3.4配合物与超分子 基础巩固+能力提升(含答案)

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1、第四节第四节 配合物与超分子配合物与超分子 基础巩固 1.若 X、Y 两种粒子之间可形成配位键,则下列说法正确的是( ) A.X、Y 只能均是分子 B.X、Y 只能均是离子 C.若 X 提供空轨道,则 Y 至少要提供一对孤电子对 D.若 X 提供空轨道,则配位键表示为 XY 答案 C 2.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.与中心原子(或离子)配位的原子或离子的数目称为配位数,不同

2、离子的配位数 可能不同 解析 A.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;B.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;C.配合物中中心离 子提供空轨道,配体提供孤电子对,C 项正确;D.配位数指直接与中心原子(或离 子)配位的原子或离子的数目, 不同离子的配位数可能相同也可能不同, D 项正确; 答案选 B。 答案 B 3.关于化学式为TiCl(H2O)5Cl2 H2O 的配合物的下列说法正确的是( ) A.配位体是 Cl 和 H 2O,配位数是 8 B.中心离子是 Ti4 ,配离子

3、是TiCl(H 2O)52 C.内界和外界中 Cl 的数目比是 12 D.向 1 mol 该配合物中加入足量 AgNO3溶液,可以得到 3 mol AgCl 沉淀 解析 配合物TiCl(H2O)5Cl2 H2O,配体是 Cl 和 H 2O,配位数是 6,A 项错误; 中心离子是 Ti3 ,B 项错误;配合物TiCl(H 2O)5Cl2 H2O 中内界 Cl 的个数为 1, 外界 Cl 的个数为 2,内界和外界中 Cl的数目比是 12,C 项正确;加入足量 AgNO3溶液, 外界 Cl 与 Ag反应, 内界 Cl不与 Ag反应, 故只能生成 2 mol AgCl 沉淀,D 项错误。 答案 C 4

4、.由配位键形成的Pt(NH3)62 和PtCl 42 中,其中心离子的化合价分别为( ) A.2、2 B.6、2 C.4、2 D.2、2 解析 配体 NH3是中性分子、不带电,故Pt(NH3)62 中 Pt 为2 价;而 Cl作为 配体,带 1 个单位负电荷,故PtCl42 中 Pt 为2 价。 答案 D 5.向 CuSO4溶液中加入稀氨水至沉淀刚好溶解。若所得溶液中只有一种溶质,该 溶质是( ) A.Cu(H2O)4SO4 B.Cu(OH)2 C.Cu(NH3)4(OH)2 D.Cu(NH3)4SO4 答案 D 6.某物质 A 的实验式为 CoCl3 4NH3,1 mol A 中加入足量的

5、AgNO3溶液中能生成 1 mol 白色沉淀,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.Co3 只与 NH 3形成配位键 B.配合物配位数为 3 C.该配合物可能是平面正方形结构 D.此配合物可写成Co(NH3)4 Cl2 Cl 解析 A.由分析可知,Cl 与 NH 3分子均与 Co3 形成配位键,故 A 错误;B.配合 物中中心离子的电荷数为 3,配位数为 6,故 B 错误;C.该配合物应是八面体结 构,Co3 与 6 个配体成键,故 C 错误;D.由分析可知,此配合物可写成Co(NH 3)4 Cl2 Cl,故 D 正确。故选 D。 答案 D 7.配合物在许多

6、方面有着广泛的应用,下列叙述不正确的是( ) A.CuSO4溶液呈天蓝色是因为含有Cu(H2O)42 B.魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液 C.Ag(NH3)2 是化学镀银的有效成分 D.除去硝酸银溶液中的 Ag ,可向其中逐滴加入氨水 解析 A.四水合铜离子呈天蓝色, 正确; B.硫氰化铁配离子是配合物, 呈血红色, Fe3 是中心离子、SCN是配体,正确;C.工业上用银氨溶液(含二氨合银离子)与 葡萄糖反应生成银单质的原理来镀银,正确;D.Ag 与少量氨水生成氢氧化银沉 淀、与过量氨水生成Ag(NH3)2 ,错误。答案选 D。 答案 D 8.用过量的 AgNO3溶液处理含

7、 0.01 mol 氯化铬(CrCl3 6H2O)的水溶液,生成 0.02 mol 的 AgCl 沉淀,此氯化铬最可能是( ) A.Cr(H2O)6Cl3 B.CrCl(H2O)5Cl2 H2O C.CrCl2(H2O)4Cl 2H2O D.CrCl3(H2O)3 3H2O 解析 与 Ag 反应生成 AgCl 沉淀的 Cl是由配合物在水溶液中电离出来的, 因此 在该配合物中 1 个 Cl 在内界,2 个 Cl在外界。 答案 B 9.某化合物的结构示意图如下,下列关于该化合物的叙述中正确的是( ) A.该化合物只含有 H、N、O、Ni 四种元素 B.该化合物是配合物,中心离子的配位数是 2,配体

