3.4 配合物与超分子（举一反三专项训练，浙江专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第四节 配合物与超分子 题型01 配位键 题型02 配合物的结构和性质 题型03 超分子 题型01 配位键 1．配位键 (1)概念：____________由一个原子单方面提供跟另一个原子共用的共价键，即“电子对给予－接受”键，是一类特殊的共价键。如在[Cu(H2O)4]2＋中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供____________给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。 (2)形成条件：电子对给予体具有____________，而接受体有____________。 (3)表示 配位键可以用A→B表示，其中A是_______孤电子对的原子，B是_________孤电子对的原子。例如［Cu(NH3)4］2+可表示为______________________。 2．配位键的形成条件 (1)成键原子一方能提供____________。能提供孤电子对的分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 (2)成键原子另一方能提供____________。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其化合价的2倍。如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。 3．配位键与共价键的区别 (1)形成过程不同：配位键实质上是一种特殊的_________键，在配位键中一方提供____________，另一方具有能够接受____________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实质是相同的。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之中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子之中(如NH)。 【典例1】(2025·浙江省杭州九中高二期末)下列说法正确的是( ) A．NH4Cl和Na2O2都既有配位键又有离子键 B．NCl3中N原子是sp3杂化，BCl3中B原子也是sp3杂化 C．[ Cu(H2O)4 ] 2+离子中H提供孤电子对，Cu2+提供空轨道 D．1 mol NH4BF4中，含有2 mol配位键 【变式1-1】配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法错误的是（ ） A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键 B．配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-，中心离子为Fe3+，配位数为6 C．向该配合物的溶液中滴加溶液，观察到溶液变红 D．该配合物为离子化合物，易电离，1mol该配合物电离共得到3NA阴阳离子 【变式1-2】实验室用K3[ Fe(CN)6]检验Fe2+的离子方程式K++Fe2++[ Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓，下列有关说法正确的是（ ） A．K3[ Fe(CN)6]中铁离子的配位数为3 B．[ Fe(CN)6]3-中配位键为原子提供孤电子对 C．碳元素电负性强于氮元素 D．Fe2+再失去1个电子比Mn2+更难 【变式1-3】(2025·浙江省杭州滨江区杭州二中高二期末)当某实验小组设计的[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体制备实验方案如下： 胆矾晶体蓝色溶液深蓝色溶液[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体 下列说法不正确的是( ) A．形成深蓝色溶液说明与Cu2+的配位能力：NH3＞H2O B．加入乙醇的目的是减小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度 C．为促进晶体析出可以用玻璃棒摩擦试管内壁 D．1mol[Cu(NH3)4]2+含有键的数量为12NA 题型02 配合物的结构和性质 1．配位化合物的结构 (1)定义：通常把金属离子或原子(称为____________)与某些分子或离子(称为________)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](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3等。 (2)组成 ①中心离子：一般是________离子，常见的有Fe2＋、Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Ni2＋等，特别是过渡金属离子很容易形成配合物，这是因为多数过渡金属的离子含有________。 ②配体：含有孤电子对的________或________，如NH3、CO、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－、CN－等。 ③配位数：直接同中心离子(或原子)配位的配体的数目为该中心离子(或原子)的________数。一般来说，中心离子(或原子)的配位数是其化合价的________倍，如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。 (3)结构：在配合物[Co(NH3)6]Cl3中，Co3＋为________________，6个NH3分子为________。中心离子与配体构成配合物的内界，通常把它们放在括号内，Cl－称为配合物的外界。