内容正文:
第四节 配合物与超分子
1.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.中心离子所结合配体的个数称为配
位数,不同离子的配位数可能不同
2.配合物Co2(CO)8 的结构如图(已知Co
是0价),该配合物中存在的作用力类
型共有 ( )
①金属键 ②离子键 ③共价键
④配位键 ⑤氢键 ⑥范德华力
A.②③④ B.②③④⑥
C.①③④⑥ D.②③④⑤⑥
3.下列配合物的水溶液中加入硝酸银不
能生成沉淀的是 ( )
A.[Co(NH3)4Cl2]Cl
B.[Co(NH3)6]Cl3
C.[Cu(NH3)4]Cl2
D.[Co(NH3)3Cl3]
4.下列各种说法中错误的是 ( )
A.配位键是一种特殊的共价键
B.NH4NO3、CuSO45H2O 都含有配
位键
C.共价键的形成条件是成键原子必须
有未成对电子
D.形成配位键的条件是一方有空轨道,
另一方有孤电子对
5.在 NH+4 中存在4个 N-H 共价键,则
下列说法正确的是 ( )
A.4个共价键的键长完全相同
B.4个共价键的键长完全不同
C.原来的3个 N—H 的键长完全相同,
但与通过配位键形成的 N—H 不同
D.4个 N—H 键长相同,但键能不同
6.配合物 Na3[Fe(CN)6]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)6]3- ,中心离子为
Fe3+ ,配位数为6
C.1mol配合物中σ键数目为12NA
D.该配合 物 为 离 子 化 合 物,易 电 离,
1mol该配合物电离得到阴、阳离子
的数目共4NA
7.(双选)下列说法错误的是 ( )
A.KAl(SO4)212H2O属于配合物
B.配合物中的配体可以是分子也可以
是阴离子
C.配位数为4的配合物均为正四面体
形结构
D.[Cu(NH3)2]+ 中的中心离子的配位
数为2
8.如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图
(部分),下列有关叙述正确的是 ( )
93
第三章 晶体结构与性质
A.示意图中的两个氧原子的杂化类型
无法确定
B.该叶绿素是配合物,中心离子是镁
离子
C.该 叶 绿 素 是 配 合 物,其 配 体 是 N
原子
D.该叶绿素不是配合物,而是高分子化
合物
9.已知某紫色配合物的组成为 CoCl3
5NH3H2O,其水溶液显弱酸性,加入
强碱加热至沸腾有 NH3 放出,同时产
生Co2O3 沉淀;向一定量该配合物溶液
中加过量 AgNO3 溶液,有 AgCl沉淀生
成,待沉淀完全后过滤,再加过量 AgNO3
溶液于滤液中,无明显变化,但加热至
沸腾又有 AgCl沉淀生成,且第二次沉
淀量为第一次沉淀量的二分之一.则
该配合物的化学式最可能为 ( )
A.[CoCl2(NH3)4]ClNH3H2O
B.[Co(NH3)5(H2O)]Cl3
C.[CoCl(NH3)3(H2O)]Cl22NH3
D.[CoCl(NH3)5]Cl2H2O
10.已知Co(Ⅲ)的八面体配合物的化学式
为CoClmnNH3,若1mol配合物与
AgNO3 溶液反应生成1molAgCl沉
淀,则m、n的值是 ( )
A.m=1,n=5 B.m=3,n=4
C.m=5,n=1 D.m=4,n=5
11.Co(NH3)5BrSO4 可形成两种钴的配
合物,P:[Co(NH3)5Br]SO4,Q:[Co
(SO4)(NH3)5]Br,向 P、Q 的溶液中
分别加入 BaCl2 溶液后,下列有关说
法错误的是 ( )
A.Q溶液中会产生白色沉淀
B.P溶液中会产生白色沉淀
C.Q中SO2-4 是配体
D.P、Q的配位数均是6
12.如图 所 示,a为 乙 二 胺 四 乙 酸 (EDG
TA),易与金属离子形成螯合物,b为
EDTA与Ca2+ 形成的螯合物.下列叙
述正确的是 ( )
A.a和b中 N原子均采取sp3 杂化
B.b中Ca2+ 的配位数为4
C.a中配位原子是C原子
D.b中含有共价键、离子键和配位键
13.超分子化学已逐渐扩展到化学的各个
分支,还扩展到生命科学和物理学等
领域.由 Mo将2个 C60分子,2个pG
甲酸丁酯吡啶及2个 CO分子利用配
位键自组装的超分子结构如图所示.
(1)Mo处于第五周期第ⅥB族,核外
电子排布与Cr相似,它的基态价层电
子排布式是 ;核外未成对电
子数是 个.
04
选择性必修二
(2)该超分子中存在的化学键类型有
(填字母).
A.σ键 B.π键
C.离子键 D.氢键
(3)该超分子中配体CO提供孤电子对
的原子是 (填元素符号),pG甲
酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式
有 .
(4)从电负性角度解释 CF3COOH 的
酸性强于CH3COOH 的原因
.
(5)C60与 C70互为同素异形体,分离混
合物的实验操作是
.
14.向黄色的氯化铁溶液中加入无色的
KSCN溶液,溶液变成红色.该反应
在有 的 教 材 中 用 方 程 式 FeCl3 +
3KSCNFe(SCN)3+3KCl表示.
经研 究 表 明,Fe(SCN)3 是 配 合 物,
Fe3+ 与SCN- 不仅能以1∶3的个数
比配合,还可以与其他个数比配合.
请按要求填空.
(1)Fe3+与SCN- 反应时,Fe3+ 提供
,SCN- 提供 ,二者通过
配位键结合.
(2)所得Fe3+ 与SCN- 的配合物中,主
要是Fe3+ 与SCN- 以个数比1∶1配
合所得离子显红色.含该离子的配合
物的化学式是
.
(3)若Fe3+ 与SCN- 以个数比1∶5配
合,则 FeCl2 与 KSCN 在水溶液中发
生反应的化学方程式可以表示为
.
15.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 的 配
合物.
(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
比为 ,
在配合物 Fe(SCN)2+ 中,提供空轨道
接受电子孤对的微粒是 .
(3)配合物 K4[Fe(CN)6]中不存在的
作用力 (填序号).
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+2N2H4
3N2+4H2O,若该反应中有4molN-
H 键断裂,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,能嵌入某离子或分子并形
成4个氢键予以识别.
下列分子或离子中,能被该有机化合
物识别的是 (填标号).
a.CF4 b.CH4
c.NH+4 d.H2O
14
第三章 晶体结构与性质
(2)SiCl4 和 CCl4 组成、结构相似,SiCl4 的相对分子质
量大于 CCl4 的相对分子质量,SiCl4 的分子间作用力大
于 CCl4 的分子间作用力,故SiCl4 的熔点高于 CCl4 的
熔点.
答案:(1)a.NaF与 MgF2 均为离子晶体,SiF4 为分子晶
体,所以 NaF与 MgF2 远比SiF4 熔点要高
b.因为 Mg2+ 的半径小于 Na+ 的半径且 Mg2+ 所带电荷
数较大,所以 MgF2 的离子键强度大于 NaF的离子键
强度,故 MgF2 的熔点高于 NaF (2)高 SiCl4 的相对
分子质量比CCl4 的大,范德华力大,因此沸点高
11.解析:由题意知 B、C、D分别为 Na、Al、S或 Na、Al、Cl.
E与其他元素不同周期也不同主族,只能为 Ca.由晶
胞可知 A、E形成的离子化合物为 EA2,则 A 为 F,即
A、B、C、D、E分别为F、Na、Al、Cl、Ca.(1)A、E形成的
化合物为 CaF2.(2)由同周期元素原子半径变化规律
可知原子半径 Na>Al>Cl,由同主族元素原子半径变
化规律可知原子半径 Cl>F.
(3) 由 图 可 知 为 12 个. (4)ρ =
m
V =
78×4
1.6×10-22×6.02×1023
≈3.2(gcm-3).
答案:(1)[∶ F
‥
‥
∶]-Ca2+ [∶ F
‥
‥
∶]-
(2)F<Cl<Al<Na (3)12 (4)3.2gcm-3
12.解析:(1)由题图甲可知,石墨晶胞中处于顶点的8个碳
原子分为两种,其中4个被6个晶胞共有,4个被12个
晶胞共有;处于棱上的4个碳原子也分为两种,其中2
个被3个晶胞共有,2个被6个晶胞共有;处于面上的2
个碳原子分别被2个晶胞共有;晶胞内还有1个碳原
子,所以每个六方晶胞中含有的碳原子数为4× 16 +4
×112+2×
1
3+2×
1
6+2×
1
2+1=4
.
(2)由题图乙可知,石墨烯中六个碳原子组成一个环,
每个碳原子属于三个环,相当于两个碳原子组成一个
环,1mol碳原子组成的环的个数为0.5NA.根据碳原
子成键特点,每个碳原子形成两个碳碳单键和一个碳
碳双键;石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面,从
石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力.
