3.4.1 配合物与超分子（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.4.1 配合物与超分子（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 369.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-15 21:27:27 | ||
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文档简介
3.4.1 配合物与超分子——高二化学人教版（2019）选修二课时优化训练
1.下列分子或离子中,能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F- ④CN- ⑤CO
A.只有①② B.只有①②③
C.只有①②④ D.全部
2.在N中存在4个N—H共价键,则下列说法正确的是( )
A.4个共价键的键长完全相同
B.4个共价键的键长完全不同
C.原来的3个N—H的键长完全相同,但与通过配位键形成的N—H不同
D.4个N—H键长相同,但键能不同
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.配合物中中心离子提供空轨道,配体提供孤对电子
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.设为阿伏加德罗常数的值，关于的说法中正确的是( )
A.1mol 含有键的数目为16
B.中心原子的化合价为+2价
C.中心原子的配位数是5
D.含1mol 的溶液中加入足量溶液，产生2mol白色沉淀
5.某物质的分子结构为。下列对该物质的分析正确的是( )
A.该物质的分子中不存在σ键
B.该物质的分子中只含有共价键、配位键两种作用力
C.该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子
D.该物质中C、N、O原子均存在孤对电子
6.向溶液中滴加几滴浓度为的氨水，首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水并振荡，沉淀溶解，得到深蓝色溶液，继续滴加8mL95%的乙醇，析出深蓝色的晶体。下列分析错误的是( )
A.深蓝色晶体的化学式为
B.属于配离子，为配体
C. 可表示为，离子空间结构一定为正四面体形
D.五水硫酸铜可表示为
7.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
8.利用分子间作用力形成超分子进行“分子识别”，实现分子分离，是超分子化学的重要研究和应用领域。如图表示用“杯酚”对和进行分离的过程，下列对该过程的说法错误的是( )
A.能溶于甲苯，不溶于甲苯
B.能与“杯酚”形成超分子
C.不能与“杯酚”形成超分子
D.“杯酚”能够循环使用
9.有组成不同的3种含铂配合物，分别是、和，在液氨中它们之间有如下的转化关系：，下列关于这3种含铂配合物的说法正确的是( )
A.具有很强的碱性 B.3种含铂配合物的配位数均为6
C.3种含铂配合物都属于共价化合物 D.3种含铂配合物中Pt的化合价不同
10.如图所示，a为乙二胺四乙酸（EDTA），易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与形成的螯合物。下列叙述正确的是( )
A.a和b中N原子均采取杂化 B.b中的配位数为4
C.a中配位原子是C原子 D.b中含有共价键、离子键和配位键
11.和可以通过配位键形成化合物，下列说法正确的是( )
A. 、都是平面三角形分子
B. 、的中心原子采取的都是杂化
C.形成配合物时中N原子提供的是孤对电子， 中B原子提供空轨道
D.形成配合物时中B原子提供的是孤对电子， 中N原子提供空轨道
12.（双选）分子中含有两个或两个以上中心原子（离子）的配合物称为多核配合物，如图为Co（Ⅱ）双核配合物的内界，下列说法正确的是( )
A.该配合物中含有极性键、非极性键和离子键
B.每个中心离子的配位数为6
C.配合物中的C原子都是杂化
D.如图结构中所有原子不可能共平面
13.第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等许多金属能形成配合物。
（1）基态的核外电子排布式为_______，配离子中，与形成配位键的原子是_________（填元素符号）。
（2）是一种很好的配体，氨分子是_________（填“极性”或“非极性”）分子，的沸点_________（填“高于”“等于”或“低于”）。
（3）科学家通过X射线测得胆矾的结构示意图可简单表示如下：
图中虚线表示的作用力为_________。
（4）胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成晶体。在晶体中，为平面正方形结构，呈正四面体结构的原子团是_________，其中心原子的杂化类型是_________。
（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态，该物质呈正四面体结构。易溶于_________（填序号）。
A.水
B.四氯化碳
C.苯
D.硫酸镍溶液
14.配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：
（1）光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有生成，则中存在_______________（填序号）。
a.共价键 b.非极性键 c.配位键 d.σ键 e.π键
（2）可形成两种钴的配合物，已知的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为___________________，第二种配合物的结构可表示为______________。若在第二种配合物的溶液中滴加溶液，则产生的现象是____________。（提示：配合物的结构可表示为。）
答案以及解析
1.答案：D
解析：配体是含有孤对电子的阴离子或分子,这几种微粒的结构中都含有孤对电子,都能提供孤对电子与某些金属离子形成配合物。
2.答案：A
解析：N可看成NH3分子结合1个H+后形成的,在NH3分子中,中心原子氮原子采取sp3杂化,孤电子对占据1个轨道,3个未成键电子占据另3个杂化轨道,分别结合H原子形成3个σ键,由于孤电子对的排斥,所以NH3分子的空间结构为三角锥形,键角压缩至107°。当与H+相遇时,N原子的孤电子对会进入H+的空轨道,以配位键形成N,这样N原子就不再存在孤电子对,键角恢复至109°28',故N为正四面体形,4个N—H完全一致,N中的配位键与普通共价键形成过程不同,但性质相同。
3.答案：B
解析：许多过渡元素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的配合物多,A项正确;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项错误;配合物中中心离子提供空轨道,配体提供孤对电子,C项正确;配位数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项正确。
4.答案：D
解析：配离子中配体和中心离子的配位键属于键，有6个，配体5个中有15个键，共计21个键，故含有键的数目应为21，A不正确；根据电荷守恒，中心离子的化合价为+3价，B不正确；中心离子的配位数是6，C不正确；根据配合物的组成判断，1mol配合物在溶液中电离出1mol配离子和2mol氯离子，能与硝酸银发生反应生成2 mol AgCl白色沉淀，故D正确。
5.答案：C
解析：该物质的分子中存在单键、双键，则存在σ键，A项错误；该物质的分子中H、O原子间存在氢键和共价键、C与其他原子间存在共价键、Ni与N之间存在配位键，所以该物质的分子中含有氢键、共价键、配位键三种作用力，B项错误；Ni原子具有空轨道，是共用电子对的接受者，是配合物的中心原子，C项正确；C原子最外层的4个电子全部成键，没有孤对电子，D项错误。
6.答案：C
解析：铜离子和形成配位键，形成的配合物在乙醇中的溶解度降低，所以深蓝色晶体的化学式为，A正确；铜离子含有空轨道，中氮原子含有孤电子对，因此属于配离子，其中为配体，B正确；可表示为，离子空间结构为平面正方形，C错误；铜离子和水也可以形成配位键，所以五水硫酸铜可表示为，D正确。
7.答案：C
解析：配离子中的配体在溶液中很难电离，已知含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到0.2 mol AgCl沉淀，说明该配合物的外界有2个氯离子，则其内界只有一个氯离子，故C项正确。
8.答案：A
解析：能够与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，而不能，与“杯酚”形成的超分子不能溶于甲苯，但不能判断是否能溶于甲苯，故A错误；能够与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，故B正确；不能与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，故C正确；通过溶剂氯仿的作用，溶解“杯酚”而将不溶解的释放出来并沉淀，可实现将与“杯酚”分离，“杯酚”能够循环使用，故D正确。
9.答案：B
解析：氨气为碱性气体，碱性物质与反应：，实质为和外界离子氢离子反应，所以不具有很强的碱性，A项错误；配合物中，为中心离子，为配体，配位数为6，中，为中心离子，为配体，配位数为6，中，为中心离子，为配体，配位数为6，B项正确；和为共价化合物，为离子化合物，C项错误；3种配合物中Pt的化合价都为+4，D项错误。
10.答案：A
解析：A项，a中N原子有3对σ键电子对，含有1对孤对电子，b中N原子有4对σ键电子对，没有孤对电子，则a、b中N原子均采取杂化，正确；B项，b为配离子，的配位数为6，错误；C项，a不是配合物，错误；D项，b中钙离子与N、O之间形成配位键，其他原子之间形成共价键，不含离子键，错误。
11.答案：C
解析：是三角锥形分子，A项错误；中N原子的杂化轨道数=σ键数+孤对电子数=3+1=4，采取的是杂化，中B形成3个σ键，无孤对电子，B原子的杂化轨道数=σ
键数+孤对电子数=3+0=3，采取的是杂化，B项错误；中B原子有空轨道，N原子有孤对电子，所以提供孤对电子，提供空轨道，形成配位键，C项正确，D项错误。
12.答案：BD
解析：由图可知氯离子与中心离子形成配位键，所以该配合物中含有非极性共价键和极性共价键，不存在离子键，故A错误；图可知中心离子配位数为6，包括5个N原子和1个，故B正确；配合物中存在，其中C原子为杂化，故C错误；如图结构中部分C原子和全部N原子采取杂化，所以所有原子不能共平面，故D正确。
13.答案：（1）；O
（2）极性；高于
（3）氢键、配位键
（4）；
（5）BC
解析：（1）基态Cr原子的核外电子排布式为，则基态的核外电子排布式为；配离子中，提供空轨道，O原子提供孤电子对形成配位键，所以与形成配位键的原子是O。
（2）中正、负电中心不重合，氨分子是极性分子，分子间能形成氢键，其沸点高于。
（3）通过图像知，图中虚线表示的作用力有铜离子和水分子之间的配位键、水分子中氢原子和另一分子中氧原子之间的氢键。
（4）中S原子形成4个键，孤电子对数为，所以为正四面体结构，中心原子为杂化。
（5）正四面体是对称结构，所以是非极性分子，根据“相似相溶”规律知，易溶于非极性溶剂，苯、四氯化碳是非极性分子，所以易溶于苯、四氯化碳，故答案为BC。
14.答案：（1）acd
（2）；；生成淡黄色沉淀
解析：（1）光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有生成，可看作铝原子和三个羟基形成三对共用电子对，形成三个极性共价键，形成，溶解在强碱性溶液中，和结合形成，利用的是铝原子的空轨道和的孤对电子形成的配位键；中两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键，叫σ键，所以中也形成了σ键。
（2）由的结构可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，若加入溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为；溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，若加入溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银
1.下列分子或离子中,能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F- ④CN- ⑤CO
A.只有①② B.只有①②③
C.只有①②④ D.全部
2.在N中存在4个N—H共价键,则下列说法正确的是( )
A.4个共价键的键长完全相同
B.4个共价键的键长完全不同
C.原来的3个N—H的键长完全相同,但与通过配位键形成的N—H不同
D.4个N—H键长相同,但键能不同
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.配合物中中心离子提供空轨道,配体提供孤对电子
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.设为阿伏加德罗常数的值，关于的说法中正确的是( )
A.1mol 含有键的数目为16
B.中心原子的化合价为+2价
C.中心原子的配位数是5
D.含1mol 的溶液中加入足量溶液，产生2mol白色沉淀
5.某物质的分子结构为。下列对该物质的分析正确的是( )
A.该物质的分子中不存在σ键
B.该物质的分子中只含有共价键、配位键两种作用力
C.该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子
D.该物质中C、N、O原子均存在孤对电子
6.向溶液中滴加几滴浓度为的氨水，首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水并振荡，沉淀溶解，得到深蓝色溶液，继续滴加8mL95%的乙醇，析出深蓝色的晶体。下列分析错误的是( )
A.深蓝色晶体的化学式为
B.属于配离子，为配体
C. 可表示为，离子空间结构一定为正四面体形
D.五水硫酸铜可表示为
7.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
8.利用分子间作用力形成超分子进行“分子识别”，实现分子分离，是超分子化学的重要研究和应用领域。如图表示用“杯酚”对和进行分离的过程，下列对该过程的说法错误的是( )
A.能溶于甲苯，不溶于甲苯
B.能与“杯酚”形成超分子
C.不能与“杯酚”形成超分子
D.“杯酚”能够循环使用
9.有组成不同的3种含铂配合物，分别是、和，在液氨中它们之间有如下的转化关系：，下列关于这3种含铂配合物的说法正确的是( )
A.具有很强的碱性 B.3种含铂配合物的配位数均为6
C.3种含铂配合物都属于共价化合物 D.3种含铂配合物中Pt的化合价不同
10.如图所示，a为乙二胺四乙酸（EDTA），易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与形成的螯合物。下列叙述正确的是( )
A.a和b中N原子均采取杂化 B.b中的配位数为4
C.a中配位原子是C原子 D.b中含有共价键、离子键和配位键
11.和可以通过配位键形成化合物，下列说法正确的是( )
A. 、都是平面三角形分子
B. 、的中心原子采取的都是杂化
C.形成配合物时中N原子提供的是孤对电子， 中B原子提供空轨道
D.形成配合物时中B原子提供的是孤对电子， 中N原子提供空轨道
12.（双选）分子中含有两个或两个以上中心原子（离子）的配合物称为多核配合物，如图为Co（Ⅱ）双核配合物的内界，下列说法正确的是( )
A.该配合物中含有极性键、非极性键和离子键
B.每个中心离子的配位数为6
C.配合物中的C原子都是杂化
D.如图结构中所有原子不可能共平面
13.第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等许多金属能形成配合物。
（1）基态的核外电子排布式为_______，配离子中，与形成配位键的原子是_________（填元素符号）。
（2）是一种很好的配体，氨分子是_________（填“极性”或“非极性”）分子，的沸点_________（填“高于”“等于”或“低于”）。
（3）科学家通过X射线测得胆矾的结构示意图可简单表示如下：
图中虚线表示的作用力为_________。
（4）胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成晶体。在晶体中，为平面正方形结构，呈正四面体结构的原子团是_________，其中心原子的杂化类型是_________。
（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态，该物质呈正四面体结构。易溶于_________（填序号）。
A.水
B.四氯化碳
C.苯
D.硫酸镍溶液
14.配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：
（1）光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有生成，则中存在_______________（填序号）。
a.共价键 b.非极性键 c.配位键 d.σ键 e.π键
（2）可形成两种钴的配合物，已知的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为___________________，第二种配合物的结构可表示为______________。若在第二种配合物的溶液中滴加溶液，则产生的现象是____________。（提示：配合物的结构可表示为。）
答案以及解析
1.答案：D
解析：配体是含有孤对电子的阴离子或分子,这几种微粒的结构中都含有孤对电子,都能提供孤对电子与某些金属离子形成配合物。
2.答案：A
解析：N可看成NH3分子结合1个H+后形成的,在NH3分子中,中心原子氮原子采取sp3杂化,孤电子对占据1个轨道,3个未成键电子占据另3个杂化轨道,分别结合H原子形成3个σ键,由于孤电子对的排斥,所以NH3分子的空间结构为三角锥形,键角压缩至107°。当与H+相遇时,N原子的孤电子对会进入H+的空轨道,以配位键形成N,这样N原子就不再存在孤电子对,键角恢复至109°28',故N为正四面体形,4个N—H完全一致,N中的配位键与普通共价键形成过程不同,但性质相同。
3.答案：B
解析：许多过渡元素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的配合物多,A项正确;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项错误;配合物中中心离子提供空轨道,配体提供孤对电子,C项正确;配位数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项正确。
4.答案：D
解析：配离子中配体和中心离子的配位键属于键，有6个，配体5个中有15个键，共计21个键，故含有键的数目应为21，A不正确；根据电荷守恒，中心离子的化合价为+3价，B不正确；中心离子的配位数是6，C不正确；根据配合物的组成判断，1mol配合物在溶液中电离出1mol配离子和2mol氯离子，能与硝酸银发生反应生成2 mol AgCl白色沉淀，故D正确。
5.答案：C
解析：该物质的分子中存在单键、双键，则存在σ键，A项错误；该物质的分子中H、O原子间存在氢键和共价键、C与其他原子间存在共价键、Ni与N之间存在配位键，所以该物质的分子中含有氢键、共价键、配位键三种作用力，B项错误；Ni原子具有空轨道，是共用电子对的接受者，是配合物的中心原子，C项正确；C原子最外层的4个电子全部成键，没有孤对电子，D项错误。
6.答案：C
解析：铜离子和形成配位键，形成的配合物在乙醇中的溶解度降低，所以深蓝色晶体的化学式为，A正确；铜离子含有空轨道，中氮原子含有孤电子对，因此属于配离子，其中为配体，B正确；可表示为，离子空间结构为平面正方形，C错误；铜离子和水也可以形成配位键，所以五水硫酸铜可表示为，D正确。
7.答案：C
解析：配离子中的配体在溶液中很难电离，已知含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到0.2 mol AgCl沉淀，说明该配合物的外界有2个氯离子，则其内界只有一个氯离子，故C项正确。
8.答案：A
解析：能够与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，而不能，与“杯酚”形成的超分子不能溶于甲苯，但不能判断是否能溶于甲苯，故A错误；能够与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，故B正确；不能与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，故C正确；通过溶剂氯仿的作用，溶解“杯酚”而将不溶解的释放出来并沉淀，可实现将与“杯酚”分离，“杯酚”能够循环使用，故D正确。
9.答案：B
解析：氨气为碱性气体，碱性物质与反应：，实质为和外界离子氢离子反应，所以不具有很强的碱性，A项错误；配合物中，为中心离子，为配体，配位数为6，中，为中心离子，为配体，配位数为6，中，为中心离子，为配体，配位数为6，B项正确；和为共价化合物，为离子化合物，C项错误；3种配合物中Pt的化合价都为+4，D项错误。
10.答案：A
解析：A项，a中N原子有3对σ键电子对，含有1对孤对电子，b中N原子有4对σ键电子对，没有孤对电子，则a、b中N原子均采取杂化，正确；B项，b为配离子，的配位数为6，错误；C项，a不是配合物，错误；D项，b中钙离子与N、O之间形成配位键，其他原子之间形成共价键，不含离子键，错误。
11.答案：C
解析：是三角锥形分子，A项错误；中N原子的杂化轨道数=σ键数+孤对电子数=3+1=4，采取的是杂化，中B形成3个σ键，无孤对电子，B原子的杂化轨道数=σ
键数+孤对电子数=3+0=3，采取的是杂化，B项错误；中B原子有空轨道，N原子有孤对电子，所以提供孤对电子，提供空轨道，形成配位键，C项正确，D项错误。
12.答案：BD
解析：由图可知氯离子与中心离子形成配位键，所以该配合物中含有非极性共价键和极性共价键，不存在离子键，故A错误；图可知中心离子配位数为6，包括5个N原子和1个，故B正确；配合物中存在，其中C原子为杂化，故C错误；如图结构中部分C原子和全部N原子采取杂化，所以所有原子不能共平面，故D正确。
13.答案：（1）；O
（2）极性；高于
（3）氢键、配位键
（4）；
（5）BC
解析：（1）基态Cr原子的核外电子排布式为，则基态的核外电子排布式为；配离子中，提供空轨道，O原子提供孤电子对形成配位键，所以与形成配位键的原子是O。
（2）中正、负电中心不重合，氨分子是极性分子，分子间能形成氢键，其沸点高于。
（3）通过图像知，图中虚线表示的作用力有铜离子和水分子之间的配位键、水分子中氢原子和另一分子中氧原子之间的氢键。
（4）中S原子形成4个键，孤电子对数为，所以为正四面体结构，中心原子为杂化。
（5）正四面体是对称结构，所以是非极性分子，根据“相似相溶”规律知，易溶于非极性溶剂，苯、四氯化碳是非极性分子，所以易溶于苯、四氯化碳，故答案为BC。
14.答案：（1）acd
（2）；；生成淡黄色沉淀
解析：（1）光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有生成，可看作铝原子和三个羟基形成三对共用电子对，形成三个极性共价键，形成，溶解在强碱性溶液中，和结合形成，利用的是铝原子的空轨道和的孤对电子形成的配位键；中两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键，叫σ键，所以中也形成了σ键。
（2）由的结构可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，若加入溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为；溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，若加入溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银