍵的極性大于Cl—C鍵的極性,使F3C—的極性大于Cl3C—的極性,導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基極性更大,更容易電離出氫離子,酸性更強(qiáng),B不符合;氟元素的電負(fù)性大于氯元素的電負(fù)性,F(xiàn)—H鍵的極性大于Cl—H鍵的極性,導(dǎo)致HF分子極性強(qiáng)于HCl,C不符合;氟元素的電負(fù)性大于氯元素的電負(fù)性,與氟原子相連的氫原子可以與另外的氟原子形成分子間氫鍵,因此氣態(tài)氟化氫中存在(HF)2,D不符合。3.(2023·湖南高考4題)下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說法錯誤的是()A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子B.鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛的沸點C.酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可發(fā)生水解反應(yīng)D.冠醚(18-冠-6)的空穴與K+尺寸適配,兩者能通過弱相互作用形成超分子解析:A含有手性碳原子的分子不一定為手性分子,如,A項錯誤;鄰羥基苯甲醛存在分子內(nèi)氫鍵,而對羥基苯甲醛存在分子間氫鍵,故鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛的沸點,B項正確;酰胺中的酰胺基在酸或堿存在并加熱時可發(fā)生水解反應(yīng),C項正確;冠醚(18-冠-6)的空腔直徑與K+尺寸適配,二者可通過弱相互作用形成超分子,D項正確。4.(2023·重慶高考9題)配合物[MA2L2]的分子結(jié)構(gòu)以及分子在晶胞中的位置如圖所示,下列說法錯誤的是()A.中心原子的配位數(shù)是4B.晶胞中配合物分子的數(shù)目為2C.晶體中相鄰分子間存在范德華力D.該晶體屬于混合型晶體解析:D由配合物[MA2L2]的分子結(jié)構(gòu)示意圖可知,中心原子M周圍形成了4個配位鍵,故中心原子M的配位數(shù)是4,A正確;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中配合物分子的數(shù)目為8×18+2×12=2,B正確;由題干信息可知,該晶體為由分子組成的分子晶體,故晶體中相鄰分子間存在范德華力,C正確,5.按要求填空。(1)(2023·全國甲卷)①C60間的作用力是范德華力;②氮原子提供孤電子對與Co2+形成配位鍵。(2)(2023·遼寧高考)噻吩()沸點低于吡咯()的原因是吡咯分子中含有—NH—,分子間可形成氫鍵。(3)(2023·浙江6月選考)給出H+的能力:NH3<[Cu(NH3)]2+(填“>”或“<”),理由是[Cu(NH3)]2+形成配位鍵后,由于Cu對電子的吸引,使得電子對向銅偏移,進(jìn)一步使氮氫鍵的極性變大,故其更易斷裂。(4)(2023·浙江6月選考)化合物A()的沸點低于硫酸()的原因是硫酸分子間能形成更多的分子間氫鍵。(5)(2023·北京高考)浸金時,S2O32-作為配體可提供孤電子對與Au+形成[Au(S2O3)2]3-,分別判斷S2O32-中的中心原子和端基S原子能否做配位原子并說明理由:端基S原子能做配位原子,原因是S2O32-中的中心原子S的價層電子對數(shù)是4,無孤電子對,不能做配位原子;(6)(2022·廣東高考)H2Se的沸點低于H2O,其原因是水分子之間存在氫鍵。解析:(1)①C60屬于分子晶體,C60間的作用力是范德華力。②N原子提供孤電子對與Co2+形成配位鍵。(2)吡咯分子中含有—NH—,分子間可形成氫鍵,而噻吩分子間只有范德華力,故噻吩的沸點低于吡咯。(3)[Cu(NH3)]2+形成配位鍵后,由于Cu對電子的吸引,使得電子對向銅偏移,進(jìn)一步使氮氫鍵的極性變大,故其更易斷裂,因此給出H+的能力:NH3<[Cu(NH3)]2+。(4)化合物A分子結(jié)構(gòu)中只有一個羥基(—OH)能形成氫鍵,而硫酸分子中有2個—OH能形成氫鍵,故導(dǎo)致A的沸點低于硫酸。(5)具有孤電子對的原子就可以給中心原子提供電子配位,S2O32-中的中心原子S的價層電子對數(shù)是4,無孤電子對,不能做配位原子;端基S原子含有孤電子對,能做配位原子。(6)H2Se的沸點低于H2O,其原因是水分子之間存在氫鍵,故水的沸點高于H一、選擇題(本題包括9個小題,每小題只有一個選項符合題意)1.下列事實與氫鍵無關(guān)的是()A.冰中1個水分子周圍只有4個緊鄰分子B.