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同步训练题

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课时精练19 配合物与超分子1．下列物质不是配合物的是(　　)A．NaCl B．[Fe(SCN)2]Cl C．[Cu(NH3)4]Cl2 D．[Ag(NH3)2]OH【答案】A【解析】含有配位键的化合物是配合物(一般铵盐除外)，NaCl中只含有离子键，故不是配合物。2．下列关于超分子的说法不正确的是( )A．超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体B．超分子都是无限伸展的C．冠醚是一种超分子，可以识别碱金属离子D．细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质【答案】B【解析】A项，超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，故A正确；B项，超分子有的是有限的，有的是无限伸展的，故B错误；C项，冠醚与某些金属的包合物都是超分子，可以识别碱金属离子，故C正确；D项，细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质，生物体的细胞即是由各种生物分子自组装而成，故D正确；故选B。3．下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是( )A．利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70B．配合物中只含配位键C．[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道，H2O中氧原子提供孤对电子，从而形成配位键D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用【答案】B【解析】A项，利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70，A正确；B项，配位化合物中不一定只含有配位键，可能含有共价键、离子键，如[Cu(H2O)4]SO4，B错误；C项，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)6]2+中的Cu2+提供空轨道，H2O中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键，C正确；D项，配合物的应用：①生命体中，许多酶与金属离子的配合物有关；②科学研究和生产实践：进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的，D正确；故选B。4．下列组合中，中心原子的电荷数和配位数均相同的是(　　)A．K[Ag(CN)2]、[Cu(NH3)4]SO4 B．[Ni(NH3)4]Cl2、[Cu(NH3)4]SO4C．[Ag(NH3)2]Cl、K3[Fe(SCN)6] D．[Ni(NH3)4]Cl2、[Ag(NH3)2]Cl【答案】B【解析】A项中中心原子的电荷数分别是＋1和＋2，配位数分别是2和4；B项中中心原子的电荷数均是＋2，配位数均是4；C项中中心原子的电荷数分别是＋1，＋3，配位数分别是2和6；D项中中心原子的电荷数分别是＋2和＋1，配位数分别是4和2。5．向盛有少量CuCl2溶液的试管中滴入少量NaOH溶液，再滴入适量浓氨水，下列叙述不正确的是(　　)A．开始生成蓝色沉淀，加入过量氨水时，形成无色溶液B．开始生成Cu(OH)2，它不溶于水，但溶于浓氨水，生成深蓝色溶液C．开始生成蓝色沉淀，加入氨水后，沉淀溶解生成深蓝色溶液D．开始生成Cu(OH)2，之后生成更稳定的配合物【答案】A【解析】向CuCl2溶液中加入少量NaOH溶液，生成Cu(OH)2蓝色沉淀：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)↓；再加入浓氨水，沉淀溶解得到深蓝色的溶液：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。6．Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(H2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是( )A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区C．1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成2 mol沉淀D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构【答案】A【解析】配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26，因为中心离子Fe2+的最外层有14个电子(3s23p63d6)，配体为NO和H2O，每个配体只提供一对电子，因此，14+2+2n=26，所以n=5。A项，由分析可知，n=5，故该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4，A正确；B项，该配合物所含的非金属元素中，H位于位于元素周期表s区，N、O、S均位于p区，B不正确；C项，[Fe(NO)(H2O)5]SO4属于配合物，其内界[Fe(NO)(H2O)5]2+较稳定，不与Ba(OH)2发生反应，但是其外界中的硫酸根离子可以与Ba(OH)2反应，因此，1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应只能生成1 mol硫酸钡沉淀，C不正确；D项，该配合物中阳离子为[Fe(NO)(H2O)5]2+，中心原子的配位数为6，但是，由于有两种不同的配体，因此其空间构型不可能是正八面体结构，D不正确。故选A。7．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法正确的是(　　)A．配位体是Cl－和H2O，配位数是8B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2D．向1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3 mol AgCl沉淀【答案】C【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配体是Cl－和H2O，配位数是6，A项错误；中心离子是Ti3＋，B项错误；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中内界Cl－的个数为1，外界Cl－的个数为2，内界和外界中Cl－的数目比是1∶2，C项正确；加入足量AgNO3溶液，外界Cl－与Ag＋反应，内界Cl－不与Ag＋反应，故只能生成2 mol AgCl沉淀，D项错误。8．配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验，下列说法不正确的是( )A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键B．配离子为[Fe(CN)6]3−，中心离子为Fe 3+，配位数为6C．1mol配合物中σ键数目为12 NAD．该配合物为离子化合物，易电离，1mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA【答案】A【解析】A项，Na+与[Fe(CN)6]3−之间存在离子键，CN-与Fe 3+之间存在配位键，CN-中碳原子与氮原子之间存在极性键，不存在非极性键，A项错误；B项，配合物Na3[Fe(CN)6]中，配离子为[Fe(CN)6]3−，中心离子为Fe 3+，配位数为6，B项正确；C项，CN-中碳原子与氮原子之间存在1个σ键，CN-与Fe 3+之间的配位键属于σ键，则1mol配合物Na3[Fe(CN)6]中σ键数目为(6+6) ×NA=12NA，C项正确；D项，该配合物为离子化合物，易电离，其电离方程式为Na3[Fe(CN)6] =3Na++ [Fe(CN)6]3−，1mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA，D项正确；故选A。9．分子中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为多核配合物，如右图为Co(II)双核配合物的内界，下列说法正确的是( )A．每个中心离子的配位数为6B．如图结构中的氯元素为Cl-，则其含有极性键、非极性键和离子键C．配合物中的C原子都是sp2杂化D．如图结构中所有微粒共平面【答案】A【解析】在题给配合物中，带“∗”的碳原子，都与4个原子形成共价键：A项，在Co(II)双核配合物中，每个中心离子与5个N原子、1个Cl-形成配位键，则配位数为6，A正确；B项，如图结构中的氯元素为Cl-，则其含有C-H、C-N极性键、C-C非极性键，但不含有离子键，B不正确；C项，分析中所标记的“∗”碳原子，与周围4个原子形成共价键，都发生sp3杂化，C不正确；D项，图中“∗”标记碳原子与周围4个原子以共价键相连接，5个原子不可能共平面，D不正确；故选A。10．一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构为，下列说法错误的是( )A．Co2+的价电子排布式为3d54s2 B．碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3C．该配合物中配位原子是N和O D．1mol该配合物形成的配位键有6mol【答案】A【解析】A项，钴元素的原子序数为27，Co2+离子的价电子排布式为3d7，故A错误；B项，由乙二胺四乙酸合钴的结构可知，化合物中含有杂化轨道类型为sp3的单键碳原子和杂化轨道类型为sp2的双键碳原子，故B正确；C项，由乙二胺四乙酸合钴的结构可知，具有空轨道的Co2+离子与具有孤对电子的氮原子和氧原子形成配位键，故C正确；D项，由乙二胺四乙酸合钴的结构可知，具有空轨道的Co2+离子与具有孤对电子的2个氮原子和4个氧原子形成6个配位键，则1mol配合物形成的配位键有6mol，故D正确；故选A。11．我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图所示。下列叙述正确的是( )A．SiO2与干冰的晶体结构相似B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应C．该SiO2超分子纳米管具有分子识别和自组装特征D．光纤的主要成分是SiO2，具有导电性【答案】C【解析】A项，SiO2是共价晶体而干冰是分子晶体，晶体结构不相似，A项错误；B项，SiO2耐腐蚀，但可与氢氟酸反应，B项错误；C项，超分子的两个重要特征是分子识别和自组装，C项正确；D项，光纤的主要成分是SiO2，二氧化硅不导电，D项错误。故选C。12．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。下列说法错误的是( )A．C70和C60互为同素异形体 B．杯酚分子中存在大键C．杯酚与C60形成氢键 D．C60熔点低于金刚石【答案】C【解析】A项，C70和C60是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故A正确；B项，杯酚分子中含有8个苯环，苯环中存在大键，故B正确；C项，C60不符合形成氢键的条件，杯酚与C60不能形成氢键，故C错误；D项，C60为分子晶体，熔点低于金刚石(共价晶体)，故D正确；故选C。13．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)解释加入氨水后，现象发生变化的原因_________________________________。【答案】(1)Ag＋　N　2　[Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2]＋＋OH－(2)先产生白色沉淀，加入氨水后，白色沉淀溶解(3)AgCl存在微弱的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋＋Cl－，向其中滴加氨水，Ag＋与NH3能发生如下反应：Ag＋＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋，会使沉淀溶解平衡向右移动，最终因生成[Ag(NH3)2]Cl而溶解【解析】在配合物[Ag(NH3)2]OH中，中心离子是Ag＋，配位原子是NH3分子中的N原子，配位数是2。14．配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol，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 mol、2 mol、1 mol和1 mol。(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CoCl3·6NH3：　　　　　　　； CoCl3·5NH3：　　　　　　　； CoCl3·4NH3(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　　　　。 【答案】(1)[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)5Cl]Cl2　[Co(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[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl，最后两种物质结构不同。15．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【答案】D【解析】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。16．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 mol该配合物含σ键为24 mol B．该配合物中碳原子的杂化方式为sp2、sp3C．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【答案】C【解析】根据该配合物的结构可知，1 mol该配合物中含σ键共39 mol，A错误；SCN-中碳原子杂化方式为sp杂化、苯环和C=N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。17．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6B．1 mol该配合物有6 mol配位键C．该钌配合物中Si原子的杂化方式为sp3D．非金属元素电负性大小顺序为O>Cl>P>Si【答案】B【解析】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 mol该物质中有7 mol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。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)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在____(填序号)。a．共价键　　　　b．非极性键 c．配位键 d．σ键 e．π键(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋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可表示为________，第二种配合物的结构可表示为________。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。)【答案】(1)acd　 (2)[CoBr(NH3)5]SO4　[Co(SO4)(NH3)5]Br　生成淡黄色沉淀【解析】(1)光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，可看作铝原子和三个羟基形成三对共用电子对，形成三个极性共价键，形成Al(OH)3，Al(OH)3溶解在强碱性溶液中，和OH－结合形成[Al(OH)4]－，利用的是铝原子的空轨道和OH－的孤对电子形成的配位键；由两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键，叫σ键，所以[Al(OH)4]－中也形成了σ键。(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的结构可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，若加入BaCl2溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br；溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子的形式存在，若加入AgNO3溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银。19．研究含碳化合物的结构与性质，对生产、科研等具有重要意义(1)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图： ，该电子排布图违背了____________；CHeq \o\al(＋,3)、—CH3、CHeq \o\al(－,3)都是重要的有机反应中间体。CHeq \o\al(＋,3)、CHeq \o\al(－,3)的空间构型分别为________、________。(2)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图1所示。它们能与碱金属离子作用，并且随着环的大小不同而与不同金属离子作用。图1图2①Li＋与X的空腔大小相近，恰好能进入到X的环内，且Li＋与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。基态锂离子核外能量最高的电子所处能层符号为__________。②冠醚Y能与K＋形成稳定结构，但不能与Li＋形成稳定结构。理由是___________________________。③烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。ⅰ.水分子中氧的杂化轨道的空间构型是________，H—O键键角________(填“＞”“＜”或“＝”)109°28′。ⅱ.已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图2所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是_________________________________________。【答案】(1)洪特规则　平面三角形　三角锥形　(2)①K　②Li＋半径比Y的空腔小很多，不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构③ⅰ.四面体形　＜　 ⅱ.冠醚可溶于烯烃，进入冠醚中的K＋因静电作用将MnOeq \o\al(－,4)带入烯烃中，增大烯烃与MnOeq \o\al(－,4)接触机会，提升氧化效果。【解析】(1)2p轨道上的2个电子没有分占不同轨道，故该电子排布图违背了洪特规则；CHeq \o\al(＋,3)中心碳原子是sp2杂化，为平面三角形结构，而CHeq \o\al(－,3)中心碳原子是sp3杂化，为三角锥形。(2)①基态锂离子核外只有1s能级上有电子，为K层上的电子，所以其能层符号为K。②冠醚Y空腔较大，Li＋半径较小，Li＋半径远远小于Y空腔，导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键，所以得不到稳定结构。③水分子中氧原子的价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断水分子空间构型为四面体；水分子中O原子含有2个孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于成键电子对和孤电子对之间的排斥力，导致水分子中键角小于甲烷分子之间键角，小于109°28′。根据“相似相溶”原理知，冠醚可溶于烯烃，加入冠醚中的钾离子因静电作用将高锰酸根离子带入烯烃中，增大反应物的接触面积，增大烯烃与MnOeq \o\al(－,4)接触机会，提高氧化效果。