专题07 配位键形成与配位化合物性质分析（重难点讲义）化学沪科版选择性必修2

专题11配位键形成与配位化合物性质分析 1．知道配位键的概念、形成条件及其特点 2．在配位键的基础上，认识简单配合物的存在、结构特点及常见配位物的制取等 3．能举例说明配合物常见的应用，如配合物在生物、化学等领域的广泛应用。 一、配位键 1．概念：成键原子或离子一方提供________，另一方提供__________而形成的“电子对给予－接受”键。 2．表示：(电子对给予体)A→B(电子对接受体) 、、、 二、配合化合物(配合物) 1．配合物：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_____________，简称________。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。 2．配合物的组成(以“[Cu(NH3)4]SO4”为例) (1)中心原子或离子：提供空轨道接受孤电子对的原子叫______________。中心原子一般是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等 (2)配体(或配位体)：含有并提供孤电子对的分子或阴离子称为______________，如Cl－、NH3、H2O等 (3)配位原子：配体中直接同中心原子(或离子)配位的原子，配位原子必须是含有_____________的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等 (4)配离子：由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做________，如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+ (5)配位数：直接与中心原子(或离子)配位的原子数目叫做中心原子(或离子)的________，即形成的配位键的数目。如：[Cu(NH3)4]2+中Cu2＋的配位数为_____，[Ag(NH3)2]+中Ag＋配位数为_____，[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为_____ (6)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的________和 (7)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为________，与内界发生电性匹配的的阳离子(或阴离子)称为________。如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是________________，外界是________，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2+＋SO42-，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2+ _____________________。 三、配合物的制备与应用 1．配合物的形成 在盛有2 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中，逐滴加入过量的浓氨水，观察到的现象是先生成_____色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，最后变为_____色透明溶液。反应的离子方程式是 ①Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4+； ②Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。 2．制备银氨溶液 往洁净的试管中加入1mL2%硝酸银溶液，然后边振荡边逐滴滴入2%稀氨水，直到最初产生的的沉淀刚好溶解为止。①Ag＋＋NH3·H2O===AgOH＋NH4+ ②AgOH＋2NH3·H2O===________________________________ 3．[Cu(NH3)4]2＋(配离子)的形成： 氨分子中氮原子的孤对电子进入Cu2＋的空轨道，Cu2＋与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤对电子形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为(如图所示)。 4．有些配合物显现出特征颜色，从而可用于物质的检验。Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是________色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n 四、配合物的形成对性质的影响 1．对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2＋4NH3==[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 2．颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。 3．稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 五、生产、生活中的配位化合物 1．工业生产中的配合物 从金矿石中提炼黄金—氰化法[Au(CN)2]、王水溶金H[AuCl4]、电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]、热水瓶胆镀银 [Ag(NH3)2]+等。 2．生命科学中的配合物 (1)绿色植物生长过程中，起光合作用的叶绿素，是一种含镁的配合物： (2)人和动物血液中起着输送氧作用的血红素，是一种含有亚铁的配合物： (3)维生素B12一种需要肠道分泌物帮助才能被吸收的维生素，是一种含钴的配合物： 此外，酶是含锌的配合物等。 3．药物科学中的配合物 1969 年，美国化学家罗森伯格(B. Rosenberg, 1926—2009)等人发现了第一种具有抗癌活性的金属配合物—顺铂，即顺式的 [PtCl2(NH3)2]，如下图(a)所示。 顺铂是一种有效的广谱抗癌药物，可以抑制癌细胞的 DNA 复制过程，对人体的泌尿系统、生殖系统的恶性肿瘤和甲状腺癌、食道癌等均有一定的治疗效果，但它对肾脏产生的明显伤害和动物实验表明的毒副作用使它难以推广。 题型01配位键和配位化合物 【典例】下列物质中，不属于配合物的是_______。 A．Na3AlF6 B．(NH4)2C2O4 C．CuSO4•5H2O D．[Ag(NH3)2]OH 【变式】[Ag(NH3)2]OH(氢氧化二氨合银)属于( ) A．碱 B．酸 C．盐 D．氧化物 题型02配位键成键规律 【典例】Cu、Zn均属于过渡金属元素，回答下列问题： (1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，乙二胺能与Cu2+、Zn2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是 。 (2)CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子[Cu(En)2]2+，结构如图(En是乙二胺的简写)： 配离子[Cu(En)2]2+的中心离子的配位数为 。 (3)配合物[Cu(En)2]Cl2中不存在的作用力类型有 (填字母)。 A．配位键 B．极性键 C．离子键 D．非极性键 E．氢键 F．金属键 提分速记 1．大多数金属离子的配位数等于它的电荷的两倍。如：Ag＋的配位数为2，Cu2＋、Zn2＋的配位数为4，Al3+、Fe3+、Cr3+的配位数为6。但也有例外，如：FeCl4－、Fe(H2O)62+等。 2．配合物中的配体，可为中性分子或阴离子，中心原子可为阳离子也可为中性原子。如：Fe(H2O)62+、Cu(H2O)42+、Fe(H2O)63+、Ni(CO)4(四羰基镍)、Fe(CO)5(五羰基铁)。 3．配合物Fe(CO)6中配体是CO，C和O原子都有孤电子对，但能与Fe形成配位键的是C原子而不是氧原子，原因是C的电负性小，更易形成配位键。 【变式】配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2] (结构如图所示)是临床使用的第一代铂类抗癌药物。其抗癌机理为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[Pt(NH3)2(OH)Cl]与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。其同分异构体反铂不具有抗癌作用。嘌呤与顺铂反应机理如下所示： 鸟嘌呤与[Pt(NH3)2(OH)Cl]反应的产物中不含的化学键_______。 A．氢键 B．离子键 C．共价键 D．配位键 题型03配位化合物的组成和结构 【典例】许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力，能形成种类繁多的配合物。下列说法错误的是_______。 A．CuSO4溶液呈蓝色，是由于存在配离子[Cu(H2O)4]2+ B．配合物[PtCl2(NH3)2]为平面结构，存在顺反异构体 C．配合物[Ti(OH)4(H2O)2]2+中Ti4+的配位数是4 D．向配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O溶液中加入足量AgNO3溶液，只有的Cl-被沉淀 提分速记 1．配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界中的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀；即1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2最多能与2 mol Ag＋结合生成AgCl沉淀。 2．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。 【变式】关于[Ti(NH3)5Cl]Cl2的说法中正确的是_______。 A．1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2含有σ键的数目为15NA B．中心原子的化合价为+3价 C．中心原子的配位数是5 D．含1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2的水溶液中加入足量AgNO3溶液，产生3 mol白色沉淀 题型04配合物内界中共价键的数目 【典例】(2026·上海北郊中学高三质量评估)(10)是的另一种配合物，IMI的结构为，则1 mol IMI中含有 mol σ键。 提分速记 配合物内界中共价键数目的判断 (1)若配体为单核离子如Cl－等，可以不予计入； (2)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。例如：配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共价键数为3×4＋4＋2＝18。 【变式】(2025·上海闵行二模)CuSO4溶液中通入过量氨气可生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+，其结构如下图所示。 1 mol [Cu(NH3)4(H2O)2]2+中含有 个σ键。 题型03配位化合物的生成 【典例】(2025·上海市西中学高二期中)R的一种配合物的化学式为RCl3▪6H2O。