3.4 配合物与超分子 讲义-2025-2026学年高二化学同步讲义+测试 （人教版2019选择性必修2）

第3章 晶体结构与性质 第4节 配合物与超分子 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 课程学习目标 掌握本节核心知识，为后续学习打好基础。 新知学习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 拓展培优 结合例题解析高频考点，掌握易错点，提升能力。 课堂检测 基础训练：确保核心知识掌握，建立信心。 能力提升：提升应用能力，提升综合能力。 知识思维导图 课程学习目标 1.掌握配合物的概念、组成（中心离子、配体、配位数），理解配位键的形成原理，认识典型配合物。 2.了解超分子的分子间自组装、分子识别特征，知晓其简单应用。 3.紧扣课程标准，发展微观探析素养，理解物质结构的多样性与特殊性，夯实物质结构模块的基础考点。 【新知学习】 知识点01配位键 1.定义：成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的共价键，这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。提供空轨道的原子或离子称为中心原子或中心离子，提供孤电子对的原子对应的分子或离子称为配体或配位体。例如：[Cu(H2O)4]2+，Cu2+是中心离子，H2O是配体。 2.形成条件 ①成键原子一方能提供孤电子对。 ②成键原子另一方能提供空轨道。 如反应NH3+H+=NH4+，NH3中的N上有1对孤电子对，H+中有空轨道，二者通过配位键结合形成NH4+, NH4+的形成可表示如下： 【易错提醒】 ①孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子分别有1、2、3个孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O、有机胺等分子，离子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。 ②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般是过渡金属的原子或离子如：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni ; 还有H+、Al3+、B、Mg2+等主族元素原子或离子。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等。 3.表示方法 (电子对给体)A→B(电子对接受体)或A—B。如H3O+的电子式为结构式为；[Cu(H2O)4]2+的结构式为 4.特征：配位键是一种特殊的共价键，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。 【易错提醒】 ①配位键实质上是一种特殊的共价键，孤电子对是由成键原子一方提供，另一原子只提供空轨道；而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。 ②与普通共价键一样，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NH4+)。 ③相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同，故其结构式也可表示为,NH4+的空间结构是正四面体形。 ④配位键一般是共价单键，属于σ键。 知识点02配合物 1.定义 通常把金属离子或原子(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。如氢氧化二氨合银{[Ag(NH3)2]OH}、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4}等 2.组成 配合物由中心离子或原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成， 分内界和外界，以[Cu(NH3)4]SO4为例： ①中心原子(离子):提供空轨道，接受孤电子对。配合物的中心粒子一般是带正电荷的阳离子或中性原子，具有接受孤电子对的空轨道，通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。 ②配体：提供孤电子对的离子或分子，配体可以是一种或几种。如分子CO、NH3、H2O等，阴离子F—、CN—、Cl—等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须有孤电子对。 ③配位数：直接同中心原子(离子)配位的分子或离子的数目叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。配位数不一定等于配位键或配体的数目。 ④内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的离子称为外界，外界和内界以离子键相结合。 ⑤配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的代数和。如[Co(NH3)5C1]n+中，中心离子为Co3+，n=2 【易错提醒】①配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如 [Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此，配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀，只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。 ②有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。 ③配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。 ④含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。 3.常见的配合物及其制取 ①[Cu(H2O)4]2+ 【实验3-2p95】 实验装置 实验原理 Cu2+＋4H2O===[Cu(H2O)4]2+ 实验用品 ①CuSO4②CuCl2③CuBr2④NaCl⑤K2SO4⑥KBr、点滴板、蒸馏水 实验步骤 取上述少量6种固体于点滴板，分别加蒸馏水溶解，观察现象 实验现象 ①②③三种溶液呈天蓝色 ④⑤⑥三种溶液呈无色 实验结论 Cu2+在水溶液中常显蓝色，溶液呈蓝色与Cu2+和H2O有关，与SO42-、Cl-、Br-、Na+、K+无关 实验说明 实验证明，硫酸铜晶体和 Cu2+的水溶液呈蓝色，实际上是Cu2+和H2O形成的[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。[Cu(H2O)4]2+叫做四水合铜离子。 ②[Cu(NH3)4](OH)2：Cu2+ + 2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+ 2NH4+ Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2 【实验3-3p96】 实验装置 实验原理 Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2 [Cu(NH3)4]2+ + SO42- + H2O ＝ [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 实验用品 0.1mol/LCuSO4、1mol/L氨水、95%乙醇、试管、玻璃棒 实验步骤 向盛有4mL0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象；再向试管中加入极性较小的溶剂（如加入8mL95%乙醇），并用玻璃棒摩檫试管壁，观察实验现象。 实验现象 加入氨水后首先生成蓝色沉淀，继续加入氨水后蓝色沉淀溶解形成深蓝色溶液。加入乙醇后又析出深蓝色晶体。 实验结论 深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 实验说明 实验证明，无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色晶体中，深蓝色都是由于存在 [Cu(NH3)4]2+，中心离子是Cu2+，而配体是NH3，配位数为4 ③K3Fe(SCN)6：Fe3++nSCN—[Fe(SCN)n ]3-n(n=1~6),常写为Fe3++3SCN—Fe(SCN)3 【实验3-4p97】 实验装置 实验原理 Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n，n = 1~6，随SCN-的浓度而异，可用于鉴别Fe3+ 实验用品 0.1mol/LFeCl3 溶液、0.1mol/LKSCN 溶液；试管、胶头滴管。 实验步骤 向盛有少量 0.1mol/LFeCl3溶液的试管中加1滴 0.1mol/LKSCN 溶液，观察现象。 实验现象 FeCl3 溶液变为红色。 实验说明 Fe3+的检验方法：KSCN 法、苯酚法、亚铁氰化钾法。 ④[Ag(NH3)2]Cl：AgCl + 2NH3 =[Ag(NH3)2] Cl 【实验3-5p97】 实验装置 实验原理 Ag++Cl-=AgCl↓ AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl 实验用品 0.1mol/LNaCl、0.1mol/LAgNO3、1mol/L氨水、试管、玻璃棒 实验步骤 向盛有少量0.1mol/LNaCl溶液的试管里滴几滴0.1mol/LAgNO3溶液，产生难溶于水白色的AgCl沉淀，再滴入1mol/L氨水，振荡，观察实验现象 实验现象 白色的AgCl沉淀，再滴入1mol/L氨水后沉淀消失，得到澄清的无色溶液 实验结论 制得了[Ag(NH3)2]Cl溶液 实验说明 AgCl沉淀溶于氨水，发生AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl反应生成[Ag(NH3)2]Cl溶液 4.配合物的形成对性质的影响 ①对溶解性的影响 一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH— ②颜色的改变 当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显红色。 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。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，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，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 5.配合物的应用 超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。 （1）在生命体中的应用 （2）在生产生活中的应用 （3）在医药中的应用——抗癌药物、。 知识点03超分子 1.定义 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.