8、是氮元素 C.该化合物属于配合物,中心离子是 Ni 离子 D.该化合物不属于配合物,而是属于高分子化合物 解析 A.由图可知,结构中含有 C、H、N、O、Ni 五种元素,故 A 错误;B.该物 质中,Ni2 提供空轨道,氮原子提供孤电子对而形成配位键,所以该物质属于配 合物, 中心离子为 Ni2 , 中心离子的配位数是 4, 氮原子是配位原子, 故 B 错误; C.Ni2 含有空轨道,N 原子含有孤电子对,N 原子与 Ni2形成配位键,中心离子 是 Ni 离子,故 C 正确;D.由该化合物的结构示意图可知:N 原子连接的氧原子 与氧原子连接 H 原子之间形成氢键,N 原子与 Ni 离子之间形成

9、配位键,该化合 物属于配合物,该化合物的分子式为:C8H14O4N4Ni,相对分子质量较小,不属 于高分子化合物,故 D 错误。 答案 C 10.二茂铁(C5H5)2Fe分子是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高 燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示,下列说法 不正确的是( ) A.二茂铁中 Fe2 与环戊二烯离子(C 5H 5)之间为配位键 B.1 mol 环戊二烯()中含有 键的数目为 11NA C.二茂铁分子中存在 键 D.Fe2 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d44s2 解析 A.含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键,所以二茂铁中

10、 Fe2 与环 戊二烯离子(C5H 5)之间为配位键,故 A 正确;B.一个环戊二烯( )分子中含有 键的数目为 11, 则 1 mol 环戊二烯()中含有 键的数目为 11NA, 故 B 正确; C.碳碳双键中存在 键,所以该分子中存在 键,故 C 正确;D. Fe 的原子序数 为 26,亚铁离子的核外有 24 个电子,Fe 原子首先失去的是 4s 上的电子,所以 Fe2 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6,故 D 错误。故答案选 D。 答案 D 能力提升 11.已知 A、B、C、D 都是周期表中的短周期元素,它们的核电荷数依次增大。A 原子、C 原子的 L 能层中都有两个

11、未成对的电子,C、D 同主族。E、F 都是第四 周期元素,E 原子核外有 4 个未成对电子,F 原子除最外能层只有 1 个电子外, 其余各能层均为全充满。 根据以上信息填空: (1)基态 D 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_。 (2)E2 的价层电子排布图是_,F 原子的电子排布式是_。 (3)A 的最高价氧化物对应的水化物分子结构式为_,其中心原子采取的轨 道杂化方式为_,B 的气态氢化物的 VSEPR 模型为_。 (4)化合物 AC2、B2C 和阴离子 DAB 互为等电子体,它们结构相似,DAB的电 子式为_。 (5)配合物甲的焰色反应呈紫色,其内界由中心离

12、子 E3 与配位体 AB构成,配位 数为 6。甲的水溶液可以用于实验室中 E2 的定性检验,检验 E2的离子方程式为 _ _。 (6)某种化合物由 D、E、F 三种元素组成,其晶胞如图所示, 则其化学式为_。该晶胞上下底面为正方形,侧面与 底面垂直,根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度: _ g cm 3。 解析 根据题中信息不难推出 A 是 C,B 是 N,C 是 O,D 是 S,E 是 Fe,F 是 Cu。 (3)由 H2CO3的结构式可以直接看出中心原子 C 原子的价层电子对数是 3, 因此轨 道杂化方式是 sp2;B 的气态氢化物是 NH3,N 原子的价层电子对数是 4,所以 NH3

13、的 VSEPR 模型是四面体形。 (4)CO2的结构式是 O=C=O,SCN 与 CO 2是等电子体,结构相似,其结构式 应是S=C=N ,所以其电子式是 。 (6)晶胞中 F(Cu)原子数目是 81 84 1 214, E(Fe)原子数目是 4 1 46 1 24, D(S)原子全部位于晶胞内部,数目是 8,所以 Cu、Fe、S 原子数目之比是 448 112,故其化学式为 CuFeS2;一个晶胞中有 4 个“CuFeS2”,晶胞质量 m 1844 6.021023 g,晶胞体积 V(52410 10)21 0301010 cm3,所以晶体的密度 m V 1844 6.021023 g (5

14、2410 10)21 0301010 cm34.32 g cm 3。 答案 (1)M 9 (2) 1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 (3) sp2 四面体 (4) (5)3Fe2 2Fe(CN) 63 =Fe 3Fe(CN)62 (6)CuFeS2 4.32 12.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Al(OH)4 生成,则Al(OH) 4 中存在 _(填序号)。 a.共价键 b.非极性键 c.配位键 d. 键 e. 键 (2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知 Co3 的配位数是

15、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 BaCl2溶液时,产生白色沉淀,在第二种配合物的溶液中加 BaCl2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 AgNO3溶液,则产生的现象是 _。(提示:TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为TiCl(H2O)5Cl2。) 解析 光谱证实单质 Al 与强碱性溶液反应有Al(OH)4 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 Al(OH)3,Al(OH)3溶解 在强碱性溶液中,和 OH 结合

16、形成Al(OH) 4 ,利用的是铝原子的空轨道和 OH 的孤电子对形成的配位键;由两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键 叫 键,所以Al(OH)4 中也形成了 键。(2)由CoBr(NH 3)5SO4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 BaCl2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Co(SO4)(NH3)5Br;溴离子为配合物的外界,在水溶液中以离子的 形式存在,若加入 AgNO3溶液,会产生淡黄色沉淀溴化银。 答案 (1)acd (2)CoBr(NH3)5SO4 Co(SO4)(NH3)5

17、Br 生成淡黄色沉淀 13.(1)配合物Cr(H2O)63 中,与 Cr3形成配位键的原子是_(填元素符号)。 (2)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有 _ mol 配位键。 (3)Cu2 的水合离子中,提供孤电子对的原子是_。将 Cu 单质的粉末加入 NH3的浓溶液中,通入 O2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是 _。 (4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子 Xm (含 B、O、H 三种元素)的球棍模型 如图所示: 在 Xm 中,硼原子轨道的杂化类型有_,配位键存在于_(填原子的 数字标号)原子之间;m_(填数字)。 (5)向 C

18、uSO4溶液中加入过量 NaOH 溶液可生成Cu(OH)42 。不考虑空间结构, Cu(OH)42 的结构可用示意图表示为_。 解析 (1)提供孤电子对的是氧原子。(2)在 1 mol NH4BF4中含有 1 mol NH 和 1 mol BF 键。(3)将 Cu 单质的粉末加入 NH3的浓溶液,通入氧气,充分反应后溶 液呈深蓝色,说明在反应中铜被氧化为铜离子,Cu2 与 NH 3结合形成配离子,则 该反应的离子方程式为 2Cu8NH3 H2OO2=2Cu(NH3)42 4OH6H 2O。 (4) 由硼砂的模型可知 1、3、5、6 均代表氧原子,2、4 代表 B 原子,利用中心原子 价电子对数

19、 n 键数孤电子对数,如果 n3 则为 sp2杂化,n4 则为 sp3杂 化。由于 2 号 B 形成 3 个 键且无孤电子对,故 2 号 B 原子为 sp2杂化,4 号 B 形成 4 个 键,则 4 号 B 原子为 sp3杂化;配位键存在于 4 号 B 原子与 5 号 O 原 子之间。该阴离子为H4B4O9m ,由各元素的化合价可计算离子的电荷数为 4 12182,即 m2。(5)Cu(OH)42 是 Cu2与 4 个 OH通过配位键形成的配 离子,Cu2 提供空轨道,OH提供孤电子对。 答案 (1)O (2)2 (3)O 2Cu8NH3 H2OO2=2Cu(NH3)42 4OH6H 2O (

20、4)sp2、sp3 4、5 2 (5)或 14.(1)3 价 Co 的配合物 CoClm nNH3,中心原子的配位数为 6,若 1 mol 该配合 物与足量 AgNO3溶液反应生成 1 mol AgCl 沉淀,用配合物形式写出该配合物的 化学式_。 (2)研究物质磁性表明:金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能 越好。离子型氧化物 MnO2和 Fe3O4及 Cr2O3中,磁性最大的是_。 (3)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨(如图 1),每个碳 原子通过_杂化与周围碳原子成键。 (4)铁元素应用广泛,Fe2 与 KCN 溶液反应得 Fe(CN) 2沉淀,当加入

21、过量 KCN 溶 液时沉淀溶解, 生成黄血盐, 其配离子结构如图 2; 已知 CN 与 N 2结构相似, 1 mol CN 中 键数目为_。 解析 (1)Co 显示3 价,配合物显电中性,即配合物中,含有 3 个 Cl ,1 mol 该配合物生成 1 mol AgCl 沉淀, 则 1 mol 该配合物中含 1 mol 外界离子 Cl , 即配 离子中含有 2 个 Cl ,又由于 Co3配位数为 6,则 NH 3的个数为 4,故该配合物 的化学式可写为:CoCl2(NH3)4Cl; (2)MnO2中 Mn4 核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d3,即含有 3 个未成对电子; Fe

22、3O4中含有 2 个 Fe3 和一个 Fe2,核外电子排布式分别为:1s22s22p63s23p63d5 和 1s22s22p63s23p63d6,含有 52414 个未成对电子;Cr2O3中,Cr3 核外电子 排布式为 1s22s22p63s23p63d3,含有 23 个未成对电子,故 Fe3O4所含未成对电子 最多,磁性最大的是:Fe3O4; (3)石墨每个碳原子用 sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合,形成无限 的六边形平面网状结构, 每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的 2p 轨道,并含有一个未成对电子,因碳纳米管结构与石墨类似,故碳纳米管杂化类 型为 sp2; (4)N2中,N 原子之间含有 2 个 键,已知 CN 与 N 2结构相似,则 1 mol CN 中 键数目为 2NA。 答案 (1)CoCl2(NH3)4Cl (2)Fe3O4 (3)sp2 (4)2NA

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