内、外界之间以离子键结合，在水中全部电离。 2．配合物中配离子、中心原子、配体和配位数的确定方法 (1)配合物的内界是以________键形成的，一般不电离，而内界和外界之间是通过________键相结合的，可以完全电离。因此可以根据配合物在溶液中的电离情况，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心原子和配体。 如在1 mol [Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O形成的溶液中加入足量硝酸银，形成的淡黄色沉淀为________ mol，而不是3 mol，这是因为配合物[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O由内界和外界组成，内界和外界通过离子键形成，在水溶液中自由电离，而内界中通过配位键(特殊共价键)形成，在水溶液中不能完全电离形成游离的溴离子，所以沉淀为________ mol，而不是3 mol。 (2)配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子数目叫中心离子(或原子)的配位数。要注意只含有一个配位原子的配体称为________配体，中心离子(或原子)同单基配体结合的数目就是该中心离子的配位数，如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。含有两个以上配位原子的配体叫________配体，中心离子(或原子)同多基配体配合时，配位数等于同中心离子(或原子)配位的原子数。例如，乙二胺分子中含有两个配位N原子，故在(en代表乙二胺分子)中Pt2＋的配位数为2×2＝4，而配体只有两个，依次类推。 3．配合物的形成对物质性质的影响 (1)对溶解性的影响：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以分别溶于含过量Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。难溶于水的金属化合物还可溶于过量氨水中，如银氨溶液的制备原理：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，AgOH＋2NH3·H2O===________________________。 (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，形成的配离子的颜色是________色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－===____________(n＝1～6)。 (3)稳定性增强：配合物具有较强的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当配离子的中心原子相同时，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。 【典例2】(2025·浙江省学军教育集团高二期末)有两种钴的配合物A和B，它们的化学式均为Co(NH3)5BrSO4，主要区别在于配合物A的溶液中加入BaCl2时产生BaSO4沉淀，但加AgNO3时不产生沉淀，而配合物B则与此相反，但两者可以在一定的条件下相互转化。下列说法不正确的是( ) A．配合物A中Co和Br成配位键 B．相同浓度配合物A的导电性比B弱 C．配合物B的溶液中有游离的Br- D．Co的化合价在转化时没有变化 【变式2-1】）配合物种类繁多，在分析化学、工业生产以及生物学中有广泛应用，已知某配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，下列有关说法正确的是( ) A．参与形成配位键的Cl-和外围中的Cl-的数目比是2：1 B．中心离子是Ti4+，配离子是[TiCl(H2O)5]2+ C．该配合物中存在离子键、配位键和极性键 D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl元素均以沉淀形式存在 【变式2-2】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[Cu(NH3)4]2+具有对称空间结构，其中2个NH3被2个Cl-替代能得到2种产物 B．在配合物[Cu(NH3)6]SO4中，Ni2+是中心离子，SO42-是配体 C．向含有1mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量AgNO3溶液，生产3mol AgCl白色沉淀 D．将AgNO3溶液和氨水相互滴加时，产生的实验现象相同 【变式2-3】许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是( ) A．二乙二胺合铜配离子[Cu（H2NCH2CH2NH2）2]2+的结构如图所示，可知Cu2+的价电子排布式为3d9，配位数为4，配体数也为4 B．1molFe(CO)5配合物中含有5mol配位键 C．配合物K4[ Fe(CN)6]中的配位原子是C D．配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中心离子为Ti3+，1mol该配合物与AgNO3溶液作用，生成3molAgCl 题型03 超分子 1．超分子 (1)由两种或两种以上的分子通过____________形成的分子聚集体。超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。 (2)超分子的特性 超分子的重要特征是____________和自组装。 2．超分子的应用 (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 冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。 