第07讲 配合物和超分子（寒假预习讲义）高二化学人教版

第07讲 配合物和超分子 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 配合物 1．配位键 (1)概念：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。 【提醒】配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。 (2)配位键的形成条件 ①成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 ②成键原子另一方能提供空轨道。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。 (3)配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。 2．配位化合物 (1)配合物的概念：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、NH4Cl等均为配合物。 (2)配合物的形成 实验操作 实验现象 有关离子方程式 滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体 [Cu(NH3)4]SO4· H2O Cu2＋＋2NH3·H2O ===Cu(OH)2↓＋2NH、Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 溶液变血红色 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 白色的AgCl沉淀消失，得到澄清的无色溶液 AgCl＋2NH3===[Ag(NH3) 2]Cl 上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH3)4]2＋为例，NH3分子中氮原子的孤电子对进入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电子对形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为。 (3)配合物的组成 配合物[Cu(NH3)4]SO4其组成如下图所示： ①中心原子是提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，过渡金属离子最常见的有Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。 ②配体是提供孤电子对的阴离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。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。 ③配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。如[Fe(CN)6]4－中配位数为6。 【方法导引】 1．配位键与共价键的关系 (1)形成过程不同：配位键实质上是一种特殊的共价键，在配位键中一方提供孤电子对，另一方提供具有能够接受孤电子对的空轨道。普通共价键的共用电子对是由成键原子双方共同提供的。 (2)配位键与普通共价键的实质相同。它们都被成键原子双方共用，如在NH中有三个普通共价键、一个配位键，但四者是完全相同的。 (3)同普通共价键一样，配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子中(如NH)。 2．配合物的形成对物质性质的影响 (1)溶解性的影响：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶于含过量Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。 (2)颜色的改变：当简单离子形成配离子时，颜色常发生变化，根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的配离子，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(n＝1～6)。 (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。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。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，使血红蛋白失去输送O2的功能，从而导致人体CO中毒。 3．配合物内界中共价键数目的判断 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。例如：配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共价键数为3×4＋4＋2＝18。 4．配合物的组成 (1)配合物中必含有中心离子(原子)和一定数目的配位体。中心离子(原子)一般是金属离子(或原子)，大部分是过渡金属元素的离子(或原子)。 (2)配位体是含有孤电子对的分子或离子，当配位体与中心离子(原子)形成配离子或配合物时，配位原子提供孤电子对与有空轨道的中心离子(原子)形成配位键。 (3)配位原子主要是元素周期表中第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族元素的原子。 知识点二 超分子 1．概念：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。 【提醒】超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 2．超分子的实例 (1)分离C60和C70 (2)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碱金属离子。 (3)超分子两个的重要特征——分子识别、自组装。 教材习题01（P100） 下列物质中不能作为配合物的配位体的是 A．B．C．D． 解题方法 1.NH3中氮原子分别与3个氢原子通过一对共用电子对结合，有一对孤对电子，可以作为配体； 2.中N与4个H通过共价键相连，无孤对电子，不能做配体； 3.H2O中O与2个H原子通过共价键相连，有2对孤电子对，可以做配体； 4.SCN-中S和N存在孤对电子，可作为配体。 【答案】B 教材习题02（P100） 向盛有硫酸铜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。下列对此现象的说法中，正确的是 A．反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变 B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子为 C．在中，Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道 D．向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生任何变化，因为不与乙醇发生反应 解题方法 1.铜离子和氨水先生成氢氧化铜沉淀，氢氧化铜再和氨水能反应生成配合离子[Cu(NH3)4]2+； 2.氢氧化铜沉淀溶解的离子反应为Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-，则生成深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+； 3.在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+提供空轨道，NH3给出孤对电子； 4.[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以向溶液中加入乙醇后因为溶解度减小，析出蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4。 【答案】B 考点一 配位键与配合物 1．硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。下列关于的说法正确的是 A．取少量该物质于洁净试管中加水溶解后，滴加少量溶液观察到有白色沉淀生成 B．该物质中配离子是，与外界之间形成的是配位键 C．该物质中是中心离子，提供孤电子对 D．该物质的配体是，配体数是3 【答案】A 【解析】A．配合物，在溶液中会电离出外界离子，与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，A正确； B．配离子与之间通过离子键结合，而非配位键，B错误； C．作为中心离子，提供空轨道接受NH3中N的孤电子对，C错误； D．该物质的配体是NH3，配体数为6，D错误； 故答案选A。 2．下列关于配位化合物的叙述中错误的是 A．中心离子结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数可能不同 B．配位化合物中只存在配位键 C．中提供空轨道，中O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、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用 【答案】B 【解析】A．中心离子的配位数是指结合配体的数目，不同离子因电荷、半径等因素配位数可能不同，A正确； B．配位化合物中必定存在配位键，但同时可能含有其它化学键，例如在[Cu(H2O)4]SO4中，与形成配位键，配离子与间为离子键，、内部含共价键，B错误； C．配合物中，中心原子或离子提供空轨道，配体提供孤电子对，二者通过配位键结合；因有空轨道，H2O中的O原子有孤电子对，二者能形成配位键而得到，符合配位键的形成规律，C正确； D．配位化合物在半导体、医药、催化和材料等领域应用广泛，如半导体制造中利用配合物的特殊结构调控电子传输，医药里金属配合物可作为抗癌药物精准作用于靶点，催化反应中借助配合物活性中心加速反应，材料领域用配合物实现特殊光学、电学性能，推动多行业技术发展，D正确； 故选B。 3．下列现象与形成配合物无关的是 A．与不能大量共存 B．向Cu与反应后的集气瓶中加少量水，呈绿色，再加水，呈蓝色 C．Cu与浓硝酸反应后，溶液呈绿色 D．向溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量，先出现白色沉淀，继而消失 【答案】C 【解析】A．Fe3+与SCN-反应生成血红色配合物[Fe(SCN)n]3-n，因此不能大量共存，与配合物有关，A不符合题意； B．Cu与Cl2反应生成CuCl2，加少量水形成绿色配离子[CuCl4]2-，稀释后转化为蓝色[Cu(H2O)4]2+，涉及配合物转化，B不符合题意； C．Cu与浓硝酸反应生成大量NO2，NO2溶解在溶液中呈现绿色，颜色变化主要由气体溶解引起，与配合物无关，C符合题意； D．AlCl3与过量NaOH反应生成[Al(OH)4]-配离子，导致沉淀溶解，与配合物有关，D不符合题意； 故选C。 4．下列各种说法中错误的是 A．配位键是一种特殊的共价键 B．NH4NO3、CuSO4·5H2O都含有配位键 C．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 D．形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对 【答案】C 【解析】A．共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键，配位键由一方提供空轨道，另一方提供孤电子对形成，属于共价键的特殊类型，A正确； B．NH4NO3的中含N→H配位键(N提供孤电子对，提供空轨道)，CuSO4·5H2O结构中Cu2+与H2O可形成配位键(H2O中的O提供孤电子对，Cu2+提供空轨道)，B正确； C．共价键形成时，成键原子可以通过共用电子对结合，不一定是成键原子必须有未成对电子，如配位键中，一方提供孤电子对，另一方提供空轨道，C错误； D．配位键是一种特殊的共价键，形成条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对，形成后与常规共价键无异，D正确； 故选C。 考点二 超分子 5．“杯酚”能与C60形成超分子、但不能与C70形成超分子，利用此性质的差异，实验室可用来分离C60、C70。已知C60、C70与“杯酚”的结构如下： 下列叙述正确的是 A．C60、C70都是一种新型的化合物 B．C60、C70与“杯酚”均属于共价晶体 C．C60中虽然没有离子键，但固体为离子晶体 D．“杯酚”分子中既存在σ键又存在π键 【答案】D 【解析】A．均为碳的同素异形体，故A错误； B．与“杯酚”均属于分子晶体，B项错误； C．中碳原子间形成的是共价键，没有离子键，固体为分子晶体，故C错误； D．“杯酚”分子结构中，既有碳-碳、碳-氢等键，又因其含有芳香环，故存在键，故D正确； 故选D。 6．超分子内部分子间相互结合的作用一定不是 A．共价键 B．氢键 C．弱配位键 D．静电作用 【答案】A 【解析】超分子是由多个分子通过非共价相互作用(如氢键、范德华力、静电作用等)形成的组装体，其内部作用不涉及强化学键，共价键是强化学键，用于分子内原子间结合，与超分子的非共价本质相悖，氢键(B)、弱配位键(C)和静电作用(D)均可作为超分子作用力，综上，A选项符合题意。 7．杯酚()能够分离提纯C60和C70，其结构和提纯原理如下图所示。下列说法错误的是 A．杯酚与C60分子之间通过氢键形成超分子 B．“操作1”和“操作2”均为过滤 C．杯酚属于极性分子，可溶于氯仿，且能循环使用 D．该流程体现了超分子具有“分子识别”的特征 【答案】A 【解析】A．杯酚含羟基，但C60为碳单质，分子中无N、O、F等电负性大的原子，无法与杯酚形成氢键，超分子的形成应为分子间作用力，故A错误； B．操作1中，C70溶于甲苯，C60-杯酚超分子不溶，过滤分离；操作2中，杯酚溶于氯仿，C60不溶，过滤分离，均为过滤，故B正确； C．杯酚含多个羟基，为极性分子，氯仿是极性溶剂，根据相似相溶可溶于氯仿，且流程中杯酚可循环使用，故C正确； D．杯酚能选择性结合C60而不结合C70，体现超分子“分子识别”特征，故D正确； 选A。 8．利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法不正确的是 A．杯酚是超分子 B．杯酚分子中存在大键 C．杯酚与C60有分子间作用力 D．C60与金刚石晶体类型不同 【答案】A 【解析】A．超分子是由分子通过非共价键形成的聚集体，杯酚是具有空腔的单个分子，并非超分子，A项错误； B．杯酚分子中含有多个苯环，每个苯环存在大π键，B项正确； C．杯酚与C60通过空腔适配结合，这种结合力为分子间作用力，C项正确； D．C60是分子晶体，金刚石是原子晶体，晶体类型不同，D项正确； 答案选A。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法；能判断常见的配合物。 2．能利用配合物的性质去推测配合物的组成，从而形成“结构决定性质”的认知模型。 3．了解超分子概念及其特性。 【学习重难点】 1．配位键、配合物。 2．超分子概念及其特性。 1．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列说法错误的是 A．此配合物为离子化合物 B．配位体是Cl-和H2O，配位数是6 C．中心离子是Ti4+，配离子是[TiCl(H2O)5]2+ D．1 mol该配合物与足量硝酸银反应能得到287 g白色沉淀 【答案】C 【解析】A．该配合物由内界配离子和外界Cl-通过离子键结合，属于离子化合物，A正确； B．配位体是Cl-和H2O，内界中1个Cl-和5个H2O参与配位，配位数为6，B正确； C．配离子是[TiCl(H2O)5]2+，电荷为+2，内界还有一个Cl-，故中心离子是Ti3+而非Ti4+，C错误； D．1 mol该配合物外界Cl-为2 mol，与足量硝酸银反应生成2 mol AgCl（内界Cl-不参与反应），沉淀质量为，D正确； 故答案选C。 2．下列关于配合物和超分子的说法不正确的是 A．冠醚有不同大小的空穴，可识别直径不同的碱金属离子 B．在[Cu(H2O)4]2+中，Cu2+提供空轨道，H2O给出孤电子对 C．利用“杯酚”可分离C60和C70，是因为C70可与杯酚形成超分子 D．[Cu(H2O)4]SO4·H2O中存在的化学键有离子键、配位键、极性键 【答案】C 【解析】A．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，A正确； B．中，提供空轨道，水的氧原子提供孤电子对形成配位键，B正确； C．实际分离时，“杯酚”通过尺寸匹配与形成超分子，而因尺寸较大无法被包裹，从而实现分离，C错误； D．中，与配合物阳离子通过离子键结合，与存在配位键，内部的键为极性键，D正确； 故选C。 3．向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水至过量，在得到溶液中加入95%乙醇，静置后有晶体析出。下列对此现象说法正确的是 A．中所含的化学键有离子键、极性键和配位键 B．的空间构型为平面正方形， 中心离子采用杂化 C．会与乙醇发生反应生成深蓝色晶体 D．加入氨水后，先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解变为无色溶液 【答案】A 【解析】A．中与间存在离子键，中NH3的N给出孤对电子，接受电子对，形成配位键，配体NH3中存在键，属于极性键，A正确； B．的空间构型为平面正方形，中心离子采用杂化，B错误； C．在得到溶液中加入95%乙醇，静置后析出的晶体是，晶体不是与乙醇发生反应生成的，加入乙醇的作用是降低配合物的溶解度，促使晶体析出，C错误； D．加入氨水后，先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解，生成，得到深蓝色透明溶液，D错误； 故选A。 4．现代冶金工业中，发生反应2[Au(CN)2]-+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2-。下列说法错误的是 A．[Zn(CN)4]2-中配位数为4 B．Zn是第四周期第ⅡB族元素 C．[Au(CN)2]-的配体CN-中，提供孤电子对的是N D．[Au(CN)2]-和[Zn(CN)4]2-的中心离子所带电荷数不同 【答案】C 【解析】A．[Zn(CN)4]2-中CN-为配体，配位数为4，故A正确； B．Zn的原子序数为30，位于第四周期第ⅡB族，故B正确； C．提供孤电子对的是C，C的电负性比N小，吸引孤电子对的能力比N弱，C更易形成配位键，故C错误； D．[Au(CN)2]-的中心离子带一个单位正电荷， [Zn(CN)4]2-的中心离子带两个单位正电荷，故D正确； 答案选C。 5．按物质组成与性质分类，[Cu(NH3)4]SO4∙H2O不属于 A．盐 B．混合物 C．配合物 D．电解质 【答案】B 【解析】A．[Cu(NH3)4]SO4∙H2O带有结晶水，既含有酸根离子，又含有配离子[Cu(NH3)4]2+，则其属于盐，A不符合题意； B．[Cu(NH3)4]SO4∙H2O是带有结晶水的盐，属于纯净物，不属于混合物，B符合题意； C．[Cu(NH3)4]SO4∙H2O含有配离子[Cu(NH3)4]2+，则其属于配合物，C不符合题意； D．[Cu(NH3)4]SO4∙H2O属于盐，溶于水后能电离出自由移动的酸根离子和配离子[Cu(NH3)4]2+，则其属于电解质，D不符合题意； 故选B。 6．如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(图中R为长链有机基团)，下列有关叙述正确的是 A．示意图中的4个氮原子的杂化轨道类型无法确定 B．该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子 C．该叶绿素是配合物，其配体是N原子 D．该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物 【答案】B 【解析】A．由题图知，4个氮原子中有2个N原子提供单电子形成π键，另外两个N原子提供1对电子形成π键，均为杂化，A错误； B．最高化合价为，而化合物中与4个氮原子形成化学键，由此可以判断该化合物中与N原子间存在配位键，该物质为配合物，中心离子是镁离子，B正确； C．因氮原子还与碳原子成键，因此只能说氮原子是配位原子而不能说是配体，C错误； D．该叶绿素是配合物，不是高分子化合物，D错误； 选B。 7．下列现象与形成配合物无关的是 A．向溶液中滴加溶液，溶液变为红色 B．向与反应后的集气瓶中加少量水，呈绿色，再加水，呈蓝色 C．向溶液中滴加氯水，溶液颜色变深 D．向溶液中逐滴滴加溶液至过量，先出现白色沉淀，继而沉淀消失 【答案】C 【解析】A．与能通过配位键形成，为红色，A项不符合题意； B．与反应生成，加少量水时，通过配位键形成绿色的配离子，的稳定性相对较弱，加水稀释时，转化为蓝色的配离子，B项不符合题意； C．(呈浅绿色)可被氯水氧化为(呈棕黄色)，与配合物的形成无关，C项符合题意； D．向溶液中逐滴滴加溶液，生成白色沉淀，加溶液至过量，沉淀消失，形成配离子，D项不符合题意。 故选C。 8．配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。配合物的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】配合物中，为中心离子，电荷数为，为配体，配位数为4。 故选A。 9．下列物质中不能作为配合物的配位体的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．NH3中氮原子分别与3个氢原子通过一对共用电子对结合，N的价层电子对数为，有一对孤对电子，可以作为配体，故A不符合题意； B．中N与4个H通过共价键相连，其价层电子对数为，无孤对电子，故不能做配体，B符合题意； C．H2O中O与2个H原子通过共价键相连，O的价层电子对数为，有2对孤电子对，故可以做配体，C不符合题意； D．SCN-中S和N存在孤对电子，可作为配体，D不符合题意； 本题选B。 10．关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是 A．中心原子的化合价为+1价 B．配位数是6 C．配体为水分子，外界为Cl－ D．在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀 【答案】B 【解析】A．[Cr(H2O)4Cl2]Cl中阴离子是氯离子，氯离子的化合价是－1价，所以铬离子的化合价是+3价，A错误； B．中心原子铬与4个水分子和2个氯离子结合形成配位离子，故Cr的配位数为6，B正确； C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl中配体为水分子和氯离子，外界为Cl－，C错误； D．[Cr(H2O)4Cl2]Cl的外界为Cl－，在其水溶液中加入AgNO3溶液，会产生氯化银白色沉淀，D错误； 答案选B。 11．许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。下列叙述正确的是 A．配离子具有对称空间结构，其中2个被2个替代能得到2种产物 B．在配合物中，是中心离子，是配体 C．向含有1mol 的溶液中加入足量溶液，生产3mol AgCl白色沉淀 D．将溶液和氨水相互滴加时，产生的实验现象相同 【答案】A 【解析】A．配离子呈平面结构，其中2个被2个替代后，两个Cl-可能在同一条边上，也可能在对角上，所以能得到2种产物，A正确； B．在配合物中，是中心离子，NH3是配体，是外界，B不正确； C．向含有1mol 的溶液中加入足量溶液，只有外界中的2molCl-能与AgNO3反应，从而生成2mol AgCl白色沉淀，C不正确； D．因为AgOH能与氨水继续反应，所以将溶液和氨水相互滴加时，产生的实验现象不相同，D不正确； 故选A。 12．下列各组中的分子或离子都含配位键的是 A．H2O、Al2Cl6 B．NH4Cl、[Cu(NH3)4]SO4 C．PCl3、[Co(NH3)4Cl2]Cl D．CO2、 【答案】B 【解析】A．H2O分子中含有2个O-H键，不含配位键；两分子AlCl3通过配位键结合为Al2Cl6，故不选A； B．NH4Cl中N和H之间有1个配位键，[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+和4个氨分子形成4个配位键，故选B； C．PCl3中含有3个P-Cl键，不含配位键；[Co(NH3)4Cl2]Cl中Co3+和4个氨分子、2个氯离子形成6个配位键，故不选C； D．CO2分子中有2个C=O键，不含配位键；中存在S与O的配位键，故不选D； 答案选B。 13．下列关于超分子和配合物的叙述正确的是 A．配合物Na[Al(OH)4]中，配位键数为4 B．含有配位键的物质一定是配位化合物 C．1mol[Cu(H2O)4]2+中σ键的物质的量为8mol D．细胞和细胞器的双分子膜具有自组装的特征 【答案】D 【解析】A．配合物Na[Al(OH)4]中，铝原子与三个羟基形成共价键，与一个羟基形成配位键，配位数为4，而配位键数为1，故A项错误； B．含有配位键的物质不一定是配位化合物，例如氯化铵等，故B项错误； C．1mol[Cu(H2O)4]2+中，4molH2O中含有8molσ键，铜离子与水分子之间存在4mol配位键，则σ键的物质的量为12mol，故C项错误； D．细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质，生物体的细胞即是由各种生物分子自组装而成，故D项正确； 答案选D。 14．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。例如，12-冠-4适配；18-冠-6适配。下列说法错误的是 A．12-冠-4与18-冠-6的核磁共振氢谱的吸收峰数相同 B．冠醚属于烃的衍生物 C．冠醚适配碱金属离子时形成配位键 D．冠醚适配碱金属离子，体现了超分子的自组装特征 【答案】D 【解析】A．12-冠-4与18-冠-6都是对称的结构，二者均含有1种环境的H原子，核磁共振氢谱的吸收峰数相同，A正确； B．烃的衍生物是指烃分子中的氢原子被其他原子或原子团取代而生成的一系列有机化合物，冠醚属于醚，属于烃的衍生物，B正确； C．当冠醚与碱金属离子发生配位作用时，其环状结构中的氧原子会与金属离子形成配位键，C正确； D．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，体现了超分子的分子识别特征，D错误； 故选D。 15．Co(Ⅲ)的八面体配合物为，若1mol该配合物与足量作用生成1mol AgCl沉淀，则m、n、x的值是 A．，， B．，， C．，， D．，， 【答案】B 【解析】由1mol配合物生成1mol AgCl知道1mol配合物电离出1molCl－即配离子显＋1价，x=1；又因为Co显＋3价，则[CoClm(NH3)n]＋为+1价，则m=2，，又因为是正八面体结构，有6个配体，所以n＝6－2＝4，故本题选B。 16．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】(1)N、O、Cl (2) 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)3：2：1 【解析】（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； （1）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，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。 17．冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。 (1)的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且与氧原子的孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。 ①基态锂离子核外电子所处能层符号为 。 ②W中与孤电子对之间的作用可能属于 (填字母)。 A．离子键        B．金属键        C．配位键        D．氢键 (2)冠醚Y能与形成稳定结构，但不能与形成稳定结构。理由是 。 (3)烯烃可以被酸性溶液氧化，使溶液褪色，但烯烃难溶于水，被水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。冠醚Z与可以发生如图所示的变化。 ①冠醚难溶于水易溶于，原因是 。 ②己烯中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升的原因是 。 【答案】(1) K C (2)半径比Y的空腔小很多，不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构 (3) 根据相似相溶原理，冠醚中的环状使其难溶于极性溶剂比如水，而易溶于非极性溶剂比如 冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚之中的因静电作用将带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果 【解析】（1）①基态锂离子核外只有能级上有电子，为K层上的电子，所以其电子层符号为K。 ②提供空轨道、O原子提供孤电子对，二者形成配位键，故选C。 （2）冠醚Y空腔较大，半径较小，导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键，所以得不到稳定结构。 （3）①根据相似相溶原理，冠醚中的环状使其难溶于极性溶剂比如水，而易溶于非极性溶剂比如。 ②根据相似相溶原理知，冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚Z中的因静电作用将带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果。 18．Cu可形成多种配合物，某同学在探究配合物的形成时做了以下实验，根据下列信息回答问题： (1)将无水硫酸铜溶解于水中，溶液呈蓝色，向其中加入浓氨水，产生蓝色沉淀的离子反应方程式 ，继续加入浓氨水，沉淀消失，沉淀溶解的离子反应方程式 。 (2)根据以上实验过程，判断和与的配位能力： (填“>”“=”或“<”)。 (3)再向深蓝色透明溶液加入乙醇，析出深蓝色的晶体。深蓝色晶体的化学式为 。 (4)可形成两种钴的配合物。已知的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加溶液时，则无明显现象。 则第一种配合物的结构式可表示为 。(提示：这种配合物的结构可表示为)；若均为配体，则在第二种配合物的溶液中滴加溶液，产生的现象是 。 【答案】(1) 或 (2)> (3) (4) (或) 生成淡黄色沉淀 【解析】（1）硫酸铜溶液和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，离子方程式为，继续加入氨水，发生反应或 ，蓝色沉淀消失。 （2）根据水溶液中Cu2+生成可知，与的配位能力大于。 （3）再向深蓝色透明溶液加入乙醇，由于[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以会析出深蓝色的晶体。 （4）第一种配合物的溶液中加氯化钡溶液，有白色沉淀，说明该配合物的外界有SO，Co3+的配位数为6，5个NH3，1个Br-与1个Co3+形成配位键，因此第一种配合物的结构式可表示为(或)；第二种配合物的溶液中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明SO属于内界，根据Co3+的配位数，内界还有5个NH3，Br-则属于外界，第二种配合物的结构式可以表示为[Co(SO4)(NH3)5]Br；第二种配合物在水中完全电离出Br-，滴加硝酸银溶液，有淡黄色沉淀生成；故答案为[CoBr(NH3)5]SO4；淡黄色沉淀生成。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第07讲 配合物和超分子 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 配合物 1．配位键 (1)概念：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。 【提醒】配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。 (2)配位键的形成条件 ①成键原子一方能提供 。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 ②成键原子另一方能提 。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。 (3)配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。 2．配位化合物 (1)配合物的概念：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 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、NH4Cl等均为配合物。 (2)配合物的形成 实验操作 实验现象 有关离子方程式 滴加氨水后，试管中首先出现 ，氨水过量后沉淀逐渐 ，滴加乙醇后析出 色晶体 [Cu(NH3)4]SO4· H2O 、 溶液变 白色的AgCl沉淀消失，得到澄清的无色溶液 上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH3)4]2＋为例，NH3分子中氮原子的 进入Cu2＋的 ，Cu2＋与NH3分子中的氮原子通过 形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为 。 (3)配合物的组成 配合物[Cu(NH3)4]SO4其组成如下图所示： ①中心原子是 的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，过渡金属离子最常见的有Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。 ②配体是 的阴离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配体中 的原子叫做配位原子。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。 ③配位数是直接与中心原子形成的 的数目。如[Fe(CN)6]4－中配位数为 。 【方法导引】 1．配位键与共价键的关系 (1)形成过程不同：配位键实质上是一种特殊的共价键，在配位键中一方提供孤电子对，另一方提供具有能够接受孤电子对的空轨道。普通共价键的共用电子对是由成键原子双方共同提供的。 (2)配位键与普通共价键的实质相同。它们都被成键原子双方共用，如在NH中有三个普通共价键、一个配位键，但四者是完全相同的。 (3)同普通共价键一样，配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子中(如NH)。 2．配合物的形成对物质性质的影响 (1)溶解性的影响：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶于含过量Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。 (2)颜色的改变：当简单离子形成配离子时，颜色常发生变化，根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的配离子，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(n＝1～6)。 (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。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。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，使血红蛋白失去输送O2的功能，从而导致人体CO中毒。 3．配合物内界中共价键数目的判断 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。例如：配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共价键数为3×4＋4＋2＝18。 4．配合物的组成 (1)配合物中必含有中心离子(原子)和一定数目的配位体。中心离子(原子)一般是金属离子(或原子)，大部分是过渡金属元素的离子(或原子)。 (2)配位体是含有孤电子对的分子或离子，当配位体与中心离子(原子)形成配离子或配合物时，配位原子提供孤电子对与有空轨道的中心离子(原子)形成配位键。 (3)配位原子主要是元素周期表中第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族元素的原子。 知识点二 超分子 1．概念：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。 【提醒】超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 2．超分子的实例 (1)分离C60和C70 (2)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碱金属离子。 (3)超分子两个的重要特征—— 、 。 教材习题01（P100） 下列物质中不能作为配合物的配位体的是 A．B．C．D． 解题方法 1.NH3中氮原子分别与3个氢原子通过一对共用电子对结合，有一对孤对电子，可以作为配体； 2.中N与4个H通过共价键相连，无孤对电子，不能做配体； 3.H2O中O与2个H原子通过共价键相连，有2对孤电子对，可以做配体； 4.SCN-中S和N存在孤对电子，可作为配体。 【答案】 教材习题02（P100） 向盛有硫酸铜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。下列对此现象的说法中，正确的是 A．反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变 B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子为 C．在中，Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道 D．向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生任何变化，因为不与乙醇发生反应 解题方法 1.铜离子和氨水先生成氢氧化铜沉淀，氢氧化铜再和氨水能反应生成配合离子[Cu(NH3)4]2+； 2.氢氧化铜沉淀溶解的离子反应为Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-，则生成深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+； 3.在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+提供空轨道，NH3给出孤对电子； 4.[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以向溶液中加入乙醇后因为溶解度减小，析出蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4。 【答案】 考点一 配位键与配合物 1．硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。下列关于的说法正确的是 A．取少量该物质于洁净试管中加水溶解后，滴加少量溶液观察到有白色沉淀生成 B．该物质中配离子是，与外界之间形成的是配位键 C．该物质中是中心离子，提供孤电子对 D．该物质的配体是，配体数是3 2．下列关于配位化合物的叙述中错误的是 A．中心离子结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数可能不同 B．配位化合物中只存在配位键 C．中提供空轨道，中O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、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用 3．下列现象与形成配合物无关的是 A．与不能大量共存 B．向Cu与反应后的集气瓶中加少量水，呈绿色，再加水，呈蓝色 C．Cu与浓硝酸反应后，溶液呈绿色 D．向溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量，先出现白色沉淀，继而消失 4．下列各种说法中错误的是 A．配位键是一种特殊的共价键 B．NH4NO3、CuSO4·5H2O都含有配位键 C．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 D．形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对 考点二 超分子 5．“杯酚”能与C60形成超分子、但不能与C70形成超分子，利用此性质的差异，实验室可用来分离C60、C70。已知C60、C70与“杯酚”的结构如下： 下列叙述正确的是 A．C60、C70都是一种新型的化合物 B．C60、C70与“杯酚”均属于共价晶体 C．C60中虽然没有离子键，但固体为离子晶体 D．“杯酚”分子中既存在σ键又存在π键 6．超分子内部分子间相互结合的作用一定不是 A．共价键 B．氢键 C．弱配位键 D．静电作用 7．杯酚()能够分离提纯C60和C70，其结构和提纯原理如下图所示。下列说法错误的是 A．杯酚与C60分子之间通过氢键形成超分子 B．“操作1”和“操作2”均为过滤 C．杯酚属于极性分子，可溶于氯仿，且能循环使用 D．该流程体现了超分子具有“分子识别”的特征 8．利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法不正确的是 A．杯酚是超分子 B．杯酚分子中存在大键 C．杯酚与C60有分子间作用力 D．C60与金刚石晶体类型不同 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法；能判断常见的配合物。 2．能利用配合物的性质去推测配合物的组成，从而形成“结构决定性质”的认知模型。 3．了解超分子概念及其特性。 【学习重难点】 1．配位键、配合物。 2．超分子概念及其特性。 1．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列说法错误的是 A．此配合物为离子化合物 B．配位体是Cl-和H2O，配位数是6 C．中心离子是Ti4+，配离子是[TiCl(H2O)5]2+ D．1 mol该配合物与足量硝酸银反应能得到287 g白色沉淀 2．下列关于配合物和超分子的说法不正确的是 A．冠醚有不同大小的空穴，可识别直径不同的碱金属离子 B．在[Cu(H2O)4]2+中，Cu2+提供空轨道，H2O给出孤电子对 C．利用“杯酚”可分离C60和C70，是因为C70可与杯酚形成超分子 D．[Cu(H2O)4]SO4·H2O中存在的化学键有离子键、配位键、极性键 3．向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水至过量，在得到溶液中加入95%乙醇，静置后有晶体析出。下列对此现象说法正确的是 A．中所含的化学键有离子键、极性键和配位键 B．的空间构型为平面正方形， 中心离子采用杂化 C．会与乙醇发生反应生成深蓝色晶体 D．加入氨水后，先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解变为无色溶液 4．现代冶金工业中，发生反应2[Au(CN)2]-+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2-。下列说法错误的是 A．[Zn(CN)4]2-中配位数为4 B．Zn是第四周期第ⅡB族元素 C．[Au(CN)2]-的配体CN-中，提供孤电子对的是N D．[Au(CN)2]-和[Zn(CN)4]2-的中心离子所带电荷数不同 5．按物质组成与性质分类，[Cu(NH3)4]SO4∙H2O不属于 A．盐 B．混合物 C．配合物 D．电解质 6．如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(图中R为长链有机基团)，下列有关叙述正确的是 A．示意图中的4个氮原子的杂化轨道类型无法确定 B．该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子 C．该叶绿素是配合物，其配体是N原子 D．该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物 7．下列现象与形成配合物无关的是 A．向溶液中滴加溶液，溶液变为红色 B．向与反应后的集气瓶中加少量水，呈绿色，再加水，呈蓝色 C．向溶液中滴加氯水，溶液颜色变深 D．向溶液中逐滴滴加溶液至过量，先出现白色沉淀，继而沉淀消失 8．配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。配合物的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为 A． B． C． D． 9．下列物质中不能作为配合物的配位体的是 A． B． C． D． 10．关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是 A．中心原子的化合价为+1价 B．配位数是6 C．配体为水分子，外界为Cl－ D．在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀 11．许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。下列叙述正确的是 A．配离子具有对称空间结构，其中2个被2个替代能得到2种产物 B．在配合物中，是中心离子，是配体 C．向含有1mol 的溶液中加入足量溶液，生产3mol AgCl白色沉淀 D．将溶液和氨水相互滴加时，产生的实验现象相同 12．下列各组中的分子或离子都含配位键的是 A．H2O、Al2Cl6 B．NH4Cl、[Cu(NH3)4]SO4 C．PCl3、[Co(NH3)4Cl2]Cl D．CO2、 13．下列关于超分子和配合物的叙述正确的是 A．配合物Na[Al(OH)4]中，配位键数为4 B．含有配位键的物质一定是配位化合物 C．1mol[Cu(H2O)4]2+中σ键的物质的量为8mol D．细胞和细胞器的双分子膜具有自组装的特征 14．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。例如，12-冠-4适配；18-冠-6适配。下列说法错误的是 A．12-冠-4与18-冠-6的核磁共振氢谱的吸收峰数相同 B．冠醚属于烃的衍生物 C．冠醚适配碱金属离子时形成配位键 D．冠醚适配碱金属离子，体现了超分子的自组装特征 15．Co(Ⅲ)的八面体配合物为，若1mol该配合物与足量作用生成1mol AgCl沉淀，则m、n、x的值是 A．，， B．，， C．，， D．，， 16．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 。 17．冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。 (1)的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且与氧原子的孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。 ①基态锂离子核外电子所处能层符号为 。 ②W中与孤电子对之间的作用可能属于 (填字母)。 A．离子键        B．金属键        C．配位键        D．氢键 (2)冠醚Y能与形成稳定结构，但不能与形成稳定结构。理由是 。 (3)烯烃可以被酸性溶液氧化，使溶液褪色，但烯烃难溶于水，被水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。冠醚Z与可以发生如图所示的变化。 ①冠醚难溶于水易溶于，原因是 。 ②己烯中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升的原因是 。 18．Cu可形成多种配合物，某同学在探究配合物的形成时做了以下实验，根据下列信息回答问题： (1)将无水硫酸铜溶解于水中，溶液呈蓝色，向其中加入浓氨水，产生蓝色沉淀的离子反应方程式 ，继续加入浓氨水，沉淀消失，沉淀溶解的离子反应方程式 。 (2)根据以上实验过程，判断和与的配位能力： (填“>”“=”或“<”)。 (3)再向深蓝色透明溶液加入乙醇，析出深蓝色的晶体。深蓝色晶体的化学式为 。 (4)可形成两种钴的配合物。已知的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加溶液时，则无明显现象。 则第一种配合物的结构式可表示为 。(提示：这种配合物的结构可表示为)；若均为配体，则在第二种配合物的溶液中滴加溶液，产生的现象是 。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $