3.4配合物与超分子 课时作业（含答案）

3.4配合物与超分子 课时作业
一、单选题
1．配合物XY(ZW)5的结构如图所示，Y位于第四周期且基态原子中含5个单电子，Z与W位于第二周期的p区，ZW结构与N2相似，Z的电负性小于W。下列说法错误的是
A．第一电离能： W>Z
B．XY(ZW)5中Y的配位数是5
C．W3的熔点低于YW2
D．Z的某种同素异形体具有良好导电性，其中Z原子的杂化方式均为sp2
2．医学上在对抗癌物质的研究中发现，具有抗癌作用，而没有抗癌作用，对此下列叙述正确的是
A．两者为同一物质，都是以Pt原子为中心的四面体结构
B．两者为同一物质，都是以Pt原子为中心的平面结构
C．两者互为同分异构体，都是以Pt原子为中心的四面体结构
D．两者互为同分异构体，都是以Pt原子为中心的平面结构
3．2021年9月24日《科学》杂志发表了我国科学家的原创性重大突破，首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如下：
CO2CH3OH
下列说法错误的是
A．电负性：O＞C＞H＞Zn
B．甲醇分子中H-C-O键角小于甲醛分子中H-C-O键角
C．DHA分子间存在氢键
D．Zn溶于氨水形成配合物[Zn(NH3)4](OH)2，Zn2+的配位数为6
4．B和Al为同主族元素，下列说法错误的是
A．H3BO3为一元酸，Al(OH)3呈两性
B．晶体B可能有脆性，Al有延展性
C．BF3和AlF3都可以与F-形成离子键
D．B和Al分别与N都能形成具有较高硬度和熔点的物质
5．下列说法中正确的是
A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B．所有的配合物都存在配位键，所有含配位键的化合物都是配合物
C．与基态钾原子同周期且未成对电子数相同的元素还有4种
D．水中的氢键可以表示为O—H…O，冰中每摩尔有4个氢键
6．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y可以构成[YX4]+，W的价电子排布式为(n+1)sn(n+1)p(n+2)，Z、W同主族且能构成如图所示的阴离子(Rm-)。以下说法正确的是
A．[YX4]+中不存在配位键 B．Rm-有很好的热稳定性
C．电负性Y＞Z＞W＞X D．m=2
7．下列现象的变化与配合物的形成无关的是
A．向FeCl3与溶液中滴加KSCN，出现红色
B．用王水(1体积浓硝酸和3体积浓盐酸混合而成)清洗金币，会使金币质量减轻
C．向AgNO3溶液中滴加氨水，先出现白色沉淀后溶解
D．向AlCl3溶液中逐滴加入NH3·H2O溶液至过量，出现白色沉淀
8．向盛有硝酸银水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到无色的透明溶液，下列对此现象的说法正确的是
A．配合离子[Ag(NH3)2]+中，Ag+提供空轨道，NH3给出孤对电子
B．沉淀溶解后，生成[Ag(NH3)2]OH难电离
C．配合离子[Ag(NH3)2]+存在离子键和共价键
D．反应前后Ag+的浓度不变
9．下列关于物质的结构和性质的说法中错误的是
A．2-丁烯有顺反异构现象
B．[Fe(CN)6]3-的配体中更易提供孤对电子的是碳原子
C．酸性：三氟乙酸强于三氯乙酸
D．在乙醇中溶解度：H2NCH2COOH低于CH3CH2NO2
10．一种新型合成氨的过程如图所示。下列说法正确的是
A．“转氮”过程属于人工固氮
B．NH3和NH的键角相同
C．NH中的配位键由H原子提供空轨道
D．该合成氨过程中，参加反应的N2与H2O的物质的量之比为3：1
11．下列有关说法正确的是
A．相同类型的离子晶体，晶格能越大，形成的晶体越不稳定
B．中心原子的杂化方式取决于其配位原子的数目
C．用金属的电子气理论能合理的解释金属易腐蚀的原因
D．H3O+、NH4Cl和[Ag(NH3)2]+中均存在配位键
12．邻二氮菲(phen，结构如图所示)可用于的检验，发生反应：。下列属于中不存在的化学键的是
A．配位键 B．离子键 C．极性键 D．σ键
13．对于配合物[Co(NH3)3(H2O)Cl2]Cl，下列说法不正确的是
A．配位数为6
B．提供空轨道的为Co3+
C．配位体为N、O、Cl
