考点01 配位键与配合物 -备战2026年高考化学【二轮·析考点·练题型】提升突破复习讲义(全国通用)
2025-10-16
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内容正文:
考点01 配位键与配合物
本讲义包含:
研真题(10题)→析考点→练模拟(20题)
研真题
1.(2024·福建·高考真题)用探究性质,实验步骤及观察到的现象如下:
该过程中可能涉及的反应有:
①
②
③
④
下列说法错误的是
A.与的配位能力: B.无色
C.氧化性: D.探究过程未发生反应②
【答案】A
【详解】加入过量氨水生成无色溶液,过程中发生反应,其中为无色,无色溶液在空气中被氧气氧化为蓝色溶液,发生反应,其中为蓝色,加入铜粉发生反应,放置在空气中又发生反应,溶液又变为蓝色,据此解答。
A.中由N原子提供孤对电子用于形成配位键,中由O原子提供孤对电子用于形成配位键,电负性O>N,则O给电子能力弱,则与的配位能力:,故A错误;
B.由分析可知,无色,故B正确;
C.氧化剂的氧化性大于氧化产物,由方程式可知,氧化性:,故C正确;
D.由分析可知,探究整个过程未发生反应②,故D正确;
故选A。
2.(2025·北京·高考真题)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【详解】的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸,生成更多的,溶液黄色加深;继续滴加1滴KSCN溶液,转化为,溶液变为红色;再加入NaF固体,转化为,溶液红色褪去,变为无色;再滴加KI溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧化。
A.①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的,说明浓盐酸促进平衡正向移动,A正确;
B.由①到②,溶液变为红色,说明转化为,即生成并消耗,B正确;
C.②、③溶液中,均存在平衡,由于温度不变,故该反应的平衡常数不变,由于②、③溶液中含有的初始浓度相同,且②溶液为红色,③溶液为无色,故能说明:②>③,C正确;
D.类似C选项分析,由①→④推断,溶液中的是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,无法确定①中溶液中的的含量是否能够氧化I-,D错误;
故选D。
3.(2025·江苏·高考真题)探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤Ⅰ 取一定量溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为
B.步骤Ⅱ的两份溶液中:
C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为
【答案】B
【详解】A.步骤Ⅰ中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2,而非[Cu(NH3)4]SO4。因为适量浓氨水与CuSO4溶液反应首先生成Cu(OH)2沉淀,过量氨水才会溶解沉淀形成络合物,A错误;
B.步骤Ⅱ中,深蓝色溶液(加入浓氨水)中的Cu2+因形成[Cu(NH3)4]2+络离子而浓度降低,而蓝色溶液(加入稀盐酸)中Cu2+可以自由移动,浓度较高。因此c深蓝色(Cu2+) < c蓝色(Cu2+),B正确;
C.步骤Ⅲ中无明显现象并非因铁钉钝化。铁在碱性溶液中不易钝化,且后续加入盐酸后有反应发生,说明铁未钝化。真正原因是络合物中Cu2+浓度过低,无法被Fe置换,C错误;
D.步骤Ⅲ中加入盐酸后,H+与NH3结合生成NH4+,导致配合物释放Cu2+,随后Fe与H+反应生成H2(气泡),并与Cu2+发生置换反应生成Cu,D的反应式未体现H+的作用,与实际反应原理不符,D错误;
故选B。
4.(2025·河南·高考真题)某同学设计以下实验,探究简单配合物的形成和转化。
下列说法错误的是
A.②中沉淀与④中沉淀不是同一种物质
B.③中现象说明配体与的结合能力:
C.④中深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中小
D.若向⑤中加入稀硫酸,同样可以得到黄绿色溶液
【答案】D
【详解】该实验过程中,相关物质转化如下:。
A.②中沉淀为,④中沉淀为,二者不是同一物质,故A项说法正确;
B.③中含有的溶质为,Cu2+与NH3中N原子形成配位键,而未与H2O中O形成配位键,说明配体结合能力:NH3>H2O,故B项说法正确;
C.为离子化合物,属于强极性物质,乙醇属于极性相对低的有机物,向的水溶液中加入乙醇,扩大了溶质与溶剂的极性差,使得在水溶液中析出,即在乙醇中的溶解度小于在水中,故C项说法正确;
D.由于⑥中溶液呈黄绿色是由于含有,因此向⑤中加入稀硫酸无法得到黄绿色溶液,故D项说法错误;
综上所述,说法错误的是D项。
5.(2024·海南·高考真题)根据下列实验及现象,所得结论错误的是
选项
实验及现象
结论
A
将通入溴水至过量,溶液的橙色褪去
有漂白性
B
自热米饭附带的热源包(主要成分CaO,少许、Al粉)加水后,未产生气体
Al粉已经变质
C
浓溶液呈黄绿色,加水稀释后溶液呈蓝色
配体与间存在配位平衡移动
D
淀粉-KI试纸遇的混合液不变色
配离子氧化能力弱
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.二氧化硫与溴水发生氧化还原反应,二氧化硫表现还原性,故A错误;
B.热源包(主要成分CaO,少许、Al粉)加水后,未产生气体,可能是Al粉被氧化为氧化铝,故B正确;
C.浓溶液中存在平衡:[CuCl4]2-(黄色)+4H2O⇌[Cu(H2O)4]2-+4Cl-,加水稀释后溶液呈蓝色,是因为上述平衡向右发生移动,故C正确;
D.的混合液会形成配离子,的氧化能力小于Fe3+,故遇淀粉-KI试纸不变蓝色,故D正确;
答案选A。
6.(2024·甘肃·高考真题)兴趣小组设计了从中提取的实验方案,下列说法正确的是
A.还原性:
B.按上述方案消耗可回收
C.反应①的离子方程式是
D.溶液①中的金属离子是
【答案】C
【详解】从实验方案可知,氨水溶解了氯化银,然后用铜置换出银,滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液,向其中加入铁、铁置换出铜,过滤分铜可以循环利用,并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。
A.金属活动性越强,金属的还原性越强,而且由题中的实验方案能得到证明,还原性从强到弱的顺序为 Fe > Cu > Ag,A不正确;
B.由电子转移守恒可知,1 mol Fe可以置换1 mol Cu,而1 mol Cu可以置换2 mol Ag,因此,根据上述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B不正确;
C.反应①中,氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵,该反应的离子方程式是,C正确;
D.向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁,铁置换出铜后生成,然后被通入的氧气氧化为,氯化铵水解使溶液呈酸性,在这个过程中,溶液中的氢离子参与反应,因此氢离子浓度减少促进了铁离子水解生成氢氧化铁沉淀,氢氧化铁存在沉淀溶解平衡,因此,溶液①中的金属离子是,D不正确;
综上所述,本题选C。
7.(2025·安徽·高考真题)阅读材料,完成下列小题。
氨是其他含氨化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成。遇水转化为。溶于氨水得到深蓝色溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与溶液反应生成沉淀。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.与结合的能力:
B.与氨形成配位键的能力:
C.和分子中的键长:
D.微粒所含电子数:
【答案】B
【详解】A.根据题干信息,遇水转化为,反应为:,说明结合能力更强,A错误;
B.根据题干信息,深蓝色溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色溶液,说明更容易与配位形成,故与氨形成配位键的能力:,B正确;
C.原子半径,则键长:,C错误;
D.所含电子数为,所含电子数,相同数量的两种微粒所含电子数相等,D错误;
故选B。
8.(2025·北京·高考真题)通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。
(3)的晶胞是立方体结构,边长为,结构示意图如下。
①的配体中,配位原子是 。
②已知的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为 。()
【答案】(3)N
【详解】(3)①的内界为,故其配体为NH3,由于N原子有孤电子对,所以配位原子为N;
②根据均摊法,该晶胞中的个数为,的个数为8,故每个晶胞中含有4个,则晶体的密度为。
9.(2024·湖北·高考真题)学习小组为探究、能否催化的分解及相关性质,室温下进行了实验I~Ⅳ。
实验I
实验Ⅱ
实验Ⅲ
无明显变化
溶液变为红色,伴有气泡产生
溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知:为粉红色、为蓝色、为红色、为墨绿色。回答下列问题:
(1)配制的溶液,需要用到下列仪器中的 (填标号)。
a. b. c. d.
(2)实验I表明 (填“能”或“不能”)催化的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明能催化的分解,写出在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式 、 。
(3)实验I表明,反应难以正向进行,利用化学平衡移动原理,分析、分别与配位后,正向反应能够进行的原因 。
实验Ⅳ:
(4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为 、 。
【答案】
(1)bc
(2)不能 提供过量的碳酸氢根,通过平衡移动,促使水合钴离子转化为碳酸合钴离子,同时防止碳酸钴生成
(3)实验Ⅲ的现象表明,Co3+、Co2+分别与配位时,更易与反应生成(该反应为快反应),导致几乎不能转化为,这样使得的浓度减小的幅度远远大于减小的幅度,根据化学平衡移动原理,减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动,因此,上述反应能够正向进行
(4)
【详解】本题探究、能否催化的分解及相关性质。实验Ⅰ中无明显变化,证明 不能催化的分解;实验Ⅱ中溶液变为红色,证明易转化为;实验Ⅲ中溶液变为墨绿色,说明更易与反应生成,并且初步证明在的作用下易被氧化为;实验Ⅳ中溶液先变蓝后变红,并且前后均有气体生成,证明在酸性条件下,易转化为,氧化性强,可以把氧化为。
(1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到容量瓶、胶头滴管等等,因此选bc。
(2)CoSO4溶液中存在大量的,向其中加入30%的后无明显变化,因此,实验I表明不能催化的分解。实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为,因此,大过量的原因是:为保证转化为,提供过量的碳酸氢根,通过平衡移动,促使水合钴离子转化为碳酸合钴离子,同时防止碳酸钴生成。实验Ⅲ的实验现象表明在的作用下能与反应生成,然后能催化的分解,因此,在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为、 。
(3)实验I表明,反应难以正向进行。实验Ⅲ的现象表明,Co3+、Co2+分别与配位时,更易与反应生成(该反应为快反应),导致几乎不能转化为,这样使得的浓度减小的幅度远远大于减小的幅度,根据化学平衡移动原理,减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动,因此,上述反应能够正向进行。
(4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体,说明发生了;B到C溶液变为粉红色,并产生气体,说明发生了,因此从A到C所产生的气体的分子式分别为和。
10.(2025·山东·高考真题)单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(2)尿素分子与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O中,第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
②尿素分子中,C原子采取的轨道杂化方式为 。
③八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是 (填元素符号)。
【答案】(2)N O sp2 O
【详解】(2)①同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能:N>O>C;同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,因此电负性:O>N>C,故答案为:N;O。
②尿素分子中C原子形成3个σ键,无孤电子对,采取的轨道杂化方式为sp2杂化。
③八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,因此N原子不会参与形成配位键,说明C=O中O原子参与配位,所以与配位的原子是O。
析考点
1.配位键:由一个原子单方面提供孤电子对,而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键,即“电子对给予—接受”键,是一类特殊的共价键。
配位键可以用A→B来表示,其中A是提供孤电子对的原子,B是接受孤电子对的原子。例如:
铜离子与水分子之间的化学键是由H2O提供孤电子对给予Cu2+形成的。
2.配位化合物
通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,如:[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH。配位化合物多数能溶解、能电离、有颜色。
(1)配合物的组成:如[Cu(NH3)4]SO4
配体
(配位体)
含有孤电子对的分子或离子,如NH3、H2O、CO、F-、Cl-、Br-、I-、SCN-、CN-、OH-等。当配体中有两原子有孤电子对时,电负性小的原子为配位原子,如CO作配体时C为配位原子。
配位原子
配体中提供孤对电子的原子叫配位原子,如H2O中的O原子,NH3中的N原子。
中心离子
(或原子)
一般是金属离子,特别是过渡金属离子,中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。
配位数
直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目,中心原子(或离子)的配位数一般为2、4、6、8等。如:[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2,[Fe(CN)6]4-中配位数为6。
配离子
由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子,如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。
内界和外界
配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分,
如2Cl-,而内界微粒很难电离,因此,配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl-不能被Ag+沉淀,只有外界的Cl-才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
(2)典型配合物
[Cu(NH3)4]SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
Na3[AlF6]
中心离子
Cu2+
Fe3+
Ag+
Al3+
配体
NH3
CN-
NH3
F-
配位原子
N
C
N
F
配位数(n)
4
6
2
6
外界
SO
K+
OH-
Na+
3、配位键与共价键的关系
配位键与普通共价键实质是相同的,它们都被成键原子双方共用。如NH中虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全相同。同普通共价键一样,配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子之中(如NH)。
4、配合物中化学键的类型及共价键数目的判断
若配体为单核离子如Cl-等,可以不予计入,若为分子,需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的个数,此外,还要加上中心原子与配体形成的配位键,这也是σ键。如:[Cu(NH3)4]SO4化学键的类型:离子键、共价键、配位键,共价键数(σ键)为3×4+4+4=20。
5、其他特殊配合物
多齿配位
配体有多个配位原子,与中心原子形成螯合物,如:铜离子与乙二胺形成配离子
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]
6.配合物的生成实验探究与应用
配合物种类繁多,如叶绿素、血红素和维生素B12都是配合物。如叶绿素中Mg2+为中心离子,大环有机化合物作配体,配位原子为N。配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域应用广泛。
溶解度的改变
一些难溶于水的金属化合物形成配合物后,易溶解,如Cu(OH)2→[Cu(NH3)4]2+、AgCl→[Ag(NH3)2]+:
(1)CuSO4溶液Cu(OH)2(蓝色沉淀)[Cu(NH3)4]2+(深蓝色);
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH,
Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-。
(2)NaCl溶液AgCl(白色沉淀)[Ag(NH3)2]+;
Cl-+Ag+===AgCl↓,
AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-。
颜色的改变
当简单离子形成配合物时颜色会发生改变,如Fe(SCN)3的形成,利用此性质可检验铁离子的存在。
FeCl3溶液Fe(SCN)3(血红色),KSCN溶液检验Fe3+。
稳定性改变
形成配合物后,物质的稳定性增强。
练模拟
1.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)属于共价化合物,可以单体分子、二聚体分子(图a)和多聚体分子(图b)等形式存在。下列说法错误的是
A.二聚体分子中Be的杂化轨道类型为
B.单体分子的空间结构为直线形
C.多聚体分子中存在配位键
D.Be的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能
【答案】A
【详解】A.二聚体分子中,Be周围有三个成键电子对,孤对电子对为0,为平面三角形,Be的杂化轨道类型为sp2,A错误;
B.Be的成键电子对为2,孤对电子对为0,故分子的空间结构为直线形,B正确;
C.多聚体分子中氯提供孤对电子,Be提供空轨道,形成配位键,C正确;
D.Be的价电子为2s2,为全满状态,故的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,D正确;
答案选A。
2.(2025·福建三明·三模)二甘氨酸合铜(Ⅱ)是最早被发现的电中性内配盐,在细胞线粒体中有推动电子传递、清除自由基等生理功能。制备顺式和反式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的方法如下图所示。
已知:的二元取代物有两种结构。下列说法正确的是
A.与的配位能力:
B.中Cu(Ⅱ)的杂化方式为
C.0.5mol二甘氨酸合铜(Ⅱ)中含有8molσ键
D.顺式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的极性比反式的强
【答案】D
【详解】A.为强配体,的孤对电子与形成的配位键更稳定,所以能取代中的生成,故配位能力,A错误;
B.的二元取代物有两种结构,说明其空间构型为平面四边形(四面体二元取代物仅一种),杂化方式为而非,B错误;
C.二甘氨酸合铜(Ⅱ)中,每个甘氨酸配体含8个键:、1个C=O(其中1个σ键、1个π键),2个配体共16个键,加4个配位键,共20个键,所以二甘氨酸合铜(Ⅱ)中含键,C错误;
D.顺式配合物中相同基团在相邻位置,整体呈不对称,极性大;而反式异构由于结构更对称,极性较弱,故顺式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的极性比反式的强,D正确;
故选D。
3.(2024·浙江金华·一模)铵铁蓝是一种性能优良的蓝色颜料,可由白色的与、的混合溶液加热,经过滤洗涤干燥制得,离子方程式为:(未配平),下列说法不正确的是
A.该方程式中的X为
B.生成铵铁蓝,转移电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6
D.中的配体是,中心离子是
【答案】B
【详解】由变为,Fe元素升高1价,变为Cl-,降低6价,根据电子守恒和电荷守恒,配平后的离子方程式为。
A.由上述分析可知,X为,故A正确;
B.配平后的离子方程式为,转移6个电子,故生成铵铁蓝,转移电子,故B错误;
C.氧化剂为,还原剂为,由配平后的方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6,故C正确;
D.中配离子为,配体是,中心离子是,故D正确;
答案选B。
4.(2025·云南玉溪·三模)氨硼烷是一种颇具潜力的固体储氢材料,具有较高的稳定性和环境友好性。在催化剂作用下氨硼烷可发生水解:。已知:电负性,、的结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A.氨硼烷不溶于水
B.发生水解时转移
C.该反应过程中B原子均为杂化
D.分子中键是配位键,B原子提供孤电子对
【答案】B
【详解】A.氨硼烷能发生水解反应,说明氨硼烷能溶于水,A错误;
B.在反应中,中B为+3价,H为-1价和+1价,中H为+1价,反应生成,反应时,有9molH(来自中-1价的H)与9molH(来自中+1价的H)结合生成9mol,转移9mol电子,则发生水解时转移 3mol电子,B正确;
C.中B形成4个σ键(3个B-H、1个B-N),为sp3杂化;产物中B与3个O成键(价层电子对数3),为sp2杂化,B原子杂化方式不同,C错误;
D.分子中N - B键是配位键,由于电负性N>H>B,N原子有孤电子对,B原子有空轨道,所以是N原子提供孤电子对,D错误;
故选B。
5.(2025·云南玉溪·三模)在合成氨工业中,原料气(及少量CO、混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为。设为阿伏加德罗常数的值,已知简写为HAc,简写为。下列说法错误的是
A.中配位键的数目为
B.标准状况下,含有氢原子的数目为
C.17g氨气溶于水,生成的数目为
D.的HAc溶液中,HAc和的微粒数目之和为
【答案】C
【详解】A.中,Cu⁺的配位数为4(3个NH₃和1个CO各提供1个配位键),1mol该配合物含4mol配位键,数目为4NA,A正确;
B.标准状况下22.4L NH3为1mol,含3mol H原子,数目为3 NA,B正确;
C.17g NH3(1mol)溶于水时,大部分以NH3形式存在,仅有少量转化为NH3·H2O,故NH3·H2O的数目小于NA,C错误;
D.20mL 0.5mol/L HAc溶液中,HAc和的总物质的量为0.01mol,数目之和为0.01 NA,D正确;
故选C。
6.(2025·河北石家庄·三模)焙烧绿矾可以制备红色颜料的重要着色剂铁红,发生的反应为。下列有关化学用语或表述正确的是
A.的价电子排布图为
B.和的VSEPR模型和分子构型均不相同
C.可改写为的形式,存在的化学键有配位键、共价键、离子键和氢键
D.是含有极性键的极性分子
【答案】D
【详解】A.Fe2+的价电子排布式为3d6,其轨道排布图为,A错误;
B.O2的VSEPR模型为平面三角形(3对电子,孤对电子数为1),分子构型为V形;SO3的VSEPR模型和分子构型均为平面三角形(3对电子,孤对电子数为0),两者的VSEPR模型相同, B错误;
C.[Fe(H2O)6]2+与通过离子键结合,Fe2+与H2O间存在配位键,H2O内部有共价键,但氢键属于分子间作用力而非化学键,C错误;
D.H2O中O-H键为极性键,分子为V形结构,正负电荷中心不重合,是极性分子,D正确;
故答案选D。
7.(2025·云南昆明·模拟预测)丹蒽醌-镁配合物可用作固体推进剂的燃烧稳定剂,其结构如图所示。下列说法错误的是
A.该配合物中有两种配体 B.中心离子的配位数为6
C.中的羰基可参与苯环形成大键 D.该稳定剂高温下燃烧的固态产物为
【答案】D
【详解】A.该配合物中有和两种配体,A正确;
B.6个氧原子与镁离子配位,中心离子的配位数为6,B正确;
C.中的羰基与苯环共面,羰基中的碳、氧原子价层的p轨道与苯环碳原子价层的p轨道平行,可“肩并肩”重叠形成大键,C正确;
D.参照在高温下会分解,其不稳定的实质是金属阳离子吸引中的分解为金属氧化物和,的电荷数相同但前者的半径更小,则吸引中的能力更强,比更容易分解,可推知该稳定剂高温下燃烧的固态产物为,D错误;
故选D。
8.(2025·辽宁本溪·模拟预测)在铜转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成的与鸟嘌呤作用进而破坏DNA的结构,阻止癌细胞增殖,过程如图所示。其中鸟嘌呤为扁平结构,下列说法正确的是
A.鸟嘌呤和中N原子的杂化方式完全相同
B.在中,配体与铂的结合能力
C.鸟嘌呤中的原子电负性:
D.(C)结构中化学键包括:共价键、配位键、氢键
【答案】B
【详解】A.鸟嘌呤中,鸟嘌呤为扁平结构,其中所有N原子均为sp2杂化;中NH3的N为sp3杂化,二者N原子杂化方式不完全相同,故A错误;
B.顺铂水解时Cl⁻被OH⁻取代,而NH3未被取代,说明NH3与Pt的结合更稳定,即配体结合能力Cl⁻ < NH3,故B正确;
C.元素非金属性越强电负性越大,电负性应为O > N > H,故C错误;
D.氢键不属于化学键,结构(C)中化学键包括共价键和配位键,故D错误;
选B。
9.(2025·吉林松原·模拟预测)下列依据实验操作得到的实验现象与结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液
高锰酸钾褪色
溶液中含
B
向溶液中加入粉末
产生气体和白色沉淀
与发生了强烈双水解
C
向溶液中滴入少量含的溶液
红色变浅
更易与配位
D
向的溶液中加入少量溶液
产生大量气泡
催化的分解
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.Cl-能使酸性高锰酸钾溶液褪色,向FeCl3溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色不能说明含Fe2+,A错误;
B.与反应生成白色Al(OH)3沉淀和,无气体产生,现象描述错误,该反应不是双水解反应,B错误;
C.红色变浅,的量减少,更易与配位,C正确;
D.溶液中既含Fe3+也含,需做对照实验排除干扰,才能判断催化的分解,D错误;
故选C。
10.(2025·浙江·一模)探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤I:取一定量溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤II:将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤III:向步骤II所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是
A.步骤I产生的蓝色沉淀为
B.由铜化合物的转化可知,与铜离子的结合能力:
C.步骤III中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D.步骤III中产生气体、析出红色物质的反应为:
【答案】B
【详解】A.步骤I中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2,而非[Cu(NH3)4]SO4·H2O,适量浓氨水与CuSO4溶液反应首先生成Cu(OH)2沉淀,过量氨水才会溶解沉淀形成络合物,A错误;
B.步骤II中,浓氨水溶解Cu(OH)2生成[Cu(NH3)4]2+,稀盐酸溶解Cu(OH)2生成Cu2+,实验表明NH3能取代OH-和H2O与Cu2+结合,结合能力顺序为H2O < OH- < NH3,B正确;
C.步骤Ⅲ中无明显现象并非因铁钉钝化,铁在碱性溶液中不易钝化,且后续加入盐酸后有反应发生,说明铁未钝化,真正原因是络合物中Cu2+浓度过低,无法被Fe置换,C错误;
D.步骤Ⅲ中加入盐酸后,H+与NH3结合生成,释放Cu2+,随后Fe与H+反应生成H2,并与Cu2+发生置换反应,未体现H+的作用,与实际反应原理不符,D错误;
故选B。
11.(2025·浙江·一模)可看成中的一个O被S代替,六水合硫代硫酸镁()常用于浸金工艺中,其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A.的空间结构为正四面体形
B.浸金过程中,中的两个硫原子均可作配位原子
C.六水合硫代硫酸镁晶体中存在的化学键有离子键、极性共价键、配位键和氢键
D.可与稀硫酸反应产生刺激性气味的气体
【答案】D
【详解】A.为正四面体形,是中一个O被S代替,中心S原子连接三个O和一个S,配位原子不同(O和S电负性、原子半径不同),空间结构为四面体形而非正四面体形,A错误;
B.中两个S原子化学环境不同,浸金时,取代O的端基S原子有孤电子对、可作为配位原子,而中心S原子没有孤电子对、不能作为配位原子,B错误;
C.晶体中阴、阳离子之间形成离子键,中的、中的等为极性共价键,中与的O形成配位键,氢键属于分子间作用力、不属于化学键,C错误;
D.与稀硫酸反应的化学方程式为:,二氧化硫是刺激性气味气体,D正确;
故答案选D。
12.(2024·福建福州·模拟预测)咪唑为五元芳香杂环化合物,且分子中环上原子位于同一平面内,该类化合物在医学上有重要的用途。咪唑()和4-甲基咪唑()都是合成医药中间体的重要原料。下列有关说法错误的是
A.咪唑()中C原子与N原子杂化方式相同
B.咪唑()分子中存在一个6电子共轭大π键
C.1号N与2号N相比,1号N更容易与形成配位键
D.4-甲基咪唑()具有碱性,可以与盐酸反应生成相应的盐
【答案】C
【详解】A.咪唑为共面结构,碳原子的价层电子对数为3,杂化方式为,两个N原子均为杂化,A正确;
B.咪唑分子中五元环结构类似于苯环,存在一个6电子共轭大π键,B正确;
C.4-甲基咪唑()为五元芳香杂环化合物,且分子中环上原子位于同一平面内,则环上的5个原子形成大π键,1号N原子和2号N相比,1号N原子无孤电子对,而2号N原子有孤电子对,则2号N更容易与形成配位键,C错误;
D.4-甲基咪唑()中2号氮原子上有孤电子对,能与H+反应,具有碱性,可用于盐酸反应生成相应的盐,D正确;
答案选C。
13.(2025·浙江·模拟预测)过渡金属是工业催化中的关键元素。请回答:
(1)下列说法正确的是___________。
A.基态铬原子中存在10对成对电子
B.元素位于元素周期表第14列
C.钡焰色实验呈黄绿色与电子从低能级跃迁到高能级有关
D.配位键的强度:
(2)某化合物的晶胞如下图所示,以配离子形式写出该化合物的化学式为 。
【答案】(1)BD (2)或
【详解】(1)A.铬原子是24号,其核外电子轨道表示式为存在9对成对电子,A错误;
B.根据稀有气体氙为54号,推测可知元素位于元素周期表第14列,B正确;
C.钡焰色实验呈黄绿色是电子从高能级跃迁到低能级,C错误;
D.的配体分别为和,其中中F的电负性更强,电子更靠近F,因此配位键强度,D正确。
(2)由图可知,的个数为,的个数为,的个数为,的个数为,根据晶胞所示结构,和配位,和配位,因此配合物的化学式为或;
14.(2025·天津武清·模拟预测)金属及其化合物在生产生活中有重要应用。
(2)醋酸铜氨溶液(含 等)净化合成氨原料气(含和少量CO)的过程中发生反应:。
①H-N-H键角: (填“>”、“<”或“=”)。
②解释CO沸点高于N2 的原因: 。
中配位原子为: 。
④在一定范围内, (填“低温”或“高温”)有利于原料气的净化。
(3)利用二聚物Al2Cl6(结构式为()与NH3反应可制备配合物 则下列说法错误的是_______。
A.中的σ 键数目
B.Al2Cl6分子中所有原子最外层均满足8电子结构
C.反应前 Al原子为sp3杂化
D.配合物属于极性分子
【答案】
(2)< 二者均为分子晶体,相对分子质量相同,为极性分子,为非极性分子,因此沸点高于 C、N 低温
(3)A
【详解】(2)①与均为杂化,空间构型均为四面体形,但由于中存在孤对电子对成键电子的排斥,因此,导致中的键角小于中的键角;
②与均为分子晶体,二者相对分子质量相同,但为极性分子,为非极性分子,因此沸点高于;
③在中,是中心原子,与是配体,中的碳原子提供孤电子对(C的电负性小于O),与形成配位键,因此碳原子是配位原子,在中,氮原子提供孤电子对,与形成配位键,因此氮原子是配位原子,因此,配位原子为;
④由可知,该反应属于放热反应,并且是一个熵减的反应,根据可知,该反应属于低温自发的反应,因此,在一定范围内,低温有利于原料气的净化;
(3)A. 中含有4个配位键,分子中含有3个共价键,因此,的σ 键数目为,故A项错误。
B. 原子外围有3对成键电子,提供1对孤电子对与形成配位键,周围电子数为:,原子最外层有7个电子,与形成1对共用电子,也满足8电子结构,因此Al2Cl6分子中所有原子最外层均满足8电子结构,故B项正确。
C. 原子的配位数为4,分子的配位数也是4,即反应前后,原子均为sp3杂化,因此,反应前 原子为sp3杂化正确,故C项正确。
D. 配合物分子中含有3个配位键,1个配位键,且两种键的键长不相等,因此,正负电中心不能重合,所以, 属于极性分子,故D项正确。
故答案为:A。
15.(2025·山东聊城·三模)元素及其化合物构成了丰富多彩的物质世界,回答下列问题。
(1)某含结晶水的盐的晶胞如图所示
其化学式是 ,原子基态核外电子排布式为 。
(3)已知溶于生成配合物,与足量硝酸银溶液反应生成沉淀。中心原子配位数为 ,配位原子是 (写化学符号),该配合物中有键 。
【答案】
(1) 1s22s22p63s23p63d54s1
(3)4 Br、N 14
【详解】(1)根据晶胞结构,每个Cr2+周围有2个Cl-,4个H2O,其化学式是;原子的原子序数为24,基态核外电子排布式,1s22s22p63s23p63d54s1;
(3)与足量硝酸银溶液反应生成沉淀,说明能电离出1个Br-,外界有1个Br-,则中心原子配位数为4;Br-提供孤电子对,中氮原子提供孤电子对,配位原子是Br、N;中有5个键,该配合物中有键(5×2+4)mol=14mol;
16.(2025·浙江·一模)第VIII族元素铁、钴、镍及其化合物应用广泛。请回答:
(1)尿素分子与形成配合物,下列说法不正确的是_______。
A.基态原子与基态离子未成对电子数之比为4:5
B.元素中,第一电离能最大的是N,电负性最大的是O
C.尿素中N原子的配位能力强于中的N原子的配位能力
D.八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是N
(2)的氧化性大于,请从结构的角度解释 .
【答案】
(1)CD
(2)两离子所带正电荷数相等,[Co(NH3)6]3+半径较大,正电荷密度较小,相对难得电子或 [Co(NH3)6]3+中NH3的孤电子对与钴的空轨道形成配位键,使中心Co原子上的电子云密度增大,较难从其他物质中得电子。
【详解】(1)A.基态Fe原子价层电子排布式为3d64s2,含有4个未成对电子,Fe3+价层电子排布式为3d5,含有5个未成对电子,基态原子与基态离子未成对电子数之比为4:5,A正确;
B.同周期主族元素随原子序数增大电负性增大,故电负性:C<N<O;同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的,第一电离能:C<O<N,则C、N、O三元素的第一电离能最大者为N、电负性最大者为O,B正确;
C.因尿素分子中N的孤对电子部分与羰基共轭,相比NH3更难提供电子形成配位键,则尿素中N原子的配位能力弱于中的N原子的配位能力,C错误;
D.八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6,H2NCONH2中N、O原子均存在孤电子对,由C可知N原子较难提供电子形成配位键,故O原子提供孤电子对与Fe3+形成配位键,D错误;
故选CD。
(2)两离子所带正电荷数相等,[Co(NH3)6]3+半径较大,正电荷密度较小,相对难得电子或 [Co(NH3)6]3+中NH3的孤电子对与钴的空轨道形成配位键,使中心Co原子上的电子云密度增大,较难从其他物质中得电子,则的氧化性大于。
17.(2025·山东潍坊·模拟预测)我国“氢能产业发展中长期规划”明确提出“到2050年,中国可再生能源电解制氢(即绿氢)的比例将达到70%”。下面是两种常见的储氢材料。
回答下列问题:
I.氰基配合物
(1)基态Co原子的价层电子排布式为 ,第4周期过渡元素中比基态Co原子未成对电子数多的有 种。
(2)离子的空间构型为 ,中比更容易与形成配位键,原因是 。
【答案】
(1) 3
(2)正八面体 的稳定结构为,负电荷集中在碳原子上,C更容易给出电子,与中心金属离子的静电作用结合,形成配位键
【详解】(1)Co为27号元素,基态Co原子的价层电子排布式为,有3个未成对电子,第4周期过渡元素中比基态Co原子未成对电子数多的有Cr(,有6个未成对电子)、Mn(,有5个未成对电子)、Fe(,有4个未成对电子),共3种。
(2)离子的中心离子Co为六配位,空间构型为正八面体;中比更容易与形成配位键,原因是:的稳定结构为,负电荷集中在碳原子上,C更容易给出电子,与中心金属离子的静电作用结合,形成配位键。
18.(2025·甘肃白银·模拟预测)氨硼烷()易溶于有机溶剂,熔点为104~125℃,是一种具有高储氢质量分数和体积储氢密度的环境友好型储氢材料。我国学者通过下列简单、经济、有效的实验制得了氨硼烷。回答下列问题:
Ⅰ.制备氨源。
将一定量加入浓氨水中,充分溶解后再加入适量;搅拌、减压过滤,用无水乙醇洗涤所得固体,制得。
(1)减压过滤的优点为 ;用乙醇代替水洗涤的原因为 。
(2)设计实验证明中2个均不作配体: 。
【答案】
(1)加快过滤速率,防止产品久置空气中变质 减少溶解损失
(2)取一定质量样品,加入足量溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀,计算得AgCl沉淀的物质的量与的物质的量之比为
【详解】(1)减压过滤过程中有压强差,能加快过滤速度,故优点为:加快过滤速率,防止产品久置空气中变质;能溶于水,乙醇作洗涤剂能降低的溶解度,减少溶解损失;
(2)若中作配体,溶液中不能电离出来,而外界的在溶液都能电离出来,加入溶液能生成AgCl沉淀,计算AgCl沉淀的物质的量与的物质的量之比为即可证明2个均不作配体,操作方法为:取一定质量样品,加入足量溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀,计算得AgCl沉淀的物质的量与的物质的量之比为;
19.(2025·浙江·一模)锌和硫在工业中都有重要作用,也是人体必需元素。回答下列问题:
(3)硫代硫酸根()可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
①硫代硫酸盐可作浸金试剂。浸金时,作为配体与形成。判断中的中心原子和端基原子哪一个作配位原子 (填“端基”或“中心”),说明理由 。
②碘量法滴定常用到反应:。推测连四硫酸根()的结构式为 。
【答案】(3)端基S 端基S原子含有孤电子对,能作配位原子 或
【详解】(3)①中心S原子与三个O原子和一个S原子相连,其价层电子已经饱和,无孤对电子,而端基S原子具有孤电子对,能够作配原子;
②的结构式为,S元素的平均化合价+2,当发生反应,碘单质化合价降低,S元素得升高,的结构中有,可以推测连四硫酸根的结构式为;
20.(2025·浙江·一模)产品(成分为),其实验室制备过程如下(步骤在氛围中进行):
部分装置如图:
提示:①步骤I在强碱性条件下生成了和;
②
(4)为了检验溶液中的,研究小组使用了邻二氮菲(,平面形分子,简称为)能与生成稳定的橙色配合物,可测定的浓度,其反应原理如图所示:
用邻二氮菲测定的浓度时应控制为5~6,请解释原因: 。
(5)下面说法正确的是__________。
A.判断黑色固体是否已经用水洗涤干净,可选择稀硝酸和硝酸银溶液
B.中的配位数为3
C.中装的试剂为溶液
D.采用适宜的滴液速度,可以使产品粒径适中、结晶度良好
(6)和配位时,配体提供的配位原子是: (填“碳”或“氮”)原子。
【答案】
(4)当浓度高时,邻二氮菲中的优先与形成配位键,导致与配位能力减弱;
当浓度高时,与反应,影响与邻二氮菲配位
(5)AD
(6)氮
【详解】
(4)邻二氮菲()分子中的氮原子有孤对电子,是良好的配位原子,在高浓度H+环境下,H+会与这些氮原子结合(质子化),占据了本应与Fe2+配位的位置,导致的配位能力显著下降;Fe2+在碱性溶液中会生成Fe(OH)2沉淀,从而大大降低了溶液中游离Fe2+的浓度,使得Fe2+无法与顺利配位,因此使用邻二氮菲检测Fe2+时,需要在一个适宜的pH范围内进行,才能保证配位反应高效、完全。
(5)A.判断黑色固体N(Fe和产品)是否洗涤干净,关键是检验最后一次洗涤液中是否还含有Cl-(来自原料FeCl2),使用稀硝酸酸化后,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀(AgCl),则说明未洗净;若无沉淀,则已洗净,A正确;
B.配位数是指直接与中心离子(Fe2+)配位的原子数目,邻二氮菲是一个双齿配体(两个N均能提供孤电子对),一个分子通过两个氮原子与中心离子配位,那么三个邻二氮菲分子总共提供6个氮原子与Fe2+配位,所以Fe2+的配位数为6,不是3,B错误;
C.仪器b是恒压滴液漏斗,其中盛装的试剂应是含Fe2+的溶液,因为步骤I是Fe2+在强碱性条件下的反应,故KOH溶液更可能盛装在烧瓶中,C错误;
D.控制反应物的滴加速度是控制晶体成核与生长速率的重要手段,滴加过快,瞬间过饱和度大,会产生大量细小颗粒;滴加过慢,生产效率低,适宜的滴加速度有利于得到粒径适中、结晶度好的产品,D正确;
故答案为AD。
(6)的结构式为[S-CN]-,S与N均有孤电子对,和Pt2+、Hg2+等配位时,倾向于S作为配位原子,和Fe3+等配位时,倾向于N作为配位原子,故和配位时,配体提供的配位原子是氮原子。
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考点01 配位键与配合物
本讲义包含:
研真题(10题)→析考点→练模拟(20题)
研真题
1.(2024·福建·高考真题)用探究性质,实验步骤及观察到的现象如下:
该过程中可能涉及的反应有:
①
②
③
④
下列说法错误的是
A.与的配位能力: B.无色
C.氧化性: D.探究过程未发生反应②
2.(2025·北京·高考真题)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
3.(2025·江苏·高考真题)探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤Ⅰ 取一定量溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为
B.步骤Ⅱ的两份溶液中:
C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为
4.(2025·河南·高考真题)某同学设计以下实验,探究简单配合物的形成和转化。
下列说法错误的是
A.②中沉淀与④中沉淀不是同一种物质
B.③中现象说明配体与的结合能力:
C.④中深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中小
D.若向⑤中加入稀硫酸,同样可以得到黄绿色溶液
5.(2024·海南·高考真题)根据下列实验及现象,所得结论错误的是
选项
实验及现象
结论
A
将通入溴水至过量,溶液的橙色褪去
有漂白性
B
自热米饭附带的热源包(主要成分CaO,少许、Al粉)加水后,未产生气体
Al粉已经变质
C
浓溶液呈黄绿色,加水稀释后溶液呈蓝色
配体与间存在配位平衡移动
D
淀粉-KI试纸遇的混合液不变色
配离子氧化能力弱
A.A B.B C.C D.D
6.(2024·甘肃·高考真题)兴趣小组设计了从中提取的实验方案,下列说法正确的是
A.还原性:
B.按上述方案消耗可回收
C.反应①的离子方程式是
D.溶液①中的金属离子是
7.(2025·安徽·高考真题)阅读材料,完成下列小题。
氨是其他含氨化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成。遇水转化为。溶于氨水得到深蓝色溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与溶液反应生成沉淀。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.与结合的能力:
B.与氨形成配位键的能力:
C.和分子中的键长:
D.微粒所含电子数:
8.(2025·北京·高考真题)通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。
(3)的晶胞是立方体结构,边长为,结构示意图如下。
①的配体中,配位原子是 。
②已知的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为 。()
9.(2024·湖北·高考真题)学习小组为探究、能否催化的分解及相关性质,室温下进行了实验I~Ⅳ。
实验I
实验Ⅱ
实验Ⅲ
无明显变化
溶液变为红色,伴有气泡产生
溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知:为粉红色、为蓝色、为红色、为墨绿色。回答下列问题:
(1)配制的溶液,需要用到下列仪器中的 (填标号)。
a. b. c. d.
(2)实验I表明 (填“能”或“不能”)催化的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明能催化的分解,写出在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式 、 。
(3)实验I表明,反应难以正向进行,利用化学平衡移动原理,分析、分别与配位后,正向反应能够进行的原因 。
实验Ⅳ:
(4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为 、 。
10.(2025·山东·高考真题)单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(2)尿素分子与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O中,第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
②尿素分子中,C原子采取的轨道杂化方式为 。
③八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是 (填元素符号)。
析考点
1.配位键:由一个原子单方面提供孤电子对,而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键,即“电子对给予—接受”键,是一类特殊的共价键。
配位键可以用A→B来表示,其中A是提供孤电子对的原子,B是接受孤电子对的原子。例如:
铜离子与水分子之间的化学键是由H2O提供孤电子对给予Cu2+形成的。
2.配位化合物
通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,如:[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH。配位化合物多数能溶解、能电离、有颜色。
(1)配合物的组成:如[Cu(NH3)4]SO4
配体
(配位体)
含有孤电子对的分子或离子,如NH3、H2O、CO、F-、Cl-、Br-、I-、SCN-、CN-、OH-等。当配体中有两原子有孤电子对时,电负性小的原子为配位原子,如CO作配体时C为配位原子。
配位原子
配体中提供孤对电子的原子叫配位原子,如H2O中的O原子,NH3中的N原子。
中心离子
(或原子)
一般是金属离子,特别是过渡金属离子,中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。
配位数
直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目,中心原子(或离子)的配位数一般为2、4、6、8等。如:[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2,[Fe(CN)6]4-中配位数为6。
配离子
由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子,如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。
内界和外界
配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分,
如2Cl-,而内界微粒很难电离,因此,配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl-不能被Ag+沉淀,只有外界的Cl-才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
(2)典型配合物
[Cu(NH3)4]SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
Na3[AlF6]
中心离子
Cu2+
Fe3+
Ag+
Al3+
配体
NH3
CN-
NH3
F-
配位原子
N
C
N
F
配位数(n)
4
6
2
6
外界
SO
K+
OH-
Na+
3、配位键与共价键的关系
配位键与普通共价键实质是相同的,它们都被成键原子双方共用。如NH中虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全相同。同普通共价键一样,配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子之中(如NH)。
4、配合物中化学键的类型及共价键数目的判断
若配体为单核离子如Cl-等,可以不予计入,若为分子,需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的个数,此外,还要加上中心原子与配体形成的配位键,这也是σ键。如:[Cu(NH3)4]SO4化学键的类型:离子键、共价键、配位键,共价键数(σ键)为3×4+4+4=20。
5、其他特殊配合物
多齿配位
配体有多个配位原子,与中心原子形成螯合物,如:铜离子与乙二胺形成配离子
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]
6.配合物的生成实验探究与应用
配合物种类繁多,如叶绿素、血红素和维生素B12都是配合物。如叶绿素中Mg2+为中心离子,大环有机化合物作配体,配位原子为N。配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域应用广泛。
溶解度的改变
一些难溶于水的金属化合物形成配合物后,易溶解,如Cu(OH)2→[Cu(NH3)4]2+、AgCl→[Ag(NH3)2]+:
(1)CuSO4溶液Cu(OH)2(蓝色沉淀)[Cu(NH3)4]2+(深蓝色);
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH,
Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-。
(2)NaCl溶液AgCl(白色沉淀)[Ag(NH3)2]+;
Cl-+Ag+===AgCl↓,
AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-。
颜色的改变
当简单离子形成配合物时颜色会发生改变,如Fe(SCN)3的形成,利用此性质可检验铁离子的存在。
FeCl3溶液Fe(SCN)3(血红色),KSCN溶液检验Fe3+。
稳定性改变
形成配合物后,物质的稳定性增强。
练模拟
1.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)属于共价化合物,可以单体分子、二聚体分子(图a)和多聚体分子(图b)等形式存在。下列说法错误的是
A.二聚体分子中Be的杂化轨道类型为
B.单体分子的空间结构为直线形
C.多聚体分子中存在配位键
D.Be的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能
2.(2025·福建三明·三模)二甘氨酸合铜(Ⅱ)是最早被发现的电中性内配盐,在细胞线粒体中有推动电子传递、清除自由基等生理功能。制备顺式和反式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的方法如下图所示。
已知:的二元取代物有两种结构。下列说法正确的是
A.与的配位能力:
B.中Cu(Ⅱ)的杂化方式为
C.0.5mol二甘氨酸合铜(Ⅱ)中含有8molσ键
D.顺式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的极性比反式的强
3.(2024·浙江金华·一模)铵铁蓝是一种性能优良的蓝色颜料,可由白色的与、的混合溶液加热,经过滤洗涤干燥制得,离子方程式为:(未配平),下列说法不正确的是
A.该方程式中的X为
B.生成铵铁蓝,转移电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6
D.中的配体是,中心离子是
4.(2025·云南玉溪·三模)氨硼烷是一种颇具潜力的固体储氢材料,具有较高的稳定性和环境友好性。在催化剂作用下氨硼烷可发生水解:。已知:电负性,、的结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A.氨硼烷不溶于水
B.发生水解时转移
C.该反应过程中B原子均为杂化
D.分子中键是配位键,B原子提供孤电子对
5.(2025·云南玉溪·三模)在合成氨工业中,原料气(及少量CO、混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为。设为阿伏加德罗常数的值,已知简写为HAc,简写为。下列说法错误的是
A.中配位键的数目为
B.标准状况下,含有氢原子的数目为
C.17g氨气溶于水,生成的数目为
D.的HAc溶液中,HAc和的微粒数目之和为
6.(2025·河北石家庄·三模)焙烧绿矾可以制备红色颜料的重要着色剂铁红,发生的反应为。下列有关化学用语或表述正确的是
A.的价电子排布图为
B.和的VSEPR模型和分子构型均不相同
C.可改写为的形式,存在的化学键有配位键、共价键、离子键和氢键
D.是含有极性键的极性分子
7.(2025·云南昆明·模拟预测)丹蒽醌-镁配合物可用作固体推进剂的燃烧稳定剂,其结构如图所示。下列说法错误的是
A.该配合物中有两种配体 B.中心离子的配位数为6
C.中的羰基可参与苯环形成大键 D.该稳定剂高温下燃烧的固态产物为
8.(2025·辽宁本溪·模拟预测)在铜转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成的与鸟嘌呤作用进而破坏DNA的结构,阻止癌细胞增殖,过程如图所示。其中鸟嘌呤为扁平结构,下列说法正确的是
A.鸟嘌呤和中N原子的杂化方式完全相同
B.在中,配体与铂的结合能力
C.鸟嘌呤中的原子电负性:
D.(C)结构中化学键包括:共价键、配位键、氢键
9.(2025·吉林松原·模拟预测)下列依据实验操作得到的实验现象与结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液
高锰酸钾褪色
溶液中含
B
向溶液中加入粉末
产生气体和白色沉淀
与发生了强烈双水解
C
向溶液中滴入少量含的溶液
红色变浅
更易与配位
D
向的溶液中加入少量溶液
产生大量气泡
催化的分解
A.A B.B C.C D.D
10.(2025·浙江·一模)探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤I:取一定量溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤II:将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤III:向步骤II所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是
A.步骤I产生的蓝色沉淀为
B.由铜化合物的转化可知,与铜离子的结合能力:
C.步骤III中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D.步骤III中产生气体、析出红色物质的反应为:
11.(2025·浙江·一模)可看成中的一个O被S代替,六水合硫代硫酸镁()常用于浸金工艺中,其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A.的空间结构为正四面体形
B.浸金过程中,中的两个硫原子均可作配位原子
C.六水合硫代硫酸镁晶体中存在的化学键有离子键、极性共价键、配位键和氢键
D.可与稀硫酸反应产生刺激性气味的气体
12.(2024·福建福州·模拟预测)咪唑为五元芳香杂环化合物,且分子中环上原子位于同一平面内,该类化合物在医学上有重要的用途。咪唑()和4-甲基咪唑()都是合成医药中间体的重要原料。下列有关说法错误的是
A.咪唑()中C原子与N原子杂化方式相同
B.咪唑()分子中存在一个6电子共轭大π键
C.1号N与2号N相比,1号N更容易与形成配位键
D.4-甲基咪唑()具有碱性,可以与盐酸反应生成相应的盐
13.(2025·浙江·模拟预测)过渡金属是工业催化中的关键元素。请回答:
(1)下列说法正确的是___________。
A.基态铬原子中存在10对成对电子
B.元素位于元素周期表第14列
C.钡焰色实验呈黄绿色与电子从低能级跃迁到高能级有关
D.配位键的强度:
(2)某化合物的晶胞如下图所示,以配离子形式写出该化合物的化学式为 。
14.(2025·天津武清·模拟预测)金属及其化合物在生产生活中有重要应用。
(2)醋酸铜氨溶液(含 等)净化合成氨原料气(含和少量CO)的过程中发生反应:。
①H-N-H键角: (填“>”、“<”或“=”)。
②解释CO沸点高于N2 的原因: 。
中配位原子为: 。
④在一定范围内, (填“低温”或“高温”)有利于原料气的净化。
(3)利用二聚物Al2Cl6(结构式为()与NH3反应可制备配合物 则下列说法错误的是_______。
A.中的σ 键数目
B.Al2Cl6分子中所有原子最外层均满足8电子结构
C.反应前 Al原子为sp3杂化
D.配合物属于极性分子
15.(2025·山东聊城·三模)元素及其化合物构成了丰富多彩的物质世界,回答下列问题。
(1)某含结晶水的盐的晶胞如图所示
其化学式是 ,原子基态核外电子排布式为 。
(3)已知溶于生成配合物,与足量硝酸银溶液反应生成沉淀。中心原子配位数为 ,配位原子是 (写化学符号),该配合物中有键 。
16.(2025·浙江·一模)第VIII族元素铁、钴、镍及其化合物应用广泛。请回答:
(1)尿素分子与形成配合物,下列说法不正确的是_______。
A.基态原子与基态离子未成对电子数之比为4:5
B.元素中,第一电离能最大的是N,电负性最大的是O
C.尿素中N原子的配位能力强于中的N原子的配位能力
D.八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是N
(2)的氧化性大于,请从结构的角度解释 .
17.(2025·山东潍坊·模拟预测)我国“氢能产业发展中长期规划”明确提出“到2050年,中国可再生能源电解制氢(即绿氢)的比例将达到70%”。下面是两种常见的储氢材料。
回答下列问题:
I.氰基配合物
(1)基态Co原子的价层电子排布式为 ,第4周期过渡元素中比基态Co原子未成对电子数多的有 种。
(2)离子的空间构型为 ,中比更容易与形成配位键,原因是 。
18.(2025·甘肃白银·模拟预测)氨硼烷()易溶于有机溶剂,熔点为104~125℃,是一种具有高储氢质量分数和体积储氢密度的环境友好型储氢材料。我国学者通过下列简单、经济、有效的实验制得了氨硼烷。回答下列问题:
Ⅰ.制备氨源。
将一定量加入浓氨水中,充分溶解后再加入适量;搅拌、减压过滤,用无水乙醇洗涤所得固体,制得。
(1)减压过滤的优点为 ;用乙醇代替水洗涤的原因为 。
(2)设计实验证明中2个均不作配体: 。
19.(2025·浙江·一模)锌和硫在工业中都有重要作用,也是人体必需元素。回答下列问题:
(3)硫代硫酸根()可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
①硫代硫酸盐可作浸金试剂。浸金时,作为配体与形成。判断中的中心原子和端基原子哪一个作配位原子 (填“端基”或“中心”),说明理由 。
②碘量法滴定常用到反应:。推测连四硫酸根()的结构式为 。
20.(2025·浙江·一模)产品(成分为),其实验室制备过程如下(步骤在氛围中进行):
部分装置如图:
提示:①步骤I在强碱性条件下生成了和;
②
(4)为了检验溶液中的,研究小组使用了邻二氮菲(,平面形分子,简称为)能与生成稳定的橙色配合物,可测定的浓度,其反应原理如图所示:
用邻二氮菲测定的浓度时应控制为5~6,请解释原因: 。
(5)下面说法正确的是__________。
A.判断黑色固体是否已经用水洗涤干净,可选择稀硝酸和硝酸银溶液
B.中的配位数为3
C.中装的试剂为溶液
D.采用适宜的滴液速度,可以使产品粒径适中、结晶度良好
(6)和配位时,配体提供的配位原子是: (填“碳”或“氮”)原子。
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