高中人教版 (2019)第四节 配合物与超分子课时训练

这是一份高中人教版 (2019)第四节 配合物与超分子课时训练，共12页。试卷主要包含了下列物质，已知CuCl2溶液中存在，下列关于超分子的叙述中正确的是，利用超分子可分离C60和C70等内容，欢迎下载使用。
题组一 配位键与配合物
1.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
2.(2020辽宁凌源二中高二网测)下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是(深度解析)
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
3.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
4.(1)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)。
(2)配离子[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是 (填元素符号)。深度解析
题组二 配合物的性质
5.(2021山东烟台高二期末)已知CuCl2溶液中存在:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄绿色)+4H2O。下列说法错误的是( )
A.[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-中Cu2+的配位数均为4
B.加一定量水时,溶液会变成蓝色
C.加一定量氯化钠溶液,溶液一定变为黄绿色
D.向含有两种配离子的CuCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,会产生蓝色沉淀
6.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SO42-
D.配合物[Ag(NH3)2]OH的配位数为6
7.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,立即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): 。
(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
8.下列关于超分子的叙述中正确的是( )
A.超分子就是高分子
B.超分子都是无限伸展的
C.形成超分子的微粒都是分子
D.超分子具有分子识别和自组装的特征
9.(2021山东聊城高二月考)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
10.(原创)冠醚能与阳离子,尤其是与碱金属离子作用,并且随环的大小不同而与不同的金属离子作用。12-冠-4与锂离子作用而不与钠离子、钾离子作用;18-冠-6与钾离子作用(如图),还可与重氮盐作用,但不与锂离子或钠离子作用。下列说法错误的是( )
A.18-冠-6中C和O的杂化轨道类型相同
B.18-冠-6与钾离子作用,不与锂离子或钠离子作用,这反映了超分子的“分子识别”的特征
C.18-冠-6与钾离子作用反映了超分子的自组装的特征
D.冠醚与碱金属离子作用的原理与其可作相转移催化剂的原理有关
能力提升练
题组一 配位键与配合物的综合考查
1.(2021海南儋州高二月考,)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
2.(2020四川邻水实验学校高二阶段检测,)若X、Y两种粒子之间可形成配位键,则下列说法正确的是(深度解析)
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
3.()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
题组二 配合物的性质及其综合应用
4.(2020山东滕州一中高二月考,)下列配合物的水溶液中加入硝酸银不能生成沉淀的是( )
A.[C(NH3)4Cl2]Cl B.[C(NH3)6]Cl3
C.[Cu(NH3)4]Cl2 D.[C(NH3)3Cl3]
5.(2020湖北襄阳一中高二月考,)1 ml C(Ⅲ)的八面体配合物CClm·nNH3与AgNO3溶液反应生成1 ml AgCl沉淀,则m、n的值是(深度解析)
A.m=1,n=5 B.m=3,n=4
C.m=5,n=1 D.m=4,n=5
6.(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
7.(原创,)尿素是我国氮肥的主导品种,但土壤中广泛存在的脲酶能快速催化尿素水解成NH3,使肥效大大降低。Schiff碱的金属配合物是一种高效绿色的配合物型脲酶抑制剂,引起了国内外学者的广泛关注。以下是一种Schiff碱的铜配合物的合成过程,下列说法正确的是( )
A.1 ml该配合物含σ键为24 ml
B.该配合物中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
C.该配合物中心离子为Cu2+,配位数为4
D.向该配合物中滴加FeCl3溶液,溶液变红
8.(原创,)近些年来,随着电子信息化技术的不断发展,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.该配合物中配位原子为Cl、C、P,配位数为6
B.1 ml该配合物有6 ml配位键
C.该钌配合物中Si原子的杂化方式为sp3
D.非金属元素电负性大小顺序为O>Cl>P>Si
答案全解全析
基础过关练
1.B ①H3O+中氢离子提供空轨道、H2O中O原子提供孤电子对,该微粒中含有配位键;②[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供空轨道、NH3中的N原子提供孤电子对,该微粒中含有配位键;③CH3COO-中不存在含有空轨道的原子,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,该微粒中不存在配位键;⑤CH4中没有含空轨道和孤电子对的原子,该微粒中不存在配位键;选B。
2.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。
反思升华 注意形成配位化合物的条件:有提供空轨道的中心原子或离子,有提供孤电子对的配位体,[Cu(H2O)4]2+中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。
3.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。
4.答案 (1)3CaF2+Al3+ 3Ca2++[AlF6]3- (2)O
解析 (1)CaF2中存在沉淀溶解平衡:CaF2(s) Ca2+(aq)+2F-(aq),溶液中的F-与Al3+形成配离子[AlF6]3-,使沉淀溶解平衡向右移动,导致氟化钙溶解。(2)H2O分子中的O原子有孤电子对,能与Cr3+形成配位键。
归纳总结 形成配合物后,物质的性质会发生一定的变化,主要有三个方面的变化:
(1)一些难溶于水的金属化合物形成配合物后,易溶解;
(2)一些简单离子形成配合物时颜色会发生改变,利用此性质可检验离子的存在;
(3)形成配合物后,物质的稳定性增强。
5.C 从配离子[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-的组成可以看出,中心离子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正确;加一定量水时,溶液浓度减小,平衡逆向移动,所以溶液会变成蓝色,B正确;氯化钠溶液中含有Cl-和水,若原溶液中加入NaCl固体,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,所以无法确定平衡如何移动,也就不能确定平衡后溶液的颜色,C不正确;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,并不断促进两种配离子发生电离,D正确。
6.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。
7.答案 (1)[C(NH3)6]Cl3 [C(NH3)5Cl]Cl2 [C(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[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。
8.D 有些超分子不是高分子,有些超分子是高分子,A项错误;超分子这种分子聚集体有的是有限的,有的是无限伸展的,B项错误;形成超分子的微粒也包括离子,C项错误;超分子的特征是分子识别和自组装,D项正确。
9.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。
10.C 18-冠-6中C和O都是sp3杂化,A项正确;18-冠-6与钾离子作用,不与锂离子或钠离子作用,反映了超分子的“分子识别”的特征,故B项正确,C项错误;由于冠醚是皇冠状分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,把无机物带入有机物中,它可以作为相转移催化剂也是基于这个原理,D项正确。
能力提升练
1.B 配位化合物[C(NH3)5Cl]Cl2的内界为[C(NH3)5Cl]2+,中心离子为C3+,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;[C(NH3)5Cl]2+中,中心离子C3+提供空轨道,N和Cl提供孤电子对,B正确;[C(NH3)5Cl]2+中氨气分子内存在N—H共价键,C3+与氨分子之间形成配位键,C3+与Cl-之间也形成配位键,则[C(NH3)5Cl]2+中有配位键、共价键,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。
2.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。
3.A A项,a中N原子有3对σ键电子对,1对孤电子对,b中N原子有4对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。
4.D [C(NH3)4Cl2]Cl、[C(NH3)6]Cl3、[Cu(NH3)4]Cl2在水溶液都中能电离出氯离子,所以能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,A、B、C不符合题意;[C(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。
5.B C(Ⅲ)的八面体配合物CClm·nNH3呈电中性,因为NH3为分子,所以m的值为3,而1 ml该配合物与AgNO3溶液作用生成1 ml AgCl沉淀,则其内界中含2个氯离子,又因为该配合物为八面体,所以中心原子的配位数为6,n的值为4,即该配合物的化学式是[C(NH3)4Cl2]Cl,故选B。
6.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↓+2NH4+,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,还有一个孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力较大,但与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,该过程中未发生化学反应,D项错误。
7.C 根据该配合物的结构可知,1 ml该配合物中含σ键共39 ml,A错误;SCN-中碳原子杂化方式为sp杂化、苯环和CN键中碳原子杂化方式为sp2杂化、其余碳原子杂化方式为sp3杂化,B错误;中心离子Cu2+的配位数为4,C正确;SCN-与Cu2+形成配位键,无法与Fe3+结合生成硫氰合铁离子,溶液不变红色,D错误。
8.B 该配合物中配位原子为Cl、C、P,配位数为6,故A正确;该配合物钌原子形成6个配位键,还有C← O,C与O形成了配位键,1 ml该物质中有7 ml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;该物质中,非金属元素电负性大小顺序为O>Cl>P>Si,故D正确。