内容正文:
第四节 配合物与超分子
第1课时 配合物
分层作业
1.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.有些配位化合物显现出特征的颜色,从而可用于物质的检验
C.中的提供孤电子对,中的N原子提供空轨道,两者结合形成配位键
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广泛的应用
2.下列叙述与形成配合物无关的是 ( )
A.AgCl可溶于氨水
B.向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量水,溶液呈绿色,再加水,溶液呈蓝色
C.Cu与浓HNO3反应后,溶液呈绿色;Cu与稀HNO3反应后,溶液呈蓝色
D.向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量,先出现白色沉淀,继而消失
3.配合物中,中心离子的化合价是
A.+1 B.+2 C.+3 D.无法确定
4.配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中,不含有的化学键是
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键
5.向盛有少量CuCl2溶液的试管中滴入少量NaOH溶液,再滴入适量浓氨水,下列叙述不正确的是( )
A.开始生成蓝色沉淀,加入过量氨水时,形成无色溶液
B.开始生成Cu(OH)2,它不溶于水,但溶于浓氨水,生成深蓝色溶液
C.开始生成蓝色沉淀,加入氨水后,沉淀溶解生成深蓝色溶液
D.开始生成Cu(OH)2,之后生成更稳定的配合物
6.化学式为K4[Fe(CN)6]的配合物常用作为抗结剂少量添加在食盐中,而KCN却是一种极具毒性的盐类,下列说法错误的是
A.K4[Fe(CN)6]配合物在水中溶解并能完全解离出K+、Fe2+和CN-
B.K4[Fe(CN)6]配合物的配体是CN-,配位数是6,其晶体中有离子键、共价键和配位键
C.[Fe(CN)6]4-配离子的中心离子Fe2+提供6个空轨道,配体CN-提供孤电子对
D.KCN的剧毒性是由CN-引起
7.关于化学式[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.配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti4+
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
8.利用氧化法制备某些配位化合物,如: 2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O22[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O,下列说法正确的是 ( )
A.该配位化合物的配位数为5
B.提供孤电子对的成键粒子是N和Cl-
C.[Co(NH3)5Cl]2+中存在配位键、共价键和离子键
D.氧化剂H2O2是含有极性键的非极性分子
9.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
10.CO会与人体血红蛋白中的形成配位键,使其丧失运输氧的能力。下列有关说法正确的是
A.基态的价电子排布式为
B.和为同素异形体
C.原子利用轨道与原子以头碰头的形式形成键
D.人体血红蛋白中的形成配位键时,分子提供孤电子对
11.根据要求回答下列问题:
(1)在第二周期主族元素,第一电离能介于B 和N 之间的元素有 种。
(2)嫦娥五号实现了我国首次地外天体采样返回,带回的月壤中包含了H 、O 、N 、Al 、Zn 、Ti 、Cu 等 多种元素,N 的第一电离能大于O 的,请说明理由: 。
(3)已知电离能:I2(Ti)=1310,I2(K)=3051,I2(Ti)<I2(K),其原因为 。
(4)橙红色晶体羰基钴[Co2(CO)8]的熔点为52℃,可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大 到小的顺序为 (填元素符号) 。配体CO 中键与 π 键数目之比是 。
(5)(CN)2中键与键之间的夹角为,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8 电子稳定结构,其结构式为 ,1 个分子中含有 个π 键。
(6)此后,等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中, 与NO互为等电子体的分子有 、 。
(7)在分子中,键角∠HCO (填“>”“<”或“=”)∠HCH,理由是 。
12.二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可用于无机合成、功能性材料制备,回答下列问题:
(1)基态的价层电子轨道表示式为 。
(2)进行焰色试验时,Cu呈 色,金属的焰色反应属于 (填“吸收”或“发射”)光谱。
(3)离子半径:(填“>”或“<”)。
(4)中碳原子的杂化方式为 。
(5)酸性: (填“>”或“<”),判断的理由为 (用化学方程式表示)。
(6)一般过渡金属易形成配合物,如硫酸镍溶于氨水形成。中的空间结构是 ;在中,与之间形成的化学键为 ;的配位数为 。
13.硼酸可用于治疗婴儿湿疹。硼酸显酸性的原因:,硼酸的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A.硼酸水溶液中的主要来自水的电离
B.分子中B原子与3个O原子形成三角锥形结构
C.中存在B原子提供空轨道、O原子提供孤电子对的配位键
D.中存在B原子采用sp3杂化
14.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol羟基中含有的电子数目为9NA
B.32g环状S8()分子中含有的S—S键数目为2NA
C.60g SiO2晶体中含有的Si—O键数目为2NA
D.1mol [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数目为4NA
15.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
16.硫酸铜溶液中存在大量的,向硫酸铜溶液中逐滴滴入浓氨水,会逐渐转化为。已知和均是平面结构,下列说法不正确的是
A.中间产物有两种结构
B.配位键键能大于配位键键能
C.中铜为杂化
D.滴加氨水的过程中溶液颜色不一定加深
17.我国化学家发现应用于分子识别领域的新型冠醚超分子,由苯胺阳离子、冠醚(15-冠-5)及阴离子(R-)组装而成,苯胺阳离子与冠醚的作用如下图所示。下列说法正确的是
A.苯胺阳离子中所有原子在同一平面内
B.苯胺阳离子与冠醚的作用力为氢键
C.15-冠-5与乙醚互为同系物
D.苯胺阳离子与其他体积尺寸的冠醚均能组装成超分子
18.一种Cu2+的配合物的结构如图所示。有关该配合物的说法正确的是
A.Cu2+的配位数为2
B.的空间构型为平面四边形
C.1mol配体en中含有极性键的数目为
D.该配合物在水中的溶解度比在乙醇中大
19.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
20.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
21.已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物。下列说法不正确的是
A.该配合物中阴离子空间构型为正四面体形
B.配离子为,配位数为5
C.Fe2+被氧化为Fe3+,失去的电子位于3d轨道
D.向配合物溶液中加入足量的BaCl2溶液,所有SO均被完全沉淀
22.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:
23.由X、Y、Z、M、Q五种原子序数依次增大的元素组成的某配离子是一种结构如图常用的有机催化剂。Y、Z、M同周期,Y元素化合物种类数最多,Q+离子的价电子排布式为3d10,下列说法错误的是
A.该配离子中含有配位键、离子键、共价键
B.元素的第一电离能:X>Y
C.M和X形成的化合物可以形成缔合分子(XM)n
D.该配离子中Q的配位数为4
24.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,存在平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O ΔH,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释错误的是
A.由实验①可推知ΔH>0,实验②平衡逆向移动
B.等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为9:2
C.由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
D.以上离子反应涉及的元素(Cl除外)的电负性顺序为 Zn<Co<H<O
25.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
26.的配合物呈现不同的颜色。如为浅紫色,为红色,为无色。某同学为探究配合物的性质进行如下实验,下列有关说法正确的是
A.的价层电子轨道处于半满状态,较稳定
B.中存在键,和配位的是C原子
C.与形成配位键的稳定性强弱:
D.向溶液I中加入适量硝酸有利于观察到的紫色
27.用探究性质,实验步骤及观察到的现象如下:
该过程中可能涉及的反应有:
①
②
③
④
下列说法错误的是
A.与的配位能力: B.无色
C.氧化性: D.探究过程未发生反应②
28.五羰基合铁[Fe(CO)5]在常温下为淡黄色、易挥发的有毒液体(结构如下左图所示),易溶于苯,不溶于水。以Fe(CO)5作为前驱体的析氢反应历程如下右图所示。下列说法错误的是
A.反应历程中,Fe的配位数未发生变化
B.该析氢反应的总反应方程式为H2O + CO =CO2 + H2
C.固态Fe(CO)5熔化时,主要克服范德华力
D.Fe(CO)5分子为非极性分子
29.丁二酮肟可用于检验溶液中的,原理如下图:
下列说法不正确的是
A.Ni元素属于d区
B.二(丁二酮肟)合镍为极性分子
C.丁二酮肟中N原子的杂化轨道类型是
D.二(丁二酮肟)合镍含有共价键、配位键、氢键
30.可与多种配体形成配离子,如(红色)、(亮绿色),其中结构如图所示。已知在硫酸铁溶液中滴加过量草酸,溶液变亮绿色,再滴加少量KSCN溶液,溶液变为红色,下列有关说法错误的是
A.使用KSCN检验,比使用草酸钠更灵敏
B.和中的配位数分别为6和3
C.中C原子杂化方式为
D.离子中,提供空轨道用于形成配位键
31.(铁氰化钾)可用于检验,反应产生特征蓝色沉淀(滕氏蓝,可作蓝色颜料)。滕氏蓝晶体的微观结构(该结构为正方体,省略了)如图所示,晶胞边长为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中提供孤电子对形成配位键的原子为C
B.M原子坐标为,则R处的坐标为
C.和间的最短距离为
D.滕氏蓝晶体的密度为
32.钙镁矿、、的结构模型如图所示。下列说法正确的是
A.钙镁矿中,1号原子的坐标为,2号原子的坐标为
B.钙镁矿中,距离硫原子最近的硫原子数目为4
C.结构中与、与离子之间的作用力相同
D.晶胞中,分子的排列方式只有3种取向
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第四节 配合物与超分子
第1课时 配合物
分层作业
1.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.有些配位化合物显现出特征的颜色,从而可用于物质的检验
C.中的提供孤电子对,中的N原子提供空轨道,两者结合形成配位键
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广泛的应用
【答案】C
【解析】A.配位化合物中一定含有配位键,但也含有其他化学键,A正确;
B.与形成的配合物呈血红色,可用检验,B正确;
C.提供空轨道,中的N原子提供孤电子对,两者结合形成配位键,C错误;
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广泛的应用,D正确;
故选C。
2.下列叙述与形成配合物无关的是 ( )
A.AgCl可溶于氨水
B.向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量水,溶液呈绿色,再加水,溶液呈蓝色
C.Cu与浓HNO3反应后,溶液呈绿色;Cu与稀HNO3反应后,溶液呈蓝色
D.向AlCl3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项,涉及[Ag(NH3)2]Cl的形成;B项,涉及[CuCl4]2-与[Cu(H2O)4]2+的转化;C项,Cu与浓HNO3反应后溶液显绿色,是因为反应后生成的NO2溶于Cu溶液中,与配合物无关;D项,涉及的形成。
3.配合物中,中心离子的化合价是
A.+1 B.+2 C.+3 D.无法确定
【答案】C
【解析】由化学式可知,硝酸根离子化合价为-1,氯离子化合价为-1,根据化合价代数和为零可知,中心离子的化合价是+3;
故选C。
4.配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中,不含有的化学键是
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键
【答案】C
【解析】配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中含有配离子[Cu(NH3)4]2+和之间的离子键,NH3和中都有极性键,Cu2+和NH3之间以配位键结合,不含非极性键,故选C。
5.向盛有少量CuCl2溶液的试管中滴入少量NaOH溶液,再滴入适量浓氨水,下列叙述不正确的是( )
A.开始生成蓝色沉淀,加入过量氨水时,形成无色溶液
B.开始生成Cu(OH)2,它不溶于水,但溶于浓氨水,生成深蓝色溶液
C.开始生成蓝色沉淀,加入氨水后,沉淀溶解生成深蓝色溶液
D.开始生成Cu(OH)2,之后生成更稳定的配合物
【答案】A
【解析】加入过量氨水时形成深蓝色溶液。
6.化学式为K4[Fe(CN)6]的配合物常用作为抗结剂少量添加在食盐中,而KCN却是一种极具毒性的盐类,下列说法错误的是
A.K4[Fe(CN)6]配合物在水中溶解并能完全解离出K+、Fe2+和CN-
B.K4[Fe(CN)6]配合物的配体是CN-,配位数是6,其晶体中有离子键、共价键和配位键
C.[Fe(CN)6]4-配离子的中心离子Fe2+提供6个空轨道,配体CN-提供孤电子对
D.KCN的剧毒性是由CN-引起
【答案】A
【解析】A.K4[Fe(CN)6]内界中的CN-在水中不能电离,A错误;
B.K4[Fe(CN)6]配合物的配体是CN-,配位数是6,其晶体中有离子键、共价键和配位键,B正确;
C.[Fe(CN)6]4-配离子的中心离子Fe2+提供6个空轨道,配体CN-提供孤电子对,C正确;
D.K4[Fe(CN)6]的配合物常用作为抗结剂少量添加在食盐中,而KCN却是一种极具毒性的盐类,KCN在水溶液中可电离出CN-,可知剧毒性是由CN-引起,D正确;
故选A。
7.关于化学式[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.配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti4+
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
【答案】C
【解析】A.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O,配位体是Cl和H2O,配位数是6,故A错误;
B.中心离子是Ti3+,内配离子是Cl-,外配离子是Cl-,故B错误;
C.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O,内配离子是Cl-为1,外配离子是Cl-为2,内界和外界中的Cl-的数目比是1:2,故C正确;
D.加入足量AgNO3溶液,外界离子Cl-离子与Ag+反应,内配位离子Cl-不与Ag+反应,故D错误;
故选:C。
8.利用氧化法制备某些配位化合物,如: 2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O22[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O,下列说法正确的是 ( )
A.该配位化合物的配位数为5
B.提供孤电子对的成键粒子是N和Cl-
C.[Co(NH3)5Cl]2+中存在配位键、共价键和离子键
D.氧化剂H2O2是含有极性键的非极性分子
【答案】 B
【解析】该配位化合物中配体有5个NH3和1个Cl-,配位数为6,A错误;该配位化合物中配体NH3中的N和Cl-均存在孤电子对,Co3+提供空轨道,N和Cl-提供孤电子对形成配位键,B正确;[Co(NH3)5Cl]2+中Cl-、NH3和Co3+之间存在配位键,NH3内部存在共价键,但是没有离子键,C错误;H2O2中含有极性键O—H,但是H2O2的正电中心与负电中心不重合,属于极性分子,D错误。
9.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
【答案】A
【解析】CoCl3·5NH3·H2O的水溶液中加过量AgNO3溶液,有AgCl沉淀生成,说明外界离子有Cl-,过滤后再加过量AgNO3溶液于滤液中,无变化,但加热至沸腾又有AgCl沉淀生成,说明配体中含有Cl-,且第二次沉淀量为第一次沉淀量的二分之一,说明外界离子Cl-与配体Cl-的个数之比为2∶1,选项中只有A符合。
10.CO会与人体血红蛋白中的形成配位键,使其丧失运输氧的能力。下列有关说法正确的是
A.基态的价电子排布式为
B.和为同素异形体
C.原子利用轨道与原子以头碰头的形式形成键
D.人体血红蛋白中的形成配位键时,分子提供孤电子对
【答案】D
【解析】A.基态Fe2+的电子排布为[Ar]3d6,价电子排布应为3d6,而非3d5,故A错误;
B.16O2和18O2是同位素形成的同种分子,同素异形体需为不同结构(如O2与O3),故B错误;
C.σ键由头碰头形成,π键由肩并肩形成,CO中的π键应为p轨道肩并肩重叠,故C错误;
D.配体(CO)中C提供孤电子对,中心金属(Fe2+)提供空轨道,D正确;
故答案为D。
11.根据要求回答下列问题:
(1)在第二周期主族元素,第一电离能介于B 和N 之间的元素有 种。
(2)嫦娥五号实现了我国首次地外天体采样返回,带回的月壤中包含了H 、O 、N 、Al 、Zn 、Ti 、Cu 等 多种元素,N 的第一电离能大于O 的,请说明理由: 。
(3)已知电离能:I2(Ti)=1310,I2(K)=3051,I2(Ti)<I2(K),其原因为 。
(4)橙红色晶体羰基钴[Co2(CO)8]的熔点为52℃,可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大 到小的顺序为 (填元素符号) 。配体CO 中键与 π 键数目之比是 。
(5)(CN)2中键与键之间的夹角为,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8 电子稳定结构,其结构式为 ,1 个分子中含有 个π 键。
(6)此后,等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中, 与NO互为等电子体的分子有 、 。
(7)在分子中,键角∠HCO (填“>”“<”或“=”)∠HCH,理由是 。
【答案】(1)3
(2)N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素
(3)钾离子失去的是全满的3p6电子所需能量较高,而Ti+失去的是4s1电子,相对较为容易
(4)O>C>Co 1:2
(5)N≡C-C≡N 4
(6)SO2 O3
(7)> 斥力双键一单键>单键一单键(或π键斥力大于σ键斥力)
【解析】(1)在第二周期主族元素,同周期元素随原子序数的递增,第一电离能逐渐增大,Be原子最外层电子处于充满的稳定状态,则Be的第一电离能大于B的第一电离能,N原子最外层电子处于半充满的稳定状态,则N的第一电离能大于O的第一电离能,则第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O,共有3种。
(2)N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故N 的第一电离能大于O 的;
(3)基态Ti+电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s1,基态K+核外电子排布为1s22s22p63s23p6,钾离子失去的是全满的3p6电子所需能量较高,而Ti+失去的是4s1电子,相对较为容易,故I2(Ti)<I2(K);
(4)同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;故该晶体中三种元素电负性由大 到小的顺序为O>C>Co;单键均为σ键,叁键含有1个σ键2个π键,配体CO 中键与 π 键数目之比是1:2;
(5)(CN)2中键与键之间的夹角为,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8 电子稳定结构,C原子形成4个共价键,N原子形成3个共价键,其结构式为N≡C-C≡N,1 个分子中含有4个π 键。
(6)由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体;与NO互为等电子体的分子中必须含有3个原子且价电子数为18,在短周期元素组成的物质中,与NO互为等电子体的分子有SO2、O3;
(7)斥力双键一单键>单键一单键(或π键斥力大于σ键斥力),结合结构可知,在分子中,键角∠HCO>∠HCH。
12.二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可用于无机合成、功能性材料制备,回答下列问题:
(1)基态的价层电子轨道表示式为 。
(2)进行焰色试验时,Cu呈 色,金属的焰色反应属于 (填“吸收”或“发射”)光谱。
(3)离子半径:(填“>”或“<”)。
(4)中碳原子的杂化方式为 。
(5)酸性: (填“>”或“<”),判断的理由为 (用化学方程式表示)。
(6)一般过渡金属易形成配合物,如硫酸镍溶于氨水形成。中的空间结构是 ;在中,与之间形成的化学键为 ;的配位数为 。
【答案】(1)
(2)绿 发射
(3)>
(4)
(5)>
(6)三角锥形 配位键或共价键 6
【解析】(1)
基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1,故Cu2+的轨道表示式为;
(2)铜的焰色为绿色;基态原子的电子吸收能量,跃迁到较高能级,电子又从高能级跃迁到低能级,以光的形式释放能量,即该光谱为发射光谱;
(3)根据离子半径的基本规律,同一元素的不同价态离子中,高价阳离子半径小于低价阳离子半径,这是因为Cu+与Cu2+核电荷数、电子层数相同,Cu+核外电子数比Cu2+多一个,电子云间的排斥力更大,所以Cu+>Cu2+;
(4)中碳原子形成3个σ键,无孤电子对,杂化方式为sp2杂化;
(5)根据强酸制弱酸,H2C2O4酸性大于H2CO3,即答案为>;反应的化学方程式为:;
(6)NH3中N原子价层电子对数=,有1对孤电子对,空间结构是三角锥形;[Ni(NH3)6]2+中Ni2+有空轨道,NH3中N有孤电子对,形成配位键(共价键);[Ni(NH3)6]2+的配体为NH3,配位数为6。
13.硼酸可用于治疗婴儿湿疹。硼酸显酸性的原因:,硼酸的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A.硼酸水溶液中的主要来自水的电离
B.分子中B原子与3个O原子形成三角锥形结构
C.中存在B原子提供空轨道、O原子提供孤电子对的配位键
D.中存在B原子采用sp3杂化
【答案】B
【解析】A.硼酸溶于水后,与水电离产生的OH-结合生成,从而促进水电离,所以硼酸水溶液中的主要来自水的电离,A正确;
B.分子中,中心B原子的价层电子对数为,发生sp2杂化,且中心B原子无孤电子对,所以B原子与3个O原子形成平面正三角形结构,B错误;
C.中有3个-OH来自原,1个来自OH-与B原子形成的配位键,此配位键由B原子提供空轨道、O原子提供孤电子对形成,C正确;
D.中B形成4个共价键,B为sp3杂化,D正确;
故选B。
14.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol羟基中含有的电子数目为9NA
B.32g环状S8()分子中含有的S—S键数目为2NA
C.60g SiO2晶体中含有的Si—O键数目为2NA
D.1mol [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数目为4NA
【答案】A
【解析】A.1个羟基中含有的电子数目为8+1=9,1mol羟基中含有的电子数目为9NA,故A正确;
B.32g环状S8分子的物质的量为,而一个环状S8分子中含有8个S-S键数目,32g环状S8分子中含有S—S键数为NA,故B错误;
C.1个Si连接4个O,形成4条Si-O键,60gSiO2晶体是1mol,含有的Si-O键数目为4NA,故C错误;
D.[Cu(NH3)4]2+有4个配位键和NH3配体中的N-H键为σ键,1个NH3中有3个N-H键,4个NH3中有12个N-H键,则1mol [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数目为16NA,故D错误;
故答案为A。
15.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。
16.硫酸铜溶液中存在大量的,向硫酸铜溶液中逐滴滴入浓氨水,会逐渐转化为。已知和均是平面结构,下列说法不正确的是
A.中间产物有两种结构
B.配位键键能大于配位键键能
C.中铜为杂化
D.滴加氨水的过程中溶液颜色不一定加深
【答案】C
【解析】A.中间产物[Cu(NH3)2(H2O)2]2+为平面四边形结构,两个NH3和两个H2O的取代方式存在邻位和对位两种异构体,因此有两种结构,A正确;
B.氨水能取代H2O配体,说明NH3与Cu2+的配位能力更强,即Cu-N配位键键能更大,B正确;
C.[Cu(NH3)4]2+为平面结构,则中心原子Cu的杂化方式应为dsp2,C错误;
D.向硫酸铜溶液中逐滴滴入浓氨水,首先生成Cu(OH)2沉淀,溶液颜色变浅,过量氨水溶解沉淀形成深蓝色[Cu(NH3)4]2+,颜色加深,D正确;
故选C。
17.我国化学家发现应用于分子识别领域的新型冠醚超分子,由苯胺阳离子、冠醚(15-冠-5)及阴离子(R-)组装而成,苯胺阳离子与冠醚的作用如下图所示。下列说法正确的是
A.苯胺阳离子中所有原子在同一平面内
B.苯胺阳离子与冠醚的作用力为氢键
C.15-冠-5与乙醚互为同系物
D.苯胺阳离子与其他体积尺寸的冠醚均能组装成超分子
【答案】B
【解析】5.A.苯胺阳离子中N原子有4个σ键,采取sp3杂化,是四面体形,因此不可能所有原子在同一平面内,A错误;
B.由图可知,苯胺阳离子中H原子与冠醚中O原子间形成氢键,因此苯胺阳离子与冠醚的作用力为氢键,B正确;
C.15-冠-5结构上成环,与乙醚不相似,且组成上没有相差若干个CH2,不属于同系物,C错误;
D.15-冠-5空腔直径与苯胺阳离子直径相当,可组装成超分子,其他体积尺寸的冠醚与苯胺阳离子直径不相当,不可组装成超分子,D错误;
故选B。
18.一种Cu2+的配合物的结构如图所示。有关该配合物的说法正确的是
A.Cu2+的配位数为2
B.的空间构型为平面四边形
C.1mol配体en中含有极性键的数目为
D.该配合物在水中的溶解度比在乙醇中大
【答案】D
【解析】A.由图可知,Cu2+与en形成4个共价键,因此配位数为4,A错误;
B.的价层电子数为,采取sp3杂化,没有孤电子对,空间构型是正四面体形,B错误;
C.en的结构式为H2N-CH2-CH2-NH2,有4个N-H键,4个C-H键,2个C-N键,因此1mol配体en中含有极性键的数目为,C错误;
D.的极性较大,根据相似相溶原理,该配合物在水中的溶解度比在乙醇中大,D正确;
故选D。
19.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【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。
20.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。
21.已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物。下列说法不正确的是
A.该配合物中阴离子空间构型为正四面体形
B.配离子为,配位数为5
C.Fe2+被氧化为Fe3+,失去的电子位于3d轨道
D.向配合物溶液中加入足量的BaCl2溶液,所有SO均被完全沉淀
【答案】B
【解析】A.该配合物中阴离子是SO,其中心S原子价层电子对数是4+=4,S原子上无孤对电子,因此其空间构型为正四面体形,故A正确;
B.配离子为,其配位体是NO、H2O,配位数为1+5=6,故B错误;
C.Fe2+价层电子排布式是3d6,Fe3+价层电子排布式是3d5,Fe2+被氧化为Fe3+时,Fe2+失去1个3d轨道的电子变为3d5的半充满的稳定状态,故C正确;
D.配合物溶液中,配离子与SO通过离子键结合,当加入足量的BaCl2溶液,所有SO均被完全沉淀,故D正确;
故选B。
22.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。
23.由X、Y、Z、M、Q五种原子序数依次增大的元素组成的某配离子是一种结构如图常用的有机催化剂。Y、Z、M同周期,Y元素化合物种类数最多,Q+离子的价电子排布式为3d10,下列说法错误的是
A.该配离子中含有配位键、离子键、共价键
B.元素的第一电离能:X>Y
C.M和X形成的化合物可以形成缔合分子(XM)n
D.该配离子中Q的配位数为4
【答案】A
【分析】X、Y、Z、M、Q五种元素原子序数依次增大,Y元素化合物种类数最多,则Y为C元素;Y、Z、M同周期,由有机催化剂结构可知,X形成1个共价键、Z形成2个共价键、M形成1个共价键,则X为H元素、Z为O元素、M为F元素;Q+离子的价电子排布式为3d10,则Q为Cu元素。
【解析】A.该配离子中含有配位键、共价键,没有离子键,A错误;
B.H原子最外层只有1个电子,H原子很难失去这个电子变成裸露的原子核,故第一电离能:H>C,B正确;
C.HF可以通过分子间氢键形成缔合分子(HF)n,C正确;
D.由配离子的结构可知,Cu的配位数为4,D正确;
故答案选A。
24.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,存在平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O ΔH,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释错误的是
A.由实验①可推知ΔH>0,实验②平衡逆向移动
B.等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为9:2
C.由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
D.以上离子反应涉及的元素(Cl除外)的电负性顺序为 Zn<Co<H<O
【答案】D
【解析】A.溶液中存在[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O,放入冰水浴中,溶液显粉红色,说明平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应方向为吸热反应,即推出ΔH>0;加水稀释,各离子浓度降低,使得Q>K,平衡向逆反应方向移动,故A说法正确;
B.1mol[Co(H2O)6]2+中σ键物质的量为(6+6×2)mol=18mol,1mol[CoCl4]2-中σ键物质的量为4mol,因此[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比18∶4=9∶2,故B说法正确;
C.溶液中存在[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O,加入少量氯化锌,溶液显粉红色,说明Zn2+结合Cl-,结合成更稳定的[ZnCl4]2-,则说明稳定性[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,故C说法正确;
D.H、O属于非金属性,电负性较强,非金属性:O>H,即电负性::O>H,Zn、Co为金属,电负性较弱,根据Co、Zn在周期表位置,Zn的电负性强于Co,即电负性大小顺序是O>H>Zn>Co,故D说法错误;
答案为D。
25.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。
26.的配合物呈现不同的颜色。如为浅紫色,为红色,为无色。某同学为探究配合物的性质进行如下实验,下列有关说法正确的是
A.的价层电子轨道处于半满状态,较稳定
B.中存在键,和配位的是C原子
C.与形成配位键的稳定性强弱:
D.向溶液I中加入适量硝酸有利于观察到的紫色
【答案】D
【解析】
A.的电子排布式为[Ar]3d6,价层电子轨道并没有处于半满状态,A错误;
B.中C和N之间以三键结合,存在键,但和配位的是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:,C错误;
D.向溶液I中加入适量硝酸可以抑制的水解,从而使溶液的紫色更容易观察,D正确;
故选D。
27.用探究性质,实验步骤及观察到的现象如下:
该过程中可能涉及的反应有:
①
②
③
④
下列说法错误的是
A.与的配位能力: B.无色
C.氧化性: D.探究过程未发生反应②
【答案】A
【分析】加入过量氨水生成无色溶液,过程中发生反应,其中为无色,无色溶液在空气中被氧气氧化为蓝色溶液,发生反应,其中为蓝色,加入铜粉发生反应,放置在空气中又发生反应,溶液又变为蓝色,据此解答。
【解析】A.中由N原子提供孤对电子用于形成配位键,中由O原子提供孤对电子用于形成配位键,电负性O>N,则O给电子能力弱,则与的配位能力:,故A错误;
B.由分析可知,无色,故B正确;
C.氧化剂的氧化性大于氧化产物,由方程式可知,氧化性:,故C正确;
D.由分析可知,探究整个过程未发生反应②,故D正确;故选A。
28.五羰基合铁[Fe(CO)5]在常温下为淡黄色、易挥发的有毒液体(结构如下左图所示),易溶于苯,不溶于水。以Fe(CO)5作为前驱体的析氢反应历程如下右图所示。下列说法错误的是
A.反应历程中,Fe的配位数未发生变化
B.该析氢反应的总反应方程式为H2O + CO =CO2 + H2
C.固态Fe(CO)5熔化时,主要克服范德华力
D.Fe(CO)5分子为非极性分子
【答案】A
【解析】A.根据反应历程图可知,Fe的配位数有4、5、6,故A错误;
B.由图中箭头方向可知,反应物是CO和H2O,生成物是CO2和H2,总反应为H2O + CO =CO2 + H2,故B正确;
C.Fe(CO)5是分子晶体,熔化时主要克服范德华力,故C正确;
D.由上述的左图可知,Fe(CO)5分子为高度对称结构,为非极性分子,故D正确;
答案选A。
29.丁二酮肟可用于检验溶液中的,原理如下图:
下列说法不正确的是
A.Ni元素属于d区
B.二(丁二酮肟)合镍为极性分子
C.丁二酮肟中N原子的杂化轨道类型是
D.二(丁二酮肟)合镍含有共价键、配位键、氢键
【答案】B
【解析】A.Ni为28号元素,基态Ni原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,属于d区,故A正确;
B.二(丁二酮肟)合镍结构高度对称,为非极性分子,故B错误;
C.丁二酮肟中N原子的σ键电子对数为2,孤电子对数为1,则价层电子对数为3,故N的杂化轨道类型是,故C正确;
D.二(丁二酮肟)合镍含有C-C、N-O、C-H等共价键、Ni和N之间的配位键,氢键,故D正确;
故选B。
30.可与多种配体形成配离子,如(红色)、(亮绿色),其中结构如图所示。已知在硫酸铁溶液中滴加过量草酸,溶液变亮绿色,再滴加少量KSCN溶液,溶液变为红色,下列有关说法错误的是
A.使用KSCN检验,比使用草酸钠更灵敏
B.和中的配位数分别为6和3
C.中C原子杂化方式为
D.离子中,提供空轨道用于形成配位键
【答案】B
【解析】A.根据“在硫酸铁溶液中滴加过量草酸,溶液变亮绿色,再滴加少量KSCN溶液,溶液变为红色”,可知使用KSCN检验更灵敏,A正确;
B.和中的配位数均为6,B错误;
C.由结构式可知中C原子形成三条键,杂化方式为,C正确;
D.离子中,的电子排布式为,提供空轨道用于形成配位键,D正确;
故选B。
31.(铁氰化钾)可用于检验,反应产生特征蓝色沉淀(滕氏蓝,可作蓝色颜料)。滕氏蓝晶体的微观结构(该结构为正方体,省略了)如图所示,晶胞边长为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中提供孤电子对形成配位键的原子为C
B.M原子坐标为,则R处的坐标为
C.和间的最短距离为
D.滕氏蓝晶体的密度为
【答案】B
【解析】A.[Fe(CN)6]3−中,配体为CN−,C和N中N的电负性更大,C原子更容易提供孤对电子与Fe3+形成配位键,故A正确;
B.M原子坐标为(0,0,0)(晶胞顶点),R处K+位于晶胞内四面体空隙,根据晶胞坐标系,其坐标为(,,),故B错误;
C.Fe2+与K+间的最短距离为体对角线的,即为 nm,故C正确;
D.晶胞中K+、Fe2+、[Fe(CN)6]3−均为4个,摩尔质量307 g/mol,体积(a×10−7 cm)3,密度ρ=,故D正确;
故选B。
32.钙镁矿、、的结构模型如图所示。下列说法正确的是
A.钙镁矿中,1号原子的坐标为,2号原子的坐标为
B.钙镁矿中,距离硫原子最近的硫原子数目为4
C.结构中与、与离子之间的作用力相同
D.晶胞中,分子的排列方式只有3种取向
【答案】A
【解析】A.由晶胞结构可知,若位于顶点的镁原子的坐标为(1,0,0),则位于小立方体体对角线上的1号硫原子和2号硫原子的坐标分别为和,故A正确;
B.由晶胞结构可知,若以硫原子为顶点,构成的立方晶胞中硫原子的位置位于顶点和面心,所以距离硫原子最近的硫原子数目为12,故B错误;
C.由图可知,六水硫酸亚铁中,具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子对的氧原子形成配位键,水分子的氢原子与硫酸根离子中的氧原子形成氢键,则水分子与阴、阳离子之间的作用力不同,故C错误;
D.由晶胞结构可知,晶胞中二氧化碳的排列方式共有4种,分别是顶点上有1种、面心上有3种,故D错误;
故选A。
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