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选择性必修2 第三章 第四节 配合物与超分子 同步练习题
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题4分,共40分)
1.下列关于液晶的说法正确的是( )
A.液晶是液体和晶体的混合物
B.混合型晶体是有多种类型晶体互相混合而成的晶体
C.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,不含离子和独立原子
D.大多数离子液体含有体积很大的阴阳离子,呈液态,难挥发
2. 下列关于超分子的说法不正确的是( )
A.C70属于超分子
B.超分子有的是有限的,有的是无限伸展的
C.C60与“杯酚”可通过分子间作用力形成超分子
D.超分子具有“分子识别”“自组装”两大重要特征
3. 下列关于配合物的说法中不正确的是( )
A.许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多
B.配合物中,中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键结合
C.配离子中,中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对
D.中心离子所结合配体的个数称为配位数,不同离子的配位数可能不同
4. 向K2[PtCl4]的稀盐酸溶液中通入乙烯气体可得到金黄色沉淀K[Pt(C2H4)Cl3],该沉淀的阴离子结构如图所示,下列有关该沉淀的阴离子说法正确的是( )
A.该沉淀的阴离子所有原子共平面
B.乙烯分子中碳原子的杂化方式为sp3杂化
C.配位键的形成均为电子给予体提供孤电子对
D.由其组成的物质可以燃烧
5. 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法正确的是( )
A.沉淀溶解后,生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+
B.[Cu(H2O)4]2+比[Cu(NH3)4]2+中的配位键稳定
C.用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验,不能观察到同样的现象
D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道
6. 关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列说法正确的是( )
A.配位体是Cl-和H2O,配位数是8
B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中Cl-的数目比是1∶2
D.在1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3 mol AgCl沉淀
7. 配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是( )
A.以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用
B.Fe2+的卟啉配合物是输送O2的血红素
C.[Ag(NH3)2]+是化学镀银试剂的有效成分
D.向溶液中逐滴加入氨水,可除去硫酸锌溶液中的Cu2+
8. 在碱性溶液中,Cu2+可以与缩二脲形成紫色配离子,其结构如下图所示。
下列说法错误的是( )
A.该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O
B.该配离子中铜离子的配位数是4
C.基态Cu原子的价层电子排布式是3d104s1
D.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H
9. 如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分),下列有关叙述正确的是( )
A.示意图中的两个氧原子的杂化类型无法确定
B.该叶绿素是配合物,中心离子是镁离子
C.该叶绿素是配合物,其配体是N原子
D.该叶绿素不是配合物,而是高分子化合物
10.已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-呈蓝色,[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O ΔH
用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是( )
A.等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为3∶2
B.由实验①可推知ΔH<0
C.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
二、填空题(本题包括5个小题,共60分)
11.(12分)回答下列问题:
(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心离子是________,配位原子是________,配位数是________,它的电离方程式是_____________。
(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液,再加入氨水,观察到的现象是________。
(3)在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为_____,提供孤电子对的成键原子是_____。
(4)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是 。 (用离子方程式表示,已知AlF在溶液中可稳定存在)。
(5)配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是_____(填元素符号)。
12.(12分)Ⅰ.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂消毒剂。
(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间结构都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子。其原因是____________________________。
(2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间结构,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为________________。1 mol该离子中含有σ键个数为____________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写作[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
