高中化学人教版 (2019)选择性必修2第四节 配合物与超分子一课一练

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第四节 配合物与超分子一课一练，共10页。

1.下列分子或离子中,能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F- ④CN- ⑤CO
A.只有①②
B.只有②③
C.只有①④
D.全部
2.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时形成配位键,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
3.下列关于配合物的说法中不正确的是( )
A.许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多
B.配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键结合
C.配合物中中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对
D.中心离子所结合配体的个数称为配位数,不同离子的配位数可能不同
4.配位数为6的C3+的配合物CClm·nNH3,若1 ml配合物与足量AgNO3溶液反应只生成1 ml AgCl沉淀,则m、n的值是( )
A.m=1,n=5
B.m=3,n=4
C.m=5,n=1
D.m=4,n=5
5.下列关于配位化合物的叙述不正确的是( )
A.配位化合物中不一定存在配位键
B.配位化合物中可能存在离子键
C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对形成配位键
D.配位化合物在医学科学、化学催化剂、新型分子材料等领域都有着广泛的应用
6.向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液,再加入氨水,下列关于实验现象的叙述不正确的是( )
A.先生成白色沉淀,加入足量氨水后沉淀消失
B.生成的沉淀为AgCl,它不溶于水,但能溶于氨水,重新电离成Ag+和Cl-
C.生成的沉淀是AgCl,加入氨水后生成了可溶性的配合物[Ag(NH3)2]Cl
D.若向AgNO3溶液中直接滴加氨水,产生的现象也是先出现白色沉淀后沉淀消失
7.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。2CCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2══2[C(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.[C(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
8.向黄色的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化学方程式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,还可以其他个数比配合。请按要求填空。
(1)Fe3+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。含该离子的配合物的化学式是 。
(3)若Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为 。
B级 关键能力提升练
9.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,用强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的下列说法不正确的是( )
A.配合物中中心离子的配位数为6
B.该配合物可能是八面体形结构
C.Cl-和NH3分子均与Pt4+配位
D.配合物中Pt4+与Cl-配位,而不与NH3分子配位
10.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。如图是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( )
超分子
A.冠醚与碱金属离子之间的配位键不属于共价键
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.这类配合物晶体是离子晶体
11.[2023山东菏泽一中高二期末]我国科学家发现“杯酚”能与C60形成超分子从而识别C60和C70,下列说法正确的是( )
A.“杯酚”中的羟基之间不能形成氢键
B.“杯酚”与C60之间通过共价键形成超分子
C.溶剂氯仿和甲苯均为极性分子
D.“杯酚”不能与C70形成包合物是由于C70是非极性分子