常溫下,互為同分異構(gòu)體的乙醇與甲醚的狀態(tài)不同C.NH3的穩(wěn)定性比CH4的強(qiáng)D.HF、HCl、HBr、HI各自的水溶液中,只有HF的水溶液為弱酸解析:C冰中的水分子間主要以氫鍵結(jié)合,而氫鍵具有方向性和飽和性,故1個水分子周圍只有4個緊鄰分子,A不符合題意;互為同分異構(gòu)體的乙醇與甲醚的狀態(tài)不同,前者為液態(tài),后者為氣態(tài),這與乙醇分子間形成了氫鍵而甲醚分子間沒有形成氫鍵有關(guān),B不符合題意;氨氣和甲烷的穩(wěn)定性分別與N—H和C—H的鍵能有關(guān),跟氫鍵無關(guān),C符合題意;由于HF分子間能形成氫鍵,使得其在水中不能完全電離,其為弱酸,D不符合題意。2.下列現(xiàn)象中,不能用“相似相溶”原理解釋的是()A.C2H5OH與水以任意比互溶B.用純堿洗滌油脂C.SO2易溶于水D.用苯將溴水中的溴萃取出來解析:B純堿水溶液顯堿性,能夠使油脂發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生可溶性物質(zhì),因此可以用純堿洗滌油脂,這與“相似相溶”原理無關(guān),B錯誤。3.(2024·江西萍鄉(xiāng)模擬)下列關(guān)于配合物和超分子的說法正確的是()A.在[Cu(H2O)4]2+中,Cu2+給出孤電子對,H2O提供空軌道B.向[Co(NH3)3Cl3]溶液中加入硝酸銀溶液不能生成沉淀C.利用超分子的自組裝特征可以分離C60和C70D.[Cu(H2O)4]SO4·H2O中存在的化學(xué)鍵有氫鍵解析:B在[Cu(H2O)4]2+中,H2O給出孤電子對,Cu2+提供空軌道,A錯誤;[Co(NH3)3Cl3]不能電離出氯離子,加入硝酸銀溶液不能生成沉淀,B正確;分離C60和C70利用超分子“分子識別”的特征,C錯誤;氫鍵不是化學(xué)鍵,D錯誤。4.下列說法正確的是()A.分子間作用力就是范德華力B.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點逐漸升高與范德華力無關(guān)C.范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間D.沸點:對羥基苯甲醛>鄰羥基苯甲醛,是由于對羥基苯甲醛分子間范德華力更強(qiáng)解析:C分子間作用力不僅僅包括范德華力,還包括氫鍵,A錯誤;F2、Cl2、Br2、I2組成和結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔、沸點越高,與范德華力有關(guān),B錯誤;分子間作用力包括氫鍵和范德華力,可同時存在于分子之間,C正確;對羥基苯甲醛的沸點高于鄰羥基苯甲醛,是因為對羥基苯甲醛中存在分子間氫鍵,鄰羥基苯甲醛中存在分子內(nèi)氫鍵,D錯誤。5.HCHO與[Zn(CN)4]2-在水溶液中發(fā)生反應(yīng):4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN。下列說法正確的是(A.[Zn(CN)4]2-中含σ鍵的數(shù)目為8NAB.[Zn(H2O)4]Cl2中Zn2+的配位數(shù)為6C.HOCH2CN中碳原子雜化方式有兩種D.HCHO分子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,分子間可形成氫鍵解析:CCN-含有σ鍵,1mol[Zn(CN)4]2-中含σ鍵的數(shù)目為8NA,由于題中未給出[Zn(CN)4]2-的物質(zhì)的量,因此無法計算σ鍵的數(shù)目,A錯誤;[Zn(H2O)4]Cl2中水為配體,水中氧原子提供孤電子對,則Zn2+的配位數(shù)為4,B錯誤;HOCH2CN中飽和碳原子為sp3雜化,不飽和碳原子為sp雜化,即碳原子雜化方式有兩種,C正確;HCHO中氧原子未與氫原子形成共價鍵,因此HCHO分子間不能形成氫鍵,D錯誤。6.下列關(guān)于分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的描述中,錯誤的是()A.冠醚利用不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子進(jìn)行“分子識別”B.乳酸()分子中含有一個手性碳原子C.碘易溶于濃碘化鉀溶液,甲烷難溶于水都可用“相似相溶”原理解釋D.氟元素的電負(fù)性大于氯元素的電負(fù)性,導(dǎo)致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性解析:C甲烷為非極性分子,水為極性分子,甲烷難溶于水可用“相似相溶”原理解釋,碘是非極性分子,碘易溶于濃碘化鉀溶液與發(fā)生反應(yīng)I2+I(xiàn)-?I3-有關(guān),不可用“相似相溶”原理解釋7.