高中化学第二单元 配合物的形成和应用说课ppt课件

这是一份高中化学第二单元 配合物的形成和应用说课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了基础知识·准落实，关键能力·细培养，教学效果·勤检测，学科素养·稳提升等内容，欢迎下载使用。
分点突破（一）　配合物的形成
（1）实验操作（填写表中空格）
生成的Cu（OH）2蓝色沉淀溶于浓氨水　
（2）研究表明，反应生成的深蓝色溶液含有[Cu（NH3）4]2＋，说 明[Cu（NH3）4]SO4溶于水发生电离，电离方程式为 ⁠ ⁠。
（3）[Cu（NH3）4]2＋（配离子）的形成：氨分子中氮原子的 ⁠ 进入Cu2＋的 ，Cu2＋与NH3分子中的氮原 子通过共用氮原子提供的 形成配位键。配离子 [Cu（NH3）4]2＋可表示为下图所示结构。
由提供 的分子或离子（称为配位体）与接 受 的原子或离子（称为中心原子）以 ⁠ 结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。
如[Cu（NH3）4]SO4、[Ag（NH3）2]OH等均为配合物。
（3）组成——以[Zn（NH3）4]SO4为例
②[Zn（NH3）4]SO4组成图示
3. 配合物离子的空间结构
配合物Pt（NH3）2Cl2的中心原子是 ，配位体 是 ⁠。
①Pt（NH3）2Cl2为平面四边形结构，2个相同的配位体在Pt原 子的同一侧的称为顺式Pt（NH3）2Cl2（常称为“顺铂”）， 不在同一侧的称为反式Pt（NH3）2Cl2（常称为“反铂”）。 分别写出其结构简式：  （顺 式）、  （反式）。
②结论：含有 配位体的配合物，若配位 体在空间的 不同，就能形成不同几何构型的配 合物，其结构不同， 也有差异，互为同分异构体。
（2）常见配合物离子的空间结构
4. 三点提醒（1）许多过渡金属离子对多种配位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。
（2）有些配合物是由中心原子与配位体构成的，如Ni（CO）4、 Fe（CO）5等。
1. 请利用有关配位键的知识，分析Cu2＋与NH3分子是如何形成[Cu （NH3）4]2＋的？
提示：NH3分子中氮原子的孤电子对进入Cu2＋的空轨道，Cu2＋与 NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。
2. 根据[Zn（NH3）4]SO4中配位键的形成，总结配位键形成的条件。
提示：中心原子：提供空轨道接受孤电子对。
配位体：提供孤电子对。
3. 配合物[C（NH3）5Cl]Cl2中的中心原子、配位体分别是什么？配 位数是多少？1 ml该配合物与足量AgNO3溶液反应生成AgCl的物 质的量是多少？
提示：C3＋；NH3、Cl－；6；2 ml。
提示：C的电负性比N小，吸引孤电子对的能力比N弱。
1. （2024·南京高二检测）下列关于配合物的说法不正确的是（　　）
解析：　配合物中中心原子与配位体间是以配位键相结合，配离 子与酸根离子间是以离子键相结合，B项错误；配位数指形成配离 子时配位原子的个数，不同中心原子的配位数可能相同也可能不 同，D项正确。
2. 向盛有CuSO4溶液的试管中滴加浓氨水，先生成难溶物，继续滴加 浓氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法 正确的是（　　）
分点突破（二）　配合物的应用
1. 检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成
（1）银氨溶液——用于检验醛基
AgNO3溶液 AgOH [Ag（NH3）2]OH
实验现象： ⁠。
反应的离子方程式： ⁠ ， ⁠。
先产生白色沉淀，后沉淀溶解　
②银镜反应：将银氨溶液置于试管中，加入葡萄糖溶液，将 试管放在 中缓慢加热。
实验现象：试管壁有光亮的 生成。
实验步骤：向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液。
实验现象： ⁠。
（3）分离Cu2＋和Fe3＋
①实验步骤：在两支试管中分别加入2 mL 0.01 ml·L－1的硫 酸铜和0.01 ml·L－1硫酸铁的混合溶液，向一支试管中滴加 10％的NaOH溶液，向另一支试管中滴加浓氨水。
②实验现象：滴加NaOH溶液的试管中，生成蓝色和红褐色沉 淀；滴加浓氨水的试管中，先生成蓝色和红褐色沉淀，之后 蓝色沉淀逐渐溶解，红褐色沉淀不溶解。
－ n）＋（ n ≤6）　