已知0.01molRCl3▪6H2O，在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.01molAgCl沉淀，此配合物最可能是____________。 A．[R(H2O)6]Cl3 B． [R(H2O)5Cl]Cl2▪H2O C．[R(H2O)4Cl2]Cl▪2H2O D．[R(H2O)3Cl3]▪6H2O 【变式】实验：①将少量白色CuSO4固体溶于水，得到蓝色溶液；将少量K2SO4固体溶于水，得到无色溶液； ②向蓝色溶液滴加氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水并振荡试管，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液； ③向深蓝色透明溶液加入乙醇，析出深蓝色晶体。 下列分析不正确的是_______。 A．①中蓝色溶液中呈蓝色的物质是[Cu(H2O)4]2+离子 B．②中形成难溶物的反应为Cu2++2NH3•H2O==Cu(OH)2↓+2NH C．②中难溶物溶解的反应为Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4](OH)2 D．③中加入乙醇后析出的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4](OH)2 题型04生产、生活中的配位化合物 【典例】(2025·上海新中高级中学高二期末)HCN的酸根CN-是一种配位能力很强的配体，食盐中常用的抗结剂K4[Fe(CN)6]就是一种由CN-形成的配合物，其配离子[Fe(CN)6]4-的结构如图所示： 请结合配离子结构特点解释，食盐中为什么可以安全添加K4[Fe(CN)6]作为抗结剂 。 【变式】联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是_______。 A．N2H4分子中σ键与键的数目之比为5：1 B．1molN2H4可处理水中2mol O2 C．[Cu(NH3)4]2+中存在离子键、配位键和极性共价键 D．氨水中NH3与H2O间存在氢键 【巩固训练】 1．按照交叉分类法，对[Cu(NH3)4](OH)2的分类中不正确的是_______。 A．配合物 B．强碱 C．电解质 D．盐 2．下列组合中，中心原子的电荷数和配位数均相同的是_______。 A．K[Ag(CN)2]、[Cu(NH3)4]SO4 B．[Ni(NH3)4]Cl2、[Cu(NH3)4]SO4 C．[Ag(NH3)2]Cl、K3[Fe(SCN)6] D．[Ni(NH3)4]Cl2、[Ag(NH3)2]Cl 3．下列有关配位键的分析正确的是_______。 A．是离子键 B．是极性键 C．是非极性键 D．是π键 4．下列关于配位化合物的叙述中，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．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键 D．配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用 5．下列关于Cu(NH3)4]SO4的说法中，正确的有_______。 A．Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键 B．Cu(NH3)4]SO4含有NH3分子，其水溶液中也含有NH3分子 C．Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素 D．Cu(NH3)4]SO4中SO42-的空间构型为平面三角形 6．关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是_______。 A．配体为水分子，外界为Br- B．中心离子的配位数为6 C．中心离子Cr3＋提供孤电子对 D．中心离子的化合价为＋2 7．HCHO与[Zn(CN)4]2-在水溶液中发生反应：4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O=[Zn(H2O)4] 2++4HOCH2CN，下列说法错误的是_______。 A．反应中HCHO发生了加成反应 B．HCHO和H2O中心原子的价层电子对数不相同 C．CN-和H2O与Zn2+的配位能力：CN-＞H2O D．Zn 2+与CN-生成的配离子[Zn(CN)4]2-中，σ键和π键的数目之比为1∶1 8．将灼热的铜丝伸入盛氯气的集气瓶中，剧烈燃烧产生棕黄色烟，向集气瓶中加入少量水，观察到溶液呈黄绿色，主要原因是CuCl2溶液中存在黄绿色的CuCl4]2－。现向蓝色的硫酸铜溶液中，加入少量稀氨水，得到蓝色絮状沉淀，继续加入氨水后，蓝色沉淀溶解，得到深蓝色溶液，再向其中加入少量浓盐酸，得到绿色溶液，则该绿色溶液中主要存在的离子是_______。 A．Cu2＋、Cu(H2O)4]2＋、SO42- B．[CuCl4]2－、Cu(H2O)4]2＋、NH4+、SO42- C．[CuCl] 42-、NH4+、SO42- D．[Cu(NH3)4]2＋、Cu(H2O)4]2＋、SO42- 9．下列说法错误的是_______。 A．形成配位键的条件是一方有空轨道,一方有孤电子对 B．配位键是一种特殊的共价键 C．配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子 D．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 10．配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为_______。 A．Cu2+、OH-、2+、2 B．Cu+、NH3、1+、4 C．Cu2+、NH3、2+、4 D．Cu2+、NH3、2+、2 11．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法正确的是_______。 A．配位体是Cl－和H2O，配位数是8 B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋ C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2 D．向1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3 mol AgCl沉淀 12．(2025·上海交大附中一模)在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2+，则1mol该配合物含有π键的数目为 。 13．(2025·上海三模)(6)稀土与有机配体可形成发光材料，如邻苯二胺钕—邻苯二胺配合物。 该配合物的中心离子 ，配位体 。(填写化学符号) 14．(2025·上海市上海中学高二期末)Mn能形成很多重要的配合物。三醋酸锰就是一种配合物，其结构如下图。 该配合物中，中心金属离子为 ，它与CH3COO-之间能形成配位键的原因是： 。 15．(2025·上海南汇中学高二期末)可与某有机多齿配体形成具有较强荧光性能的配合物，其结构简式如图所示。该配合物分子中N原子的杂化轨道类型为 ，1mol该有机配体与(Ⅱ)形成的配位键为 mol。 16．(2025·上海三模)Cr3+离子的一种配合物结构如图所示： (1)该配合物外界的空间构型为 ，配位体为 。 (2)该物质正离子中存在的化学键有___________(不定项)。 A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．氢键 17．Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。 (1)Cu(NH3)4]2＋中存在的化学键类型有________(填序号)。 A．配位键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．离子键 (2)Cu(NH3)4]2＋具有对称的立体构型，Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则Cu(NH3)4]2＋的立体构型为________。 (3)某种含Cu2＋的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应：HOCH2CH===CH2―→CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数，是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为________。 【强化训练】 1．EDTA可用于水的软化，软化过程中与形成的一种配合物如图所示。下列说法错误的是_______。 A．两种不同状态的镁，电离最外层一个电子所需能量：大于 B．配合物中碳原子的杂化方式为sp2和sp3 C．图中键角1大于键角2 D．n=4 2．Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(H2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是_______。 A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4 B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区 C．1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成2 mol沉淀 D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构 3．[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O的空间结构和相应的键角如图所示。下列叙述不正确的是_______。 A．基态Cr原子的核外电子排布式应为[Ar]3d54s1 B．[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中心离子的配位数为6 C．NH3分子中的Ｎ原子，H2O分子中的O原子均为sp3杂化 D．H2O的键角(104.5°)小于NH3的键角(107.3°)(如图)是因为氧的电负性大于氮的电负性 4．我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是_______。 A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高 B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3 C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液 D．Y3[Z(WX)6]2中WX-提供电子对与Z3+形成配位键 5．[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体制备： (1)制备过程：向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续添加氨水，沉淀溶解，得到___________色的透明溶液；再加入适量乙醇，将析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体。请解释加入乙醇后析出晶体的原因___________。 (2)写出沉淀溶解得透明溶液的离子方程式___________。 (3)以配位键形式表示[Cu(NH3)4]2+的结构___________，1 mol[Cu(NH3)4]2+含有___________个σ键。 (4)[Cu (NH3)4]SO4 中，存在的化学键类型有 ___________(填选项)。 A．离子键 B．金属键 C．配位键 D．非极性键 E．极性键 (5)从结构的角度分析 NH3比 NF3的键角大的原因：_____________________。 6．(2026·上海育才中学高三开学考试)(3)Cr3+能形成多种配位化合物。 ①[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供孤电子对形成配位键的原子是 。 ② NH3和PH3都可与Cr3+形成配合物。PH3的沸点比NH3的 ，原因是 。 ③ CrCl3·6H2O有三种异构体，在水中阳离子存在形式分别为[Cr(H2O)6]3+、[Cr(H2O)5Cl]2+、[Cr(H2O)4Cl2]+，等物质的量三种异构体与足量AgNO3溶液反应生成的沉淀的质量之比为 。 7．Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。 (1)[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有___________(填字母)。 A.配位键 B.金属键 C.极性共价键 D.非极性共价键 E.离子键 (2)[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间结构,[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3被2个Cl-取代,能得到2种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间结构为___________。 (3)某种含Cu2+的化合物可催化丙烯醇制备丙醛:HOCH2CH=CH2CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种杂化方式的碳原子数,是丙醛分子中发生同样杂化方式的碳原子数的2倍,则这类碳原子的杂化方式为___________。 (4)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)即可得到配合物A，其结构如下图所示。 该结构中，除共价键外还存在配位键，请在图中用“→”表示出配位键___________。 8．配合物在生产生活中应用广泛，配合物的种类超过了百万，是一个庞大的化合物家族。回答下列问题： (1)雷氏盐(Reinecke’s salt)结构式如图所示。配离子中的配体为 (填化学式)，与配体间形成的共价键又称为 。 (2)Ni(CO)4中的Ni与CO中的C形成配位键。不考虑立体构型，Ni(CO)4结构中的配位键可用示意图表示为 。 (3)钒能形成多种配合物，钒的两种配合物X、Y的化学式均为V(NH3)3ClSO4，取X、Y溶液进行如下实验(已知配体难电离出来)。 配合物 X X Y Y 试剂 BaCl2溶液 AgNO3溶液 BaCl2溶液 AgNO3溶液 现象 白色沉淀 无明显变化 无明显变化 白色沉淀 则X中配离子的化学式为 ，Y中V3+的配体是 。 (4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有________ mol，该螯合物中N的杂化方式有__________种。 (5)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是____、____。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是________________， 其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。 9．铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素，在化学上称为铁系元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 (1)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。已知室温时Fe(CO)5为浅黄色液体，沸点103℃，则Fe(CO)5中含有的化学键类型包括___________(填字母)。 A．极性共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键 (2)镍能形成多种配合物，如Ni(CO)4、[Ni(CN)4]2-、[Ni(NH3)6]2+等，下列有关说法正确的是___________(填选项字母)。 A．[Ni(NH3)6]2+中含有共价键和离子键 B．CO与CN—互为等电子体，其中CO分子内σ键和π键的个数比为1：2 C．NH3中N原子为sp3杂化，其空间构型为正四面体形 D．Ni2+在形成配合物时其配位数只能为4，Fe在形成配合物时其配位数只能为6 (3)Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是 。 (4)CoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni的化合价都是+2，则Fe的化合价是 。Fe3+比Fe2+更稳定的原因是 。 (5)胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。在Cu(NH3)4SO4·H2O晶体中，含有的原子团或分子有：[Cu(NH3)4]2＋、NH3、SO、H2O，[Cu(NH3)4]2＋为平面正方形结构，则呈正四面体结构的原子团或分子是 ，其中心原子的杂化轨道类型是 。 (6)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈正四面体构型，Ni(CO)4易溶于___________(填标号)。 A．水 B．四氯化碳 C．苯 D．硫酸镍溶液 10．[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN。 (1)Zn2＋基态核外电子排布式为________________________________________________。 (2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为____ mol。 (3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________________________。 HOCH2CN的结构简式 (4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________________________________。 (5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的碳原子形成配位键。不考虑空间结构，[Zn(CN)4]2－的结构可用示意图表示为________________________。 11．有机金属化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一、二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。二茂铁分子是一种金属有机配合物，熔点173℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有机溶剂。环戊二烯和二茂铁的结构如图所示。回答下列问题。 (1)环戊二烯分子中σ键和π键的个数比为___________。 (2)下列关于环戊二烯和二茂铁的说法不正确的是___________ (填字母序号)。 A．环戊二烯分子中五个碳原子均发生sp2杂化 B．在一定的条件下，环戊二烯能与氢气发生加成反应生成环戊烷 C．二茂铁晶体是分子晶体 D．环戊二烯的同分异构体可能是含两个碳碳三键的炔烃 (3)已知环戊二烯阴离子(C5H)的结构与苯分子相似，具有芳香性。二茂铁[(C5H5)2Fe]晶体中存在的微粒间的作用力有___________(填字母序号)。 a．离子键 b．σ键 c．π键 d．氢键 e．配位键 (4)钴的一种配位聚合物的化学式为{[Co(bte)2(H2O)2](NO3)2}n。其中bte的分子式为C6H8N6，其结构简式为。 ①[Co(bte)2(H2O)2]2+中，与Co2+形成配位键的原子是____和____(填元素符号)。 ②C、H、N的电负性从大到小顺序为____。 ③bte分子中碳原子轨道杂化类型为____和____。 ④1mol bte分子中含键的数目为____mol。 12．氢是清洁能源，甲烷与水蒸气催化重整制氢反应为CH4+H2OCO+3H2。 (1) [Cu(NH3)2]Ac可除去混合气中CO：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac ( Ac表示CH3COO-)。 ①C、N、O中电负性最大的是 ，[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是 。 ②下列有关叙述正确的是 。 A．N的第二电离能＞O的第二电离能 B．[Cu(NH3)3CO]+中既有σ键，也有π键 C．Cu原子变成Cu+，优先失去4s轨道上的电子 D．As与N同主族，As的基态原子简化电子排布式为 [Ne]3s23p3 (2)比较键角()大小：[Cu(NH3)3]+ NH3，理由是 。 (3)常见金属储氢材料的晶胞结构分别如下所示。 ①图1为镧镍合金(LaNix)，则x= 。 ②图2为铝镁合金(AlMg2)，则Mg的配位数(紧邻的Al的原子个数)为 。 ③图3为铜金合金(Cu3Au)，储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中。若储氢后晶胞中紧邻两个Au原子间的距离为apm，标准状况下氢气的摩尔体积为VmL·mol-l ，阿伏加德罗常数的值为NA，则该材料的储氢能力为 (储氢能力)。 15 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11配位键形成与配位化合物性质分析 1．知道配位键的概念、形成条件及其特点 2．在配位键的基础上，认识简单配合物的存在、结构特点及常见配位物的制取等 3．能举例说明配合物常见的应用，如配合物在生物、化学等领域的广泛应用。 一、配位键 1．概念：成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的“电子对给予－接受”键。 2．表示：(电子对给予体)A→B(电子对接受体) 、、、 二、配合化合物(配合物) 1．配合物：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等均为配合物。 2．配合物的组成(以“[Cu(NH3)4]SO4”为例) (1)中心原子或离子：提供空轨道接受孤电子对的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等 (2)配体(或配位体)：含有并提供孤电子对的分子或阴离子称为配体或配位体，如Cl－、NH3、H2O等 (3)配位原子：配体中直接同中心原子(或离子)配位的原子，配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等 (4)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]+ (5)配位数：直接与中心原子(或离子)配位的原子数目叫做中心原子(或离子)的配位数，即形成的配位键的数目。如：[Cu(NH3)4]2+中Cu2＋的配位数为4，[Ag(NH3)2]+中Ag＋配位数为2，[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6 (6)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的代数和 (7)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的的阳离子(或阴离子)称为外界。如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2+，外界是SO42-，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2+＋SO42-，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2+Cu2+＋4NH3。 三、配合物的制备与应用 1．配合物的形成 在盛有2 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中，逐滴加入过量的浓氨水，观察到的现象是先生成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，最后变为蓝色透明溶液。反应的离子方程式是 ①Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4+； ②Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。 2．制备银氨溶液 往洁净的试管中加入1mL2%硝酸银溶液，然后边振荡边逐滴滴入2%稀氨水，直到最初产生的的沉淀刚好溶解为止。①Ag＋＋NH3·H2O===AgOH＋NH4+ ②AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O 3．[Cu(NH3)4]2＋(配离子)的形成： 氨分子中氮原子的孤对电子进入Cu2＋的空轨道，Cu2＋与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤对电子形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为(如图所示)。 4．有些配合物显现出特征颜色，从而可用于物质的检验。Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n 四、配合物的形成对性质的影响 1．对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2＋4NH3==[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 2．颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。 3．稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 五、生产、生活中的配位化合物 1．工业生产中的配合物 从金矿石中提炼黄金—氰化法[Au(CN)2]、王水溶金H[AuCl4]、电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]、热水瓶胆镀银 [Ag(NH3)2]+等。 2．生命科学中的配合物 (1)绿色植物生长过程中，起光合作用的叶绿素，是一种含镁的配合物： (2)人和动物血液中起着输送氧作用的血红素，是一种含有亚铁的配合物： (3)维生素B12一种需要肠道分泌物帮助才能被吸收的维生素，是一种含钴的配合物： 此外，酶是含锌的配合物等。 3．药物科学中的配合物 1969 年，美国化学家罗森伯格(B. Rosenberg, 1926—2009)等人发现了第一种具有抗癌活性的金属配合物—顺铂，即顺式的 [PtCl2(NH3)2]，如下图(a)所示。 顺铂是一种有效的广谱抗癌药物，可以抑制癌细胞的 DNA 复制过程，对人体的泌尿系统、生殖系统的恶性肿瘤和甲状腺癌、食道癌等均有一定的治疗效果，但它对肾脏产生的明显伤害和动物实验表明的毒副作用使它难以推广。 题型01配位键和配位化合物 【典例】下列物质中，不属于配合物的是_______。 A．Na3AlF6 B．(NH4)2C2O4 C．CuSO4•5H2O D．[Ag(NH3)2]OH 【答案】B 【解析】A．该物质中，铝离子提供空轨道，氟元素提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物，故A不选；B．(NH4)2C2O4属于一般化合物，不含配体，所以不属于配合物，故B选；C．CuSO4•5H2O以[Cu(H2O)4]SO4•H2O形式存在，四个水分子与铜离子以配位键结合，形成配合物，故C不选；D．该物质中，银离子提供空轨道，NH3中氮原子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物，故D不选；答案选B。 【变式】[Ag(NH3)2]OH(氢氧化二氨合银)属于( ) A．碱 B．酸 C．盐 D．氧化物 【答案】A 【解析】A项，电离出阴离子全部是OH-，[Ag(NH3)2]OH电离出[Ag(NH3)2]+和OH-，属于碱，A符合题意；B项，酸是指电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物，[Ag(NH3)2]OH不能电离出H+，不属于酸，B不符合题意；C项，盐是指由金属离子和酸根离子构成的化合物，[Ag(NH3)2]OH 阴离子是OH-，不是酸根离子，不属于盐，C不符合题意；D项，氧化物是指由两种元素组成的且其中一种是氧元素的化合物，[Ag(NH3)2]OH由Ag、N、H、O四种元素组成，不属于氧化物，D不符合题意；故选A。 题型02配位键成键规律 【典例】Cu、Zn均属于过渡金属元素，回答下列问题： (1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，乙二胺能与Cu2+、Zn2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是 。 (2)CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子[Cu(En)2]2+，结构如图(En是乙二胺的简写)： 配离子[Cu(En)2]2+的中心离子的配位数为 。 (3)配合物[Cu(En)2]Cl2中不存在的作用力类型有 (填字母)。 A．配位键 B．极性键 C．离子键 D．非极性键 E．氢键 F．金属键 【答案】(1)乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 (2)4 (3)EF 【解析】(1)乙二胺的两个N具有孤对电子，金属离子具有空轨道，二者可以形成配位键，从而形成稳定环状离子； (2)配位数为与中心原子或中心离子形成配位键的原子数，从结构看出，有4个N原子与Cu2+形成配位键，故配位数为4； (3)在配合物[Cu(En)2]Cl2中存在Cl-与[Cu(En)2]2+之间的离子键，乙二胺的N原子与Cu2+形成的配位键，乙二胺结构中C-C非极性键、C-N、C-H、N-H极性键，不存在的作用力类型有E氢键、F金属键。 提分速记 1．大多数金属离子的配位数等于它的电荷的两倍。如：Ag＋的配位数为2，Cu2＋、Zn2＋的配位数为4，Al3+、Fe3+、Cr3+的配位数为6。但也有例外，如：FeCl4－、Fe(H2O)62+等。 2．配合物中的配体，可为中性分子或阴离子，中心原子可为阳离子也可为中性原子。如：Fe(H2O)62+、Cu(H2O)42+、Fe(H2O)63+、Ni(CO)4(四羰基镍)、Fe(CO)5(五羰基铁)。 3．配合物Fe(CO)6中配体是CO，C和O原子都有孤电子对，但能与Fe形成配位键的是C原子而不是氧原子，原因是C的电负性小，更易形成配位键。 【变式】配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2] (结构如图所示)是临床使用的第一代铂类抗癌药物。其抗癌机理为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[Pt(NH3)2(OH)Cl]与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。其同分异构体反铂不具有抗癌作用。嘌呤与顺铂反应机理如下所示： 鸟嘌呤与[Pt(NH3)2(OH)Cl]反应的产物中不含的化学键_______。 A．氢键 B．离子键 C．共价键 D．配位键 【答案】A 【解析】根据产物结构可知，与氯离子之间存在离子键，中N和Pt之间是配位键，根据其结构可知，其中存在离子键、共价键、配位键、氢键，但氢键不是化学键，故选A。 题型03配位化合物的组成和结构 【典例】许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力，能形成种类繁多的配合物。下列说法错误的是_______。 A．CuSO4溶液呈蓝色，是由于存在配离子[Cu(H2O)4]2+ B．配合物[PtCl2(NH3)2]为平面结构，存在顺反异构体 C．配合物[Ti(OH)4(H2O)2]2+中Ti4+的配位数是4 D．向配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O溶液中加入足量AgNO3溶液，只有的Cl-被沉淀 【答案】C 【解析】A．CuSO4溶液中的铜离子以水合离子的形式存在，即溶液呈蓝色是因为溶液中存在[Cu(H2O)4]2+，A正确；B．配合物[PtCl2(NH3)2]为平面结构，有、两种结构，所以存在顺反异构体，B正确；C．配合物[Ti(OH)4(H2O)2]2+中Ti4+的配体是OH-、H2O，配位数是6，C错误；D．内界的氯不能电离，外界的氯能电离，向配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量AgNO3溶液，只有2/3的Cl-生成氯化银沉淀，D正确；故答案选C。 提分速记 1．配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界中的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀；即1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2最多能与2 mol Ag＋结合生成AgCl沉淀。 2．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。 【变式】关于[Ti(NH3)5Cl]Cl2的说法中正确的是_______。 A．1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2含有σ键的数目为15NA B．中心原子的化合价为+3价 C．中心原子的配位数是5 D．含1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2的水溶液中加入足量AgNO3溶液，产生3 mol白色沉淀 【答案】B 【解析】A项，NH3和Cl-与Ti3+形成的配位键为σ键，一个NH3分子中含有3个σ键，所以1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2含σ键的数目为3×5+6=21 mol，A项错误；B项，NH3不带电荷，Cl带一个单位负电荷，整体呈电中性，所以中心原子的化合价为+3价，B项正确；C项，NH3和Cl-均为配体，所以中心原子的配位数为6，C项错误；D项，配合物外界完全电离，内界不电离，所以1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2只能电离产生2 mol Cl-，加入足量AgNO3溶液，产生2 mol白色沉淀，D项错误；故选B。 题型04配合物内界中共价键的数目 【典例】(2026·上海北郊中学高三质量评估)(10)是的另一种配合物，IMI的结构为，则1 mol IMI中含有 mol σ键。 【答案】(10)12 【解析】(10)单键全部为σ键，双键中含1个σ键和1个π键，IMI的结构为，环内有5个σ键；环外有1个C-N单键，6个C-H单键，共7个σ键；总σ键12，因此1 mol IMI中含有12mol σ键； 提分速记 配合物内界中共价键数目的判断 (1)若配体为单核离子如Cl－等，可以不予计入； (2)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。例如：配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共价键数为3×4＋4＋2＝18。 【变式】(2025·上海闵行二模)CuSO4溶液中通入过量氨气可生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+，其结构如下图所示。 1 mol [Cu(NH3)4(H2O)2]2+中含有 个σ键。 【答案】22NA 【解析】1个NH3有3个σ键，4个NH3含有σ键为个，1个H2O有2个σ键，2个H2O含有σ键为个，配位键为σ键，1个[Cu(NH3)4(H2O)2]2+共有6个配位键，则1 mol [Cu(NH3)4(H2O)2]2+中含有22NA个σ键。 题型03配位化合物的生成 【典例】(2025·上海市西中学高二期中)R的一种配合物的化学式为RCl3▪6H2O。已知0.01molRCl3▪6H2O，在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.01molAgCl沉淀，此配合物最可能是____________。 A．[R(H2O)6]Cl3 B． [R(H2O)5Cl]Cl2▪H2O C．[R(H2O)4Cl2]Cl▪2H2O D．[R(H2O)3Cl3]▪6H2O 【答案】C 【解析】已知0.01molRCl3▪6H2O，在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.01molAgCl沉淀，说明1molRCl3▪6H2O中能电离出1molCl-，此配合物最可能是[R(H2O)4Cl2]Cl▪2H2O，故选C。 【变式】实验：①将少量白色CuSO4固体溶于水，得到蓝色溶液；将少量K2SO4固体溶于水，得到无色溶液； ②向蓝色溶液滴加氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水并振荡试管，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液； ③向深蓝色透明溶液加入乙醇，析出深蓝色晶体。 下列分析不正确的是_______。 A．①中蓝色溶液中呈蓝色的物质是[Cu(H2O)4]2+离子 B．②中形成难溶物的反应为Cu2++2NH3•H2O==Cu(OH)2↓+2NH C．②中难溶物溶解的反应为Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4](OH)2 D．③中加入乙醇后析出的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4](OH)2 【答案】D 【解析】A．将少量白色CuSO4固体溶于水，得到蓝色溶液，铜离子与水分子结合形成蓝色的Cu(H2O)4】2+离子，A正确；B．向蓝色溶液滴加氨水，形成难溶物，铜离子与一水合氨反应生成氢氧化铜沉淀，离子方程式为：Cu2++2NH3•H2O==Cu(OH)2↓+2NH，B正确；C．氢氧化铜沉淀溶于氨水，反应生成蓝色的四氨合铜离子，离子方程式为：Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4](OH)2，C正确；D．向深蓝色透明溶液加入乙醇，[Cu(NH3)4]SO4的溶解度减低，析出深蓝色晶体，D错误；故选D。 题型04生产、生活中的配位化合物 【典例】(2025·上海新中高级中学高二期末)HCN的酸根CN-是一种配位能力很强的配体，食盐中常用的抗结剂K4[Fe(CN)6]就是一种由CN-形成的配合物，其配离子[Fe(CN)6]4-的结构如图所示： 请结合配离子结构特点解释，食盐中为什么可以安全添加K4[Fe(CN)6]作为抗结剂 。 【答案】K4[Fe(CN)6]无毒，CN-是一种配位能力很强的配体，[Fe(CN)6]4-难以解离出CN-，不会产生有毒物质，所以可以安全添加 【解析】K4[Fe(CN)6]无毒，CN-是一种配位能力很强的配体，[Fe(CN)6]4-难以解离出CN-，不会产生有毒物质，所以可以安全添加。 【变式】联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是_______。 A．N2H4分子中σ键与键的数目之比为5：1 B．1molN2H4可处理水中2mol O2 C．[Cu(NH3)4]2+中存在离子键、配位键和极性共价键 D．氨水中NH3与H2O间存在氢键 【答案】D 【解析】A项，联氨分子中含有4个N-H键和1个N-N键，结构式为，只含有单键，即只含有σ键，不含有π键，故A错误；B项，1molN2H4失去电子生成氮气，转移4mol电子，而1molO2得到4mol电子，根据得失电子守恒可知，1molN2H4可处理水中1mol O2，故B错误；C项，[Cu(NH3)4]2+中铜离子与氨分子之间存在配位键，氨分子中N与H形成极性共价键，但是不存在离子键，故C错误； D项，N、O元素电负性都较大，能和另一分子中的H原子形成氢键，所以NH3与H2O以氢键结合成NH3•H2O分子，故D正确；故选D。 【巩固训练】 1．按照交叉分类法，对[Cu(NH3)4](OH)2的分类中不正确的是_______。 A．配合物 B．强碱 C．电解质 D．盐 【答案】D 【解析】[Cu(NH3)4](OH)2是一种易溶于水的强碱，属于电解质，Cu2+与NH3之间以配位键相结合，属于配合物；故选D。 2．下列组合中，中心原子的电荷数和配位数均相同的是_______。 A．K[Ag(CN)2]、[Cu(NH3)4]SO4 B．[Ni(NH3)4]Cl2、[Cu(NH3)4]SO4 C．[Ag(NH3)2]Cl、K3[Fe(SCN)6] D．[Ni(NH3)4]Cl2、[Ag(NH3)2]Cl 【答案】B 【解析】A项中中心原子的电荷数分别是＋1和＋2，配位数分别是2和4；B项中中心原子的电荷数均是＋2，配位数均是4；C项中中心原子的电荷数分别是＋1，＋3，配位数分别是2和6；D项中中心原子的电荷数分别是＋2和＋1，配位数分别是4和2。 3．下列有关配位键的分析正确的是_______。 A．是离子键 B．是极性键 C．是非极性键 D．是π键 【答案】B 【解析】配位键是成键原子通过共用电子对形成的，属于共价键，A项错误；配位键存在于不同原子之间且为单键，故属于极性键与σ键，B项正确。故选B。 4．下列关于配位化合物的叙述中，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．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键 D．配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用 【答案】B 【解析】含有配位键的化合物就是配位化合物，但配位化合物还会含有共价键、离子键等，B错误。故选B。 5．下列关于Cu(NH3)4]SO4的说法中，正确的有_______。 A．Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键 B．Cu(NH3)4]SO4含有NH3分子，其水溶液中也含有NH3分子 C．Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素 D．Cu(NH3)4]SO4中SO42-的空间构型为平面三角形 【答案】A 【解析】在Cu(NH3)4]SO4中含有NH3，但其水溶液中不含有NH3，因为配离子很难再电离；在组成配合物的元素中，N的第一电离能最大，SO42-为正四面体构型。故选A。 6．关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是_______。 A．配体为水分子，外界为Br- B．中心离子的配位数为6 C．中心离子Cr3＋提供孤电子对 D．中心离子的化合价为＋2 【答案】B 【解析】A项，[Cr(H2O)4Br2]Br•2H2O中配位体是H2O、Br，外界为Br-，A项错误；B项，[Cr(H2O)4Br2]-中的中心离子的配体是H2O、Br，该配离子中含有4个H2O、2个Br，所以配位数是6，B项正确；C项， [Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中内界为[Cr(H2O)4Br2]＋，Cr3＋为中心离子，配体为H2O、Br-，配位数为6，外界为Br-，Cr3＋提供的空轨道，C项错误；D项，[Cr(H2O)4Br2]Br•2H2O中阴离子是溴离子，溴离子的化合价是-1价，所以铬离子的化合价是+3价，D项错误；故选B。 7．HCHO与[Zn(CN)4]2-在水溶液中发生反应：4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O=[Zn(H2O)4] 2++4HOCH2CN，下列说法错误的是_______。 A．反应中HCHO发生了加成反应 B．HCHO和H2O中心原子的价层电子对数不相同 C．CN-和H2O与Zn2+的配位能力：CN-＞H2O D．Zn 2+与CN-生成的配离子[Zn(CN)4]2-中，σ键和π键的数目之比为1∶1 【答案】C 【解析】A项，反应中HCHO反应生成了HOCH2CN，在C=O两端分别连上了-H和-CN，发生了加成反应，故A项正确；B项，HCHO中心原子C的价层电子对数=3+=3，H2O中心原子O的价层电子对数=2+=4，不相同，故B项正确；C项，配合物向生成更稳定的配合物转化，所以CN-和H2O与Zn2+的配位能力： CN-＜H2O，故C项错误；D项，配位键属于σ键，三键中含有1个σ键和2个π键，Zn 2+与CN-生成的配离子[Zn(CN)4]2-中，σ键和π键的数目之比=(4+4)∶(4×2)=1∶1，故D项正确；故选C。 8．将灼热的铜丝伸入盛氯气的集气瓶中，剧烈燃烧产生棕黄色烟，向集气瓶中加入少量水，观察到溶液呈黄绿色，主要原因是CuCl2溶液中存在黄绿色的CuCl4]2－。现向蓝色的硫酸铜溶液中，加入少量稀氨水，得到蓝色絮状沉淀，继续加入氨水后，蓝色沉淀溶解，得到深蓝色溶液，再向其中加入少量浓盐酸，得到绿色溶液，则该绿色溶液中主要存在的离子是_______。 A．Cu2＋、Cu(H2O)4]2＋、SO42- B．[CuCl4]2－、Cu(H2O)4]2＋、NH4+、SO42- C．[CuCl] 42-、NH4+、SO42- D．[Cu(NH3)4]2＋、Cu(H2O)4]2＋、SO42- 【答案】B 【解析】由题中信息可推知，含CuCl4]2－的溶液为黄绿色，含Cu(H2O)4]2＋的溶液为蓝色，故绿色溶液中含CuCl4]2－和Cu(H2O)4]2＋；在整个反应过程中SO42-未参与反应，NH3与H＋结合生成了NH4+。故选B。 9．下列说法错误的是_______。 A．形成配位键的条件是一方有空轨道,一方有孤电子对 B．配位键是一种特殊的共价键 C．配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子 D．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 【答案】D 【解析】配位键是一方提供孤电子对,一方提供空轨道形成的一种特殊的共价键,配体可以是分子、原子,也可以是阴离子。 10．配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为_______。 A．Cu2+、OH-、2+、2 B．Cu+、NH3、1+、4 C．Cu2+、NH3、2+、4 D．Cu2+、NH3、2+、2 【答案】C 【解析】配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子是Cu2+，4个氨分子和Cu2+形成配位键，配体是NH3，中心离子的电荷数为+2，配位数为4，故选C。 11．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法正确的是_______。 A．配位体是Cl－和H2O，配位数是8 B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋ C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2 D．向1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3 mol AgCl沉淀 【答案】C 【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配体是Cl－和H2O，配位数是6，A项错误；中心离子是Ti3＋，B项错误；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中内界Cl－的个数为1，外界Cl－的个数为2，内界和外界中Cl－的数目比是1∶2，C项正确；加入足量AgNO3溶液，外界Cl－与Ag＋反应，内界Cl－不与Ag＋反应，故只能生成2 mol AgCl沉淀，D项错误。 12．(2025·上海交大附中一模)在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2+，则1mol该配合物含有π键的数目为 。 【答案】8NA 【解析】[Cu(CN)4]2+中CN-中含2个π键，则1mol该配合物含有π键的数目为8 NA。 13．(2025·上海三模)(6)稀土与有机配体可形成发光材料，如邻苯二胺钕—邻苯二胺配合物。 该配合物的中心离子 ，配位体 。(填写化学符号) 【答案】(6)Nd3+ (6)有配合物结构可知中心离子为Nd3+，配位体为邻苯二胺。 14．(2025·上海市上海中学高二期末)Mn能形成很多重要的配合物。三醋酸锰就是一种配合物，其结构如下图。 该配合物中，中心金属离子为 ，它与CH3COO-之间能形成配位键的原因是： 。 【答案】Mn3+ Mn3+具有空轨道，而CH3COO-中的O具有孤电子对 【解析】由配合物结构图可知，中心金属离子为Mn3+，它与CH3COO-之间能形成配位键的原因是Mn3+具有空轨道，而CH3COO-中的O具有孤电子对，氧原子提供孤电子对与锰形成配位键。 15．(2025·上海南汇中学高二期末)可与某有机多齿配体形成具有较强荧光性能的配合物，其结构简式如图所示。该配合物分子中N原子的杂化轨道类型为 ，1mol该有机配体与(Ⅱ)形成的配位键为 mol。 【答案】sp2、sp3 3 【解析】对于配位键，是由配体提供孤电子对，中心原子提供空轨道形成的。①观察配合物结构，可以看到有两种N原子。五元环中氮为sp3杂化，下面六元环中氮为sp2杂化。②从配合物结构中可知，该有机配体通过2个N原子和1个O原子与Cu(II)形成配位键，所以1mol该有机配体与Cu(II)形成的配位键为3mol。 16．(2025·上海三模)Cr3+离子的一种配合物结构如图所示： (1)该配合物外界的空间构型为 ，配位体为 。 (2)该物质正离子中存在的化学键有___________(不定项)。 A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．氢键 【答案】(1)正四面体 H2N-CH2-CH2-NH2、SCN- (2)BC 【解析】该配合物由和ClO4-构成，阴、阳离子间存在离子键，在阴、阳离子内部，都存在共价键。阳离子属于配离子，除存在共价键外，还存在配位键。 (1)该配合物中，外界为ClO4-，中心Cl原子的价层电子对数为=4，孤电子对数为=0，发生sp3杂化，空间构型为正四面体，在内界中，Cr3+为中心离子，配位体为H2N-CH2-CH2-NH2、SCN-。 (2)该物质正离子中，N原子与中心离子间存在配位键，在配体内部，原子间都形成共价键，则存在的化学键有配位键和共价键，故选BC。 17．Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。 (1)Cu(NH3)4]2＋中存在的化学键类型有________(填序号)。 A．配位键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．离子键 (2)Cu(NH3)4]2＋具有对称的立体构型，Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则Cu(NH3)4]2＋的立体构型为________。 (3)某种含Cu2＋的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应：HOCH2CH===CH2―→CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数，是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为________。 【答案】(1)AB (2)平面正方形 (3)sp2 【解析】(1)Cu(NH3)4]2＋中铜离子与氨分子之间的化学键是配位键，氨分子内部的化学键是极性键。(2)Cu(NH3)4]2＋是平面正方形。(3)HOCH2CH===CH2中的C原子，有一个采取sp3杂化，两个采取sp2杂化。CH3CH2CHO中的C原子有两个采取sp3杂化，一个采取sp2杂化。 【强化训练】 1．EDTA可用于水的软化，软化过程中与形成的一种配合物如图所示。下列说法错误的是_______。 A．两种不同状态的镁，电离最外层一个电子所需能量：大于 B．配合物中碳原子的杂化方式为sp2和sp3 C．图中键角1大于键角2 D．n=4 【答案】D 【解析】A．Mg原子的第二电离能大于第一电离能，则电离最外层一个电子所需能量：大于，故C正确；B．配合物中饱和碳原子的杂化方式为sp3，C=O键中的碳原子杂化方式为sp2，故B正确；C．键角1的碳原子是sp2杂化，键角2的碳原子是sp3杂化，中心原子杂化轨道越多，形成的键角越小，故键角1＞键角2，故C正确；D．由题中所给结构，EDTA离子电荷数为-4，与Mg2+形成配合物，故n=2，D错误；本题选D。 2．Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(H2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是_______。 A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4 B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区 C．1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成2 mol沉淀 D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构 【答案】A 【解析】配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26，因为中心离子Fe2+的最外层有14个电子(3s23p63d6)，配体为NO和H2O，每个配体只提供一对电子，因此，14+2+2n=26，所以n=5。A项，由分析可知，n=5，故该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4，A正确；B项，该配合物所含的非金属元素中，H位于位于元素周期表s区，N、O、S均位于p区，B不正确；C项，[Fe(NO)(H2O)5]SO4属于配合物，其内界[Fe(NO)(H2O)5]2+较稳定，不与Ba(OH)2发生反应，但是其外界中的硫酸根离子可以与Ba(OH)2反应，因此，1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应只能生成1 mol硫酸钡沉淀，C不正确；D项，该配合物中阳离子为[Fe(NO)(H2O)5]2+，中心原子的配位数为6，但是，由于有两种不同的配体，因此其空间构型不可能是正八面体结构，D不正确。故选A。 3．[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O的空间结构和相应的键角如图所示。下列叙述不正确的是_______。 A．基态Cr原子的核外电子排布式应为[Ar]3d54s1 B．[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中心离子的配位数为6 C．NH3分子中的Ｎ原子，H2O分子中的O原子均为sp3杂化 D．H2O的键角(104.5°)小于NH3的键角(107.3°)(如图)是因为氧的电负性大于氮的电负性 【答案】D 【解析】A项，基态原子满足能量最低原理，Cr有24个核外电子，核外电子排布式应为[Ar]3d54s1，A项正确；B项，[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和即3+2+1=6，B项正确；C项，中心原子N与O外围均有4对电子，所以均为sp3杂化，C项正确；D项，NH3含有一对孤电子对，而H2O含有两对孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，键角小，D项错误。故选D。 4．我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是_______。 A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高 B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3 C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液 D．Y3[Z(WX)6]2中WX-提供电子对与Z3+形成配位键 【答案】A 【解析】W、X 、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为3d64s2，Z为Fe元素，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。A．W、X、 Y、Z四种元素的单质中，N元素的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A不正确；B．在X的简单氢化物是NH3，其中C原子轨道杂化类型为sp3，B正确；C．Y的氢氧化物是Mg(OH)2，其属于中强碱，其难溶于水，难溶于NaCl溶液，但是，由于NH4Cl电离产生的NH可以破坏Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，因此Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液，C正确；D．Mg3[Fe(CN)6]2中CN-提供电子对与Fe3+形成配位键，D正确；综上所述，本题选A。 5．[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体制备： (1)制备过程：向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续添加氨水，沉淀溶解，得到___________色的透明溶液；再加入适量乙醇，将析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体。请解释加入乙醇后析出晶体的原因___________。 (2)写出沉淀溶解得透明溶液的离子方程式___________。 (3)以配位键形式表示[Cu(NH3)4]2+的结构___________，1 mol[Cu(NH3)4]2+含有___________个σ键。 (4)[Cu (NH3)4]SO4 中，存在的化学键类型有 ___________(填选项)。 A．离子键 B．金属键 C．配位键 D．非极性键 E．极性键 (5)从结构的角度分析 NH3比 NF3的键角大的原因：_____________________。 【答案】(1)深蓝 乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度 (2)Cu(OH)2+4NH3 = [Cu(NH3)4]2++2OH- (3) 16NA (4)ACE (5)F 原子电负性较大，键合电子与中心原子距离远，相互间斥力小，键角变小 【解析】(1)向硫酸铜水溶液里加入氨水，生成蓝色沉淀Cu(OH)2，继续加氨水沉淀溶解生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液，再加入乙醇析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体，说明[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中溶解性降低，根据相似相溶原理，乙醇分子比水分子极性弱，加入乙醇降低了溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；(2)向硫酸铜水溶液里加入氨水，生成沉淀Cu(OH)2，继续加氨水沉淀溶解生成[Cu(NH3)4]SO4溶液，反应的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O或Cu(OH)2+4NH3 = [Cu(NH3)4]2++2OH-；(3) [Cu(NH3)4]2+中铜离子提供空轨道、N原子提供孤电子对形成配位键，该微粒中含有4个配位键，其结构为，1个配离子中，4个N与Cu2+形成4条σ键，N、H间形成3×4=12条，共16条，因此1mol[Cu(NH3)4]2+中σ键的物质的量16mol，数目为16NA；(4) [Cu (NH3)4]SO4 中配离子与外界硫酸根形成离子键，铜离子与氨分子之间形成配位键，氨分子、硫酸根中原子之间形成极性键，不存在金属键和非极性键，故选ACE；(5) NH3和 NF3中的N均为sp3杂化，但F 原子电负性较大，键合电子与中心原子距离远，相互间斥力小，键角变小。 6．(2026·上海育才中学高三开学考试)(3)Cr3+能形成多种配位化合物。 ①[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供孤电子对形成配位键的原子是 。 ② NH3和PH3都可与Cr3+形成配合物。PH3的沸点比NH3的 ，原因是 。 ③ CrCl3·6H2O有三种异构体，在水中阳离子存在形式分别为[Cr(H2O)6]3+、[Cr(H2O)5Cl]2+、[Cr(H2O)4Cl2]+，等物质的量三种异构体与足量AgNO3溶液反应生成的沉淀的质量之比为 。 【答案】(3) N、O、Cl 低 NH3分子间有氢键，PH3分子间仅有范德华力，氢键作用力大于范德华力 3：2：1 【解析】(3)①[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤对电子与三价铬离子形成配位键；②NH3分子间有氢键，PH3分子间仅有范德华力，氢键作用力大于范德华力，故PH3的沸点比NH3的低；③只有外界的Cl-才能与AgNO3溶液反应生成AgCl，因此等物质的量的[Cr(H2O)6]3+、[Cr(H2O)5Cl]2+、[Cr(H2O)4Cl2]+分别与足量AgNO3溶液反应，生成AgCl的质量之比为3：2：1； 7．Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。 (1)[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有___________(填字母)。 A.配位键 B.金属键 C.极性共价键 D.非极性共价键 E.离子键 (2)[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间结构,[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3被2个Cl-取代,能得到2种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间结构为___________。 (3)某种含Cu2+的化合物可催化丙烯醇制备丙醛:HOCH2CH=CH2CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种杂化方式的碳原子数,是丙醛分子中发生同样杂化方式的碳原子数的2倍,则这类碳原子的杂化方式为___________。 (4)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)即可得到配合物A，其结构如下图所示。 该结构中，除共价键外还存在配位键，请在图中用“→”表示出配位键___________。 【答案】(1)AC (2)平面正方形 (3)sp2 (4) 【解析】(1)[Cu(NH3)4]2+中铜离子与氨分子之间的化学键是配位键,氨分子内部的化学键是极性共价键，(2)[Cu(NH3)4]2+是平面正方形结构。 (3)HOCH2CH==CH2中的C原子,有1个采取sp3杂化,2个采取sp2杂化;CH3CH2CHO中的C原子,有2个采取sp3杂化,1个采取sp2杂化。 (4)配合物A中铜离子提供空轨道，H2NCH2COO-中氮原子提供孤对电子，因此配位键可表示为： 8．配合物在生产生活中应用广泛，配合物的种类超过了百万，是一个庞大的化合物家族。回答下列问题： (1)雷氏盐(Reinecke’s salt)结构式如图所示。配离子中的配体为 (填化学式)，与配体间形成的共价键又称为 。 (2)Ni(CO)4中的Ni与CO中的C形成配位键。不考虑立体构型，Ni(CO)4结构中的配位键可用示意图表示为 。 (3)钒能形成多种配合物，钒的两种配合物X、Y的化学式均为V(NH3)3ClSO4，取X、Y溶液进行如下实验(已知配体难电离出来)。 配合物 X X Y Y 试剂 BaCl2溶液 AgNO3溶液 BaCl2溶液 AgNO3溶液 现象 白色沉淀 无明显变化 无明显变化 白色沉淀 则X中配离子的化学式为 ，Y中V3+的配体是 。 (4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有________ mol，该螯合物中N的杂化方式有__________种。 (5)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是____、____。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是________________， 其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。 【答案】(1) NH3和SCN- 配位键 (2) (3) [V(NH3)3Cl]2+ NH3、SO (4)6 1 (5)sp3 sp3 乙二胺的两个N提供孤电子对与金属离子形成配位键 Cu2＋ 【解析】(1)由配离子的结构可知：配离子中Cr3+的配体为NH3和SCN-，Cr3+与配体间形成的共价键又称为配位键，答案：NH3和SCN-；配位键； (2)Ni(CO)4中的Ni与CO中的C形成配位键。不考虑立体构型，Ni(CO)4结构中的配位键可用示意图表示为  ，答案：； (3)由信息可知X中SO为外界，Cl-为内界，化学式可写为[V(NH3)3Cl]SO4，则X中配离子的化学式为[V(NH3)3Cl]2+，Y 中Cl-为外界，SO为内界，化学式可写为[V(NH3)3SO4]Cl，Y中的配体是NH3、SO，答案：[V(NH3)3Cl]2+；NH3、SO。 (4)由题给图示可知，1个Cd2＋与C、N杂环上的4个N原子分别形成4个配位键，与2个O原子分别形成2个配位键，因此1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6 mol。 (5)乙二胺分子中，1个N原子形成3个单键，还有一个孤电子对，价电子对数为4，采取sp3杂化；1个C原子形成4个单键，没有孤电子对，价电子对数为4，采取sp3杂化。乙二胺中2个氮原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子。由于铜离子半径大于镁离子，形成配位键时头碰头重叠程度较大，其与乙二胺形成的化合物较稳定。 9．铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素，在化学上称为铁系元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 (1)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。已知室温时Fe(CO)5为浅黄色液体，沸点103℃，则Fe(CO)5中含有的化学键类型包括___________(填字母)。 A．极性共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键 (2)镍能形成多种配合物，如Ni(CO)4、[Ni(CN)4]2-、[Ni(NH3)6]2+等，下列有关说法正确的是___________(填选项字母)。 A．[Ni(NH3)6]2+中含有共价键和离子键 B．CO与CN—互为等电子体，其中CO分子内σ键和π键的个数比为1：2 C．NH3中N原子为sp3杂化，其空间构型为正四面体形 D．Ni2+在形成配合物时其配位数只能为4，Fe在形成配合物时其配位数只能为6 (3)Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是 。 (4)CoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni的化合价都是+2，则Fe的化合价是 。Fe3+比Fe2+更稳定的原因是 。 (5)胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。在Cu(NH3)4SO4·H2O晶体中，含有的原子团或分子有：[Cu(NH3)4]2＋、NH3、SO、H2O，[Cu(NH3)4]2＋为平面正方形结构，则呈正四面体结构的原子团或分子是 ，其中心原子的杂化轨道类型是 。 (6)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈正四面体构型，Ni(CO)4易溶于___________(填标号)。 A．水 B．四氯化碳 C．苯 D．硫酸镍溶液 【答案】(1)AC (2)B (3)Fe、Co、Ni的原子半径比Ca的小，价电子数目比Ca的多，金属键比Ca的强，因此熔点高 (4)+3 Fe3+的价电子排布为3d5，最外层电子半充满，比价电子排布3d6的Fe2+更稳定 (5)SO sp3杂化 (6)BC 【解析】(1)由物理性质可知，五羰基合铁是沸点低的分子晶体，分子中含有配位键和极性共价键，不含有离子键和金属键，故选AC； (2)A．[Ni(NH3)6]2+配离子中含有配位键和极性共价键，不含有离子键，故A错误；B．一氧化碳和氰酸根离子的原子个数都为2、价电子数都为10，互为等电子体，等电子体具有相同的空间结构，则一氧化碳分子中含有碳氧三键，分子内σ键和π键的个数比为1：2，故B正确；C．氨分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，分子的空间构型为三角锥形，故C错误；D．Ni2+离子的价电子排布式为3d8，Ni2+在形成配合物时，其配位数可以为4或6，故D错误；故选B； (3)Fe、Co、Ni、Ca四种元素都位于元素周期表第四周期，Fe、Co、Ni 的原子半径都小于Ca，Fe、Co、Ni位于d区，价电子数多于位于s区的Ca，所以Fe、Co、Ni的金属键强于Ca，熔点高于Ca，故答案为：Fe、Co、Ni的原子半径比Ca的小，价电子数目比Ca的多，金属键比Ca的强，因此熔点高； (4)设化合物中铁元素的化合价为a，由化合价代数和为0可得：2a＋2a+2 (1—a ) +4×( —2 ) =0，解得a=+3；Fe3+的价电子排布为3d5，最外层电子半充满，比价电子排布3d6的Fe2+更稳定，故答案为：+3；Fe3+的价电子排布为3d5，最外层电子半充满，比价电子排布3d6的Fe2+更稳定； (5)硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，硫原子的杂化方式为sp3杂化，离子的空间构型为正四面体形，故答案为：SO；sp3杂化； (6)由题意可知，四羰基合镍为非极性分子，由相似相溶原理可知，四羰基合镍不溶于水，易溶于有机溶剂四氯化碳和苯，故选BC。 10．[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN。 (1)Zn2＋基态核外电子排布式为________________________________________________。 (2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为____ mol。 (3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________________________。 HOCH2CN的结构简式 (4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________________________________。 (5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的碳原子形成配位键。不考虑空间结构，[Zn(CN)4]2－的结构可用示意图表示为________________________。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (2)3 (3)sp3和sp (4)NH2- (5)或 【解析】(1)Zn为30号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，失去最外层的2个电子即可得到Zn2＋，Zn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)HCHO的结构式为，单键为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，1个HCHO分子中含有3个σ键，故1 mol HCHO中含有σ键3 mol。(3)根据HOCH2CN的结构简式为可知，“—CH2—”中的碳原子形成4个σ键，该碳原子采取sp3杂化；“—C≡N”中的碳原子形成2个σ键、2个π键，该碳原子采取sp杂化。(4)等电子体是指化学通式相同、价电子总数相同的微粒，H2O分子中有3个原子、8个价电子，根据质子—电子互换法可知，符合条件的阴离子等电子体为NH2-。(5)Zn2＋提供空轨道，CN－中碳原子提供孤电子对，两者形成配位键，结构可表示为或。 11．有机金属化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一、二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。二茂铁分子是一种金属有机配合物，熔点173℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有机溶剂。环戊二烯和二茂铁的结构如图所示。回答下列问题。 (1)环戊二烯分子中σ键和π键的个数比为___________。 (2)下列关于环戊二烯和二茂铁的说法不正确的是___________ (填字母序号)。 A．环戊二烯分子中五个碳原子均发生sp2杂化 B．在一定的条件下，环戊二烯能与氢气发生加成反应生成环戊烷 C．二茂铁晶体是分子晶体 D．环戊二烯的同分异构体可能是含两个碳碳三键的炔烃 (3)已知环戊二烯阴离子(C5H)的结构与苯分子相似，具有芳香性。二茂铁[(C5H5)2Fe]晶体中存在的微粒间的作用力有___________(填字母序号)。 a．离子键 b．σ键 c．π键 d．氢键 e．配位键 (4)钴的一种配位聚合物的化学式为{[Co(bte)2(H2O)2](NO3)2}n。其中bte的分子式为C6H8N6，其结构简式为。 ①[Co(bte)2(H2O)2]2+中，与Co2+形成配位键的原子是____和____(填元素符号)。 ②C、H、N的电负性从大到小顺序为____。 ③bte分子中碳原子轨道杂化类型为____和____。 ④1mol bte分子中含键的数目为____mol。 【答案】(1)11：2 (2)AD (3)bce (4)①N O ②N、C、H ③sp2 sp3 ④21 【解析】(1)环戊二烯分子中含有6个碳氢单键、3个碳碳单键，2个碳碳双键，单键全为σ键，一个碳碳双键含有1个σ键和1个π键，因此环戊二烯分子中σ键和π键的个数比为11：2；(2)A．环戊二烯中有4个碳原子形成碳碳双键，这4个碳原子的杂化方式为sp2，有1个碳原子为饱和碳原子，该碳原子的杂化方式为sp3，A错误；B．环戊二烯中含有碳碳双键，在一定的条件下，环戊二烯能与氢气发生加成反应生成环戊烷，B正确；C．二茂铁的熔沸点比较低，易升华，不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有机溶剂，属于分子晶体，C正确；D．环戊二烯共有3个不饱和度，而1个碳碳三键就有2个不饱和度，因此环戊二烯的同分异构体不可能是含两个碳碳三键的炔烃，D错误；故选AD；(3)由题干信息，二茂铁分子中含有两个环戊二烯阴离子，环戊二烯阴离子的结构与苯分子相似，所以含有σ键和π键，环戊二烯阴离子和Fe2+形成配位键，故选bce；(4)①bte的分子中只有N原子有孤电子对，H2O中只有O原子有孤电子对，所以与Co2+形成配位键的原子是N原子和O原子；②C、N元素位于同一周期，同一周期元素从左往右，电负性增大，所以电负性C<N， H元素位于第一周期，电负性值为2.1，小于C的2.5，N的3.0，所以 C、H、N的电负性从大到小顺序为：N、C、H；③从bte分子的结构简式中，可以看出C原子和C原子之间是以sp3轨道方式杂化的， C原子和N原子之间以sp2轨道方式杂化的；④1个 bte分子中含键的数目为，加起来3ⅹ4+7+1ⅹ2=21，因为C原子和C原子之间是以sp3轨道方式杂化，C原子和N原子之间以sp2轨道方式杂化，结构中的N和N原子之间还存在一个σ键，故1mol bte分子中含σ键的数目为21 mol。 12．氢是清洁能源，甲烷与水蒸气催化重整制氢反应为CH4+H2OCO+3H2。 (1) [Cu(NH3)2]Ac可除去混合气中CO：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac ( Ac表示CH3COO-)。 ①C、N、O中电负性最大的是 ，[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是 。 ②下列有关叙述正确的是 。 A．N的第二电离能＞O的第二电离能 B．[Cu(NH3)3CO]+中既有σ键，也有π键 C．Cu原子变成Cu+，优先失去4s轨道上的电子 D．As与N同主族，As的基态原子简化电子排布式为 [Ne]3s23p3 (2)比较键角()大小：[Cu(NH3)3]+ NH3，理由是 。 (3)常见金属储氢材料的晶胞结构分别如下所示。 ①图1为镧镍合金(LaNix)，则x= 。 ②图2为铝镁合金(AlMg2)，则Mg的配位数(紧邻的Al的原子个数)为 。 ③图3为铜金合金(Cu3Au)，储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中。若储氢后晶胞中紧邻两个Au原子间的距离为apm，标准状况下氢气的摩尔体积为VmL·mol-l ，阿伏加德罗常数的值为NA，则该材料的储氢能力为 (储氢能力)。 【答案】(1) O sp2、sp3 BC (2) > (1分) N原子均sp3杂化，[Cu(NH3)3]+中N原子上的孤电子对因形成配位键而减小了对N-H成键电子对的排斥 (3) 5 4 【解析】(1)①同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则C、N、O中电负性最大的是O。[Cu(NH3)2]Ac醋酸根离子中甲基中的C为sp3杂化，羧基中的C为sp2杂化，碳原子杂化类型有sp2、sp3两种。②A项，N失去一个电子后最外层有4个电子，2p轨道上有2个电子容易失电子，O失去一个电子后最外层有5个电子，2p轨道半充满较稳定，因此N的第二电离能<O的第二电离能，A错误；B项，[Cu(NH3)3CO]+中NH3内部的N-H单键、配位键等都是σ键，CO中存在碳氧三键，含有π键，B正确；C项，Cu电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，变成Cu+时优先失去4s轨道上的电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，C正确；D项，As为33号元素，其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3，D错误；故选BC。(2)两种物质中NH3中的N均为sp3杂化，[Cu(NH3)3]+中N原子上的孤电子对因形成配位键而减小了对N-H成键电子对的排斥，因此键角∠H-N-H大小[Cu(NH3)3]+> NH3。(3)①根据均摊法可知，该合金中La个数为=1，Ni个数为=5，则x=5。②以右下顶点的Mg为例，与其紧邻的Al位于面心，且只有竖直面4个面心上有Al，因此Mg的配位数为4。③储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中，根据图示可知，Au位于顶点，顶点上的8个Au均可与紧邻的三个Cu形成四面体，则储氢时晶胞可填入8个氢原子，储氢后氢的密度为，标况下氢气的密度为，则该材料的储氢能力为。 18 / 28 学科网（北京）股份有限公司 $