存在形式 超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 3.微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。 4.分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。 知识点04超分子特征和应用 （一）超分子特征 1、分子识别：通过尺寸匹配实现分子识别。 2、自组装：超分子组装的过程称为分子自组装（Molecular self-assembly)，自组装过程（Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。 （二）超分子的应用 1、应用 （1）在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。 （2）超分子化学的发展不仅与大环化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等）的发展密切相连，而且与分子自组装（双分子膜、胶束、DNA双螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。 2、应用实例 (1) “杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 (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。冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 (3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。 (4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。 （三）超分子的未来发展 通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。 【拓展培优】 【归纳提升1】 配位键 ①配位键实质上是一种特殊的共价键，孤电子对是由成键原子一方提供，另一原子只提供空轨道；而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。 ②与普通共价键一样，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NH4+)。 ③相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同，故其结构式也可表示为,NH4+的空间结构是正四面体形。 ④配位键一般是共价单键，属于σ键。 【典例1】配位化合物在生产生活中有重要应用，是钛的一种重要配合物，下列有关它的说法中，错误的是 A．配体是和，配位数是6 B．1mol含有的σ键数目为(设为阿伏加德罗常数的值) C．内界和外界中的数目之比是1：2 D．往含0.1 mol的溶液中加入足量溶液，能产生0.3 mol AgCl沉淀 【答案】D 【详解】A．配体Cl-和H2O在内界，1个Cl-和5个H2O与中心Ti配位，共形成6个配位键，配位数是6，A正确； B．该化合物的结构中，σ键包括6个Ti与配体的配位键、5个H2O配体具有的10个O-H键、1个结晶水具有的2个O-H键，共18个σ键，即1 mol 化合物中含有18NA个σ键，B正确； C．内界中有1个Cl-配体，外界有2个游离的Cl-，数目之比为1:2，C正确； D．加入AgNO3溶液时，只有外界的两个Cl-能被沉淀，内界Cl-已形成配位键，不解离，故0.1 mol 该化合物的溶液反应，只产生0.2 mol AgCl沉淀，D错误； 故答案选D。 （变式训练1-1）实验室中利用CoCl2制取配合物[Co(NH3)6]Cl3的反应为：2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O，若无催化剂则生成[Co(NH3)6Cl]Cl2。下列叙述正确的是 A．基态N原子的核外电子空间运动状态有7种 B．1mol[Co(NH3)6]3+中含σ键为18 mol C．1mol[Co(NH3)6Cl]Cl2与足量的AgNO3溶液充分反应，可生成2molAgCl沉淀 D．第二周期元素中，共有2种元素第一电离能大于氧元素的第一电离能 【答案】C 【详解】A．基态N原子核外电子排布为1s22s22p3，电子共占5个轨道（1s、2s、2px、2py、2pz），对应5种空间运动状态，不是7种，A错误； B．在1mol[Co(NH3)6]3+中，存在6molCo-N配位σ键和18molN-H σ键，共24 mol σ键，不是18 mol，B错误； C．[Co(NH3)6Cl]Cl2中，两个Cl-为外界离子，可游离，与AgNO3反应生成AgCl沉淀；配位内的Cl为配体，不与硝酸银反应，故1mol配合物可生成2 mol AgCl沉淀，C正确； D．同周期从左往右，第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素大于同周期元素，因此第二周期元素Li、Be、B、C、N、O、F、Ne中，第一电离能大于氧的有氮、氟、氖三种元素，D错误； 故选C。 （变式训练1-2）二茂铁（结构如图1）的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究思维新领域。已知二茂铁的熔点是173℃（在100℃以上能升华），沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法不正确的是 A．二茂铁属于分子晶体 B．1个中含有11个键 C．在二茂铁中，与之间形成的化学键类型是共价键 D．环戊二烯的结构式如图2，则分子环戊二烯中仅有1个碳原子采用杂化 【答案】B 【详解】A．根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等，可知二茂铁为分子晶体，A正确； B．由图可知1个中含有10个键，B错误； C．在二茂铁中，与之间形成化学键时，碳原子提供孤电子对，提供空轨道，二者形成配位键，配位键属于共价键，C正确； D．已知环戊二烯的结构，只有1号碳原子形成4个键，无孤电子对，杂化类型为sp3杂化；2、3、4、5号碳原子有3个键，无孤电子对，杂化类型为sp2杂化，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，D正确； 故答案选B。 【归纳提升2】 配合物 ①配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如 [Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此，配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀，只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。 ②有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。 ③配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。 ④含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。 【典例2】 在合成氨工业中，原料气在进入合成塔之前需经过铜氨液处理，发生的反应为，下列说法正确的是 A．适当升高温度，该反应的正、逆反应速率均加快 B．加入适宜的催化剂，该反应的的值将变大 C．由转化为时，元素的化合价发生变化 D．与足量的和发生上述反应，可得到 【答案】A 【详解】A．升高温度会加快分子的运动速率，从而加快正、逆反应速率，A正确； B．催化剂只改变反应路径，不改变反应的焓变，因此的值不会变大，B错误； C．在反应物和产物中，Cu元素均以+1价存在（和CO均为中性配体），化合价未发生变化，C错误； D．该反应为可逆反应，且，反应不能完全进行到底，因此0.1 mol CO无法完全转化为0.1 mol ，D错误； 故答案选A。 （变式训练2-1）用下列实验装置及操作进行相应实验，能达到实验目的的是 A．装置甲中用玻璃棒摩擦烧杯内壁，可析出深蓝色晶体 B．装置乙中先通再通，制备 C．装置丙可从铝合金中提取 D．装置丁用待装液润洗酸式滴定管时，润洗液全部从上口缓缓倒出 【答案】A 【详解】A．乙醇可降低硫酸四氨合铜的溶解度，再用玻璃棒摩擦烧杯内壁产生微小的晶核，可析出深蓝色晶体，故A正确； B．二氧化碳在水中溶解度小，氨气极易溶于水且可以使得溶液显碱性能吸收更多二氧化碳，为增大二氧化碳的吸收量，应先通入氨气使溶液呈碱性，再通入二氧化碳，且应将通入氨气、二氧化碳的导管口互换，故B错误； C．氢离子的氧化性大于铝离子的氧化性，阴极上氢离子得到电子，不能提取Al，故C错误； D．润洗液应从酸式滴定管的下口放出，不能从上口缓缓倒出，故D错误； 故选A。 （变式训练2-2）许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力，能形成种类繁多的配合物，下列说法正确的是 A．配合物不能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀 B．1 mol配合物Ni(CO)4中共有8NA个σ键 C．配合物的配体为NH3和 D．配合物的配位数为6 【答案】B 【详解】A．配合物[TiCl(H2O)5]Cl2⋅H2O中，外界有2个Cl−，所以能与Ag+反应生成AgCl沉淀，故A错误； B．配合物Ni(CO)4中，4个CO与Ni形成4个配位σ键，每个CO分子内含1个σ键，故1 mol配合物共有8 mol σ键，即8NA个σ键，故B正确； C．配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配体仅为NH3，故C错误； D．配合物[Ag(NH3)2]OH中，Ag+与2个NH3配位，配位数为2，故D错误； 选B 【归纳提升3】 超分子的特征 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。 2.超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 3.超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。 【典例3】 下列说法正确的是 A．杯酚与分子之间通过氢键形成超分子 B．冠醚由于相对分子质量较大，可以看成是一类超分子 C．KF与18-冠-6形成的过程体现超分子自组装的特征 D．杯酚()分子中存在大键 【答案】D 【详解】A．杯酚与分子之间通过范德华力形成超分子，A错误； B．冠醚本身是单一分子，其与金属离子的复合物才是超分子，B错误； C．KF与18-冠-6形成的过程体现超分子的分子识别的特征，C错误； D．杯酚中含有多个苯环结构，苯环结构中存在大键，因此杯酚分子中也存在大键，D正确； 故选D。 （变式训练3-1）18-冠-6()在亲水与亲油间完美平衡，并能识别、组装形成。下列有关说法不正确的是 A．苯基取代18-冠-6中的部分氢原子形成的分子更易溶于水 B．存在非共价键作用 C．，现象为上层溶液变成紫色 D．18-冠-6溶解在水溶液中的构象为 【答案】A 【详解】A．18-冠-6本身具有一定的亲水性，因为其环上的氧原子可以与水分子形成氢键。如果用苯基（疏水基团）取代部分氢原子，会增加分子的疏水性，导致其在水中的溶解度降低，而更易溶于有机溶剂，A错误； B．K+与18-冠-6分子中6个氧原子之间存在离子-偶极相互作用，该作用属于非共价键，B正确； C．实验装置中，下层是KMnO4水溶液（紫色），上层是苯（无色）。18-冠-6可以与K+形成配合物，该配合物具有亲油性，能够进入苯层。同时，会伴随K+一起进入苯层，导致上层溶液呈现紫色，C正确； D．18-冠-6在水溶液中，为了与水分子形成更多的氢键，其氧原子会朝向外部，烃基朝向内部，以最大化与水分子的相互作用，18-冠-6溶解在水溶液中的构象为，D正确； 故答案选A。 （变式训练3-2）“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 【详解】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。 【归纳提升4】 （1）在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。 （2）超分子化学的发展不仅与大环化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等）的发展密切相连，而且与分子自组装（双分子膜、胶束、DNA双螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。 【典例4】 冠醚能与碱金属离子作用，并随环的大小不同而与不同的金属离子作用。18-冠-6与K+作用(如图)，但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是 A．18-冠-6与K+作用，不与Li+或Na+作用，这反映了超分子的“自组装”的特征 B．18-冠-6中O原子与K+间存在离子键 C．18-冠-6中所有原子在同一平面 D．烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚18-冠-6，氧化效果将明显提升 【答案】D 【详解】A．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，而不是超分子的“自组装”的特征，A错误；    B．冠醚分子不是离子，而且O原子也不是离子，故O原子与K+间不存在离子键，18-冠-6中O原子与K+间为配位键，B错误； C．18-冠-6中碳原子、氧原子均为sp3杂化，为四面体形，所有原子不在同一平面，C错误； D．KMnO4具有强氧化性，但它不溶于大多数有机物，利用该原理可以用冠醚将KMnO4带入有机物中，可增大其与有机物的接触面积，更有利于有机物的氧化，D正确； 故选D。 （变式训练4-1）对下列实验事实解释错误的是 选项 实验事实 解释 A 利用“杯酚”分离和 “杯酚”能与形成超分子，超分子具有“分子识别”特性 B 的沸点高于的沸点 键能：H-O>H-S C 的稳定性强于 电负性：给出孤电子对形成配位键的能力比强 D 在中的溶解度大于在中的溶解度 是极性很弱的极性分子 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．“杯酚”与形成超分子，利用了超分子的“分子识别”特性，可实现分离，A正确； B．分子间存在氢键，而分子间仅存在范德华力；氢键的作用力远大于范德华力，因此沸点更高。沸点高低取决于分子间作用力，与分子内键或键的键能无关，B错误； C．电负性，中的原子比中的原子更易给出孤电子对，与中心离子形成更强的配位键，因此配合物更稳定，C正确； D．根据“相似相溶”原理：是弱极性（净偶极矩小）分子，是非极性溶剂，是强极性溶剂，故在中溶解度更大，D正确； 故答案选B。 （变式训练4-2）X为含Cu2+的配合物，实验室制备X的一种方法如下。下列说法错误的是 A．在①和②中，氨水参与反应的微粒不同 B．②中发生反应： C．步骤③中，加入乙醇改变溶剂的极性促进[Cu(NH3)4](OH)2晶体析出 D．整个实验过程说明了NH3的配位能力强于H2O 【答案】C 【分析】向硫酸铜中加入氨水首先①中发生反应：，继续添加氨水沉淀溶解②中发生反应，X为含[Cu(NH3)4]2+的溶液，故X晶体为，据此回答。 【详解】A．在①中，氨水参与反应的微粒是氢氧根离子，在②中，氨水参与反应的微粒是氨分子，A正确； B．步骤②中Cu(OH)2沉淀与过量氨水反应生成配合物，离子方程式：，B正确； C．[Cu(NH3)4]2+为离子型配合物，在极性溶剂水中溶解度较大，加入极性较小的乙醇可降低溶剂极性，减小其溶解度，促进晶体析出，C错误； D．Cu2+在水中以[Cu(H2O)4]2+形式存在，加入氨水后NH3取代H2O形成更稳定的[Cu(NH3)4]2+，说明NH3的配位能力强于H2O，D正确； 故选C。 【课堂检测】 【基础训练】 1．（25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末）下列叙述正确的是 A．冠醚识别碱金属离子，体现了超分子“自组装”的特征 B．和的空间构型均为V形 C．分子中所有原子都满足8电子稳定结构 D．分子是非极性分子，既含有极性键也含有非极性键 【答案】B 【详解】A．冠醚识别碱金属离子属于超分子化学中的分子识别，但“自组装”特指分子自发形成有序结构的过程，与识别概念不同，A错误； B．OF2中氧原子价层电子对数为4（两对孤电子对和两个成键电子对），空间构型为V形；O3中中心O原子价层电子对数为，孤电子对数为1，空间构型也为V形，B正确； C．PF5中磷原子形成5个共价键，周围有10个电子，不满足8电子稳定结构（仅氟原子满足），C错误； D．H2O2分子结构不对称（O-O键和O-H键呈非直线排列），具有偶极矩，是极性分子，D错误； 故选B。 2．配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2] (结构如图所示)是临床使用的第一代铂类抗癌药物。其抗癌机理为在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的[Pt(NH3)2(OH)Cl]与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。其同分异构体反铂不具有抗癌作用。嘌呤与顺铂反应机理如下所示： 鸟嘌呤与[Pt(NH3)2(OH)Cl]反应的产物中不含的化学键 A．氢键 B．离子键 C．共价键 D．配位键 【答案】A 【详解】 根据产物结构可知，与氯离子之间存在离子键，中N、O和Pt之间是配位键，根据其结构可知，其中存在离子键、共价键、配位键、氢键，但氢键不是化学键，故选A。 3．（24-25高二下·甘肃白银·期末）配合物中，中心离子的化合价是 A．+1 B．+2 C．+3 D．+6 【答案】C 【详解】外界总电荷为-2，内界电荷为+2；为中性，带-1，故Co的化合价为，C正确。 故选C。 4．（24-25高二下·浙江杭州·期中）下列属于配位化合物的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】配位化合物的核心特征是中心原子与配体通过配位键结合。 【详解】A．(NH4)2C2O4为简单离子化合物，不属于配位化合物，A不符合； B．NaCl为简单离子化合物，没有配位键，B不符合； C．Fe3+与SCN-形成配位键，SCN-提供孤电子对，Fe3+提供空轨道，形成配位键，C符合； D．Cu(OH)2为简单沉淀，不含配位键结构，D不符合； 故答案为：C。 5．（24-25高二下·江西吉安·期末）KF不溶于乙腈(CH3CN)溶液，但在冠醚的乙腈溶液中，可溶解并释放出F，最终生成有机氟化物。下面是一个反应的实例： 下列说法错误的是 A．物质I可在氢氧化钠水溶液中生成苯甲醇 B．18-冠-6分子式为C12H24O6 C．KF是离子化合物，故不溶于极性弱的有机溶剂 D．物质Ⅱ为K+与18-冠-6形成的超分子，其形成作用力主要存在于K+与C原子之间 【答案】D 【详解】 A．物质I可在氢氧化钠水溶液中生成苯甲醇，发生的反应为+NaOH →+ NaCl，故A正确； B．由图可知，18-冠-6分子中含有12个C原子，24个H原子，6个O原子，分子式为C12H24O6，故B正确； C．KF是离子化合物，极性很强，依据相似相溶原理，不溶于极性弱的有机溶剂，故C正确； ​​​​​​​D．K+与18-冠-6形成的超分子， 冠醚与碱金属离子K+结合生成配离子，金属离子提供空轨道，O原子提供孤对电子，而C原子无孤对电子，则形成作用力主要存在于K+与O原子之间，故D错误； 故选D。 6．（24-25高二下·天津河北·期末）为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．0.1mol固体中含个阴离子 B．1mol分子式为的烃一定含个键 C．1mol与2mol混合光照反应可生成个 D．1L0.1mol·溶液中含个 【答案】A 【详解】A．碳化钙是由构成的，0.1mol的碳化钙中含有的阴离子数目为0.1NA，A符合题意； B．分子式为的烃可能是环丁烷，分子内无π键，B不符合题意； C．将1molCH4与2molCl2混合光照，充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，故生成CCl4分子数不为NA，C不符合题意； D．溶液中没有氯离子，D不符合题意； 故答案选A。 7．（24-25高二下·辽宁大连·期中）氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料：NO能被溶液吸收生成配合物，减少环境污染。下列说法错误的是 A．提供空轨道用于形成配位键 B．该配合物中阴离子空间结构为正四面体 C．配离子为中心离子的配位数为6 D．NO作为配体时，配位原子为氧原子 【答案】D 【详解】A．作为中心离子，提供空轨道用于形成配位键，A正确； B．阴离子为，的中心原子S原子的价层电子对数为，为sp3杂化，空间构型为正四面体形，B正确； C．配离子[中，NO和5个H2O均为单齿配体，配位数为6，C正确； D．NO作为配体时，配位原子是N（因N含有孤对电子、电负性比氧小），而非O，D错误； 故选D。 8．（24-25高二下·广东珠海·期中）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 【详解】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。 9．（24-25高二下·湖北孝感·月考）下列有关物质结构和性质的说法正确的是 A．利用“杯酚”可分离和时，分子间通过氢键结合成超分子 B．晶体中有阴离子，必有阳离子，则晶体中有阳离子，也必有阴离子 C．元素周期系和元素周期表都不止有一个，都是多种多样的 D．X射线衍射可以获得分子结构中键长、键角等分子结构信息 【答案】D 【详解】A．杯酚分离C60和C70主要依赖尺寸匹配和范德华力，而非氢键，A错误； B．金属晶体中存在阳离子和自由电子，自由电子不属于阴离子，B错误； C．元素周期系（元素周期律的体系）是唯一的，而周期表可以有多种形式，C错误； D．X射线衍射通过分析晶体结构可确定键长、键角等分子结构信息，D正确； 故答案为D。 10．（24-25高二下·贵州铜仁·阶段练习）杯酚（）能够分离提纯与，其结构和提纯原理如下图所示。下列说法错误的是 A．操作1用到的主要玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒 B．杯酚晶体属于分子晶体 C．杯酚可溶于氯仿循环使用 D．杯酚与分子之间靠共价键结合形成超分子 【答案】D 【详解】A．由题干图示信息可知，操作1分离固体和液体，故该操作为过滤，则用到的主要玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒，故A正确； B．杯酚晶体是通过分子通过分子间作用力形成的分子晶体，故B正确； C．由题干图示信息可知，杯酚可溶于氯仿循环使用，故C正确； D．杯酚与C60分子两分子之间的作用力为分子间作用力，而不是共价键，故D错误； 故答案为D。 11．（24-25高二下·江苏苏州·阶段练习）反应用于检验微量的存在。下列说法正确的是 A．的电子式为： B．为非极性分子 C．中存在键 D．的空间构型为：平面正三角形 【答案】D 【详解】 A．NH3含有一对孤电子对，电子式为，故A错误； B．C和O正负电荷中心不能重合，为极性分子，故B错误； C．中存在Ag-N配位键和N-Hσ键，故C错误； D．中的C原子发生sp2杂化，则其空间构型为平面三角形，故D正确； 故答案为D。 12．（24-25高二下·贵州铜仁·阶段练习）①、②、③是铂的三种配合物，下列说法正确的是 A．三种配合物中的化合价均为+4价 B．①中的配体是NH、Cl- C．②中为配体，提供空轨道 D．向含③的溶液中加入足量溶液，可得到沉淀 【答案】A 【详解】A．根据化合价代数和为0，①②③中Pt的化合价均为+4价，故A正确； B．①中配离子的配体为Cl-，故B错误； C．配体提供孤电子对，Pt提供空轨道，故C错误； D．③的Cl-均为配离子的配体，难电离出来，故向③的溶液中加入硝酸银，不能得到氯化银沉淀，故D错误； 故答案为A。 13．（2025·山东菏泽·一模）AlCl3、AlBr3水解均可得到Al(OH)3胶体，还可形成二聚体。Al2Br6()的四方晶胞如图所示(各棱长不相等，棱边夹角为90°，Al2Br6在棱心)。下列说法错误的是 A．AlCl3沸点低于AlBr3 B．AlBr3分子中存在配位键 C．Al(OH)3胶体粒子的平均直径可能是1x10-6m D．晶体中与Al2Br6最近且距离相等的Al2Br6有4个 【答案】C 【详解】A．二者均为分子晶体，随相对分子质量增大(由Cl到Br)，分子间作用力增强，故AlCl3的沸点低于AlBr3，A正确； B．AlBr3常以二聚体Al2Br6形式存在，二聚体中Br原子以配位键桥联两个Al原子，B正确； C．高中阶段通常将胶体粒径范围视为约1 nm～100 nm（即1×10-9 m～1×10-7 m），1×10-6 m（即1000 nm）已超出这一典型范围，故“可能是1×10-6 m”不符胶体粒径的常规定义，C错误； D．由所给的晶胞示意图可知，每个Al2Br6单元在晶体中与其最近且距离相等的同类单元共有4个，D正确； 故选C。 14．（24-25高二下·江苏南京·期末）化学方程式、物质结构知识是学好化学的重要基础。 (1)写出下列反应的离子方程式。 ①溶液中加入少量澄清石灰水 。 ②向酸性硫酸亚铁溶液中滴加溶液 。 ③Al和NaOH溶液反应 。 (2)写出下列反应的化学方程式。 ①溶液久置于空气中使其失效的2个化学方程式为 ， 。 ②由制备粗硅 。 (3)锂离子电池已被广泛用作便携式电源。正极材料为、等，负极材料一般为石墨碳，以溶有、等的碳酸二乙酯(DEC)作电解液。 ①基态核外电子排布式为 。 ②的空间构型为 (用文字描述)。 ③中的配位数为6，该配合物中的配位原子为 。 ④碳酸二乙酯(DEC)的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为 ，1mol碳酸二乙酯(DEC)中含有σ键的数目为 。 ⑤氮化锂是一种新型无机贮氢材料，其晶胞结构如图2所示，该晶体的化学式为 。 ⑥键角大小比较： (填“>”“<”“=”)。 【答案】(1) (2) (3) 正四面体 N、Cl 、 17mol或17×6.02×1023 > 【详解】（1）①少量的物质完全反应，应按少量的物质的电离比例书写离子方程式，溶液中加入少量澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和碳酸钠、水，离子方程式为：； ②向酸性硫酸亚铁溶液中滴加溶液，发生氧化还原反应生成铁离子和水，离子方程式为； ③Al和NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠、氢气，离子方程式为； （2）①溶液久置于空气中使其失效原因为次氯酸钙和空气中二氧化碳、水反应生成碳酸钙、次氯酸，次氯酸见光分解为HCl和氧气，反应的化学方程式为：、； ②由制备粗硅反应为二氧化硅和碳高温反应生成硅和CO：； （3）①基态Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2， 基态核外电子排布式为； ②的中心原子P原子的价层电子对数为，为sp3杂化，空间构型为正四面体形。 ③中的配位数为6，该配合物中钴离子提供空轨道，氮、氯原子提供孤电子对形成配位键，配位原子为N、Cl。 ④根据碳酸二乙酯(DEC)的分子结构示意图可知，碳酸二乙酯中含有酯基，CH3CH2-中碳原子为sp3、羰基中碳为sp2，故碳原子的轨道杂化类型为sp3、sp2；碳酸二乙酯中含有17个σ键和一个π键，故1mol碳酸二乙酯(DEC)中含有σ键的数目为17mol或17×6.02×1023； ⑤根据“均摊法”，晶胞中含个Li、个N，则该晶体的化学式为。 ⑥氨分子、水分子中心原子均为sp3杂化，孤电子对数分别1、2，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，孤电子对数越多、键角越小，则键角大小比较：>。 15．（24-25高二下·山西太原·期中）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 【详解】（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。 【能力提升】 1．阅读材料：硅胶可由原硅酸(H4SiO4)脱水缩合制得，如图。硅胶添加无水CoCl2，呈蓝色；吸水后，因CoCl2转化为配合物[Co(H2O)4Cl2] ·2H2O而呈粉红色。 下列有关结构与性质或应用之间的因果关系错误的是 选项 结构 性质或应用 A 原硅酸分子中含有多个-OH 可脱水制成硅胶 B 硅胶与H2O形成分子间氢键 烘干失水后可再用 C 无水CoCl2中存在离子键 CoCl2易溶于水 D 配合物中Co2+与H2O、Cl-配位 可使硅胶变色 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．原硅酸含多个-OH，可通过分子间脱水缩合形成硅胶(Si-O-Si键)，因果关系正确，A不符合题意； B．硅胶表面的-OH可与H2O形成分子间氢键，烘干后氢键断裂失水可再用，因果关系正确，B不符合题意； C．存在离子键的化合物不一定易溶于水(如BaSO4)，CoCl2易溶于水是因其晶格能小于水合能，与“存在离子键”无必然因果关系，C符合题意； D．Co2+与H2O、Cl-配位形成的配合物与无水CoCl2颜色不同，可以通过改变配体的种类，使硅胶变色，因果关系正确，D不符合题意； 故选C。 2．（25-26高二上·黑龙江大庆·期末）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列解释与实例不符的是 实例 解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的 B 王水能溶解金、铂等金属 浓盐酸增强了浓硝酸的酸性 C CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位，而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 Cs+比Na+的半径大 D 逐个断开CH4中的C-H键，每步所需能量不同 各步中的C-H键所处化学环境不同 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．原子光谱呈现不连续的线状谱线，是因为原子能级是量子化的（即分立的）。电子在不同能级间跃迁时吸收或发射特定波长的光，形成线状光谱，A正确； B．王水是浓硝酸和浓盐酸的混合物，其中浓硝酸是强氧化剂，能氧化金、铂等不活泼金属，浓盐酸提供的能与金属离子形成稳定的配离子，促进了溶解。其溶解金属是浓硝酸的强氧化性与浓盐酸的强配位性共同作用的结果，B错误； C．离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小，离子半径比越大，能吸引更多的异性离子，即配位数更大，周围最多能排布8个，周围最多能排布6个，说明比半径大，C正确； D．逐个断开中的C-H键，依次生成、、和C，各步的化学环境不同，导致各步的解离能不同，D正确； 故选B。 3．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）已知：Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+。将2 mL 0.1 mol·L−1 AgNO3溶液和1 mL 0.1 mol·L−1 NaCl溶液混合得到浊液，过滤、洗涤滤渣后分别进行实验①、②、③： 下列分析错误的是 A．①、②的现象均能说明该温度下Ag2S比AgCl更难溶 B．②发生的反应：2AgCl(s) + S2−(aq)Ag2S(s) + 2Cl-(aq) C．③发生的反应：AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl- D．向③中所得的澄清溶液中滴加一定量稀硝酸，可能会出现白色沉淀 【答案】A 【分析】根据题中量的关系，硝酸银过量，故反应后上层清液中含过量的银离子，滴加硫化钠溶液后生成黑色的硫化银沉淀；氯化银沉淀中滴加硫化钠溶液后生成黑色的硫化银沉淀，发生了沉淀的转化：2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)，氯化银沉淀中滴加浓氨水，发生了反应：AgCl+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O，得到了澄清的溶液，溶液中含银氨离子。 【详解】A．反应①是硝酸银和硫化钠反应生成黑色Ag2S沉淀，不能说明该温度下Ag2S比AgCl更难溶，故A错误； B．反应②是AgCl和硫化钠反应生成硫化银沉淀和氯化钠，沉淀转化的离子方程式为2AgCl(s) + S2−(aq)Ag2S(s) + 2Cl-(aq)，故B正确； C．反应③是氯化银溶于氨水生成[Ag(NH3)2]+，发生反应的离子方程式为，AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl-，故C正确； D．向③中所得的澄清溶液中滴加一定量稀硝酸，NH3和硝酸反应生成 ，NH3浓度降低，AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl-逆向移动，可能会出现白色沉淀，故D正确； 选A。 4．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）配合物Pt(NH3)2Cl2存在顺式、反式两种同分异构体(结构如图)，它们的部分性质见表格： 配合物Pt(NH3)2Cl2 颜色 常温下在水中的溶解度 抗癌活性 M 棕黄色 0.2577 g/100 g水 有活性 N 淡黄色 0.0366 g/100 g水 无活性 下列说法正确的是 A．1 mol Pt(NH3)2Cl2中含4 mol σ键 B．配合物M是Pt(NH3)2Cl2的反式异构体 C．Pt(NH3)2Cl2的配体是NH3和Cl-，配位数是4 D．Pt元素的化合价为+4价 【答案】C 【详解】A．