2. 其他应用（1）在生产中的应用配合物广泛应用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼等领 域。（2）在尖端研究领域中的应用激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等。（3）在生命体中的应用许多酶的作用与其结构中含有形成配位键的金属离子有关。
3. 配合物的形成对物质性质的影响
（1）对溶解性的影响：某些难溶物形成配合物时可使溶解度增 大。如AgOH可溶于氨水中，I2在浓KI溶液中比在水中的溶解 度大得多。
（2）颜色的改变：当简单离子形成配离子时其性质往往有很大差 异。我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子形成。如 Fe3＋与SCN－在溶液中可生成血红色的铁的硫氰酸根配离子。 无水CuSO4为白色，溶于水得蓝色溶液，就是因为Cu2＋与 H2O形成了天蓝色的[Cu（H2O）4]2＋。
（3）稳定性增强：配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键 越强，配合物越稳定。例如，血红蛋白中的Fe2＋与CO形成的 配位键比Fe2＋与O2形成的配位键强，因此血红蛋白中的Fe2＋ 与 CO结合后，就很难再与O2结合，血红蛋白失去输送氧气 的功能，从而导致人体CO中毒。
1. 第二次世界大战时丹麦沦陷，著名科学家、诺贝尔奖获得者玻尔巧 妙地用“王水”（浓盐酸和浓硝酸的混合物）把金质奖章溶解，并 保存在一个容器中，战后玻尔又从溶液中还原出黄金并重新铸成奖 章，其中黄金溶于王水的原理是什么？
2. CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是（用离子方程式 表示，已知[AlF6]3－在溶液中可稳定存在）。
提示：炼金废水中含有配合物[Au（CN）2]－和[Zn（CN）4]2－， 它们可产生有毒的CN－，H＋与CN－结合生成的HCN，毒性更强， 可导致鱼类等水生生物死亡，因此不能任意排放。
解析：　从[Cu（H2O）4]2＋、[CuCl4]2－的组成可以看出，Cu2＋ 分别与4个H2O、4个Cl－形成配位键，所以Cu2＋的配位数均为4，A 项正确；加一定量水时，平衡逆向移动，溶液会变成蓝色，B项正 确；氯化钠溶液中含有Cl－和水，若原溶液中加入NaCl，平衡正向 移动，若加入水，平衡逆向移动，由于氯化钠溶液的浓度未知，不 能确定平衡移动方向，也就不能确定平衡后溶液的颜色，C项错 误；向含有两种配离子的CuCl2溶液中滴加少量NaOH溶液，Cu2＋ 会与OH－反应生成Cu（OH）2蓝色沉淀，D项正确。
2. 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（　　）
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价，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。
3. （2023·徐州一中高二期末）丁二酮肟镍是丁二酮肟在碱性溶液 （pH＝8～9）中与Ni2＋发生反应生成的沉淀，该反应常用于实验 室中检验镍离子。丁二酮肟镍的结构如图所示，下列对该物质的分 析与判断中，正确的是（　　）
解析：　该物质中Ni2＋具有空轨道，是配合物的中心原子，A错 误；该物质中C原子的最外层电子均用来形成化学键，不存在孤电 子对，B错误；该物质中含有的化学键为共价键和配位键，C正 确；甲基上碳原子杂化类型为sp3杂化，环上碳原子杂化类型为sp2 杂化，D错误。
配合物的结构与性质（理解与辨析）
【典例】　配位化学创始人维尔纳发现，取CCl3·6NH3（黄色）、 CCl3·5NH3（紫红色）、CCl3·4NH3（绿色）和CCl3·4NH3（紫色） 四种化合物各1 ml，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，产生氯化银 沉淀的物质的量分别为3 ml、2 ml、1 ml和1 ml。
（1）请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CCl3·6NH3： 　　；
CCl3·5NH3： 　　；
CCl3·4NH3（绿色和紫色）： 　　。
提示：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[C （NH3）6]Cl3、[C（NH3）5Cl]Cl2、[C（NH3）4Cl2]Cl、[C （NH3）4Cl2]Cl，最后两种物质结构不同。
（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，中心原子的配位数都是 　　。
【规律方法】1. 形成配合物的中心原子必须存在空轨道，配位体都存在着孤电子 对。当配位体接近中心原子时，为了增加成键能力，中心原子用能 量相近的空轨道杂化，配位体的孤电子对填到中心原子已杂化的空 轨道中形成配离子。配离子的空间结构、配位数及稳定性等主要决 定于杂化轨道的数目和类型。2. 配合物的稳定性配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳 定。当作为中心原子的金属原子（或离子）相同时，配合物的稳定 性与配位体的性质有关。
（1）电子对给予体形成配位键的能力：NH3＞H2O。
（2）接受体形成配位键的能力：H＋＞过渡金属＞主族金属。
（3）配位键越强，配合物越稳定。如稳定性：Cu2＋←OH－＜Cu2＋ ←NH3＜H＋←NH3。
1. 有三个组成均为CrCl3·6H2O的配合物，甲为亮绿色，乙为暗绿色， 丙为紫色，相同物质的量的甲、乙、丙的水溶液中加入足量的 AgNO3溶液，析出AgCl的物质的量之比为2∶1∶3。已知铬的配位 数为6，下列说法正确的是（　　）
解析： 　由题意知，甲、乙、丙分子式相同，结构不同，属于不 同的物质；甲、乙、丙中的配位数均是6，故甲、乙中配位体除了 Cl－还有水，丙中配位体不含Cl－；化合物中铬元素化合价相同， 均为＋3价，甲的化学式应为[CrCl（H2O）5]Cl2·H2O。
2. 含Fe3＋的配合物呈现不同的颜色，如[Fe（H2O）6]3＋呈淡紫色（稀 溶液时为无色），[FeCl4]－、[Fe（H2O）5（OH）]2＋呈黄色。在 黄色Fe（NO3）3溶液中，加入稀硝酸至溶液接近无色，用该无色溶 液做实验，现象如下：
下列说法错误的是（　　）
解析： 　根据[Fe（H2O）6]3＋呈淡紫色（稀溶液时为无色），在 黄色硝酸铁溶液中加入稀硝酸至溶液接近无色，该溶液中存在[Fe （H2O）6]3＋，该溶液分为两份，其中一份加入3滴1 ml·L－1 NaOH溶液，溶液变为黄色溶液，即该溶液中含有[Fe（H2O）5 （OH）]2＋；另一份中加入3滴1 ml·L－1NaCl溶液，得到黄色溶 液，该溶液中含有[FeCl4]－，据此分析。[Fe（H2O）6]3＋中，中心 原子是Fe3＋，提供空轨道，H2O为配体，O提供孤电子对，A正 确；黄色Fe（NO3）3溶液中存在H2O和OH－，因此该溶液中也存在 少量的[Fe（H2O）5（OH）]2＋，B正确；
（1）所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比 1∶1配合所得离子显血红色。含该离子的配合物的化学式 是 ⁠。
解析： Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子，因此 含该离子的配合物的化学式是[Fe（SCN）]Cl2。
[Fe（SCN）]Cl2　
（2）铁的另一种配合物铁氰化钾{K3[Fe（CN）6]}俗称赤血盐， 可用于检验Fe2＋，两者反应生成带有特征蓝色的沉淀，该赤 血盐中心原子的配位数为 ，请写出一种与其配位体互为等 电子体的分子： ⁠。
解析： 铁氰化钾{K3[Fe（CN）6]}俗称赤血盐，其中心原子的配位数为6，根据等电子原理，与CN－互为等电子体的分子有CO、N2。
1. 下列关于配合物的叙述错误的是（　　）
解析：　配合物中一定含有配位键，也可能含有其他化学键，A 项正确，B项错误；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项正确；配合物在诸多领域都有广泛应用， D项正确。
2. （2024·镇江高二检测）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（　　）
解析： 　配合物[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O的配位体是Cl－和H2O， 配位数是6，A错误；中心原子是Ti3＋，B错误；配合物[TiCl （H2O）5]Cl2·H2O的内界Cl－的数目为1，外界Cl－的数目为2，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Cl－与Ag＋反应，内界Cl－不与Ag＋反应，D错误。
3. （2024·淮安高二检测）下列说法错误的是（　　）
写出沉淀溶解生成深蓝色溶液的离子方程式 ⁠ ⁠。
Cu（OH）2＋
1. 关于配合物[Zn（NH3）4]Cl2的说法正确的是（　　）
解析： 　Zn2＋的配位数是4，A错误；该配合物中氮原子提供孤电 子对，所以NH3是配位体，B错误；[Zn（NH3）4]Cl2中外界是Cl －，内界是[Zn（NH3）4]2＋，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，属于 特殊共价键，不属于离子键，D错误。
2. 向盛有硝酸银水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（　　）
解析： 　在配合物离子[Ag（NH3）2]＋中，Ag＋提供空轨道， NH3中氮原子提供孤电子对，形成配位键，A正确； [Ag（NH3） 2]OH为强电解质，在水中完全电离为[Ag（NH3）2]＋和OH－，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，存在N—H共价键，配位键属于特殊共价键，没有离 子键，C错误；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。
3. 某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液 反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物 的说法中正确的是（　　）
解析： 　在PtCl4·2NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成，以 强碱处理无NH3放出，说明Cl－、NH3均处于配合物的内界，故该 配合物中中心原子的配位数为6，电荷数为4，Cl－和NH3分子均与 Pt4＋配位，A、D错误，C正确；因为配位体在中心原子周围配位时 采取对称分布状态以达到能量上的稳定状态，Pt4＋的配位数为6， 则该配合物的空间结构为八面体形，B错误。
4. （2024·泰州高二检测）铜是人类最早使用的金属之一，铜的化合 物丰富多彩。
（1）Cu在周期表中位于 区，Cu2＋外围电子排布式为 ⁠。
解析： Cu为29号元素，位于周期表中第4周期ⅠB族，属于ds区；Cu2＋外围电子排布式为3d9。
（2）邻氨基吡啶（ ）的铜配合物在有机合成中有重要作 用。C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为 ；1 ml 中σ键的数目为 。邻氨基吡啶的铜配合物结 构简式如下图所示，C原子轨道杂化类型为 ⁠。
解析：C、N、O为同周期元素，随核电荷数的增加第一电离能呈增大趋势，但因氮最外层为半满稳定结构，其第一电离能大于O，三者第一电离能：N＞O＞C；1 ml 中含13 ml σ键，σ键的数目为13 NA；由结构简式可知该物质甲基中的C原子为sp3杂化，其余C原子采用sp2杂化。
（3）向CuSO4溶液中加入过量氨水再加少许乙醇可以析出蓝色晶 体[Cu（NH3）4]SO4·H2O。
①NH3分子中H—N—H键角为107°，在[Cu（NH3）4]2＋中 H—N—H键角近似109.5°，键角变大的原因是 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠。
NH3分子中N
原子的孤电子对与Cu2＋形成配位键后，N—Cu键的成键电子
对相比NH3中的孤电子对对N—H键的排斥力变小，所以[Cu
（NH3）4]2＋中H—N—H键角变大　
②NF3与NH3均为三角锥形分子，NF3分子中的氮原子不易与 Cu2＋形成配离子，请从电负性角度分析其原因是 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠。
比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子对其孤
电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2
解析：①NH3分子中N原子的孤电子对与Cu2＋形成配位键后，N—Cu键的成键电子对相比NH3中的孤电子对对 N—H键的排斥力变小，所以[Cu（NH3）4]2＋中H—N—H键角变大；②F的电负性比N大，N—F成键电子对向F 偏移，导致NF3中N原子对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子。
题组二　配合物的应用5. 配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是（　　）
解析：　D项中Cu2＋和NH3可形成[Cu（NH3）4]2＋，Zn2＋和NH3 也可形成[Zn（NH3）4]2＋。
6. 氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合 物，其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法错误的是 （　　）
解析：　由题图可知，此配离子中中心原子是Fe3＋，配位数为 6，A正确；该配离子中碳原子形成双键和单键，其杂化类型有 sp2、sp3，B正确；该配离子中含有的化学键有共价键、配位键，不 含离子键，C错误；该配离子含有的非金属元素有C、O、H，根据 它们的非金属性可知，电负性最小的是H，D正确。
7. KSCN溶液是检验Fe3＋的理想试剂。
（1）向试管中的FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液，产生的现象 是 ⁠。
溶液由黄色变为血红色　
解析：Cl－与K＋的物质的量之比为3∶2，FeCl3与KSCN 的物质的量之比为1∶2。
（3）若含[Fe（SCN） n ]（3－ n）＋（ n 为1～6的整数）的配合物中没 有离子键，该配合物的化学式为 ⁠。
解析：当 n ＝3时，[Fe（SCN） n ]（3－ n）＋变为Fe（SCN）3，此时它只含共价键和配位键。
8. （2024·淮安高二检测）关于配合物
9. 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，则氯化铬溶于水形成的含铬阳离子为（　　）
解析：　配合物内界中的离子在溶液中很难电离，已知含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，说明该配合物的外界有2个氯离子，则其内界只有一个氯离 子，C项正确。
10. 在碱性溶液中，Cu2＋可以与缩二脲形成紫色配合物离子，其结构 如图所示。下列说法错误的是（　　）
解析：　根据同周期主族元素的电负性由左到右逐渐增大，同 主族元素的电负性由上到下逐渐减小，可知该配离子中的非金属 元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H，A项正确；根据配合物离 子的结构可知，铜离子形成4个共价键，配位原子为N和O，B项正 确；基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，C项正确；N原子和 O原子可与水分子中的H原子形成氢键，水分子中的O原子也可与 配合物离子中的H原子形成氢键，D项错误。
11. 许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力，能形成多种配 合物。下列说法正确的是（　　）
解析：　加入足量的AgNO3溶液，外界Cl－与Ag＋反应生成AgCl 沉淀，内界配位离子Cl－与Ag＋不能反应，A错误；配合物Ni （CO）4常温下呈液态，是含有极性键的非极性分子，根据“相 似相溶规则”可知，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，B正确；配合物 [Cu（NH3）4]SO4·H2O的配位体为NH3，C错误；配合物[Ag （NH3）2]OH的配位体为NH3，配位数为2，D错误。
12. （2024·连云港高二检测）白铜是以镍为主要添加元素的铜基合 金，呈银白色，有金属光泽，故名白铜。公元4世纪时东晋常璩的 《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜 （铜镍合金）文明中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰 品。回答下列问题：
（1）Ni2＋的核外电子排布式为 ，3d轨道上的 未成对的电子数为 ⁠。
解析：Ni元素原子核外电子数为28，失去2个电子形成Ni2＋，故Ni2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8，其3d 轨道上的未成对的电子数为2。
1s22s22p63s23p63d8　
解析：Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，3d轨道上有5个电子，故[Mn（H2O）6]2＋有颜色。
（4）已知CO与N2互为等电子体，且CO分子中各原子均满足8电 子稳定结构，Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni（CO） 4，1 ml Ni（CO）4中含有 ml配位键。
解析：1个CO分子中有1个σ键、1个π键和1个配位键，Ni（CO）4中Ni和CO之间还有4个配位键，故1 ml Ni（CO）4中含有8 ml配位键。
（5）单质铜及镍都是由 键形成的晶体，元素铜与镍的第二 电离能分别为 ICu＝1 959 kJ·ml－1， INi＝1 753 kJ·ml－1， ICu＞ INi的原因是 ⁠ ⁠ ⁠。
解析：单质铜及镍都是金属单质，是由金属键形成的晶体，元素铜与镍的第二电离能满足 ICu＞ INi的原因是Ni＋失去的是4s1电子，而Cu＋失去的是全充满的3d10电子，需吸收更多的能量，所以元素铜的第二电离能高于镍。
Ni＋失去的是4s1电子，而Cu＋失去的是全
充满的3d10电子，需要的能量更多，所以元素铜的第二电离