还剩12页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
- 新教材2023年高中化学第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识第二课时晶胞与晶体结构的测定导学案新人教版选择性必修2 学案 3 次下载
- 新教材2023年高中化学第三章晶体结构与性质第三节金属晶体与离子晶体第一课时金属键与金属晶体导学案新人教版选择性必修2 学案 3 次下载
- 新教材2023年高中化学第三章晶体结构与性质第三节金属晶体与离子晶体第二课时离子晶体过渡晶体与混合型晶体导学案新人教版选择性必修2 学案 3 次下载
- 新教材2023年高中化学第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体第一课时分子晶体导学案新人教版选择性必修2 学案 3 次下载
- 新教材2023年高中化学第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体第二课时共价晶体导学案新人教版选择性必修2 学案 3 次下载
选择性必修2第四节 配合物与超分子学案设计
展开
这是一份选择性必修2第四节 配合物与超分子学案设计，共15页。
第四节 配合物与超分子
[明确学习目标] 1.知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征，了解配位化合物的存在和应用。2.能运用配位键模型解释配合物的某些典型性质。3.了解超分子的形成和特性。
1．配合物
(1)配位键及其形成条件
[Cu(H2O)4]2＋的名称为四水合铜离子，呈天蓝色。在此离子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，铜离子接受水分子提供的孤电子对形成的，这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。配位键的形成条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对。
(2)配合物：通常把金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物，其中提供空轨道的离子或原子称为中心离子或原子，提供孤电子对的分子或离子称为配体或配位体，提供孤电子对的分子或离子的数目称为配位数，如[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋称为中心离子，H2O称为配体，4称为配位数。
(3)配合物形成的实验探究
实验操作
实验现象
有关离子/化学方程式
滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，得到深蓝色透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋
Cu(OH)2＋4NH3
===[Cu(NH3)4](OH)2
[Cu(NH3)4]2＋＋SO＋H2O
[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
溶液颜色变为血红色，可鉴定溶液存在Fe3＋
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
续表
实验操作
实验现象
有关离子/化学方程式
试管中首先出现白色沉淀，滴加氨水后沉淀溶解，溶液呈无色
Ag＋＋Cl－===
AgCl↓
AlCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]Cl
(4)配合物的应用
配合物广泛存在于自然界中，在人和动物体内起输送O2作用的血红素是Fe2＋的配合物；在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域都有着广泛的应用。
2．超分子
(1)超分子的定义及其结构特点
超分子是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，分子间的相互作用有人将其概括为非共价键，有人则将其限于分子间作用力。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。
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对。( )
(2)配位键是一种特殊的共价键。( )
(3)配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。( )
(4)配合物[Cu(H2O)4]SO4中，中心离子是Cu2＋，配体是SO，配位数是1。( )
(5)配合物[Cu(H2O)4]SO4中，Cu2＋提供孤电子对。( )
(6)超分子是两种及以上分子以非共价键形式形成的有限的分子聚集体。( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)×
解析 (4)[Cu(H2O)4]SO4中配体是H2O，配位数是4。
(5)配合物[Cu(H2O)4]SO4中，Cu2＋为中心离子，提供空轨道，H2O中氧原子提供孤电子对。
(6)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．下列微粒中含有配位键的是( )
①H3O＋ ②NH ③[Cu(H2O)4]2＋
④[Fe(SCN)6]3－ ⑤[CuCl4]2－ ⑥CH4 ⑦NH3
A．①②③④⑤ B．①③⑥
C．④⑤⑦ D．②④⑥
答案 A
解析 ①H3O＋中，O上含有孤电子对，H＋有空轨道，可以形成配位键，故①含有配位键；②NH中，N上含有孤电子对，H＋有空轨道，可以形成配位键，故②含有配位键；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，故③含有配位键；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，故④含有配位健；⑤[CuCl4]2－中，Cu2＋含有空轨道，Cl－含有孤电子对，可以形成配位键，故⑤含有配位键；⑥CH4不含有配位键；⑦NH3不含有配位键。综上所述，含有配位键的有①②③④⑤，故选A。
3．下列关于配合物的叙述不正确的是( )
A．配合物中一定含有配位键
B．配合物中只含配位键
C．[Cu(H2O)6]2＋中Cu2＋提供空轨道，H2O中氧原子提供孤电子对，从而形成配位键
D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用
答案 B
解析 配合物中一定含有配位键，也可能含有其他化学键，A正确，B错误；Cu2＋有空轨道，H2O中氧原子有孤电子对，二者可以形成配位键，C正确；配合物在诸多领域都有广泛应用，D正确。
4．(双选)下列有关超分子的说法正确的是( )
A．利用超分子的特性“分子识别”可提纯和分离物质
B．冠醚空腔直径为260～320 pm的18冠6只能识别K＋(276 pm)，不能识别Rb＋(304 pm)
C．超分子是分子的聚集体，不能是离子
D．人体细胞和细胞器的双分子膜是由大量两性分子自组装的超分子
答案 AD
解析 根据超分子的“分子识别”可以分离C60与C70，故A正确；Rb＋的直径304 pm介于18冠6的空腔直径之间，所以Rb＋能被18冠6识别，B错误；超分子可以是离子，C错误；超分子的重要特征之一是具有“自组装”性，双分子膜是自组装的超分子，D正确。
5．大环配位体可用于金属蛋白质化学模拟，合成离子载体等；下图为冠醚(大环配位体)和某金属离子(M)形成的一种大环配合物。回答下列问题：
(1)该大环配合物中含有的化学键为________(填字母)。
a．极性键 b．非极性键
c．配位键 d．金属键
(2)该物质中非金属元素的电负性由小到大的顺序为________。
(3)在冠醚中，C原子的杂化类型为________，O原子的杂化类型为________。
(4)冠醚中的O原子能和M离子形成配位键的原因：____________________________________________。
答案 (1)abc (2)H
解析 (1)该化合物的C—C键为非极性键；C—H、C—O 键为极性键；O—M键为配位键。
(2)非金属元素有C、H、O，根据电负性规律，电负性由小到大的顺序为H
(4)O原子成键后，含2对孤电子对，金属离子M有空轨道，所以两者能形成配位键。
知识点 配位键和配合物
1．配位键与共价键关系
(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，另一方提供空轨道；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NH中有三个普通共价键、一个配位键。
(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)。
2．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或AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]Cl＋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。
[解析] 硫酸铜和浓氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，继续加浓氨水时，氢氧化铜和浓氨水继续反应生成配离子[Cu(NH3)4]2＋而使溶液澄清，发生反应的离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH，Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，Cu2＋转化为配离子[Cu(NH3)4]2＋，浓度减小，A、B错误；氢氧化铜沉淀能转化为配离子[Cu(NH3)4]2＋，说明[Cu(NH3)4]2＋比氢氧化铜稳定，C正确；Cu2＋具有空轨道，而NH3具有孤电子对，所以Cu2＋提供空轨道，而NH3提供孤电子对，D错误。
[答案] C
易错警示
(1)配位键与普通共价键相比，只是形成过程有所不同：配位键的共用电子由成键原子中某个原子单方面提供，普通共价键的共用电子由成键原子双方共同提供，但它们的实质是相同的，都是由成键原子双方共用，如在NH中4个N—H键是完全等同的，NH的空间结构为正四面体形。
(2)含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH4Cl等。
[练1] 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、中心离子的电荷数和配位数分别为( )
A．Cu2＋、NH3、＋2、4 B．Cu＋、NH3、＋1、4
C．Cu2＋、OH－、＋2、2 D．Cu2＋、NH3、＋2、2
答案 A
解析 配合物[Cu(NH3)4](OH)2中，Cu2＋为中心离子，电荷数为＋2，NH3为配体，配位数为4，A正确。
[练2] 下列不属于配合物的是( )
A．[Cu(H2O)4]SO4·H2O B．[Ag(NH3)2]OH
C．KAl(SO4)2·12H2O D．Na3[AlF6]
答案 C
解析 A项，铜离子提供空轨道，水分子中氧原子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物，A不符合题意；B项，银离子提供空轨道，NH3中氮原子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物，B不符合题意；C项，KAl(SO4)2·12H2O属于复盐，不属于配合物，C符合题意；D项，铝离子提供空轨道，氟离子提供孤电子对，所以该物质属于配合物，D不符合题意。
知识拓展
配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如,而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
本课归纳总结
1．H＋与NH3分子反应生成NH，它们之间的相互作用是( )
A．离子键 B．分子间的作用
C．配位键 D．非极性共价键
答案 C
解析 由于NH3中氮原子最外层有5个电子，其中3个电子与3个氢原子形成三对共用电子对，N原子上还有1对孤电子对，H＋中无电子，有空轨道，因此H＋与NH3分子间的相互作用为配位键。
2．下列不能形成配位键的组合是( )
A．Ag＋、NH3 B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
答案 D
解析 配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键，而D项Ag＋与H＋都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。
3．下列化合物属于配合物的是( )
A．Cu2(OH)2SO4 B．NH4Cl
C．[Zn(NH3)4]SO4 D．KAl(SO4)2
答案 C
解析 硫酸四氨合锌([Zn(NH3)4]SO4)中二价锌离子是中心离子，四个氨分子在锌离子的四周，是配体，中心离子和配体以配位键结合形成内界，也叫配离子，硫酸根离子处于外界，也叫外界离子，内界和外界组成配合物。
4．NH3和BF3可以通过配位键形成化合物NH3BF3，下列说法正确的是( )
A．NH3、BF3两分子都是平面三角形分子
B．NH3、BF3两分子的中心原子采取的都是sp3杂化
C．形成配合物时NH3中N原子提供的是孤电子对，BF3中B原子提供空轨道
D．形成配合物时BF3中B原子提供的是孤电子对，NH3中N原子提供空轨道
答案 C
解析 NH3是三角锥形分子，A错误；NH3中N的杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，采取的是sp3杂化，BF3中B形成3个σ键，无孤电子对，B原子的杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，采取的是sp2杂化，B错误；NH3BF3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，C正确，D错误。
5．下列配合物的水溶液中加入硝酸银不能生成沉淀的是( )
A．[Co(NH3)4Cl2]Cl B．[Co(NH3)6]Cl3
C．[Cu(NH3)4]Cl2 D．[Co(NH3)3Cl3]
答案 D
解析 [Co(NH3)3Cl3]在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正确。
6．冠醚是皇冠状的分子，不同的冠醚分子可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。已知15冠5醚的空腔直径为170～220 pm，可识别的碱金属粒子为( )
A．Li＋(直径为152 pm) B．Na＋(直径为204 pm)
C．K＋(直径为276 pm) D．Rb＋(直径为304 pm)
答案 B
解析 15冠5醚的空腔直径为170～220 pm。Na＋的直径204 pm介于其之间，故可识别Na＋。
7．(1)[Fe(H2O)6]2＋与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子与Fe2＋形成配位键。请在
[Fe(NO)(H2O)5]2＋结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成红色，该反应在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示，经研究表明Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以以其他个数比配合。
请按要求填空：
①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供__________，SCN－提供__________，二者通过配位键结合。
②所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合，所得离子显红色，含该离子的配合物化学式是________________________。
答案 (1)
(2)①空轨道 孤电子对 ②[Fe(SCN)]Cl2
解析 (1)根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配位原子。
(2)①Fe3＋与SCN－反应生成的配合物中，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对。②Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2＋，所以FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl。
课时作业
一、选择题(本题共8小题，每小题只有1个选项符合题意)
1．下列粒子中不存在配位键的是( )
A．NH B．[Cu(H2O)4]2＋
C．CH3COOH D．[Ag(NH3)2]＋
答案 C
解析 A项，铵根离子中氢离子提供空轨道，氮原子上有孤电子对，故NH中存在配位键；B项，[Cu(H2O)4]2＋中铜离子提供空轨道，氧原子上有孤电子对，故[Cu(H2O)4]2＋中存在配位键；D项，[Ag(NH3)2]＋中银离子提供空轨道，氮原子上有孤电子对，故[Ag(NH3)2]＋中存在配位键。
2．在NH中存在4个N—H共价键，则下列说法正确的是( )
A．4个共价键的键长完全相同
B．4个共价键的键长完全不同
C．原来的3个N—H键的键长完全相同，但与通过配位键形成的N—H键不同
D．4个N—H键键长相同，但键能不同
答案 A
解析 NH可看成NH3分子结合1个H＋后形成的，在NH3中中心原子氮原子采取sp3杂化，孤电子对占据一个轨道，3个未成对电子占据另3个杂化轨道，分别结合3个H原子形成3个σ键，由于孤电子对的排斥，所以空间结构为三角锥形，键角压缩至107°。但当有H＋时，N原子的孤电子对会进入H＋的空轨道，以配位键形式形成NH，这样N原子就不再存在孤电子对，键角恢复至109°28′，故NH为正四面体形，4个N—H键完全相同，配位键与普通共价键形成过程不同，但性质相同。
3．如图所示是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分)，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
答案 B
解析 该化合物还含有O元素和N元素，A错误；Mg的最高化合价为＋2，而化合物中Mg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正确，D错误；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错误。
4．关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法中正确的是( )
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
答案 C
解析 锌离子配位数是4，故A错误；NH3是配体，故B错误；[Zn(NH3)4]Cl2中外界是Cl－，内界是[Zn(NH3)4]2＋，故C正确；该配合物中，锌离子提供空轨道，氮原子提供孤电子对，所以Zn2＋和NH3以配位键结合，故D错误。
5．下列分子或离子中，能与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F－ ④CN－ ⑤NH
A．①② B．②④
C．①②④⑤ D．①②③④
答案 D
解析 NH中无孤电子对，不能与某些金属离子形成配位键。
6．下列化合物中属于配合物的是( )
①CuSO4·5H2O ②K2PtCl6 ③KCl·CuCl2
④Cu(NH2CH2COO)2 ⑤KCl·MgCl2·6H2O
⑥Cu(CH3COO)2
A．①③④⑥ B．②③⑤
C．①②④ D．①③⑤
答案 C
解析 ③和⑤是复盐，⑥是正盐，①中铜离子和水分子形成配离子，②中铂离子和氯离子形成配离子，④是配合物，所以答案选C。
7．下列过程与配合物的形成无关的是( )
A．除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液
B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失
C．向FeCl3溶液中加入KSCN溶液
D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
答案 A
解析 A项，利用了SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合物的形成无关；B项，AgNO3与氨水反应生成了AgOH沉淀，继续反应生成了配离子[Ag(NH3)2]＋；C项，Fe3＋与KSCN反应生成了配离子[Fe(SCN)n]3－n；D项，CuSO4与过量氨水反应生成了配离子[Cu(NH3)4]2＋。
8．0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀，此氯化铬最可能是( )
A．[Cr(H2O)6]Cl3
B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O
C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
答案 C
解析 0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀，说明1 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)中有1 mol氯离子在外界，其余在内界，而正三价铬为六配位，则此氯化铬最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，C正确。
二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)
9．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法中正确的是( )
A．配体是Cl－和H2O，配位数是9
B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋
C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2
D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀
答案 C
解析 配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配体是Cl－和H2O，配位数是6，A错误；中心离子是Ti3＋，B错误；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2，C正确；加入足量AgNO3溶液，外界离子Cl－与Ag＋反应，内界中配位离子Cl－不与Ag＋反应，D错误。
10．向盛有硝酸银溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到无色的透明溶液，下列对此现象的说法正确的是( )
A．配离子[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋提供空轨道，NH3给出孤电子对
B．沉淀溶解后，生成的[Ag(NH3)2]OH难电离
C．配合物[Ag(NH3)2]OH存在离子键和共价键
D．反应前后Ag＋的浓度不变
答案 AC
解析 在[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋提供空轨道，NH3提供孤电子对，形成配位键，A正确；[Ag(NH3)2]OH为强电解质，在溶液中完全电离，B错误；在[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋提供空轨道，NH3提供孤电子对，形成配位键，N、H间形成共价键，配位键属于特殊共价键，[Ag(NH3)2]＋与OH－间存在离子键，C正确；反应后形成[Ag(NH3)2]＋，该离子较稳定、难电离，所以Ag＋的浓度减小，D错误。
11．向硫酸铜溶液中逐渐通入过量氨气，然后加入适量乙醇，溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O。关于该晶体下列说法中错误的是( )
A．加入乙醇的目的是降低溶剂的极性，促使
[Cu(NH3)4]SO4·H2O析出
B．该配合物晶体中，N是配位原子，NH3为三角锥形，配位数是4
C．配离子内N原子排列成为平面正方形，可见Cu2＋采取sp3杂化
D．向该晶体的水溶液中加入浓BaCl2溶液有白色沉淀生成
答案 C
解析 [Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以加入乙醇的目的是降低溶剂的极性，促使[Cu(NH3)4]SO4·H2O析出，A正确；在[Cu(NH3)4]2＋中，N是配位原子，NH3为三角锥形，配位数是4，B正确；配离子内N原子形成平面正方形，Cu2＋不为sp3杂化，C错误；硫酸根离子为外界离子，所以加入浓BaCl2溶液有白色沉淀生成，D正确。
12．某过渡金属X的一种化合物为X(NH3)2Cl4，其水溶液能导电，取0.01 mol加入足量AgNO3溶液产生沉淀2.87 g，加入强碱没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是( )
A．该配合物中中心原子(离子)的配位数为4
B．该配离子不可能是平面四边形结构
C．配体只有NH3
D．配合物中含有配位键、共价键、离子键
答案 AD
解析 X(NH3)2Cl4的水溶液能导电说明它是离子化合物，在溶液中能电离出阴、阳离子；取0.01 mol加入足量AgNO3溶液产生沉淀2.87 g，即生成氯化银的物质的量是0.02 mol，说明存在0.02 mol游离的氯离子；用强碱处理没有NH3放出，说明不存在游离的氨分子，所以该物质的化学式为[XCl2(NH3)2]Cl2。根据化学式可知该配合物中中心原子(离子)的配位数为4，A正确；该配离子可能是平面四边形结构，B错误；配体有氯离子和NH3两种，C错误；该物质是离子化合物，配合物中含有配位键、共价键、离子键，D正确。
三、非选择题(本题共3小题)
13．蓝色的无水CoCl2在吸水后会变成粉红色的水合物CoCl2·xH2O，发生的反应为CoCl2＋xH2O CoCl2·xH2O，该水合物受热后又变成无水CoCl2，所以无水CoCl2常用作吸湿剂和空气湿度指示剂。现有65 g无水CoCl2，吸水后变成119 g CoCl2·xH2O。试回答下列问题：
(1)水合物中x＝________。
(2)若该水合物为配合物，其中Co2＋的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有Cl－的个数之比为1∶1，则该配合物的化学式可表示为________________。
答案 (1)6 (2)[CoCl(H2O)5]Cl·H2O
解析 (1)
则＝，解得x＝6。
(2)CoCl2·6H2O中Co2＋的配位数为6，由题意知该配合物的内界和外界各有1个氯离子，则内界含有1个氯离子和5个水分子，外界含有1个氯离子和1个结晶水，故该配合物的化学式可表示为[CoCl(H2O)5]Cl·H2O。
14．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)CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)的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________。
答案 (1)[Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2
[Co(NH3)4Cl2]Cl (2)空间结构不同 (3)6
解析 沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol，可知物质的量分别为1 mol的四种配合物，能电离出来的Cl－(即外界Cl－)的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol、1 mol，故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。
15．配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：
(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有
[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在________(填序号)。
a．共价键 b．非极性键 c．配位键 d．σ键
e．π键
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为______________________，第二种配合物的结构可表示为________________________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是__________________________________。(提示：TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2)
答案 (1)acd (2)[CoBr(NH3)5]SO4
[Co(SO4)(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀
解析 (1)光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，可看作铝原子和三个羟基形成三对共用电子对，形成三个极性共价键，形成Al(OH)3，Al(OH)3溶解在强碱性溶液中，和OH－结合形成[Al(OH)4]－，利用的是铝原子的空轨道和OH－的孤电子对形成的配位键；由两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键，叫σ键，所以[Al(OH)4]－中也形成了σ键。
(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的结构可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，若加入BaCl2溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br；溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，若加入AgNO3溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银。
第四节 配合物与超分子
[明确学习目标] 1.知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征，了解配位化合物的存在和应用。2.能运用配位键模型解释配合物的某些典型性质。3.了解超分子的形成和特性。
1．配合物
(1)配位键及其形成条件
[Cu(H2O)4]2＋的名称为四水合铜离子，呈天蓝色。在此离子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，铜离子接受水分子提供的孤电子对形成的，这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。配位键的形成条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对。
(2)配合物：通常把金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物，其中提供空轨道的离子或原子称为中心离子或原子，提供孤电子对的分子或离子称为配体或配位体，提供孤电子对的分子或离子的数目称为配位数，如[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋称为中心离子，H2O称为配体，4称为配位数。
(3)配合物形成的实验探究
实验操作
实验现象
有关离子/化学方程式
滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，得到深蓝色透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋
Cu(OH)2＋4NH3
===[Cu(NH3)4](OH)2
[Cu(NH3)4]2＋＋SO＋H2O
[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
溶液颜色变为血红色，可鉴定溶液存在Fe3＋
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
续表
实验操作
实验现象
有关离子/化学方程式
试管中首先出现白色沉淀，滴加氨水后沉淀溶解，溶液呈无色
Ag＋＋Cl－===
AgCl↓
AlCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]Cl
(4)配合物的应用
配合物广泛存在于自然界中，在人和动物体内起输送O2作用的血红素是Fe2＋的配合物；在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域都有着广泛的应用。
2．超分子
(1)超分子的定义及其结构特点
超分子是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，分子间的相互作用有人将其概括为非共价键，有人则将其限于分子间作用力。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。
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对。( )
(2)配位键是一种特殊的共价键。( )
(3)配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。( )
(4)配合物[Cu(H2O)4]SO4中，中心离子是Cu2＋，配体是SO，配位数是1。( )
(5)配合物[Cu(H2O)4]SO4中，Cu2＋提供孤电子对。( )
(6)超分子是两种及以上分子以非共价键形式形成的有限的分子聚集体。( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)×
解析 (4)[Cu(H2O)4]SO4中配体是H2O，配位数是4。
(5)配合物[Cu(H2O)4]SO4中，Cu2＋为中心离子，提供空轨道，H2O中氧原子提供孤电子对。
(6)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．下列微粒中含有配位键的是( )
①H3O＋ ②NH ③[Cu(H2O)4]2＋
④[Fe(SCN)6]3－ ⑤[CuCl4]2－ ⑥CH4 ⑦NH3
A．①②③④⑤ B．①③⑥
C．④⑤⑦ D．②④⑥
答案 A
解析 ①H3O＋中，O上含有孤电子对，H＋有空轨道，可以形成配位键，故①含有配位键；②NH中，N上含有孤电子对，H＋有空轨道，可以形成配位键，故②含有配位键；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，故③含有配位键；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，故④含有配位健；⑤[CuCl4]2－中，Cu2＋含有空轨道，Cl－含有孤电子对，可以形成配位键，故⑤含有配位键；⑥CH4不含有配位键；⑦NH3不含有配位键。综上所述，含有配位键的有①②③④⑤，故选A。
3．下列关于配合物的叙述不正确的是( )
A．配合物中一定含有配位键
B．配合物中只含配位键
C．[Cu(H2O)6]2＋中Cu2＋提供空轨道，H2O中氧原子提供孤电子对，从而形成配位键
D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用
答案 B
解析 配合物中一定含有配位键，也可能含有其他化学键，A正确，B错误；Cu2＋有空轨道，H2O中氧原子有孤电子对，二者可以形成配位键，C正确；配合物在诸多领域都有广泛应用，D正确。
4．(双选)下列有关超分子的说法正确的是( )
A．利用超分子的特性“分子识别”可提纯和分离物质
B．冠醚空腔直径为260～320 pm的18冠6只能识别K＋(276 pm)，不能识别Rb＋(304 pm)
C．超分子是分子的聚集体，不能是离子
D．人体细胞和细胞器的双分子膜是由大量两性分子自组装的超分子
答案 AD
解析 根据超分子的“分子识别”可以分离C60与C70，故A正确；Rb＋的直径304 pm介于18冠6的空腔直径之间，所以Rb＋能被18冠6识别，B错误；超分子可以是离子，C错误；超分子的重要特征之一是具有“自组装”性，双分子膜是自组装的超分子，D正确。
5．大环配位体可用于金属蛋白质化学模拟，合成离子载体等；下图为冠醚(大环配位体)和某金属离子(M)形成的一种大环配合物。回答下列问题：
(1)该大环配合物中含有的化学键为________(填字母)。
a．极性键 b．非极性键
c．配位键 d．金属键
(2)该物质中非金属元素的电负性由小到大的顺序为________。
(3)在冠醚中，C原子的杂化类型为________，O原子的杂化类型为________。
(4)冠醚中的O原子能和M离子形成配位键的原因：____________________________________________。
答案 (1)abc (2)H
解析 (1)该化合物的C—C键为非极性键；C—H、C—O 键为极性键；O—M键为配位键。
(2)非金属元素有C、H、O，根据电负性规律，电负性由小到大的顺序为H
(4)O原子成键后，含2对孤电子对，金属离子M有空轨道，所以两者能形成配位键。
知识点 配位键和配合物
1．配位键与共价键关系
(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，另一方提供空轨道；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NH中有三个普通共价键、一个配位键。
(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)。
2．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或AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]Cl＋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。
[解析] 硫酸铜和浓氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，继续加浓氨水时，氢氧化铜和浓氨水继续反应生成配离子[Cu(NH3)4]2＋而使溶液澄清，发生反应的离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH，Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，Cu2＋转化为配离子[Cu(NH3)4]2＋，浓度减小，A、B错误；氢氧化铜沉淀能转化为配离子[Cu(NH3)4]2＋，说明[Cu(NH3)4]2＋比氢氧化铜稳定，C正确；Cu2＋具有空轨道，而NH3具有孤电子对，所以Cu2＋提供空轨道，而NH3提供孤电子对，D错误。
[答案] C
易错警示
(1)配位键与普通共价键相比，只是形成过程有所不同：配位键的共用电子由成键原子中某个原子单方面提供，普通共价键的共用电子由成键原子双方共同提供，但它们的实质是相同的，都是由成键原子双方共用，如在NH中4个N—H键是完全等同的，NH的空间结构为正四面体形。
(2)含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH4Cl等。
[练1] 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、中心离子的电荷数和配位数分别为( )
A．Cu2＋、NH3、＋2、4 B．Cu＋、NH3、＋1、4
C．Cu2＋、OH－、＋2、2 D．Cu2＋、NH3、＋2、2
答案 A
解析 配合物[Cu(NH3)4](OH)2中，Cu2＋为中心离子，电荷数为＋2，NH3为配体，配位数为4，A正确。
[练2] 下列不属于配合物的是( )
A．[Cu(H2O)4]SO4·H2O B．[Ag(NH3)2]OH
C．KAl(SO4)2·12H2O D．Na3[AlF6]
答案 C
解析 A项，铜离子提供空轨道，水分子中氧原子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物，A不符合题意；B项，银离子提供空轨道，NH3中氮原子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物，B不符合题意；C项，KAl(SO4)2·12H2O属于复盐，不属于配合物，C符合题意；D项，铝离子提供空轨道，氟离子提供孤电子对，所以该物质属于配合物，D不符合题意。
知识拓展
配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如,而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
本课归纳总结
1．H＋与NH3分子反应生成NH，它们之间的相互作用是( )
A．离子键 B．分子间的作用
C．配位键 D．非极性共价键
答案 C
解析 由于NH3中氮原子最外层有5个电子，其中3个电子与3个氢原子形成三对共用电子对，N原子上还有1对孤电子对，H＋中无电子，有空轨道，因此H＋与NH3分子间的相互作用为配位键。
2．下列不能形成配位键的组合是( )
A．Ag＋、NH3 B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
答案 D
解析 配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键，而D项Ag＋与H＋都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。
3．下列化合物属于配合物的是( )
A．Cu2(OH)2SO4 B．NH4Cl
C．[Zn(NH3)4]SO4 D．KAl(SO4)2
答案 C
解析 硫酸四氨合锌([Zn(NH3)4]SO4)中二价锌离子是中心离子，四个氨分子在锌离子的四周，是配体，中心离子和配体以配位键结合形成内界，也叫配离子，硫酸根离子处于外界，也叫外界离子，内界和外界组成配合物。
4．NH3和BF3可以通过配位键形成化合物NH3BF3，下列说法正确的是( )
A．NH3、BF3两分子都是平面三角形分子
B．NH3、BF3两分子的中心原子采取的都是sp3杂化
C．形成配合物时NH3中N原子提供的是孤电子对，BF3中B原子提供空轨道
D．形成配合物时BF3中B原子提供的是孤电子对，NH3中N原子提供空轨道
答案 C
解析 NH3是三角锥形分子，A错误；NH3中N的杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，采取的是sp3杂化，BF3中B形成3个σ键，无孤电子对，B原子的杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，采取的是sp2杂化，B错误；NH3BF3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，C正确，D错误。
5．下列配合物的水溶液中加入硝酸银不能生成沉淀的是( )
A．[Co(NH3)4Cl2]Cl B．[Co(NH3)6]Cl3
C．[Cu(NH3)4]Cl2 D．[Co(NH3)3Cl3]
答案 D
解析 [Co(NH3)3Cl3]在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正确。
6．冠醚是皇冠状的分子，不同的冠醚分子可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。已知15冠5醚的空腔直径为170～220 pm，可识别的碱金属粒子为( )
A．Li＋(直径为152 pm) B．Na＋(直径为204 pm)
C．K＋(直径为276 pm) D．Rb＋(直径为304 pm)
答案 B
解析 15冠5醚的空腔直径为170～220 pm。Na＋的直径204 pm介于其之间，故可识别Na＋。
7．(1)[Fe(H2O)6]2＋与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子与Fe2＋形成配位键。请在
[Fe(NO)(H2O)5]2＋结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成红色，该反应在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示，经研究表明Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以以其他个数比配合。
请按要求填空：
①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供__________，SCN－提供__________，二者通过配位键结合。
②所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合，所得离子显红色，含该离子的配合物化学式是________________________。
答案 (1)
(2)①空轨道 孤电子对 ②[Fe(SCN)]Cl2
解析 (1)根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配位原子。
(2)①Fe3＋与SCN－反应生成的配合物中，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对。②Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2＋，所以FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl。
课时作业
一、选择题(本题共8小题，每小题只有1个选项符合题意)
1．下列粒子中不存在配位键的是( )
A．NH B．[Cu(H2O)4]2＋
C．CH3COOH D．[Ag(NH3)2]＋
答案 C
解析 A项，铵根离子中氢离子提供空轨道，氮原子上有孤电子对，故NH中存在配位键；B项，[Cu(H2O)4]2＋中铜离子提供空轨道，氧原子上有孤电子对，故[Cu(H2O)4]2＋中存在配位键；D项，[Ag(NH3)2]＋中银离子提供空轨道，氮原子上有孤电子对，故[Ag(NH3)2]＋中存在配位键。
2．在NH中存在4个N—H共价键，则下列说法正确的是( )
A．4个共价键的键长完全相同
B．4个共价键的键长完全不同
C．原来的3个N—H键的键长完全相同，但与通过配位键形成的N—H键不同
D．4个N—H键键长相同，但键能不同
答案 A
解析 NH可看成NH3分子结合1个H＋后形成的，在NH3中中心原子氮原子采取sp3杂化，孤电子对占据一个轨道，3个未成对电子占据另3个杂化轨道，分别结合3个H原子形成3个σ键，由于孤电子对的排斥，所以空间结构为三角锥形，键角压缩至107°。但当有H＋时，N原子的孤电子对会进入H＋的空轨道，以配位键形式形成NH，这样N原子就不再存在孤电子对，键角恢复至109°28′，故NH为正四面体形，4个N—H键完全相同，配位键与普通共价键形成过程不同，但性质相同。
3．如图所示是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分)，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
答案 B
解析 该化合物还含有O元素和N元素，A错误；Mg的最高化合价为＋2，而化合物中Mg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正确，D错误；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错误。
4．关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法中正确的是( )
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
答案 C
解析 锌离子配位数是4，故A错误；NH3是配体，故B错误；[Zn(NH3)4]Cl2中外界是Cl－，内界是[Zn(NH3)4]2＋，故C正确；该配合物中，锌离子提供空轨道，氮原子提供孤电子对，所以Zn2＋和NH3以配位键结合，故D错误。
5．下列分子或离子中，能与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F－ ④CN－ ⑤NH
A．①② B．②④
C．①②④⑤ D．①②③④
答案 D
解析 NH中无孤电子对，不能与某些金属离子形成配位键。
6．下列化合物中属于配合物的是( )
①CuSO4·5H2O ②K2PtCl6 ③KCl·CuCl2
④Cu(NH2CH2COO)2 ⑤KCl·MgCl2·6H2O
⑥Cu(CH3COO)2
A．①③④⑥ B．②③⑤
C．①②④ D．①③⑤
答案 C
解析 ③和⑤是复盐，⑥是正盐，①中铜离子和水分子形成配离子，②中铂离子和氯离子形成配离子，④是配合物，所以答案选C。
7．下列过程与配合物的形成无关的是( )
A．除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液
B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失
C．向FeCl3溶液中加入KSCN溶液
D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
答案 A
解析 A项，利用了SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合物的形成无关；B项，AgNO3与氨水反应生成了AgOH沉淀，继续反应生成了配离子[Ag(NH3)2]＋；C项，Fe3＋与KSCN反应生成了配离子[Fe(SCN)n]3－n；D项，CuSO4与过量氨水反应生成了配离子[Cu(NH3)4]2＋。
8．0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀，此氯化铬最可能是( )
A．[Cr(H2O)6]Cl3
B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O
C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
答案 C
解析 0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀，说明1 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)中有1 mol氯离子在外界，其余在内界，而正三价铬为六配位，则此氯化铬最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，C正确。
二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)
9．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法中正确的是( )
A．配体是Cl－和H2O，配位数是9
B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋
C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2
D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀
答案 C
解析 配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配体是Cl－和H2O，配位数是6，A错误；中心离子是Ti3＋，B错误；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2，C正确；加入足量AgNO3溶液，外界离子Cl－与Ag＋反应，内界中配位离子Cl－不与Ag＋反应，D错误。
10．向盛有硝酸银溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到无色的透明溶液，下列对此现象的说法正确的是( )
A．配离子[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋提供空轨道，NH3给出孤电子对
B．沉淀溶解后，生成的[Ag(NH3)2]OH难电离
C．配合物[Ag(NH3)2]OH存在离子键和共价键
D．反应前后Ag＋的浓度不变
答案 AC
解析 在[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋提供空轨道，NH3提供孤电子对，形成配位键，A正确；[Ag(NH3)2]OH为强电解质，在溶液中完全电离，B错误；在[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋提供空轨道，NH3提供孤电子对，形成配位键，N、H间形成共价键，配位键属于特殊共价键，[Ag(NH3)2]＋与OH－间存在离子键，C正确；反应后形成[Ag(NH3)2]＋，该离子较稳定、难电离，所以Ag＋的浓度减小，D错误。
11．向硫酸铜溶液中逐渐通入过量氨气，然后加入适量乙醇，溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O。关于该晶体下列说法中错误的是( )
A．加入乙醇的目的是降低溶剂的极性，促使
[Cu(NH3)4]SO4·H2O析出
B．该配合物晶体中，N是配位原子，NH3为三角锥形，配位数是4
C．配离子内N原子排列成为平面正方形，可见Cu2＋采取sp3杂化
D．向该晶体的水溶液中加入浓BaCl2溶液有白色沉淀生成
答案 C
解析 [Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以加入乙醇的目的是降低溶剂的极性，促使[Cu(NH3)4]SO4·H2O析出，A正确；在[Cu(NH3)4]2＋中，N是配位原子，NH3为三角锥形，配位数是4，B正确；配离子内N原子形成平面正方形，Cu2＋不为sp3杂化，C错误；硫酸根离子为外界离子，所以加入浓BaCl2溶液有白色沉淀生成，D正确。
12．某过渡金属X的一种化合物为X(NH3)2Cl4，其水溶液能导电，取0.01 mol加入足量AgNO3溶液产生沉淀2.87 g，加入强碱没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是( )
A．该配合物中中心原子(离子)的配位数为4
B．该配离子不可能是平面四边形结构
C．配体只有NH3
D．配合物中含有配位键、共价键、离子键
答案 AD
解析 X(NH3)2Cl4的水溶液能导电说明它是离子化合物，在溶液中能电离出阴、阳离子；取0.01 mol加入足量AgNO3溶液产生沉淀2.87 g，即生成氯化银的物质的量是0.02 mol，说明存在0.02 mol游离的氯离子；用强碱处理没有NH3放出，说明不存在游离的氨分子，所以该物质的化学式为[XCl2(NH3)2]Cl2。根据化学式可知该配合物中中心原子(离子)的配位数为4，A正确；该配离子可能是平面四边形结构，B错误；配体有氯离子和NH3两种，C错误；该物质是离子化合物，配合物中含有配位键、共价键、离子键，D正确。
三、非选择题(本题共3小题)
13．蓝色的无水CoCl2在吸水后会变成粉红色的水合物CoCl2·xH2O，发生的反应为CoCl2＋xH2O CoCl2·xH2O，该水合物受热后又变成无水CoCl2，所以无水CoCl2常用作吸湿剂和空气湿度指示剂。现有65 g无水CoCl2，吸水后变成119 g CoCl2·xH2O。试回答下列问题：
(1)水合物中x＝________。
(2)若该水合物为配合物，其中Co2＋的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有Cl－的个数之比为1∶1，则该配合物的化学式可表示为________________。
答案 (1)6 (2)[CoCl(H2O)5]Cl·H2O
解析 (1)
则＝，解得x＝6。
(2)CoCl2·6H2O中Co2＋的配位数为6，由题意知该配合物的内界和外界各有1个氯离子，则内界含有1个氯离子和5个水分子，外界含有1个氯离子和1个结晶水，故该配合物的化学式可表示为[CoCl(H2O)5]Cl·H2O。
14．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)CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)的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________。
答案 (1)[Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2
[Co(NH3)4Cl2]Cl (2)空间结构不同 (3)6
解析 沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol，可知物质的量分别为1 mol的四种配合物，能电离出来的Cl－(即外界Cl－)的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol、1 mol，故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。
15．配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：
(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有
[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在________(填序号)。
a．共价键 b．非极性键 c．配位键 d．σ键
e．π键
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为______________________，第二种配合物的结构可表示为________________________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是__________________________________。(提示：TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2)
答案 (1)acd (2)[CoBr(NH3)5]SO4
[Co(SO4)(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀
解析 (1)光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，可看作铝原子和三个羟基形成三对共用电子对，形成三个极性共价键，形成Al(OH)3，Al(OH)3溶解在强碱性溶液中，和OH－结合形成[Al(OH)4]－，利用的是铝原子的空轨道和OH－的孤电子对形成的配位键；由两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键，叫σ键，所以[Al(OH)4]－中也形成了σ键。
(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的结构可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，若加入BaCl2溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br；溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，若加入AgNO3溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银。
相关学案
高中化学人教版 (2019)选择性必修2第四节 配合物与超分子学案设计： 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2<a href="/hx/tb_c4002454_t4/?tag_id=42" target="_blank">第四节 配合物与超分子学案设计</a>，共4页。
人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第四节 配合物与超分子学案： 这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第四节 配合物与超分子学案，共9页。学案主要包含了配合物理论简介，超分子等内容，欢迎下载使用。
化学选择性必修2第四节 配合物与超分子学案设计： 这是一份化学选择性必修2第四节 配合物与超分子学案设计，文件包含思维导图人教版高中化学选修二《34配合物与超分子》同步学习思维导图+学练解析版docx、思维导图人教版高中化学选修二《34配合物与超分子》同步学习思维导图+学练学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共23页， 欢迎下载使用。