Pt(NH3)2Cl2含4个配位键、配位键为σ键，1个NH3分子中含3个N-Hσ键，1 mol Pt(NH3)2Cl2中含10 mol σ键，故A错误； B．N的溶解度小于M，可知M分子的极性强，所以配合物M是Pt(NH3)2Cl2的顺式异构体，故B错误； C．配合物Pt(NH3)2Cl2的中心原子是Pt2+，配位体是NH3和Cl−，配位数是4，故C正确； D．Pt(NH3)2Cl2中配体Cl−显-1价、NH3是中性配体，所以Pt元素的化合价为+2价，故D错误； 选C。 5．（25-26高二上·吉林·期末）茜草中的茜素与、生成的红色配合物X是最早使用的媒染料之一，形成过程如图所示。下列有关说法正确的是 A．配合物X中的配位数为4 B．配合物X中的配体有、和 C．茜素分子间存在范德华力，不存在氢键 D．茜素分子中C原子采取、杂化 【答案】B 【详解】A．由配合物X的结构式可知，的配位数为6。A错误； B．由配合物X的结构式可知，的配体有、和。B正确； C．茜素为分子晶体，故存在范德华力，茜素分子中含有，存在分子间氢键。C错误； D．茜素分子中的碳原子采取杂化。D错误； 故答案选B。 6．（25-26高二上·广东深圳·期中）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 【详解】A．Ni价电子排布式为3d84s2，位于d区，A正确； B．由图示可得，二(丁二酮肟)合镍正负电荷中心重叠，为非极性分子，B错误； C．由图示结构，丁二酮肟中N原子价电子对数为，杂化类型为sp2，C正确； D．二(丁二酮肟)合镍含有共价键（O-N），配位键（NNi），氢键（N-O···H），D正确； 故选B。 7．（2025·浙江·一模）已知：和水反应生成氟硼酸和硼酸，一定条件下与一定量水可形成晶体Q()。下列有关说法，正确的是 A．的热稳定性比高 B．和水反应为非氧化还原反应，氟硼酸()的酸性大于硼酸() C．晶体属于分子晶体，晶体中存在范德华力、氢键、离子键和配位键 D．中键角大于中键角 【答案】B 【详解】A．存在分子间作用力，配位键，稳定性弱于的共价键，高温时易分解，故A错误； B．反应时元素化合价未发生改变，故为非氧化还原反应，氟硼酸的直接电离，为强酸，硼酸需与水作用后间接电离出氢，酸性弱，故B正确； C．晶体属于分子晶体，晶体中存在范德华力、氢键、配位键，无离子键，故C错误； D．中键角为杂化，中为杂化，所以中键角小于中键角，故D错误； 答案选B。 8．（25-26高二上·辽宁沈阳·期末）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图，下列说法正确的是 A．该索烃性质稳定，不能发生氧化反应 B．该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定 C．该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D．破坏该索烃中的“机械键”不需要断裂共价键 【答案】B 【详解】A．该索烃含有多个苯环，且大部分有机物可以燃烧，因此能发生氧化反应，A错误； B．质谱仪可测定相对分子质量，质谱图上最大质荷比即为相对分子质量，该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定，B正确； C．范德华力普遍存在于分子内和分子之间，该索烃的两个大环在空间上穿插互锁，二者之间存在范德华力，C错误； D．“破坏“机械键”指将两个互锁的环分开，这需要通过断裂其中一个环上的共价键才能实现，D错误； 故答案选B。 9．（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 【详解】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。 10．（24-25高二下·天津·阶段练习）回答下列问题 (1)的盐酸溶液能够与发生反应： ①电负性：H O(填“>”“=”或“<”)。 ②常温下为气体，固态时属于 晶体。 (2)与形成的配合物可表示成，该配合物中，的轨道及轨道通过杂化接受提供的孤电子对。中与n个氮原子的空间结构呈 形， 。 (3)溶液与乙二胺可形成配离子[Cu(En)2]2+ (是乙二胺的简写)： 请回答下列问题： ①配离子[Cu(En)2]2+的中心离子为 。 ②乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为 ，乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是 。 【答案】(1) ＜ 分子 (2) 直线 2 (3) Cu2+ sp3 在乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键 【详解】（1）①非金属性越强的元素的电负性越大，故电负性：H<O； ②CO常温下为气体，固态时属于分子晶体； （2）Cu+与NH3形成的配合物可表示成[Cu(NH3)n]+，该配合物中，Cu+的4s轨道及4p通过sp杂化接受NH3提供的电子对，所以在[Cu(NH3)n]+中Cu+与n个氮原子的空间结构呈直线型，n=2； （3）①配离子[Cu(En)2]2+的中心离子为Cu2+； ②乙二胺分子(H2N—CH2—CH2—NH2)中氮原子形成3个σ键、N上还有1对孤电子对，则N原子的杂化类型为sp3杂化；乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，是因为在乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键。 11．（24-25高二下·北京房山·期中）含氮化合物在生产、生活中用途广泛。 (1)NH3的VSEPR模型是 。 (2)NH3极易溶于水的原因是 (写两条原因)。 (3)羟胺(NH2OH)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-OH(羟基)取代形成的，NH2OH中采用sp3杂化的原子有 。 (4)N2H4和NH2OH都能结合H+而具有弱碱性，N2H4的碱性强于NH2OH，原因是 。 (5)NH3BH3(氨硼烷)诸氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。比较熔点：NH3BH3 CH3CH3(填“>”或“<”)，并解释原因 。 (6)邻二氮菲的结构简式为，它与Fe2+通过配位键能形成稳定的橙红色的配合物。该配合物的特征颜色常用于Fe2+检验和浓度的测定。 ①该配合物中配位原子是 。 ②实验表明，邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9，分析pH太小或太大不适合用邻二氮菲检验Fe2+的原因 。 【答案】(1)四面体 (2)氨气和水都是极性分子，相似相溶；氨气和水分子之间形成氢键；氨气分子和水发生化学反应 (3)N、O (4)O原子电负性大，使得NH2OH分子中N原子周围电子云密度低，给出孤电子对的能力变弱，结合氢离子能力减弱，碱性减弱 (5) > 二者都是分子晶体，相对分子质量接近，NH3BH3分子极性更强，范德华力更强或N原子电负性更大，NH3BH3易形成分子间氢键 (6) N pH太小，则H+浓度较大，H+会与N原子形成配位键；pH太大，则浓度较大，与Fe2+形成Fe(OH)2沉淀 【详解】（1）NH3分子中N原子的价层电子对数为，N原子采用sp3杂化，VSEPR模型是四面体； （2）氨气和水都是极性分子，相似相溶，氨气和水分子之间形成氢键，氨气分子和水发生化学反应，这些原因都导致NH3极易溶于水； （3）NH2OH中N、O的价层电子对数均为4，均采用sp3杂化；故答案为N、O； （4）O原子电负性大于N，使得NH2OH分子中N原子周围电子云密度低，给出孤电子对的能力变弱，结合氢离子能力减弱，导致其碱性弱于N2H4； （5）当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子（例如氟、氧、氮）上时，可以形成氢键；NH3BH3、CH3CH3二者都是分子晶体，相对分子质量接近，NH3BH3分子极性更强，范德华力更强或N原子电负性更大，NH3BH3易形成分子间氢键，使得熔点：NH3BH3>CH3CH3； （6）①该配合物中氮原子能给出孤电子对，而亚铁离子能提供空轨道，从而形成配位键，故配位原子是N。 ②pH太小，H+浓度较大，H+能提供空轨道与N原子形成配位键；pH太大，则浓度较大，与Fe2+形成Fe(OH)2沉淀，导致pH太小或太大都不适合用邻二氮菲检验Fe2+。 12．（24-25高二·全国·假期作业）超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子，2个p­甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。 (1)Mo处于第五周期第ⅥB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态原子的价层电子排布是 ；核外未成对电子数是 。 (2)该超分子中存在的化学键类型有___________(填字母)。 A．σ键 B．π键 C．离子键 D．氢键 (3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是 (填元素符号)，p­甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有 。 (4)从电负性角度解释CF3COOH的酸性强于CH3COOH的原因 。 (5)C60与C70互为同素异形体，分离混合物的实验操作是 。 【答案】(1) 4d55s1 6 (2)AB (3) C sp3、sp2 (4)F的电负性强于H，对电子的吸引能力强，导致共用电子对偏向F，则O—H键较易断裂，所以CF3COOH酸性强于乙酸 (5)将C60与C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，然后加入甲苯溶剂，将未装入“杯酚”的C70溶解，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放并沉淀出来 【详解】（1）Mo处于第五周期第ⅥB族，核外电子排布与第四周期的Cr相似()，其价电子为4d、5s电子，4d能级上有5个电子、5s能级上有1个电子，据此书写它的基态原子的价层电子排布为；根据洪特规则，d能级有5个原子轨道，5个电子分别占据不同的轨道，核外未成对电子是4d、5s能级上的共6个电子； 故答案为：；6； （2）该分子中只存在共价键，共价单键为σ键、共价双键中含有σ键和π键，AB正确； 故答案为：AB； （3）CO分子中C、O原子都具有孤电子对，提供孤电子对形成配位键的是电负性较小的C原子，Mo提供空轨道；p­甲酸丁酯吡啶配体中的C原子有2中，其中形成4个单键的碳原子价层电子对数为4、形成1个碳氧双键的碳原子价层电子对数为3，根据价层电子对互斥模型判断C原子杂化类型分别为； 故答案为：C；； （4）F的电负性强于H，对电子的吸引能力强，导致共用电子对偏向F，增强了O—H键的极性，则O—H键较易断裂，使CF3COOH的酸性强于CH3COOH； 故答案为：F的电负性强于H，对电子的吸引能力强，导致共用电子对偏向F，则O—H较易断裂，所以CF3COOH酸性强于乙酸； （5）C60与C70分子大小不同，将C60与C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，然后加入甲苯溶剂，将未装入“杯酚”的C70溶解，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放并沉淀出来； 故答案为：将C60与C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，然后加入甲苯溶剂，将未装入“杯酚”的C70溶解，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放并沉淀出来。