高考化学二轮复习全新题型1热点物质素材——配合物和超分子课件
文档属性
| 名称 | 高考化学二轮复习全新题型1热点物质素材——配合物和超分子课件 |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-16 00:00:00 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
全新题型1 热点物质素材——配合物和超分子
研真题 明确考向
答案：B
【真题2】 (2025·甘肃卷)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图甲)，该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物：(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图乙)。
下列说法错误的是( )
A．主体分子存在分子内氢键
B．主客体分子之间存在共价键
C．磺酸基中的S—O键能比SO小
D．(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
答案：B
解析：主体分子内羟基与磺酸基相邻较近，磺酸基中含有羟基的结构，可以形成分子内氢键，A正确；主体与客体间通过非共价键形成超分子，B错误；已知单键的键能小于双键，则S—O的键能比S==O键能小，C正确；N原子价电子数为5，(CH3)4N+中N有4个σ键，失去1个电子形成阳离子，无孤电子对，采用sp3杂化，(CH3)3N中N有3个σ键，1个孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，D正确。
【高考动向】
配合物、超分子陌生度高，结构复杂，素材新颖，在近几年的高考中，备受命题者青睐。以科技前沿为情境，以配合物、超分子为载体，考查物质结构、反应机理图像、电解质溶液图像、综合实验等，有效考查了考生提取关键信息解决问题的能力，契合高考对逻辑推理与论证能力的考查要求。
模拟练 提升考能
1.(2025·河南郑州二模)Ca2+一般不形成配位化合物，但可与乙二胺四乙酸(EDTA)离子通过配位键形成稳定的螯合离子，其结构如下图所示。NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A．螯合离子中含5个五元环
B．0.5 mol螯合离子中含π键数为4NA
C．乙二胺四乙酸分子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种
D．螯合离子中与Ca2+形成配位键的原子在空间上构成八面体形
答案：B
2．(2025·东北三省三校二模)广州大学王平山教授团队在金属有机超分子自组装研究方面取得重要进展。合成过程中碎片合成子L3结构如下：L3是由1个中心金属( )Ru2+与两分子含氮配体分子组成。
下列说法正确的是( )
A．中心原子可以更换为任意金属阳离子均能形成超分子
B．C、N、O三种元素第一电离能由大到小顺序为N>O>C
C．一分子含氮配体中均含有十个苯环
D．该碎片合成子所有原子共平面
答案：B
解析：中心原子需要合适的粒子半径和适量的空轨道才行，不可以更换为任意金属阳离子，A错误。同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能大小为N>O>C ，B正确。L3是由1个中心金属(
)Ru2+与两分子含氮配体分子组成；从结构上，一分子含氮配体中分别含有4、6个苯环，C错误。从结构上，该碎片合成子中含甲基，甲基为四面体结构，故所有原子不共平面，D错误。
3．(2025·安徽合肥二模)Ru配合物Ru-1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HCOOH===H2＋CO2(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，Ph是苯基)。
已知： 。
图中，A、B、C均为Ru的6配位化合物，其中均含有Cl元素；A′和C′的结构类似于A和C，但不含氯；X为某种反应物；Ru的价态在催化循环中保持不变，有机配体可以用NP3代表。
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NP3RuCl(H2)+
B．配合物Ru-1中Ru为＋2价
C．基态原子的第一电离能：O>N
D．配合物A中碳原子均采取sp3杂化
答案：B
解析：题干说明了A′和C′的结构类似于A和C，但不含氯，A错误；由结构简式可知，P原子的3个单电子分别与3个C原子形成共用电子对，P原子剩余的孤电子对与Ru形成配位键，Cl－提供孤电子对，与Ru形成配位键，由于整个分子呈电中性，配合物Ru-1中Ru为＋2价，B正确；N的2p能级半充满、较稳定，基态原子的第一电离能N>O，C错误；配合物A存在于苯环和HCOO－上的C原子，采取sp2杂化，D错误。
4．(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甲所示、组装过程中两种超分子的浓度与时间关系如图乙所示，
下列说法错误的是( )
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：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；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；由图乙可知，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；由图乙可知，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。
5．(2025·湖北七市州二模)化学家合成出一种超分子，在链状分子A上同时含有两个不同的识别位点。在碱性条件下，环状分子B与带有正电荷的位点1相互作用较强；在酸性条件下，环状分子B与位点2的相互作用增强。
下列说法错误的是( )
A．酸性条件下，位点2的亚氨基结合H+而带正电荷，与环状分子B的作用力增强
B．酸性条件下，分子B与位点2之间存在氢键N—H…O
C．分子B内部有很大的空间，能与所有碱金属离子发生作用，把无机物带入有机物中
D．通过加入酸或碱，可以实现该超分子在两种不同状态之间切换
答案：C
解析：在酸性条件下，位点2的亚氨基结合H+而带正电荷，与环状分子B中的O原子间形成氢键，即与环状分子B的作用力增强，A正确；位点2有N—H键，分子B存在O原子，酸性条件下，分子B与位点2之间存在氢键N—H…O，B正确；分子B只能与直径适合的碱金属离子发生作用形成超分子，不能与所有的碱金属离子作用，C错误；在碱性条件下，环状分子B与带有正电荷的位点1的相互作用较强，结合A选项分析可知，通过加入酸或碱，均可实现该超分子在两个不同状态之间的切换，D正确。
全新题型1 热点物质素材——配合物和超分子
研真题 明确考向
答案：B
【真题2】 (2025·甘肃卷)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图甲)，该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物：(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图乙)。
下列说法错误的是( )
A．主体分子存在分子内氢键
B．主客体分子之间存在共价键
C．磺酸基中的S—O键能比SO小
D．(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
答案：B
解析：主体分子内羟基与磺酸基相邻较近，磺酸基中含有羟基的结构，可以形成分子内氢键，A正确；主体与客体间通过非共价键形成超分子，B错误；已知单键的键能小于双键，则S—O的键能比S==O键能小，C正确；N原子价电子数为5，(CH3)4N+中N有4个σ键，失去1个电子形成阳离子，无孤电子对，采用sp3杂化，(CH3)3N中N有3个σ键，1个孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，D正确。
【高考动向】
配合物、超分子陌生度高，结构复杂，素材新颖，在近几年的高考中，备受命题者青睐。以科技前沿为情境，以配合物、超分子为载体，考查物质结构、反应机理图像、电解质溶液图像、综合实验等，有效考查了考生提取关键信息解决问题的能力，契合高考对逻辑推理与论证能力的考查要求。
模拟练 提升考能
1.(2025·河南郑州二模)Ca2+一般不形成配位化合物，但可与乙二胺四乙酸(EDTA)离子通过配位键形成稳定的螯合离子，其结构如下图所示。NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A．螯合离子中含5个五元环
B．0.5 mol螯合离子中含π键数为4NA
C．乙二胺四乙酸分子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种
D．螯合离子中与Ca2+形成配位键的原子在空间上构成八面体形
答案：B
2．(2025·东北三省三校二模)广州大学王平山教授团队在金属有机超分子自组装研究方面取得重要进展。合成过程中碎片合成子L3结构如下：L3是由1个中心金属( )Ru2+与两分子含氮配体分子组成。
下列说法正确的是( )
A．中心原子可以更换为任意金属阳离子均能形成超分子
B．C、N、O三种元素第一电离能由大到小顺序为N>O>C
C．一分子含氮配体中均含有十个苯环
D．该碎片合成子所有原子共平面
答案：B
解析：中心原子需要合适的粒子半径和适量的空轨道才行，不可以更换为任意金属阳离子，A错误。同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能大小为N>O>C ，B正确。L3是由1个中心金属(
)Ru2+与两分子含氮配体分子组成；从结构上，一分子含氮配体中分别含有4、6个苯环，C错误。从结构上，该碎片合成子中含甲基，甲基为四面体结构，故所有原子不共平面，D错误。
3．(2025·安徽合肥二模)Ru配合物Ru-1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HCOOH===H2＋CO2(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，Ph是苯基)。
已知： 。
图中，A、B、C均为Ru的6配位化合物，其中均含有Cl元素；A′和C′的结构类似于A和C，但不含氯；X为某种反应物；Ru的价态在催化循环中保持不变，有机配体可以用NP3代表。
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NP3RuCl(H2)+
B．配合物Ru-1中Ru为＋2价
C．基态原子的第一电离能：O>N
D．配合物A中碳原子均采取sp3杂化
答案：B
解析：题干说明了A′和C′的结构类似于A和C，但不含氯，A错误；由结构简式可知，P原子的3个单电子分别与3个C原子形成共用电子对，P原子剩余的孤电子对与Ru形成配位键，Cl－提供孤电子对，与Ru形成配位键，由于整个分子呈电中性，配合物Ru-1中Ru为＋2价，B正确；N的2p能级半充满、较稳定，基态原子的第一电离能N>O，C错误；配合物A存在于苯环和HCOO－上的C原子，采取sp2杂化，D错误。
4．(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甲所示、组装过程中两种超分子的浓度与时间关系如图乙所示，
下列说法错误的是( )
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：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；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；由图乙可知，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；由图乙可知，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。
5．(2025·湖北七市州二模)化学家合成出一种超分子，在链状分子A上同时含有两个不同的识别位点。在碱性条件下，环状分子B与带有正电荷的位点1相互作用较强；在酸性条件下，环状分子B与位点2的相互作用增强。
下列说法错误的是( )
A．酸性条件下，位点2的亚氨基结合H+而带正电荷，与环状分子B的作用力增强
B．酸性条件下，分子B与位点2之间存在氢键N—H…O
C．分子B内部有很大的空间，能与所有碱金属离子发生作用，把无机物带入有机物中
D．通过加入酸或碱，可以实现该超分子在两种不同状态之间切换
答案：C
解析：在酸性条件下，位点2的亚氨基结合H+而带正电荷，与环状分子B中的O原子间形成氢键，即与环状分子B的作用力增强，A正确；位点2有N—H键，分子B存在O原子，酸性条件下，分子B与位点2之间存在氢键N—H…O，B正确；分子B只能与直径适合的碱金属离子发生作用形成超分子，不能与所有的碱金属离子作用，C错误；在碱性条件下，环状分子B与带有正电荷的位点1的相互作用较强，结合A选项分析可知，通过加入酸或碱，均可实现该超分子在两个不同状态之间的切换，D正确。
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