3.4配合物与超分子同步练习 -2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

3.4配合物与超分子 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列关于杯酚分离 和 的说法错误的是 A．均属于非极性分子，而氯仿属于极性分子 B．操作①②是过滤，操作③是蒸馏 C．“杯酚”与 之间利用共价键结合在一起 D．“杯酚”分离 和 这个案例体现了超分子具有分子识别这个重要特征 2．二茂铁(C5H5)2Fe是Fe2+与环戊二烯基形成的一类配合物，实验室可用邻二氮菲()测定铁的含量，邻二氮菲能与Fe2+形成橙红色配离子，该配离子中Fe2+与氮原子形成的配位键共有 A．6个 B．4个 C．2个 D．8个 3．下列关于配位化合物的叙述中，错误的是 A．配位化合物中必定存在配位键 B．含有配位键的化合物一定是配位化合物 C．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键 D．配位化合物在化学催化剂、医学科学、材料化学等领域都有广泛的应用 4．超分子@18-冠-6的合成过程如图所示。 已知：18-冠-6的空腔直径为的直径为。 下列说法错误的是 A．水中溶解性：化合物Ⅰ化合物Ⅱ B．18-冠-6的空穴与钾离子尺寸适配，二者通过弱作用力形成超分子 C．18-冠-6亦可与形成稳定的超分子 D．超分子可以是分子，也可以是离子 5．下列关于配位化合物的叙述，不正确的是 A．配位化合物中必定存在配位键 B．配位化合物中只有配位键 C．[Fe(SCN)6]3-中的Fe3+提供空轨道，SCN-中的氮原子提供孤电子对形成配位键 D．许多过渡元素的离子(如Cu2+、Ag+等)和某些主族元素的离子或分子(如NH3、OH-等)都能形成配合物 6．下列关于超分子的说法不正确的是 A．超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体 B．超分子就是高分子化合物 C．超分子具有分子识别特性 D．超分子具有自组装特性 7．冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中加入冠醚，可使氧化反应迅速发生，原理如图。 下列说法错误的是 A．冠醚由于相对分子质量较大，可以看成是一类超分子 B．冠醚与结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应 C．烯烃在冠醚中的溶解度大于在水中的溶解度 D．通过配位键与冠醚相结合 8．乙酰乙酸乙酯存在酮式与烯醇式的互变异构，其中烯醇式可与结合产生紫色，其结构如图所示，下列有关该配离子的说法正确的是 A．有23种空间运动状态的电子 B．该配离子中含有6个配体 C．该配离子中碳原子的杂化类型有、杂化 D．该配离子中含有的化学键有离子键、极性键、非极性键、配位键 二、填空题 9．指出下列配合物的配位数和配位原子。 (1)： 、 。 (2) 、 。 (3) 、 。 (4) 、 。 10．回答下列问题 (1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强 。 GeCl4 GeBr4 GeI4 熔点/ ℃ -49.5 26 146 沸点/ ℃ 83.1 186 约400 (2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。 ②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为 ，提供孤电子对的成键原子是 。 ③氨的沸点 (填“高于”或“低于”)磷(PH3)，原因是 ；氨是 (填“极性”或“非极性”)分子，中心原子的轨道杂化类型为 。 11．超分子的实例 分离C60和C70 (1)冠醚识别碱金属离子 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 离子 (2)超分子两个的重要特征： 、 。 12．回答下列问题： (1)1 mol HOOCCH2CH2CHO分子中含有 mol单键， mol双键；含有 mol π键， mol σ键。 (2)在[Ag(NH3)2]＋中 的 原子提供孤电子对， 提供空轨道。 13．配位键的形成 (1)概念：成键的两个原子一方提供 ，一方提供 而形成的化学键。 (2)表示方法：常用符号 表示。A提供 ，B提供 。 (3)实质：配位键实质是一种特殊的 。 (4)存在：可以存在于 之中，也可以存在于 之中。 14．碳元素在自然界中分布很广，在地壳中其丰富程度远低于氧、硅、铝、铁等元素。但是，碳却是存在形式最复杂的元素，如煤、石油、天然气、动植物体、石灰石、白云石、二氧化碳等。请回答下列问题； (1)基态碳原子的电子排布式为 。 (2)在CO2分子中，碳原子采用 杂化轨道与氧原子成键。 (3)COCl2俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，应用价层电子对互斥理论，预测COCl2分子的空间结构为 。 (4)二茂铁(C5H5)2Fe是Fe2＋与环戊二烯基形成的一类配合物，实验室测定铁的含量：可用配位剂邻二氮菲()，它能与Fe2＋形成红色配合物(如图)，该配离子中Fe2＋与氮原子形成配位键共有 个。 三、解答题 15．X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2＋离子的3d轨道中有9个电子。 请回答下列问题： (1)Y基态原子的电子排布式是 。 Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是 (填元素符号)。 (2)XY离子的空间构型是 ；R2＋的水合离子中，提供孤对电子的原子是 。 (3)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是 。 16．X是合成碳酸二苯酯的一种有效的氧化还原催化助剂，可由EDTA与Fe3+反应得到。 (1)EDTA中碳原子的杂化轨道类型为 ；EDTA中四种元素的电负性由小到大的顺序为 。 (2)Fe3+的基态核外电子排布式为 。 (3)EDTA与正二十一烷的相对分子质量非常接近，但EDTA的沸点(540.6 ℃)比正二十一烷的沸点(100 ℃)高，其原因是 。 (4)X中的配位原子是 。 17．铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。 (1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外电子排布式为 。 (2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为 。 (3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是 。 (4)Cu2O的熔点比Cu2S的 (填“高”或“低”)，请解释原因 。 18．回答下列问题： (1)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物提供孤对电子的原子是 。 (2)NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3， 原子提供孤对电子， 原子提供空轨道。写出NH3·BF3的结构式，并用“→”表示出配位键 。 (3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼能与硫酸反应生成N2H6SO4.N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内存在 (填字母序号)。 a．离子键        b．配位键        c．共价键        D．σ键 (4)向CuSO4溶液中加入过量NaOH 溶液可生成Na2[Cu(OH)4]。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为 ，Na2[Cu(OH)4]中除配位键外，还存在的化学键类型是 (填字母)。 a．离子键        b．金属键        c．极性键        D．非极性键 (5)向氯化铜溶液中加入过量浓氨水，然后加入适量乙醇，溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]Cl2晶体，上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外，还有 和 。 《3.4配合物与超分子》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C A B C B B A C 1．C 【详解】A．和 分子空间对称，是非极性分子，氯仿CHCl3不是正四面体属于极性分子，故A正确； B．操作①②分离出不溶物，为过滤操作，操作③分离沸点不同的有机物，操作是蒸馏，故B正确； C．由操作①分离出C60与杯酚固体，可知“杯酚”与C60之间通过分子间作用力形成超分子，故C错误； D．C60和C70的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，故D正确； 综上所述，答案为C。 2．A 【详解】在该配合物中，Fe2+是中心离子，提供空轨道；邻二氮菲是配位体，其中配位体上的N原子提供孤电子对与中心Fe2+形成配位键，根据题图可知，3个配位体上的6个N原子提供6对孤电子对，与Fe2+形成6个配位键，故形成配位键的个数是6； 故选 A。 3．B 【详解】A．配合物中一定含有配位键，还含有共价键，可能含有离子键，A正确； B．含有配位键的化合物不一定是配位化合物，例如氯化铵尽管含有配位键，但其结构简单，不具备配合物的结构特征，不能看作配合物，B错误； C．配离子中中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对，所以[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键，C正确； D．配位化合物具有一些特殊的性质，在化学催化剂、医学科学、材料化学等领域都有广泛的应用，D正确； 故选B。 4．C 【详解】A．化合物I中存在羟基，在水溶液中能形成氢键，因此水中溶解性：化合物Ⅰ化合物Ⅱ，A正确； B．的粒子直径在18-冠-6空腔直径范围内，因此18-冠-6可以识别钾离子，K+与氧原子之间通过弱相互作用形成超分子，B正确； C．电子层数越多，离子半径越大，Li+、Na+的半径均小于钾离子的半径，导致Li+、Na+的直径不在18-冠-6空腔直径范围内，因此18-冠-6不能识别Li+、Na+而形成稳定的超分子，C错误； D．超分子是指由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，超分子的定义是广义的，包括离子，D正确； 故选C。 5．B 【详解】配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有离子键等其他化学键，A正确，B错误；Fe3+、Cu2+、Ag+等过渡元素的离子有空轨道，与许多配体具有很强的结合力，可形成配合物，C、D均正确。 6．B 【详解】A．超分子的定义为由两种或两种以上分子通过分子间相互作用结合在一起形成的复杂、有组织的分子聚集体，A正确； B．超分子是由两种或两种以上分子通过非共价键结合形成的聚集体，而高分子则是由许多重复的结构单元通过共价键连接而成的大分子，所以超分子不属于高分子化合物，B错误； C．超分子的两大特征之一是具有自己的分子识别特性，C正确； D．超分子的两大特征之二是具有自己的自组装特性，D正确； 故答案为：B。 7．A 【详解】A．超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，冠醚是单独的一个分子结构，不是超分子，A错误； B．冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，冠醚与K+结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应，B正确； C．烯烃和冠醚的极性都很小，根据相似相溶原理知，烯烃可溶于冠醚，而水分子的极性较大，烯烃难溶于水，C正确； D．冠醚中氧原子提供孤电子对，K+提供空轨道，两者通过配位键形成超分子，D正确； 故选A。 8．C 【详解】A．Fe的原子序数为26，Fe原子失去4s能级上的2个电子和3d能级的1个电子形成，则的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，电子占有轨道数为14，有14种空间运动状态的电子，选项A错误； B．该配离子中含有6个配位键，有3个配体，选项B错误； C．双键上的C原子形成3个σ键且无孤电子对，采用sp2杂化，饱和C原子价层电子对数为4，采用sp3杂化，选项C正确； D．该配离子中含有的化学键有极性键、非极性键、配位键，不含离子键，选项D错误； 答案选C。 9．(1) 配位数为2 配位原子为N原子 (2) 配位数为6 配位原子为F原子 (3) 配位数为4 配位原子为N原子 (4) 配位数为6 配位原子为O原子 【详解】（1）[Ag(NH3)2]+中中心离子为Ag+，配体为NH3，配位数为2，NH3分子中N原子给出孤对电子，配位原子为N原子；答案为：配位数为2；配位原子为N原子。 （2）[AlF6]3-中中心离子为Al3+，配体为F-，配位数为6，F-给出孤对电子，配位原子为F原子；答案为：配位数为6；配位原子为F原子。 （3）[Cu(NH3)4]2+中中心离子为Cu2+，配体为NH3，配位数为4，NH3分子中N原子给出孤对电子，配位原子为N原子；答案为：配位数为4；配位原子为N原子。 （4）[Fe(H2O)6]2+中中心离子为Fe2+，配体为H2O，配位数为6，H2O分子中O原子给出孤对电子，配位原子为O原子；答案为：配位数为6；配位原子为O原子。 10．(1)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高，原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强 (2) 正四面体 配位键 N 高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3 【详解】（1）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高，原因是三种物质分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强； （2）①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子为，其价层电子数为4，没有孤电子对，立体构型是正四面体； ②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是为N，Ni2+提供空轨道； ③氨的沸点高于PH3，因为NH3分子间可形成氢键，氨为极性分子，价层电子数为，所以中心原子的轨道杂化类型为sp3杂化。 11．(1)碱金属 (2) 分子识别 自组装 【详解】（1）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； （2）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；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，超分子两个的重要特征：分子识别、自组装。 12．(1) 10 2 2 12 (2) NH3 N Ag＋ 【详解】（1）根据结构式，可以分析出其化学键，①单键有O-H键，C-O键，C-H,C=O键中有一个单键，所以有10mol单键；②2mol双键；③π键为其中的双键，其中一个键为π键，所以一共有2molπ键； ④σ键为其中的双键中的一个键，单键均为 σ键，故有12mol σ键,故答案为：①10 ②2 ③2 ④12 （2）在[Ag(NH3)2]＋中，银离子是中心配离子，NH3是配体，所以NH3的氮原子提供孤电子对；Ag+提供空轨道，故答案为：① NH3②N③Ag＋ 13．(1) 孤对电子 空轨道 (2) A→B 孤电子对 空轨道 (3)共价键 (4) 共价化合物 离子化合物 【解析】略 14．(1)1s22s22p2 (2)sp (3)平面三角形 (4)6 【详解】（1）碳是6号元素，核外有6个电子，根据构造原理知碳元素基态原子核外电子排布式为：1s22s22p2； （2）CO2的中心原子为C原子，价层电子对为2+，孤电子对为0，杂化方式为sp杂化； （3）COCl2分子中C原子采取sp2杂化成键，成键电子对数为3，中心原子C原子价电子数为4，两个电子分别与氯原子形成共价键，另外两个与O原子形成共价键，孤电子对为0，价层电子对为3，COCl2分子的空间结构为平面三角形； （4） 由配离子结构可知，6个N原子提供孤电子对，Fe2+提供空轨道，Fe2+与N原子形成6个配位键。 15．(1) 1s22s22p4 Cl (2) V形 O (3)2Cu＋8NH3·H2O＋O2=2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH-＋6H2O 【分析】XY2是红棕色气体，则XY2是NO2，X是氮元素，Y是氧元素；Z基态原子的M层与K层电子数相等，则Z的K、M层分别有2个电子，Z为镁元素；R2＋离子的3d轨道中有9个电子，则R原子失去3d轨道的1个电子和4s轨道的1个电子后形成R2＋离子，R原子的核外电子排布式为，R为铜元素。据此答题。 【详解】（1）Y是氧元素，基态原子的电子排布式是1s22s22p4。Z是镁元素，位于周期表中第三周期，该周期中第一电离能最大的主族元素是Cl。 （2）为，中心原子上的孤电子对数=，有2个键电子对，故价层电子对数是3，因此离子的空间构型是V形；在Cu2＋的水合离子中，水分子中的O原子提供孤对电子给予，提供空轨道。 （3）R是铜元素，X是氮元素，Y是氧元素，将Cu粉加入的浓溶液中，通入O2，充分反应后，深蓝色溶液中含有的离子为[Cu(NH3)4]2＋，根据电荷守恒以及原子守恒可写出该反应的离子方程式：。 16．(1) sp2、sp3 H<C<N<O (2)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (3)EDTA可形成分子间氢键 (4)N、O 【详解】（1）EDTA中饱和碳原子为sp3杂化，碳氧双键的碳原子为sp2杂化；同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，则C、N、O的电负性依次增大，甲烷中C呈负电性，H的电负性弱于C，则涉及元素的电负性：H<C<N<O。 （2）基态Fe原子的核外电子排布式可用[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2表示，失去3个电子变成Fe3+，基态Fe3+的核外电子排布式可用[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5表示。 （3）EDTA存在分子间氢键，所以其沸点比正二十一烷的沸点高。 （4）N和O原子含有孤电子对，由分子结构可知X中的配位原子是N和O。 17．(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 (2)4 (3)F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中氮原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子 (4) 高 Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同，阴离子所带电荷也相同，但O2-的半径比S2-小，所以Cu2O中的离子键更强，熔点更高 【详解】（1）基态Cu(电子排布式为[Ar]3d104s1)变为Cu2+的过程中，失去的两个电子是最外层的4s轨道和3d轨道上各一个电子，故Cu2+的电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9； （2）从图中可以看出，阴离子在晶胞中的位置有四类：顶点(8个)、棱上(4个)、面上(2个)、体心(1个)，根据晶胞中微粒个数计算方法——均摊法，可知该晶胞中有=4个阴离子； （3）N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N，导致N对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故但NF3不易与Cu2+形成配离子； （4）Cu2O与Cu2S相比，Cu2O、Cu2S都是离子晶体，熔化克服离子键，阳离子一样，阴离子半径：O2-＜S2-，Cu2O中的离子键比Cu2S中的强，故Cu2O的熔点高。 18．(1)X (2) N B (3)abcd (4) ac (5) 离子键 配位键 【详解】（1）BCl3分子中的B原子的1个2s轨道和2个2p轨道发生sp2杂化形成3个sp2杂化轨道。B原子还有1个空轨道(未杂化的2p轨道)，所以B原子与X形成配位键时，X应提供孤电子对。 （2） NH3中N原子为sp3杂化，N原子上有一对孤对电子，BF3中B原子为sp2杂化，杂化轨道与F原子形成3个共价键，故有一个2p空轨道，与NH3形成配位键，用“→”表示出配位键为。 （3） (NH4)2SO4中，存在配位键、共价键，表示为，与之间以离子键结合。故N2H6SO4中，存在配位键、共价键，表示为，与之间以离子键结合，故选abcd。 （4） Cu2＋中存在空轨道，而OH-中O原子上有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合，[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为。Na2[Cu(OH)4]为离子化合物，Na＋与[Cu(OH)4]-之间以离子键结合，O-H键为极性键，故选ac。 （5）Cu2＋提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu2＋与NH3分子之间形成配位键，NH3分子中N、H原子之间以共价键结合，内界离子[Cu(NH3)4]2＋与外界离子Cl-以离子键结合。 学科网（北京）股份有限公司 $