下列有关胆矾的说法正确的是________(填字母)。
A.所有氧原子都采取sp3杂化
B.氧原子存在配位键和氢键两种化学键
C.Cu2+的价层电子排布式为3d84s1
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
Ⅱ.经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合,还能以其他个数比配合。按要求填空:
(4)若Fe3+与SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色。该离子的离子符号是____________。
(5)若Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_______________________________________________。
13.(12分)1985年,Rousssin研究发现了第一个金属原子簇类配位化合物,其结构如图所示,金属原子簇类化合物与金属原子表面性质相似,具有良好的催化活性等功能。
请回答下列问题:
(1)硫可以形成SOCl2化合物,则该化合物的空间结构为________。
(2)除了氮的氧化物之外,氮还可以形成NO。请写出氮原子的杂化方式:____________。
(3)上述原子簇类配合物,中心原子铁的配位原子是________________。
(4)配合物Fe(CO)5的熔点为-20 ℃,沸点为103 ℃。可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示。下列关于Fe(CO)5的说法正确的是________(填字母)。
A.Fe(CO)5是非极性分子,CO是极性分子
B.Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
C.1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位键
D.Fe(CO)5===Fe+5CO反应中没有新化学键生成
14.(12分)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚,其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用,并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。
(1)Li+的体积与X的空腔大小相近,恰好能进入X的环内,且Li+与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。
①基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为 ________。
②W中Li+与孤电子对之间的作用属于________(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键 E.以上都不是
(2)冠醚Y能与K+形成稳定结构,但不能与Li+形成稳定结构。理由是________________。
(3)烯烃难溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z,氧化效果明显提升。
①水分子中键角________(填“>”“<”或“=”)109°28′。
②已知:冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。
加入冠醚Z后,烯烃的氧化效果明显提升的原因是 。
15.(12分)(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的空间结构是__________。
②在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+与NH3之间形成的化学键称为__________,提供孤电子对的成键原子是_________________(填元素符号)。
(2)银氨溶液的主要成分是[Ag(NH3)2]OH,配制方法是向AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀刚好完全溶解为止,得到澄清的银氨溶液。
①AgNO3中阴离子的空间结构是__________。
②[Ag(NH3)2]+中的配位数为__________。
(3)现代工业冶金中,2[Au(CN)2]-+Zn===2Au+[Zn(CN)4]2-。CN-是常见的配体,提供孤电子对的是C不是N,其主要原因是_________________________________________________。
1.答案 D
解析:A.液晶是某些特殊的化合物,不是混合物,故A错误;B.有一些晶体,晶体内可能同时存在着若干种不同的作用力,具有若干种晶体的结构和性质,这类晶体称为混合型晶体,混合型晶体不是混合物,故B错误;C.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,并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性,可含离子和独立原子,故C错误;D.大多数离子液体含有体积很大的阴阳离子,呈液态,难挥发,因此离子液体可用作溶剂,故D正确;故选D。
2.答案 A
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。C70是一种分子,故不属于超分子。
3.答案 B
解析:许多过渡金属的离子对多种配体具有很强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属的配合物多,A正确;配合物中,中心离子与配体间是以配位键结合,配离子与酸根离子间是以离子键结合,B错误;配合物中,中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对,C正确;配位数是指形成配离子时配体的个数,不同离子的配位数可能相同也可能不同,D正确。
4.答案 D
解析:乙烯是平面形分子,而整个阴离子中所有原子不共平面,A项错误;乙烯分子中含有碳碳双键,所以碳原子的杂化方式为sp2杂化,B项错误;在阴离子[Pt(C2H4)Cl3]-中,中心原子是Pt,分别与3个氯离子形成σ键和一个乙烯分子形成配位键,根据图可知,配位键中2个C原子各提供1个电子,C项错误;该物质为有机配位化合物,可以燃烧,D项正确。
5.答案 A
解析:从实验现象分析可知,Cu2+与NH3·H2O反应生成Cu(OH)2沉淀。继续添加氨水,由于Cu2+更易与NH3结合,生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+。上述现象是Cu2+的性质,与SO无关,故换用Cu(NO3)2溶液仍可观察到同样的现象,C项错误;在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对,属于配位体,D项错误。
6.答案 B
解析: 配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配位体是Cl-和H2O,配位数是6,故A错误;中心离子是 Ti3+,故B错误;配合物内界和外界中Cl-的数目比是1∶2,故C正确;加入足量AgNO3溶液,外界Cl-与Ag+反应,内界Cl-不与Ag+反应,1 mol该配合物只能生成2 mol AgCl沉淀,故D错误。
7.答案 D
解析:Zn2+和Cu2+都能与NH3形成配合物,Zn(OH)2和Cu(OH)2都能溶解在过量的氨水中。
8.答案 A
解析:A项,根据其结构可知,该配离子中的N和O可与水分子中的H形成氢键,而水分子中的O也可与配离子中的H形成氢键,错误;B项,根据配离子的结构可知,铜离子的配位数为4,正确;C项,根据铜原子的电子排布式可知,基态Cu原子的价层电子排布式是3d104s1,正确;D项,根据同一周期,主族元素的电负性从左到右逐渐增大,同一主族,元素的电负性从上到下逐渐减小可知,该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H,正确。
9.答案 B
解析:由示意图知,两个氧原子均形成了两个σ键,故均为sp3杂化,A项错误;Mg的最高化合价为+2,而化合物中Mg与4个氮原子形成化学键,由此可以判断该化合物中Mg与N原子间存在配位键,该物质为配合物,B项正确;因氮原子还与碳原子成键,因此只能说氮原子是配位原子而不能说是配体,C项错误;高分子化合物的相对分子质量通常在10 000以上,D项错误。
10.答案 D
解析:等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为(6+2×6)∶4=9∶2,A错误;将蓝色溶液置于冰水浴中,温度降低,溶液变为粉红色,说明[CoCl4]2-转化为[Co(H2O)6]2+,平衡逆向移动,正向反应是吸热反应,ΔH>0,B错误;实验②中加水稀释,体系中各离子的浓度都减小,平衡朝着增大溶液中总离子浓度的方向(逆向)进行,水是纯液体,无所谓浓度,C错误;加少量ZnCl2固体,蓝色溶液变成粉红色,说明平衡逆向移动,原因是Zn2+结合Cl-生成[ZnCl4]2-,导致c(Cl-)减小,由此可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,D正确。
11.答案 (1)Ag+ N 2 [Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2]++OH-
(2)先产生白色沉淀,加入氨水后,白色沉淀溶解
(3)配位键 N
(4)3CaF2+Al3+===3Ca2++AlF (5)O
解析 在配合物[Ag(NH3)2]OH中,中心离子是Ag+,配位原子是NH3分子中的N原子,配位数是2。
(3)Ni2+与NH3之间形成共价键时Ni2+提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键。(4)CaF2中存在沉淀溶解平衡:CaF2(s) Ca2+(aq)+2F-(aq),溶液中的F-与Al3+形成配位离子AlF,使沉淀溶解平衡向右移动,导致氟化钙溶解。(5)H2O分子中的O原子有孤电子对,能与Cr3+形成配位键。
12.答案 (1)N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向F原子、偏离N原子,使得氮原子的原子核对孤电子对吸引力增强,难与Cu2+形成配位键
(2)或 8NA (3)D (4)[Fe(SCN)]2+
(5)FeCl3+5KSCN===K2[Fe(SCN)5]+3KCl
解析: (1)N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,所以NH3中共用电子对偏向N原子,而在NF3中,共用电子对偏向F原子,偏离N原子。(2)Cu2+中存在空轨道,而OH-中O原子有孤电子对,故O与Cu之间以配位键结合。(3)A项,与S相连的氧原子没有杂化;B项,氢键不是化学键;C项,Cu2+的价层电子排布式为3d9;D项,由图可知,胆矾中有1个H2O与基他微粒靠氢键结合,易失去,有4个H2O与Cu2+以配位键结合,较难失去。
13.答案 (1)三角锥形 (2)sp (3)S、N (4)AC
解析 (2)根据VSEPR模型,N原子的价层电子对数为2+×(5-1-2×2)=2,则N原子为sp杂化。(3)直接与中心原子成键的为配位原子,所以中心原子铁的配位原子是N、S。(4)A项,Fe(CO)5结构对称,是非极性分子,CO结构不对称,是极性分子,正确;B项,铁的杂化轨道数为5,Fe(CO)5中Fe原子不是以sp3杂化方式与CO成键,错误;C项,碳与氧、铁与碳之间均形成配位键,1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位键,正确;D项,反应生成金属键,错误。
14.答案 (1)①K ②C (2)Li+半径比Y的空腔小很多,不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构 (3)①< ②冠醚Z可溶于烯烃,加入冠醚之中的K+因静电作用将MnO带入烯烃中,增大反应物的接触面积,提高了氧化效果
解析:(1)①基态锂离子核外只有1s能级上有电子,为K层上的电子,所以其电子层符号为K。Li+提空空轨道、O原子提供孤电子对,二者形成配位键。②冠醚Y空腔较大,Li+半径较小,导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键,所以得不到稳定结构。(3)①水分子中氧原子的价电子对数是4,根据价层电子对互斥模型判断水分子价层电子对空间结构为四面体。由于水分子中O原子含有2个孤电子对,孤电子对之间的排斥力较强,导致水分子中键角小于109°28′。②根据相似相溶原理知,冠醚Z可溶于烯烃,加入冠醚Z中的K+因静电作用将MnO带入烯烃中,增大反应物的接触面积,提高了氧化效果。
15.答案 (1) ①正四面体形 ②配位键 N
(2)①平面三角形 ②2
(3)C的电负性比N小,吸引孤电子对的能力比N弱
解析: (1)①SO中S原子的孤电子对数为=0,价层电子对数为4+0=4,故其空间结构为正四面体形。②Ni2+提供空轨道,NH3中N原子提供孤电子对,二者形成配位键。
(2)①NO形成3个σ键,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥模型可判断其空间结构为平面三角形。②配位数即配体的个数,NH3是配体,配位数为2。
(3)配体在形成配位键时需具备两个条件:一是有孤电子对,二是配位原子的电负性不能太大,如CO、CN-等配体中C原子提供孤电子对,因为C的电负性比N、O的小。
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