第3章 第4节 配合物与超分子-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步练测（人教版2019）

高中化学·选修性必修2（人教版） 第四节 配合物与超分子 学习目标 核心素养 1.知道配位键的特点。 1.宏观辨识与微观探析：能从微观角度理解配位键 的形成条件和表示方法：能判断常见的配合物。 2.认识简单的配位化合物的成键特征。 3.了解配位化合物的存在和应用。 2.证据推理与模型认知：能利用配合物的性质去推 断配合物的组成，从而形成结构决定性质的认知 4.知道超分子的存在和重要特征。 模型。 自主学习探新知 课前预习双基落实 一、配合物 续表 1.配位键 有关离子方程式 实验操作 实验现象 (1)含义： 由一个原子单方 或原因分析 面提供而跟另一个原子共用的共价键，即“电 滴加AgNO 子对给予一接受键”，是一类特殊的共价键。 溶液，产生 0.1 的沉 (2)实例：在四水合铜离子中，铜离子与水分子 Ag++CI—AgCI↓ 剂液 氢水 淀，滴加氨 AgCI+2NH,- 之间的化学键是由水分子提供 给予铜 水，白色沉淀 ,得 [Ag(NH,),]*+CI 离子，铜离子接受水分子的 形成的。 到澄清的 2.配合物 溶液 (1)定义：金属离子或原子（称为中心离子或 《小试身手 原子)与某些分子或离子（称为 或配 1.判断下列描述的正误（正确的打“/”，错误的 位体)以 结合形成的化合物，称为配 位化合物，简称配合物。 打“X”)。 (1)配位键实质上是一种特殊的共价键。() (2)配合物的形成举例 (2)提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可 实验操作 实验现象 有关离子方程式 或原因分析 以是离子。 () 滴加氨水后， (3)有配位键的化合物就是配位化合物。() 试管中首先 Cu2+2NH,·H,O (4)配位化合物都很稳定。 () 出现 Cu(OHD,￥+2NH 二、超分子 ,氨水 Cu(OH)。+4NH 乙醇 过量后沉淀 1.超分子 逐渐溶解，得 [Cu(NH,)]+20H 超分子是由 或 以上的分子 到 [Cu(NH,).]+SO+ 的透明溶液， H,0Z整[Cu(NH,).J 通过 相互作用形成的分子聚集体。 滴加乙醇后 S0,·H,O 2.超分子的应用 析出 (1)分离C和C0 将C,和C的混合物加入一种空腔大小适配 0.1mol/1 KSCN C的“杯酚”中，“杯酚”像个碗似的把C装 落液 溶液颜色 Fe+与SCN可形成红色 起来而不能装下C。:加入甲苯溶剂，甲苯将 配离子 0.1 mol/L 溶解，过滤后分离出 ;再向 不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“ ”而 56 第三章晶体结构与性质 将不溶解的C释放出来并沉淀。从而将C)《小试身手 和Co分离开来。 2.下列关于超分子的说法不正确的是() (2)冠醚识别碱金属离子 A.超分子是两种或两种以上的分子通过分 冠醚分子中有大小不同的 适配不同 子间相互作用形成的分子聚集体 大小的碱金属离子，而形成冠醚一碱金属离 B.超分子就是高分子化合物 子超分子。 C.超分子具有分子识别特性 3.超分子的重要特征： 和 D.超分子具有自组装特性 互动探究解疑难 夏点归纳重难突破 要点一 配位键 情境探究 2.配位键的形成条件 已知胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4] (1)成键原子一方能提供孤电子对。如分子 SO,·H2O,其中[Cu(H2O)4]2+的结构模型 有NH、H2O、HF、CO等；离子有CI、 如下： OH、CN、SCN等。 (2)成键原子另一方能提供空轨道。如H A1+、B及过渡金属的原子或离子。 (3)配位键同样具有饱和性和方向性。一般 来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位 键的数目是基本不变的，如Ag形成2个配 。问题探究 位键；Cu2+形成4个配位键等。 1,NH中的配位键与其他三个N一H键的键：3.