专题二 (五) 配位键、配合物的结构与性质[主观题]（课件PPT）-【正禾一本通】2025年高考化学高三二轮专题复习高效讲义（新教材，单选版）

高三二轮专题复习高效讲义 化 学 高三二轮专题复习高效讲义 化 学 1 专题二 PPT下载 http:///xiazai/ 物质结构与性质 2 (五)　配位键、配合物的结构与性质 [主观题] 课下巩固检测练（十三） 配位键、配合物的结构与性质 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 谢谢观看 高考真题导向 (2023·全国卷甲节选)将酞菁­钴酞菁­三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题： (1)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。 酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是________(填图2酞菁中N原子的序号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为________，氮原子提供孤对电子与钴离子形成________键。 (2)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为________。AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F－的配位数为________。若晶胞参数为a pm，晶体密度ρ＝____________g·cm-3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 解析：(1)由题目信息可知，酞菁分子中所有原子共平面，则酞菁分子中的三种N原子的杂化方式均为sp2杂化，其中③号N原子分别与2个碳原子和1个氢原子形成σ键，剩下一对电子未参与p轨道的杂化，参与形成了大π键，而①②号N原子的杂化方式均为sp2杂化，孤电子对参与杂化，孤电子对为sp2杂化轨道的电子，剩余一个单电子参与形成大π键，故③号N原子的p轨道能提供一对电子。根据题图2可知，由酞菁分子形成配合物钴酞菁时，酞菁分子中失去了两个带正电荷的H原子，使③号N原子各带一个单位负电荷，为保证钴酞菁整体呈现电中性，则应该是＋2价钴离子与之配合形成钴酞菁分子；在钴酞菁分子中氮原子作为配位原子提供孤电子对与钴离 子形成配位键。(2)根据AlCl3形成的二聚体结构，可知每个Al和4个Cl成键，杂化轨道类型为sp3杂化。AlF3的熔点远高于AlCl3，则AlF3为离子晶体，铝氟之间形成的是离子键。由AlF3中的原子个数比，可知该晶胞中顶点为Al3+，棱心为F－，则与F－距离最近的Al3+有2个，即F－的配位数为2。该晶胞中Al3+数目为8×＝1，F－数目为12×＝3，即1个晶胞中含1个AlF3，根据晶胞的参数可知，晶体密度ρ＝ g·cm-3。 答案：(1)③　＋2价　配位 (2)sp3杂化　离子　2　 解题必备知能 常见配合物的结构与性质 配合物的组成 [中心原子或离子(配体)n][外界](有些无外界) 典型配合物 [Cu(NH3)4]SO4 Fe(SCN)3 [Ag(NH3)2]OH 中心离子 Cu2+ Fe3+ Ag＋ 中心离子或原子的结构特点 一般是金属离子或原子，特别是过渡金属离子或原子，必须有空轨道 配体 NH3 SCN－ NH3 配体结构特点 分子或离子必须含有孤电子对(如NH3、H2O、CO、Cl－、SCN－等) 配位数(n) 4 3 2 外界 无 OH－ 颜色 深蓝色 红色 无色 配离子所含化学键 配体通过配位键与中心离子结合 配合物所含化学键 配位键、多数含有离子键，配体或外界中可能还含有共价键 配合物的常见性质 多数属于离子化合物，多数能溶解、能电离，多数有颜色 金属羰基配合物 是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物，如四羰基镍[Ni(CO)4]。在许多有机化合物的合成反应中，金属羰基配合物常常作为这些反应的催化剂 [注意] 配位数是指与中心原子或离子相连的配位原子数，其与配位键数、配体数有时是不一致的。配位键数可理解为配位原子向中心原子提供的孤电子对数，如下图所示二聚AlCl3中，配位键数为2，而不是8。 判断配位键时要特别注意形成配合物后，中心原子或离子可以含有单电子，但配位原子不可能含有单电子，若有单电子，首先单电子通过普通σ键与中心原子成键。 题组跟进演练 1.邻二氮菲()中N原子可与Fe2+通过配位键形成橙红色邻二氮菲亚铁离子，利用该反应可测定Fe2+浓度，该反应的适宜pH范围为2～9，试解释选择该pH范围的原因：___________________________________。 答案：当H＋浓度较高时，邻二氮菲中的N优先与H＋形成配位键，导致与Fe2+配位的能力减弱；当OH－浓度较高时，OH－与Fe2+反应，也会影响与邻二氮菲配位 2．一种具有光催化作用的配合物A结构简式如图所示： (1)配离子的空间结构为________，钴元素的价态为________，通过螯合作用形成的配位键有________个。 (2)配合物A无顺磁性，则中心离子的杂化方式为________(填字母)。(若中心离子具有单电子，则配合物为顺磁性物质) A．sp3 B．sp3d8 C．d2sp3 D．sp3d (3)咪唑()具有类似苯环的芳香性，①号N比②号N更易与钴形成配位键的原因是_____________________________________________。 答案：(1)三角锥形　＋3　5　(2)C (3)②号氮原子孤电子对参与形成大π键，使电子云密度降低，与钴配位能力减弱 3．(2024·天津河西模拟预测)铁元素在人体健康和新材料研发中有重要的应用。 在血液中，以Fe2+为中心的配位化合物铁卟啉是血红蛋白的重要组成部分，可用于输送O2。图为载氧后的血红蛋白分子示意图。 (1)基态Fe的价电子轨道表示式为______________________________。 (2)载氧时，血红蛋白分子中Fe2+脱去配位的H2O并与O2配位；若人体吸入CO，则CO占据配位点，血红蛋白失去携氧功能。由此推测，与Fe2+配位能力最强的是______(填字母)。 a．H2O　　b．O2　　c．CO (3)一种最简单的卟啉环结构如图。 ①该卟啉分子中，1号位N的杂化方式为__________。 ②比较C和N的电负性大小，并从原子结构角度说明理由：_________。 ③该卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱，原因是______________。 答案：(1) (2)c　(3)①sp2　②C的电负性小于N，C和N电子层数相同，核电荷数C<N，原子半径C>N，原子核对最外层电子的吸引作用C<N　③在酸性环境中，卟啉分子中部分N会与H＋形成配位键，部分N上无孤电子对，与其他原子配位能力减弱 1．(2024·湖南长沙模拟)在碱性溶液中，铜与缩二脲形成某种紫色配离子，其结构如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．元素的第一电离能：N>O>C>Cu B．该配离子中铜的化合价为＋2价 C．该配离子中心离子的配体数和配位数相等 D．缩二脲的分子式为C2H5N3O2 解析：选C。与铜形成配合物的配体分别是2个和2个OH－，配离子整体呈现－2价，故铜显＋2价，B正确；每个中心离子的配体数为3，配位数为4，C错误；根据配离子结构可知，缩二脲的结构简式为，分子式为C2H5N3O2，D正确。 2．(2024·山东青岛三模)钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。钛酸钡晶体与[TiO(C2O4)2]2-的结构如图。 下列说法正确的是(　　) A．钛酸钡晶体中Ba和Ti的配位数分别为12和6 B．[TiO(C2O4)2]2-中含有的化学键为离子键、共价键、氢键、配位键 C．[TiO(C2O4)2]2-中Ti的杂化方式为sp3 D．1 mol [TiO(C2O4)2]2-通过螯合作用形成的配位键有5 mol 解析：选A。由晶胞结构图可知，Ba位于晶胞体心，与其距离最近的是处于棱心的O且所有O到Ba的距离都相等，故Ba的配位数为12，Ti处于晶胞顶点，位于O形成的正八面体空隙中，故Ti的配位数为6，A正确；[TiO(C2O4)2]2-是阴离子，与阳离子Ba2+之间是离子键，[TiO(C2O4)2]2-中没有离子键，B错误；中心原子Ti原子不是正四面体结构，连接5个原子，不是sp3杂化，C错误；两个草酸根和中心原子Ti分别形成两个配位键，是螯合作用，故1 mol [TiO(C2O4)2]2-通过螯合作用形成的配位键有4 mol，D错误。 3．(2023·山东潍坊一中模拟)钴(Co)在化学上称为铁系元素，其化合物在生产生活中应用广泛。以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)，下列说法错误的是(　　) A．色胺酮分子中所含元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H＞C B．色胺酮分子中N原子均为sp3杂化 C．色胺酮钴配合物中钴的配位数为4 D．X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合 解析：选B。同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于O，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，氢原子的原子半径小，核外电子受到原子核的引力大于碳原子，失去1个电子消耗的能量大于碳，第一电离能大于碳，则元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H＞C，故A正确；由结构简式可知，色胺酮分子中形成双键的氮原子的杂化方式为sp2杂化，故B错误；由结构简式可知，色胺酮钴配合物中钴离子与2个氮原子和2个氧原子形成配位键，钴的配位数为4，故C正确；甲醇分子中的羟基可以形成氢键，则X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个甲醇分子，说明甲醇通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合，故D正确。 4．(2024·甘肃高考)β­MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是(　　) A．电负性：Mg<Cl B．单质Mg是金属晶体 C．晶体中存在范德华力 D．Mg2+的配位数为3 解析：选D。电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于Cl，A正确；金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确；由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确；由图乙中结构可知，每个Mg2+与周围有6个Cl－最近且距离相等，因此，Mg2+的配位数为6，D错误。 5．铬及其化合物用途广泛。回答下列问题： (1)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]为橘黄色晶体，常用作有机合成催化剂的结构如图1。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是________________(填元素符号)，1 mol该物质中含σ键的数目为________NA。 (2)配合物a、b、c的化学式分别为[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O、[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O、[Cr(H2O)6]Cl3，相同物质的量的配合物a、b、c分别与足量AgNO3溶液反应，生成AgCl的物质的量之比为________。 (3)Cr的某配合物的结构如图2所示。其中配位原子为________(填元素符号)；NCS－中碳原子杂化方式为____________。 解析：(1)1个中含4个σ键，1个中含8个σ键，故1 mol (NH4)2Cr2O7中含σ键的数目为(4×2＋8)NA＝16NA。(2)配合物a、b、c的外界Cl－个数比为1∶2∶3，只有配合物外界的Cl－会与Ag＋反应生成AgCl，故相同物质的量的a、b、c分别与足量AgNO3溶液反应，生成AgCl的物质的量之比为1∶2∶3。(3)由题图2结构可知，该配合物的配位原子为N，N提供孤电子对；NCS－中C的价层电子对数为2＋ ＝2，孤电子对数为0，则碳原子杂化方式为sp杂化。 答案：(1)N＞O＞Cr　16　(2)1∶2∶3　(3)N　sp杂化 6．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)一种Ni2+配合物的结构如图所示。 ①组成该配合物的第二周期元素的电负性由大到小的顺序是______(填元素符号)。 ②该配合物中Ni2+的配位数为____________________________。 ③该配合物中存在的作用力有________(填字母，下同)。 A．配位键 B．离子键 C．氢键 D．范德华力 (2)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____________________。 A．共价键 B．非极性键 C．配位键 D．σ键 E．π键 (3)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3+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，无明显现象。第一种配合物可表示为__________________，第二种配合物可表示为______________________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是_______________________________________。 解析：(1)①由题意知，组成该配合物的第二周期元素有C、N、O，同周期从左到右，元素电负性递增，则电负性：O＞N＞C。②由题图结构可知，Ni2+周围有4个氮原子与其形成配位键，故其配位数为4。③由题图结构可知，该配合物中存在配位键、分子内氢键、范德华力，不含离子键。(2)[Al(OH)4]－中OH－和Al3+之间存在配位键，属于共价键，H、O之间形成共价键，也是极性键、σ键。(3)由题意知，在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，说明在外界；在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时， 则无明显现象，说明在内界，则第一种配合物可表示为[CoBr(NH3)5]SO4，第二种配合物可表示为[Co(SO4)(NH3)5]Br。第二种配合物中Br－在外界，若向其溶液中滴加AgNO3溶液，会生成淡黄色沉淀。 答案：(1)①O＞N＞C　②4　③ACD　(2)ACD (3)[CoBr(NH3)5]SO4　[Co(SO4)(NH3)5]Br　生成淡黄色沉淀 $$