高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 配合物的形成和应用精练
展开一、选择题
1.下列化学反应的表示正确的是
A.金属钠和液氨反应:
B.过量氨水和硫酸铜溶液反应:
C.尿素和NaClO溶液在碱性条件下反应:
D.肼燃烧的热化学方程式:
2.二茂铁是由环戊二烯阴离子(,平面结构)与形成的分子,其结构如下图所示。下列说法正确的是
A.铁元素位于区
B.二茂铁中与环戊二烯阴离子之间为离子键
C.二茂铁易溶于苯、乙醚等有机溶剂
D.环戊二烯阴离子中碳原子的杂化方式有和
3.下列化学方程式或离子方程式书写错误的是
A.硫化钠溶液显碱性:
B.镁条在二氧化碳中燃烧:
C.往浊液中滴入稀氨水后变澄清:
D.溶液受热后呈现黄绿色:
4.下列有关物质结构与性质的说法中,错误的是
A.在中的溶解性:
B.沸点:
C.酸性:
D.利用超分子特征,“杯酚”可将和分离
5.在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。下列说法不正确的是
A.该反应的ΔS>0
B.第一步转化N与H间形成配位键
C.若用HCOOD催化释氢,反应除生成CO2外,还生成D2
D.若用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中H2的纯度会提高
6.298K时,向、、的混合液中滴加KCN溶液,混合液中lgx与的关系如图所示,或或。下列叙述正确的是
已知:① ;
② ;
③ ,且。
A.直线c代表与的关系
B.根据图像可计算平衡常数
C.的平衡常数
D.向含相同浓度的和的溶液中滴加KCN溶液,先生成
7.乙酰乙酸乙酯存在酮式与烯醇式的互变异构,其中烯醇式可与结合产生紫色,其结构如图所示,下列有关该配离子的说法正确的是
A.有23种空间运动状态的电子
B.该配离子中含有6个配体
C.该配离子中碳原子的杂化类型有、杂化
D.该配离子中含有的化学键有离子键、极性键、非极性键、配位键
8.同一周期主族元素W、Z、X、Y原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是W原子的次外层电子数的3倍,由四种元素原子形成的阴离子结构如图,下列说法正确的是
A.Z位于元素周期表第2周期ⅥA族B.以W为中心原子形成的VSEPR模型为平面三角形
C.该阴离子中含有配位键D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z>W
9.碳铂(结构简式如图)是一种广谱抗癌药物。下列关于碳铂的说法错误的是
A.中心原子的配位数为4B.和杂化的碳原子数之比为
C.分子中σ键与π键的数目之比为D.分子中含有极性键、非极性键和配位键
10.在碱性溶液中,缩二脲与溶液反应得到一种特征紫色物质,其结构如图所示,该反应原理可用于检验蛋白质。下列有关说法错误的是
A.该物质中铜离子的配位数是2
B.基态铜原子含有1个未成对电子
C.该反应过程中既有极性键的断裂又有极性键的生成
D.缩二脲分子中碳原子与氮原子的杂化方式不同
11.镓是重要的战略金属。镓与氮的某种化合物的晶胞结构如下图所示,晶胞参数为。下列说法错误的是
A.该物质的化学式为
B.晶体结构中的配位数为8
C.原子与原子之间的最短距离为
D.该晶体的密度为
12.下列有关物质的结构与性质的说法错误的是
A.甘油酸()中含有两个手性碳原子,是手性分子
B.已知:常温下呈液态,推测其是离子液体
C.氟的电负性大于氯的电负性,导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
D.冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”
13.砷化镓是一种重要的半导体材料,熔点1238℃。它在600℃以下,能在空气中稳定存在,并且不被非氧化性的酸侵蚀。砷化镓晶胞结构如图。下列说法正确的是
A.砷化镓是一种分子晶体
B.砷化镓中不存在配位键
C.基态As原子的价电子排布式为
D.晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间正四面体
14.一种离子化合物(结构如图所示),可用作杀虫剂,其中为短周期元素且原子序数依次增大,形成的化合物易溶于水,其水溶液显弱酸性,下列叙述正确的是
A.原子半径:
B.气态氢化合物的稳定性:
C.该化合物中有配位键
D.W的最高价氧化物的水化物的化学式为:
15.胆矾可写,其结构示意图如下,关胆矾的说法正确的是
A.硫原子采取杂化
B.氧原子参与形成配位键和氢键两种化学键
C.价电子排布式为
D.根据结构推测,胆矾中的水在不同温度下会分步失去
二、填空题
16.我国复旦大学魏大程团队开发的一种共形六方氮化硼修饰技术,可直接在二氧化硅表面生长高质量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的电子排布图表示的状态中,能量最高的是_______(填字母)。
A.B.
C.D.
(2)第二周期主族元素中,按第一电离能大小排序,第一电离能在B和N之间的元素有 种。
(3)Na与N形成的NaN3可用于汽车的安全气囊中,其中阴离子的空间结构为 ,Na在空气中燃烧发出黄色火焰,这种黄色焰色用光谱仪摄取的光谱为 (填“发射”或“吸收”)光谱。
(4)BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料,可由BH3与NH3反应生成,B与N之间形成配位键,氮原子提供 ,在BH3·NH3中B原子的杂化方式为 。
17.硼及其化合物在储能材料、有机合成、医疗中具有广泛的应用价值。回答下列问题:
(1)无机苯(B3N3H6)在空气中较稳定,在150℃下分解为硼氮烷与氢,加氢成氨硼烷(NH3•BH3),NH3•BH3是目前最具潜力的储氢材料之一。
①NH3•BH3分子中存在配位键, 原子提供孤对电子。
②元素的部分性质见表:
NH3•BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),它们之间存在静电相互吸引作用,称为“双氢键”,判断以下物质中的H呈现负电性的是 (填标号)。
A.N2H4 B.CH4 C.SiH4 D.AsH3
③NH3•BH3熔点104℃,苯熔点5.5℃,解释两者熔点差异的原因是 。
④无机苯(B3N3H6)结构如图所示,分子中参与sp2杂化的原子有 ,形成大π键的电子由 原子提供。
(2)NaBH4是有机合成中常用的还原剂,其阴离子空间构型是 ;NaBH4中存在 (填标号)。
A.离子键 B.非极性共价键 C.σ键 D.π键 E.氢键
三、解答题
18.铁、铜、锌是形成许多金属材料和有机材料的重要组成元素。回答下列问题:
(1)金属铜在元素周期表 区。
(2)铜和锌同周期且相邻,现有几种铜、锌元素的相应状态,①锌:、②锌:、③铜:、④铜:,失去1个电子需要的能量由大到小排序是 。
(3)向溶液中滴加氨水可以得到型离子化合物,其阳离子结构如图所示。
①下列说法正确的是 。
A.该阳离子中存在的化学键有极性共价键、配位键和氢键
B.溶液中的阴离子为正四面体结构
C.电负性大小:
D.往该溶液中继续加95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色晶体
②该化合物加热时首先失去的组分是,原因是 。
(4)铁及其化合物在生产、生活中有重要应用。
①改性是一种优良的磁性材料,该晶胞的的结构如图所示,研究发现结构中的只可能出现在图中某一“▲”所示位置上,请确定所在晶胞的位置 (填a或b或c)。
②普鲁士蓝晶体属立方晶系,晶胞棱长为。铁-氰骨架组成小立方体,Fe粒子在顶点,在棱上,两端均与Fe相连,立方体中心空隙可容纳,如图所示(在图中省略)。普鲁士蓝中与个数之比为 ;该晶胞的化学式为 。
19.(铁氰化钾)常用于检验。某小组对展开探究:
实验(一)制备。
实验室用氧化制备,装置如图所示。
(1)写出B中发生反应的离子方程式: 。
(2)理论上A中阴、阳两极产生气体的体积比为1:1,实验测得铜极、石墨极收集气体的体积比大于1:1(同温同压),其原因可能是 (答一条即可)。
实验(二)探究的电离程度。
【提出问题】的阴离子团是否电离?
【提出假设】
假设1:完全电离。
假设2:部分电离。
假设3:不电离。
【设计实验】
【实验结论】
(3)实验结果:。由此可知,假设 (填“1”“2”或“3”)成立。用必要的化学用语和文字解释实验Ⅱ产生蓝色沉淀的原因: 。
【交流反思】
(4)利用如图装置探究牺牲阳极法,一段时间后,设计实验探究锌是否保护了铁: 。
【发散思维】
(5)(铁氰化钾)、(亚铁氰化钾)是分析化学中两种常用的试剂。
①含 键。
②配离子在水中的颜色与分裂能大小有关。定义1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为轨道的分裂能。由此可知,的分裂能 (填“大于”或“小于”)。
元素
H
B
C
N
Si
As
x(电负性)
2.1
2.0
2.5
3.0
1.8
2.0
实验序号
操作及现象
I
在和的混合溶液中插入一根无锈铁丝,产生蓝色沉淀
Ⅱ
在溶液中插入一根无锈铁丝(与Ⅰ中相同),产生蓝色沉淀
参考答案:
1.B
【详解】A.金属钠和液氨反应生成NaNH2和H2,反应的方程式为:,A错误;
B.过量氨水和硫酸铜溶液反应生成,反应的离子方程式为:,B正确;
C.尿素和NaClO溶液在碱性条件下反应生成N2H4、Na2CO3和NaCl,反应的离子方程式为:,C错误;
D.肼燃烧的热化学方程式中H2O应为液态,D错误;
答案选B。
2.C
【详解】A.铁元素位于第四周期第VIII族,属于d区元素,故A错误;
B.二茂铁中Fe2+与环戊二烯阴离子之间为配位键,故B错误;
C.二茂铁是由环戊二烯阴离子(,平面结构)与Fe2+形成的分子,为分子晶体,熔沸点较低且结构对称,为非极性分子,难溶于水,易溶于苯、乙醚等有机溶剂,故C正确;
D.环戊二烯阴离子中碳原子的杂化方式有sp2和sp,故D错误;
故答案为:C。
3.A
【详解】A.硫化钠溶液水解生成硫氢根离子和氢氧根离子使得溶液显碱性,,A错误;
B.镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳单质,B正确;
C.往浊液中滴入稀氨水后变澄清,是氯化银和氨水反应生成离子,C正确;
D.溶液中存在,受热平衡正向移动,使得溶液呈现黄绿色,D正确;
故选A。
4.B
【详解】A.为非极性分子,为极性分子,故在中的溶解性:,A正确;
B.可形成分子内氢键,可形成分子间氢键,故沸点,B错误;
C.吸电子能力F>Cl>H,故酸性,C正确;
D.将和的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中可以分离出C60,D正确;
故选B。
5.C
【详解】A.根据总方程式,从液态转化为气态,熵值增大,A正确;
B.N原子含有孤电子对、H+有空轨道,根据图示,第一步转化N与HCOOH电离出的H+通过配位键结合,B正确;
C.第一步HCOOD电离出D+与N结合,第二步HCOO-→CO2+H-,第三步D+、H-反应生成HD,所以HCOOD催化释氢,除生成CO2外,还生成HD,C错误;
D.若用HCOOK溶液代替HCOOH,HCOOK水解出HCOOH,释氢历程不变,而反应生成KOH能吸收CO2,所以最终所得气体中CO2的量会减少,H2的纯度提高,D正确;
故选C。
6.C
【分析】x1=K1·c4(CN-),同理x2= K2·c6(CN-),x3= K3·c6(CN-),根据斜率以及K3>K2,推出直线a代表lg与lgc(CN-)的关系,直线b代表lg与lgc(CN-)的关系,直线c代表lg与lgc(CN-)的关系,据此分析;
【详解】A.根据上述分析,直线a代表lg与lgc(CN-)的关系,直线b代表lg与lgc(CN-)的关系,直线c代表lg与lgc(CN-)的关系,故A错误;
B.直线c代表lg与lgc(CN-)的关系,将p点坐标代入x1=K1·c4(CN-),推出K1==1031.3,故B错误;
C.根据AB选项分析,K2=1036,K3=1042,该反应的平衡常数K==106,故C正确;
D.因为K3>K2,因此向含相同浓度的Fe2+、Fe3+的溶液中滴加KCN溶液,先生成[Fe(CN)6]3-,故D错误;
答案为C。
7.C
【详解】A.Fe的原子序数为26,Fe原子失去4s能级上的2个电子和3d能级的1个电子形成,则的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,电子占有轨道数为14,有14种空间运动状态的电子,选项A错误;
B.该配离子中含有6个配位键,有3个配体,选项B错误;
C.双键上的C原子形成3个σ键且无孤电子对,采用sp2杂化,饱和C原子价层电子对数为4,采用sp3杂化,选项C正确;
D.该配离子中含有的化学键有极性键、非极性键、配位键,不含离子键,选项D错误;
答案选C。
8.C
【分析】同一周期主族元素W、Z、X、Y原子序数依次增大,由阴离子的结构可知,阴离子中W、Z、X、Y形成共价键的数目分别为4、2、4、1,X原子的最外层电子数是W原子的次外层电子数的3倍,则W为B元素、Z为C元素、X为O元素、Y为F元素。
【详解】A.碳元素位于元素周期表第2周期ⅣA族,故A错误;
B.由阴离子的结构可知,阴离子中硼原子的价层电子对数为4,分子的VSEPR模型为四面体形,故B错误;
C.由阴离子的结构可知,阴离子中具有空轨道的硼原子与具有孤对电子的氟离子形成配位键,故C正确;
D.氟元素的非金属性强,只有正化合价,不存在最高价氧化物对应水化物,故D错误;
故选C。
9.C
【详解】A.根据碳铂的结构简式,中心原子铂周围形成了4个配位键,其配位数为4,A正确;
B.分子中碳氧双键所在的碳原子为杂化,其余4个碳原子为杂化,则和杂化的碳原子数之比为,B正确;
C.根据碳铂的结构简式,结合双键为一个σ键与一个π键,单键为σ键,故分子中,6个、6个、2个、2个、2个、6个,以及2个碳氧双键中含有的2个σ键,总共26个σ键,只有碳氧双键中含有2个π键,则分子中σ键与π键的数目之比为,C错误;
D.分子中含有的、、之间为极性键,之间为非极性键,、之间为配位键,D正确;
故选C。
10.A
【详解】A.根据配离子的结构可知,铜离子为受体,N和O为配体,铜离子的配位数为4,A项错误;
B.Cu为29号元素,基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1,含有1个未成对电子,B项正确;
C.由缩二脲和紫色物质的结构可知,该反应过程中既有极性键氮氢键的断裂又有极性键的生成,C项正确;
D.该配离子中碳原子形成C=O双键,为sp2杂化,氮原子形成3个单键,还有1对孤电子对,则采取的是sp3杂化,D项正确;
故选A。
11.B
【详解】A.该晶胞中,Ga为,N原子为4,该物质的化学式为,A正确;
B.晶体结构中位于顶点和面心,配位数为4,B错误;
C.原子与原子之间的最短距离为体对角线的,为,C正确;
D.该晶体的密度为,D正确;
故选B。
12.A
【详解】A.甘油酸()中含有一个手性碳原子,是手性分子,故A错误;
B.离子液体由有机阳离子和无机阴离子构成,一般熔点较低,常温下为液态,故B正确;
C.氟的电负性大于氯的电负性,F-C的极性大于Cl-C,使F3C-的极性大于Cl3C-的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,所以三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性,故C正确;
D.同主族从上往下碱金属元素的离子半径逐渐增大,冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”,故D正确;
故答案为:A。
13.D
【详解】A.根据砷化镓熔点数据和晶胞结构可知砷化镓为共价晶体,A错误;
B.Ga最外层有3个电子,每个Ga与4个As成键,所以砷化镓必有配位键,B错误;
C.As为33号元素,基态As原子的价电子排布式为,C错误;
D.由图可知,晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为正四面体,D正确;
故选D。
14.C
【分析】X、Y、Z、W为短周期元素且原子序数依次增大,离子化合物中X、Y、Z、W形成的共价键数目分别为1、4、4、1,X、W形成的化合物易溶于水,水溶液显弱酸性,则X为H元素、Y为B元素、Z为N元素、W为F元素;阳离子为铵根离子、阴离子为四氟合硼离子。
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径的大小顺序为B>N>F,故A错误;
B.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,气态氢化合物的稳定性依次增强,所以氨分子的稳定性强于硼化氢,故B错误;
C.铵根离子和四氟合硼离子中都含有1个配位键,所以1ml离子化合物中含有2ml配位键,故C正确;
D.氟元素的非金属性最强,没有正化合价,所以不存在最高价氧化物的水化物,故D错误;
故选C。
15.D
【详解】A .硫酸根中S的杂化类型为sp3杂化,故A错误;
B.氢键不是化学键,是分子间作用力,故B错误;
C.Cu+的价电子排布式为3d10,Cu2+的价电子排布式为3d9,故C错误;
D.胆矾晶体中水有两类,一类是形成配体的水分子,一类是形成氢键的水分子,结合方式不同,因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物,故D正确;
故选D。
16.(1)D
(2)3
(3) 直线形 发射
(4) 孤电子对 sp3
【详解】(1)基态氮原子的能量最低,能量越高的轨道中电子个数越多,原子能量越高,依据图示可知,A为基态氮原子,能量最低,B、C、D为激发态原子,而D中能量较高的轨道中电子数最多,所以能量最高的是D;
(2)同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势,第IIA、VA族元素的第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大,因此第二周期主族元素中,第一电离能在B和N之间的元素有Be、C、O三种元素;
(3)NaN3的阴离子为,其中心原子价层电子对数为,无孤电子对,采取sp杂化,空间构型为直线形;电子从激发态跃迁到低能级的激发态或基态,以光的形式释放能量,Na在空气中燃烧发出黄色火焰用光谱仪摄取的光谱为发射光谱;
(4)B原子形成3个B-H键,B原子有空轨道,氨分子中N原子有1对孤电子对,B与N之间形成配位键,氮原子提供孤电子对,硼原子提供空轨道;在BH3▪NH3中B原子形成3个B-H键,还形成1个配位键,杂化轨道数目为4,采取sp3杂化。
17.(1) N AD NH3•BH3分子间存在双氢键,而苯分子间不能形成氢键 B、N N
(2) 正四面体形 AC
【详解】(1)①NH3•BH3分子中具有空轨道的硼原子与具有孤对电子的氮原子形成配位键,其中氮原子提供孤电子对、硼提供空轨道;故填:氮;
②由电负性可知,氢元素的电负性大于硅和砷元素,所以硅化氢和砷化氢中氢原子呈现负电性,故选CD;
③NH3•BH3分子间能形成双氢键,而苯分子间不能形成氢键,导致NH3•BH3分子间作用力强于苯分子,熔点高于苯分子,故答案为:NH3•BH3分子间存在双氢键,而苯分子间不能形成氢键;
④无机苯与苯类似,也有大π键,则分子中硼原子、氮原子原子的杂化方式都为sp2杂化,由于硼原子没有孤对电子,所以形成大π键的电子全部由氮原子提供,故答案为:B、N;N;
(2)NaBH4中阴离子是四氢合硼酸根离子,四氢合硼酸根离子中硼原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形;四氢合硼酸钠为离子化合物,化合物中存在离子键,在四氢合硼酸根离子中存在硼氢σ键,不存在非极性键、π键和氢键,故选AC;故答案为:正四面体形;AC。
18.(1)ds
(2)④②①③
(3) BD 因为电负性O>N,O相对不易给出电子,与之间形成的配位键比与之间形成的配位键弱
(4) c 1:1
【详解】(1)铜元素的原子序数为29号,价电子排布式为:3d104s1,位于元素周期表的第四周期ⅠB族,属于ds区;
(2)同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,则①失去电子需要的能量大于③;同种元素的逐级电离能依次增大,则②失去电子需要的能量大于①;④中3d轨道为稳定的全充满结构,较难失去电子,则失去电子需要的能量大于②,所以失去1个电子需要的能量由大到小排序为④②①③;
(3)向溶液中滴加氨水可以得到型离子化合物是[Cu(NH3)4]SO4,
①A.该阳离子中含有配位键、N-H极性共价键,氢键不属于化学键,故A错误;
B.溶液中的阴离子中心S原子价层电子对数为,无孤对电子,空间结构为正四面体结构,故B正确;
C.同周期从左往右,得电子能力越来越强,电负性越来越大,则电负性:O>N,故C错误;
D.往该溶液中继续加极性较小的95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,可以析出深蓝色晶体,故D正确;
故选BD;
②因为电负性O>N,O相对不易给出电子,与之间形成的配位键比与之间形成的配位键弱,因此该化合物加热时首先失去的组分是;
(4)①Fe2+所在晶胞的位置为在c位,由均摊法计算可得该结构中Fe3+的数目为2,O2-的数目为4,根据电荷守恒可得Fe2+的数目为1,所以Fe2+应该在c位;
②二价铁位于体心和棱心,则一共有1+12×=4个;三价铁位于顶点和面心,一共有=4个,故其比值:1:1;晶胞中有4个钾离子,根据电荷守恒可知,CN-有4+4×2+4×3=24,其化学式为:KFe2(CN)6,故答案为:1:1;KFe2(CN)6。
19.(1)
(2)部分与和水反应[或随着浓度减小,增大,在阳极发生反应等合理答案]
(3) 2 部分电离出,,(蓝色)
(4)取少量铁极附近溶液于试管中,向其中滴加溶液,若没有现象,则锌保护了铁,若产生蓝色沉淀,则锌没有保护铁
(5) 12 大于
【分析】装置A是电解池,C电极为阳极,氯离子失电子生成氯气,Cu电极为阴极,水中氢离子得电子生成氢气,装置B中氧化制备,装置C中氯气氧化KI生成碘单质,淀粉溶液变蓝,装置D中氯气被NaOH溶液吸收;
【详解】(1)B中氧化制备,发生反应的离子方程式:;
(2)从两个角度分析,一是阴极生成了碱,氯气溶于水,与碱反应;二是从离子浓度对放电顺序的影响角度分析,一段时间后,增大,减小,放电能力可能出现,阳极产生,阴极仍然产生,导致V(阴极)>V(阳极)。
(3)实验结果:。由此可知,假设2成立,比较实验Ⅰ和Ⅱ,利用控制变量分析,Ⅰ和Ⅱ中含铁粒子总浓度相同,Ⅰ中产生蓝色沉淀较快,而Ⅱ较慢,说明只部分电离,2Fe3+ + Fe = 3Fe2+,K+ + Fe2++ [Fe(CN)6]3− = KFe [Fe(CN)6] ↓ (蓝色)。若完全电离,则;若不电离,则Ⅱ中不产生蓝色沉淀。
(4)检验铁是否被腐蚀,必须排除铁极干扰,必须取出铁极附近溶液进行实验,设计实验方案为:取少量铁极附近溶液于试管中,向其中滴加溶液,若没有现象,则锌保护了铁,若产生蓝色沉淀,则锌没有保护铁。
(5)①三键由1个σ键和2个π键形成,1个含有1个键,能形成1个配位键(也是键)。含键。
②铁离子带正电荷数大于亚铁离子,核对3d电子的吸引力大于亚铁离子,故分裂能较大。
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