内容正文:
第10周·周末作业 高考新宠——配合物
一、选择题
1.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是 ( )
A.配位化合物中一定存在配位键
B.配位化合物中只有配位键
C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的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
2.下列微粒中含有配位键的是 ( )
①H3O+ ②N ③[Cu(H2O)4]2+ ④[Fe(SCN)6]3- ⑤CuC ⑥CH4 ⑦NH3
A.①②③④⑤ B.①③⑥
C.④⑤⑦ D.②④⑥
3.许多过渡金属离子对多种配体有很强的结合力,能形成多种配合物。下列说法正确的是 ( )
A.向配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 的溶液中加入足量的AgNO3 溶液,所有的Cl-均被完全沉淀
B.配合物 Ni(CO)4 常温下呈液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂
C.配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O 的配体为 NH3 和 S
D.配合物[Ag(NH3)2]OH的配位数为 6
4.化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3,下列说法正确的是 ( )
A.NH3与BF3都是极性分子
B.NH3与BF3都是平面三角形结构
C.可以通过晶体X射线衍射实验等技术测定BF3的结构
D.NH3·BF3中,NH3提供空轨道,BF3提供孤电子对
5.冠醚能与阳离子尤其是与碱金属离子作用,并随环的大小不同而与不同碱金属离子作用,12⁃冠⁃4与锂离子作用而不与钠离子、钾离子作用,18⁃冠⁃6与钾离子作用如图,但不与锂离子或钠离子作用,下列说法不正确的是 ( )
A.18⁃冠⁃6中C原子和O原子的杂化轨道类型相同
B.与K+作用不与Li+和Na+作用反应反映了超分子的“分子识别”的特征
C.与钾离子作用反映了超分子的“自组装”的特征
D.冠醚与碱金属离子作用的原理与其可做相转移催化剂的原理有关
6.尿素是我国氮肥的主导品种,但土壤中广泛存在的脲酶能快速催化尿素水解成NH3,使肥效大大降低。Schiff碱的金属配合物是一种高效绿色的配合物型脲酶抑制剂,引起了国内外学者的广泛关注。以下是一种Schiff碱的铜配合物的合成过程,下列说法正确的是 ( )
A.1 mol该配合物含σ键为24 mol
B.该配合物中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
C.该配合物中心离子为Cu2+,配位数为4
D.向该配合物中滴加FeCl3溶液,溶液变红
7.近些年来,随着电子信息化技术的不断发展,基于半导体硅晶体的集成电路已接近其物理极限,研究者们提出另一种新思路,即发展分子尺度的电子器件,其中分子导线引起了广泛的关注,下图钌配合物就是一种金属钌(Ru)分子导线,有关说法错误的是 ( )
A.该配合物中配位原子为Cl、C、P,配位数为6
B.1 mol该配合物有6 mol配位键
C.该钌配合物中Si原子的杂化方式为sp3
D.非金属元素电负性大小顺序为O>Cl>P>Si
8.丁二酮肟镍是丁二酮肟在氨性溶液(pH=8~9)中与Ni2+发生反应生成的沉淀,该反应常用作实验室中检验镍离子。其结构如图所示,下列对该物质的分析与判断中,正确的是 ( )
A.该物质中Ni原子具有空轨道,是配合物的配体
B.该物质中C、N、O原子存在孤电子对
C.该物质的分子中含有的化学键有共价键和配位键
D.该物质中碳原子的杂化类型均为sp2杂化
9.如图所示是卟啉配合物叶绿素的结构示意图,下列有关叙述正确的是 ( )
A.该叶绿素只含有H、Mg、C元素
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,其配位体是N元素
D.该叶绿素不是配合物,而是高分子化合物
10. [双选]DACP是我国科研工作者合成的一种新型起爆药,结构如图所示,下列关于该物质的说法正确的是 ( )
A.Co3+的配体只有两种,配位数为6
B.1 mol DACP中含有28 mol σ键
C.NH3和Cl中心原子的杂化方式不同
D.NH3与中的键角是前者小于后者
11.钴的金属配合物在电子元器件、超分子配合物等方面具有应用价值。Co(NH3)5BrSO4,可形成两种钴的配合物,P:[Co(NH3)5Br]SO4,Q:[Co(SO4)(NH3)5]Br,向P、Q的溶液中分别加入BaCl2溶液后,下列有关说法错误的是 ( )
A.Q溶液中会产生白色沉淀
B.P溶液中会产生白色沉淀
C.Q中S是配体
D.P、Q的配位数均是6
二、非选择题
12.(8分)(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的空间结构是 。
②在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子是 (填元素符号)。
