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第03 讲 分子结构与性质、化学键
目录
01
考情解码·命题预警2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚..........................................................................................................................4
考点一 化学键与电子式.................................................................................................................4
知识点1 化学键及其分类............................................................................................................................4
知识点2 化学键与物质类别的关系............................................................................................................6
知识点3 电子式...........................................................................................................................................6
知识点4 共价键及其分类 键参数......................................................................................................... 6
考向1 考查化学键的分类..........................................................................................................................9
考向2 考查化学键与物质类别的关系....................................................................................................10
考向3 考查共价键的类别及判断..............................................................................................................10
考向4 考查电子式......................................................................................................................................10
【思维建模】陌生电子式分析方法
考点二 分子的空间结构...............................................................................................................11
知识点1 价层电子对互斥(VSEPR)模型.............................................................................................11
知识点2 杂化轨道理论............................................................................................................................. 11
【思维建模】判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法
知识点3 等电子原理.................................................................................................................................11
考向1 考查杂化轨道类型的判断............................................................................................................. 16
【思维建模】“四方法”判断中心原子的杂化类型
考向2 考查微粒空间结构的判断............................................................................................................. 18
【思维建模】判断分子或离子立体构型“三步曲”
考向3 考查键角大小比较......................................................................................................................... 19
【思维建模】键角大小的比较
考点三 分子结构与物质的性质...................................................................................................21
知识点1 分子的极性................................................................................................................................22
知识点2 分子间作用力............................................................................................................................22
知识点3 分子的溶解性..............................................................................................................................22
知识点4 分子的手性..................................................................................................................................22
考向1 考查共价键的极性和分子极性的判断........................................................................................25
【思维建模】分子极性的判断方法
考向2 考查分子性质的综合分析............................................................................................................26
考点四 配位键、配合物和超分子.................................................................................................28
知识点1 配位键及其形成条件................................................................................................................28
知识点2 配位化合物..................................................................................................................................29
知识点3 超分子..........................................................................................................................................29
考向1 考查配位键、配合物及其性质....................................................................................................30
考向2 考查超分子的结构、性质及其应用............................................................................................32
04 真题溯源·考向感知........................................................................................................................34
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
化学键与电子式
选择题
非选择题
安徽卷T4,3 分
安徽卷T5,3 分
安徽卷T7,3 分
安徽卷T4,3 分
安徽卷T7,3 分
安徽卷T15(7),2 分
分子的空间结构
选择题
非选择题
安徽卷T9,3 分
安徽卷T8,3 分
分子结构与与物
质的性质
选择题
非选择题
安徽卷T4,3 分
安徽卷T5,3 分
安徽卷T7,3 分
安徽卷T12,3 分
安徽卷T7,3 分
安徽卷T17(4),2 分
配位键、配合物
和超分子
选择题
非选择题
安徽卷T15(6),2 分
安徽卷T17(4),2 分
考情分析:
1.从命题题型和内容上看,高考命题不多,试题以选择题为主、在非选择题的工艺流程和化学反应原理
综合题中穿插设问,难度较高,主要从以下几方面考查:化学键类型判断、分子结构与性质、氢键作用、
杂化轨道超分子等基础概念。
2.从命题思路上看结合新物质、新反应和材料阅读考查σ 键、π 键、杂化方式、分子或离子的空间结构
(价层电子对互斥模型)、氢键、配位键、超分子等必备知识。
安徽高考化学在化学键、分子结构与配位化学等考点的命题上,呈现出“基础性、综合性和应用性”的有
机统一。试题新物质、信息为载体,注重考查学生结构决定性质的学科思想以及跨模块知识融合能力。在
备考中,需构建结构化知识体系,强化键参数、构型预测、配合物分析等核心能力,并通过真题情境迁移
训练提升实战水平。特别关注超分子等新增考点,其作为材料科学前沿在命题中体现“教-学-考”衔接的
改革方向。
复习目标:
1.掌握化学键的定义及离子键、共价键的形成,会书写电子式。
2.了解共价键的形成、极性和类型(σ 键和π 键),能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp
2、sp
3);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。
4.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp
2、sp
3);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.了解范德华力和氢键的含义,能列举含有范德华力和氢键的物质,并能解释范德华力和氢键对物质性
质的影响。
6.了解配位键、超分子的含义及其应用。
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考点一 化学键与电子式
知识点1 化学键及其分类
1.化学键的概念:使离子相结合或原子相结合的强烈
作用力
。根据成键粒子和粒子间的相互作用,可分
为离子键和共价键、金属键。
2.化学键的分类
3.离子键、共价键、金属键
(1)概念
①离子键:带相反电荷离子之间的强烈
相互作用
。
②共价键:原子间通过共用电子对所形成的强烈相互作用。
③金属键:金属阳离子、自由电子所形成的强烈相互作用。
(2)对比
离子键
共价键
金属键
成键粒子
阴、阳离子
原子
金属阳离子、自由电
子
成键实质
阴、阳离子的静电作
用(不是静电吸引)
共用电子对与成键原子间的电性作用
金属阳离子与自由电
子间的电性作用
方向性与饱
和性
无方向性;无饱和性
有方向性;有饱和性
无方向性;无饱和性
成键表征符
号
电子式(例CaCl2形成
过程电子式为):
电子式或结构式:
HCl 结构式为:H—Cl,HCl 形成过程电
子式为:
无
形成条件
通常活泼金属与活泼
非金属经电子得失,
形成离子键;铵根离
子与酸根离子之间形
同种元素原子之间成非
极性键
不同种元素原
子之间成极性
键
金属原子之间形成金
属键
4
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成离子键
形成的物质
离子化合物如NaCl、
KCl、MgCl2、
CaCl2、ZnSO4、
NaOH 等
非金属单质如H2、Cl2、
N2(稀有气体除外);某
些共价化合物(如H2O2)
或离子化合物(如Na2O2)
共价化合物如
HCl、CO2、
CH4或离子化
合物如
NaOH、
NH4Cl
金属单质、合金
得分速记
从物质类别角度判断化学键类型
物质类别
含化学键情况
非金属单质,如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等
只有共价键
非金属元素构成的化合物,如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等
活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O
等
只有离子键
含有原子团的离子化合物,如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等
既有离子键又有共价键
稀有气体,如Ne、Ar 等
没有化学键
【特别提醒】①由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键,如AlCl3中Al—Cl 键为共价
键。
②非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但多个原子间也可能形成离子键,如NH4Cl 等。
③影响离子键强弱的因素是离子半径和所带电荷数:离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,
熔、沸点越高。
④离子键中“静电作用”包括静电吸引和静电排斥,且二者达到平衡。
知识点2 化学键与物质类别的关系
1.离子化合物与共价化合物
(1)离子化合物与共价化合物的比较
项目
离子化合物
共价化合物
定义
含有离子键的化合物
只含有共价键的化合物
构成微粒
阴、阳离子
原子
化学键类型
一定含有离子键,可能含有共价键
只含有共价键
物质类别
①强碱②绝大多数盐③金属氧化物
个例:NaH、CaC2、Mg3N2
①含氧酸②弱碱③非金属气态氢化
物④非金属氧化物⑤极少数盐,如
AlCl3⑥多数有机物
(2)离子化合物和共价化合物的判断方法
5
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得分速记
I.熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,水溶液中能导电的化合物不一定是离子化合物,如
HCl。
II.①含有共价键的分子不一定是共价化合物。例如H2、O2等单质。
②含有共价键的化合物不一定是共价化合物。例如NaOH、Na2O2。
③离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键,只有共价键。
2.化学键与物质类别的关系
(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。
(2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。
(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。
(4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl
等。
(5)既有离子键又有极性共价键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有离子键又有非极性共价键的物质,如
Na2O2等。
(6)仅由非金属元素形成的离子化合物,如NH4Cl
、
NH
4NO3 等。
(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如AlCl3等。
3.化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度_大__、熔点_高__,就是因为其中的共价键很强,破坏时需
消耗很多的能量。
NaCl
②
等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也_较高__。
(2)对化学性质的影响
6
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N
①
2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2性质很_稳定__。
H
②
2S、HI 等分子中的共价键较弱,故它们受热时易_分解__。
(3)物质熔化、溶解时化学键的变化
①离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。
②共价化合物的溶解过程
A.有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子内共价键被破坏,如CO2和SO2等。
B.有些共价化合物溶于水后,与水分子作用形成水合离子,从而发生电离,形成阴、阳离子,其分子内
的共价键被破坏,如HCl、H2SO4等。
C.某些共价化合物溶于水后,其分子内的共价键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
③单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子内的共价键破坏,如Cl2、F2等。
知识点3 电子式
1.概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子或离子的最外层电子的式子。
2.电子式的书写
用电子式可以表示原子、离子、单质分子,也可以表示共价化合物、离子化合物及其形成过程。电子式的
书写遵循以下原则:
粒子的种类
电子式的表示方法
注意事项
举例
原子
元素符号周围标有价电子
价电子少于4 时以单电
子分布,多于4 时多出
部分以电子对分布
阳
离
子
单核
离子符号
右上方标明电荷
Na+
多核
元素符号紧邻铺开,周围
标清电子分布
用“[ ]”,并标明电荷
阴
离
子
单核
元素符号周围合理分布价
电子及所得电子
用“[ ]”,右上方标明
电荷
多核
元素符号紧邻铺开,合理
分布价电子及所得电子
相同原子不得加和,用
“[ ]”,右上方标明电
荷
单
质
及
化
合
物
离子化合
物
用阳离子电子式和阴离子
电子式组成
同性不相邻,离子合理
分布
单质及共
价化合物
各原子紧邻铺开,标明价
电子及成键电子情况
原子不加和,无“[
]”,不标明电荷
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3.用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物:左边是原子的电子式,右边是离子化合物的电子式,中间用“―→”连接,相同的原子或
离子不合并。如:
②共价化合物:左边是原子的电子式,右边是共价化合物的电子式,中间用“―→”连接。
如:
4.陌生电子式书写方法
①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物;
②确定该物质中各原子的成键方式;
③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求,分析各原子共用电子
对的情况;
④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析,书写电子式。
易错提醒
电子式书写常见的6 大误区
内容
实例
误区1
漏写未参与成键的电子
N2的电子式误写为
,应写为
误区2
化合物类型不清楚,漏写或多
写[ ]及错写电荷数
NaCl 误写为
,应写为
;HF 误写
为
,应写为
误区3
书写不规范,错写共用电子对
N2的电子式误写为
或
或
应
写为
误区4
不考虑原子间的结合顺序
HClO 的电子式误写为
,应写为
误区5
不考虑原子最外层有几个电
子,均写成8 电子结构
CH 的电子式误写为
,应写为
误区6
不考虑AB2型离子化合物中2
个B 是分开写还是一起写
CaBr2的电子式应为
;
CaC2的电子式应为
知识点4 共价键及其分类 键参数
1.共价键的定义、本质与特征
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(1)定义:原子间通过共用电子对(电子云的重叠)所形成的化学键。
(2)本质:在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。
(3)特征:具有方向性和饱和性。
得分速记
(1)共价键的方向性决定着分子的空间结构;
(2)共价键的饱和性决定着每个原子所能形成的共价键的总数或以共价键连接的原子数目。
(3)不是所有的共价键都有方向性,如s s σ 键,没有方向性。
2.共价键的分类
(1)根据成键原子轨道的重叠方式可分为σ 键和π 键
①形成过程
σ 键
H2的σ 键形成:
HCl 的σ 键形成:
Cl2的σ 键形成:
π 键
大π 键
苯分子中的6 个碳原子都以σ 键与氢原子结合,每个碳原子再以2 个σ 键与其他碳原子结合,
形成了一个以6 个碳原子为中心的大π 键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能
和核间距离完全相同
②σ 键与π 键的比较
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键型
σ 键
π 键
成键方向
“头碰头”
“肩并肩”
电子云形状
轴对称
镜面对称
牢固程度
键强度大,不易断裂
键强度较小,容易断裂
旋转
能旋转
不能旋转
成键判断规律
共价单键是σ 键,共价双键中有一个 σ 键,
另一个是π 键;共价三键中有一个σ 键,两个 π 键
(2)其它分类
分类依据
类型
形成共价键的电子
对是否偏移
极性键
共用电子对发生偏移
非极性键
共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对
的数目
单键
原子间有一对共用电子对
双键
原子间有两对共用电子对
三键
原子间有三对共用电子对
3.共价键的键参数及其应用
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
a.键能越大,键长越短,分子越稳定。
b.
考向1 考查化学键的分类
例1(2025·安徽淮北·一模)下列化学用语正确的是
1 mol
核间距
相邻共价键
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A.
的
模型为
B.
与
化学键类型相同
C.
分子的填充模型:
D.
的电子式:
【答案】A
【解析】A.
中心原子价层电子对数为4+½(4-4×1)=4,
模型为正四面体,Cl 原子的半径大
于C,A 正确;
B.
中含有离子键和非极性共价键,
中只含有离子键,B 错误;
C.
为直线形,填充模型为:
,C 错误;
D.
的电子式:
,D 错误;
故选A。
【变式训练1·变载体】根据下列实验目的和实验设计,所得现象和结论正确的是
选
项
实验目的
实验设计
现象和结论
A
验证浓度对反
应速率的影响
两支试管各盛4mL 0.1
酸性高锰酸
钾溶液,分别加入2mL 0.1
草酸溶
液和2mL 0.2
草酸溶液
加0.2
草酸溶液的试管中,高
锰酸钾溶液完全褪色且更快,反应物
浓度越大,反应速率越快
B
判断
的
化学键
将固体
溶于水,进行导电实验
溶液导电,
中含有离子键
C
比较
和
结合质
子的能力
将
溶液滴入
溶液中
产生白色沉淀,
比
结合质
子的能力强
D
探究1-溴丁烷
反应机理
向圆底烧瓶中加入NaOH 固体和无水乙
醇,搅拌后再加入1-溴丁烷,微热,将产
生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
酸性高锰酸钾溶液褪色,1-溴丁烷发
生了消去反应
【答案】C
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【解析】A.根据离子方程式:
,两试管中高锰酸钾
均过量,溶液不会完全褪色,A 错误;
B.离子化合物和共价化合物的水溶液都可能导电,故
溶液导电,不能说明
中含有离子键,B 错
误;
C.
和
反应的离子方程式为
,说明
夺去了
中的
,即
比
结合质子的能力强,C 正确;
D.NaOH 固体、无水乙醇和1-溴丁烷混合,微热,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,挥发出的气
体中有乙醇蒸气,乙醇能使高锰酸钾溶液紫色褪去,所以不能证明1-溴丁烷发生了消去反应,D 错误;
故选C。
【变式训练2】(2025·安徽安庆·三模) 铍和铝性质相似,氨硼烷(
)和乙烷的结构相
似,可与水在催化剂作用下生成
和
,
的结构如图所示;
是二元弱酸,有还原
性;冠醚是一种环状碳化合物,可用于识别
与
;氨水是一种弱碱,
可用于蚀刻微电子材料,
可由电解熔融氟化氢铵(
)制得。下列说法正确的是
A.
晶体中含有离子键、共价键
B.氨硼烷分子中N 采取
杂化,B 采取
杂化
C.氨硼烷分子中元素电负性从大到小的顺序为:
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与
尺寸适配,两者通过强相互作用形成超分子
【答案】A
【解析】A.
与
间存在离子键,
与
中有共价键,A 选项正确;
B.氨硼烷(NH3BH3)和乙烷结构相似,乙烷中碳是sp3杂化,故氨硼烷中的N、B 也是sp3杂化,B 选项错
误;
C.氨硼烷分子中元素电负性从大到小的顺序为:N>H>B,C 选项错误;
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者通过弱相互作用形成超分子,D 选项错误;
故答案为:A。
【变式训练3】化学用语可以表达化学过程,下列化学用语错误的是
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A.用电子式表示
的形成过程:
B.氯化铝溶液中滴加过量KOH 溶液的离子方程式:
C.苯酚钠溶液中通入少量
的离子方程式:
D.铅酸蓄电池放电时的负极反应式:
【答案】C
【解析】A.
是离子化合物,形成过程中有电子的转移,A 正确;
B.KOH 过量,
会转化为
,B 正确;
C.苯酚的酸性弱于碳酸,但强于碳酸氢根,故向苯酚钠溶液中通入少量
,不会产生碳酸根,
,C 错误;
D.铅酸蓄电池的负极为Pb,电解质溶液为硫酸,故负极反应式为
,D 正确;
故选C。
考向2 考查化学键与物质类别的关系
例2(2025·安徽六校·模拟)在
作用下,可将
转化为
,转化历程如下(
为固体)所
示:
下列说法中错误的是
A.转化中有极性键的断裂和形成
B.转化过程中
的成键数目未变化
C.总反应的热化学方程式
D.转化过程中的一段时间内,可存在中间体2 的浓度大于另外两种中间体的浓度
【答案】B
【解析】A.由图可知,乙烷转化为甲烷过程中存在极性键的断裂和形成,故A 正确;
B.由图可知,中间体和过渡态中镍原子的成键数目分别为2、3、4,说明转化过程中镍原子的成键数目发
生变化,故B 错误;
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C.由图可知,总反应为
,反应的ΔH= (—6.57kJ/mol) —0=—6.57kJ/mol,
则反应的热化学方程式
,故C 正确;
D.由图可知,中间体2→中间体3 能量差值最大,该步反应的活化能最大,是该反应的决定速率的步骤,
故转化过程中的一段时间内,可存在中间体2 的浓度大于另外两种中间体的浓度,故D 正确;
故选B。
【变式训练1】(2024·安徽合肥·二模)科学家发现了铝的“超级原子”结构
和
。已知这类“超级
原子”最外层电子数之和为40 时处于相对稳定状态。下列说法正确的是
A.
和
互为同位素
B.镁能与
反应生成
C.
中Al 原子之间通过离子键结合
D.等质量的
和
中含有的铝原子个数比为14 13
∶
【答案】B
【解析】A.同位素是指同种元素的不同原子,A 项错误;
B.“超级原子”最外层电子数之和为40 时处于相对稳定状态,故
反应时失去2 个电子,生成
,B 项正确;
C.离子键是阴阳离子间的相互作用,C 项错误;
D.等质量的
和
中含有的铝原子个数比1 1∶,D 项错误;
答案选B。
【变式训练2·变考法】(2024·安徽合肥·一模)离子液体[Amim]BF4的合成路线为:
,下列叙述错误的是
A.
的名称为3-氯-1-丙烯
B.[Amim]Cl 中含有共价键和离子键
C.NaBF4的电子式为
D.[Amim]BF4可作为电解质用于电池中
【答案】C
【解析】A.
的名称为3-氯-1-丙烯,故A 正确;
B.[Amim]Cl 的结构简式可知,结构中含有共价键和离子键,故B 正确;
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C.NaBF4 的电子式为:
,故C 错误;
D.结构简式分析可知,[Amim]BF4是离子化合物,可作为电解质用于电池中,故D 正确;
答案选C。
【变式训练3】物质是由微粒构成的。下列物质的构成微粒与二氧化碳的构成微粒相同的是
A.金刚石、五氧化二磷
B.硫酸铜、氯化钠
C.氨气、甲烷
D.硝酸钾、氯化氢
【答案】C
【解析】二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。A.金刚石由碳原子直接构成,五氧化二磷是常见非金属元
素的氧化物、由五氧化二磷分子构成,故A 选项错误;B.硫酸铜、氯化钠均属于盐,硫酸铜由铜离子和
硫酸根离子构成,氯化钠由钠离子和氯离子构成的,故B 选项错误;C.氨气、甲烷均是非金属元素的氢
化物,分别是由氨分子和甲烷分子构成的,故C 选项正确;D.硝酸钾是含有金属元素和非金属元素的化
合物,是钾离子和硝酸根离子构成的,氯化氢由氯化氢分子构成,故D 选项错误;选C。
考向3 考查共价键的类别及判断
例3(2025·安徽合肥·三模)2-巯基烟酸(X)在医药领域应用广阔,与
一定条件下可生成2-巯基烟酸氧
钒(Y),下列说法错误的是
A.水溶性:
B.第一电离能:
C.基态
原子的价电子排布式为
D.
生成
时有极性键的断裂和配位键的形成
【答案】A
【解析】A.在X 中含有亲水基团
和
,则水溶性比无亲水基团的Y 要大,A 错误;
B.同主族元素从上往下,第一电离能逐渐减弱,则有
,由于基态N 原子的2p 能级处于半充满状
态,第一电离比右侧的O 还要高,则有
,最后得到第一电离能大小关系为:
,B 正确;
C.V 为23 号元素,位于周期表的第四周期第ⅤB 族,则其基态
原子的价电子排布式为:
,C 正
确;
D.X 生成Y 时,有
、
等极性键的断裂,同时产物中有
、
配位键的形成,D 正确;
15
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故答案为:A。
【变式训练1】(2025·安徽蚌埠·二模)由10 个或14 个碳原子组成的芳香性环形纯碳分子材料的合成方法
如图所示。下列说法错误的是
A.环形
的熔点低于金刚石
B.
分子属于极性分子
C.
分子中含有的
键类型为
键和
键
D.基态
原子核外电子的空间运动状态有9 种
【答案】B
【解析】A.环形
为分子晶体,而金刚石为共价晶体,环形
的熔点低于金刚石,A 正确;
B.
含有蒽环,所有原子共平面,且分子中正负电荷中心重合,为非极性分子,B 错误;
C.
分子中
键类型为
键,
键类型为
键,C 正确;
D.基态
原子核外电子排布式为
,空间运动状态有9 种,D 正确;
故选B。
【变式训练2】(2025·安徽滁州·一模)
表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.等物质的量的铵根
与氢氧根
所含电子数均为
B.48g 正丁烷和10g 异丁烷的混合物中所含σ 键数目为
C.
的
溶液中
离子数为
D.标准状况下,
与
完全反应后,转移电子数为
【答案】B
【解析】A.选项只说明是等物质的量的铵根和氢氧根,并没有给出具体物质的量,故所含电子数无法计
算,A 错误;
B.正丁烷和异丁烷分子式都是C4H10,都含有13 个σ 键,48g 正丁烷和10g 异丁烷总物质的量为1mol,
故所含σ 键数目为13NA,B 正确;
C.K2Cr2O7 溶液中存在平衡
+H2O
2
+2H+,故1L pH=4 的0.1mol/L K2Cr2O7 溶液中
离子数小于0.1NA,C 错误;
D.铁与氯气反应生成氯化铁,每个Cl2 失2 个电子,标准状况下22.4LCl2 物质的量为1mol,故完全反应
转移电子2NA,D 错误;
故本题选B。
16
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【变式训练3】下列化学用语不正确的是
A.基态
的价电子轨道表示式:
B.中子数为143 的U 原子:
C.基态Ca 原子核外电子占据的最高能级原子轨道示意图:
D.HCl 分子中
键的形成:
【答案】A
【解析】A.Mn 原子核外有25 个电子,基态Mn 原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s2,则基态Mn2+的价电
子排布式为3d5,基态Mn2+的价电子轨道表示式为
,A 项错误;
B.中子数为143 的U 原子的质量数为92+143=235,核素符号为
,B 项正确;
C.Ca 原子核外有20 个电子,基态Ca 原子的简化电子排布式为[Ar]4s2,占据的最高能级为4s 能级,其原
子轨道示意图为
,C 项正确;
D.HCl 分子中σ 键是由H 原子提供的未成对的1s 原子轨道和Cl 原子提供的未成对的3p 原子轨道重叠形
成的,表示为
,D 项正确;
答案选A。
考向4 考查电子式
例3(2025·安徽六安·模拟预测)下列化学用语或表述正确的是
A.H2S 的电子式:
B.乙醇分子间的氢键:
C.基态锰原子的价电子排布图:
D.H2O2的球棍模型为
【答案】C
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【解析】A.
是共价化合物,电子式应为:
,A 错误;
B.乙醇分子间的氢键应该是羟基上的H 与另一个乙醇分子羟基上的O 形成的,如图:
,B 错误;
C.Mn 是25 号元素,其价电子式为
,价电子排步图为:
,C 正确;
D.
是极性分子,球棍模型如图:
,D 错误;
故选C。
【变式训练1】(2025·安徽芜湖·一模)下列化学用语表述错误的是
A.乙醇的分子式为
B.酰胺基的结构简式为
C.过氧化氢的电子式为
D.邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为
【答案】A
【解析】A.乙醇的分子式为
,A 错误;
B.酰胺基是一种常见的化学官能团,结构简式为
,B 正确;
C.过氧化氢是共价化合物,结构式为H-O-O-H,电子式为
,C 正确;
D.根据氢键的形成条件可知,羟基上的氢原子可以和醛基上的氧原子之间形成分子内氢键,D 正确;
故选A。
【变式训练2】(2024·安徽池州·三模)下列化学用语表示错误的是
A.基态铜原子的价层电子排布图:
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B.乙烯分子中的
键:
C.溴乙烷的分子模型:
D.硼氢化钠的电子式:
【答案】A
【解析】A.基态铜原子的价层电子排布图为
,A 错误;
B.乙烯分子中
键是两个碳原子的p 轨道以肩并肩形式形成的,B 正确;
C.溴乙烷的结构简式为
,其分子模型为
,C 正确;
D.硼氢化钠是离子化合物,电子式为
,D 正确;
故选A。
【变式训练3】(2025·安徽黄山·二模)下列化学用语表示正确的是
A.BCl3的电子式为:
B.乙醇中C-O 键的类型:sp3-sp3σ 键
C.HF 分子间的氢键结构:
D.p-pπ 键形成的轨道重叠示意图:
【答案】B
【解析】A.BCl3分子中,B 原子最外层的3 个成单电子全部与3 个Cl 原子的最外层各1 个成单电子形成
共价键,则BCl3的电子式为
,A 不正确;
B.乙醇CH3CH2OH 分子中形成的C-O 键,C 原子形成4 个σ 键,孤电子对数为
=0,发生sp3杂
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化,O 原子形成2 个σ 键,孤电子对数为
=2,发生sp3杂化,C 和O 的杂化轨道头对头发生重叠,
形成σ 键,则C-O 键的类型:sp3-sp3σ 键,B 正确;
C.HF 分子间形成氢键时,F—H…F 应在一条直线上,所以HF 分子间的氢键结构不是
,C 不正确;
D.p-pπ 键形成时,p 电子云发生肩并肩重叠,图中轨道重叠示意图为p-pσ 键示意图,p-pπ 键轨道重叠示
意图为
,D 不正确;
故选B。
思维建模 陌生电子式分析方法
①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物;
②确定该物质中各原子的成键方式;
③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求,分析各原子共用电子
对的情况;
④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析,书写电子式。
考点二 分子的空间结构
知识点1 价层电子对互斥(VSEPR)模型
思路:先确定中心原子上的价层电子对数,得到含有孤电子对的VSEPR 模型,再根据存在孤电子对的情况最
后确定分子的立体构型。
1.模型要点
(1)价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。
(2)孤电子对与成键电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。
2.判断分子中的中心原子的价层电子对数的方法
方法I:
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其中:a 是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数),b 是与中心原子结合的原子
最多能接受的电子数,x 是与中心原子结合的原子数。
方
法
II
:
中心原子的价层电子对数= 中心原子的价电子数 +每个配位原子提供的价电子数 × 配位原子数±粒
2
其中: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;阴离子加上
电荷数、阳离子减去电荷数。
3.价层电子对互斥理论与分子构型
价层电子
对数
σ 键电子
对数
孤电子
对数
电子对的排列方式
VSEPR 模型名
称
分子或离子的空
间结构名称
实例
2
2
0
直线形
直线形
CO2、
CS
2、
BeCl
2
3
3
0
平面三角形
平面三角形
BF3、
SO
3、
N O 3
-、
CO
3
2-
2
1
V 形
SO2、
O 3、
N O 2
-
4
4
0
四面体形
正四面体形
CH4、
CCl
4、
NH
4
+
3
1
三角锥形
NF3、
NH
3、
H 3O +
2
2
V 形
H2O 、
H 2S
易错提醒
价层电子对互斥模型说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。
(1)当中心原子无孤电子对时,两者的空间结构一致;
(2)当中心原子有孤电子对时,两者的空间结构不一致。
知识点2 杂化轨道理论
1.理论要点
当原子成键时,中心原子的若干能量相近的、不同类型的原子电子轨道相互混杂,形成与原轨道数相等且
能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间结构不同。
2.中心原子的杂化轨道类型与微粒空间结构的关系
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
空间结构
实例
sp
2
180°
直线形
BeCl2、CO2
sp2
3
120°
平面三角形
BF3、CO
sp3
4
109°28′
四面体形
CH4、NH
3.由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型
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杂化轨道用来形成σ 键和容纳孤电子对,所以有关系式:
杂化轨道的数目=中心原子上的孤电子对数+中心原子的σ 键电子对数
(与中心原子直接相连的原子个数)
=中心原子的价层电子对数
4.分子(ABn型)、离子(AB 型)的空间结构分析示例
实例
价层电子对数
(即杂化轨道数)
σ 键电
子对数
孤电子
对数
中心原子的杂
化轨道类型
VSEPR 模型
分子或离子
的空间结构
BeCl2
2
2
0
sp
直线形
直线形
CO2
直线形
直线形
BF3
3
3
0
sp
2
平面三角形
平面三角形
SO2
2
1
V 形
CH4
4
4
0
sp
3
四面体形
正四面体形
NH3
3
1
三角锥形
H2O
2
2
V 形
CO
3
3
0
sp
2
平面三角形
平面三角形
NH
4
4
0
sp
3
四面体形
正四面体形
思维建模 判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法
(1)根据VSEPR 模型、中心原子价层电子对数判断
如(ABm型)中心原子的价层电子对数为4,中心原子的杂化轨道类型为sp3;价层电子对数为3,中心原子的
杂化轨道类型为sp2;价层电子对数为2,中心原子的杂化轨道类型为sp。
(2)根据等电子体原理进行判断
如CO2是直线形分子,SCN-、N 与CO2是等电子体,所以分子的空间结构均为直线形,结构式类似,中心
原子均采用sp 杂化。
(3)根据分子或离子中有无π 键及π 键数目判断
没有π 键的为sp3杂化,如CH4中的C 原子;含1 个π 键的为sp2杂化,如甲醛中的C 原子以及苯环中的C
原子;含2 个π 键的为sp 杂化,如二氧化碳分子和乙炔分子中的碳原子。
知识点3 等电子原理
1.含义:原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。
2.特点:等电子体具有相似的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。
3.确定等电子体的方法
同主族代换或同周期相邻元素替换,交换过程中注意电荷变化。
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4.常见的等电子体汇总
等电子类型
常见等电子体
空间结构
2 原子10 电子
N2,CN-,C2
2-,NO+
直线形
2 原子14 电子
F2,O2
2-,Cl2
直线形
3 原子16 电子
CO2,N2O,CNO-,N3
-,NO2
+,SCN-,HgCl2,BeCl2
(g)
直线形
3 原子18 电子
O3,SO2,NO2
-
V 形
4 原子8 电子
NH3,PH3,CH3−,H3O+
三角锥形
4 原子24 电子
SO3(g),CO3
2-,NO3
-,BO3
3-,BF3
平面三角形
4 原子26 电子
SO3
2-,ClO3
-,BrO3
-,IO3
-,XeO3
三角锥形
5 原子8 电子
CH4,SiH4,NH4
+,PH4
+,BH4
-
正四面体形
5 原子32 电子
CCl4,SiF4,SiO4
4-,SO4
2-,ClO4
-
正四面体形
7 原子48 电子
AlF6
3-,SiF6
2-,PF6
-,SF6
八面体形
12 原子30 电子
C6H6,N3B3H6(俗称无机苯)
平面六边形
考向1 考查杂化轨道类型的判断
例1(2025·安徽皖北协作区)阅读下列材料,完成下列小题。
火箭燃料的燃烧是发射的关键动力来源,一些传统火箭燃料在燃烧时会涉及含硫、氮元素的物质反应。随
着航天技术的不断进步,科研人员正在研发更为环保、高效的火箭燃料和推进系统,致力于减少火箭发射
过程中
的产生,降低对环境的影响,同时保障火箭发射任务的顺利进行。偏二甲肼
和
是目前火箭发射常用的原料组合,二者混合时发生剧烈反应产生水、二氧化碳和氮
23
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气,并放出大量的热推动火箭飞行。下列叙述正确的是
A.
中碳、氮原子均采用
杂化
B.键角:
C.
在不同溶剂中的溶解度:乙醇>水
D.
均为极性分子
【答案】 B
【解析】A.
中含有酰胺基,存在碳氧双键,C 原子采用
杂化,A 错误;
B.
中心原子价层电子对数为2+
=2,N 原子杂化方式为sp,键角为180°,
中心原
子价层电子对数为2+
=2.5,N 原子杂化方式为sp2,为V 形结构,含有离域π 键,键角大于
120°小于180°,
中心原子价层电子对数为3+
=3,N 原子杂化方式为sp2,且不含孤电子
对,空间构型为平面三角形,键角为120°,则键角:
,B 正确;
C.水为极性溶剂,乙醇极性较弱,
在乙醇中的溶解度远远小于在水中的溶解度,C 错
误;
D.
中心原子价层电子对数为3+
=3,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,正负电中
心重合,为非极性分子,D 错误;
故选B。
思维建模 “四方法”判断中心原子的杂化类型
(1)根据杂化轨道的空间结构
①直线形—sp,②平面三角形—sp2,③四面体形—sp3。
(2)根据杂化轨道间的夹角
109°28′—sp
①
3,②120°—sp2,③180°—sp。
(3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子)
2 对—sp 杂化,3 对—sp2杂化,4 对—sp3杂化。
(4)根据σ 键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子)
①含C 有机化合物:2 个σ—sp,3 个σ—sp2,4 个σ—sp3。
②含N 化合物:2 个σ—sp2,3 个σ—sp3。
③含O(S)化合物:2 个σ—sp3。
【变式训练1】(2025·安徽六安·高三下)化合物e 是一种药物递送的良好载体,可用甲基水杨
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酸(a)为原料合成,合成路线如下图。下列说法正确的是
A.1 个e 分子中采用
杂化的碳原子共有3n+1 个
B.c 分子一氯代物有5 种
C.1mol c 与NaOH 溶液反应最多消耗2molNaOH
D.a 和d 都能与溴水发生反应
【答案】A
【解析】A.1 个e 分子中,链节内有3 个C 采用
杂化,链节外有1 个C 采用
杂化,采用
杂化的
碳原子共有
个,A 正确;
B.化合物c 中不同环境的氢原子有6 种,则一氯代物有6 种,如图所示
,B 错误;
C.1mol c 与NaOH 溶液反应最多消耗3molNaOH,生成
、
和
,C 错误;
D.a 含酚羟基,在酚羟基邻位上可与溴发生取代反应,d 属于芳香醇、不能与溴水发生反应,D 错误;
故选A。
【变式训练2】(2025·安徽安庆·二模)阅读下列材料,完成下列小题。
配合物
可使甲酸在温和条件下高选择性发生脱羧反应,获得氢气,反应原理为:
(脱羧反应)。其催化甲酸脱羧的机理如图所示(注:循环箭头上只给出了部分反应物和
离去物,
是苯基)。
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已知:
过渡金属催化的甲酸脱羧反应图
图中,A、B、C 均为
的6 配位化合物,其中均含有
元素;A'和C'的结构类似于A 和C,但不含氯;
为某种反应物;
的价态在催化循环中保持不变,有机配体可以用
代表。
(1)
是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.
中心原子的价层电子对数为
B.标准状况下,
甲酸中氢原子数为
C.
甲酸完全发生脱羧反应获得
,转移的电子数为
D.
的
溶液中
和
数均为
(2)下列有关物质结构或性质的说法中正确的是
A.配合物C'为
B.配合物
中
为
价
C.基态原子的第一电离能:
D.配合物
中碳原子均采取
杂化
【答案】(1)C (2)B
【解析】(1)A.
的结构式为
,
物质的量为
,中心原子的价层电子对数为
,A 错误;
B.标准状况下,甲酸不是气态,不能用22.4L/mol 甲酸,B 错误:
C.甲酸完全发生脱羧反应获得
,
的化合价由
降低到0,
甲酸物质的量为
,转移的电子
数为
,C 正确:
D.
为弱酸,故
的
溶液中
数因水解而小于
,D 错误;
故选C。
(2)A.题干说明了A'和C'的结构类似于
和
,但不含氯,A 错误;
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B.由结构简式可知,
原子的3 个孤电子与
原子形成共用电子对,
原子剩余的孤电子对与
形成配
位键,
提供孤电子对,与
形成配位键,由于整个分子呈电中性,配合物
中
为
价,B 正
确;
C.N 的2p 能级半充满、较稳定,基态原子的第一电离能:
,C 错误:
D.配合物
存在于苯环和
上的
原子,采取
杂化,D 错误;
故选B。
考向2 考查微粒空间结构的判断
例2(2025·安徽淮北·一模)阅读下列材料,回答下列小题:
保险粉(
)常用于印染工业,可溶于水,难溶于乙醇,在空气中易被氧化为
和
的混
合物。可用
与
溶液在碱性环境下加热得到
和
。
具有强还原性,可
将酸性废水中重铬酸根离子(
)还原成
。
已知
的
、
。下列说法错误的是
溶液显酸性
B.
的阴离子的VSEPR 模型为正四面体形
C.17.4 g
在空气中被氧化时转移0.2mol 电子
固体中阴阳离子个数比为
【答案】C
【解析】A.由
的
、
可知,
的水解常数
,所以
的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,A 正确;
B.
中B 原子有四对价电子,且无孤对电子,所以其VSEPR 模型为正四面体形,B 正确;
C.由题干信息可知,
在空气中氧化产物为
和
的混合物,但
和
的比例未知,无法计算,C 错误;
D.
固体中阳离子是
,阴离子是
,阴阳离子个数比为1:1,D 正确;
故选C。
思维建模 判断分子或离子立体构型“三步曲”
第一步:确定中心原子上的价层电子对数
第二步:确定价层电子对的立体构型
由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能地相互远离,这样已知价层电子对的数目,就可
以确定它们的立体构型。
第三步:分子立体构型的确定
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价层电子对有成键电子对和孤电子对之分,价层电子对的总数减去成键电子对数,得孤电子对数。根据成
键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子立体构型。
【变式训练1】(2024·安徽蚌埠·二模)天津工业生物所开发了一种人工转化二氧化碳精准合成糖技术,其
转化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.物质a 能与草酸发生缩聚反应
B.物质b 与甲醛的最简式相同
C.CH3OH 转化为HCHO 属于氧化反应
D.HCHO 的空间结构为三角锥形
【答案】D
【解析】A.物质a 中含有两个羟基,草酸分子内有2 个羧基,则a 能与草酸发生缩聚反应生成高分子化合
物,故A 正确;
B.物质b 的分子式为C6H12O6,与甲醛的最简式都是CH2O,故B 正确;
C.CH3-OH 转化为HCHO 发生“去氢”氧化,属于氧化反应,故C 正确;
D.HCHO 中C 原子价电子对数为3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,故D 错误;
选D。
【变式训练2】(2024·安徽芜湖·一模)硫的含氧酸根有很多,如
、
、
、
等,其中
可看作
中的一个O 原子被S 原子取代后的产物,
内部含过氧键;焦亚硫酸钠(
)在
医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛,生产
通常是由
过饱和溶液经结晶脱水制得。
利用烟道气中的
生产
的工艺为:
阅读以上材料,有关说法正确的是
A.
中的键角
中的键角O―S―O
B.
中的硫元素的化合价为+7 价
C.
的立体结构图可表示为:
D.焦亚硫酸钠(
)的水溶液呈中性
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【答案】C
【解析】A.
的中心原子S 原子的价层电子对数为:
,无孤电子对,因此为正四
面体形,的键角O―S―O 为109°28′,
中的一个氧原子被硫原子取代后得到
,O、S 同主族,因
此
的中心硫原子的孤电子对数为0,价层电子对数为4,因此采取sp3杂化,但由于形成的S 与S 之间
的键长与S 与O 之间的键长不相等,因此
不是正四面体形,由于O 的电负性大于S 的电负性,因此
中的键角
大于
中的键角O―S―O,故A 错误;
B.
的结构式为
,其中6 个O 为−2 价,2 个O 为−1 价,因此硫元素的化
合价为+6 价,故B 错误;
C.
的中心原子S 原子的价层电子对数为:
,无孤电子对,因此为正四面体形,
用实心圆点“●”和空心圆点“○”,
的立体结构图可表示为:
,故C 正确;
D.焦亚硫酸钠溶于水会生成亚硫酸氢钠,亚硫酸氢钠中亚硫酸氢根的电离程度大于水解程度,因此溶液
呈酸性,故D 错误;
故答案选C。
【变式训练3】I.(2025·安徽黄山·二模)
可有效应用于靶向药物传递和肿瘤治疗等。下列是合成路线
之一(部分反应条件简化或略去):
29
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分子的空间结构是_______。
【答案】 三角锥形
【解析】
中心原子价层电子对数为3+
=4,且含有1 个孤电子对,空间构型为三角锥形。
II.(2024·安徽江淮十校·一模)工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te),含少量的Ag、Au]回收
碲和氧化铜,其工艺流程如图:
已知:①H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸
CuC
②
2O4的Ksp为2.2×108
Cu 位于元素周期表第周期第族。TeO
的空间构型为。
【答案】(1)四 ⅠB 三角锥形
【解析】Cu 位于元素周期表第四周期第ⅠB 族;
的中心原子Te 的价层电子对数为
,有一对孤电子对,空间构型为三角锥形;
考向3 考查键角大小比较
例3(2025·安徽合肥·三模)阅读下列材料,完成下列小题。
锅炉烟气中的
、
、
等气体需进行脱除处理。常用的脱除剂有
、
、
、碳酸盐
等,将有害气体吸收或经反应生成无害气体排放。已知:
,
,
,
。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.沸点:
B.键角:
C.结合
的能力:
D.氨水中氢键强弱:
【答案】B
【解析】A.
比
多1 个O 原子,形成的氢键作用更强,则沸点更高,所以沸点:
,
A 错误;
B.
和
中的中心原子的价电子对数都是3,在
中存在孤电子对,会因为与氧原子之间的电子
排斥力致使氧原子与氮原子之间的键角变得更小,而
中无孤电子对,电子排斥力相对较小,三个氧原
子分布均匀成三角形,键角较大,则键角:
,B 正确;
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C.根据分析,酸性
,酸性越弱,结合
的能力越强,则结合
的能力:
,C 错
误;
D.因为O 的电负性比N 的电负性强,则在氨水中氢键强弱为:
,D 错误;
故答案为:B。
【信息解读】【变式训练1】硼氢化钠(
)是一个温和且具化学选择性的还原试剂、属于硼
氢化合物家族的成员,在含有羟基的溶剂(如水、乙醇)中,室温下能快速地将醛和酮还原,如:
。利用
制备
的途径之一为:
。氨硼烷(
)是一种
具有高储氢质量分数和体积储氢密度的环境友好型储氢材料。(已知电负性
)
下列有关物质结构或性质的叙述中,正确的是
A.
键角:
B.沸点:
C.
的结构式:
D.还原性:
【答案】B
【解析】A.
中NH3和Mg2+形成配位键,N 原子没有孤电子对,NH3中N 原子含有1 个孤电
子对,则
键角:
,A 错误;
B.
含有羟基,分子间能形成氢键,B 正确;
C.
中N 提供孤电子对,B 提供空轨道,N 原子和B 原子之间形成配位键,表示为
,C 错误;
D.铝与氢的电负性差比硼与氢的电负性差大,在
中共用电子对更倾向于偏移到氢原子核附近,极
性增强,
中氢活性更高,还原性更强,D 错误;
故选D。
【变式训练2】(2025·安徽·二模)下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A.键角:
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B.熔点:
C.第一电离能:
D.基态原子未成对电子数:
【答案】D
【解析】A.CO2中C 为sp 杂化,结构为直线形,键角为
;H2O 中O 为sp3杂化,结构为V 形,键角
小于
;则键角:
,A 错误;
B.硫酸钾为离子晶体,草酸为分子晶体,故熔点:K2SO4>H2C2O4,B 错误;
C.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,同主族从上往下,第一电离能逐渐减小,故第一电离能:
O>S、Cl>S,C 错误;
D.碳原子价电子排布式为
,氧原子价电子排布式为
,碳原子和氧原子都有2 个未成对电
子;氯原子价电子排布式为
,有1 个未成对电子,故未成对电子数为:C=O>Cl,D 正确;
故答案为:D。
【变式训练3】(2025·安徽·二模)下列说法正确的是
A.
的VSEPR 模型为V 形
B.基态
的价电子排布式为
C.
的熔点高于
D.
的键角大于
【答案】B
【解析】A.在H2S 中,中心原子S 的价层电子对数是
,根据价层电子对互斥理论(VSEPR),
其VSEPR 模型为四面体形,A 错误;
B.Fe 是26 号元素,基态Fe 原子的价电子排布式为3d64s2,失去3 个电子形成Fe3+,则基态Fe3+的价电子
排布式为3d5,B 正确;
C.H2S 是分子晶体,分子间靠微弱的分子间作用力结合,Na2S 是离子晶体,离子间靠离子键结合,离子
键强度远大于分子间作用力,所以Na2S 的熔点更高,C 错误;
D.H2S 和H2O 中心原子杂化方式均为sp3杂化且分子中心原子都有2 个孤电子对,O 原子电负性比S 大,
O 原子上的孤对电子更靠近原子核,孤对电子对成键电子对斥力更大,使得H2O 的键角比H2S 大,D 错
误;
故答案选B。
思维建模 键角大小的比较
1.依据杂化方式和空间结构比较
答题策略
键角大小规律:直线形>平面三角形>正四面体形>三角锥形>V形
答题模板
×××中心原子采取×××杂化,键角为×××,而×××中心原子采取
×××杂化,键角为×××
应用举例
Si元素与C元素位于同一主族,SiO2键角小于CO2的原因:SiO2的中心Si原子采
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用sp
3杂化,键角为109
∘28';CO2的中心C原子采用sp杂化,键角为180
∘
2.杂化方式相同,孤电子对数不同
答题策略
键角大小规律:中心原子上孤电子对数越多,孤电子对对成键电子对的斥力越
大,键角越小
答题模板
×××分子中无孤电子对,×××分子中含有1 个孤电子对,×××分子中
含有2 个孤电子对,对成键电子对的排斥作用依次增大,故键角逐渐减小
应用举例
已知H2O、NH3、CH4三种分子中,键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,原
因为CH4中无孤电子对,NH3中含有1 个孤电子对,H2O中含有2 个孤电子对,
它们对成键电子对的排斥作用依次增大,故键角逐渐减小
3.中心原子不同,配位原子相同
答题策略
键角大小规律:中心原子的电负性越大,键角越大
答题模板
×××原子的电负性较大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间的斥
力越大,键角越大
应用举例
NH3的键角>PH3的键角,原因:中心原子N的电负性大于P,N—H成键电子对之
间的距离较小,N—H成键电子对之间的斥力较大,NH3的键角较大
4.中心原子相同,配位原子不同
答题策略
键角大小规律:配位原子的电负性越大,键角越小
答题模板
中心原子相同,配体×××原子的电负性较大,成键电子对离中心原子较远,
成键电子对之间的排斥力较小,因而键角较小
应用举例
NF3的键角<NH3的键角,原因:F的电负性比H大,NF3中成键电子对离中心原子
较远,成键电子对之间的排斥力较小,因而键角较小
5.三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序
三键—三键> 三键—双键> 双键—双键> 双键—单键> 单键—单键。乙烯分子(如下图)中键角
①(121.3
∘)> 键角②(117.4
∘)的原因是斥力大小:双键—单键> 单键—单键。
6.配体体积对键角的影响
配体体积越大,电子云占据空间越大,对成键电子对的斥力越强,导致键角减小。如键角:
NH3>NH2OH>NH2(CH3)。
考点三 分子结构与与物质的性质
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知识点1 分子的极性
1.非极性分子与极性分子的比较
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电中心和负电中心重合的分子
正电中心和负电中心不重合的分子
存在的共价键
非极性键或极性键
非极性键或极性键
分子内原子排列
对称
不对称
2.非极性分子与分子极性的判断
3.键的极性、分子空间构型与分子极性的关系
类型
实例
键的极性
空间构型
分子极性
X2
H2、N2
非极性键
直线形
非极性分子
XY
HCl、NO
极性键
直线形
极性分子
XY2(X2Y)
CO2、CS2
极性键
直线形
非极性分子
SO2
极性键
V 形
极性分子
H2O、H2S
极性键
V 形
极性分子
XY3
BF3
极性键
平面正三角形
非极性分子
NH3
极性键
三角锥形
极性分子
XY4
CH4、CCl4
极性键
正四面体形
非极性分子
4.键的极性对化学性质的影响
(1)有机羧酸的酸性
酸性强弱
理论解释
三氟乙酸> 三氯乙酸
氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性
大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出
氢离子
Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性,极性越大,羧基中的羟基
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三氯乙酸> 二氯乙酸> 氯乙酸的极性就越大,就越易电离出氢离子
甲酸> 乙酸> 丙酸
烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,
羧酸的酸性越弱
(2)无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R 相同,则n 值越大,R 的正电性越高,使R—O—H
中O 的电子向R 偏移,在水分子的作用下越易电离出H+,酸性越强,如酸性:HClO<HClO2<HClO3<
HClO4。
知识点2 分子间作用力
1.分子间作用力
(1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力。
(2)分类:分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
(3)强弱:范德华力<氢键<化学键。
2.范德华力
实质
电性作用,无饱和性和方向性
影响因素
a.一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增大,范德华力
逐渐增强;
b.相对分子质量相近的分子,分子的极性越大,范德华力越强
对物质性质的
影响
范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质,范德华力越强,物质
的熔、沸点越高,硬度越大
3. 氢键
形成
由已经与电负性很大的原子形成共价键的 氢原子与另一个电负性很大的原子
之间的作用力
表示方法
X — H ⋯Y
a. X、Y 为电负性很大的原子,一般为N、O、F;
b. X、Y 可以相同,也可以不同;
c. “—”表示共价键,“…”表示氢键
特征
具有一定的方向性和饱和性
分类
分子内氢键和分子间氢键
对物质性质的
影响
分子内氢键使物质的熔、沸点降低,而分子间氢键使物质的熔、沸点升高;氢
键对物质的电离和溶解度等也有影响
知识点3 分子的溶解性
1.“相似相溶”规律
①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。
②分子结构相似的物质易互溶。
2.氢键对分子溶解性的影响
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若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。
3. 溶质分子中憎水基较大时,溶质在水中的溶解度明显减小,如乙醇能与水互溶,而戊醇在水中的溶解
度较小。
知识点4 分子的手性
1.手性异构体与手性分子
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互为镜像,却在三维空间里不能叠合,
互称手性异构体(或对映异构体)。有手性异构体的分子叫做手性分子。
2.手性分子的成因
当4 个
不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时,这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的
像”不能重叠,因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子 ,用
*C 来表示,如
,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。
3.手性分子的判断
有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。含有一个手性碳原子的分子是手性分子。
4.手性分子的用途
(1)构成生命体的有机分子绝大多数为手性分子。互为手性异构体的两个分子的性质不同。
(2)生产手性药物、手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成)。
考向1 共价键的极性和分子极性的判断
例1(2024·安徽安庆·三模)碳材料家族又添2 位新成员:通过对两种分子实施“麻醉”和“手术”,我国
科学家首次成功合成了分别由10 个或14 个碳原子组成的芳香性环形纯碳分子材料(结构如图所示),下列
叙述错误的是
A.
分子中存在极性键和非极性键
B.环形碳(
)和环形碳(
)互为同素异形体
C.1 mol 的
含
个σ 键
D.
转化为环形碳(
)的过程,
发生了还原反应
【答案】C
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【解析】A.
分子中存在
极性键和
非极性键,A 正确;
B.
和
是碳元素的两种单质,互为同素异形体,B 正确;
C. 1 个C14Cl10 分子中含有26 个 σ 键,1 mol 的
含
个σ 键,C 错误;
D.
转化为环形碳(
)的过程,碳元素价态降低,所以
发生了还原反应,D 正确。
故选C。
【变式训练1】(2024·安徽合肥·三模)SiCl4的水解反应可用于军事工业中烟雾剂的制造,其部分反应机
理如图。下列说法错误的是
A.SiCl4为非极性分子
B.沸点:SiCl4大于SiH4
C.过程①中Si 的sp3杂化轨道接纳O 的孤电子对形成配位键
D.该过程中与Si 结合能力:O>Cl
【答案】C
【解析】A.
的中心原子上的价层电子对数是4,采用sp3杂化,
的中心原子上没有孤电子对,
分子的空间结构为正四面体形,属于非极性分子,故A 项正确;
B.组成结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,沸点:SiCl4大于SiH4,故B 项正
确;
C.过程①中发生取代反应,硅原子与氧原子形成普通共价键,没有配位键形成,故C 项错误;
D.该过程中,非金属性越强电负性越强O>Cl,氯原子能被羟基取代,故与Si 结合能力:O>Cl,故D 项
正确;
故本题选C。
【变式训练2】(2023·安徽太湖·一模)二聚体是指由两个相同或不同的分子单元通过共价键连接而成的分
子复合物。反应:
中,共价化合物
的结构式为
,下列说法不正确的是
A.
中的
键数目为
B.
分子中所有原子最外层均满足8 电子结构
C.反应前后
原子配位数不变
D.
属于极性分子
【答案】A
【解析】A.
分子中含有4 个配位键,NH3分子中含有3 个共价键,则
中
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的
键数目为
,故A 错误;
B.由
分子结构图可知,Al 原子外围有3 对成键电子对,Cl 提供1 对孤电子对与Al 形成配位键,Al
周围电子数为6+2=8,Cl 原子最外层有7 个电子,与Al 形成1 对共用电子对,也满足8 电子结构,所以
分子中所有原子最外层均满足8 电子结构,故B 正确;
C.由
分子结构图可知,Al 原子的配位数为4,
分子的配位数也是4,即反应前后Al
原子配位数不变,故C 正确;
D.
分子中含有3 个A1-Cl 配位键、1 个Al-N 配位键,且两种键的键长不相等,正负电中心
不能重合,所以
属于极性分子,故D 正确;
故选A。
【变式训练3】(2025·重庆卷)三种氮氧化物的结构如下所示:
下列说法正确的是
A.氮氮键的键能:
B.熔点:
C.分子的极性:
D.
的键角:
【答案】A
【解析】A.由图中数据可知,氮氮键的键长:
,则氮氮键的键能:
,A 正确;
B.二者均为分子构成的物质,分子间作用力:
,熔点:
,B 错误;
C.
为对称的平面结构,极性较弱,而
结构不对称,正负电荷中心不能重合,属于典型的极性分
子,故分子极性::
,C 错误;
D.
结构为
,中心原子N 存在
对孤对电子,中心原子N 为
杂化,受
孤对电子影响,键角略小于120°;而
中心原子N 的孤对电子为
,价电子数为3,也
是
杂化,没有孤对电子的影响,故键角
,D 错误;
故选A。
思维建模 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,如H2、P4等。
(2)含极性键的双原子分子一定是极性分子,如HCl、CO 等。
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(3)ABn(n≥2)型分子:
①根据分子结构判断
若分子是对称的(直线形、正三角形、正四面体形等),极性键的极性向量和等于零时,为非极性分子,否
则是极性分子。如CH4、CO2等含有极性键,是非极性分子;H2O、NH3等含有极性键,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
若中心原子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。
如BCl3、CO2是非极性分子;SO2、NF3是极性分子。
考向2 考查分子性质的综合分析
例2(2024·安徽江南十校·一模)下列事实解释正确的是
事实
解释
A
钠与钾的焰色实验不同
钠与钾的电子从较高能级的激发态跃迁到低能级的激发态或
基态时,释放的能量不同,产生不同颜色的光
B
在
中的溶解度高于在水中
的溶解度
是由非极性键构成的非极性分子
C
的熔点比
高
比
相对分子质量大,分子间作用力大
D
HF 的热稳定性比HCl 强
HF 分子之间能形成氢键
【答案】A
【解析】A.金属的焰色反应是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后,又从高能轨道向低能跃
迁,释放出不同波长的光,因此产生不同颜色的光,故A 正确;
B.
分子的结构为V 形,且分子中正电中心和负电中心不重合,臭氧分子比较特殊属于非极性键构成的
极性分子,但其极性较小,在
中的溶解度大于在水中溶解度,故B 错误;
C.
的熔点比
高是因为
是共价晶体,其熔沸点很高,而
是分子晶体,其熔沸点相对较
低,故C 错误;
D. HF 的热稳定性比HCl 强是因为F 的非金属性强于Cl,H-F 比H-Cl 的键能大,故D 错误;
故选A。
【变式训练1】(2024·安徽安庆·三模)关于物质结构和性质分析正确的是
A.键角大小关系:CH4>SO3>H2O
B.沸点大小关系:邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸
C.在化合物K3[Fe(CN)6]中,N 原子提供孤电子对形成配位键
D.酸性强弱比较:乙酸>甲酸>碳酸
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【答案】B
【解析】A.CH4为正四面体结构键角为109°28′,H2O 分子的空间结构为V 形,键角为107°,SO3的空间
结构为平面三角形,键角为120°,所以键角由大到小的顺序为SO3>CH4>H2O,A 错误;
B.已知对羟基苯甲酸只能形成分子间氢键,导致沸点反常升高,而邻羟基苯甲酸则形成分子内氢键,导
致沸点降低,故沸点大小关系:邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸,B 正确;
C.由于电负性:C<N,吸引电子的能力:C<N,所以配体中给出电子的是C 原子,形成配位键时,CN-
中C 原子提供孤电子对,即在化合物K3[Fe(CN)6]中,C 原子提供孤电子对形成配位键,C 错误;
D.烃基是推电子基团,烃基越长,推电子效应越大,羧基中羟基的极性越小,则甲酸>乙酸,D 错误;
故答案为:B。
【变式训练2】(2025·安徽六安·一模)某除草剂的分子结构如图所示。其中X、Y、Z、W、E 为原子序数
依次增大的短周期主族元素,E 与Z 同族,W 与Z 同周期。下列说法错误的是
A.第一电离能:Y<W<Z
B.最简单氢化物沸点:Z<E<W
C.键长:X—W<X—Z<X—Y
D.
的VSEPR 模型和空间结构不相同
【答案】B
【分析】X、Y、Z、W、E 为原子序数依次增大的短周期主族元素,E 形成五个共价键、Z 形成三个价
键,Z 和E 同主族,所以Z 和E 为VA 族元素,故Z 为N 元素,E 为P 元素;W 形成两个价键,所以W 为
VIA 族元素,Z 与W 同周期,故W 为O 元素;Y 形成四个价键,Y 为IVA 族元素,又原子序数小于O,则
Y 为C 元素;X 形成一个价键,X 的原子序数小于C,所以X 为H 元素,综上所述X 为H 元素、Y 为C 元
素、Z 为N 元素、W 为O 元素、E 为P 元素,据此分析。
【解析】A.同周期主族元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势,但Z(N)的2p 能级有3 个电子,处于半
充满,较稳定,故Z(N)的第一电离能大于W(O)的第一电离能,第一电离能:C<O<N,即Y<W<Z,A 正
确;
B.
、
和
均属于分子晶体,
分子间存在氢键,故沸点
高于
,
在常温下呈液
态,
在常温下呈气态,故简单氢化物沸点:
<
<
,即E<Z<W,B 错误;
C.原子半径:O<N<C,原子半径越小,键长越短,则键长:H-O<H-N<H-C,C 正确;
D.
的中心原子上的价层电子对数
,含一对孤电子对,VSEPR 模型为平面三角
形,离子的空间结构为V 形,两者不相同,D 正确;
答案选B。
【变式训练3】(2024·安徽·皖北协作区)甲醇便于运输,是一种具有前景的液体燃料,利用手持技术,通
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过测定甲醇、乙醇、正丙醇等三种物质在温度传感器尖头处蒸发时的温度变化曲线,根据曲线下降的幅度
和速率的快慢,可以比较它们之间的分子间作用力的大小。请判断表示甲醇的曲线是 ,理由
是 。
【答案】 C1 甲醇的分子间作用力较小,沸点较低
【解析】沸点越低越易挥发,挥发时引起的温度变化越大,故选C1,相同条件下,液体分子的分子间作用
力越小,沸点越低,该液体越容易挥发,挥发时剩余液体温度下降越快。
【变式训练4】(2024·安徽蚌埠·三模)《本草纲目》记载的中药连钱草具有散瘀消肿、清热解毒等作用,
其有效成分之一的结构如图所示,下列有关该化合物的说法错误的是
A.分子中有5 个手性碳原子
B.苯环上的一氯代物为7 种
C.能发生取代反应、消去反应、加聚反应
D.
该化合物最多与
发生加成反应
【答案】C
【解析】
A.如图
,有5 个手性碳原子,故A 正确;
B.根据结构简式,苯环上的H 都是不等效的,苯环上有7 种H,故苯环上的一氯代物为7 种,故B 正
确;
C.不含有碳碳双键、碳碳三键,故不能发生加聚反应,故C 错误;
D.分子中含有2 个苯环,
该化合物最多与
发生加成反应,故D 正确;
答案选C。
考点四 配位键、配合物和超分子
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知识点1 配位键及其形成条件
1. 配位键的相关概念
(1)定义:属于“电子对给予-接受”键,由一个原子提供孤电子对(分子或离子中没有跟其他原子共
用的电子对称孤电子对)与另一个接受孤电子对的原子形成的共价键。配位键属于σ 键。
(2)配位键的形成:成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成共价键。
(3)配位键的表示:常用“→”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,如NH 可表示为
,在NH 中,虽然有一个N—H 键形成过程与其他3 个N—H 键形成过程不同,但是一旦形成之
后,4 个共价键就完全相同。
2.配位键的形成条件:
a.配体有孤电子对,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。
b.中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。
3.配位键的特征:
配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说,多数过渡金属的原子或离子形成的配位键数目基本不变,如
Ag
+形成2 个配位键,Cu
2+形成4 个配位键。
知识点2 配位化合物
1.概念: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) 以配位键结合形
成的化合物。
2.配合物的形成(必做实验)
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后,试管中首先出现
蓝色沉淀,氨水过量后沉淀逐
渐溶解,滴加乙醇后析出深蓝
色晶体
[Cu(NH 3)4]SO4⋅H 2O
③¿、Cu(OH )2+ 4 NH 3❑
¿
溶液变血红色
④Fe
3++3 SCN
−❑
¿
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白色的AgCl沉淀消失,得到澄
清的无色溶液
⑤AgCl +2 NH 3❑
¿
上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH 3)4]
2+为例,NH 3分子中氮原子的孤电
子对进入Cu
2+的空轨道,Cu
2+与NH 3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。配离
子[Cu(NH 3)4]
2+可表示为
。
3.组成:如[Cu(NH3)4]SO4:
(1)中心原子:提供轨道接受孤对电子的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的金属离子(此时又
叫中心离子),过渡元素最常见,如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+。
(2)配位体:含有并提供孤电子对的分子或离子,即电子对的给予体。常见的配位体:H2O、NH3、SCN
-、CO、N2、X-、OH-、CN-。
(3)配位原子:配体中提供孤对电子的原子叫配位原子,如:H2O 中的O 原子,NH3中的N 原子。
(4)配离子:由中心原子
( 或离子
) 和配位体
组成的离子叫做配离子,如:[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。
(5)配位数:作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的数目,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。
(6)配离子的电荷数:配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的代数和。
(7)内界和外界:配合物分为内界和外界,其中配离子称为内界,与内界发生电性匹配的阳离子
( 或阴离
子
) 称为外界,如:[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2+,外界是SO,配合物在水溶液中电离成内界和外
界两部分。
即:[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2++SO,而内界很难电离,其电离程度很小,[Cu(NH3)4]2+
Cu2++
4NH3。
4.螯合物
螯合物是配合物的一种,具有环状结构的配合物叫螯合物或内配合物。一种配位体有两个或两个以上的配
位原子同时与一个中心离子结合,螯合物中配体数目少,形成环状结构较简单配合物稳定,而且形成的环
越多越稳定,其中以五元环或六元环最为稳定。在螯合物的结构中,一定有一个或多个多齿配体提供多对
电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳,此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中
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心体。这种提供螯合物配体的试剂被称为螯合剂。
例:乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与Cu2+形成如下的螯合物:
乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤电子对以满足中心离子的配位数。
氨基乙酸的酸根氧离子(H2N-CH2-COO—)与Cu2+形成如下的螯合物:
其中Cu2+离子的配位数仍旧是4,氧提供孤电子对与中心离子配位,又有负电荷可以中和中心离子的正电
荷,生成中性分子的“内配盐”。
5.多齿配体、二茂铁、羰基化合物
如果一个配位体中有几个配位原子能直接和同一个金属离子配位,这种配体称为多齿配体,形成具有环状
结构的配合物称为螯合物,如:乙二胺配体中有两个配位原子、乙二胺四乙酸(EDTA)配体中有6 个配
位原子。还有其他特殊配体:CO、环戊二烯基(C5H 5
-)等含有π 键的配位体形成的配合物,如二茂铁、
金属羰基化合物。
金属EDTA(乙二
Fe(C5H5)2二环戊
Ni(CO)4四羰
胺四乙酸)螯合物
二烯合铁(二茂铁)
基镍(楔形式)
得分速记 化学配合物的配位数可按如下方法判断:
1. 配合物的配位数等于配位原子及配位体的数目,有两种情况:
(1 )配位原子数目、配位体数目、中心离子与配位原子形成的配位键键数均相等,例如
[Ag(NH3)2]NO3 、[Cu(NH3)4]SO4 、[Cu(H2O)4]2+ 、[Zn(NH3)4]2+ 、K3[Fe(SCN)6] 、[FeF6]3- 、Ni(CO)4 、
Fe(CO)5、[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2 等配合物或配离子,它们配位体的数目以及中心离子
与配位原子形成的配位键键数相等。其中Ag+离子的配位数为2,Cu2+离子与Zn2+离子的配位数均为
4,Fe3+离子的配位数为6。Ni(CO)4、Fe(CO)5 等羰基化合物中Ni、Fe 原子的配位数分别为4、5,
[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+离子与Cr3+离子的配位数均为6。
(2)配位原子、配位体的数目均不等于 中心离子与配位原子形成的配位键键数,例如[BF4]-、
[B(OH)4]-、[AlCl4]-、[Al(OH)4]-等配离子中,B、Al 原子均缺电子,它们形成的化学键,既有共价键,
又有配位键,配位数与配位键的键数不相等,配位数均为4。又如Al2Cl6(下图)中Al 原子的配位数为
4。
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2. 配位数等于配位原子的数目,但不等于配位体的数目
存在多基配体时有这种情况,例如[Cu(en)2]中的en 是乙二胺(NH2CH2CH2NH2)的简写,属于双基配
体,每个乙二胺分子有2 个N 原子与Cu2+离子配位,故Cu2+离子的配位数是4 而不是2。
3. 配合物的配位数可以按中心离子电荷数的两倍 来计算
如果不知道配合物的化学式,一般可按此规律计算。例如前面提到的,Ag+离子的配位数为2 ,Cu2+离
子与Zn2+离子的配位数均为4,Fe3+离子的配位数为6,等等。不过应注意,某些配合物不符合以上规
律,如[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2 中Co2+离子与Cr3+离子的电荷数分别为2、3 ,但配位数
都是6。若配合物中的中心原子呈电中性,如金属的羰基化合物,其配位数只能在已知化学式的基础上
判断。有些配合物,当中心离子(或原子)与不同量的配位体配合时,其配位数并不确定。配位数多少与
中心离子和配体的性质(如电荷数、体积大小、电子层结构等)以及它们之间相互影响、配合物的形成条
件(如浓度、温度等)有关。配位数由1 到14 均可能,其中最常见的配位数为4 和6。例如硫氰合铁络离
子随着配离子SCN-浓度的增大,中心离子Fe3+与SCN- 可以形成配位数为1~6 的配合物:[Fe(SCN-)n]3-
n(n=1~6)。
6.配合物的形成对性质的影响
①溶解性:一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物等可溶于含过量的氯离子、溴离子、碘离子和氨
的溶液中,形成可溶的配合物。如:
②颜色:当简单离子形成配合物时,颜色往往会发生变化。如黄色的铁离子溶液与硫氰酸根配合,就形成
红色的溶液。
③稳定性增强:对于配位化合物稳定性由配位键的强弱决定;配位键的强弱取决于配位体给电子的能力,
配位体给出电子能力越强,则配位体与中心离子形成的配位键就越强,配合物也就越稳定,如:N 元素电
负性比O 元素电负性小,N 原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成的配位键更强。配位键的强弱还与
中心粒子空轨道的数目、空间构型,配体空间结构等因素有关,如果形成环状配离子或配体体积较大,则
空轨道数目较多的原子或阳离子才能形成稳定的配离子。
7.配合物的应用
超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。
(1)在生命体中的应用
(2)在生产生活中的应用
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(3)在医药中的应用——抗癌药物
、
。
知识点3 超分子
1.定义: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。
得分速记 超分子定义中的分子是广义,包括离子。
2.微粒间作用力—非共价键:超分子内部分子之间通过非共价键结合,主要是静电作用、范德华力和氢
键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。
3.分子聚集体的大小:超分子这种分子聚集体,有的是有限的,有的是无限伸展的。
4.特征
(1)分子识别
(2)自组装:超分子组装的过程称为分子自组装(Molecular self-assembly) ,自组装过程(Self-
organization)是使超分子产生高度有序的过程。
5.应用实例
(1) “杯酚”分离C60和C70:杯酚与C60 通过范德华力相结合,通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和
C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂,溶解未装入“杯酚”的C70,过滤
后分离C70;再向不溶物中加入氯仿,溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。
(2)冠醚识别碱金属离子:冠醚是皇冠状的分子,有不同大小的空穴,能与正离子,尤其是碱金属离子
络合,并随环的大小不同而与不同的金属离子络合,利用此性质可以识别碱金属离子。冠醚环的大小与金
属离子匹配,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,因而成为有机反应中很好的催化剂。
(3)细胞和细胞器的双分子膜:细胞膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的两性分子的头基
是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团,头部会朝向水溶液一侧,从而实现自组装。
(4)DNA 分子:核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。
6.超分子的未来发展
通过对超分子研究,人们可以模拟生物系统,复制出一些新材料,如:新催化剂、新药物、分子器件、生
物传感器等功能材料。
考向1 考查配位键、配合物及其性质
例1(2025·安徽·安师大附中)EDTA(乙二胺四乙酸)能与大多数金属离子形成稳定的配合物,其分子结构
如图所示,下列说法正确的是
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A.分子式为C10H14N2O8
B.该分子结构中的所有C、N、O 原子可能共平面
C.1 molEDTA 最多可形成的配位键数目为6NA
D.EDTA 相对分子质量与正二十一烷相近,所以沸点差异较小
【答案】C
【解析】A.由分子结构可知,EDTA 的分子式为C10H16N2O8,故A 错误;
B.由分子结构可知,EDTA 分子中含有空间构型不为平面结构的饱和氮原子且连接了3 个碳原子,所以分
子中碳原子、氮原子、氧原子不可能共平面,故B 错误;
C.由分子结构可知,EDTA 分子中的2 个N 原子和4 个O 原子均能提供孤对电子形成配位键,最多可形
成6 个配位键,则1mol EDTA 最多可形成的配位键数目为1mol×6×NAmol-1=6NA,如图所示:
,故C 正确;
D.EDTA 分子中含有羧基,能形成分子间氢键,正二十一烷不能形成分子间氢键,所以EDTA 的分子间
作用力大于相对分子质量相近的正二十一烷,沸点高于正二十一烷,故D 错误;
故答案为C。
【逻辑思维与科学建模】【变式训练1】(2024·安徽合肥·模拟预测)钙镁矿、
、
的结构模型如图所示。下列说法正确的是
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A.钙镁矿中,1 号原子的坐标为
,2 号原子的坐标为
B.钙镁矿中,距离硫原子最近的硫原子数目为4
C.
结构中
与
、
与
离子之间的作用力相同
D.
晶胞中,
分子的排列方式只有3 种取向
【答案】A
【解析】A.由晶胞结构可知,若位于顶点的镁原子的坐标为(1,0,0),则位于小立方体体对角线上的1
号硫原子和2 号硫原子的坐标分别为
和
,故A 正确;
B.由晶胞结构可知,若以硫原子为顶点,构成的立方晶胞中硫原子的位置位于顶点和面心,所以距离硫
原子最近的硫原子数目为12,故B 错误;
C.由图可知,六水硫酸亚铁中,具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子对的氧原子形成配位
键,水分子的氢原子与硫酸根离子中的氧原子形成氢键,则水分子与阴、阳离子之间的作用力不同,故C
错误;
D.由晶胞结构可知,晶胞中二氧化碳的排列方式共有4 种,分别是顶点上有1 种、面心上有3 种,故D
错误;
故选A。
【变式训练2】(2025·安徽合肥·开学考试)类比推理是化学的常用思维方法。下列推理正确的是
A.干冰(
)是分子晶体,推测
也是分子晶体
B.
与浓
共热可制取
气体,推测
与浓
共热也可制取
气体
C.
与
反应生成
与
,推测
与
反应主要生成
与
D.铝盐溶液中滴入过量氨水发生反应:
,推测向
溶液中滴
入过量氨水:
【答案】B
【解析】A.
由原子直接构成,
属于共价晶体,故A 错误;
B.浓硫酸为高沸点酸,可以制得低沸点
,同样也可以得到低沸点
,故B 正确;
C.二氧化硫具有还原性,与具有强氧化性的过氧化钠反应生成硫酸钠,故C 错误;
D.向
溶液中滴入过量氨水:
,故D 错误;
故答案选B。
【变式训练3】絮凝剂可促进固液分离,某絮凝剂的化学式为
,其结构与Al2Cl6相似且存在
Fe-O 配位键,试写出其结构式: 。
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【答案】
【解析】由
的结构与Al2Cl6相似且存在Fe-O 配位键可知,化合物的结构式为
,故答案为:
【变式训练4】(2025·安徽六安·一模)某化学兴趣小组探究Cu 被
氧化的产物,实验记录如下:
编号
实验操作
实验现象
实验I
极少量的
溶解,溶液变为浅红色;充分反应后,红
色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为浅红色
实验
II
完全溶解,溶液为深红棕色;红色的铜粉快速溶
解,充分反应后,溶液仍为深红棕色
实验
III
深红棕色溶液加
后分层,下层溶液显紫红色,
上层溶液无色;无色溶液中滴加浓氨水,无明显现
象,静置一段时间后溶液变为深蓝色
已知:①
易溶于KI 溶液,发生反应
(红棕色),
和
氧化性几乎相同;
②
(蓝色);
(无色);
(无色)易被空气氧化。
下列说法错误的是
A.根据实验I 中白色沉淀可知,Cu 能被
氧化为
B.根据实验I 和II 可知,实验I 中Cu 溶解速率慢的可能原因是CuI 覆盖在Cu 表面,降低Cu 与溶液接
触面积
C.实验III 中加入
的目的是除去
(或
),防止干扰后续实验
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D.通过上述实验可知,在一定条件下Cu 能被
氧化为
和
【答案】D
【解析】A.实验的目的是探究Cu 被
氧化的产物,根据实验Ⅰ中现象“极少量的
溶解”可知发生的反
应为
,溶液中含
显浅红色,充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,根据信息白色沉淀为
CuI,说明Cu 被
氧化为
,A 正确;
B.实验Ⅱ中现象“红色的铜粉快速溶解,溶液仍为深红棕色”中“快速溶解”可知实验Ⅱ反应速率比实
验Ⅰ快,实验Ⅰ中Cu 溶解速率慢的可能原因是沉淀CuI 覆盖在Cu 表面,降低了Cu 与溶液接触面积,B
正确;
C.根据实验Ⅱ加入浓度大的KI,以及“充分反应后,红色的铜粉快速溶解”的现象和实验Ⅰ可知发生反
应
,根据实验Ⅲ中现象“深红棕色溶液加
后分层,下层为溶液显紫红色”可知未反
应的
由水层进入
层,根据“静置一段时间后溶液变为深蓝色”以及
易被空气氧化可知
发生反应
,“无色溶液中滴加浓氨水,无
明显现象”可知上层溶液中的
发生反应
,若不除去
溶液中的
(或
),则深红棕色的溶液对观察深蓝色的
离子有影响,C 正确;
D.根据上述实验可知在一定条件下Cu 能被
氧化
,无法确定能否被氧化为
,D 错误;
故选D。
考向2 考查超分子的结构、性质及其应用
例2(2025·安徽皖江名校·高三下联考)葫芦脲是一类由甘脲与甲醛通过简单反应制备的大环化合物。葫
芦脲结构的刚性很强,很难改变自身形状去适应客体分子。图1 为葫芦[6]脲结构及其简化模型,图2 为
对甲基苯甲酸与葫芦脲作用示意图。下列说法错误的是
A.葫芦脲与客体分子的识别和组装过程具有高度的专一性
B.超分子是分子聚集体,包括离子
C.对甲基苯甲酸与葫芦[6]脲之间的作用力是配位键
D.葫芦脲空腔的内壁具有疏水性
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【答案】C
【解析】A.因“葫芦脲结构的刚性很强,很难改变自身形状去适应客体分子”,可知“葫芦脲与客体分
子的识别和组装过程具有高度的专一性”,故A 正确;
B.超分子是由两个或多个分子相互“结合”形成的聚集体,分子是广义的,包括离子,故B 正确;
C.对甲基苯甲酸与葫芦[6]脲之间的作用力是分子间作用力,不是配位键,故C 错误;
D.对甲基苯甲酸在水中溶解度很小,但其可以进入葫芦[6]脲的空腔,是由于葫芦脲的空腔具有疏水
性,可以包容多种疏水的有机分子,故D 正确;
故选C。
【变式训练1】(2025·安徽淮南·二模)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。大环化合物
可以把
从溶液中分离出来,下列说法正确的是
A.
中碳原子的杂化方式有
、
B.
中所有原子共平面
C.
通过形成共价键识别并分离
D.
是超分子
【答案】A
【解析】A.
中不饱和碳原子的杂化方式为
、饱和碳原子的杂化方式为
,A 正确;
B.
中含有饱和碳原子不可能所有原子共平面,B 错误;
C.M 通过形成氢键识别并分离
,C 错误;
D.超分子是由两种或两种以上分子通过分子间相互作用力形成的分子聚集体,
是单个分子不符合超分
子的定义,D 错误;
故选A。
【变式训练2】(2025·安徽合肥·二模)环六糊精(
)具有不对称的空腔结构,能够在
水中包合某芳香族客体组装成超分子X 和Y。超分子组装过程示意图如图a 所示、组装过程中两种超分子
的浓度与时间关系如图b 所示,下列说法错误的是
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A.环六糊精和客体通过分子间相互作用组装成超分子
B.超分子X 和超分子Y 互为同分异构体
C.超分子组装过程的活化能:①>②
D.相同温度下超分子组装的平衡常数:①<②
【答案】C
【解析】A.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,则环六糊精和客
体通过分子间相互作用组装成超分子,A 正确;
B.环六糊精的空腔结构不对称,可能导致客体分子以不同方式嵌入(如不同取向或位置),形成两种不
同的超分子X 和Y,两者结构不同,但分子式相同,互为同分异构体, B 正确;
C.由图b 可知,较短时间内,组装生成的超分子X 浓度大于超分子Y,说明超分子组装过程更容易生成
超分子X,则超分子组装过程的活化能:①<②,C 错误;
D.由图b 可知,相同温度下达到平衡时超分子X 的浓度小于超分子Y 的浓度,即超分子组装过程向生成
超分子X 方向的反应程度较小,因此相同温度下超分子组装的平衡常数;①<②,D 正确;
故选C。
【变式训练3】(2025·安徽阜阳·三模)以
为溶剂,由X、18-冠-6 和
反应可制得一种新
型超分子晶体材料,原理如图所示。已知18-冠-6 空腔直径为
,几种碱金属离子的直径:
。下列说法错误的是
A.X、18-冠-6 与
形成超分子的过程体现超分子自组装的特征
B.该超分子晶体材料的熔点高于
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C.KCl 中若含有RbCl 杂质,则不能通过
冠-6 进行分离
D.形成超分子晶体材料的过程中C 原子的杂化方式未发生改变
【答案】B
【解析】A.超分子具有自组装的特性,18-冠-6,X 与
形成超分子的过程体现超分子自组装的特
征,A 正确;
B.该超分子晶体材料和
均为离子晶体,由于该超分子晶体材料的阳离子半径大于
的阳离
子半径,故
中所含的离子键更强,熔点更高,B 错误;
C.18-冠-6 空腔直径为
,
的直径为
,
的直径为276 pm,均在18-冠-6 空
腔直径的范围内,均能进入18-冠-6 的空腔,则二者不能通过18-冠-6 进行分离,C 正确;
D.X 中C 原子的杂化方式为
,18-冠-6 中C 原子的杂化方式为
,形成超分子后C 原子的杂化方式均
未发生改变,D 正确;
故选B。
1.(2025·安徽卷)阅读材料,完成下列小题。
氨是其他含氨化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成
。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,
同时生成
。
遇水转化为
。
溶于氨水得到深蓝色
溶液,加
入稀硫酸又转化为蓝色
溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与
溶
液反应生成
沉淀。
(1)下列有关反应的化学方程式错误的是
A.氨在氧气中燃烧:
B.液氨与金属钠反应:
C.氨水溶解
:
D.浓氨水与
反应:
(2)下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.与
结合的能力:
B.与氨形成配位键的能力:
C.
和
分子中的键长:
D.微粒所含电子数:
【答案】(1)D (2)B
【解析】(1)A.根据题干信息可知,氨可在氧气中燃烧生成
,所给方程式符合反应原理,A 正确;
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B.金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,生成氨基钠和氢气,发生的是置换反应,所给方程式符合反
应原理,B 正确;
C.根据题干信息可知,
溶于氨水得到深蓝色
溶液,所给方程式符合反应原
理,C 正确;
D.浓氨水与
溶液反应生成
沉淀,生成物应为
,方程式为:
,D 错误
故选D;
(2)A.根据题干信息,
遇水转化为
,反应为:
,说明
结合
能力更强,A 错误;
B.根据题干信息,深蓝色
溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色
溶液,说明
更容易与
配位形成
,故与氨形成配位键的能力:
,B 正确;
C.原子半径
,则键长:O—H<N—H,C 错误;
D.
所含电子数为
,
所含电子数
,相同数量的两种微粒所含电子数相
等,D 错误;
故选B。
2.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为
。下图给出了碘的单层结
构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.碘晶体是混合型晶体
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.
碘晶体中有
个“卤键”
D.碘晶体的密度为
【答案】A
【解析】A.碘晶体中,分子间是“卤键”(类似氢键),层与层间是范德华力,与石墨不同(石墨层内只存
在共价键)所以碘晶体是分子晶体,A 错误;
B.由图可知,题目中的“卤键”类似分子间作用力,只不过强度与氢键接近,则液态碘单质中也存在类
似的分子间作用力,即“卤键”,B 正确;
C.由图可知,每个
分子能形成4 条“卤键”,每条“卤键”被2 个碘分子共用,所以每个碘分子能形
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成2 个“卤键”,
碘晶体物质的量是0.5mol,“卤键”的个数是
,C 正确;
D.碘晶体为层状结构,所给区间内4 个碘原子处于面心,则每个晶胞中碘原子的个数是
,晶胞的
体积是
,密度是
,D 正确;
故选A。
3.(2025·安徽卷)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素,其中
X、Z 位于同一主族。下列说法错误的是
A.元素电负性:
B.该物质中Y 和Z 均采取
杂化
C.基态原子未成对电子数:
D.基态原子的第一电离能:
【答案】D
【解析】W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z 位于同一主族,且X、Z 均形成2
个共价键,则X 为O,Z 为S;Y 形成5 个共价键且原子序数位于O、S 之间,则Y 为P;W 形成1 个共价
键,原子序数最小,则W 为H;
A.同周期从左向右电负性逐渐增大,同主族从上向下电负性逐渐减小,故元素电负性O>S>P,即
X>Z>Y,A 项正确;
B.由该物质结构可知,P 形成4 个σ 键,P 上没有孤电子对,P 原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,S
形成2 个σ 键,S 上有2 对孤电子对,S 原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,B 项正确;
C.基态H 原子未成对电子数为1,基态O 原子的价电子排布式为2s22p4,未成对电子数为2,基态P 原子
的价电子排布式为3s23p3,未成对电子数为3,则基态原子未成对电子数
,即
,C 项正
确;
D.基态原子的第一电离能同周期从左向右逐渐增大,由于VA 族原子的p 轨道处于半充满状态,第一电离
能大于同周期相邻主族元素,即P>S,D 项错误;
故选D。
4.(2025·安徽卷)氟气通过碎冰表面,发生反应①
,生成的
遇水发生反应②
。下列说法正确的是
A.
的电子式为
B.
为非极性分子
C.反应①中有非极性键的断裂和形成
D.反应②中
为还原产物
【答案】A
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【解析】A.HOF 中心原子为O,与H、F 通过共用电子对形成共价键,电子式为
,A 正确
B.
空间结构为半开页书形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,B 错误;
C.反应①中F-F 非极性键断裂,但没有非极性键的形成,C 错误;
D.F 的电负性大于O,HOF 中氟表现为-1 价,O 为0 价,H 为+1 价,生成物HF 中氟还是-1 价,F 的化合
价没有变化,反应②中氧化剂为HOF,还原剂为
,
既是氧化产物也是还原产物,HF 既不是氧化
产物也不是还原产物,D 错误;
故选A。
5.(2025·安徽卷)一种天然保幼激素的结构简式如下:
下列有关该物质的说法,错误的是
A.分子式为
B.存在4 个
键
C.含有3 个手性碳原子
D.水解时会生成甲醇
【答案】B
【解析】A.该分子不饱和度为4,碳原子数为19,氢原子数为
,化学式为C19H32O3,
A 正确;
B.醚键含有2 个C-O
键,酯基中含有3 个C-O
键,如图:
,则1 个分子中含有5
个C-O
键,B 错误;
C.手性碳原子是连接4 个不同基团的C 原子,其含有3 个手性碳原子,如图:
,C 正确;
D.其含有
基团,酯基水解时生成甲醇,D 正确;
故选B。
6.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以
(局部结
构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和
为电极,以
和
混合液为电解质溶液。下列说法错
误的是
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A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为:
C.充电时,阴极被还原的
主要来自
D.放电时,消耗
,理论上转移
电子
【答案】C
【解析】由图中信息可知,该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料;负极的电极反应式为
,则充电时,该电极为阴极,电极反应式为
;正极上发生
,则充
电时,该电极为阳极,电极反应式为
。
A.标注框内所示结构属于配合物,配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等
多种共价键,还有由
提供孤电子对、
提供空轨道形成的配位键,A 正确;
B.由以上分析可知,该电池总反应为
,B 正确;
C.充电时,阴极电极反应式为
,被还原的Zn2+主要来自电解质溶液,C 错误;
D.放电时,负极的电极反应式为
,因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01mol),理论上转移
0.02 mol 电子,D 正确;
综上所述,本题选C。
7.(2024·安徽卷)仅用下表提供的试剂和用品,不能实现相应实验目的的是
选
项
实验目的
试剂
用品
A
比较镁和铝的金属性强
弱
溶液、
溶液、
氨水
试管、胶头滴管
B
制备乙酸乙酯
乙醇、乙酸、浓硫酸、饱
和
溶液
试管、橡胶塞、导管、乳胶管铁架台(带铁
夹)、碎瓷片、酒精灯、火柴
C
制备
溶
溶液、氨水
试管、胶头滴管
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液
D
利用盐类水解制备
胶体
饱和
溶液、蒸馏水
烧杯、胶头滴管、石棉网、三脚架、酒精
灯、火柴
【答案】A
【解析】A.MgCl2溶液、AlCl3溶液与过量氨水反应时现象相同,分别产生白色Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀,
不能比较Mg(OH)2和Al(OH)3碱性的强弱,从而不能比较Mg 和Al 的金属性强弱,可将氨水换成过量的
NaOH 溶液,A 项不能实现实验目的;
B.在一支试管中依次加入一定量的乙醇、浓硫酸、乙酸,并且放入几粒碎瓷片,另一支试管中加入适量
饱和碳酸钠溶液,如图
连接好装置,用酒精灯小心加热,乙酸与乙醇在浓硫酸存在、加
热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,在饱和碳酸钠溶液液面上收集乙酸乙酯,发生反应的化学方程
式为CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O,B 项能实现实验目的;
C.向盛有CuSO4溶液的试管中滴加氨水,首先产生蓝色Cu(OH)2沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解得到深
蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液,发生反应的化学方程式为CuSO4+4NH3∙H2O=[Cu(NH3)4]SO4+4H2O,C 项能实现
实验目的;
D.将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中加入5~6 滴饱和FeCl3溶液,继续加热至液体呈红褐色即制得
Fe(OH)3胶体,反应的化学方程式为FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl,D 项能实现实验目的;
答案选A。
8.(2024·安徽·高考真题)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是
A.该物质中
为
价
B.基态原子的第一电离能:
C.该物质中C 和P 均采取
杂化
D.基态
原子价电子排布式为
【答案】C
【解析】A.由结构简式可知,P 原子的3 个孤电子与苯环形成共用电子对,P 原子剩余的孤电子对与Ni
形成配位键,
提供孤电子对,与Ni 形成配位键,由于整个分子呈电中性,故该物质中Ni 为+2 价,A
项正确;
B.同周期元素随着原子序数的增大,第一电离能有增大趋势,故基态原子的第一电离能:Cl>P,B 项正
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确;
C.该物质中,C 均存在于苯环上,采取sp2杂化,P 与苯环形成3 对共用电子对,剩余的孤电子对与Ni 形
成配位键,价层电子对数为4,采取sp3杂化,C 项错误;
D.Ni 的原子序数为28,位于第四周期第Ⅷ族,基态Ni 原子价电子排布式为3d84s2,D 项正确;
故选C。
9.(2024·新课标卷)我国科学家最近研究的一种无机盐
纳米药物具有高效的细胞内亚铁离
子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z 的原子序数依次增加,且W、X、Y 属于不同族的短周期元素。W 的
外层电子数是其内层电子数的2 倍,X 和Y 的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z 的M 层未成对电子数
为4。下列叙述错误的是
A.W、X、Y、Z 四种元素的单质中Z 的熔点最高
B.在X 的简单氢化物中X 原子轨道杂化类型为
C.Y 的氢氧化物难溶于NaCl 溶液,可以溶于
溶液
D.
中
提供电子对与
形成配位键
【答案】A
【解析】W、X 、Y、Z 的原子序数依次增加,且W、X、Y 属于不同族的短周期元素。W 的外层电子数
是其内层电子数的2 倍,则W 为C 元素;每个周期的ⅡA 和ⅤA 的元素的第一电离能都比左右相邻元素
的高,由于配合物
中Y 在外界,Y 可形成简单阳离子,则Y 属于金属元素,故X 和Y 分别为
N 和Mg;Z 的M 层未成对电子数为4,则其3d 轨道上有4 个不成对电子,其价电子排布式为
,Z
为Fe 元素,
为
。
A.W、X、 Y、Z 四种元素的单质中,N 元素的单质形成分子晶体,Mg 和Fe 均形成金属晶体,C 元素既
可以形成金刚石又可以形成石墨,石墨的熔点最高,A 不正确;
B.X 的简单氢化物是
,其中心N 原子价层电子对数为3+
,N 原子轨道杂化类型为
,B 正确;
C.Y 的氢氧化物是
,其属于中强碱,其难溶于水,难溶于
溶液,但是,由于
电离产
生的
可以破坏
的沉淀溶解平衡,因此
可以溶于
溶液,C 正确;
D.
中
的C 原子提供孤电子对与
形成配位键,D 正确;
综上所述,本题选A。
10.(2023·新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为
,部分晶体结构
如下图所示,其中
为平面结构。
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下列说法正确的是
A.该晶体中存在N-H…O 氢键
B.基态原子的第一电离能:
C.基态原子未成对电子数:
D.晶体中B、N 和O 原子轨道的杂化类型相同
【答案】A
【解析】A.由晶体结构图可知,
中的
的
与
中的
形成氢键,因此,该晶
体中存在
氢键,A 说法正确;
B.同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是第ⅡA、ⅤA 元素的原子结构比较稳定,其第一电
离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N,B 说法不
正确;
C.B、C、O、N 的未成对电子数分别为1、2、2、3,因此,基态原子未成对电子数B<C=O<N,C 说法不
正确;
D.
为平面结构,则其中的C 和N 原子轨道杂化类型均为
;
中B 与4 个O 形
成了4 个σ 键,B 没有孤电子对,则B 的原子轨道杂化类型为
;
中O 分别与B 和C 形成
了2 个σ 键,O 原子还有2 个孤电子对,则O 的原子轨道的杂化类型均为
;综上所述,晶体中B、О 和
N 原子轨道的杂化类型不相同,D 说法不正确;
综上所述,本题选A。
11.(1)(2025·安徽·高考真题)某含锶(
)废渣主要含有
和
等,一
种提取该废渣中锶的流程如下图所示。
已知
时,
回答下列问题:将窝穴体a(结构如下图所示)与
形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的
,原
因是 。
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【答案】窝穴体a 的空腔与
更匹配,可通过分子间相互作用形成超分子,且
具有更多的空轨道,
能够与更多的N、O 形成配位键,形成超分子后,结构更稳定
【解析】窝穴体a 与
形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的
,原因是窝穴体a 的空腔与
更匹配,可通过分子间相互作用形成超分子,且
具有更多的空轨道,能够与更多的N、O 形成配
位键,形成超分子后,结构更稳定。
(2)(2024·安徽·高考真题)通过
修饰的Y 分子筛的吸附-脱附。可实现
和
混合气的分离。
的 与
分子的
键电子形成配位键,这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分
子筛分离
和
的优点是 。
【答案】 4s 空轨道 识别度高,能有效将C2H4 和C2H6 分离,分离出的产物中杂质少,纯度较高
【解析】配合物中,金属离子通常提供空轨道,配体提供孤电子对,则Cu+的4s 空轨道与C2H4 分子的π
键电子形成配位键。C2H4 能与Cu+形成配合物而吸附在Y 分子筛上,C2H6 中无孤电子对不能与Cu+形成
配合物而无法吸附,通过这种分子筛分离C2H4 和C2H6,优点是识别度高,能有效将C2H4 和C2H6 分
离,分离出的产物中杂质少,纯度较高;
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