D．若往1mol该配合物中加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，可得到1molAgCl沉淀
14．路易斯结构是指原子间通过共用电子对形成最外层8电子的稳定结构(氢除外)，缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构要求的一类化合物。下列说法正确的是
A．缺电子化合物均不能稳定存在
B．BeCl2、BF3、CO均属于缺电子化合物
C．BF3与NH3生成的产物BF3·NH3中存在配位键
D．BF3结合F-可转化为BF，B-F键键角变大
15．与一定量的水形成，一定条件下可发生如下转化：
下列说法中正确的是
A．熔化后得到的物质属于离子晶体
B．分子间只存在着配位键和氢键
C．是含极性共价键的极性分子
D．基态B原子核外电子的空间运动状态有5种
二、填空题
16．科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如图，其中配位键和氢键均采用虚线表示。
(1)写出基态Cu原子的电子排布式________________________。
(2)Cu2+还能与NH3、Cl－等形成配位数为4的配合物。
①[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有__________(填序号)。
A．配位键 B．离子键 C．极性共价键 D．非极性共价键
②已知[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为_______________。
(3)实验证明，用蒸汽密度法测得的H2O的相对分子质量比用化学式计算出来的相对分子质量要大，其原因是_____________________________。
(4)向硫酸铜水溶液中逐滴加入氨水直至过量，反应的离子方程式为______________________。
17．Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能(I)数据如表所示：
元素 Mn Fe
电离能/(kJ·mol-1) I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
(1)Mn元素原子的价电子排布式为___________。比较两元素的I2、I3可知：气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是___________
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物，则与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的条件是___________。
(3)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为___________。
三、实验题
18．醋酸钴与双水杨醛缩乙二胺形成的配合物[Co(Ⅱ)Salen]具有可逆载氧能力，能模拟金属蛋白的载氧作用，在催化氧化反应中应用广泛。合成反应如下所示，回答下列问题。
Ⅰ、合成
(1)合成装置如下图所示。氮气保护下，向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴的乙醇溶液，加热回流。A处应安装的仪器是___________(填名称)，B处应安装的仪器是___________(填名称)。装置C的作用是___________。
(2)回流，沉淀转化为暗红色晶体。回流结束后进行如下操作：
A．停止通氮气B．停止加热C．关闭冷凝水
正确的操作顺序为___________(填标号)。充分冷却后将溶液过滤，洗涤并干燥，得到配合物[Co(Ⅱ)Salen]。
Ⅱ、载氧量测定
(3)将m克的[Co(Ⅱ)Salen](相对分子质量为M)加入圆底烧瓶中，在恒压漏斗中加入(配合物在中可吸氧)，如下图搭建装置。通入氧气，赶尽体系内空气。检查仪器气密性的操作为：先关闭___________，然后调节水平仪的水位至与量气管水位产生一定液面差。装置不漏气的现象是___________。
(4)调整水平仪高度，待量气管水位与水平仪水位齐平时，记录量气管水位的体积刻度为。将加入圆底烧瓶，待吸氧反应结束后，再次使量气管水位与水平仪水位齐平，记录量气管水位的体积刻度。已知大气压为p，氧气的压强为，温度为。配合物载氧量[n(吸收的)：n([Co(Ⅱ)Salen])]的计算式为___________。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【分析】Y位于第四周期且基态原子中含5个单电子，则Y原子的价电子排布式为：3d54s2，故Y是25号元素锰；Z与W位于第二周期的p区，ZW结构与N2相似，分子或离子互为等电子体，则它们许多性质相似，与N2互为等电子体的分子是CO，Z的电负性小于W，故Z是碳元素，W是氧元素。
【详解】A．同一周期从左到右，元素的第一电离能总体上呈递增趋势，氧比碳的第一电离能大，故A说法正确，不符合题意；
B．由图示和配合物的化学式XY(ZW)5知，该配合物的配体为CO，配位数为6，故B说法错误，符合题意；
C．通常状况下，O3是气体，MnO2是固体，O3比MnO2的熔点低，故C说法正确，不符合题意；
D．碳的有两种常见的单质，具有良好导电性的是石墨，石墨中碳原子的杂化方式为sp2，故D说法正确，不符合题意；
故选B。
2．D
【详解】根据信息，该物质的结构是以Pt为中心的平面结构，两者组成相同，但结构不同，互为同分异构体，故D选项正确。
3．D
【详解】A．C、O的氢化物中H均为正价，同周期自左至右电负性依次增大，所以电负性O＞C＞H，Zn为金属元素，电负性最小，A正确；
B．甲醇分子中C原子为sp3杂化，甲醛分子中C原子为sp2杂化，所以甲醇分子中H-C-O键角小于甲醛分子中H-C-O键角，B正确；
C．DHA分子中含有羟基，可以形成分子间氢键，C正确；
D．该配合物的内界为[Zn(NH3)4]2+，所以Zn2+的配位数为4，D错误；
综上所述答案为D。
4．C
【详解】A．H3BO3+H2OH4BO+H+ ，H3BO3为一元弱酸，Al(OH)3既能与酸反应又能与碱反应，Al(OH)3是两性氢氧化物，故A正确；
B．晶体B是原子晶体，可能有脆性，Al是金属晶体有延展性，故B正确；
C．BF3和AlF3都可以与F-形成配位键，故C错误；
D．B和Al分别与N都能形成具有较高硬度和熔点的氮化硼、氮化铝等原子晶体，故D正确；
选C。
5．C
【详解】A．在基态多电子原子中，2p轨道电子能量低于3s轨道电子能量，故A错误；
B．含配位键的不一定是配合物，如铵根离子含有配位键，氯化铵不是配合物而是离子化合物，故B错误；
C．与基态钾原子同周期且未成对电子数相同的元素还有Sc、Cu、Ga、Br，共4种，故C正确；
D．水中的氢键可以表示为O—H…O，冰中每摩尔水分子可以形成两摩尔氢键，故D错误；
选C。
6．D
【分析】W的价电子排布式为(n+1)sn(n+1)p(n+2)，s能级上最多容纳2个电子，n=2，W的价电子排布式为3s23p4，即W为S，Z、W同主族，即Z为O，根据阴离子模型，该阴离子为S2O，X、Y构成[YX4]+，该离子为NH，即X为H，Y为N，据此分析；
【详解】A．NH中存在配位键，故A错误；
B．根据结构，S2O中存在过氧键“-O-O-”，过氧键易断裂，因此该离子的热稳定性较差，故B错误；
C．根据上述分析，X为H，Y为N，Z为O，W为S，同周期从左向右非金属性增强，O的非金属性强于N，因此O的电负性大于N，故C错误；
D．该阴离子为S2O，m=2，故D正确；
答案为D。
7．D
【详解】A．Fe3+和SCN-形成配合物离子，与配合物的形成有关，故A不选；
B．金币溶于王水生成HAuCl4，是配合物，故B不选；
C．出现白色沉淀是生成了AgOH，再进一步反应生成[Ag(NH3)2]OH，是配合物，故C不选；
D．AlCl3和NH3·H2O反应生成氢氧化铝沉淀，与配合物的形成无关，故D正确；
答案选D。
8．A
【详解】 A．在配合离子[Ag(NH3)2]+中，Ag+提供空轨道，NH3提供孤电子对，形成配位键，故A正确；
B．[Ag(NH3)2]OH为强电解质，完全电离[Ag(NH3)2]OH=[Ag(NH3)2]+ +OH-，故B错误；
C．在配合离子[Ag(NH3)2]+中, Ag+提供空轨道，NH3提供孤电子对，形成配位键，存在N、H间共价键，配位键属于特殊共价键，没有离子键，故C错误；