配位键的表示方法 参数是否相同？ 用箭头“→”来表示孤电子对的共用情况，其 中箭头由提供孤电子对的配位体指向提供空 轨道的中心离子。 2.配合物[Cu(NH3),]SO,中含有的化学键类 A B 型有哪些？ 电子对给予体 电子对接受体 H-OH 例如H,O十的结构式： H 3.NH和BF,可以通过配位键形成NH·BF3, H 试分析提供孤电子对、空轨道的分别是哪种 NH的结构式： H-N-H 原子？ H 4.配位键的稳定性 (1)电子对给予体形成配位键的能力：NH 归纳总结 >H2O. 1.配位键的概念 (2)接受体形成配位键的能力：H>过渡金 配位键是一种特殊的共价键。提供孤电子对 属>主族金属。 的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共 (3)配位键越强，配合物越稳定。如Cu2+← 价键。 OH<Cu2+←NH<H←-NH 57 高中化学·选修性必修2（人教版） 典例剖析 (1)配位键的形成条件是 [例1]（漳州高二检测）下列组合不能形成配位 键的是 ( (2)在NH2·BF3中， (填元素符号， A.Cu2+、NH B.NH3、H 后同)原子提供孤电子对， 原子接受 C.Cu+、H D.Fe3+、CO 孤电子对。 口针对训练 (3)写出NH·BF,的结构式并用“→”标出 1,化合物NH,与BF,可以通过配位键形成 配位键 NH3·BFa。 要点二 配合物 口问题探究 子，常是第VA族、第IA族、第IA族元素 1.含配位键的化合物一定为配位化合物吗？ 的原子。 ③配位数：直接同中心原子（或离子）配位的 原子数目叫中心原子（或离子）的配位数，如 2.配位数和配体数有什么区别？ [Fe(CN)6]-中Fe2+的配位数是6。 3.配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位 3.配合物在溶液中怎样电离？ 键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的 金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的 性质有关。 口归纳总结 4.配合物成时性质的改变 1.配合物的形成原理 (1)颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成； 形成配合物的中心原子（或离子）必须存在空 (2)溶解度的改变，如AgC沉淀可溶于氨水 轨道，配体一般都存在着孤电子对。当配体 得到[Ag(NH)2] 接近中心原子（或离子）时，为了增加成键能 川特别提醒川 力，中心原子（或离子）用能量相近的空轨道 (1)配合物在水溶液中电离成内界和外界两部 杂化，配体的孤电子对填充到中心原子（或离 分，如[Co(NH,),C]Cl2一[Co(NHg),CI]++ 子)已杂化的空轨道中形成配离子。 2C,而内界微粒很难电离（电离程度很小），因此，配 2.配合物的组成 合物[Co(NH,),CI]Cl2内界中的CI不能被Ag沉 (1)图示 淀，只有外界的C1才能与硝酸银溶液反应产生沉淀， 配合物由中心原子或离子（提供空轨道）和配 (2)舍有配位健的化合物不一定是配合物，如 体（提供孤电子对）组成，分为内界和外界，以 NH,C等， (3)有些配合物没有外界，如Ni(C0),就无外界。 [Cu(NH),]SO,为例表示为 内界 外界 典例剖析 [Cu(NH,),]SO [例2]下列关于配合物的说法不正确的是 () 中心原子 配体 配位数 A.许多过渡金属元素的离子对多种配体具 (2)解读 有很强的结合力，因而过渡金属配合物远 ①中心原子（或离子）：提供空轨道接受孤电 比主族金属配合物多 子对。通常是过渡元素的原子或离子，如 B.配合物中中心离子与配体间、配离子与酸 Cu2+、Zn2+、Fe等。 根离子间都是以配位键相结合 ②配体：提供孤电子对的分子或离子。配体 C.配离子中，中心离子提供空轨道，配体提 可以是阴离子，如X(卤素离子)、OH、 供孤电子对 SCN等，也可以是中性分子，如H2O、NH3、 D.中心离子所结合配体的个数称为配位数， CO等。配位原子必须是含有孤电子对的原 不同离子的配位数可能不同 58 第三章晶体结构与性质。 针对训练 川课堂小结川 2.(海口高二检测)[Co(NH),C]Cl2是一种紫红 概念 咸念 色的晶体，下列说法中正确的是 形 配合物 配 形成条件 A.配体是CI厂和NH2,配位数是8 条件 位 理论 合 结构与组成 B.中心离子是Co+,配离子是C1 存在 超分子 性质 C.内界和外界中C的数目比是1：2 D.加入足量的AgNO3溶液，所有CI一定被 概念特征 杯酚与冠醚 完全沉淀 随堂巩固促应用 验证反馈迁移运用 1,下列关于超分子和配合物的叙述中不正确的： A.DACP中Co3+的配位体有2种，配位数 是 () 为6 A利用超分子的分子识别特征，可以分离 B.1 mol DACP中含有28molg键 C6o和C70 C.NH2和CIO,的中心原子的杂化方式 B.配合物中只含配位键 不同 C.[Cu(H2O),]2+中Cu2+提供空轨道，H2O D.NH,中的键角比N中的键角大 中的氧原子提供孤电子对，从而形成配：4，向黄色的氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶 位键 液，溶液变成红色。该反应在有的教材中用 D.配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催 化学方程式FeCl,+3KSCN一Fe(SCN) 化反应和材料化学等领域都有广泛应用 +3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配 2.下列关于配合物的说法不正确的是() 合物，Fe3+与SCN不仅能以1：3的个数比 A.硫酸铜的水溶液中，铜离子实际上主要以 配合，还可以其他个数比配合。请按要求 四水合铜离子的形式存在 填空： B.氯化银沉淀能溶于氨水，说明有的配合物 (1)Fe+与SCN反应时，Fe3+提供 很稳定 SCN提供 ,二者通过配位键结合。 C.金属离子都能作为中心离子，含有孤电子 (2)Fe3+与SCN形成的配合物中，主要是 对的分子或离子都可作配体 Fe3+与SCN以个数比1：1配合所得离子 D.硫氰化铁呈血红色，由此可用KSCN溶液 显红色。含该离子的配合物的化学式是 检验Fe3 3.(山东青岛二中月考) NH: (3)若Fe3+与SCN以个数比1：5配合，则 DACP是我国科研工作 FeCl与KSCN在水溶液中发生反应的化学 者合成的一种新型配合 CIO. 方程式可以表示为 物，结构如图所示，下列 H N NH N 关于该配合物的说法正 确的是 提示、请完成《素能提升训练)训练（十三） 章末素养提升 素养一 四种晶体的比较 口素养聚焦 续表 类型 离子 共价 分子 、类型 离子 共价 分子 项目 品体 品体 品体 金属品体 项目 晶体 晶体 金属品体 品体 范德华 金属离子和自由 构成品 阴、阳 金属阳离子和自 粒子间 原子 分子 的作用 离子键 共价 力（有的 电子之间的强烈 体的粒子 离子 由电子 键 也包括 相互作用 氢键) 59随堂巩固促应用 56+64 1.D因金属的价电子受原子核的吸引力小，则金属原子 以晶体的密度为p= N 2g·cm3- 中的价电子在金属晶体中为自由电子，而不是所有的核 外电子，A错误：金属导电的实质是在外电场作用下自 60 Vag·cm 由电子定向移动而产生电流的结采，B错误：金属原子 答案(1)③④①②⑤(2)MNMN.MN,MN 在化学变化中失去电子越容易，其还原性越强，C错误： 金属品体中原子的堆积方式会影响金属的性质，如延展 (3)①离子键，非极性共价键 性，D正确 2.C离子晶体固态时不导电，如氯化钠固体不导电，故A 第四节配合物与超分子 错误：金属品体中有电子气，能导电，金属品体中的电子 自主学习探新知 气属于整个品体，不偏于哪一个离子，故B错误：金属品 一 体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式，原子晶体都可 1.(1)共用电子对(2)孤电子对孤电子对 采取“非紧密堆积”方式，故C正确：离子品体没有延展 2.