高中化学人教版 (2019)选择性必修2第四节 配合物与超分子精品达标测试

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第四节 配合物与超分子精品达标测试，共12页。试卷主要包含了了解几种常见的配离子的性质，了解超分子特点和应用，解析等内容，欢迎下载使用。


课程目标
1．了解配位键的特点及配合物理论，能说明简单配合物的成键情况。
2．了解几种常见的配离子的性质。
3．了解超分子特点和应用
图说考点
基 础 知 识
[新知预习]
一、配合物理论简介
1．实验探究配合物
2.配位键
(1)概念：____________由一个原子单方面提供跟另一个原子共用的共价键，即“__________________”，是一类特殊的共价键。
(2)形成条件：电子对给予体具有__________，而接受体有__________。
(3)表示
配位键可以用A→B表示，其中A是________孤电子对的原子，B是________孤电子对的原子。例如[Cu(NH3)4]2＋可表示为________________________。
3．配位化合物
通常把________(或原子)与某些分子或离子(称为________)以________结合形成的化合物称为________________。
二、超分子
1．定义
超分子是由两种或两种以上的分子通过________形成的分子聚集体。
2．应用
(1)分离 C60和C70：将C60和C70的混合物加入一种超分子“杯酚”中，能够将体积较小的________装下。
(2)冠醚识别碱金属离子：根据教材P99表3－6可知：18­冠­6超分子可识别的碱金属离子是________。
[即时性自测]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对。( )
(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)Cu(OH)2既能溶于盐酸又能溶于氨水，是因为Cu(OH)2显两性。( )
(5)Ca2＋与NH3形成的配合物比Cu2＋与NH3形成的配合物更稳定。( )
(6)含有多种分子的混合物就是超分子。( )
(7)超分子不仅能与分子结合也可结合某些离子。( )
2．我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，其微观结构如图所示，下列叙述中正确的是( )
A．SiO2是两性氧化物，既可与NaOH反应又可与HF反应
B．SiO2超分子纳米管可能选择性结合某些分子或离子
C．SiO2是光导纤维的成分，具有导电性
D．水晶和玛瑙主要成分均为SiO2，均属于共价晶体
3．回答下列问题：
(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心离子是________，配位原子是________，配位数是________，它的电离方程式是____________________。
(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，观察到的现象是________________________。
(3)[Ag(NH3)2]OH含有的化学键种类有________．
A．离子键 B．σ键 C．π键
D．氢键 E．配位键
(4)1 ml[Ag(NH3)2]OH含有的σ键数目为：________个。
技 能 素 养
提升点 配位化合物的结构与性质
[例] 大环配位体可用于金属蛋白质化学模拟，合成离子载体等；如图为冠醚(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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
eq \x(状元随笔) 配位键的形成条件是一方有空道，另一方有孤电子对。
[提升] (1)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________。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色。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，还能以其他个数比配合。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配合所得离子显血红色，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：
________________________________________________________________________。
[关键能力]
配位化合物的结构与性质
1．配位化合物的结构
(1)定义：通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)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：金属离子(原子)叫做中心离子(原子)，中性分子或者阴离子叫做配体。
例如把CuSO4固体溶于足量水中就会生成[Cu(H2O)4]SO4(硫酸四水合铜)称为配位化合物，[Cu(H2O)4]2＋(四水合铜离子)称为络(配)离子。在[Cu(H2O)4]2＋中，Cu2＋是中心离子，H2O是配体，即H2O是电子给予体。
(2)组成
①中心离子：一般是金属离子，常见的有Fe2＋、Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Ni2＋等，特别是过渡金属离子很容易形成配合物，这是因为多数过渡金属的离子含有空轨道。
②配体：含有孤电子对的分子或离子，如NH3、CO、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－、CN－等。
③配位数：直接同中心离子(或原子)配位的配体的数目为该中心离子(或原子)的配位数。一般中心离子(或原子)的配位数是2、4、6、8。
(3)结构组成：在配合物[C(NH3)6]Cl3中，C3＋为中心离子，6个NH3分子为配体。中心离子与配体构成配合物的内界，通常把它们放在括号内，Cl－称为配合物的外界。内、外界之间以离子键结合，在水中全部电离。
2．配合物的形成对物质性质的影响
(1)配合物对物质溶解性的影响
一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶解于含过量的Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。
(2)离子颜色的改变
当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异，颜色发生变化就是一种常见的现象，我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。例如，Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是血红色的。
反应的离子方程式如下：
Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n
(3)稳定性增强——配合物在生命科学中的应用
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离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，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，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。
eq \x(状元随笔) 配位键与共价键的区别：
(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，另一方具有能够接受孤电子对的空道。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，如在NHeq \\al(＋,4)中有三个普通共价键、一个配位键，但四者是完全相同的。
(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NHeq \\al(＋,4))。
形成性自评
1．向盛有硫酸铜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。下列对此现象说法正确的是( )
A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变
B．沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2＋
C．配位化合物中只有配位键
D．在配离子[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供孤电子对，NH3提供空轨道
2．下列不属于配位化合物的是( )
A．[Cu(H2O)4]SO4·H2O
B．[Ag(NH3)2]OH
C．KAl(SO4)2·12H2O
D．Na[Al(OH)4]
3．下列关于配位化合物的叙述中正确的是( )
①过渡金属配合物远比主族金属配合物多
②[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对，两者结合形成配位键
③配位化合物中必定存在配位键
④配位键仅存在于配位化合物中
A．①②④ B．①④
C．①③ D．①②③
4．配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。请指出配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数( )
A．Cu2＋、NH3、＋2、4 B．Cu＋、NH3、＋1、4
C．Cu2＋、OH、＋2、2 D．Cu2＋、NH3、＋2、2
5．气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示。请将图中你认为是配位键的斜线加上箭头。
6.回答下列问题：
(1)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。下列说法不正确的是________(填字母)。
a．[Cu(NH3)4]SO4组成元素中电负性最大的是N元素
b．CuSO4晶体及[Cu(NH3)4]SO4·H2O中S原子的杂化方式均为sp3
c．[Cu(NH3)4]SO4·H2O所含有的化学键有离子键、共价键和配位键
d．NH3分子内的H—N—H键角大于H2O分子内的H—O—H键角
e．SOeq \\al(2－,4)的立体构型为正四面体形
f．[Cu(NH3)4]2＋中，N原子是配位原子
g．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化
(2)配离子[Cu(NH3)2(H2O)2]2＋的中心离子是________，配体是________，配位数为________，其含有微粒间的作用力类型有________。
eq \x(温馨提示：请完成课时作业13)
第四节 配合物与超分子
基础知识
新知预习
一、
1．蓝色沉淀 溶解 深蓝色晶体 血红色
2．共用电子对 电子对给予－接受键 孤电子对 空轨道 给予 接受
3．金属离子 配体或配位体 配位键 配位化合物(配合物)
二、
1．分子间相互作用
2．(1)C60 (2)K＋、Rb＋
即时性自测
1．(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
2．答案：B
3．答案：(1)Ag＋ N 2 [Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2]＋＋OH－
(2)先有白色沉淀，后来白色沉淀溶解
(3)A、B、E (4)9NA
技能素养
例 解析：(1)该化合物的C—C键为非极性建；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答案：(1)abc (2)H提升 解析：(1)由题意知，四种配合物中每1个配合物所含自由氯离子的数目分别为3、2、1、1，则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，最后两种应互为同分异构体。
(2)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形成络离子时，写化学式要用Cl－和K＋分别平衡络离子的电荷，使络合物呈电中性。
答案：(1)①[C(NH3)6]Cl3 [C(NH3)5Cl]Cl2 [C(NH3)4Cl2] Cl ②它们互为同分异构体 ③6
(2)①空轨道 孤电子对 ②[Fe(SCN)]Cl2
③FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl
形成性自评
1．解析：发生的反应为Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NHeq \\al(＋,4)，Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－，Cu2＋转化为配离子，浓度减小，A错误；[Cu(NH3)4]2＋是深蓝色的，B正确；配位化合物中一定含有配位键，但也含有其他化学键，C错误；Cu2＋具有空轨道，而NH3具有孤电子对，所以Cu2＋提供空轨道，NH3提供孤电子对，D错误。
答案：B
2．解析：C中KAl(SO4)2·12H2O属于复盐，不是配合物。
答案：C
3．解析：①许多过渡金属离子(或原子)都有接受孤电子对的空轨道，对多种配体具有较强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多，①正确；②配离子中中心原子提供空轨道，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，两者结合形成配位键，②正确；③配合物中一定含有配位键，③正确；④配位键不仅存在于配位化合物中，其他化合物中也可能有配位键，例如铵根离子中，④错误。
答案：D
4．解析：配合物[Cu(NH3)4](OH)2中，Cu2＋为中心离子，NH3为配体，电荷数为＋2，配位数为4。
答案：A
5．解析：本题考查配位键的形成条件。配位键的箭头指向提供空轨道的一方。Cl原子最外层有7个电子，通过1对共用电子对就可以形成1个单键，另有3对孤电子对，所以气态氯化铝(Al2Cl6)中，与2个铝形成共价键的氯原子中，有1个键是配位键，并由氯原子提供电子，铝原子提供空轨道。Cl原子最外层有7个电子，Al原子最外层有3个电子，图中每个键代表1对共用电子对，据此可从左(或右)上(或下)角的1个Cl原子开始，尝试写出Al2Cl6的电子式，如下(“·”为Cl原子提供的电子，“×”为Al原子提供的电子)：。
答案：或
6．解析：(1)电负性：O>N，a不正确；S原子与4个O原子形成共价键，所以S原子采取sp3杂化，b正确；[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中SOeq \\al(2－,4)与[Cu(NH3)4]2＋以离子键结合，NH3、SOeq \\al(2－,4)、H2O中含有共价键，[Cu(NH3)4]2＋含有配位键，c正确；NH3分子内N原子有1对孤电子对，H2O分子中O原子有2对孤电子对，H2O分子中孤电子对对共用电子排斥作用大，所以H2O分子中H—O—H键角小于NH3分子中H—N—H键角，d正确；SOeq \\al(2－,4)中S原子以4个σ键与4个O原子结合，S采取sp3杂化，故SOeq \\al(2－,4)为正四面体形，e正确。
(2)由书写形式可以看出其中心离子是Cu2＋，配体是H2O、NH3两种，配位数为4，[Cu(NH3)2(H2O)2]2＋含有微粒间作用力有配位键以及极性共价键。
答案：(1)ag (2)Cu2＋ NH3、H2O 4 配位键、极性共价键
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后，试管中首先出现________，氨水过量后沉淀逐渐________，得到深蓝色透明溶液，此时若滴加乙醇，析出__________
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NHeq \\al(＋,4)
Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
[Cu(NH3)4]2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋H2Oeq \(=====,\s\up15(乙醇))
[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
溶液颜色变为________
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3