已知在有機(jī)化合物中,吸電子基團(tuán)(吸引電子云靠近)能力:—Cl>—C≡CH>—C6H5>—CHCH2>—H,推電子基團(tuán)(排斥電子云偏離)能力:—C(CH3)3>—CH(CH3)2>—CH2CH3>—CH3>—H,一般來說,體系越缺電子,酸性越強(qiáng);體系越富電子,堿性越強(qiáng)。下列說法正確的是(A.碳原子雜化軌道中s成分占比:CH2CH2>B.酸性:CH3COOH>ClCH2COOHC.羥基的活性:>CH3CH2OHD.堿性:>解析:CCH2CH2中C原子雜化方式為sp2,雜化軌道中s成分占比為13,CH≡CH中C原子的雜化方式為sp,雜化軌道中s成分占比為12,前者小于后者,A錯誤;—Cl為吸電子基團(tuán),使羧基中羥基極性更大,更易電離出氫離子,甲基為推電子基團(tuán),使羧基中羥基的極性減小,不易電離出氫離子,因此ClCH2COOH的酸性強(qiáng)于CH3COOH,B錯誤;苯環(huán)為吸電子基團(tuán),乙基為推電子基團(tuán),因此羥基的活性:苯甲醇>乙醇,C正確;甲基為推電子基團(tuán),因此中六元環(huán)的電子云密度增大,堿性增強(qiáng),8.(2023·重慶高考10題)NCl3和SiCl4均可發(fā)生水解反應(yīng),其中NCl3的水解機(jī)理示意圖如下:下列說法正確的是()A.NCl3和SiCl4均為極性分子B.NCl3和NH3中的N均為sp2雜化C.NCl3和SiCl4的水解反應(yīng)機(jī)理相同D.NHCl2和NH3均能與H2O形成氫鍵解析:DNCl3中中心原子N周圍的價層電子對數(shù)為3+12(5-3×1)=4,故空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,其分子中正、負(fù)電中心不重合,為極性分子,而SiCl4中中心原子Si周圍的價層電子對數(shù)為4+12(4-4×1)=4,是正四面體形結(jié)構(gòu),為非極性分子,A錯誤;NCl3和NH3中中心原子N周圍的價層電子對數(shù)均為4,故二者N均為sp3雜化,B錯誤;由題干NCl3反應(yīng)歷程圖可知,NCl3水解時首先H2O中的H原子與NCl3上的孤電子對結(jié)合,O與Cl結(jié)合形成HClO,而SiCl4上無孤電子對,故SiCl4的水解反應(yīng)機(jī)理與之不相同,C錯誤;NHCl2和NH3分子中均存在N—H和孤電子對,故均能與H2O形成氫鍵,9.(2024·廣東廣州模擬)冰和杯酚的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法正確的是()A.冰晶體中每個水分子周圍只有2個緊鄰的水分子B.冰融化時破壞了分子中O—HC.杯酚中的官能團(tuán)只有羥基D.杯酚屬于超分子,具有分子識別功能解析:C冰晶體中每個水分子周圍有4個緊鄰的水分子,A錯誤;冰融化是物理變化,破壞了分子間氫鍵,沒有破壞分子中的O—H,B錯誤;由題圖知,杯酚中的官能團(tuán)只有羥基,C正確;超分子是兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體,超分子定義中的分子是廣義的,包括離子,杯酚是一種純凈物,不屬于超分子,D錯誤。二、非選擇題(本題包括2個小題)10.(1)鍵的極性對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)有影響,據(jù)此比較:①CH3COOH、②CH2FCOOH、③CH2ClCOOH、④CHF2COOH酸性由強(qiáng)到弱順序是④>②>③>①(用序號表示)。(2)苯胺()與甲苯()的相對分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(-5.9℃)、沸點(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(-95.0℃)、沸點(110.6℃),原因是苯胺分子之間存在氫鍵。(3)與相比,前者的水溶性更?。ㄌ睢按蟆被颉靶 保?。—SH與—OH性質(zhì)相似,寫出前者與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:+2NaOH+CH3OH+H2O。(4)順鉑和反鉑互為同分異構(gòu)體,兩者的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如下。順鉑反鉑空間結(jié)構(gòu)25℃時溶解度/g0.25770.0366①推測Pt(NH3)2Cl2的結(jié)構(gòu)是平面四邊形(填“平面四邊形”或“四面體形”)。②順鉑在水中的溶解度大于反鉑的原因是順鉑為極性分子,而反鉑是非極性分子,水是極性溶劑,根據(jù)相似相溶原理,極性大的順鉑在水中溶解度更大。解析:(1)電負(fù)性:F>Cl,

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