D．反应后形成[Ag(NH3)2]+络离子，该离子较稳定难电离，所以Ag+的浓度减小，故D错误；
所以A选项是正确的。
9．D
【详解】A．2-丁烯为CH3CH=CHCH3 ，碳碳双键每个碳原子连接了两个不同原子或原子团，具有顺反异构，故A正确；
B．碳的电负性比N弱，配体CN-中提供孤对电子的原子是C，故B正确；
C．电负性F大于Cl，F对电子的吸引作用更强，-COOH中的羟基的极性更强，更易电离出氢离子，所以酸性：三氟乙酸强于三氯乙酸，故C正确；
D．在乙醇中，中和-COOH均能与乙醇形成分子间氢键，溶解度高于，故D错误；
故选：D。
10．C
【详解】A．固氮是将N2单质转化为化合物，“转氮”过程没有氮气参与，不属于人工固氮，A错误；
B． NH3为三角锥形，键角为，NH为正四面体形，键角，键角不相同，B错误；
C． NH中的配位键由N原子提供孤电子对，H原子提供空轨道，C正确；
D．该合成氨过程中，N2最终转化为NH3，1molN2转移6mol电子，H2O转化为O2，1molH2O转移2mol电子，由得失电子守恒可知，参加反应的N2与H2O的物质的量之比为1:3，D错误；
故答案选C。
11．D
【详解】A．相同类型的离子晶体，晶格能越大，形成的晶体越稳定，A不正确；
B．中心原子的杂化方式取决于其价层电子对的对数，与配位原子的数目没有必然关系，B不正确；
C．用金属的电子气理论不能解释金属易腐蚀的原因，C不正确；
D．H3O+、NH4Cl和[Ag(NH3)2]+中均存在配位键，D正确。
本题选D。
12．B
【详解】A．提供空轨道，邻二氮菲中N原子提供孤电子对形成配位键，A不符合题意；
B．内部不存在离子键，B符合题意；
C．邻二氮菲中N和C、C和H之间存在极性键，C不符合题意；
D．邻二氮菲中N和C、C和H之间存在σ键，D不符合题意；
故选B。
13．C
【详解】A．配体为NH3、H2O、Cl-，配位数为6，故A正确；
B．Co为过渡元素，提供空轨道的为Co3+，故B正确；
C．配体为NH3、H2O、Cl-，故C错误；
D．加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，外界Cl-可与Ag+得到1molAgCl沉淀，内界Cl-不能与Ag+反应，故D正确；
故选C。
14．C
【详解】A．缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构要求的一类化合物，但不代表缺电子化合物均不能稳定存在，如BF3为缺电子化合物，但可以稳定存在，A错误；
B．BeCl2中氯原子达到8电子稳定结构，但Be原子只有4个电子，未达到8电子稳定结构，属于缺电子化合物，BF3中氟原子达到8电子稳定结构，但B原子只有6个电子，未达到8电子稳定结构，属于缺电子化合物，CO中碳原子和氧原子均达到8电子稳定结构，电子数符合路易斯结构，不是缺电子化合物，B错误；
C．BF3中B原子有6个电子，存在空轨道，NH3中N原子有孤对电子，BF3与NH3生成的产物BF3·NH3中存在配位键，C正确；
D．BF3的中心原子B的价层电子对数为3+=3，采取sp2杂化，无孤对电子，空间构型为平面三角形，B-F键键角为120°，BF的中心原子B的价层电子对数为4+=4，采取sp3杂化，无孤对电子，空间构型为正四面体形，B-F键键角约为109°28 ，BF3结合F-可转化为BF，B-F键键角变小，D错误；
答案选C。
15．D
【详解】A．(H2O)2 BF3熔化是液态，不是晶体，所以(H2O)2 BF3熔化后得到的物质不属于离子晶体，故A错误；
B．(H2O)2 BF3分子内，B原子和O原子之间存在配位键，水分子中的O原子和另一个水分子中的H原子形成氢键，故B错误；
C．不同原子之间形成极性键，分子结构对称正负电荷中心重叠的分子属于非极性分子，BF3是仅含极性共价键的非极性分子，故C错误；
D．B原子核外电子排布式为1s22s22p1，核外有5个电子，原子核外每个电子的空间运动状态都不同，共5种运动状态，故D正确；
故选：D。
16．(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2) AC 平面正方形
(3)在接近水沸点的水蒸气中存在一定数量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成的缔合分子的相对分子质量是水的数倍
(4)Cu2++2NH3 H2O=Cu(OH)2↓+2NH、Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)+2OH-
【详解】（1）铜是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，故答案为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；
（2）①[Cu(NH3)4]2+中Cu2+与NH3之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，故答案为AC；
②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，只有一种结构，所以应为平面正方形，故答案为平面正方形；
（3）因为水分子间存在氢键，氢键会使水分子成为缔合水分子，使得体积变小，所以用蒸汽密度法测得的H2O的相对分子质量比理论计算出来的相对分质量较大，故答案为在接近水沸点的水蒸气中存在一定数量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成的缔合分子的相对分子质量是水的数倍；
（4）氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，当氨水过量时，氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液，有关反应离子方程式为：Cu2++2NH3 H2O=Cu(OH)2↓+2NH、Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)+2OH-，故答案为Cu2++2NH3 H2O=Cu(OH)2↓+2NH、Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)+2OH-。
17． 3d54s2 由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态) 有孤电子对 2∶1
【详解】(1)锰元素原子的价电子排布式为3d54s2，由于由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)，所以气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。
(2)分子或离子应具备有孤电子对才会与Fe原子或离子形成配合物。
(3)在面心立方晶胞中，铁原子数为8×＋6×=4，体心立方晶胞中铁原子数为8×＋1=2，所以个数比为2∶1。
18．(1) 球形冷凝管 恒压漏斗 液封
(2)BCA
(3) 活塞1和活塞2 液面差恒定
(4)
【分析】由题意可知，制备配合物的操作为氮气保护作用下，向盛有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液的三颈烧瓶中缓慢滴入醋酸钴的乙醇溶液，加热回流1h，待沉淀转化为暗红色晶后停止加热、关闭冷凝水、停止通入氮气，充分冷却后将溶液过滤、洗涤、干燥得到配合物。
【详解】（1）由实验装置图可知，A处的装置为起冷凝回流作用的球形冷凝管，B处装置为便于醋酸钴的乙醇溶液顺利流下的恒压漏斗；装置C的作用是，起液封的作用，防止空气中的氧气进入三颈烧瓶中，故答案为：球形冷凝管；恒压漏斗；液封；
（2）由分析可知，回流结束后的操作为停止加热、关闭冷凝水、停止通入氮气，充分冷却后将溶液过滤、洗涤、干燥得到配合物，故答案为：BCA；
（3）由实验装置图可知，检查装置气密性的操作为关闭活塞1和活塞2，然后调节水平仪中水位至与量气管产生一定的液面差，若液面差稳定，说明装置气密性良好，故答案为：活塞1和活塞2；液面差稳定；
（4）由题意可知，配合物DMF的物质的量为mol。由理想气体状态方程可知DMF吸收氧气的物质的量为mol，则吸收氧气的物质的量和，配合物DMF的物质的量的比值为×，故答案为：×。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页