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 晶体结构与性质 第4节 配合物与超分子 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 课程学习目标 掌握本节核心知识，为后续学习打好基础。 新知学习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 拓展培优 结合例题解析高频考点，掌握易错点，提升能力。 课堂检测 基础训练：确保核心知识掌握，建立信心。 能力提升：提升应用能力，提升综合能力。 知识思维导图 课程学习目标 1.掌握配合物的概念、组成（中心离子、配体、配位数），理解配位键的形成原理，认识典型配合物。 2.了解超分子的分子间自组装、分子识别特征，知晓其简单应用。 3.紧扣课程标准，发展微观探析素养，理解物质结构的多样性与特殊性，夯实物质结构模块的基础考点。 【新知学习】 知识点01配位键 1.定义：成键原子或离子一方提供 ，另一方提供 而形成的 键，这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。提供空轨道的 或 称为中心原子或中心离子，提供孤电子对的原子对应的 或 称为配体或配位体。例如：[Cu(H2O)4]2+，Cu2+是中心离子，H2O是配体。 2.形成条件 ①成键原子一方能提供 。 ②成键原子另一方能提供 。 如反应NH3+H+=NH4+，NH3中的N上有1对孤电子对，H+中有空轨道，二者通过配位键结合形成NH4+, NH4+的形成可表示如下： 【易错提醒】 ①孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子分别有1、2、3个孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O、有机胺等分子，离子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。 ②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般是过渡金属的原子或离子如：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni ; 还有H+、Al3+、B、Mg2+等主族元素原子或离子。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等。 3.表示方法 (电子对给体)A B(电子对接受体)或A B。如H3O+的电子式为结构式为；[Cu(H2O)4]2+的结构式为 4.特征：配位键是一种特殊的共价键，具有 性和 性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的 是基本不变的，如Ag＋形成 个配位键；Cu2＋形成 个配位键等。 【易错提醒】 ①配位键实质上是一种特殊的共价键，孤电子对是由成键原子一方提供，另一原子只提供空轨道；而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。 ②与普通共价键一样，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NH4+)。 ③相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同，故其结构式也可表示为,NH4+的空间结构是正四面体形。 ④配位键一般是共价单键，属于σ键。 知识点02配合物 1.定义 通常把金属离子或原子(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。如氢氧化二氨合银{[Ag(NH3)2]OH}、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4}等 2.组成 配合物由 (提供空轨道)和 (提供孤电子对)组成， 分 界和 界，以[Cu(NH3)4]SO4为例： ①中心原子(离子):提供 ，接受 。配合物的中心粒子一般是带正电荷的 或 ，具有接受孤电子对的 ，通常是过渡元素的 或 ，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。 ②配体：提供 的离子或分子，配体可以是 种或 种。如分子CO、NH3、H2O等，阴离子F—、CN—、Cl—等。配体中直接同中心原子配位的 叫做配位原子。配位原子必须有 。 ③配位数：直接同中心原子(离子) 的分子或离子的 叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。配位数不一定等于配位键或配体的数目。 ④内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为 界，与内界发生电性匹配的 称为外界，外界和内界以 键相结合。 ⑤配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的 。如[Co(NH3)5C1]n+中，中心离子为Co3+，n=2 【易错提醒】 ①配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如 [Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此，配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀，只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。 ②有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。 ③配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。 ④含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。 3.常见的配合物及其制取 ①[Cu(H2O)4]2+ 【实验3-2p95】 实验装置 实验原理 Cu2+＋4H2O===[Cu(H2O)4]2+ 实验用品 ①CuSO4②CuCl2③CuBr2④NaCl⑤K2SO4⑥KBr、点滴板、蒸馏水 实验步骤 取上述少量6种固体于点滴板，分别加蒸馏水溶解，观察现象 实验现象 ①②③三种溶液呈 色 ④⑤⑥三种溶液呈 色 实验结论 Cu2+在水溶液中常显蓝色，溶液呈蓝色与Cu2+和H2O有关，与SO42-、Cl-、Br-、Na+、K+无关 实验说明 实验证明，硫酸铜晶体和 Cu2+的水溶液呈蓝色，实际上是Cu2+和H2O形成的[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。[Cu(H2O)4]2+叫做四水合铜离子。 ②[Cu(NH3)4](OH)2：Cu2+ + 2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+ 2NH4+ Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2 【实验3-3p96】 实验装置 实验原理 Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2 [Cu(NH3)4]2+ + SO42- + H2O ＝ [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 实验用品 0.1mol/LCuSO4、1mol/L氨水、95%乙醇、试管、玻璃棒 实验步骤 向盛有4mL0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象；再向试管中加入极性较小的溶剂（如加入8mL95%乙醇），并用玻璃棒摩檫试管壁，观察实验现象。 实验现象 加入氨水后首先生成 沉淀，继续加入氨水后蓝色沉淀溶解形成 溶液。加入乙醇后又析出 晶体。 实验结论 深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 实验说明 实验证明，无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色晶体中，深蓝色都是由于存在 [Cu(NH3)4]2+，中心离子是Cu2+，而配体是NH3，配位数为4 ③K3Fe(SCN)6：Fe3++nSCN—[Fe(SCN)n ]3-n(n=1~6),常写为Fe3++3SCN—Fe(SCN)3 【实验3-4p97】 实验装置 实验原理 Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n，n = 1~6，随SCN-的浓度而异，可用于鉴别Fe3+ 实验用品 0.1mol/LFeCl3 溶液、0.1mol/LKSCN 溶液；试管、胶头滴管。 实验步骤 向盛有少量 0.1mol/LFeCl3溶液的试管中加1滴 0.1mol/LKSCN 溶液，观察现象。 实验现象 FeCl3 溶液变为 色。 实验说明 Fe3+的检验方法：KSCN 法、苯酚法、亚铁氰化钾法。 ④[Ag(NH3)2]Cl：AgCl + 2NH3 =[Ag(NH3)2] Cl 【实验3-5p97】 实验装置 实验原理 Ag++Cl-=AgCl↓ AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl 实验用品 0.1mol/LNaCl、0.1mol/LAgNO3、1mol/L氨水、试管、玻璃棒 实验步骤 向盛有少量0.1mol/LNaCl溶液的试管里滴几滴0.1mol/LAgNO3溶液，产生难溶于水白色的AgCl沉淀，再滴入1mol/L氨水，振荡，观察实验现象 实验现象 白色的AgCl沉淀，再滴入1mol/L氨水后 消失，得到澄清的 溶液 实验结论 制得了[Ag(NH3)2]Cl溶液 实验说明 AgCl沉淀溶于氨水，发生AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl反应生成[Ag(NH3)2]Cl溶液 4.配合物的形成对性质的影响 ①对溶解性的影响 一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成 的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH— ②颜色的改变 当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。 发生变化就是一种常见的现象，根据 的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显 色。 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 ，配合物越 。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的 有关。例如，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 ，因此血红素中的Fe2+与 分子结合后，就很难再与 分子结合，血红素失去输送 的功能，从而导致人体 中毒。 5.配合物的应用 超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。 （1）在生命体中的应用 （2）在生产生活中的应用 （3）在医药中的应用——抗癌药物、。 知识点03超分子 1.定义 由 的分子通过 相互作用形成的 2.存在形式 超分子定义中的分子是广义的，包括 。 3. 微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过 结合，主要是 、 和 、 以及一些分子与金属离子之间形成的 。 4.分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是 的，有的是 的。 知识点04超分子特征和应用 （一）超分子特征 1、分子识别：通过 匹配实现 识别。 2、自组装：超分子组装的过程称为分子自组装（Molecular self-assembly)，自组装过程（Self-organization)是使超分子产生 的过程。 （二）超分子的应用 1、应用 （1）在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。 （2）超分子化学的发展不仅与 化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等）的发展密切相连，而且与分子 （双分子膜、胶束、DNA双螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。 2、应用实例 (1) “杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过 相结合，通过 匹配实现 识别。向C60和C70的混合物中加入一种 适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂，溶解 “杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入 ，溶解 而将不溶解的 释放出来并 。 (2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是 的分子，有 的空穴，能与 ，尤其是 络合，并随 的大小不同而与不同的 络合，利用此性质可以识别 。冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 (3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是 基团而尾基是 基团。头基为 基团，头部会朝向 一侧，从而实现自组装。 (4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠 来保持的。 （三）超分子的未来发展 通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。 【拓展培优】 【归纳提升1】 配位键 ①配位键实质上是一种特殊的共价键，孤电子对是由成键原子一方提供，另一原子只提供空轨道；而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。 ②与普通共价键一样，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NH4+)。 ③相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同，故其结构式也可表示为,NH4+的空间结构是正四面体形。 ④配位键一般是共价单键，属于σ键。 【典例1】配位化合物在生产生活中有重要应用，是钛的一种重要配合物，下列有关它的说法中，错误的是 A．配体是和，配位数是6 B．1mol含有的σ键数目为(设为阿伏加德罗常数的值) C．内界和外界中的数目之比是1：2 D．往含0.1 mol的溶液中加入足量溶液，能产生0.3 mol AgCl沉淀 （变式训练1-1）实验室中利用CoCl2制取配合物[Co(NH3)6]Cl3的反应为：2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O，若无催化剂则生成[Co(NH3)6Cl]Cl2。下列叙述正确的是 A．基态N原子的核外电子空间运动状态有7种 B．1mol[Co(NH3)6]3+中含σ键为18 mol C．1mol[Co(NH3)6Cl]Cl2与足量的AgNO3溶液充分反应，可生成2molAgCl沉淀 D．第二周期元素中，共有2种元素第一电离能大于氧元素的第一电离能 （变式训练1-2）二茂铁（结构如图1）的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究思维新领域。已知二茂铁的熔点是173℃（在100℃以上能升华），沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法不正确的是 A．二茂铁属于分子晶体 B．1个中含有11个键 C．在二茂铁中，与之间形成的化学键类型是共价键 D．环戊二烯的结构式如图2，则分子环戊二烯中仅有1个碳原子采用杂化 【归纳提升2】 配合物 ①配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如 [Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此，配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀，只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。 ②有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。 ③配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。 ④含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。 【典例2】 在合成氨工业中，原料气在进入合成塔之前需经过铜氨液处理，发生的反应为，下列说法正确的是 A．适当升高温度，该反应的正、逆反应速率均加快 B．加入适宜的催化剂，该反应的的值将变大 C．由转化为时，元素的化合价发生变化 D．与足量的和发生上述反应，可得到 （变式训练2-1）用下列实验装置及操作进行相应实验，能达到实验目的的是 A．装置甲中用玻璃棒摩擦烧杯内壁，可析出深蓝色晶体 B．装置乙中先通再通，制备 C．装置丙可从铝合金中提取 D．装置丁用待装液润洗酸式滴定管时，润洗液全部从上口缓缓倒出 （变式训练2-2）许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力，能形成种类繁多的配合物，下列说法正确的是 A．配合物不能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀 B．1 mol配合物Ni(CO)4中共有8NA个σ键 C．配合物的配体为NH3和 D．配合物的配位数为6 【归纳提升3】 超分子的特征 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。 2.超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 3.超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。 【典例3】 下列说法正确的是 A．杯酚与分子之间通过氢键形成超分子 B．冠醚由于相对分子质量较大，可以看成是一类超分子 C．KF与18-冠-6形成的过程体现超分子自组装的特征 D．杯酚()分子中存在大键 （变式训练3-1）18-冠-6()在亲水与亲油间完美平衡，并能识别、组装形成。下列有关说法不正确的是 A．苯基取代18-冠-6中的部分氢原子形成的分子更易溶于水 B．存在非共价键作用 C．，现象为上层溶液变成紫色 D．18-冠-6溶解在水溶液中的构象为 （变式训练3-2）“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 【归纳提升4】 （1）在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。 （2）超分子化学的发展不仅与大环化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等）的发展密切相连，而且与分子自组装（双分子膜、胶束、DNA双螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。 【典例4】 冠醚能与碱金属离子作用，并随环的大小不同而与不同的金属离子作用。18-冠-6与K+作用(如图)，但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是 A．18-冠-6与K+作用，不与Li+或Na+作用，这反映了超分子的“自组装”的特征 B．18-冠-6中O原子与K+间存在离子键 C．18-冠-6中所有原子在同一平面 D．烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚18-冠-6，氧化效果将明显提升 （变式训练4-1）对下列实验事实解释错误的是 选项 实验事实 解释 A 利用“杯酚”分离和 “杯酚”能与形成超分子，超分子具有“分子识别”特性 B 的沸点高于的沸点 键能：H-O>H-S C 的稳定性强于 电负性：给出孤电子对形成配位键的能力比强 D 在中的溶解度大于在中的溶解度 是极性很弱的极性分子 A．A B．B C．C D．D （变式训练4-2）X为含Cu2+的配合物，实验室制备X的一种方法如下。下列说法错误的是 A．在①和②中，氨水参与反应的微粒不同 B．②中发生反应： C．步骤③中，加入乙醇改变溶剂的极性促进[Cu(NH3)4](OH)2晶体析出 D．整个实验过程说明了NH3的配位能力强于H2O 【课堂检测】 【基础训练】 1．（25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末）下列叙述正确的是 A．冠醚识别碱金属离子，体现了超分子“自组装”的特征 B．和的空间构型均为V形 C．分子中所有原子都满足8电子稳定结构 D．分子是非极性分子，既含有极性键也含有非极性键 2．配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2] (结构如图所示)是临床使用的第一代铂类抗癌药物。其抗癌机理为在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的[Pt(NH3)2(OH)Cl]与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。其同分异构体反铂不具有抗癌作用。嘌呤与顺铂反应机理如下所示： 鸟嘌呤与[Pt(NH3)2(OH)Cl]反应的产物中不含的化学键 A．氢键 B．离子键 C．共价键 D．配位键 3．（24-25高二下·甘肃白银·期末）配合物中，中心离子的化合价是 A．+1 B．+2 C．+3 D．+6 4．（24-25高二下·浙江杭州·期中）下列属于配位化合物的是 A． B． C． D． 5．（24-25高二下·江西吉安·期末）KF不溶于乙腈(CH3CN)溶液，但在冠醚的乙腈溶液中，可溶解并释放出F，最终生成有机氟化物。下面是一个反应的实例： 下列说法错误的是 A．物质I可在氢氧化钠水溶液中生成苯甲醇 B．18-冠-6分子式为C12H24O6 C．KF是离子化合物，故不溶于极性弱的有机溶剂 D．物质Ⅱ为K+与18-冠-6形成的超分子，其形成作用力主要存在于K+与C原子之间 6．（24-25高二下·天津河北·期末）为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．0.1mol固体中含个阴离子 B．1mol分子式为的烃一定含个键 C．1mol与2mol混合光照反应可生成个 D．1L0.1mol·溶液中含个 7．（24-25高二下·辽宁大连·期中）氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料：NO能被溶液吸收生成配合物，减少环境污染。下列说法错误的是 A．提供空轨道用于形成配位键 B．该配合物中阴离子空间结构为正四面体 C．配离子为中心离子的配位数为6 D．NO作为配体时，配位原子为氧原子 8．（24-25高二下·广东珠海·期中）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 9．（24-25高二下·湖北孝感·月考）下列有关物质结构和性质的说法正确的是 A．利用“杯酚”可分离和时，分子间通过氢键结合成超分子 B．晶体中有阴离子，必有阳离子，则晶体中有阳离子，也必有阴离子 C．元素周期系和元素周期表都不止有一个，都是多种多样的 D．X射线衍射可以获得分子结构中键长、键角等分子结构信息 10．（24-25高二下·贵州铜仁·阶段练习）杯酚（）能够分离提纯与，其结构和提纯原理如下图所示。下列说法错误的是 A．操作1用到的主要玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒 B．杯酚晶体属于分子晶体 C．杯酚可溶于氯仿循环使用 D．杯酚与分子之间靠共价键结合形成超分子 11．（24-25高二下·江苏苏州·阶段练习）反应用于检验微量的存在。下列说法正确的是 A．的电子式为： B．为非极性分子 C．中存在键 D．的空间构型为：平面正三角形 12．（24-25高二下·贵州铜仁·阶段练习）①、②、③是铂的三种配合物，下列说法正确的是 A．三种配合物中的化合价均为+4价 B．①中的配体是NH、Cl- C．②中为配体，提供空轨道 D．向含③的溶液中加入足量溶液，可得到沉淀 13．（2025·山东菏泽·一模）AlCl3、AlBr3水解均可得到Al(OH)3胶体，还可形成二聚体。Al2Br6()的四方晶胞如图所示(各棱长不相等，棱边夹角为90°，Al2Br6在棱心)。下列说法错误的是 A．AlCl3沸点低于AlBr3 B．AlBr3分子中存在配位键 C．Al(OH)3胶体粒子的平均直径可能是1x10-6m D．晶体中与Al2Br6最近且距离相等的Al2Br6有4个 14．（24-25高二下·江苏南京·期末）化学方程式、物质结构知识是学好化学的重要基础。 (1)写出下列反应的离子方程式。 ①溶液中加入少量澄清石灰水 。 ②向酸性硫酸亚铁溶液中滴加溶液 。 ③Al和NaOH溶液反应 。 (2)写出下列反应的化学方程式。 ①溶液久置于空气中使其失效的2个化学方程式为 ， 。 ②由制备粗硅 。 (3)锂离子电池已被广泛用作便携式电源。正极材料为、等，负极材料一般为石墨碳，以溶有、等的碳酸二乙酯(DEC)作电解液。 ①基态核外电子排布式为 。 ②的空间构型为 (用文字描述)。 ③中的配位数为6，该配合物中的配位原子为 。 ④碳酸二乙酯(DEC)的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为 ，1mol碳酸二乙酯(DEC)中含有σ键的数目为 。 ⑤氮化锂是一种新型无机贮氢材料，其晶胞结构如图2所示，该晶体的化学式为 。 ⑥键角大小比较： (填“>”“<”“=”)。 15．（24-25高二下·山西太原·期中）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 。 【能力提升】 1．阅读材料：硅胶可由原硅酸(H4SiO4)脱水缩合制得，如图。硅胶添加无水CoCl2，呈蓝色；吸水后，因CoCl2转化为配合物[Co(H2O)4Cl2] ·2H2O而呈粉红色。 下列有关结构与性质或应用之间的因果关系错误的是 选项 结构 性质或应用 A 原硅酸分子中含有多个-OH 可脱水制成硅胶 B 硅胶与H2O形成分子间氢键 烘干失水后可再用 C 无水CoCl2中存在离子键 CoCl2易溶于水 D 配合物中Co2+与H2O、Cl-配位 可使硅胶变色 A．A B．B C．C D．D 2．（25-26高二上·黑龙江大庆·期末）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列解释与实例不符的是 实例 解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的 B 王水能溶解金、铂等金属 浓盐酸增强了浓硝酸的酸性 C CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位，而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 Cs+比Na+的半径大 D 逐个断开CH4中的C-H键，每步所需能量不同 各步中的C-H键所处化学环境不同 A．A B．B C．C D．D 3．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）已知：Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+。将2 mL 0.1 mol·L−1 AgNO3溶液和1 mL 0.1 mol·L−1 NaCl溶液混合得到浊液，过滤、洗涤滤渣后分别进行实验①、②、③： 下列分析错误的是 A．①、②的现象均能说明该温度下Ag2S比AgCl更难溶 B．②发生的反应：2AgCl(s) + S2−(aq)Ag2S(s) + 2Cl-(aq) C．③发生的反应：AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl- D．向③中所得的澄清溶液中滴加一定量稀硝酸，可能会出现白色沉淀 4．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）配合物Pt(NH3)2Cl2存在顺式、反式两种同分异构体(结构如图)，它们的部分性质见表格： 配合物Pt(NH3)2Cl2 颜色 常温下在水中的溶解度 抗癌活性 M 棕黄色 0.2577 g/100 g水 有活性 N 淡黄色 0.0366 g/100 g水 无活性 下列说法正确的是 A．1 mol Pt(NH3)2Cl2中含4 mol σ键 B．配合物M是Pt(NH3)2Cl2的反式异构体 C．Pt(NH3)2Cl2的配体是NH3和Cl-，配位数是4 D．Pt元素的化合价为+4价 5．（25-26高二上·吉林·期末）茜草中的茜素与、生成的红色配合物X是最早使用的媒染料之一，形成过程如图所示。下列有关说法正确的是 A．配合物X中的配位数为4 B．配合物X中的配体有、和 C．茜素分子间存在范德华力，不存在氢键 D．茜素分子中C原子采取、杂化 6．（25-26高二上·广东深圳·期中）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 7．（2025·浙江·一模）已知：和水反应生成氟硼酸和硼酸，一定条件下与一定量水可形成晶体Q()。下列有关说法，正确的是 A．的热稳定性比高 B．和水反应为非氧化还原反应，氟硼酸()的酸性大于硼酸() C．晶体属于分子晶体，晶体中存在范德华力、氢键、离子键和配位键 D．中键角大于中键角 8．（25-26高二上·辽宁沈阳·期末）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图，下列说法正确的是 A．该索烃性质稳定，不能发生氧化反应 B．该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定 C．该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D．破坏该索烃中的“机械键”不需要断裂共价键 9．（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 10．（24-25高二下·天津·阶段练习）回答下列问题 (1)的盐酸溶液能够与发生反应： ①电负性：H O(填“>”“=”或“<”)。 ②常温下为气体，固态时属于 晶体。 (2)与形成的配合物可表示成，该配合物中，的轨道及轨道通过杂化接受提供的孤电子对。中与n个氮原子的空间结构呈 形， 。 (3)溶液与乙二胺可形成配离子[Cu(En)2]2+ (是乙二胺的简写)： 请回答下列问题： ①配离子[Cu(En)2]2+的中心离子为 。 ②乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为 ，乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是 。 11．（24-25高二下·北京房山·期中）含氮化合物在生产、生活中用途广泛。 (1)NH3的VSEPR模型是 。 (2)NH3极易溶于水的原因是 (写两条原因)。 (3)羟胺(NH2OH)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-OH(羟基)取代形成的，NH2OH中采用sp3杂化的原子有 。 (4)N2H4和NH2OH都能结合H+而具有弱碱性，N2H4的碱性强于NH2OH，原因是 。 (5)NH3BH3(氨硼烷)诸氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。比较熔点：NH3BH3 CH3CH3(填“>”或“<”)，并解释原因 。 (6)邻二氮菲的结构简式为，它与Fe2+通过配位键能形成稳定的橙红色的配合物。该配合物的特征颜色常用于Fe2+检验和浓度的测定。 ①该配合物中配位原子是 。 ②实验表明，邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9，分析pH太小或太大不适合用邻二氮菲检验Fe2+的原因 。 12．（24-25高二·全国·假期作业）超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子，2个p­甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。 (1)Mo处于第五周期第ⅥB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态原子的价层电子排布是 ；核外未成对电子数是 。 (2)该超分子中存在的化学键类型有___________(填字母)。 A．σ键 B．π键 C．离子键 D．氢键 (3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是 (填元素符号)，p­甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有 。 (4)从电负性角度解释CF3COOH的酸性强于CH3COOH的原因 。 (5)C60与C70互为同素异形体，分离混合物的实验操作是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $