第3章 第4节 配合物与超分子（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版 单选）

[对应知能达标训练P34] [基础训练] 1．(2024·石家庄高二检测)我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．SiO2与干冰的晶体结构相似 B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应 C．该SiO2超分子纳米管具有分子识别和自组装特征 D．光纤的主要成分是SiO2，具有导电性 解析　SiO2是共价晶体而干冰是分子晶体，晶体结构不相似，A错误；SiO2耐腐蚀，但可与氢氟酸反应，B错误；超分子的两个重要特征是分子识别和自组装，C正确；光纤的主要成分是SiO2，二氧化硅不导电，D错误。 答案　C 2．已知某紫色配合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O，其水溶液显弱酸性，加入强碱并加热至沸腾有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．[CoCl(NH3)5]Cl2·H2O B．[Co(NH3)5(H2O)]Cl3 C．[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl·2NH3 D．[CoCl2(NH3)4]Cl·NH3·H2O 解析　CoCl3·5NH3·H2O水溶液加AgNO3于该化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，说明外界离子有Cl－，过滤后再加AgNO3溶液于滤液中无变化，但加热至沸腾有AgCl沉淀生成，说明配体中含有Cl－，且其质量为第一次沉淀量的二分之一，说明外界离子有Cl－与配体Cl－之比为2∶1，选项中只有A符合。 答案　A 3．(2025·滨州高二检测)科学研究表明，物质有多种聚集状态。下列描述错误的是(　　) A．磁流体可用于磁性流体密封、声光仪器设备、磁性靶向药物等领域 B．超分子具有分子识别与自组装的特征 C．液晶和液态是物质的两种不同聚集状态 D．同一种金属元素构成的纳米材料具有完全相同的性质 解析　纳米材料实际上是三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料，包括纳米颗粒和颗粒间界面两部分。但同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体不可能具有完全等同的性质，故D错误。 答案　D 4．下列关于配合物的说法不正确的是(　　) A．许多过渡金属元素的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相结合 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 解析　配合物中中心离子与配体间是以配位键相结合，配离子与酸根离子间是以离子键相结合，B错误；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正确。 答案　B 5．下列说法错误的是(　　) A．[Ag(NH3)2]＋中Ag＋空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键，空间结构为直线形 B．配位数为4的配合单元一定呈正四面体结构，配位数为6的配合单元一定呈正八面体结构 C．[Cu(NH3)4](OH)2中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键 D．[Pt(NH3)6]2+和[PtCl4]2-中，其中心离子的化合价都是＋2价 解析　Ag＋的价层电子排布式为4d10，4d轨道电子全充满，则1个5s轨道和1个5p轨道参与杂化形成两个杂化轨道，这两个杂化轨道接受两个氮原子提供的孤电子对而形成两个配位键，所以中心原子与配体形成配位键的杂化轨道类型是sp杂化，空间结构为直线形，A正确；配位数为4的配合物可以为正四面体结构，也可以为平面四边形结构，B错误；[Cu(NH3)4](OH)2属于离子化合物，含有离子键，O—H、N—H为极性共价键，Cu与N形成配位键，C正确；[Pt(NH3)6]2+中，NH3可以看为一个整体，显0价，[PtCl4]2-中，Cl显－1价，故其中心离子的化合价都是＋2价，D正确。 答案　B 6．(2025·河南卷)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Cu2+的结合能力：NH3>H2O 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 解析　该实验过程中，相关物质转化如下：CuSO4(aq)Cu(OH)2(s)[Cu(NH3)4]SO4(aq)[Cu(NH3)4]SO4(s)[CuCl4]2-。②中沉淀为Cu(OH)2(s)，④中沉淀为[Cu(NH3)4]SO4(s)，二者不是同一物质，故A正确；③中含有的溶质为[Cu(NH3)4]SO4，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正确；[Cu(NH3)4]SO4为离子化合物，乙醇属于极性相对低的有机物，向[Cu(NH3)4]SO4的水溶液中加入乙醇，扩大了溶质与溶剂的极性差，使得[Cu(NH3)4]SO4在水溶液中析出，即[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的，故C正确；由于⑥中溶液呈黄绿色是由于含有[CuCl4]2-，因此向⑤中加入稀硫酸无法得到黄绿色溶液，故D错误。 答案　D 7．(2025·广州高二检测)科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种具有高效催化性能的超分子，其分子结构如图(实线代表共价键)。W、X、Z分别位于不同周期，Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　) A．离子半径大小：Z>Y B．图中表示其简单离子 C．元素W、X、Y组成的化合物可能是电解质 D．X与Y的氢化物沸点：Y>X 解析　原子序数依次递增的W、X、Y、Z四种短周期元素，W、X、Z分别位于不同周期，W为H，Y、Z分别位于第二、第三周期；Z是同周期中金属性最强的元素，则Z为Na；分子结构中X形成4个共价键，位于ⅣA族，其原子序数小于Y，则X为C元素；Y形成2个共价键，位于第二周期ⅥA族，为O元素；半径比较一般先看层数，电子层数一样，核内质子数越少半径越大，Y为O、Z为Na，离子的层数一样，O的核内质子数少，O2-半径大于Na＋半径，A错误；Z为Na，简单离子为Na＋，B错误；W为H、X为C、Y为O，可以形成化合物H2CO3、CH3COOH等电解质，C正确；X为C、Y为O、形成的氢化物分别为CH4、H2O，非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，非金属性O>C，H2O稳定性大于CH4，D错误。 答案　C [能力提升] 8．顺铂，又名顺式-二氯二氨合铂，是第一代铂类抗癌药物，化学式为：[Pt(NH3)2Cl2]，其同分异构体反铂则不具有抗癌作用。碳铂是1，1-环丁二羧酸二氨合铂的简称，为第二代铂类抗癌药。奥沙利铂为第三代抗癌药。这三种药物的结构分别如图所示： 则下列说法错误的是(　　) A．该三种物质均为配合物，且中心离子为Pt2+，配位原子为Cl原子、N原子和O原子，Pt2+的配位数均为4 B．顺铂与AgNO3溶液混合后不可产生白色沉淀 C．1 mol碳铂中σ键数目为26NA D．奥沙利铂中所有碳原子和氮原子的杂化均为sp3杂化 解析　该三种物质均为配合物，顺铂：Pt2+提供空轨道，是中心离子，NH3中N、Cl－提供孤电子对形成配位键，Pt2+的配位数为4；碳铂：Pt2+提供空轨道，是中心离子，NH3中N、—COO－中O提供孤电子对形成配位键，Pt2+的配位数为4；奥沙利铂：Pt2+提供空轨道，是中心离子，N、O提供孤电子对形成配位键，Pt2+的配位数为4，A正确；顺铂中的Cl－配体不能电离，顺铂与AgNO3溶液混合后不可产生白色沉淀AgCl，B正确；共价单键全是σ键，共价双键含1个σ键，配位键也属于σ键，故1 mol碳铂中σ键数目为26NA，C正确；奥沙利铂中饱和碳原子和氮原子的杂化均为sp3杂化，但双键碳为sp2杂化，D错误。 答案　D 9．铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用于制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。 (1)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的空间结构相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间结构，[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为___________________________________________________。 (3)胆矾CuSO4·5H2O可写作[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下： 下列有关胆矾的说法正确的是______(填字母)。 A．所有氧原子都采取sp3杂化 B．氧原子存在配位键和氢键两种化学键 C．Cu2+的价层电子排布式为3d84s1 D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去 解析　(1)N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，所以NH3中共用电子对偏向氮原子，而在NF3中，共用电子对偏向氟原子，偏离氮原子。 (2)Cu2+中存在空轨道，而OH－中氧原子有孤电子对，故O与Cu之间以配位键结合。 (3)A项，与S相连的氧原子没有杂化；B项，氢键不是化学键；C项，Cu2+的价层电子排布式为3d9；D项，由图可知，胆矾中有1个H2O与其他微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Cu2+以配位键结合，较难失去。 答案　(1)N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向氟原子，偏离氮原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2+形成配位键 (2) 或 (3)D 10．(2024·烟台高二期末)配合物在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制、自组装超分子等方面有广泛的应用。回答下列问题： (1)Ni与CO形成的配合物Ni(CO)4为无色液体，易溶于CCl4、CS2等有机溶剂。Ni(CO)4为________(填“极性”或“非极性”)分子，分子中σ键与π键个数之比为________，该配合物中配位原子为________。 (2)《诗经》言“缟衣茹藘(茜草)”，茜草中的茜素与矾土中的Al3+、Ca2+生成的红色配合物X是最早的媒染染料。 基态Ca2+的核外电子的运动状态有________种，配合物X中Al3+的配体除外还有________，茜素水溶性较好的主要原因是①________，②________。 解析　(1)Ni(CO)4易溶于CCl4、CS2等有机溶剂，根据相似相溶原理可知，Ni(CO)4为非极性分子；单键均为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键2个π键；1个CO分子含有1个σ键、2个π键，分子中σ键与π键个数之比为8∶8＝1∶1，该配合物中碳原子和镍原子形成配位键，配位原子为碳原子； (2)钙为20号元素，钙原子失去2个电子形成基态Ca2+，则核外电子数为18，运动状态有18种；配合物X中Al3+的配体除外还有H2O、OH－，茜素水溶性较好的主要原因是①分子中含有亲水性的羟基、羰基，②能和水分子形成氢键。 答案　(1)非极性　1∶1　碳原子　(2)18　H2O、OH－　分子中含有亲水性的羟基、羰基　能和水分子形成氢键 11．金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如下。 回答问题： (1)基态锰原子的价层电子排布式为________________。 (2)配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为________。 (3)第一电离能的大小：C________(填“大于”或“小于”)O。 (4)CO中碳原子的杂化轨道类型是______，写出一种与CO具有相同空间结构的－1价无机酸根离子的化学式__________。 (5) CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(2)由题干图例所示，HMn(CO)5中Mn原子以配位键连接5个C原子，1个H原子，所以Mn的配位数为6； (4)根据价层电子对互斥理论，CO中心原子C原子，孤电子对数＝×(4－3×2＋2)＝0，成键电子对数为3，所以C原子价层电子对数为3，C原子的杂化轨道类型是sp2，故其离子结构为平面三角形；按题目要求，阴离子中心原子价层电子对数应为3，孤电子对数为0，带电荷量为－1，无机酸根一般是含氧酸阴离子，所以代入孤电子对公式可解得其中心原子价电子数为5，应为NO。 (5)根据题目描述，CH3Mn(CO)5与I2交换原子(或原子团)，形成新物质，CH3Mn(CO)5＋I2―→CH3I＋MnI(CO)5。 答案　(1)3d54s2　(2)6　(3)小于　 (4)sp2　NO (5)CH3Mn(CO)5＋I2―→CH3I＋MnI(CO)5 12．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。 ①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式：CoCl3·6NH3____________，CoCl3·4NH3(绿色和紫色)________。 ②上述配合物中，中心离子的配位数都是______。 (2)向黄色的三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＋3KSCN⥫⥬Fe(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，还可以以其他个数比配合，请按要求填空： ①Fe3+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－以个数比为1∶1配合所得离子显红色，含该离子的配合物的化学式是________。 解析　(1)①CoCl3·6NH3中有3个Cl－为外界离子，配体为6个NH3，化学式为[Co(NH3)6]Cl3；CoCl3·4NH3(绿色和紫色)中有1个Cl－为外界离子，配体为4个NH3和2个Cl－，化学式为[Co(NH3)4Cl2]Cl。②这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl，中心离子的配位数都是6。(2)①Fe3+与SCN－反应生成的配合物中，Fe3+提供空轨道，SCN－提供孤电子对，二者通过配位键结合。②Fe3+与SCN－以个数比1∶1配合所得的离子为[Fe(SCN)]2+，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl。 答案　(1)①[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)4Cl2]Cl ②6　(2)①空轨道　孤电子对 ②[Fe(SCN)]Cl2 学科网（北京）股份有限公司 $