答案:(1)4 (2)0.5NA bc (3)4
第四节 配合物与超分子
1.B [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;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;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;
配位数指形成配离子时配体的个数,不同离子的配位数
可能相同也可能不同,D项正确.]
2.C [配合物Co2(CO)8 中存在C、O之间的共价键、Co、C
之间的配位键、Co、Co之间存在金属键、分子之间存在
范德华力,所以存在的有①③④⑥.]
3.D [A项[Co(NH3)4Cl2]Cl能电离出氯离子,所以能和
硝酸银反应生成氯化银沉淀,错误;B项,[Co(NH3)6]
Cl3 能电离出氯离子,所以能和硝酸银反应生成氯化银
沉淀,错误;C 项,[Cu(NH3)4]Cl2 能电离出氯离子,所
以能 和 硝 酸 银 反 应 生 成 氯 化 银 沉 淀,错 误;D 项,
[Co(NH3)3Cl3]不能电离出氯离子,所以不能和硝酸银
反应生成氯化银沉淀,正确.]
4.C [配位键是成键的两个原子一方提供孤电子对,另一
方提供空轨道而形成的共价键,可见成键双方都不存在
未成对电子,故 A、D 选项正确,C 选项错误;NH4NO3、
CuSO45H2O中的 NH+4 、[Cu(H2O)4]2+ 含有配位键,故
B选项正确.]
5.A [NH+4 可看成 NH3 分子结合1个 H+ 后形成的,在
NH3 中中心原子氮采取sp3 杂化,孤电子对占据一个轨
道,3个未成键电子占据另3个杂化轨道,分别结合个 H
原子形成3个σ键,由于孤电子对的排斥,所以空间结构
为三角锥形,键角压缩至107°.但当有 H+ 时,N 原子的
孤电子对会进入 H+ 的空轨道,以配位键形成 NH+4 ,这
样 N原子就不再存在孤电子对,键角恢复至109°28′,故
NH+4 为正四面体形,4个 N-H 完全一致,配位键与普
通共价键形成过程不同,但性质相同.]
6.A [A.Na+ 与[Fe(CN)6]3- 之间存在离子键,CN- 与
Fe3+ 之间存在配位键,CN- 中碳原子与氮原子之间存在
极性键,不存在非极性键,A 项错误;B.配合物 Na3[Fe
(CN)6]中,配离子为[Fe(CN)6]3- ,中心离子为 Fe3+ ,配
位数为6,B项正确;C.CN- 中碳原子与氮原子之间存在
1个σ键,CN- 与Fe3+ 之间的配位键属于σ键,则1mol
配合物 Na3[Fe(CN)6]中 σ键 数 目 为 (6+6)×NA =
12NA,C项正确;D.该配合物为离子化合物,易电离,其
电离方程式为 Na3[Fe(CN)6]=3Na+ +[Fe(CN)6]3- ,
1mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA,D 项
正确;故选 A.]
16
参考答案
7.AC [KAl(SO4)212H2O 属 于 一 般 化 合 物,不 含 配
体,所以 KAl(SO4)212H2O不属于配合物,A 项错误;
配合物是由中心原子或离子(统称中心原子)和围绕它
的称为配体的分子或离子完全或部分由配位键结合形
成的化合物,所以配合物中的配体可以是分子也可以是
阴离子,B项正确;配位数为4的配合物,一般有平面四
边形和四 面 体 形 两 种 不 同 的 空 间 结 构,C 项 错 误;[Cu
(NH3)2]+ 中 Cu+ 的配位数为2,D项正确.]
8.B [由示意图知,两个氧原子均形成了两个σ键,故均为
sp3 杂化,A 项错误;Mg的最高化合价为+2,而化合物
中 Mg与4个氮原子形成化学键,由此可以判断该化合
物中 Mg与 N原子间存在配位键,该物质为配合物,B项
正确;因氮原子还与碳原子成键,因此只能说氮原子是
配位原子而不能说是配体,C项错误;高分子化合物的相
对分子质量通常在10000以上,D项错误.]
9.D [CoCl35NH3H2O的水溶液显弱酸性,加入强碱
加热至沸腾有 NH3 放出,说明 NH3 均在内界,向该配合
物溶液中加过量 AgNO3 溶液,有 AgCl沉淀生成,说明
该配合物外界有Cl- ,过滤后再加过量 AgNO3 溶液于滤
液中无变化,但加热至沸腾又有 AgCl沉淀生成,且第二
次沉淀量为第一次沉淀量的二分之一,说明该配合物内
界也含有 Cl- ,且外界的 Cl- 与内界的 Cl- 个数之比为2
∶1.综上分析,D项最有可能.]
10.B [由1mol配合物与 AgNO3 反应生成1molAgCl,
得知1mol配合物电离出1molCl- ,即配离子显+1
价、外面还有一个 Cl- .又因为是 Co3+ ,所以[CoClm-1
nNH3]+ 中有两个 Cl- .又因为是八面体构型,所以
n=6-2=4.配合物为[Co(NH3)4Cl2]Cl.]
11.A [由 P、Q 的分子式知 P的外界是 SO2-4 ,Q 的外界
是Br- ,在溶液中前者能电离出大量的SO2-4 而后者不
能,故 Q溶液中不能产生白色沉淀.]
12.A [A项,a中 N原子有3个σ键电子对,含有1个孤
电子对,b中 N原子有4个σ键电子对,没有孤电子对,
则a、b中 N原子均采取sp3 杂化,正确;B项,b为配离
子,Ca2+ 的配位数为6,错误;C项,a不是配合物,错误;
D项,钙离子与 N、O之间形成配位键,其他原子之间形
成共价键,不含离子键,错误.]
13.解析:(1)Mo处于第五周期ⅥB族,核外电子排布与 Cr
相似,其价层电子为4d、5s电子,4d能 级 上 有 5个 电
子、5s能级上有1个电子,据此书写它的基态价层电子
排布式;核外未成对电子是4d、5s能级上的电子.
(2)该分子中只存在共价键,共价单键为σ键、共价双键
中含有σ键和π键.
(3)CO提供孤电子对的是 C原子、Mo提供空轨道;pG
甲酸丁酯吡啶配体中 C原子价层电子对个数有4、3,根
据价层电子对互斥理论判断 C原子杂化类型.
(4)F的电负性强于 H,对电子的吸引能力强,导致共用
电子对偏向F,则 O-H 较易断裂.
答案:(1)4d55s1 6 (2)AB (3)C sp3、sp2
(4)F的电负性强于 H,对电子的吸引能力强,导致共用
电子对偏向F,则 O—H 较易断裂,所以酸性强于乙酸
(5)将C60与C70的混合物加入一种空腔大小与 C60适配
的“杯酚”中,然后加入甲苯溶剂,将未装入杯酚的 C70
溶解,过滤后分离C70;再向不溶物中加入氯仿,氯仿溶
解杯酚而将不溶解的C60释放并沉淀出来
14.解析:Fe3+ 和 SCN- 形成配合 物 时,Fe3+ 提 供 空 轨 道,
SCN- 提供孤电子对,Fe3+ 和SCN- 以1∶1和1∶5形
成配离子时写化学式要用 Cl- 和 K+ 分别平衡配离子
的电荷,使配合物呈电中性.
答案:(1)空轨道 孤电子对
(2)[Fe(SCN)]Cl2
(3)FeCl3+5KSCNK2[Fe(SCN)5]+3KCl
15.解析:(1)Fe原子核外电子数为26,其基态原子核外电
子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,电子占据的最高能层
符号为 N,该能层具有的原子轨道数为1+3+5+7=
16、电子数为2.(2)(CN)2 是直线形 分 子,并 有 对 称
性,结构式为 N≡C—C≡N,(CN)2 中π键和σ键的个
数比为4∶3;根据配合物化学式可知,Fe(SCN)2+ 中提
供空轨道接受电子孤对的微粒应该是铁离子.(3)钾离子
和 六 氰 合 亚 铁 离 子 之 间 是 离 子 键,六 氰 合 亚 铁 离 子
[Fe(CN)6]4- 中Fe2+ 与 CN- 形成配位键,CN- 中存在
C≡N三键,为极性共价键,不存在非极性共价键.
(4)若 该 反 应 中 有 4molN—H 键 断 裂,参 加 反 应 的
N2H4 为1mol,生成氮气为1.5mol,氮气分子结构式
为 N≡N,三键中含有2个 π键,形成 π键的物质的量
为2×1.5mol=3mol.(5)F、O、N 的电负性很大,与
H 元素形成的微粒之间可以形成氢键,正四面体顶点
N原子与嵌入空腔的微粒形成4个氢键,该微粒应含有
4个 H 原子,选项中只有 NH+4 符合.
答案:(1)N 16 2 (2)4∶3 Fe3+ (3)C (4)3
(5)c
26
选择性必修二