【典例3】(2025·浙江省杭州下沙区高二期末)冠醚能与阳离子作用，12-冠-4与Li+作用而不与作用；18-冠-6与作用，但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是( ) A．冠醚适配碱金属离子，体现了超分子的自组装特征 B．超分子中O原子与K+间存在离子键 C．12-冠-4中C和O的杂化方式分别是sp3超分子和sp2 D．18-冠-6可增大KMnO4在甲苯中的溶解度 【变式3-1】8．（23-24高二下·河北保定·期中）冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关，二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示，下列说法不正确的是( ) A．部分冠醚可以用来识别碱金属离子 B．该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种 C．二苯并-18-冠-6也能适配Na+ D．K+通过配位键与二苯并-18-冠-6形成螯合离子 【变式3-2】 5．（23-24高二下·广东茂名·期中）利用超分子可分离C60和C70，将C50、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。下列说法错误的是( ) A．上述分离过程体现超分子的分子识别特征 B．“杯酚”中的8个羟基之间能形成氢键 C．“杯酚”与C60之间通过共价键形成超分子 D．C60与金刚石晶体类型不同 【变式3-3】向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶体，K+和MnO4-迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是( ) A．MnO4-进入甲苯层符合电荷守恒定律 B．加入18-冠-6晶体可以加快反应速率 C．18-冠-6晶体能溶于水主要取决于结构中的多个O原子 D．反应开始后18-冠-6与K+继续保留在上层溶液中 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四节 配合物与超分子 题型01 配位键 题型02 配合物的结构和性质 题型03 超分子 题型01 配位键 1．配位键 (1)概念：共用电子对由一个原子单方面提供跟另一个原子共用的共价键，即“电子对给予－接受”键，是一类特殊的共价键。如在[Cu(H2O)4]2＋中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。 (2)形成条件：电子对给予体具有孤电子对，而接受体有空轨道。 (3)表示 配位键可以用A→B表示，其中A是给予孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子。例如［Cu(NH3)4］2+可表示为。 2．配位键的形成条件 (1)成键原子一方能提供孤电子对。能提供孤电子对的分子有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其化合价的2倍。如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。 3．配位键与共价键的区别 (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实质是相同的。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之中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子之中(如NH)。 【典例1】(2025·浙江省杭州九中高二期末)下列说法正确的是( ) A．NH4Cl和Na2O2都既有配位键又有离子键 B．NCl3中N原子是sp3杂化，BCl3中B原子也是sp3杂化 C．[ Cu(H2O)4 ] 2+离子中H提供孤电子对，Cu2+提供空轨道 D．1 mol NH4BF4中，含有2 mol配位键 【答案】D 【解析】A项，NH4Cl的NH4+中含有配位键，NH4+和Cl-形成离子键，Na2O2没有配位键只含有离子键，故A错误；B．NCl3中N原子价层电子对数为3+=4，N原子是sp3杂化，BCl3中B原子价层电子对数为3+=3，B原子是sp2杂化，故B错误；C．H2O中O原子孤电子对数为=2，,[Cu(H2O)4]2+离子中O提供孤电子对，Cu2+提供空轨道，故C错误；D．NH4BF4的NH4+和BF4-中各含有1个配位键，则1 mol NH4BF4中，含有2 mol配位键，故D正确；故选D。 【变式1-1】配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法错误的是（ ） A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键 B．配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-，中心离子为Fe3+，配位数为6 C．向该配合物的溶液中滴加溶液，观察到溶液变红 D．该配合物为离子化合物，易电离，1mol该配合物电离共得到3NA阴阳离子 【答案】C 【解析】A项，Na2[Fe(CN)5(NO)]的配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-，中心离子为Fe3+，配离子CN-，NO不显电性，配位键也是共价键，NO存在极性共价键，此配合物中存在离子键、配位键、极性键，故A正确；B项，配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-，中心离子为Fe3+，配体为CN-、NO，则配位数为6，故B正确；C项，该配合物中中心离子为Fe3+，Fe3+在内界，不能与KSCN溶液反应，则溶液不变红，故C错误；D．一个Na2[Fe(CN)5(NO)]中含有2个钠离子和一个[Fe(CN)5(NO)]2-，该配合物为离子化合物，1mol该配合物含有阴、阳离子的总数为3NA，故D正确；故选C。 【变式1-2】实验室用K3[ Fe(CN)6]检验Fe2+的离子方程式K++Fe2++[ Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓，下列有关说法正确的是（ ） A．K3[ Fe(CN)6]中铁离子的配位数为3 B．[ Fe(CN)6]3-中配位键为原子提供孤电子对 C．碳元素电负性强于氮元素 D．Fe2+再失去1个电子比Mn2+更难 【答案】B 【解析】A项，K3[ Fe(CN)6]中铁离子的配体为CN－，则配位数为6，故A错误；B项，氮原子半径小于碳原子，氮的原子核对孤对电子吸引力大于碳原子，则CN-中是碳原子提供孤电子对，故B正确；C项，同周期从左到右电负性逐渐增大，因此碳元素电负性低于氮元素，故C错误；D项，Mn2+的价电子排布式为3d5，由Mn2+变为Mn3+，3d能级由较稳定的3d半充满状态变为不稳定的3d4状态，需要吸收的能量多，Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe2+变为Fe3+，3d能级由较不稳定的3d6状态变为较稳定的3d5半充满状态，需要吸收的能量少。所以Fe2+再失去1个电子比Mn2+更容易，故D错误；故选B。 【变式1-3】(2025·浙江省杭州滨江区杭州二中高二期末)当某实验小组设计的[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体制备实验方案如下： 胆矾晶体蓝色溶液深蓝色溶液[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体 下列说法不正确的是( ) A．形成深蓝色溶液说明与Cu2+的配位能力：NH3＞H2O B．加入乙醇的目的是减小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度 C．为促进晶体析出可以用玻璃棒摩擦试管内壁 D．1mol[Cu(NH3)4]2+含有键的数量为12NA 【答案】D 【解析】A项，蓝色溶液中是[Cu(H2O)4]2+，形成深蓝色溶液中是[Cu(NH3)4]2+，说明与Cu2+的配位能力：NH3＞H2O，A正确；B项，加入乙醇的目的是降低溶剂极性，减小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度，从而析出晶体，B正确；C项，玻璃棒摩擦试管内壁可以形成晶核，促进晶体析出，C正确；D项，NH3分子中含有3个σ键，配位键也是σ键，1mol[Cu(NH3)4]2+含有σ键的数量为16 NA，D错误；故选D。 题型02 配合物的结构和性质 1．配位化合物的结构 (1)定义：通常把金属离子或原子(称为中心离子(原子))与某些分子或离子(称为配体)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](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3等。 (2)组成 ①中心离子：一般是金属离子，常见的有Fe2＋、Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Ni2＋等，特别是过渡金属离子很容易形成配合物，这是因为多数过渡金属的离子含有空轨道。 ②配体：含有孤电子对的分子或离子，如NH3、CO、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－、CN－等。 ③配位数：直接同中心离子(或原子)配位的配体的数目为该中心离子(或原子)的配位数。一般来说，中心离子(或原子)的配位数是其化合价的2倍，如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。 (3)结构：在配合物[Co(NH3)6]Cl3中，Co3＋为中心离子，6个NH3分子为配体。中心离子与配体构成配合物的内界，通常把它们放在括号内，Cl－称为配合物的外界。内、外界之间以离子键结合，在水中全部电离。 2．配合物中配离子、中心原子、配体和配位数的确定方法 (1)配合物的内界是以配位键形成的，一般不电离，而内界和外界之间是通过离子键相结合的，可以完全电离。因此可以根据配合物在溶液中的电离情况，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心原子和配体。 如在1 mol [Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O形成的溶液中加入足量硝酸银，形成的淡黄色沉淀为1 mol，而不是3 mol，这是因为配合物[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O由内界和外界组成，内界和外界通过离子键形成，在水溶液中自由电离，而内界中通过配位键(特殊共价键)形成，在水溶液中不能完全电离形成游离的溴离子，所以沉淀为1 mol，而不是3 mol。 (2)配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子数目叫中心离子(或原子)的配位数。要注意只含有一个配位原子的配体称为单基配体，中心离子(或原子)同单基配体结合的数目就是该中心离子的配位数，如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。含有两个以上配位原子的配体叫多基配体，中心离子(或原子)同多基配体配合时，配位数等于同中心离子(或原子)配位的原子数。例如，乙二胺分子中含有两个配位N原子，故在(en代表乙二胺分子)中Pt2＋的配位数为2×2＝4，而配体只有两个，依次类推。 3．