高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第四节 配合物与超分子课后复习题

第四节　配合物与超分子

基础过关练

题组一　配位键与配合物

1.(2022广东十五校联盟联考)关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是(　　)

A.配位数为6

B.配体为NH3和Cl-

C.[Zn(NH3)4]2+为内界

D.Zn2+和NH3以离子键结合

2.下列物质:①H3O+　②[Cu(NH3)4]2+　③CH3COO-　④NH3　⑤CH4中存在配位键的是(　　)

A.①③　　　　　B.①②　　　　　C.④⑤　　　　　D.②④

3.(2020辽宁凌源二中网测)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.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原子提供孤电子对,两者结合形成配位键

D.配位化合物在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用

4.配位化合物的数量巨大,组成和结构形形色色,丰富多彩。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体和配位数分别为(　　)

A.Cu2+、NH3、4 　　　　　B.Cu+、NH3、4

C.Cu2+、OH-、2　　　　　 D.Cu2+、NH3、2

5.(2021河南开封五县联考)某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液也不产生沉淀,以强碱处理没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是(　　)

A.配合物中中心离子的电荷数和配位数均为6

B.该配合物可能是平面正方形结构

C.Cl-和NH3分子均为Pt4+的配体

D.配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3分子不配位

6.(2022四川遂宁中学期中)配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)

A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键

B.配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-,中心离子为Fe3+,配位数为6

C.1 mol该配合物中σ键数目为12NA

D.该配合物为离子化合物,易电离,1 mol配合物电离共得到3NA个阴、阳离子

题组二　配合物的性质

7.(2022山东名校联盟联合调研)下列现象与配合物无关的是(　　)

A.向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液出现红色

B.向Cu与Cl2反应后的集气瓶中先加少量水,溶液呈绿色,再加水,变蓝色

C.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变深

D.向AgNO3溶液中逐滴滴加氨水至过量,先出现白色沉淀,继而沉淀 消失

8.(2022辽宁沈阳二中期末)在CuCl2溶液中存在如下平衡:[CuCl4]2- (黄色)+4H2O [Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-。下列说法中不正确的是(　　)

A.将CuCl2固体溶于大量水中得到蓝色溶液

B.当[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+达一定比例时,溶液呈现绿色

C.1 mol [Cu(H2O)4]2+中含σ键数目为4NA

D.[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+,中心离子为Cu2+,配位数均为4,配位原子分别为Cl和O

9.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

10.配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3 (紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各    1 mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。

(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。

CoCl3·6NH3:　　　　　　　; 

CoCl3·5NH3:　　　　　　　; 

CoCl3·4NH3(绿色和紫色):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是　　　　　　　　。 

(3)上述配合物中,中心离子的配位数都是　　　　。 

题组三　超分子

11.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所示。

下列说法错误的是(　　)

A.该流程体现了超分子具有“分子识别”的特征

B.“杯酚”分子中存在大π键

C.“杯酚”与C60形成氢键

D.C60与金刚石晶体类型不同

12.(2022湖北部分市、州期末联考)冠醚是皇冠状的分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。下图是18-冠-6与钾离子以配位键结合形成的超分子结构示意图。下列说法错误的是(　　)

A.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键

B.中心离子K+的配位数为6

C.冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子

D.这类配合物晶体是分子晶体

13.利用超分子可以对一些物质进行分离,例如利用杯酚(结构如图1所示,用“”表示)分离C60和C70的过程如图2所示。下列说法错误的是(　　)

图1

图2

A.杯酚与C60分子之间的作用为范德华力

B.杯酚易溶于氯仿,难溶于甲苯

C.晶体熔点:杯酚>C70>C60

D.操作①用到的主要玻璃仪器为分液漏斗

能力提升练

题组一　配位键与配合物的综合考查

1.(2022河南辉县一中阶段考)镍能形成多种配合物,如正四面体形的Ni(CO)4、正方形的[Ni(CN)4]2-和正八面体形的[Ni(NH3)6]2+等。下列说法不正确的是(　　)

A.CN-中σ键和π键个数之比为1∶2

B.NH3的空间结构为三角锥形

C.Ni2+在形成配合物时,其配位数只能为4

D.Ni(CO)4中,镍原子是sp3杂化

2.如图所示,a为乙二胺四乙酸(EDTA),易与金属离子形成螯合物,b为EDTA与Ca2+形成的螯合物。下列叙述正确的是(　　)

a

b

A.a和b中N原子均采取sp3杂化

B.b中Ca2+的配位数为4

C.a中配位原子是C原子

D.b中含有离子键和配位键

3.(2021海南儋州月考)配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物,如2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2 2[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原子是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是非极性分子

4.(2020四川邻水实验学校阶段检测)若X、Y两种粒子之间可形成配位键,则下列说法正确的是(　　)

A.X、Y只能是离子

B.若X提供空轨道,则配位键表示为X→Y

C.X、Y分别为Ag+、NH3时,Ag+作配体

D.若X提供空轨道,则Y至少要提供一个孤电子对

5.(2021河北石家庄一中月考)分子或配离子中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为多核配合物,如图为Co(Ⅱ)双核配合物的内界,下列说法正确的是(　　)

A.每个中心离子的配位数为6

B.如图结构中的氯元素以Cl-形式存在,则该配合物的内界中含有极性键、非极性键和离子键

C.配合物中的C原子都是sp2杂化

D.如图结构中所有原子共平面

题组二　配合物的性质及其综合应用

6.(2022甘肃兰州一中期中)众多的配合物溶于水后易电离为配离子,但配离子难以进一步发生电离。+3价的钴形成的配合物为CoClm·nNH3,若中心离子配位数为6,1 mol 配合物与AgNO3溶液反应时最多可得到1 mol 沉淀物,则m、n的数值分别为(　　)

A.1、5　　　　　B.5、1

C.3、4　　　　　D.3、5

7.下列配合物的水溶液中加入硝酸银不能生成AgCl沉淀的是(　　)

A.[Co(NH3)4Cl2]Cl　　　　　B.[Co(NH3)6]Cl3

C.[Cu(NH3)4]Cl2　　　  　　D.[Co(NH3)3Cl3]

8.(2021湖北鄂东南省级示范高中期中联考)已知Cu2+形成配合物时配位数一般为4,某同学通过实验研究铜盐溶液颜色的变化。下列说法不正确的是(　　)

A.②中溶液形成了[Cu(H2O)4]2+,1 mol [Cu(H2O)4]2+中有8 mol σ键

B.由④可知,Cu2+与Cl-可能会结合产生黄色物质

C.由该实验可知CuCl2的稀溶液为蓝色,浓溶液为绿色

D.由②③④可知,CuCl2水溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O

9.(2021湖北八市联考)向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。向此透明溶液中加入乙醇,有深蓝色的晶体析出。下列对此现象的说法中错误的是　(　　)

A.难溶物溶解后,将生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+

B.在[Cu(NH3)4]2+中,NH3提供孤电子对,Cu2+提供空轨道

C.NH3与铜离子形成配离子后H—N—H的键角会变大

D.深蓝色的晶体析出的原因是[Cu(NH3)4]2+与乙醇发生化学反应

10.近年来,随着电子信息技术的不断发展,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.该配合物中与Ru配位的原子为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.电负性大小顺序为Cl>P>Si

答案全解全析

基础过关练

1.C　配合物[Zn(NH3)4]Cl2的外界是Cl-,内界是[Zn(NH3)4]2+,Cl-和[Zn(NH3)4]2+以离子键结合,[Zn(NH3)4]2+中Zn2+是配离子,NH3是配体,Zn2+和NH3以配位键结合,配位数为4。

2.B　①H3O+中H原子提供空轨道、O原子提供孤电子对,该粒子中含有配位键;②[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供空轨道、NH3中的N原子提供孤电子对,该粒子中含有配位键;③CH3COO-中不存在配位键;④NH3中N原子含有孤电子对,没有含空轨道的原子,该粒子中不存在配位键;⑤CH4中没有含空轨道和孤电子对的原子,该粒子中不存在配位键;选B。

3.B　配位化合物中一定含有配位键,故A正确;配位化合物中除含有配位键外,还可能含有离子键等,故B错误;配离子中中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对,所以[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,故C正确。

4.A　配合物[Cu(NH3)4](OH)2中,Cu2+为中心离子,NH3为配体,配位数为4,A项正确。

5.C　加入AgNO3溶液不产生沉淀,用强碱处理没有NH3放出,说明不存在游离的氯离子和氨分子,Cl-和NH3均与Pt4+配位。根据电中性原理可知配合物中中心离子的电荷数为4,配位数为6,故A错误;Pt与6个配体成键,即6个σ键,该配合物应是八面体结构,故B错误;由分析可知,4个Cl-和2个NH3分子均与Pt4+配位,故C正确;该物质的配体有Cl-和NH3分子,故D错误。

6.A　Na+与[Fe(CN)5(NO)]2-之间存在离子键,NO分子、CN-与Fe3+形成配位键,碳氮之间、氮氧之间存在极性键,不存在非极性键,A错误;NO分子、CN-与Fe3+形成配位键,配位数为6,B正确;1 mol该配合物中σ键数目为(5+1+6)×NA=12NA,C正确;配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]为离子化合物,1 mol该配合物电离出2 mol Na+与1 mol [Fe(CN)5(NO)]2-,所以1 mol配合物电离共得到3NA个阴、阳离子,D正确。

7.C　向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,Fe3+与SCN-形成配位键,因此溶液发生颜色变化与配合物有关,A不符合题意;Cu2+分别与H2O、Cl-形成的配离子的颜色不同,与配合物有关,B不符合题意;Fe2+可以被氯水氧化为Fe3+,含Fe2+的水溶液显浅绿色,含Fe3+的水溶液显黄色,与配合物无关,C符合题意;向AgNO3溶液中逐滴滴加氨水,反应产生AgOH沉淀,当氨水过量时,AgOH与过量的氨水反应产生可溶性的[Ag(NH3)2]OH,因此看到沉淀又消失,与配合物有关,D不符合题意。

8.C　1 mol [Cu(H2O)4]2+中含σ键数目为12NA,C错误。

9.B　加入足量的AgNO3溶液,外界Cl-与 Ag+反应生成AgCl沉淀,内界中Cl-与Ag+不反应,A错误;配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配体为NH3,C错误;配合物[Ag(NH3)2]OH的配体为NH3,配位数为2,D错误。

10.答案　(1)[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)5Cl]Cl2　[Co(NH3)4Cl2]Cl　

(2)它们结构不同　

(3)6

解析　由题意知,四种配合物的化学式中处于外界的Cl-数目分别为3、2、1、1,则以配合物形式表示它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl,最后两种物质虽组成相同,但结构不同,故颜色不同。

11.C　利用“杯酚”分离C60和C70体现了超分子具有“分子识别”的特征,A项正确;“杯酚”分子中含有苯环结构,存在大π键,B项正确;“杯酚”与C60形成的不是氢键,C项错误;金刚石是共价晶体,C60为分子晶体,二者晶体类型不同,D项正确。

12.D　冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键,A正确;由题图可知,中心离子K+周围形成了6个配位键,故其配位数为6,B正确;由题干信息可知冠醚是皇冠状的分子,则冠醚与碱金属离子形成配位阳离子,故得到的晶体里还有阴离子,C正确;由C项分析可知,该类配合物晶体是由阴、阳离子组成的,故属于离子晶体,D错误。

13.D　C60分子和杯酚均为分子晶体,故杯酚与C60分子之间的作用为范德华力,A正确;非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,则杯酚易溶于氯仿,难溶于甲苯,B正确;一般分子晶体的相对分子质量越大,熔点越高,则晶体熔点:杯酚>C70>C60,C正确;操作①分离出固体与溶液,用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,D错误。

能力提升练

1.C　C与N形成的共价三键中含有1个σ键、2个π键,所以CN-中σ键和π键个数之比为1∶2,故A正确;NH3分子的中心原子N价层电子对数=3+=3+1=4,有一个孤电子对,其空间结构为三角锥形,故B正确;Ni2+在形成配合物时,其配位数可以是4,如Ni(CO)4、[Ni(CN)4]2-,也可以是6,如[Ni(NH3)6]2+,故C错误;由题中信息可知,Ni(CO)4是正四面体形,Ni采取sp3杂化,故D正确。

2.A　A项,a中N原子有3个σ键电子对,1个孤电子对,b中N原子有4个σ键电子对,没有孤电子对,则a、b中N原子均采取sp3杂化,正确;B项,b为配离子,提供孤电子对的有2个N原子和4个O原子,所以Ca2+的配位数为6,错误;C项,a不是配合物,错误;D项,Ca2+与N、O之间形成配位键,其他原子之间形成共价键,b中不含离子键,错误。

3.B　配位化合物[Co(NH3)5Cl]Cl2的内界为[Co(NH3)5Cl]2+,中心离子为Co3+,5个NH3和1个Cl-是配体,该配位化合物的配位数为6,A错误;[Co(NH3)5Cl]2+中,中心离子Co3+提供空轨道,N和Cl提供孤电子对,B正确;[Co(NH3)5Cl]2+中氨分子内存在N—H共价键,Co3+与氨分子之间形成配位键,Co3+与Cl-之间也形成配位键,则[Co(NH3)5Cl]2+中有配位键、共价键,C错误;H2O2分子结构不对称,正电中心与负电中心不重合,为极性分子,D错误。

4.D　形成配位键的可以是离子,也可以是分子或原子,故A错误;若X提供空轨道,则应该是提供孤电子对的粒子指向提供空轨道的粒子,因此配位键表示为Y→X,故B错误;X、Y分别为Ag+、NH3时,NH3中N原子含有孤电子对,NH3作配体,故C错误;若X提供空轨道,则Y至少要提供一个孤电子对,故D正确。

名师点睛

　　配位键表示方法:提供孤电子对的原子→提供空轨道的原子或离子。

5.A

6.C　由题干信息可知,Co显+3价,配体NH3显电中性,即配合物中含有3个Cl-,1 mol该配合物与AgNO3溶液反应时最多生成1 mol AgCl沉淀,则1 mol 该配合物中含1 mol外界离子Cl-,即配离子中含有2个Cl-,又因为Co3+的配位数为6,则NH3的个数为4,故该配合物的化学式可写为[Co(NH3)4Cl2]Cl。

7.D　[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)6]Cl3、[Cu(NH3)4]Cl2在水溶液中都能电离出氯离子,所以能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,A、B、C不符合题意;[Co(NH3)3Cl3]在水溶液中不能电离出氯离子,所以不能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,D符合题意。

8.A　[Cu(H2O)4]2+中,4个H2O中含有2×4=8个σ键,还有4个配位键,配位键也是σ键,故   1 mol [Cu(H2O)4]2+中有12 mol σ键,A错误;向③中溶液加入NaCl固体后,底部的NaCl固体表面变成黄色,说明Cu2+与Cl-可能会结合产生黄色物质,B正确;③中溶液为蓝色,④中溶液为绿色,说明Cl-的浓度对铜盐溶液的颜色产生影响,CuCl2的稀溶液为蓝色,浓溶液为绿色,C正确;②③④中改变的是Cl-的浓度,溶液颜色发生了改变,可知CuCl2水溶液中存在平衡[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O,D正确。

9.D　向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,离子方程式为Cu2++2NH3·H2O Cu(OH)2↓+2N,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3 [Cu(NH3)4]2++2OH-。难溶物溶解后,生成的深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+,A项正确;在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3提供孤电子对,B项正确;NH3中N原子采取sp3杂化,形成了三个N—H键,有一个孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力较大,但NH3与Cu2+形成配离子后,N的孤电子对受Cu2+正电荷吸引,对成键电子对的斥力减小,H—N—H的键角会变大,C项正确;向溶液中加入乙醇有深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体析出,该过程中[Cu(NH3)4]2+

与乙醇未发生化学反应,D项错误。

10.B　该配合物中与Ru配位的原子为Cl、C、P,配位数为6,故A正确;该配合物中,钌原子形成6个配位键,还有C← O,C与O也形成了1个配位键,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;电负性大小顺序为Cl>P>Si,故D正确。