4.2 配合物的形成和应用 课时跟踪检测(学生版+教师版)(含解析)2025年高中化学 选择性必修2 (苏教版2019)

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名称 4.2 配合物的形成和应用 课时跟踪检测(学生版+教师版)(含解析)2025年高中化学 选择性必修2 (苏教版2019)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-02-12 21:13:07

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第二单元 配合物的形成和应用
题组一 配合物的形成
1.关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是(  )
A.配位数为6
B.配位体为NH3和Cl-
C.[Zn(NH3)4]2+为内界
D.Zn2+和NH3以离子键结合
2.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.配合物离子[Ag(NH3)2]+中,Ag+提供空轨道,NH3给出孤电子对
B.沉淀溶解后,生成的[Ag(NH3)2]OH难电离
C.配合物离子[Ag(NH3)2]+存在离子键和共价键
D.反应前后Ag+的浓度不变
3.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是(  )
A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C.Cl-和NH3分子均与Pt4+配位
D.配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3分子与Pt4+不配位
4.(2024·泰州高二检测)铜是人类最早使用的金属之一,铜的化合物丰富多彩。
(1)Cu在周期表中位于    区,Cu2+外围电子排布式为    。
(2)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机合成中有重要作用。C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为    ;1 mol中σ键的数目为     。邻氨基吡啶的铜配合物结构简式如下图所示,C原子轨道杂化类型为    。
(3)向CuSO4溶液中加入过量氨水再加少许乙醇可以析出蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
①NH3分子中H—N—H键角为107°,在[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角近似109.5°,键角变大的原因是      
                         。
②NF3与NH3均为三角锥形分子,NF3分子中的氮原子不易与Cu2+形成配离子,请从电负性角度分析其原因是      
             。
题组二 配合物的应用
5.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C
6.氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法错误的是(  )
A.中心原子Fe3+的配位数是6
B.该配离子中碳原子的杂化类型为sp2和sp3
C.该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
D.该配离子含有的非金属元素中电负性最小的是氢
7.KSCN溶液是检验Fe3+的理想试剂。
(1)向试管中的FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,产生的现象是       。
(2)FeCl3与KSCN反应可生成[Fe(SCN)n](3-n)+(n为1~6的整数)式的配离子。向试管中的FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,当溶液中Cl-与K+的物质的量之比为3∶2时,反应的化学方程式为      
       。
(3)若含[Fe(SCN)n](3-n)+(n为1~6的整数)的配合物中没有离子键,该配合物的化学式为    。
8.(2024·淮安高二检测)关于配合物
Br·2H2O的说法错误的是(  )
A.1 mol该配合物与足量AgNO3溶液反应生成1 mol AgBr
B.中心原子的配位数为6
C.中心原子的化合价为+3价
D.中心原子采取sp3杂化
9.已知氯化铬的水合物为CrCl3·6H2O,其中铬元素的配位数是6,将含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,则氯化铬溶于水形成的含铬阳离子为(  )
A.Cr3+
B.[CrCl2(H2O)4]+
C.[CrCl(H2O)5]2+
D.[Cr(H2O)6]3+
10.在碱性溶液中,Cu2+可以与缩二脲形成紫色配合物离子,其结构如图所示。下列说法错误的是(  )
A.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为 O>N>C>H
B.该配离子中铜离子的配位数是4,配位原子是N和O
C.基态Cu原子的外围电子排布式是3d104s1
D.该配合物离子与水分子形成氢键的原子只有N和O
11.许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力,能形成多种配合物。下列说法正确的是(  )
A.向配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 的溶液中加入足量的AgNO3 溶液,所有的Cl-均被沉淀
B.配合物 Ni(CO)4 常温下呈液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂
C.配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O 的配位体为 NH3 和S
D.配合物[Ag(NH3)2]OH 的配位数为 6
12.(2024·连云港高二检测)白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金,呈银白色,有金属光泽,故名白铜。公元4世纪时东晋常璩的《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)文明中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)Ni2+的核外电子排布式为       ,3d轨道上的未成对的电子数为    。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni]SO4蓝色溶液。
①[Ni]SO4中阴离子的几何构型是    。
②在+中Ni2+与NH3之间形成的化学键,提供空轨道成键的微粒是    ,中心原子的配位数为    。
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般而言,为d0或d10排布时,无颜色;为d1~d9排布时,有颜色,如[Ni]显蓝色。据此判断,     (填“无”或“有”)颜色。
(4)已知CO与N2互为等电子体,且CO分子中各原子均满足8电子稳定结构,Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有    mol配位键。
(5)单质铜及镍都是由    键形成的晶体,元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1 959 kJ·mol-1,INi=1 753 kJ·mol-1,ICu>INi的原因是                   。
题组一 配合物的形成
1.关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是(  )
A.配位数为6
B.配位体为NH3和Cl-
C.[Zn(NH3)4]2+为内界
D.Zn2+和NH3以离子键结合
解析:C Zn2+的配位数是4,A错误;该配合物中氮原子提供孤电子对,所以NH3是配位体,B错误;[Zn(NH3)4]Cl2中外界是Cl-,内界是[Zn(NH3)4]2+,C正确;该配合物中,锌离子提供空轨道,氮原子提供孤电子对,所以Zn2+和NH3以配位键结合,属于特殊共价键,不属于离子键,D错误。
2.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.配合物离子[Ag(NH3)2]+中,Ag+提供空轨道,NH3给出孤电子对
B.沉淀溶解后,生成的[Ag(NH3)2]OH难电离
C.配合物离子[Ag(NH3)2]+存在离子键和共价键
D.反应前后Ag+的浓度不变
解析:A 在配合物离子[Ag(NH3)2]+中,Ag+提供空轨道,NH3中氮原子提供孤电子对,形成配位键,A正确; [Ag(NH3)2]OH为强电解质,在水中完全电离为[Ag(NH3)2]+和OH-,B错误;在[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共价键,配位键属于特殊共价键,没有离子键,C错误;反应后形成[Ag(NH3)2]+,该离子较稳定难电离,所以Ag+的浓度减小,D错误。
3.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是(  )
A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C.Cl-和NH3分子均与Pt4+配位
D.配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3分子与Pt4+不配位
解析:C 在PtCl4·2NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成,以强碱处理无NH3放出,说明Cl-、NH3均处于配合物的内界,故该配合物中中心原子的配位数为6,电荷数为4,Cl-和NH3分子均与Pt4+配位,A、D错误,C正确;因为配位体在中心原子周围配位时采取对称分布状态以达到能量上的稳定状态,Pt4+的配位数为6,则该配合物的空间结构为八面体形,B错误。
4.(2024·泰州高二检测)铜是人类最早使用的金属之一,铜的化合物丰富多彩。
(1)Cu在周期表中位于ds区,Cu2+外围电子排布式为3d9。
(2)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机合成中有重要作用。C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;1 mol中σ键的数目为13NA。邻氨基吡啶的铜配合物结构简式如下图所示,C原子轨道杂化类型为sp2、sp3。
(3)向CuSO4溶液中加入过量氨水再加少许乙醇可以析出蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
①NH3分子中H—N—H键角为107°,在[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角近似109.5°,键角变大的原因是NH3分子中N原子的孤电子对与Cu2+形成配位键后,N—Cu键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对N—H键的排斥力变小,所以[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角变大。
②NF3与NH3均为三角锥形分子,NF3分子中的氮原子不易与Cu2+形成配离子,请从电负性角度分析其原因是F的电负性比N大,N—F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子对其孤电子对的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子。
解析:(1)Cu为29号元素,位于周期表中第4周期ⅠB族,属于ds区;Cu2+外围电子排布式为3d9。(2)C、N、O为同周期元素,随核电荷数的增加第一电离能呈增大趋势,但因氮最外层为半满稳定结构,其第一电离能大于O,三者第一电离能:N>O>C;1 mol中含13 mol σ键,σ键的数目为13NA;由结构简式可知该物质甲基中的C原子为sp3杂化,其余C原子采用sp2杂化。(3)①NH3分子中N原子的孤电子对与Cu2+形成配位键后,N—Cu键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对N—H键的排斥力变小,所以[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角变大;②F的电负性比N大,N—F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子对其孤电子对的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子。
题组二 配合物的应用
5.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C
解析:D D项中Cu2+和NH3可形成[Cu(NH3)4]2+,Zn2+和NH3也可形成[Zn(NH3)4]2+。
6.氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法错误的是(  )
A.中心原子Fe3+的配位数是6
B.该配离子中碳原子的杂化类型为sp2和sp3
C.该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
D.该配离子含有的非金属元素中电负性最小的是氢
解析:C 由题图可知,此配离子中中心原子是Fe3+,配位数为6,A正确;该配离子中碳原子形成双键和单键,其杂化类型有sp2、sp3,B正确;该配离子中含有的化学键有共价键、配位键,不含离子键,C错误;该配离子含有的非金属元素有C、O、H,根据它们的非金属性可知,电负性最小的是H,D正确。
7.KSCN溶液是检验Fe3+的理想试剂。
(1)向试管中的FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,产生的现象是溶液由黄色变为血红色。
(2)FeCl3与KSCN反应可生成[Fe(SCN)n](3-n)+(n为1~6的整数)式的配离子。向试管中的FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,当溶液中Cl-与K+的物质的量之比为3∶2时,反应的化学方程式为FeCl3+2KSCN[Fe(SCN)2]Cl+2KCl。
(3)若含[Fe(SCN)n](3-n)+(n为1~6的整数)的配合物中没有离子键,该配合物的化学式为Fe(SCN)3。
解析:(2)Cl-与K+的物质的量之比为3∶2,FeCl3与KSCN的物质的量之比为1∶2。(3)当n=3时,[Fe(SCN)n](3-n)+变为Fe(SCN)3,此时它只含共价键和配位键。
8.(2024·淮安高二检测)关于配合物
Br·2H2O的说法错误的是(  )
A.1 mol该配合物与足量AgNO3溶液反应生成1 mol AgBr
B.中心原子的配位数为6
C.中心原子的化合价为+3价
D.中心原子采取sp3杂化
解析:D 1 molBr·2H2O中作为外界的Br-的物质的量为1 mol,A项正确;的中心原子的配位体是H2O、Br-,该配离子中含有4个H2O、2个Br-,所以配位数是6,B项正确;Br·2H2O中阴离子是溴离子,溴离子的化合价是-1价,所以铬元素的化合价是+3价,C项正确;铬离子的配位数是6,价电子对数为6,所以铬离子采用sp3d2杂化,D项错误。
9.已知氯化铬的水合物为CrCl3·6H2O,其中铬元素的配位数是6,将含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,则氯化铬溶于水形成的含铬阳离子为(  )
A.Cr3+ B.[CrCl2(H2O)4]+
C.[CrCl(H2O)5]2+ D.[Cr(H2O)6]3+
解析:C 配合物内界中的离子在溶液中很难电离,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,C项正确。
10.在碱性溶液中,Cu2+可以与缩二脲形成紫色配合物离子,其结构如图所示。下列说法错误的是(  )
A.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为 O>N>C>H
B.该配离子中铜离子的配位数是4,配位原子是N和O
C.基态Cu原子的外围电子排布式是3d104s1
D.该配合物离子与水分子形成氢键的原子只有N和O
解析:D 根据同周期主族元素的电负性由左到右逐渐增大,同主族元素的电负性由上到下逐渐减小,可知该配离子中的非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H,A项正确;根据配合物离子的结构可知,铜离子形成4个共价键,配位原子为N和O,B项正确;基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1,C项正确;N原子和O原子可与水分子中的H原子形成氢键,水分子中的O原子也可与配合物离子中的H原子形成氢键,D项错误。
11.许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力,能形成多种配合物。下列说法正确的是(  )
A.向配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 的溶液中加入足量的AgNO3 溶液,所有的Cl-均被沉淀
B.配合物 Ni(CO)4 常温下呈液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂
C.配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O 的配位体为 NH3 和S
D.配合物[Ag(NH3)2]OH 的配位数为 6
解析:B 加入足量的AgNO3溶液,外界Cl-与Ag+反应生成AgCl沉淀,内界配位离子Cl-与Ag+不能反应,A错误;配合物Ni(CO)4常温下呈液态,是含有极性键的非极性分子,根据“相似相溶规则”可知,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,B正确;配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配位体为NH3,C错误;配合物[Ag(NH3)2]OH的配位体为NH3,配位数为2,D错误。
12.(2024·连云港高二检测)白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金,呈银白色,有金属光泽,故名白铜。公元4世纪时东晋常璩的《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)文明中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8,3d轨道上的未成对的电子数为2。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni]SO4蓝色溶液。
①[Ni]SO4中阴离子的几何构型是正四面体形。
②在+中Ni2+与NH3之间形成的化学键,提供空轨道成键的微粒是Ni2+,中心原子的配位数为6。
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般而言,为d0或d10排布时,无颜色;为d1~d9排布时,有颜色,如[Ni]显蓝色。据此判断, 有(填“无”或“有”)颜色。
(4)已知CO与N2互为等电子体,且CO分子中各原子均满足8电子稳定结构,Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有8mol配位键。
(5)单质铜及镍都是由金属键形成的晶体,元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1 959 kJ·mol-1,INi=1 753 kJ·mol-1,ICu>INi的原因是Ni+失去的是4s1电子,而Cu+失去的是全充满的3d10电子,需要的能量更多,所以元素铜的第二电离能高于镍。
解析:(1)Ni元素原子核外电子数为28,失去2个电子形成Ni2+,故Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8,其3d轨道上的未成对的电子数为2。(2)①S中价电子对数为(6+2+4×0)=4,孤电子对数为4-4=0,S原子的杂化类型为sp3杂化,则离子的几何构型为正四面体形;②在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+提供空轨道,NH3中N原子含有孤电子对,二者之间形成配位键,提供空轨道成键的微粒是Ni2+,配位体NH3有6个,中心原子的配位数为6。(3)Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,3d轨道上有5个电子,故[Mn(H2O)6]2+有颜色。(4)1个CO分子中有1个σ键、1个π键和1个配位键,Ni(CO)4中Ni和CO之间还有4个配位键,故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol配位键。(5)单质铜及镍都是金属单质,是由金属键形成的晶体,元素铜与镍的第二电离能满足ICu>INi的原因是Ni+失去的是4s1电子,而Cu+失去的是全充满的3d10电子,需吸收更多的能量,所以元素铜的第二电离能高于镍。
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