配合物的形成对物质性质的影响 (1)对溶解性的影响：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以分别溶于含过量Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。难溶于水的金属化合物还可溶于过量氨水中，如银氨溶液的制备原理：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O。 (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，形成的配离子的颜色是红色的，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：配合物具有较强的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当配离子的中心原子相同时，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。 【典例2】(2025·浙江省学军教育集团高二期末)有两种钴的配合物A和B，它们的化学式均为Co(NH3)5BrSO4，主要区别在于配合物A的溶液中加入BaCl2时产生BaSO4沉淀，但加AgNO3时不产生沉淀，而配合物B则与此相反，但两者可以在一定的条件下相互转化。下列说法不正确的是( ) A．配合物A中Co和Br成配位键 B．相同浓度配合物A的导电性比B弱 C．配合物B的溶液中有游离的Br- D．Co的化合价在转化时没有变化 【答案】B 【解析】两种钴的配合物A和B，它们的化学式均为Co(NH3)5BrSO4，主要区别在于配合物A的溶液中加入BaCl2时产生BaSO4沉淀，但加AgNO3时不产生沉淀，其结构为[CoBr(NH3)5]SO4；而配合物B则与此相反，其结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br。A．配合物A其结构为[CoBr(NH3)5]SO4，其中Co和Br成配位键，A正确；B．配合物A电离出[CoBr(NH3)5]2+和SO42-而配合物B电离出[Co(SO4)(NH3)5]+和Br-，相同数目的A电离出的阴阳离子所带电荷比B电离出的阴阳离子所带电荷多，相同浓度配合物A的导电性比B强，B错误；C．配合物B电离出[Co(SO4)(NH3)5]+和Br-，溶液中有游离的Br-，C正确；D．[CoBr(NH3)5]SO4转化为[Co(SO4)(NH3)5]Br，Co的化合价没有变化，均为+3价，D正确；故选B。 【变式2-1】）配合物种类繁多，在分析化学、工业生产以及生物学中有广泛应用，已知某配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，下列有关说法正确的是( ) A．参与形成配位键的Cl-和外围中的Cl-的数目比是2：1 B．中心离子是Ti4+，配离子是[TiCl(H2O)5]2+ C．该配合物中存在离子键、配位键和极性键 D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl元素均以沉淀形式存在 【答案】C 【解析】A项，由题干配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O可知，內界中参与形成配位键的Cl-为1个，外界中的Cl-为2个，则二者的数目比是1：2，A错误；B项，由题干配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O可知，配离子是[TiCl(H2O)5]2+，Cl为-1价，H2O不带电，故中心离子是Ti3+，B错误；C项，由题干配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O可知，该配合物中存在[TiCl(H2O)5]2+与Cl-间的离子键，[TiCl(H2O)5]2+内Ti3+与Cl-、H2O间的配位键和H2O内的O-H极性键，C正确；D项，由A项分析可知，有部分Cl-位于内界，故加入足量AgNO3溶液，不可能所有Cl元素均以沉淀形式存在，D错误；故选C。 【变式2-2】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[Cu(NH3)4]2+具有对称空间结构，其中2个NH3被2个Cl-替代能得到2种产物 B．在配合物[Cu(NH3)6]SO4中，Ni2+是中心离子，SO42-是配体 C．向含有1mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量AgNO3溶液，生产3mol AgCl白色沉淀 D．将AgNO3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项，配离子[Cu(NH3)4]2+呈平面结构，其中2个NH3被2个Cl-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项，在配合物[Cu(NH3)6]SO4中，Ni2+是中心离子，NH3是配体，SO42-是外界，B不正确；C项，向含有1mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量AgNO3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项，因为AgOH能与氨水继续反应，所以将AgNO3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。 【变式2-3】许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是( ) A．二乙二胺合铜配离子[Cu（H2NCH2CH2NH2）2]2+的结构如图所示，可知Cu2+的价电子排布式为3d9，配位数为4，配体数也为4 B．1molFe(CO)5配合物中含有5mol配位键 C．配合物K4[ Fe(CN)6]中的配位原子是C D．配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中心离子为Ti3+，1mol该配合物与AgNO3溶液作用，生成3molAgCl 【答案】C 【解析】A项，Cu2+的价电子排布式为3d9，如图，Cu2+与4个N原子形成配位键，Cu2+的配位数为4，乙二胺中有2个N原子，Cu2+与2个乙二胺配位，配体数为2，A错误；B项，Fe与CO形成5个配位键，CO分子中氧原子提供1对电子与C原子形成1个配位键，1个Fe(CO)5分子含有10个配位键，1molFe(CO)5分子含有10mol配位键，B错误；C项，配合物K4[ Fe(CN)6]中的配位体是CN-，其中得到的电子在C原子上，故碳原子上的1对孤对电子与亚铁离子形成配位键，C正确；D项，内界配体Cl-不与Ag+反应，外界配体Cl-与Ag+反应，在1mol该配合物中加入AgNO3溶液可以得到2molAgCl沉淀，D错误；故选C。 题型03 超分子 1．超分子 (1)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。超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。 (2)超分子的特性 超分子的重要特征是分子识别和自组装。 2．超分子的应用 (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 冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。 【典例3】(2025·浙江省杭州下沙区高二期末)冠醚能与阳离子作用，12-冠-4与Li+作用而不与作用；18-冠-6与作用，但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是( ) A．冠醚适配碱金属离子，体现了超分子的自组装特征 B．超分子中O原子与K+间存在离子键 C．12-冠-4中C和O的杂化方式分别是sp3超分子和sp2 D．18-冠-6可增大KMnO4在甲苯中的溶解度 【答案】D 【解析】A项，冠醚能与半径大小相匹配的金属离子作用，因此18-冠-6与K+作用，不与Li+或Na+作用，这反映了超分子的“分子识别”的特征，A错误；B项，由图可知18-冠-6中O原子存在孤对电子，K+有空轨道，二者之间以配位键结合，不存在离子键，B错误；C项，18-冠-6中C和O的价层电子对数均为4，均采用sp3杂化，所以其杂化轨道类型相同，C错误；D项，KMnO4不溶于大多数有机物，冠醚通过与K+形成配合物，可以增加KMnO4在非极性溶剂(如甲苯)中的溶解度，D正确；故选D。 【变式3-1】8．（23-24高二下·河北保定·期中）冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关，二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示，下列说法不正确的是( ) A．部分冠醚可以用来识别碱金属离子 B．该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种 C．二苯并-18-冠-6也能适配Na+ D．K+通过配位键与二苯并-18-冠-6形成螯合离子 【答案】C 【解析】A项，冠醚能识别直径与其空腔直径适配得碱金属离子，所以部分冠醚可以用来识别碱金属离子，故A正确；B项，该冠醚分子中，苯环上的碳原子采用sp2杂化，其余单键碳原子杂化方式为sp3，杂化方式有有2种，故B正确；C项，Na+半径小于K+，二苯并-18-冠-6不能适配Na+，故C错误；D项，K+含有空轨道、O原子含有孤电子对，K+通过配位键与二苯并-18-冠-6形成螯合离子，故D正确；故选C。 【变式3-2】 5．（23-24高二下·广东茂名·期中）利用超分子可分离C60和C70，将C50、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。下列说法错误的是( ) A．上述分离过程体现超分子的分子识别特征 B．“杯酚”中的8个羟基之间能形成氢键 C．“杯酚”与C60之间通过共价键形成超分子 D．C60与金刚石晶体类型不同 【答案】C 【解析】A项，杯酚分离 C60 和 C70，体现超分子的分子识别特征，故A正确；B项，在“杯酚”中存在8个羟基，由于O原子半径小，元素的电负性大，因此羟基之间能形成氢键，故B正确；C项，“杯酚”与 C60 之间没有形成共价键而是通过分子间作用力结合形成超分子，故C错误；D项，C60属于分子晶体，金刚石属于共价晶体，二者晶体类型不同，故D正确；故选C。 【变式3-3】向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶体，K+和MnO4-迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是( ) A．MnO4-进入甲苯层符合电荷守恒定律 B．加入18-冠-6晶体可以加快反应速率 C．18-冠-6晶体能溶于水主要取决于结构中的多个O原子 D．反应开始后18-冠-6与K+继续保留在上层溶液中 【答案】D 【解析】A项，由题图可知，18-冠-6晶体对K+有识别作用，18-冠-6与K+进入甲苯层后，由于静电作用，MnO4-也会进入上层溶液，A正确；B项，由A可知，MnO4-进入上层溶液，促进MnO4-和甲苯接触反应，能加快反应速率，B正确；C项，18-冠-6晶体既可溶于水，也可溶于甲苯，18-冠-6晶体可溶于水是因为其结构中的多个O原子可与H2O形成分子间氢键，C正确；D项，甲苯和KMnO4发生氧化还原反应后，MnO4-被还原为Mn2+，上层溶液中的负电荷减少，迫使18-冠-6与K+回到下层溶液并将新的MnO4-迁移至上层溶液中，D错误；故选D。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $