3.4配合物与超分子
一、单选题(本大题共15小题)
1. 下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是( )
A. 细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质
B. 利用超分子的分子识别特征,可以分离和
C. 配位化合物中配位键强度都很大,因而配合物都很稳定
D. 配离子的中心离子为,配位数为,配位原子为和
2. 下列有关超分子的说法正确的是( )
A. 超分子是如蛋白质一样的大分子
B. 超分子是由小分子通过聚合得到的高分子
C. 超分子是由高分子通过非化学键作用形成的分子聚集体
D. 超分子是由两个或两个以上分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体
3. 下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是( )
A. 利用超分子的分子识别特征,可以分离和
B. 配合物中只含配位键
C. 中提供空轨道,中氧原子提供孤对电子,从而形成配位键
D. 配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用
4. 下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中,不正确的是( )
A. 等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带电的分子或原子
B. 超分子内部分子之间可以通过非共价键结合
C. 液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性
D. 纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分,两部分都是长程有序
5. 下列关于超分子的叙述中正确的是( )
A. 超分子就是高分子 B. 超分子都是无限伸展的
C. 形成超分子的微粒都是分子 D. 超分子具有分子识别和自组装的特征
6. 水的状态除了气、液、固之外,还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到时形成的,玻璃态的水无固态形状,且密度与普通液态水的密度相同,有关玻璃态水的叙述正确的是( )
A. 水由液态变为玻璃态,体积缩小 B. 水由液态变为玻璃态,体积膨胀
C. 玻璃态是水的一种特殊状态 D. 玻璃态水是一种特殊的晶体
7. 纳米材料具有一些与传统材料不同的特征,下列关于纳米材料的叙述错误的是 ( )
A. 三维空间尺寸必须都处于纳米尺度
B. 具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质
C. 是由原子排列成的纳米量级原子团排列组成的
D. 具有与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态
8. 下列关于物质特殊聚集状态的叙述中,错误的是( )
A. 离子液体的基本构成微粒是阴、阳离子
B. 超分子内部分子之间可以通过非共价键结合
C. 液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性
D. 纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分,两部分的排列都是有序的
9. 冠醚是皇冠状的分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。冠与钾离子形成的超分子结构如图所示。下列说法正确的是( )
A. 含该超分子的物质属于分子晶体 B. 冠醚可用于分离不同的碱金属离子
C. 中心碱金属离子的配位数是不变的 D. 冠醚与碱金属离子之间形成离子键
10. 利用超分子可以对一些物质进行分离,例如利用杯酚结构如图所示,用“”表示分离和的过程如图所示。下列说法错误的是 ( )
A. 杯酚与分子之间的作用为范德华力 B. 杯酚易溶于氯仿,难溶于甲苯
C. 晶体熔点:杯酚 D. 操作用到的主要玻璃仪器为分液漏斗
11. 冠醚是皇冠状的分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。冠与钾离子形成的超分子结构如图所示。下列说法正确的是( )
A. 含该超分子的物质属于分子晶体 B. 冠醚可用于分离不同的碱金属离子
C. 中心碱金属离子的配位数是不变的 D. 冠醚与碱金属离子之间形成离子键超分子
12. 四面体在无机化合物中很常见。按如图所示方式相连,可形成一系列“超四面体”、,下列说法错误的是( )
A. 超四面体系列的各物质最简式不相同
B. 每个面都是正三角形,键角为
C. 、、等硅的化合物均可形成超四面体系列
D. ~~~AX4四面体形成的无限三维结构对应的晶体可能为共价晶体
13. 电子表、电子计算器、计算机显示器都利用了液晶材料显示图像和文字。下列有关其显示原理的说法中,正确的是( )
A. 施加电场时,液晶分子垂直于电场方向排列
B. 施加电场时,液晶分子平行于电场方向排列
C. 移去电场后,液晶分子排列成扭曲的螺旋状
D. 移去电场后,液晶分子相互平行排列
14. 向溶液中滴加氨水至过量,下列叙述正确的是( )
A. 先出现沉淀,后沉淀溶解变为无色溶液
B. 离子方程式为
C. 与 中的氮原子以键结合
D. 分子中为
15. 如图为单元形成的“巨分子”的部分结构。有关说法不正确的是 ( )
A. 难溶于水 B. 为正二十四面体
C. 该物质为的一种同素异形体 D. 该晶体熔点高、硬度大
二、填空题(本大题共3小题)
16. 列表总结液晶、纳米材料、超分子的相关内容。
聚集状态 宏观或微观特征及性质 举例和用途
液晶
纳米材料
超分子
17. 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。一种配合物的结构如下图所示,该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 ,该螯合物中的杂化方式有 种。
18. 超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支,还扩展到生命科学和物理学等领域由将个分子、个甲酸丁酯吡啶及个分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示.
该超分子中存在的化学键类型有_____________.
A.键 .键 离子键 氢键
该超分子中配体提供孤电子对的原子是_____________填元素符号,甲酸丁酯吡啶配体中原子的杂化方式有_____________.
答案和解析
1.【答案】
【解答】
A.细胞和细胞器的双分子膜,是由大量两性分子一端有极性,另一端无极性组装而成,具有自组装性质,故A正确;
B.利用超分子的分子识别特征,杯酚与结合,加入甲苯溶解,从而实现分离,故B正确;
C.配位键的强度有大有小,有的配合物稳定,有的配合物不稳定,故C错误;
D.配离子中不带电荷,带一个负电荷,则中心离子为,提供空轨道,配位数为,配位原子为和,提供孤电子对,故D正确。
2.【答案】
【解答】
超分子不同于蛋白质、淀粉等大分子,也不是由小分子通过聚合得到的高分子,超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体。
故选:。
3.【答案】
【解答】
A.利用超分子的分子识别特征,可以分离和,故A正确;
B.配位化合物中不一定只含有配位键,可能含有共价键、离子键,如,故B错误;
C.配离子中中心原子提供空轨道,配体提供孤电子对,所以中的提供空轨道,中的原子提供孤对电子,两者结合形成配位键,故C正确;
D.配合物的应用:生命体中,许多酶与金属离子的配合物有关;科学研究和生产实践:进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的,因此,配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用,故D正确。
4.【答案】
【解答】
A.等离子体是呈准电中性的,其基本构成微粒可以是带电的粒子也可以是中性粒子;
B.超分子内部分子之间可以通过非共价键结合,如氢键,静电作用等;
C.液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列,使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性;
D.纳米颗粒是长程有序的晶状结构,颗粒间的界面却是无序的结构。
5.【答案】
【解答】
A.超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起,组成复杂的、有组织的聚集体,有的是高分子,有的不是,故A错误;
B.超分子这种分子聚集体有的是无限伸展的,有的是有限的,故B错误;
C.形成超分子的微粒也包括离子,故C错误;
D.超分子的特征是分子识别和自组装,故D正确。
6.【答案】
【解答】
玻璃态的水密度与普通水相同,、不正确;玻璃态水是在特殊条件下形成的“特殊状态”,C正确;玻璃态的水无固态形状,不是晶体,不正确。
7.【答案】
【解析】纳米材料的三维空间尺寸中只要有一维处于纳米尺度即可。
8.【答案】
【解答】
A.离子液体的基本构成微粒是阴、阳离子,故A正确;
B.超分子内部分子之间可以通过非共价键结合,如氢键、静电作用等,故B正确;
C.液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列,使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性,故C正确;
D.纳米颗粒内部具有晶状结构,原子排列有序,而界面则为无序结构,故D错误。
故选:。
9.【答案】
【解答】
A.冠醚与碱金属离子形成的配合物中还含有阴离子,该物质是离子晶体,故A错误
B.有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,可用于分离,故 B正确
C.中心碱金属离子的配位数是随着空穴大小不同而改变的,故 C错误
D.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键,故D错误。
10.【答案】
【解答】
A.杯酚与分子之间通过分子间作用力结合,故A正确;
B.由操作,加入氯仿后,杯酚和分离可知,杯酚易溶于氯仿,由操作,加入甲苯后,杯酚和甲苯溶液分离可知,难溶于甲苯,故B正确
C.杯酚和、都属于分子晶体,分子晶体相对分子质量越大,熔点越高,则晶体熔点:杯酚,故C正确;
D.操作是过滤,用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒和烧杯,故D错误。
11.【答案】
【解答】
A.冠醚与碱金属离子形成的配合物中还含有阴离子,该物质是离子晶体,A错误;
B.从题干中知道,冠醚是皇冠状的分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,故可用于分离不同的碱金属离子,B正确;
C.不同的碱金属离子直径大小不同,配位数是随着空穴大小不同而改变,形成的超分子中心碱金属离子配位数也不同,C错误;
D.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键,故D错误。
12.【答案】
【解答】
A.、和的化学式分别为、和,故超四面体系列的各物质最简式不相同,A正确;
B.是正四面体结构,每个面都是正三角形,但是键角为,B正确;
C.观察超四面体”、结构图,不难发现为中心原子,与四个连接,应为硅、锗等原子,而为配位原子,可以与两个原子相连,应为氧、硫等原子,表明、可形成超四面体系列,不可以形成超四面体系列,C错误;
D.共价晶体的微观空间中没有分子,可无限延伸,四面体形成的无限三维结构对应的晶体可能为共价晶体,D正确。
13.【答案】
【解答】
液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性,又有晶体的各向异性的特殊物质,在施加电压时,液晶分子能够沿电场方向排列,即平行于电场方向排列;而在移去电场之后,液晶分子又会恢复到原来的状态,所以液晶材料具有很重要的应用,故B正确,ACD错误。
14.【答案】
【解析】A. 向溶液中滴加氨水至过量,先生成氢氧化铜蓝色沉淀,后溶解形成铜氨溶液,为深蓝色溶液,故A错误;
B. 离子方程式为 ,故B正确;
C.提供空轨道, 中的氮原子提供孤电子对,形成配位键,故C错误;
D.分子为三角锥形,键角为,故D错误。
故答案选:。
15.【答案】
【解析】解:、的空间结构与水分子相似性较小,难溶于水,故A正确;
B、在几何学方面,正二十四面体是不存在的,故B错误;
C、同素异形体是同种元素构成的不同种单质,故B是的一中同素异形体,故C正确;
D.是空间网状结构,熔沸点较高,硬度较大,故D正确。
故选:。
的空间结构与水分子相似性较小,难溶于水;形成的为单元形成的“巨分子”为硼元素的一种单质,因它的空间结构使得其熔沸点较高,硬度较大。
明确同素异形体的研究范围是单质,超出此范围的就不属于同素异形体的范畴;掌握影响物质熔沸点的影响因素。
16.【答案】
聚集状态 宏观或微观特征及性质 举例和用途
液晶 微观:内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序排列;
宏观:既具有液体的可流动性,又具有晶体的各向异性。 液晶显示屏,可以用于制造电视或显示器屏幕。
纳米材料 微观:纳米颗粒内部具有晶状结构,界面为无序结构;
宏观:在光、声、电、磁、热、力、化学反应方面与其他类物质完全不同。 金属纳米材料,由于几乎都是黑色,可以用于制作隐形飞机上的雷达吸收材料;纳米分子筛材料,广泛用于果蔬等食品的包装,有保鲜功能。
超分子 微观:内部分子依靠非共价键结合;
宏观:具有分子识别能力,又具有光、电、磁、声、热等特性功能。 冠醚,用于人工合成中的自组装;
一些复杂的超分子化合物,可以被用于作为新型催化剂、药物、分子组件、生物传感器等。
17.【答案】
【解析】由题意可知,只有成环的配位键才能起到螯合作用,再结合题给结构可知中的个原子和、杂环上的个原子通过螯合作用与形成配位键,故该配合物中通过螯合作用形成配位键;中原子价层电子对数为,中原子价层电子对数为,、杂环上的个原子价层电子对数为,故该配合物中原子均采取杂化。
18.【答案】 和
【解答】
该超分子结构有双键,说明有键和键,分子中不存在离子键,根据信息形成配位键,因而答案选AB;
作配体时作配位原子,甲酸丁酯吡啶中有碳原子形成双键,说明其杂化方式为,在丁基中原子形成四个单键,为杂化。
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