(1)配体配位键(2)蓝色沉淀深蓝色深蓝色品体 性，易断裂，故D错误。 变红白色消失无色 3.C石墨品体中，层与层之间的作用力为范德华力，层 小试身手 内碳原子间存在共价键，每个C原子形成3个。健，且 1.(1)/(2)/(3)×(4)× 每个C原子为3个六元环所共有，据此分析解题。石墨 品体中，层与层之间的作用力为范德华力，从石墨中剩 1.两种两种分子间 离出石墨烯需要破坏范德华力，故A错误：石墨中的碳 2.(1)C。C。 杯酚(2)空穴 原子术取即奈化，年个印条化轨道合行轨道与号即 3.分子识别自组装 轨道，故B错误：石墨属于混合型品体，层与层之间存在 小试身手 范德华力，层内碳原子间存在共价键，能导电，故C正 2.B 确：每个C原子为3个六元环所共有，剩石墨烯中平均 互动探究解疑难 要点一 每个六元环含有的残原子敏为6X号=2，故D错读。 问题探究 4.解析(1)品体属于共价品体的有①③④.离子品体的 1,提示相同。在NH分子中，中心原子氣采取sp杂 有②，分子晶体的有⑤⑤。一般来说，共价品体的熔点 化，孤电子对占据一个杂化轨道，3个未成对电子分别 >离子晶体的熔，点>分子品体的熔点：对于共价品体， 占据另3个杂化轨道，分别结合3个H原子形成3个a 原子半径越大，键长越长，键能越小，熔，点越低，键长 键，由于孤电子对的排斥，所以NH分子的空间结构为 SiSi>Si一C>CC,相应健能SiSi<Si一C<CC, 三角锥形，键角压缩至107”，当N原子的孤电子对进 故它们的心点：金刚石>碳化硅>品体硅：分子晶体中 入H的空轨道以配位键形成NH时，这样N原子就 有氢键的嫁点较高，所以嫁点：冰>干冰，所以它们的熔 不再存在孤电子对，健角恢复至10928'，故NH时为正 点由高到低的顺序是③④①②⑧⑤。(2)A.M位于顶 四面体形，4个N一H键完全相同，各种键参数完全 点，数用为4X言-之N位于预点：数目为4X日=之 1 相同。 2,提示「Cu(NH),]SO中含有的化学键有离子轼、共 微粒数目为1：1，即化学式为MN:B.M分别位于品胞 价键和配位键。 的体心和项点位置体心占1个，顶点占8×g=1个， 3.提示N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道 典例剖析 共2个，N分别位于西上和体内，面上4X号=2个，你 [例1门[解析]Cu+有空轨道，NH,中的氯原子上的孤 内2个，共4个，即品胞中两种微粒数目之比为1：2，化 电子对，可以形成配位键，A错误：氨气分子中的氯原子 含有孤电子对，H有空轨道，所以能形成配位键，B错 学式为MN:CM位于顶点，最目为4Xg=号N位 误：Cu、H两种离子都没有孤电子对，所以不能形成 于体心，数目为1，化学式为MN:D,M位于顶，点，数目 配位键，C正确：Fe有空轨道，CO中的氧原子上的孤 为8X日=1，N位于体心，数目为1，化学式为MN, 电子对，可以形成配位键，D错误。 [答案]C (3)①根据FS品体的品体结构可知，品体中阳离子与 针对训练 阴离子个数比为1：1，所以品体中存在亚铁离子与 1,(1)一方能够提供弧电子对，另一方具有能够接受孤电 S,亚铁离子与S之间是离子健，S中存在非校性 子对的空轨道 共价键，所以晶体中存在离子键和（非极性）共价键。② 晶体结构A中相邻的阴，阳离子间的距离为am,所以晶 (2)NB(3) 胞的体积为。cm,品胞中含有朗租离子个数都是号，所 14 要点二 1:5形成配离子时，要用C1和K分别平衡配离子的 问题探究 电荷，使配合物呈电中性。 1.提示不一定。如NHCI中NH含有配位键，属于离 答案(1)空轨道孤电子对(2)[Fe(SCN)]CL 子化合物 (3)FeCl,+5KSCN-K:[Fe(SCN):]+3KCI 2.提示配位数是直接与中心离子结合的配位原子数目， 而配体数是配合物中配体的数目。例如一水合甘氨酸 章末素养提升 H 0 O HO 素养一 针对训练 CH 1,D石墨为混合型品体，氩化哪为共价品体，故A错误： n 中配位数为5，配体数 生石灰是离子品体，故B错误：氯化绝是离子品体，故© 错误 H 2.D由题表中所给熔、沸点数据可知，SCL的熔、沸点最 为3 低，应为分子品体：单质B的熔，沸点最高，可能为共价 3.提示配合物中外界离子能电离出来，而内界离子不能 品体：NaCI的沸点是1465C,则1500C时，NaC1可 电离出来，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子 形成气态分子：MC引属于离子品体，水溶液能导电。 的个数，从而可以确定其配离子、中心离子和配位体。 素养二 典例剖析 针对训练 [例2][解析]配合物中中心离子与配体间是以配位 1.D根据均摊法可知，图乙所示晶胞中含有铜原子数为 键相结合，配离子与酸根离子间是以离子键相结合，B 8×日-1，金原子数为6X号-3，故图乙中物质的化学 项错误。 式为CuAu,A正确；若两品胞均以左下前的钢原子为 [答案]B 原点，心原子和「原子的分数坐标均可表示为 针对训练 2.C配位数不包括外界离子，故[Co(NH).C1]C1,中配 (0,子，)B正确：图乙活：轴投影所得困形中，A山 体是CI和NH·配位数是6，A错误：C0为中心离子， 位于正方形的中心和每条边的中心，C正确：图甲所示 配离子是[Co(NH),CI,B错误：[Co(NH,),CCL内界 品跑中合有铜原子：为8X名+2×号 =2,金原子数为 是[Co(NH)C门+外界是CI,内界和外界中CI的数 目比是1；2，C正确：加入足量的AgNO溶液，内界 (64+197)×2 C不沉淀，D错溪 N 随堂巩固促应用 2 =2,所以品体的密度P g a 1.B配合物中不一定只含配位键，也可能含有其他化学 cm= 键，B项错误。 N,g·cm,D错误。 522 2.C铜离子在水溶液中主要以四水合铜离子的形式存 2.解析GaAs的馆点为1238C,其嫁点校高，据此推知 在，A正确：因Ag能与NH,形成更稳定的配离子 GnAs为共价晶体，Gn与As原子之间以共价键键合。 [Ag(NH):]',导致氧化银沉淀能溶于氢水，B正确：不 分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于品胞体内， 8个As原子处于品胞的顶点、6个As原子处于品胞的 是所有金属离子都能作为中心离子，只有含有空轨道的 面心，结合“均摊法"计算可知，每个晶隐中含有4个G 金属离子才能作为中心离子，C错误：常用KSCN溶液 检验Fe,现象是溶液呈血红色，D正确。 原子，合有A原子个载为8X号十6×=4个，Ga和 3.A DACP中Co+的配位体为NH,和N,,配位数为 As的原子半径分别为rnpm=rnX10cm,r.pm= 6,A项正痛；1 mol NH,中含有3mola键，1molN中 含有2molc键，配位健也是o键，则1 mol DACP的配 X10“cm.则原子的慈体积为Va=4X号xX[(r 离子中含有22mola熊，C10中含有4molg键，故 1 nol DACP中含有26molg键，B项错误：NH,的中心 ×10"emP+(X10"cm门=1g×10”(优+ 原子N的价层电子对数为3+号×(5-3X1)=4,则 r人）cm,又知Ga和As的摩尔质量分别为 Mg·mol和Mg·mol',品胞的密度为pg· NH,的中心原子的杂化方式为sp,C)的中心原子 cm,则晶胞的体积Vae=4(M.十M)ioNa em',故 的价层电子对数为4计立×(7十1-4×2)=4，则 V GaAs品跑中原子的体积占品胞体积的百分率为V兰 CIO,的中心原子的杂化方式为sp,C项错误：N。的中 心原子N的价层电子对数为2+号×（行+1一2X3) 16题×10(r2+) 3 100% ×100% 4(M.+MA) 2,中心原子上的孤电子对数为0，则N的空间结构是 pNa 直线形，N,中的键角为180°，NH,的空间结构为三角 4r×10"×V0(r+r2x100%. 锥形，NH,中的健角为107”，故N中的健角比NH,中 3(M+M) 的键角大，D项错误。 4.解析Fe+与SCN形成配合物时，Fe+提供空轨道， 答案共价品体 4πX10”×Np(r2+r) 共价 3(M.+M) SCN援供孤电子对，Fe和SCN以个数比为1：1和 ×100% 15