3.4 配合物与超分子（同步练）2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修二

3.4 配合物与超分子(同步练)解析版 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．下列物质中，不属于配合物的是 A． B． C． D． 【参考答案】A 【解析】A．是与通过氢键结合形成的共价化合物，不存在配位键和配合物特有的内外界结构，不属于配合物，A符合题意； B．中中心离子与配体通过配位键结合，存在内界和外界，属于配合物，B不符合题意； C．中中心离子与配体通过配位键结合，存在内界和外界，属于配合物，C不符合题意； D．中中心离子与配体通过配位键结合，存在内界和外界，属于配合物，D不符合题意； 故选A。 2．铁氰化钾俗称赤血盐，常用于检验，下列说法错误的是 A．中，中心的配位数为6，配体为 B．中含有离子键、共价键和配位键 C．中含有键与键的数目之比为 D．铁氰化钾与反应生成的滕氏蓝沉淀，属于配位化合物 【参考答案】C 【解析】A．的中心离子为，向中心离子提供孤电子对的配体是，配体个数为6，因此中心的配位数为6，A正确； B．与之间存在离子键，配体内部C与N之间存在共价键，与之间存在配位键，故该物质含有离子键、共价键、配位键，B正确； C．1个中，6个配位键均为键，每个中含1个键、2个键，因此总键数目为，总键数目为，二者数目之比为，C错误； D．滕氏蓝的组成为，属于配位化合物，D正确； 故选C。 3．邻二氮菲的结构简式为，简写为，遇溶液生成橙红色配合物，其中的配位数为6。下列说法不正确的是 A．邻二氮菲的分子式为 B．邻二氮菲分子中碳原子和氮原子的价层电子对数相同 C．基态的价层电子排布式为 D．过高或过低，均不利于邻二氮菲与形成配合物 【参考答案】C 【解析】A．邻二氮菲分子中含12个原子、2个原子，其中8个各连1个，分子式为，A正确； B．邻二氮菲中、均为杂化，的价层电子对数为3（3个键，无孤电子对），的价层电子对数为3（2个键，1对孤电子对），二者价层电子对数相同，B正确； C．基态原子价层电子排布式为，形成时优先失去轨道的2个电子，故价层电子排布式为，C错误； D．过低时，邻二氮菲中的原子与结合，无法提供孤电子对配位；过高时，与结合生成氢氧化物沉淀，均不利于配合物形成，D正确； 故选C。 4．一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构如下，下列说法错误的是 A．该配合物中配位原子是N和O B．C原子的杂化轨道类型为和sp3 C．1mol该配合物形成的配位键有6mol D．该分子是手性分子 【参考答案】D 【解析】A．该配合物中与2个提供孤电子对的原子、4个提供孤电子对的原子形成配位键，配位原子为和，A正确； B．配合物中羧基的形成碳氧双键，杂化类型为，亚甲基（）的均形成单键，杂化类型为，B正确； C．1个该配合物中共形成6个配位键，故1 mol该配合物形成的配位键有6 mol，C正确； D．该分子存在对称面，无手性碳原子，不具有手性，不是手性分子，D错误； 故选D。 5．烟酸铬可促进动物生长发育和蛋白质合成，在工业上主要用作饲料添加剂、医药保健品、食品添加剂等，其结构如图所示，下列说法错误的是 A．该配合物中的配体有1种 B．中心铬离子的化合价为+3价 C．该配合物的一个配体中的所有碳原子不共面 D．C、N、O三种元素形成的简单氢化物的键角由大到小的顺序为： 【参考答案】C 【解析】A．图中与中心铬离子配位的3个配体结构相同，每个配体均通过环上的氮原子和羧酸根中的一个氧原子与铬离子形成配位键，因此配体只有1种，A正确； B．每个配体含有一个带一个单位负电荷的羧酸根，环上的氮原子不带电，因此每个配体带一个单位负电荷。设铬元素的化合价为，根据配合物整体呈电中性，有，解得，B正确； C．题给配合物的结构为。每个配体的六元芳香环中，5个碳原子和1个氮原子共面；环上碳原子采取杂化，与其直接相连的羧酸根碳原子也处于该环平面内，因此一个配体中的6个碳原子共面，C错误； D．、、中，中心原子的价层电子对数均为4，孤电子对数依次为0、1、2。孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，使键角依次减小，因此键角由大到小的顺序为，D正确； 故选C。 6．向硫酸铜溶液中滴加氨水直至过量，可以得到，其实为的简略写法。该配离子的空间结构为狭长八面体。下列说法错误的是 A．该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为 B．配体结合中心离子的能力a强于b C．a，b两种配体的中心原子的杂化方式相同 D．中存在的化学键仅有配位键、离子键和极性共价键 【参考答案】B 【解析】A．涉及元素、、；同周期从左往右电负性递增；电负性小于 N。 电负性：，A正确； B．八面体为狭长结构，代表轴向键更长、键能弱，水更容易脱离；平面上的和结合牢固。 因此配体结合能力：，a 弱于 b，B错误； C．：原子价层电子对数，sp3杂化；：原子价层电子对数，sp3杂化 二者杂化类型一致，C正确； D．与为离子键，和为配位键，、、结晶水内的全部属于共价键，D正确； 故选B。 7．联苯[4]芳烃(无色液体)是通过4个亚甲基()将四个4，4-联苯酚桥连形成的，其结构如图甲，它能与化合物乙(淡黄色液体)结合形成棕黄色液体。联苯[3]芳烃(结构如图丙)无法与化合物乙结合。 下列说法错误的是 A．化合物甲是超分子 B．甲与乙的结合体现了超分子的识别功能 C．化合物乙熔点较低且难挥发 D．化合物丙的空腔小是不能结合乙的原因 【参考答案】A 【解析】A．化合物甲是单一的通过共价键合成的大环有机分子，超分子是两种及以上分子通过分子间作用力结合形成的聚集体，甲不属于超分子，A错误； B．甲可选择性结合乙，丙因空腔尺寸不适配无法结合乙，该过程体现了超分子的识别功能，B正确； C．乙为离子型化合物，属于离子液体，具有熔点较低、难挥发的特征，C正确； D．丙的空腔尺寸小于甲，无法容纳乙分子，是其不能结合乙的核心原因，D正确； 故选A。 8．科学家合成的葫芦[7]脲大环主体甲()，可特异性包裹金刚烷阳离子形成超分子组装体乙，体系中加入竞争客体四丁基铵离子可解离得到游离大环丙与，转化过程如图。下列说法错误的是 A．超分子乙形成的晶体属于分子晶体 B．调控浓度可实现大环对金刚烷阳离子的捕获与释放 C．乙内部，葫芦[7]脲大环与之间依靠分子间作用力、离子-偶极作用结合 D．乙、丙中大环上羰基碳原子的杂化轨道类型发生了不可逆转变 【参考答案】D 【解析】A．超分子乙通过分子间作用力结合形成，其晶体属于分子晶体，A正确； B．由转化关系可知，增大浓度可释放，减小浓度可使反应逆向进行、捕获，因此调控浓度可实现大环对金刚烷阳离子的捕获与释放，B正确； C．葫芦[7]脲大环含极性羰基，存在偶极，与阳离子之间存在离子-偶极作用，同时存在分子间作用力，二者依靠这类弱相互作用结合为超分子，C正确； D．整个过程仅为超分子主客体的可逆结合与解离，无化学键的断裂和生成，大环上羰基碳原子始终为杂化，杂化轨道类型未发生不可逆转变，D错误； 故选D。 9．镉(Cd)与锌同族，与Cd2+有关的配离子转化如图： 已知：en为H2NCH2CH2NH2，双齿配体。 下列说法错误的是 A．基态Cd的能层中，N层含有的电子数为18 B．与Cd2+的配位能力： C．晶体锌和镉均为金属晶体 D．CH3NH2与en作为配体时，配位原子不同 【参考答案】D 【解析】A．Cd与Zn同族，位于第五周期IIB族，基态核外电子排布为，N层（）包含，共18个电子，A正确； B．由转化关系可知en可将从配离子中置换出来，且en为双齿配体存在螯合效应，双齿配体形成的环状结构更稳定，配位能力更强，B正确； C．Zn、Cd均为金属单质，形成的晶体属于金属晶体，C正确； D．和en的配位原子均为提供孤电子对的原子，配位原子相同，D错误； 故答案选D。 10．“超分子”已经在很多领域广泛应用。下列关于超分子的说法正确的是 A．可燃冰(图甲)可看作由水分子和甲烷通过氢键形成的超分子 B．双分子膜(图乙)头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装 C．冠醚15-冠-5(图丙)的编号与C、H、O的数目有关，编号越大空腔直径越大 D．杯酚(图丁)中氧原子与碳原子数量比为 【参考答案】B 【解析】A．可燃冰中水分子间存在氢键，甲烷分子与水分子之间的作用力为范德华力，并非通过氢键结合形成超分子，A错误； B．双分子膜的头部为亲水基团，尾部为疏水基团，在水溶液环境中亲水头部朝向水溶液一侧，疏水尾部朝向内侧，可通过自组装形成双分子膜结构，B正确； C．冠醚命名规则为“-冠-”，其中为环上C、O总原子数，为氧原子数，编号与H原子数目无关，C错误； D．杯酚上氧原子与碳原子数量比是，D错误； 故选B。 11．软硬酸碱理论认为：硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合，软和硬结合一般不稳定，利用该原则一般可用于判断物质稳定性及反应发生的方向等。常见的软硬酸碱如下。 常见的硬酸 Li+、Be2+、Fe3+ 常见的软酸 Ag+、Hg2+、Cs+ 常见的硬碱 F-、NH3 常见的软碱 I-、CN- 下列说法正确的是 A．稳定性比较：CsCN<LiCN B．稳定性比较：[Ag(NH3)2]+>[Ag(CN)2]- C．反应LiI+CsF=LiF+CsI难以向右进行 D．含[Fe(SCN)6]3-的红色溶液中加入适量NaF后溶液褪色，说明碱的“硬度”：F->SCN- 【参考答案】D 【解析】A．为软酸，为软碱，二者结合更稳定；为硬酸，为软碱，二者结合不稳定，故稳定性，A错误； B．为软酸，为硬碱，二者结合不稳定；为软碱，与结合更稳定，故稳定性，B错误； C．生成物中为硬酸硬碱结合、为软酸软碱结合，均比反应物的硬软结合产物更稳定，反应易向右进行，C错误； D．为硬酸，加入后替换出，说明与硬酸结合能力更强，故碱的硬度，D正确； 故选D。 12．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。12-冠-4与K+作用而不与Na+、Li+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C和O的杂化轨道类型不同 D．冠醚能与碱金属离子形成的晶体属于离子晶体 【参考答案】D 【解析】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，A选项错误； B．离子键是由阴、阳离子间形成的，18-冠-6为分子，分子中的O以O原子形式存在，所以18-冠-6中O原子与K+间不存在离子键，B选项错误； C．18-冠-6中C和O的价层电子对数均为4，杂化轨道类型均为sp3杂化，杂化轨道类型相同，C选项错误； D．冠醚能与碱金属离子形成晶体，碱金属离子是阳离子，故所得到的晶体里还有阴离子，则冠醚能与碱金属离子形成的晶体属于离子晶体，D选项正确； 答案选D。 13．在特定溶剂中三聚氰胺和环三酮可以通过氢键相互连接，自发地形成六聚体，结构如图，下列说法不正确的是 A．可由3分子发生加成反应制得 B．溶剂极性越大越有利于该六聚体的形成 C．该六聚体属于超分子，形成过程体现了超分子自组装的特征 D．环三酮上的取代基为甲基时相比于为时该六聚体中的氢键作用力更强 【参考答案】B 【解析】A．三聚氰胺的单体为，3分子发生加成反应，三键打开环化，生成六元杂环结构的三聚氰胺，A正确； B．六聚体依靠分子间氢键组装而成，极性大的溶剂自身可以和三聚氰胺、环三酮形成大量分子间氢键，会竞争破坏三聚氰胺与环三酮之间的氢键，阻碍六聚体组装；极性越小的溶剂，对分子间氢键干扰弱，越利于六聚体形成，因此溶剂极性越大越不利于六聚体生成，B错误； C．超分子是由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合形成的聚集体，该六聚体由三聚氰胺与环三酮通过氢键自发组装而成，属于超分子，体现自组装特征，C正确； D．甲基是给电子基团，当R为甲基时，会使环三酮的羰基氧电子云密度更高，形成氢键的能力更强，因此氢键作用力比R为时更强，D正确； 故选B。 14．能形成多种配合物。往溶液中通入氨气，测得和铜氨各级配合物{，}的物质的量分数与平衡体系中(表示浓度的负对数)的关系如图所示。下列说法错误的是 A．曲线3代表的含铜微粒为 B．点的纵坐标约为0.08 C．反应的平衡常数 D．当时， 【参考答案】C 【分析】首先明确图像规律： 是浓度的负对数，数值越小代表游离浓度越大。随着浓度升高（减小），逐步结合生成配位数更高的铜氨配离子，因此5条曲线对应关系为： 曲线1：，曲线2：，曲线3：，曲线4：，曲线5：。 【解析】A．根据上述曲线对应规律，曲线3代表，A正确； B．相邻两条曲线的交点对应两级累积稳定常数的关系：时，，得第一步逐级稳定常数；同理得，，，点，即，代入各级配离子浓度公式，结合所有微粒物质的量分数之和为1，可计算得点纵坐标约为0.08，B正确； C．目标反应的平衡常数： 并非，C错误； D．时，结合图像中各曲线的高低关系，可直接得出浓度顺序：，D正确； 故选C。 15．常温下，溶液中分别与三种金属离子形成配离子、、，平衡时，与的关系如图所示，其中Ⅰ表示的是与变化的关系。 已知：①(配离子)    ②，，。下列说法正确的是 A．其中Ⅱ表示的是与变化的关系 B．反应的平衡常数 C．当Ⅰ对应的相关离子浓度处于点时，金属配离子的解离速率小于生成速率 D．当的、转化为配离子时，前者溶液中平衡浓度更大 【参考答案】D 【分析】根据络合平衡反应：，其稳定常数表达式为：，两边取对数并变形可得：，时，已知不同配离子的稳定常数K稳，，纵截距为-35。 ，纵截距为-21。因此，根据截距与斜率特征可得出曲线对应关系，其中Ⅱ表示的变化关系，Ⅲ表示的变化关系。 【解析】A．由上述分析可知，Ⅲ表示的变化关系，A错误； B．对于，其平衡常数，B错误； C．当Ⅰ对应的相关离子浓度处于P点时，此时的小于平衡状态的值。这意味着溶液中金属离子相对偏少、配离子相对偏多，反应倾向于向生成金属离子（即解离）的方向进行，金属配离子的解离速率大于生成速率。C错误； D．当99 %的金属离子转化为配离子时，，即纵坐标值为-2。在图象中纵坐标等于-2的水平线上，与曲线I相交点对应的较小，说明此时Zn2+溶液中的更大，即前者溶液中CN-平衡浓度更大。D正确； 故答案选D。 16．某课题组合成的一种配合物，其内部空腔可识别并包裹特定结构的分子，形成超分子胶囊。该配合物的阴离子部分，其结构如图所示。 下列说法错误的是 A．Ga3+的配位数为6 B．配合物内部空腔通过分子间作用力识别特定结构的分子 C．改变配体骨架的基团或链的长短，配合物内部空腔可适配不同结构的分子 D．Si4+替换Ga3+后，配体骨架的电子云分布不会发生改变 【参考答案】D 【解析】A．每个周围有6个作为配位原子，配位数为6，A正确； B．超分子识别特定结构分子依靠氢键、范德华力等，属于分子间作用力，B正确； C．改变配体骨架的基团或链的长短，可调整空腔的大小、作用位点，可适配不同结构的分子，C正确； D．所带正电荷数高于，对配位原子的电子吸引力更强，替换后配体骨架的电子云分布会发生改变，D错误； 故选D。 二、非选择题 17．过渡金属往往容易形成多种多样的配合物。回答下列问题： (1)在水中易被还原成而在氨水中可稳定存在，其原因为____________。 (2)将氨水逐滴加入硫酸铜溶液中，先生成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，写出沉淀溶解的离子方程式：____________；由该过程可知_____________(填“”或“”)与形成的配位键更稳定。 (3)中σ键和π键的数目之比为__________。 (4)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠()即可得到配合物A，其结构如图所示。 ①中存在的化学键类型有(填序号)___________； a．配位键    b．氢键    c．极性共价键    d．非极性共价键    e．离子键 ②该结构中，除共价键外还存在配位键，请在图中用“→”表示出配位键__________。 【参考答案】(1)可与形成较稳定的配合物 (2) 或 (3)1：1 (4) ace 【分析】配体向中心离子提供孤电子对形成配位键，会改变配合物的稳定性。过量氨水可使氢氧化铜沉淀转化为可溶的四氨合铜配离子；羰基配合物中的成键数目需同时统计配体内部的键和金属与配体之间的配位键；配体中含孤电子对的氮、氧原子可向铜离子提供孤电子对。 【解析】（1）三价钴离子与氨分子形成较稳定的配合物，使三价钴离子在氨水中不易被还原，因此可稳定存在。 （2）继续滴加氨水时，氨分子与铜离子形成稳定的四氨合铜配离子，使氢氧化铜沉淀溶解，离子方程式为。沉淀能在过量氨水中溶解，说明氨分子与铜离子形成的配位键比水分子与铜离子形成的配位键更稳定。 （3）每个羰基配体内部含1个σ键和2个π键，且每个羰基配体与镍原子之间形成1个σ配位键。因此共有8个σ键和8个π键，数目之比为1∶1。 （4）a. 配离子中氨分子的氮原子向铜离子提供孤电子对，形成配位键，a正确； b. 氢键属于分子间作用力，不属于该物质中所含的化学键类型，b错误； c. 氨分子和硫酸根离子内部均含有不同元素原子之间形成的极性共价键，c正确； d. 该物质中没有同种元素原子之间形成的非极性共价键，d错误； e. 配离子与硫酸根离子之间存在离子键，e正确； 故选ace。 ②图中两个氨基氮原子和两个羧酸根氧原子均有孤电子对，可分别向中心铜离子提供孤电子对；配位键的箭头应从这四个配位原子指向铜离子。 18．铂系元素不仅仅是一类贵金属，其化合物更是一类有重要化工催化作用和医疗应用价值的物质。顺铂是临床使用的第一代铂类抗癌药物，呈棕黄色，有极性；其存在同分异构体反铂，呈淡黄色，无极性，无抗癌活性。 I．抗癌药物顺铂的结构和抗癌机理 (1)氯离子通常用作配合物的配体，基态Cl-占据的最高能级的电子云轮廓图的形状是_____。 (2)根据信息可以推测中Pt的杂化方式为_____(填字母，下同) A．sp B．sp2 C．sp3 D．dsp2 (3)在两种同分异构体中，更易溶于的是_____(填“顺铂”或“反铂”) (4)在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的与DNA的碱基结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。生成物R中存在的化学键有_____。 a．氢键b．离子键c．金属键d．配位键e．极性共价键f．非极性共价键 Ⅱ．研究抗癌药物顺铂与胸苷(简写为TH，结构如下)的配体交换反应具有重要意义。 (5)“步骤1”的离子方程式为_____。 (6)“步骤2”中体系存在以下平衡： i． ii． iii． ①反应iii的平衡常数_____。(用、列出计算式) ②加入NaOH溶液的目的是_____(从平衡角度分析) (7)、和与Pt(Ⅱ)的配位能力由强到弱的顺序为_____。 【参考答案】(1)哑铃形(或纺锤形) (2)D (3)反铂 (4)def (5) (6) 中和氢离子，使反应iii平衡正向移动，提高产率 (7) 【解析】（1）Cl-的最高能级为3p，p轨道的电子云轮廓图的形状为哑铃形或纺锤形； （2）根据题意可知顺铂有极性，且存在同分异构体反铂且无极性，若为sp3杂化，则只有一种空间结构，故其为sp2d杂化； （3）CCl4为非极性分子，反铂，无极性，根据相似相溶原理，更易溶于CCl4的是反铂； （4）生成物R中Pt与N、O形成配位键，存在O-H、N-H、C-H、C-O、C-N等键为极性共价键，C-C键为非极性共价键，存在氢键，但氢键不属于化学键，故选def； （5）加入硝酸银溶液可将氯离子脱去生成氯化银沉淀，配体被水取代，故其发生的离子反应方程式为：； （6）①根据平衡常数的计算规则，反应iii可由反应i2+反应ii得到，故K=； ②加入NaOH溶液可中和氢离子，使平衡正向移动，提高产率； （7）根据反应ii可知T-可将替换，但无法将NH3替换，故与Pt(Ⅱ)的配位能力顺序为：； 19．杯酚分离和、冠醚识别碱金属离子等超分子性质的运用带来了生命、信息和材料产业的技术革命。 请回答下列问题： (1)用杯酚分离和的过程中，操作①名称是___________；基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为___________；、、、、的离子半径依次增大的原因是___________。 (2)和为___________(填晶体类型)晶体；冠醚分子中C—O—C的键角___________(填“>”“<”或“=”)；图中示例描述了超分子的重要特征___________。 (3)下表所列是一些常见冠醚及其空腔直径的数据： 选项 a b c d 冠醚 12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 空腔直径/pm 120～150 170～220 260～320 340～430 适合的粒子直径/pm (152) (204) (276) (304) (334) ①冠醚d的名称为___________。 ②冠醚与碱金属离子之间存在微弱的配位键，配位原子是___________(填元素符号)。 ③18-冠-6能识别和运输，不能识别和运输和的原因是___________。 (4)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d，氧化效果明显提升。已知：冠醚d与可以发生如图所示的变化： 试解释加入冠醚d后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是___________。 【参考答案】(1)过滤 K 电子层数增多 (2)分子 < 分子识别 (3)21-冠-7 O 直径太小，直径太大 (4)冠醚d可溶于烯烃，进入冠醚空腔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 【解析】（1）杯酚和结合后，不溶于甲苯，所以操作①为过滤；基态锂离子核外只有1s能级上有电子，为K层上的电子，其电子层符号为K；、、、、是同一主族的元素，随原子序数增大，电子层数增多，离子半径依次增大，则离子半径依次增大的原因是电子层数增多； （2）和是碳原子之间通过共价键连接而成的分子晶体；冠醚分子中O原子杂化方式为杂化，但氧原子有两个孤电子对，孤电子对之间的斥力>孤电子对和成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力，故键角变小，则冠醚分子中C—O—C的键角小于109°28'；图中示例描述了超分子的重要特征：分子识别； （3）①根据冠醚a、b、c的名称可推测命名规则是“环上原子个数-冠-氧原子个数”，则冠醚d的名称是：21-冠-7； ②氧原子有孤对电子，故冠醚与碱金属离子之间存在微弱的配位键，配位原子是O； ③冠醚根据空腔直径选择不同的离子运输，18-冠-6不能识别和运输和的原因是直径太小，直径太大； （4）加入冠醚d后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是：冠醚d可溶于烯烃，加入冠醚之中的  K+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。 20．研究超分子的科学家发明了很多新型分子，这些分子可以充当快递员(主体)，携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域，称为“主客体化学”。 (1)在电镀中常用到含铅电解液，如Na2[PbCl4]，该配合物的外界是___________。 (2)二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子，结合水中的Pb2+，结合后的结构如图1。关于图结构，下列关于二苯并-18-冠-6-醚说法正确的是___________。(不定项) A．是非极性分子 B．一氯代物有2种 C．分子式为C20H20O6 D．是超分子，具有分子识别的特性 (3)在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子(如图2)，新的分子对Pb2+的结合能力减弱，试从结构角度解释原因：___________。 (4)KMnO4氧化甲苯时，引入冠醚加快反应速率，原理如图3。分析图3，反应过程中的催化剂是___________。 A．K+ B． C． D． 富勒烯(C₆₀)是一种笼状分子，科学家开发了一些具有富勒烯识别功能的环状分子。 (5)富勒烯(C60)分子的球棍模型如图5所示，分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连，则1mol C60分子中σ键数目为___________。 (6)一种金属富勒烯配合物合成过程如图8所示。 已知：烯烃、C60等因能提供 π 电子与中心原子形成配位键，被称为“π配体”，比较两种π配体与Pt的配位能力大小：C2H4___________C60(填“>”、“<”或“=”)。 【参考答案】(1) (2)A (3) F的电负性大，由于吸电子效应，使得冠醚分子中O原子给出电子对的能力减弱 (4) C (5) (6) < 【解析】(1)中与形成配位键，故为外界。 (2)A．二苯并-18-冠-6-醚呈立体对称性，正负电荷中心重合，属于非极性分子，A正确； B．二苯并-18-冠-6-醚分子中，苯环上有2种不同化学环境的氢原子，亚甲基上也有2种不同化学环境的氢原子，故共有4种不同化学环境的氢原子，其一氯代物有4种，B错误； C．二苯并-18-冠-6-醚的分子式为，C错误； D．二苯并-18-冠-6-醚是有机物不属于超分子，结合后的物质(图1)是超分子，具有分子识别的特性，D错误； 故选A。 (3)氟原子是吸电子基，使得冠醚分子中O原子给出电子对的能力减弱，导致在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子，新的分子对的结合能力减弱。 (4)冠醚在水相中结合转移到有机相中，通过静电吸附作用促进向有机相转移，把甲苯氧化为苯甲酸根离子后进入水相，通过静电吸引促进结合的冠醚进入水相，脱附得到冠醚。引入冠醚可促进向有机相转移，加快反应速率，故该反应过程中的催化剂为冠醚，故选C。 (5)富勒烯分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连，根据均摊法，每个碳原子的键个数个，故富勒烯分子中的键个数个，1mol C60分子中σ键数目为。 (6)与均是配体，能通过电子与中心金属原子形成配位键，由60个碳原子构成球形结构，碳原子为杂化，杂化的碳原子与3个碳形成σ键，，未参与杂化的p轨道上的电子形成离域键，具有更大的电子云，因此配位能力更强。配体与Pt的配位能力大小：<。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.4 配合物与超分子(同步练)原卷版 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．下列物质中，不属于配合物的是 A． B． C． D． 2．铁氰化钾俗称赤血盐，常用于检验，下列说法错误的是 A．中，中心的配位数为6，配体为 B．中含有离子键、共价键和配位键 C．中含有键与键的数目之比为 D．铁氰化钾与反应生成的滕氏蓝沉淀，属于配位化合物 3．邻二氮菲的结构简式为，简写为，遇溶液生成橙红色配合物，其中的配位数为6。下列说法不正确的是 A．邻二氮菲的分子式为 B．邻二氮菲分子中碳原子和氮原子的价层电子对数相同 C．基态的价层电子排布式为 D．过高或过低，均不利于邻二氮菲与形成配合物 4．一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构如下，下列说法错误的是 A．该配合物中配位原子是N和O B．C原子的杂化轨道类型为和sp3 C．1mol该配合物形成的配位键有6mol D．该分子是手性分子 5．烟酸铬可促进动物生长发育和蛋白质合成，在工业上主要用作饲料添加剂、医药保健品、食品添加剂等，其结构如图所示，下列说法错误的是 A．该配合物中的配体有1种 B．中心铬离子的化合价为+3价 C．该配合物的一个配体中的所有碳原子不共面 D．C、N、O三种元素形成的简单氢化物的键角由大到小的顺序为： 6．向硫酸铜溶液中滴加氨水直至过量，可以得到，其实为的简略写法。该配离子的空间结构为狭长八面体。下列说法错误的是 A．该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为 B．配体结合中心离子的能力a强于b C．a，b两种配体的中心原子的杂化方式相同 D．中存在的化学键仅有配位键、离子键和极性共价键 7．联苯[4]芳烃(无色液体)是通过4个亚甲基()将四个4，4-联苯酚桥连形成的，其结构如图甲，它能与化合物乙(淡黄色液体)结合形成棕黄色液体。联苯[3]芳烃(结构如图丙)无法与化合物乙结合。 下列说法错误的是 A．化合物甲是超分子 B．甲与乙的结合体现了超分子的识别功能 C．化合物乙熔点较低且难挥发 D．化合物丙的空腔小是不能结合乙的原因 8．科学家合成的葫芦[7]脲大环主体甲()，可特异性包裹金刚烷阳离子形成超分子组装体乙，体系中加入竞争客体四丁基铵离子可解离得到游离大环丙与，转化过程如图。下列说法错误的是 A．超分子乙形成的晶体属于分子晶体 B．调控浓度可实现大环对金刚烷阳离子的捕获与释放 C．乙内部，葫芦[7]脲大环与之间依靠分子间作用力、离子-偶极作用结合 D．乙、丙中大环上羰基碳原子的杂化轨道类型发生了不可逆转变 9．镉(Cd)与锌同族，与Cd2+有关的配离子转化如图： 已知：en为H2NCH2CH2NH2，双齿配体。 下列说法错误的是 A．基态Cd的能层中，N层含有的电子数为18 B．与Cd2+的配位能力： C．晶体锌和镉均为金属晶体 D．CH3NH2与en作为配体时，配位原子不同 10．“超分子”已经在很多领域广泛应用。下列关于超分子的说法正确的是 A．可燃冰(图甲)可看作由水分子和甲烷通过氢键形成的超分子 B．双分子膜(图乙)头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装 C．冠醚15-冠-5(图丙)的编号与C、H、O的数目有关，编号越大空腔直径越大 D．杯酚(图丁)中氧原子与碳原子数量比为 11．软硬酸碱理论认为：硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合，软和硬结合一般不稳定，利用该原则一般可用于判断物质稳定性及反应发生的方向等。常见的软硬酸碱如下。 常见的硬酸 Li+、Be2+、Fe3+ 常见的软酸 Ag+、Hg2+、Cs+ 常见的硬碱 F-、NH3 常见的软碱 I-、CN- 下列说法正确的是 A．稳定性比较：CsCN<LiCN B．稳定性比较：[Ag(NH3)2]+>[Ag(CN)2]- C．反应LiI+CsF=LiF+CsI难以向右进行 D．含[Fe(SCN)6]3-的红色溶液中加入适量NaF后溶液褪色，说明碱的“硬度”：F->SCN- 12．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。12-冠-4与K+作用而不与Na+、Li+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C和O的杂化轨道类型不同 D．冠醚能与碱金属离子形成的晶体属于离子晶体 13．在特定溶剂中三聚氰胺和环三酮可以通过氢键相互连接，自发地形成六聚体，结构如图，下列说法不正确的是 A．可由3分子发生加成反应制得 B．溶剂极性越大越有利于该六聚体的形成 C．该六聚体属于超分子，形成过程体现了超分子自组装的特征 D．环三酮上的取代基为甲基时相比于为时该六聚体中的氢键作用力更强 14．能形成多种配合物。往溶液中通入氨气，测得和铜氨各级配合物{，}的物质的量分数与平衡体系中(表示浓度的负对数)的关系如图所示。下列说法错误的是 A．曲线3代表的含铜微粒为 B．点的纵坐标约为0.08 C．反应的平衡常数 D．当时， 15．常温下，溶液中分别与三种金属离子形成配离子、、，平衡时，与的关系如图所示，其中Ⅰ表示的是与变化的关系。 已知：①(配离子)    ②，，。下列说法正确的是 A．其中Ⅱ表示的是与变化的关系 B．反应的平衡常数 C．当Ⅰ对应的相关离子浓度处于点时，金属配离子的解离速率小于生成速率 D．当的、转化为配离子时，前者溶液中平衡浓度更大 16．某课题组合成的一种配合物，其内部空腔可识别并包裹特定结构的分子，形成超分子胶囊。该配合物的阴离子部分，其结构如图所示。 下列说法错误的是 A．Ga3+的配位数为6 B．配合物内部空腔通过分子间作用力识别特定结构的分子 C．改变配体骨架的基团或链的长短，配合物内部空腔可适配不同结构的分子 D．Si4+替换Ga3+后，配体骨架的电子云分布不会发生改变 二、非选择题 17．过渡金属往往容易形成多种多样的配合物。回答下列问题： (1)在水中易被还原成而在氨水中可稳定存在，其原因为____________。 (2)将氨水逐滴加入硫酸铜溶液中，先生成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，写出沉淀溶解的离子方程式：____________；由该过程可知_____________(填“”或“”)与形成的配位键更稳定。 (3)中σ键和π键的数目之比为__________。 (4)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠()即可得到配合物A，其结构如图所示。 ①中存在的化学键类型有(填序号)___________； a．配位键    b．氢键    c．极性共价键    d．非极性共价键    e．离子键 ②该结构中，除共价键外还存在配位键，请在图中用“→”表示出配位键__________。 18．铂系元素不仅仅是一类贵金属，其化合物更是一类有重要化工催化作用和医疗应用价值的物质。顺铂是临床使用的第一代铂类抗癌药物，呈棕黄色，有极性；其存在同分异构体反铂，呈淡黄色，无极性，无抗癌活性。 I．抗癌药物顺铂的结构和抗癌机理 (1)氯离子通常用作配合物的配体，基态Cl-占据的最高能级的电子云轮廓图的形状是_____。 (2)根据信息可以推测中Pt的杂化方式为_____(填字母，下同) A．sp B．sp2 C．sp3 D．dsp2 (3)在两种同分异构体中，更易溶于的是_____(填“顺铂”或“反铂”) (4)在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的与DNA的碱基结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。生成物R中存在的化学键有_____。 a．氢键b．离子键c．金属键d．配位键e．极性共价键f．非极性共价键 Ⅱ．研究抗癌药物顺铂与胸苷(简写为TH，结构如下)的配体交换反应具有重要意义。 (5)“步骤1”的离子方程式为_____。 (6)“步骤2”中体系存在以下平衡： i． ii． iii． ①反应iii的平衡常数_____。(用、列出计算式) ②加入NaOH溶液的目的是_____(从平衡角度分析) (7) 、和与Pt(Ⅱ)的配位能力由强到弱的顺序为_____。 19．杯酚分离和、冠醚识别碱金属离子等超分子性质的运用带来了生命、信息和材料产业的技术革命。 请回答下列问题： (1)用杯酚分离和的过程中，操作①名称是___________；基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为___________；、、、、的离子半径依次增大的原因是___________。 (2)和为___________(填晶体类型)晶体；冠醚分子中C—O—C的键角___________(填“>”“<”或“=”)；图中示例描述了超分子的重要特征___________。 (3)下表所列是一些常见冠醚及其空腔直径的数据： 选项 a b c d 冠醚 12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 空腔直径/pm 120～150 170～220 260～320 340～430 适合的粒子直径/pm (152) (204) (276) (304) (334) ①冠醚d的名称为___________。 ②冠醚与碱金属离子之间存在微弱的配位键，配位原子是___________(填元素符号)。 ③18-冠-6能识别和运输，不能识别和运输和的原因是___________。 (4)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d，氧化效果明显提升。已知：冠醚d与可以发生如图所示的变化： 试解释加入冠醚d后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是___________。 20．研究超分子的科学家发明了很多新型分子，这些分子可以充当快递员(主体)，携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域，称为“主客体化学”。 (1)在电镀中常用到含铅电解液，如Na2[PbCl4]，该配合物的外界是___________。 (2)二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子，结合水中的Pb2+，结合后的结构如图1。关于图结构，下列关于二苯并-18-冠-6-醚说法正确的是___________。(不定项) A．是非极性分子 B．一氯代物有2种 C．分子式为C20H20O6 D．是超分子，具有分子识别的特性 (3)在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子(如图2)，新的分子对Pb2+的结合能力减弱，试从结构角度解释原因：___________。 (4)KMnO4氧化甲苯时，引入冠醚加快反应速率，原理如图3。分析图3，反应过程中的催化剂是___________。 A．K+ B． C． D． 富勒烯(C₆₀)是一种笼状分子，科学家开发了一些具有富勒烯识别功能的环状分子。 (5)富勒烯(C60)分子的球棍模型如图5所示，分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连，则1mol C60分子中σ键数目为___________。 (6)一种金属富勒烯配合物合成过程如图8所示。 已知：烯烃、C60等因能提供 π 电子与中心原子形成配位键，被称为“π配体”，比较两种π配体与Pt的配位能力大小：C2H4___________C60(填“>”、“<”或“=”)。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $