3.4 配合物与超分子 同步练习（含答案） 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第四节　配合物与超分子
1 向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是(　　)
A. [Co(NH3)4Cl2]Cl B. [Co(NH3)3Cl3]
C. [Co(NH3)6]Cl3 D. [Co(NH3)5Cl]Cl2
2 (南通阶段练习)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
3 许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是(　　)
A. 向1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成3 mol AgCl
B. [Co(NH3)5Cl]Cl2中的Co2+提供接受孤电子对的空轨道，配体是NH3分子和Cl原子
C. K4[Fe(CN)6]、Fe(CO)5、[Ag(NH3)2]OH、Cu2(OH)2SO4、KAl(SO4)2·12H2O都是配合物
D. 可简写为[Cu(en)2]2+，由结构式可知Cu2+配位数为4
4 下列关于超分子和配合物的叙述正确的是(　　)
A. 配合物Na[Al(OH)4]中，配位键数为4
B. 含有配位键的物质一定是配位化合物
C. 1 mol [Cu(H2O)4]2+中σ键的物质的量为8 mol
D. 细胞和细胞器的双分子膜具有自组装的特征
5 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。18 冠 6可与钾离子作用，如图是18-冠-6与钾离子以配位键结合形成的超分子结构示意图。下列说法错误的是(　　)
A. 超分子具有分子识别和自组装的特征
B. 该超分子中K＋的配位数为6
C. 利用超分子的分子识别特征，还可以分离C60、C70
D. 冠醚与碱金属离子形成的配合物属于“超分子”，其形成的晶体是分子晶体
6 [Cu(NH3)4]2+具有对称的空间结构，[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3被2个Cl－取代，能得到2种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2+的空间结构为(　　)
A. 正四面体形 B. 平面正方形
C. 三角锥形 D. 无法确定
7 图1是由元素(H、N、O、Cu)形成的一种呈轴向狭长的八面体结构阳离子；图2是由元素(H、C、O)形成的一种杯酚。下列有关配合物与超分子说法错误的是(　　)
图1 图2
A. 图1阳离子的化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]2+，配位原子为O和N原子
B. 图1配位数为6，加热首先失去的配体是H2O
C. 图2杯酚就是一种超分子，具有自组装和分子识别的特征
D. 图2杯酚可与C60 通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别
8 DACP是我国科研工作者合成的一种新型起爆药，结构如图所示，下列关于该物质的说法正确的是(　　)
A. Co3+的配体只有两种，配位数为6
B. 1 mol DACP中含有24 mol σ键
C. NH3和ClO中心原子的杂化方式不同
D. NH3与N中的键角是前者大于后者
9 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+
10 配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法不正确的是(　　)
A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-，中心离子为Fe3+，配位数为6，配位原子为C和N
C. 1 mol配合物中含σ键数目为12NA
D. 该配合物为离子化合物，易电离，1 mol配合物电离共得到3NA阴、阳离子
11 (全国乙卷)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。
　　　　
(1) PH3中P的杂化类型是________，NH3的沸点比PH3的________，原因是______________________________________________________________________。
(2) H2O 的键角小于NH3的，分析原因：________________________________
______________________________________________________________________。
12 (2025南京第五高级中学期中)一水硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH3)4SO4·H2O]常用作杀虫剂，媒染剂，在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分，在工业上用途广泛。常温下该物质可溶于水，难溶于乙醇，在空气中不稳定，受热时易发生分解。某化学兴趣小组制备Cu(NH3)4SO4·H2O晶体并测定其纯度。
Ⅰ. CuSO4溶液的制取
(1) 小组同学用铜与浓硫酸加热反应制备硫酸铜溶液，铜有剩余，该同学将制得的CuSO4溶液倒入另一蒸发皿中蒸发浓缩，冷却结晶，析出的晶体中含有白色粉末，以上操作均正确，试解释白色粉末出现的原因________________________
_______________________________________________。
(2) 用铜与浓硫酸反应制备硫酸铜溶液会产生有污染的SO2气体，且随着硫酸浓度变小，反应会停止，使得硫酸利用率比较低。该同学进行改进，在硫酸和铜的混合溶液中可以滴加________溶液。
Ⅱ. 晶体的制备。将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作
(3) 硫酸铜溶液含有一定的硫酸，呈酸性，加入适量氨水调节溶液pH，产生浅蓝色沉淀，已知其成分为Cu2(OH)2SO4，试写出生成此沉淀的离子方程式：_____
______________________________________________________。
(4) 继续滴加氨水，溶液转化生成深蓝色溶液，请写出从深蓝色溶液中析出深蓝色晶体的方法：______________，并说明理由____________________________
_________________________________________。
(5) 析出深蓝色晶体后，进行过滤、洗涤、干燥，以下最合适的洗涤液为________(填字母)。
A. 乙醇 B. 蒸馏水
C. 乙醇和水的混合液 D. 饱和硫酸钠溶液
13 碳、氮、氧、氟、硫是中学常见的非金属元素，铁离子可与由它们组成的SCN－、CN－、F－等形成很多配合物。回答下列问题。
(1) 基态Fe原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________，电子数为________。
(2) 已知(CN)2是直线形分子，并有对称性，则(CN)2中π键和σ键的个数之比为________；在配合物[Fe(SCN)]2+中，提供空轨道接受孤电子对的微粒是________。
(3) 配合物K4[Fe(CN)6]中不存在的作用力是________(填字母)。
A. 共价键 B. 离子键 C. 非极性键 D. 配位键
(4) 肼(N2H4)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键有________ mol。
(5) 图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某种离子或分子并形成4个氢键予以识别。
图1 　图2
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________(填字母)。
A. CF4 B. CH4 C. NH D. H2O
第四节　配合物与超分子
1. B　配合物的内界与外界由离子键结合，只要外界存在Cl－，加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀产生。[Co(NH3)3Cl3]分子中，Co3+、NH3、Cl－全部处于内界，很难电离，不存在Cl－，所以加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀。
2. C　配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配位体是Cl－和H2O，配位数是6，A错误；中心离子是Ti3+，B错误；配合物内界和外界中Cl－的数目比是1∶2，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该配合物与AgNO3反应只能生成2 mol AgCl沉淀，D错误。
3. D
4. D　配合物Na[Al(OH)4]中，铝原子与3个氧原子形成共价键，与1个氧原子形成配位键，配位数为4，而配位键数为1，A错误；含有配位键的物质不一定是配位化合物，例如氯化铵等，B错误；1 mol [Cu(H2O)4]2+中，4 mol H2O中含有8 mol σ键，铜离子与水分子之间存在4 mol配位键，则σ键的物质的量为12 mol，C错误；细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质，生物体的细胞即是由各种生物分子自组装而成，D正确。
5. D　超分子是由两种或两种以上的分子通过相互作用形成的分子聚集体，具有分子识别与自组装的特征，A正确； 由题干图示信息可知，该超分子中K＋周围形成有6个配位键，故其的配位数为6，B正确；C60和C70混合物加入一种空腔大小适合C60的“杯酚”中可进行分离，这是利用超分子的分子识别特征，C正确；由题干信息可知冠醚是皇冠状的分子，则冠醚与碱金属离子形成配合物是一个配位阳离子，所得到的晶体里还有阴离子，该类化合物配合物晶体是由阴、阳离子组成的，故属于离子晶体，D错误。
6. B
7. C　由图1可知Cu2+与2个H2O和4个NH3分子形成了配位键，配位原子中O和N原子提供孤电子对，中心离子Cu2+提供空轨道，A正确；由图1可知Cu2+与2个H2O和4个NH3分子形成了6个配位键，因为电负性O>N，配位原子O给电子能力小于N原子，所以NH3与Cu2+形成的配位键稳定性大于H2O与Cu2+形成的配位键，加热时，配位键弱的先失去，B正确；超分子是一种由两种或两种以上的不同分子通过非共价相互作用形成的复杂分子聚集体，杯酚不是超分子，不具有自组装和分子识别的特征，C错误；杯酚与C60相互以范德华力作用形成超分子，超分子可以通过尺寸匹配实现分子识别，D正确。
8. A　Co3+的配体为NH3和N3，配位数为6，A正确；NH3分子中有3个σ键，N有2个σ键，ClO有4个σ键，配位键有6个，σ键总数为3×4＋2×2＋4＋6＝26，B错误；NH3和ClO中心原子都是sp3杂化，C错误；NH3中心原子是sp3杂化，空间结构为三角锥形，N与CO2互为等电子体，其中心原子是sp杂化，空间结构为直线形，前者键角小于后者，D错误。
9. D
10. A　配合物内界中存在配位键，内界和外界之间存在离子键，内界CN－、NO中存在极性键，但不存在非极性键，A错误；配体为CN－和NO，配位原子为C和N，配位数为6，B正确；配位键也属于σ键，配体CN－中含有1个σ键，NO中含有1个σ键，所以1 mol配合物中σ键数目为(6＋1×5＋1)NA＝12NA，C正确；配合物为离子化合物，易电离，完全电离成Na＋和[Fe(CN)5(NO)]2-，1 mol配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]电离共得到阴、阳离子数为3NA，D正确。
11. (1) sp3　高　NH3存在分子间氢键　(2) NH3含有1个孤电子对，而H2O含有2个孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大
解析：(1) PH3中P的价层电子对数为3＋＝4，故PH3中P的杂化类型是sp3；N原子的电负性较强，NH3存在分子间氢键，因此NH3的沸点比PH3的高。
12. (1) 反应中硫酸过量，在浓缩过程中，稀硫酸变浓，浓硫酸的吸水性使CuSO4·5H2O失去结晶水变为CuSO4　(2) H2O2　(3) 2Cu2+＋2NH3·H2O＋SO===Cu2(OH)2SO4↓＋2NH
(4) 加入乙醇　Cu(NH3)4SO4·H2O晶体难溶于乙醇，能溶于水　(5) A
解析：(2) 用铜与浓硫酸反应制备硫酸铜溶液会产生有污染的SO2气体，且随着硫酸浓度变小，反应会停止，使得硫酸利用率比较低，所以在硫酸和铜的混合溶液中滴加H2O2 溶液，发生反应Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，可以避免铜与浓硫酸反应的缺陷，实现绿色制备硫酸铜。(4) 由题意可知，向含有碱式硫酸铜浅蓝色沉淀的悬浊液中继续滴加氨水，溶液会转化生成深蓝色硫酸四氨合铜溶液，由题给信息可知，一水硫酸四氨合铜晶体难溶于乙醇，可溶于水，则向深蓝色溶液中加入乙醇，可降低一水硫酸四氨合铜晶体的溶解度，析出深蓝色晶体。(5) 由题给信息可知，一水硫酸四氨合铜晶体难溶于乙醇，可溶于水，所以用乙醇洗涤深蓝色晶体可减少晶体因溶解而造成损失，且可以使晶体快速干燥，A正确。
13. (1) N　16　2　(2) 4∶3　Fe3+　(3) C (4) 3　(5) C