内容正文:
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专题4 分子空间结构与物质性质
第二单元 配合物的形成和应用
单元综合训练
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是( )
A.中心原子的化合价为+2价
B.配位体为水分子,外界为Cl-
C.配位数是6
D.在其水溶液中加入AgNO3溶液,不产生白色沉淀
(建议用时:40分钟)
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2.下列不属于配位化合物的是( )
A.六氟合铝酸钠:Na3[AlF6]
B.氢氧化二氨合银:[Ag(NH3)2]OH
C.六氟合铁酸钾:K3[FeF6]
D.十二水合硫酸铝钾:KAl(SO4)2·12H2O
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3.已知NH3分子可与Cu2+形成配离子[Cu(NH3)4]2+,则除去硫酸铜溶液中的少量硫酸可选用的试剂是( )
A.NaOH B.NH3
C.BaCl2 D.Cu(OH)2
解析:除去杂质时不能引入新杂质。如果用NaOH,则引入Na+;用BaCl2,则引入Cl-;NH3与Cu2+可形成配离子;Cu(OH)2难溶,且发生反应:H2SO4+Cu(OH)2==CuSO4+2H2O。
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4.关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法中正确的是( )
A.配位体是Cl-和H2O,配位数是9
B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中的Cl-的数目比是1∶2
D.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀
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[名师点拨]
配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子,而内界的配位体和中心原子通常不能电离。
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5.配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]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)5(NO)]2-,中心原子为Fe3+,配位数为6,配位原子有C和N
C.1 mol配合物中σ键数目为12NA
D.该配合物为离子化合物,易电离,1 mol配合物电离共得到3NA个阴、阳离子
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解析:Na+与[Fe(CN)5(NO)]2-形成离子键,NO分子、CN-与Fe3+形成配位键,碳氮之间、氮氧之间存在极性共价键,不存在非极性键,A错误;NO分子、CN-与Fe3+形成配位键,共有6个,配位原子有C和N,B正确;1 mol配合物中σ键数目为(5×2+1×2) mol×NA mol-1=12NA,C正确;配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]为离子化合物,1 mol配合物可电离出2 mol Na+与1 mol [Fe(CN)5(NO)]2-,共得到3NA个阴、阳离子,D正确。
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解析:形成配位键的条件是一个原子(或离子)有孤电子对,另一个原子(或离子)有空轨道。①④中存在N—H配位键,⑦中存在O—H配位键,⑤⑥⑧为配位化合物,中心原子与配位体以配位键结合。
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7.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液不产生沉淀,用强碱处理没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是( )
A.该配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C.Cl-和NH3均与Pt4+配位
D.配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3不配位
解析:PtCl4·2NH3水溶液不导电,说明配合物溶于水不会产生自由移动的离子;加入AgNO3溶液不产生沉淀,用强碱处理没有NH3放出,说明Cl-和NH3都参与配位,配位数是6;该物质配位体有两种,不可能是平面正方形结构。
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8.顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物;碳铂(如图所示)是1,1环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是( )
A.碳铂中所有碳原子在同一平面上
B.碳铂的中心原子铂(Ⅱ)的配位数为4
C.顺铂分子中N原子的杂化方式是sp2
D.1 mol 1,1环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)含有σ键的数目为12NA
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解析:四元环上均为饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,
则所有碳原子不可能在同一平面上,A错误;由结构简式可知,
Pt的配位原子为2个N原子、2个O原子,配位数为4,B正确;
N原子形成3个N—H键和1个配位键,则N原子的杂化方式为
sp3,C错误;C—H键,C—C键、C—O键、N—H键均为σ键,1个C==O键中有1个σ键,则1 mol 1,1环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)含有σ键的数目为26NA,D错误。
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9.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液;在深蓝色溶液中加入等体积的95%乙醇,深蓝色溶液变浑浊,静置后有深蓝色晶体析出。下列对此现象说法正确的是( )
A.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B.[Cu(NH3)4]2+的空间结构为平面正方形,中心离子Cu2+采用sp3杂化
C.[Cu(NH3)4]SO4会与乙醇发生反应生成深蓝色晶体
D.[Cu(NH3)4]SO4含有NH3分子,其水溶液中也含有NH3分子
解析:中心离子Cu2+若采用sp3杂化,[Cu(NH3)4]2+的空间结构则为正四面体,B错误;[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中溶解度很小,加入95%乙醇,有深蓝色晶体析出,C错误;[Cu(NH3)4]SO4中的NH3分子在内界,故水溶液中不存在NH3分子,D错误。
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10.下列叙述不正确的是( )
A.[Ag(NH3)2]+的空间结构是直线形,其中Ag+采取sp杂化
B.[Ni(CN)4]2-和[Zn(NH3)4]2+的配位数都是4,它们的空间结构都为正四面体形
C.Pt(NH3)2Cl2有顺式和反式异构体,其中顺式为极性分子,反式为非极性分子
D.用BaCl2溶液可区别[Cu(NH3)4]SO4溶液和[Cu(NH3)4](NO3)2溶液
解析:B项,[Ni(CN)4]2-的空间结构为平面正方形,错误。
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12.分子中含有两个或两个以上中心原子的配合物称为多核配合物,如图为Co(Ⅱ)双核配合物的内界,下列说法正确的是( )
A.该配合物中含有极性键、非极性键和离子键
B.每个中心原子的配位数为6
C.配合物中的C原子都是sp2杂化
D.如图结构中所有原子共平面
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解析:由图可知氯离子与中心原子形成配位键,所以该配合物中含有非极性共价键和极性共价键,不存在离子键,故A错误;配合物中存在—CH2—,其中C原子为sp3杂化,故C错误;如图结构中部分C原子和部分N原子采取sp3杂化,所以所有原子不可能共平面,故D错误。
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二、非选择题
13.(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的空间结构是___________。
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___(填元素符号)。
(2)银氨溶液的主要成分是[Ag(NH3)2]OH,配制方法是向AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀刚好完全溶解为止,得到澄清的银氨溶液。
①AgNO3中阴离子的空间结构是___________。②[Ag(NH3)2]+中的配位数为__。
(3)现代冶金工业中,发生反应2[Au(CN)2]-+Zn==2Au+[Zn(CN)4]2-。CN-是常见 的配位体,提供孤电子对的是C不是N,其主要原因是______________________________
____________。
正四面体形
配位键
N
平面三角形
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C的电负性比N小,吸引孤电子对
的能力比N弱
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14.Cu、Zn、Cr都是过渡金属元素,都可形成多种配合物。
(1)下列不能作为配合物配位体的是___(填字母)。
A.H2O B.NH3
C.CH4 D.Cl-
(2)用氢键表示式写出氨水中NH3分子与水分子间形成的可能存在的氢键____________________。
(3)Cu元素可形成[Cu(NH3)4]SO4,其中存在的化学键类型有_______(填序号)。
①配位键 ②金属键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键 ⑥氢键
C
①③⑤
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(4)若[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间结构,且当其中的两个NH3被两个Cl-取代时,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间结构为___(填字母)。
a.平面正方形 b.正四面体
c.三角锥形 d.V形
(5)在硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水至过量,先出现蓝色沉淀,然后沉淀溶解形成深蓝色的溶液,写出此蓝色沉淀溶解的离子方程式:_______________________
___________________________。
a
Cu(OH)2+4NH3·H2O===
[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
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(6)在CrCl3的水溶液中,一定条件下存在组成为[CrCln (H2O)6-n]x+(n和x均为正整数)的配离子,将其通过氢离子交换树脂(R—H),可发生离子交换反应:[CrCln(H2O)6-n]x++xR—H―→Rx[CrCln(H2O)6-n]+xH+。交换出来的H+和已知量的NaOH溶液反应,即可求出x和n,确定配离子的组成。将含0.0015 mol [CrCln(H2O)6-n]x+的溶液与R—H完全交换后,中和生成的H+需浓度为0.1200 mol·L-1 NaOH溶液25.00 mL,则该配离子的化学式为______________。
[CrCl(H2O)5]2+
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R
解析:十二水合硫酸铝钾是由K+、Al3+、SOeq \o\al(2-,4)及H2O分子组成的离子化合物,属于复盐,D符合题意。
6.下列微粒中含配位键的是( )
①N2Heq \o\al(+,5) ②CH4 ③OH- ④NHeq \o\al(+,4) ⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O+
⑧[Ag(NH3)2]OH
A.①②④⑧
B.③⑤⑥⑦
C.①④⑤⑥⑦⑧
D.全部
11.已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-
呈蓝色,[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水,
加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在
以下平衡:[Co(H2O)6]2+(aq)+4Cl-(aq) [CoCl4]2-(aq)+6H2O(l) ΔH,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下所示,以下结论和解释正确的是( )
A.等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为3∶2
B.由实验①可推知ΔH<0
C.[Co(H2O)6]2+中配位体为H2O,O提供空轨道,配位数为6
D.由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
解析:实验①、实验②、实验③的实验现象均为蓝色
溶液变为粉红色,说明平衡[Co(H2O)6]2+(aq)+4Cl-(aq)
[CoCl4]2-(aq)+6H2O(l)逆向移动。1 mol [Co(H2O)6]2+
中σ键有2×6 mol+6 mol=18 mol,1 mol [CoCl4]2-中含有4 mol σ键,则等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-所含σ键数之比为18∶4=9∶2,A错误;实验①将蓝色溶液置于冰水浴中,溶液变为粉红色,说明降低温度平衡逆向移动,则ΔH>0,B错误;[Co(H2O)6]2+中Co2+提供空轨道,水分子中的O提供孤电子对,配位体为H2O,配位数为6,C错误;实验③加入少量ZnCl2固体,溶液变为粉红色,说明Zn2+与Cl-结合成更稳定的[ZnCl4]2-,导致溶液中c(Cl-)减小,平衡逆向移动,则由此说明稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,D正确。
解析:(1)①SOeq \o\al(2-,4)中S原子的孤电子对数为eq \f(6+2-2×4,2)=0,价电子对数为4+0=4,故其空间结构为正四面体形。②Ni2+提供空轨道,NH3中N原子提供孤电子对,二者形成配位键。
(2)①NOeq \o\al(-,3)形成3个σ键,中心N原子的孤电子对数为eq \f(5+1-2×3,2)=0,根据价层电子对互斥模型可判断其空间结构为平面三角形。
N—H…O、O—H…N
解析:(1)H2O、NH3、Cl-中均有孤电子对,均可以作配位体;CH4分子中无孤电子对,不能作配位体。
(4)Cu2+形成4个配位键,[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间结构,则为平面正方形或正四面体,如果为正四面体,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,只有一种结构,所以应为平面正方形。
(6)中和生成的H+需浓度为0.1200 mol·L-1氢氧化钠溶液25.00 mL,由H++OH-===H2O可以得出H+的物质的量为0.1200 mol·L-1×25.00×10-3 L=0.003 mol,所以
x=eq \f(0.003 mol,0.0015 mol)=2;[CrCln(H2O)6-n]2+中Cr元素的化合价为+3价,则有3-n=2,解得n=1,即该配离子的化学式为[CrCl(H2O)5]2+。
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