(2)银氨溶液的主要成分是[Ag(NH3)2]OH,配制方法是向AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀刚好完全溶解为止,得到澄清的银氨溶液。
①AgNO3中阴离子的空间结构是 。
②[Ag(NH3)2]+中的配位数为 。
(3)现代工业冶金中,2[Au(CN)2]-+Zn2Au+[Zn(CN)4]2-。CN-是常见的配体,提供孤电子对的是C不是N,其主要原因是 。
13.(10分)Cu2+能与NH3、H2O、OH-、Cl-等形成配位数为4的配合物。
(1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4]。
①画出配离子[Cu(OH)4]2-中的配位键 。
②Na2[Cu(OH)4]中除了配位键外,还存在的化学键类型有 (填字母)。
A.离子键 B.金属键
C.极性共价键 D.非极性共价键
(2)金属铜与氨水或过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生反应:Cu+H2O2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-。其原因是 。
(3)Cu2+可以与乙二胺(H2N—CH2CH2—NH2)形成配离子:
。
①H、O、N三种元素的电负性从大到小的顺序为 。
②乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是 。
14.(12分)目前,镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。
Ⅰ.(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①基态Ni2+的核外电子排布式为 。
②在[Ni(NH3)6]2+中存在的化学键有 。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.π键 E.σ键
Ⅱ.丁二酮肟是检验Ni2+的灵敏试剂。
(2)丁二酮肟分子中C原子轨道杂化类型为 ,1 mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为 。
(3)配合物[Ni(CO)4]常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。
①[Ni(CO)4]固态时属于 (填晶体类型)晶体。
②[Ni(CO)4]中Ni与CO的C原子形成配位键。不考虑空间结构,[Ni(CO)4]的结构可用示意图表示为 。
第10周·周末作业
1.选B 配位化合物中一定含有配位键,但也可能含有其他化学键,A项正确,B项错误;Cu2+有空轨道,H2O中O有孤电子对,可以形成配位键,C项正确;配位化合物应用领域特别广泛,D项正确。
2.选A ①H3O+中,O上含有孤电子对,H+有空轨道,可以形成配位键;②N中,N上含有孤电子对,H+有空轨道,可以形成配位键;③[Cu(H2O)4]2+中,Cu2+含有空轨道,H2O中O含有孤电子对,可以形成配位键;④[Fe(SCN)6]3-中,Fe3+含有空轨道,SCN-中S含有孤电子对,可以形成配位键;⑤CuC中,Cu2+含有空轨道,Cl-含有孤电子对,可以形成配位键;⑥CH4不含有配位键;⑦NH3不含有配位键;综上,含有配位键的有①②③④⑤。
3.选B 加入足量的AgNO3溶液,外界Cl-与Ag+反应形成AgCl沉淀,内界配位离子Cl-与Ag+不能反应,A说法错误;配合物Ni(CO)4常温下呈液态,则固态Ni(CO)4属于分子晶体,形成含有极性键的非极性分子,根据相似相溶原理可知,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,B说法正确;配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配体为NH3,C说法错误;配合物[Ag(NH3)2]OH的配体为NH3,配位数为2,D说法错误。
4.选C BF3分子中,B原子最外层有3个电子,与3个F原子形成三个B—F键,B原子周围没有孤电子对,NH3分子中,N原子最外层有5个电子,与3个H原子形成三个N—H键,N原子周围有1个孤电子对,根据价层电子对互斥模型可知,BF3分子空间结构为平面三角形、为非极性分子,NH3分子空间结构为三角锥形、为极性分子,NH3·BF3中B原子有空轨道,N原子有孤电子对,所以NH3提供孤电子对,BF3提供空轨道,形成配位键,使B、N原子都达到8电子稳定结构,据此答题。BF3分子为非极性分子,A错误;NH3分子空间结构为三角锥形,B错误;可以通过晶体X射线衍射实验等技术测定BF3的结构,C正确;NH3·BF3中B原子有空轨道,N原子有孤电子对,所以能够形成配位键,D错误。
5.选C 由图可知,18⁃冠⁃6中碳原子和氧原子的价层电子对数都为4,原子的杂化方式都为sp3杂化,故A正确;18⁃冠⁃6与钾离子作用,但不与锂离子或钠离子作用说明超分子具有分子识别的特征,不具备自组装的特征,故B正确,C错误;由题意可知,冠醚是皇冠状分子,分子中内部有很大的空间,能与离子半径不同的碱金属阳离子发生络合反应,把无机物带入有机物中,它可以作为相转移催化剂也是基于这个原理,故D正确。
6.选C 根据该配合物的结构可知,1 mol该配合物中含σ键共39 mol,A错误;SCN-中碳原子杂化方式为sp杂化、苯环和CN键中碳原子杂化方式为sp2杂化、其余碳原子杂化方式为sp3杂化,B错误;中心离子Cu2+的配位数为4,C正确;SCN-与Cu2+形成配位键,无法与Fe3+结合生成硫氰合铁离子,溶液不变红色,D错误。
7.选B 该配合物中配位原子为Cl、C、P,配位数为6,故A正确;该配合物钌原子形成6个配位键,还有C←O,C与O形成了配位键,1 mol该物质中有7 mol配位键,故B错误;Si原子形成4个共价键,为sp3杂化,故C正确;该物质中,非金属元素电负性大小顺序为O>Cl>P>Si,故D正确。
8.选C 该物质中Ni原子具有空轨道,是配合物的中心原子,故A错误;该物质中C原子的最外层电子均用来形成化学键,不存在孤电子对,故B错误;该物质中含有共价键、配位键,故C正确;甲基上中心碳原子杂化类型为sp3杂化,环上碳原子杂化类型为sp2杂化,故D错误。
9.选B 该化合物还含有O元素和N元素,A项错误;Mg的最高化合价为+2,而化合物中Mg能与4个N原子作用,由此可以判断该化合物中Mg与N原子间形成配位键,该物质为配合物,B项正确;该化合物中配位原子为N原子,不能称N原子为配位体,同样也不能称N元素为配位体,因为配位体一般为离子或分子,C项错误;高分子化合物的相对分子质量在10 000以上,D项错误。
10.选AD Co3+的两种配体为NH3和,且配位数为6,A正确;1 mol NH3有3 mol σ键,1 mol 有2 mol σ键,配位键也是σ键,1 mol DACP中阳离子中有22 mol σ键,阴离子中有4 mol σ键,则1 mol DACP中含有26 mol σ键,B错误;NH3分子中心N原子的价层电子对数为×+3=4,中心原子的杂化方式为sp3,Cl中心Cl原子的价层电子对数为×+4=4,中心原子的杂化方式为sp3,C错误;中心N原子的价层电子对数为×+2=2,所以空间结构是直线形,中心N为sp杂化,键角为180°,NH3分子的价层电子对数为×(5-3×1)+3=4,中心原子的杂化方式为sp3,空间结构为三角锥形,故NH3与中的键角是后者大于前者,D正确。
11.选A 由P、Q的化学式知P的外界是S,Q的外界是Br-,在溶液中前者能电离出S而后者不能,故加入BaCl2溶液后Q溶液中不能产生白色沉淀,故A错误;根据A选项分析P溶液能电离出S,故加入BaCl2溶液会产生白色沉淀,故B正确;Q中外界是Br-,S是配体,故C正确;根据P、Q分析,前者配位数是5+1=6,后者配位数是1+5=6,故D正确。
12.解析:(1)①S中S原子的孤电子对数为=0,价层电子对数为4+0=4,故其空间结构为正四面体形;②Ni2+提供空轨道,NH3中N原子提供孤电子对,二者形成配位键。(2)①N中N原子价层电子对数是=3,形成3个σ键,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥模型可判断其空间结构为平面三角形;②配位数即配体的个数,NH3是配体,配位数为2。(3)配体在形成配位键时需具备两个条件:一是有孤电子对,二是配位原子的电负性不能太大,如CO、CN-等配体中C原子提供孤电子对,因为C的电负性比N、O的小。
答案:(1)①正四面体形 ②配位键 N (2)①平面三角形 ②2 (3) C的电负性比N小,吸引孤电子对的能力比N弱
13.解析:(1)①Cu2+含有空轨道,OH-含有孤电子对,可形成配位键,配离子[Cu(OH)4]2+中1个Cu2+与4个OH-形成配位键,可表示为;②Na2[Cu(OH)4]为离子化合物,含有离子键,并且O—H为极性共价键。(2)过氧化氢可氧化Cu生成Cu2+,进而与氨分子形成配位键,两者相互促进使反应进行。(3)①同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,则O>N,H的电负性最弱,则有O>N>H;②乙二胺分子中N原子形成4个σ键,为sp3杂化。
答案:(1)① ②AC (2)过氧化氢为氧化剂,将Cu氧化为Cu2+,氨分子与Cu2+形成配位键
(3)①O>N>H ②sp3
14.解析:(1)①Ni是28号元素,根据原子核外电子排布规律可知,Ni2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8;②[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成配位键,NH3中N、H之间形成N—H单键,是σ键,属于共价键。(2)丁二酮肟分子中甲基上碳原子价层电子对数是4,且不含孤电子对,为sp3杂化,连接甲基的碳原子含有3个价层电子对,且不含孤电子对,为sp2杂化;丁二酮肟分子中含有13个单键和2个双键,则共含有15个σ键,所以1 mol丁二酮肟含有σ键的数目为15NA。(3)①因为Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,根据相似相溶原理知,固态Ni(CO)4属于分子晶体;②Ni(CO)4中Ni与CO形成配位键,形成四面体结构,其结构示意图为。
答案:(1)①1s22s22p63s23p63d8 ②BCE
(2)sp3和sp2 15NA (3)①分子 ②
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