内容正文:
第四节 配合物与超分子
题型01 配位键
题型02 配合物的组成
题型03 配合物的性质和应用
题型04 超分子
题型01 配位键
1.配位键
注:配位键属于σ键。
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、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。
3.配位键的表示方法
(1)表示方法
用箭头“→”来表示孤电子对的共用情况,其中箭头由提供孤电子对的配位体指向提供空轨道的中心离子,
(2)实例
如H3O+的结构式:;NH的结构式:。
【典例1】(24-25高二下·广东梅州·期末)由硫酸铜溶液制取硫酸四氨合铜晶体的实验流程如下:
下列说法不正确的是
A.流程中“溶液”和“深蓝色溶液”中结合的微粒分别是和
B.步骤2发生反应的离子方程式是
C.在里,的H给出孤电子对,接受电子对,形成了配位键
D.步骤3加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体
【变式1-1】(24-25高二下·广东湛江·期末)电催化合成工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.的电子式为
B.的VSEPR模型为
C.和中,只有能做配合物的配体
D.基态氧原子的轨道表达式为
【变式1-2】(24-25高二下·广东湛江·期末)硫酸四氨合铜晶体,在工业上用途广泛。实验室制备的流程如下图,下列说法不正确的是
A.Ⅱ中产生的沉淀是
B.的稳定性强于
C.硫酸四氨合铜晶体中存在的化学键有共价键、配位键、离子键和氢键
D.过程③加入95%乙醇的作用是减少溶剂极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度
【变式1-3】下列物质中含有配位键的是( )
A.KAl(SO4)2 B.Cu(NH3)4SO4
C.KHSO4 D.CaOCl2
题型02 配合物的组成
1.概念:
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,简称配合物。
2.配合物的组成
配合物由______________(提供空轨道)和_______(提供孤电子对)组成,分成内界和外界。
如[Cu(NH3)4]SO4可表示为
(1)中心原子或离子:配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子,过渡金属离子最常见。
(2)配体:配体可以是阴离子,如X-(卤素离子)、OH-、SCN-、CN-等;也可以是中性分子,如H2O、NH3、CO等。
(3)配位原子:是指配体中直接同中心离子配合的原子,如NH3中的N原子、H2O分子中的O原子。
(4)配位数:直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数,如[Cu(NH3)4]2+的配位数为4。
(5)有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4;有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2] SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br。
3.配合物的形成举例
实验操作
实验现象
滴加氨水后,试管中首先出现_______沉淀,氨水过量后沉淀逐渐_______,滴加乙醇后析出_______
溶液颜色变成_______
滴加AgNO3溶液时,产生_______;滴入氨水时,_______溶解,得到_______
有关离子方程式
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH,Cu(OH)2+4NH3===
[Cu(NH3)4]2++2OH-,
[Cu(NH3)4]2++SO+H2O===[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
Fe3++3SCN-
===Fe(SCN)3
Ag++Cl-===AgCl↓、AgCl+2NH3===
[Ag(NH3)2]++Cl-
【典例2】(24-25高二下·广东湛江·期末)是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成。可以定量吸收,也能吸收、、等气体,其吸收形成,其结构为,下列说法正确的是
A.该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,应先用CuCl的盐酸溶液吸收CO
C.中只有Cl-、作配体
D.中Cu的化合价为+1,配位数为3
【变式2-1】(24-25高二下·广东广州·期中)向CuSO4溶液中逐滴加入浓氨水至过量,先产生蓝色沉淀后溶解,得到透明的深蓝色溶液:再加入乙醇,并用玻璃棒摩擦试管内壁,析出深蓝色的晶体,其组成为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数为12 NA
B.实验中用玻璃棒摩擦试管壁是为了引入晶核
C.将乙醇换成丙醇也能析出深蓝色晶体
D.[Cu(NH3)4]2+中H-N-H的键角比NH3中要大
【变式2-2】(24-25高二下·广东广州·期中)向CuSO4溶液中逐滴加入浓氨水至过量,先产生蓝色沉淀后溶解,得到透明的深蓝色溶液;再加入乙醇,并用玻璃棒摩擦试管内壁,析出深蓝色的晶体,其组成为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,过程如下图所示,则下列说法错误的是
A.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的元素是O
B.1mol[Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数为12NA
C.将乙醇换成丙醇(易溶于水)也能析出深蓝色晶体
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对
【变式2-3】(24-25高二下·广东广州·期中)Fe3+的配合物呈现不同的颜色。如为浅紫色,为红色,为无色。某同学为探究Fe3+配合物的性质进行如下实验,下列有关说法正确的是
A.该实验中涉及的所有物质均为离子化合物
B.SCN-中含有π键,和Fe3+配位的是N原子
C.向溶液1中加入适量硝酸有利于观察到的紫色
D.与Fe3+形成配位键的稳定性强弱:H2O>SCN->F-
题型03 配合物的性质与应用
1.配合物形成时性质的改变
(1)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AgCl―→[Ag(NH3)2]+。
(2)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Fe3+的存在。
(3)稳定性改变:形成配合物后,物质的稳定性增强。例如,血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比较强,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。
2.配合物的稳定性
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。
【典例3】(24-25高二下·广东广州·期中)Fe3+的配合物呈现不同的颜色。如[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,[Fe(SCN)6]3-为红色,[FeF6]3-为无色。某同学为探究Fe3+配合物的性质进行如下实验。下列有关说法不正确的是
A.Fe3+的价层电子轨道处于半满状态,较稳定
B.SCN-中存在π键,和Fe3+配位的是C原子
C.与Fe3+形成配位键的稳定性强弱:SCN-<F-
D.向溶液Ⅰ中加入适量硝酸有利于观察到[Fe(H2O)6]3+的紫色
【变式3-1】(24-25高二下·广东·阶段练习)下列关于配合物的说法正确的是
A.配体是和,配位数是5
B.中心离子是的
C.该配合物中含共价键16mol
D.含该配合物的水溶液中加入足量溶液,生成沉淀
【变式3-2】含氮物质种类繁多,在一定条件下可相互转化,下列说法不合理的是
A.N2的氧化或还原均可实现氮的固定
B.将装有NO2的密闭烧瓶浸入冰水,红棕色变浅
C.过量的NH3通入0.1mol•L﹣1CuSO4溶液最终产生蓝色沉淀
D.工业生产硝酸存在N2→NH3→NO→NO2→HNO3的转化
【变式3-3】下列反应的离子方程式正确的是
A.与水反应:
B.与AgCl悬浊液反应:
C.少量与NaClO溶液反应:
D.]溶液与溶液反应:
题型04 超分子
1.概念
由两种或两种以上的分子通过______________形成的分子聚集体。
2.实例
(1)分离C60和C70
将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中,得到超分子“杯酚”C60和C70;加入甲苯溶剂,甲苯将_______溶解,经过滤后分离出_______;再向不溶物中加入氯仿,氯仿溶解“_______”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。从而将C60和C70分离开来。
(2)冠醚识别碱金属离子
冠醚分子中有大小不同的_______适配不同大小的碱金属离子,而形成冠醚—碱金属离子超分子。
3.超分子两个的重要特征
_______、_______。
【典例4】(24-25高二下·广东广州·期中)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
【变式4-1】(24-25高二下·广东肇庆·期末)冠醚能识别碱金属离子。12-冠-4与作用而不与作用,18-冠-6与作用而不与作用。下列说法正确的是
A.12-冠-4与18-冠-6属于同系物
B.18-冠-6可增大KCN在溴乙烷中的溶解度
C.超分子属于高分子,具有很大的相对分子质量
D.超分子“自组装”的特征可以用于分离与
【变式4-2】(24-25高二下·广东茂名·期末)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
溶液呈弱碱性
的水解程度大于的水解程度
B
热稳定性:
HF具有氢键,而HCl没有
C
可用乙醇冲洗不慎沾到皮肤上的苯酚
乙醇具有还原性
D
冠醚可用于识别碱金属离子
超分子能进行自组装
【变式4-3】下列有关说法错误的是
A.H2O与NH3的键角不相等
B.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
C.SF4中心原子有孤电子对,为极性分子
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
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第四节 配合物与超分子
题型01 配位键
题型02 配合物的组成
题型03 配合物的性质和应用
题型04 超分子
题型01 配位键
1.配位键
注:配位键属于σ键。
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、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。
3.配位键的表示方法
(1)表示方法
用箭头“→”来表示孤电子对的共用情况,其中箭头由提供孤电子对的配位体指向提供空轨道的中心离子,
(2)实例
如H3O+的结构式:;NH的结构式:。
【典例1】(24-25高二下·广东梅州·期末)由硫酸铜溶液制取硫酸四氨合铜晶体的实验流程如下:
下列说法不正确的是
A.流程中“溶液”和“深蓝色溶液”中结合的微粒分别是和
B.步骤2发生反应的离子方程式是
C.在里,的H给出孤电子对,接受电子对,形成了配位键
D.步骤3加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体
【答案】C
【分析】往硫酸铜溶液中加入少量氨水,生成氢氧化铜蓝色沉淀。若往沉淀中继续加入过量氨水,沉淀溶解形成深蓝色溶液,加入乙醇,晶体析出,据此分析;
【解析】A.流程中“溶液”中结合的微粒是形成, “深蓝色溶液”中结合的微粒是形成,A正确;
B.根据分析可知,步骤2氢氧化铜转化为硫酸四氨合铜,离子方程式是,B正确;
C.在里,的N给出孤电子对,接受电子对,形成了配位键,C错误;
D.根据相似相溶原理,乙醇分子的极性小于水,步骤3加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体,D正确;
故选C。
【变式1-1】(24-25高二下·广东湛江·期末)电催化合成工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.的电子式为
B.的VSEPR模型为
C.和中,只有能做配合物的配体
D.基态氧原子的轨道表达式为
【答案】D
【解析】
A.的电子式为,A错误;
B.的VSEPR模型为四面体形,其VSEPR模型为,B错误;
C.中的N和中的O均含有孤电子对,因此和都能做配合物的配体,C错误;
D.基态氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4,轨道表达式为,D正确;
故答案选D。
【变式1-2】(24-25高二下·广东湛江·期末)硫酸四氨合铜晶体,在工业上用途广泛。实验室制备的流程如下图,下列说法不正确的是
A.Ⅱ中产生的沉淀是
B.的稳定性强于
C.硫酸四氨合铜晶体中存在的化学键有共价键、配位键、离子键和氢键
D.过程③加入95%乙醇的作用是减少溶剂极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度
【答案】C
【分析】在硫酸铜溶液中加入几滴氨水,先出现蓝色的Cu(OH)2沉淀,然后继续加氨水,沉淀溶解为,加入乙醇,降低溶剂的极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度,析出晶体。
【解析】A.根据分析可知,Ⅱ中产生的沉淀是,故A正确;
B.硫酸铜溶液中存在的是,不断加入氨水的过程中先生成Cu(OH)2,最后生成,说明的稳定性强于,故B正确;
C.氢键不属于化学键,故C错误;
D.95%乙醇的极性较小,加入95%乙醇可以降低溶剂的极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度,故D正确;
故选C。
【变式1-3】下列物质中含有配位键的是( )
A.KAl(SO4)2 B.Cu(NH3)4SO4
C.KHSO4 D.CaOCl2
【答案】 B
【解析】 Cu(NH3)4SO4 中,Cu2+提供空轨道,NH3中N提供孤电子对,形成N→Cu配位键。
题型02 配合物的组成
1.概念:
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,简称配合物。
2.配合物的组成
配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成,分成内界和外界。
如[Cu(NH3)4]SO4可表示为
(1)中心原子或离子:配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子,过渡金属离子最常见。
(2)配体:配体可以是阴离子,如X-(卤素离子)、OH-、SCN-、CN-等;也可以是中性分子,如H2O、NH3、CO等。
(3)配位原子:是指配体中直接同中心离子配合的原子,如NH3中的N原子、H2O分子中的O原子。
(4)配位数:直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数,如[Cu(NH3)4]2+的配位数为4。
(5)有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4;有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2] SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br。
3.配合物的形成举例
实验操作
实验现象
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
溶液颜色变成红色
滴加AgNO3溶液时,产生白色沉淀;滴入氨水时,白色沉淀溶解,得到澄清的无色溶液
有关离子方程式
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH,Cu(OH)2+4NH3===
[Cu(NH3)4]2++2OH-,
[Cu(NH3)4]2++SO+H2O===[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
Fe3++3SCN-
===Fe(SCN)3
Ag++Cl-===AgCl↓、AgCl+2NH3===
[Ag(NH3)2]++Cl-
【典例2】(24-25高二下·广东湛江·期末)是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成。可以定量吸收,也能吸收、、等气体,其吸收形成,其结构为,下列说法正确的是
A.该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,应先用CuCl的盐酸溶液吸收CO
C.中只有Cl-、作配体
D.中Cu的化合价为+1,配位数为3
【答案】A
【解析】A.Cu+含有空轨道,中碳原子含有孤电子对,由的结构可知,该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键,A正确;
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,根据题干信息,用 CuCl的盐酸溶液吸收CO时,也能吸收O2,所以无法根据气体体积差异确定混合气体中CO的含量,B错误;
C.由结构可知,中除、作配体外,也是配体,C错误;
D.由结构可知,中Cu+形成4个配位键,配位数为4,D错误;
故答案为:A。
【变式2-1】(24-25高二下·广东广州·期中)向CuSO4溶液中逐滴加入浓氨水至过量,先产生蓝色沉淀后溶解,得到透明的深蓝色溶液:再加入乙醇,并用玻璃棒摩擦试管内壁,析出深蓝色的晶体,其组成为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数为12 NA
B.实验中用玻璃棒摩擦试管壁是为了引入晶核
C.将乙醇换成丙醇也能析出深蓝色晶体
D.[Cu(NH3)4]2+中H-N-H的键角比NH3中要大
【答案】A
【解析】A.每个NH3分子含有3个N-H σ键,4个NH3分子提供12个σ键;同时每个NH3与Cu2+形成1个配位键(也属于σ键),共4个,则1个[Cu(NH3)4]2+中总σ键数为12+4=16,因此1 mol该离子含16 NA个σ键,A错误;
B.用玻璃棒摩擦试管壁可提供结晶所需的晶核,促进晶体析出,B正确;
C.丙醇与乙醇类似,能降低溶液极性,减小晶体溶解度,故能析出晶体,C正确;
D.NH3中N的孤对电子参与配位后,电子对之间的排斥力减小,键角增大,D正确;
故选A。
【变式2-2】(24-25高二下·广东广州·期中)向CuSO4溶液中逐滴加入浓氨水至过量,先产生蓝色沉淀后溶解,得到透明的深蓝色溶液;再加入乙醇,并用玻璃棒摩擦试管内壁,析出深蓝色的晶体,其组成为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,过程如下图所示,则下列说法错误的是
A.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的元素是O
B.1mol[Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数为12NA
C.将乙醇换成丙醇(易溶于水)也能析出深蓝色晶体
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对
【答案】B
【解析】A.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素为Cu、N、H、S、O,电负性规律为O>N>S>H>Cu(金属),O电负性最大,A正确;
B.[Cu(NH3)4]2+中,每个NH3含3个N-H σ键(共4×3=12个),Cu2+与4个NH3形成4个配位σ键(配位键为σ键),总σ键数=12+4=16,1 mol该配离子含σ键16NA,B错误;
C.乙醇降低溶剂极性使配合物溶解度减小而析出,丙醇(易溶于水)同样为极性较小的有机溶剂,混合后溶剂极性降低,配合物溶解度减小,能析出晶体,C正确;
D.[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3中N提供孤电子对形成配位键,D正确;
故答案选B。
【变式2-3】(24-25高二下·广东广州·期中)Fe3+的配合物呈现不同的颜色。如为浅紫色,为红色,为无色。某同学为探究Fe3+配合物的性质进行如下实验,下列有关说法正确的是
A.该实验中涉及的所有物质均为离子化合物
B.SCN-中含有π键,和Fe3+配位的是N原子
C.向溶液1中加入适量硝酸有利于观察到的紫色
D.与Fe3+形成配位键的稳定性强弱:H2O>SCN->F-
【答案】C
【分析】Fe(NO3)3·9H2O(s)加水得Fe(NO3)3溶液,为黄色,滴加KSCN溶液,SCN-与Fe3+形成配离子而显红色,再滴加NaF溶液,转化为而显无色。
【解析】A.H2O为共价化合物,A错误;
B.C和N之间以三键结合,存在π键,S和N有孤电子对,N的电负性大于S,不易给出孤电子对,故和Fe3+配位的是S原子,B错误;
C.向溶液1中加入适量硝酸可抑制Fe3+水解,从而使溶液的紫色更容易观察,C正确;
D.结合分析可知与Fe3+形成配位键的稳定性强弱:H2O<SCN-<F-,D错误;
故选C。
题型03 配合物的性质与应用
1.配合物形成时性质的改变
(1)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AgCl―→[Ag(NH3)2]+。
(2)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Fe3+的存在。
(3)稳定性改变:形成配合物后,物质的稳定性增强。例如,血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比较强,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。
2.配合物的稳定性
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。
【典例3】(24-25高二下·广东广州·期中)Fe3+的配合物呈现不同的颜色。如[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,[Fe(SCN)6]3-为红色,[FeF6]3-为无色。某同学为探究Fe3+配合物的性质进行如下实验。下列有关说法不正确的是
A.Fe3+的价层电子轨道处于半满状态,较稳定
B.SCN-中存在π键,和Fe3+配位的是C原子
C.与Fe3+形成配位键的稳定性强弱:SCN-<F-
D.向溶液Ⅰ中加入适量硝酸有利于观察到[Fe(H2O)6]3+的紫色
【答案】B
【分析】Fe(NO3)3·9H2O(s)加水得Fe(NO3)3溶液,为黄色,滴加KSCN溶液,SCN-与Fe3+形成[Fe(SCN)6]3-配离子而显红色,再滴加NaF溶液,[Fe(SCN)6]3-转化为[FeF6]3-而显无色。
【解析】A.Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5,价电子分布在5个d轨道上,处于半满稳定状态,A正确;
B.C和N之间以三键结合,存在π键,S和N有孤电子对,N的电负性大于S,不易给出孤电子对,因此和Fe3+配位的是S原子,B错误;
C.由三者之间的转化可知,与形成配位键的稳定性强弱:H2O<SCN-<F-,C正确;
D.向溶液I中加入适量硝酸可以抑制Fe3+的水解,从而使溶液的紫色更容易观察,D正确;
故答案为B。
【变式3-1】(24-25高二下·广东·阶段练习)下列关于配合物的说法正确的是
A.配体是和,配位数是5
B.中心离子是的
C.该配合物中含共价键16mol
D.含该配合物的水溶液中加入足量溶液,生成沉淀
【答案】B
【解析】A.由化学式可知,配合物中中心离子是Ti3+离子,配位体为氯离子和水分子,配位数为6,故A错误;
B.由化学式可知,配合物中中心离子是Ti3+离子,故B正确;
C.由化学式可知,配合物中配位键为共价键,水分子的氢氧键为共价键,则配合物中含有18mol共价键,故C错误;
D.由化学式可知,配合物中加入足量硝酸银溶液,内界氯离子不能与硝酸银溶液反应,只有外界氯离子能与硝酸银反应生成氯化银沉淀,则该配合物与足量溶液,生成沉淀,故D错误;
故选:B。
【变式3-2】含氮物质种类繁多,在一定条件下可相互转化,下列说法不合理的是
A.N2的氧化或还原均可实现氮的固定
B.将装有NO2的密闭烧瓶浸入冰水,红棕色变浅
C.过量的NH3通入0.1mol•L﹣1CuSO4溶液最终产生蓝色沉淀
D.工业生产硝酸存在N2→NH3→NO→NO2→HNO3的转化
【答案】C
【解析】A.N2的氧化或还原均是将游离态的氮转化为化合态的氮,是氮的固定,A正确;
B.2NO2N2O4是放热反应,烧瓶浸入冰水,平衡正向移动,故红棕色变浅,B正确;
C.NH3通入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀,继续通氨气至过量,沉淀消失得到深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液,C错误;
D.工业生产硝酸首先合成氨,氨催化氧化生成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,工业生产硝酸存在N2→NH3→NO→NO2→HNO3的转化,D正确;
故选C。
【变式3-3】下列反应的离子方程式正确的是
A.与水反应:
B.与AgCl悬浊液反应:
C.少量与NaClO溶液反应:
D.]溶液与溶液反应:
【答案】D
【解析】A.过氧化钠与水反应的正确离子方程式为:,过氧化钠是固体,不能拆分为离子形式,A错误;
B.AgCl为难溶固体,不能拆写成Ag+,NH3与AgCl反应的正确离子方程式为:,B错误;
C.少量SO2与NaClO溶液的反应,生成的H+会与ClO-结合,正确离子方程式应为:,C错误;
D.溶液与溶液反应生成蓝色沉淀,选项中符合实际反应和离子方程式书写规则,D正确;
故选D。
题型04 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。
2.实例
(1)分离C60和C70
将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中,得到超分子“杯酚”C60和C70;加入甲苯溶剂,甲苯将C70溶解,经过滤后分离出C70;再向不溶物中加入氯仿,氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。从而将C60和C70分离开来。
(2)冠醚识别碱金属离子
冠醚分子中有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子,而形成冠醚—碱金属离子超分子。
3.超分子两个的重要特征
分子识别、自组装。
【典例4】(24-25高二下·广东广州·期中)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。
【变式4-1】(24-25高二下·广东肇庆·期末)冠醚能识别碱金属离子。12-冠-4与作用而不与作用,18-冠-6与作用而不与作用。下列说法正确的是
A.12-冠-4与18-冠-6属于同系物
B.18-冠-6可增大KCN在溴乙烷中的溶解度
C.超分子属于高分子,具有很大的相对分子质量
D.超分子“自组装”的特征可以用于分离与
【答案】B
【解析】A.12-冠-4与18-冠-6含醚键数目不同,不属于同系物,A错误;
B.利用分子识别原理,用18-冠-6将KCN代入有机物中,增大KCN在有机物中的溶解度,B正确;
C.超分子是两种或两种以上的分子通过分子间作用力形成的分子聚集体,不属于高分子化合物,C错误;
D.超分子“分子识别”的特征可以用于分离与,D错误;
故选B。
【变式4-2】(24-25高二下·广东茂名·期末)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
溶液呈弱碱性
的水解程度大于的水解程度
B
热稳定性:
HF具有氢键,而HCl没有
C
可用乙醇冲洗不慎沾到皮肤上的苯酚
乙醇具有还原性
D
冠醚可用于识别碱金属离子
超分子能进行自组装
【答案】A
【解析】A.碳酸铵溶液中的水解程度确实大于,导致溶液呈弱碱性,陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且存在因果关系,A正确;
B.HF热稳定性高于HCl是因H-F键能更大,而非氢键(氢键影响熔沸点),二者无因果关系,B错误;
C.乙醇冲洗苯酚是因相似相溶,与乙醇还原性无关,C错误;
D.冠醚识别碱金属离子基于空穴匹配(分子识别),与超分子自组装无直接因果,D错误;
故选A。
【变式4-3】下列有关说法错误的是
A.H2O与NH3的键角不相等
B.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
C.SF4中心原子有孤电子对,为极性分子
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
【答案】B
【解析】A.在NH3分子中的中心N原子价层电子对数是:3+=4,有1对孤电子对,所以NH3分子为三角锥形;在H2O分子中的中心O原子价层电子对数是:2+=4,有2对孤电子对,所以H2O分子为V形,因此键角:NH3>H2O,键角不相等,A正确;
B.有手性异构体的分子称为手性分子,当分子中存在两个或两个以上的手性碳原子时,会出现内消旋体,这种含有内消旋体的分子不是手性分子,B错误;
C.SF4分子中的中心S原子价层电子对数是:4+=5,有孤电子对,为极性分子,C正确;
D.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间作用力形成的分子聚集体,分子间作用力是弱相互作用,冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,二者能通过分子间作用力等弱相互作用形成超分子,D正确;
故选B。
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