12.[2023河北秦皇岛一中高二期末]三氯化六氨合钴[C(NH3)6]Cl3是重要的化工原料,可用反应2[C(H2O)6]Cl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[C(NH3)6]Cl3+14H2O制备,若没有活性炭催化,则生成[C(NH3)5Cl]Cl2。下列说法错误的是( )
A.[C(H2O)6]Cl2和[C(NH3)6]Cl3中C的化合价不同
B.[C(NH3)6]Cl3的配体为NH3,中心离子的配位数为6
C.用1 ml [C(NH3)5Cl]Cl2与足量AgNO3溶液反应,得到沉淀的物质的量为3 ml
D.1 ml [C(NH3)5Cl]Cl2中含有21 ml σ键
13.[2023河北唐山二中高二期末]实验室中可用KSCN或K4[Fe(CN)6]来检验Fe3+,下列说法正确的是( )
A.铁元素位于元素周期表第四周期第ⅧB族,属于ds区
B.FeCl3与KSCN溶液混合,得到的配合物
K2[Fe(SCN)5]中,提供空轨道的是Fe3+,配体是SCN-,配位数是5
C.K4[Fe(CN)6]中含有离子键、极性共价键和非极性共价键
D.K4[Fe(CN)6]与Fe3+反应可得到一种蓝色沉淀(普鲁士蓝),其化学式为Fe4[Fe(CN)6]3,普鲁士蓝的内界是[Fe(CN)6]4-,其中Fe元素为+3价,外界是Fe3+
14.钴可形成多种配合物,其中①[CBr(NH3)5]SO4、②[C(SO4)(NH3)5]Br化学式相同,下列说法错误的是( )
A.C和Br位于元素周期表的同一周期
B.两种物质中基态钴离子最外层电子的轨道表示式均为
C.①中钴离子的配位数为6,配体为NH3、Br-
D.可用AgNO3溶液鉴别①和②
15.已知氯化铬的水合物为CrCl3·6H2O,其中铬元素的配位数是6,将含0.1 ml氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时,只得到0.2 ml AgCl沉淀,则氯化铬溶于水中的含铬阳离子为( )
A.Cr3+B.[CrCl2(H2O)4]+
C.[CrCl(H2O)5]2+D.[Cr(H2O)6]3+
16.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8
C.a中配位原子是C原子
D.b中含有共价键、离子键和配位键
17.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水合硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)往硫酸铜溶液中加入氨水,先形成蓝色沉淀,继续加氨水,得到深蓝色透明溶液,再加入乙醇,得到的深蓝色晶体为 。
(2)科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下:
图中虚线表示的作用力为 。
18.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)C(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知C3+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式可表示为 ,第二种配合物的结构式可表示为 。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}
(2)关于[Ti(NH3)5Cl]Cl2的说法错误的是 (填字母)。
A.1 ml [Ti(NH3)5Cl]Cl2含有σ键的数目为15NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
B.中心离子的化合价为+3价
C.中心离子的配位数是6
D.含1 ml[Ti(NH3)5Cl]Cl2的水溶液中加入足量AgNO3溶液,产生3 ml 白色沉淀
(3)已知[C(NH3)6]3+的空间结构如图,其中1~6处的小圆圈表示NH3,且各相邻的NH3间的距离相等(图中虚线长度相等)。C3+位于八面体的中心,若其中两个NH3被Cl-取代,所形成的[C(NH3)4Cl2]+的结构的数目为 。
19.配位键是一种特殊的共价键,即共用电子对由某离子或分子单方面提供和另一提供空轨道的粒子结合。如NH4+就是由NH3(氮原子提供电子对)和H+(提供空轨道)通过配位键形成的。据此回答下列问题:
(1)下列粒子中可能存在配位键的是 (填字母)。
A.CO2B.H3O+
C.CH4D.H2SO4
(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性,试写出其电离方程式: 。
(3)科学家对H2O2分子结构的认识经历了较为漫长的过程,最初科学家提出了两种观点:
甲:、乙:H—O—O—H,甲式中O→O表示配位键,在化学反应中O→O遇到还原剂时易断裂。化学家为研究H2O2的分子结构,设计并完成了下列实验:
a.将C2H5OH与浓硫酸反应生成(C2H5)2SO4和水;
b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应,只生成A和H2SO4;
c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。
①如果H2O2的结构如甲所示,实验c中发生反应的化学方程式为(A写结构简式) 。
②为了进一步确定H2O2的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案: 。
答案：
1.D 解析 配体是含有孤电子对的阴离子或分子,这几种微粒的结构中都含有孤电子对,都能提供孤电子对与某些金属离子形成配合物。
2.D 解析 形成配位键可以是离子,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;含有孤电子对的离子或分子作配体,因此X、Y分别为Ag+、NH3时形成配位键,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。
3.B 解析 许多过渡元素金属离子对多种配体具有很强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属的配合物多,A项正确;配合物中中心离子与配体间是以配位键结合,配离子与酸根离子间是以离子键结合,B项错误;配合物中中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对,C项正确;配位数指形成配离子时配体的个数,不同离子的配位数可能相同也可能不同,D项正确。
4.B 解析 与AgNO3溶液反应的Cl-(1 ml)不是来自配体,而是来自配合物外界。由于中心离子为C3+,根据电荷守恒,1 ml 配合物中共有3 ml Cl-,其中作为外界的Cl-为1 ml,作为配体的Cl-为2 ml;根据C3+配位数为6,可知作为配体的NH3为4 ml。
5.A 解析 含有配位键的化合物就是配位化合物,但配位化合物还可能含有一般共价键、离子键等,A错误。
6.B 解析 NaCl与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,加入氨水后,AgCl与NH3发生反应AgCl+2NH3══[Ag(NH3)2]Cl,B项错误。
7.B 解析 由配位化合物[C(NH3)5Cl]Cl2可知,内界为
[C(NH3)5Cl]2+,C3+为中心离子,5个NH3和1个Cl-是配体,该配位化合物的配位数为5+1=6,故A错误;在[C(NH3)5Cl]2+配合物离子中,中心离子C3+提供空轨道,N原子和Cl原子提供孤电子对,故B正确;[C(NH3)5Cl]2+中NH3分子内存在N—H共价键,C3+与NH3之间形成配位键,C3+与Cl-之间也形成配位键,则[C(NH3)5Cl]2+中有配位键、共价键,故C错误;H2O2的分子结构不对称,正、负电中心不重合,为极性分子,故D错误。
8.答案 (1)空轨道 孤电子对
(2)[Fe(SCN)]Cl2
(3)FeCl3+5KSCN══K2[Fe(SCN)5]+3KCl
解析 Fe3+和SCN-形成配合物时,Fe3+提供空轨道,SCN-提供孤电子对,Fe3+和SCN-以1∶1和1∶5形成配离子时,写化学式要用Cl-和K+分别平衡配离子的电荷,使配合物呈电中性。
9.D 解析 在PtCl4·2NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成,经强碱处理无NH3放出,说明Cl-、NH3均为配体,故该配合物中心离子的配位数为6,Cl-和NH3分子均与Pt4+配位,A、C正确,D错误;因为配体在中心离子周围配位时尽量采取对称分布以达到相对稳定状态,Pt4+配位数为6,则其空间结构为八面体形,B正确。
10.A 解析 配位键是共价键的一种类型,是由一方提供空轨道,另一方提供孤电子对形成的一种特殊共价键,A错误;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合物是一个配位阳离子,故所得到的晶体里还有阴离子,C正确;由C项分析可知,该类化合物配合物晶体是由阴、阳离子构成的,故属于离子晶体,D正确。
11.C 解析 在“杯酚”中存在8个羟基,由于O元素的电负性大,因此羟基之间能形成氢键,A错误;“杯酚”与C60之间没有形成共价键而是通过分子间作用力结合形成超分子,B错误;氯仿属于极性分子,苯属于非极性分子,甲苯相当于甲基取代了苯上的一个氢原子,正、负电中心不重合,属于极性分子,二者均为极性分子构成的物质,C正确;“杯酚”不能与C70形成包合物是由于C70不能与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子,并非是由于C70是非极性分子,D错误。
12.C 解析 [C(H2O)6]Cl2中C为+2价,[C(NH3)6]Cl3中C为+3价,故A正确;
[C(NH3)6]Cl3的配体为NH3,个数为6,中心离子的配位数为6,故B正确;
[C(NH3)5Cl]Cl2的电离方程式为[C(NH3)5Cl]Cl2══[C(NH3)5Cl]2++2Cl-,故和足量AgNO3溶液反应,得到沉淀的物质的量为2 ml,故C错误;
1 ml [C(NH3)5Cl]Cl2中含有6 ml配位键,1 ml NH3中含有3 ml σ键,共含有21 ml σ键,故D正确。
13.B 解析 Fe为26号元素,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,d区,A错误;K2[Fe(SCN)5]中,中心离子Fe3+提供空轨道,配体是SCN-,配位数是5,B正确;K4[Fe(CN)6]中含有离子键、极性共价键,但不存在非极性共价键,C错误;Fe4[Fe(CN)6]3的内界是[Fe(CN)6]4-,其中Fe元素为+2价,外界是Fe3+,D错误。
14.B 解析 C和Br原子核外有4个电子层,因此二者都是位于元素周期表的同一周期的元素,A正确;在上述两种化合物中C元素化合价为+3价,是C原子失去最外层的2个4s电子和失去1个3d电子后得到的离子,根据构造原理可知两种物质中基态钴离子最外层电子的轨道表示式均为,B错误;根据物质化学式可知①中钴离子的配位数为6,其中含有5个配体NH3、1个配体Br-,C正确;络合物中内界配离子不容易电离出来,而外界离子容易发生电离。根据两种钴的络合物化学式可知:①中Br-为内界配离子,向其中加入AgNO3溶液,无明显现象;②中Br-为外界离子,在溶液中容易电离,向其中加入AgNO3溶液,会产生浅黄色沉淀,实验现象不同,因此可用AgNO3溶液鉴别①和②,D正确。
15.C 解析 中心配离子中的配体在溶液中很难电离,已知0.1 ml氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时,只得到0.2 ml AgCl沉淀,说明该配合物的外界有2个氯离子,则其内界只有1个氯离子。
16.A 解析 A项,a中N原子有3个σ键电子对,含有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,Ca2+的配位数为6,错误;C项,a不是配合物,错误;D项,钙离子与N、O之间形成配位键,其他原子之间形成共价键,不含离子键,错误。
17.答案 (1)[Cu(NH3)4]SO4·H2O
(2)配位键、氢键
解析 (1)CuSO4与NH3·H2O反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,继续加入氨水,得到深蓝色溶液,即Cu(OH)2与NH3·H2O形成[Cu(NH3)4]2+,加入乙醇得到深蓝色晶体,该晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
(2)O和Cu2+之间构成配位键,H和O之间构成氢键。
18.答案 (1)[CBr(NH3)5]SO4 [CSO4(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀 (2)AD (3)2
解析 (1)C(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知C3+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,说明硫酸根离子在外界,则第一种配合物的结构式为[CBr(NH3)5]SO4;第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,无明显现象,则外界不是硫酸根离子,第二种配合物的结构式可表示为[CSO4(NH3)5]Br;第二种配合物的溶液中可电离出溴离子,滴加AgNO3溶液,产生AgBr沉淀,现象为生成淡黄色沉淀。
(2)配位化合物[Ti(NH3)5Cl]Cl2中含有6个配位键,1个NH3中含3个N—H,则1 ml [Ti(NH3)5Cl]Cl2中含有σ键的数目为(3×5+6)NA=21NA,A错误;[Ti(NH3)5Cl]Cl2中中心离子为Ti3+,B正确;配离子[Ti(NH3)5Cl]2+中配体为NH3和Cl-,则配位数是6,C正确;[Ti(NH3)5Cl]Cl2中外界有2个Cl-,则含1 ml [Ti(NH3)5Cl]Cl2的水溶液中加入足量AgNO3溶液,产生2 ml 白色沉淀,D错误。
(3)已知[C(NH3)6]3+的空间结构如题图,其中1~6处的小圆圈表示NH3,且各相邻的NH3间的距离相等(图中虚线长度相等)。C3+位于八面体的中心,若其中两个NH3被Cl-取代,所形成的[C(NH3)4Cl2]+的结构的数目为2,分别为两个Cl-位于邻位、两个Cl-位于对位。
19.答案 (1)BD
(2)H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-
(3)①+H2→C2H5OC2H5+H2O
②用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)
解析 (1)H3O+是H+与H2O分子通过配位键形成的;
H2SO4的结构式可以表示为,分子中存在配位键。
(2)硼原子可提供空轨道,H3BO3的电离是B原子和水分子中的氧原子形成配位键,同时产生H+表现出酸性。
(3)由题中所含配位键的物质的反应特点分析。