1、第四节第四节 配合物与超分子配合物与超分子 1向下列配合物的水溶液中加入 AgNO3溶液不能生成 AgCl 沉淀的是( ) ACo(NH3)4Cl2Cl BCo(NH3)3Cl3 CCo(NH3)6Cl3 DCo(NH3)5ClCl2 2如图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( ) A示意图中的两个氧原子的杂化类型无法确定 B该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子 C该叶绿素是配合物，N 原子与 Mg 之间全部形成配位键 D该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物 3下列过程与配合物的形成无关的是( ) A除去铁粉中的 SiO2可用强碱溶液 B向一定量的 AgNO3溶液中加入
2、氨水至沉淀消失 C向 Fe3 溶液中加入 KSCN 溶液后溶液呈血红色 D向一定量的 CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失 4关于化学式为TiCl(H2O)5Cl2 H2O 的配合物的下列说法正确的是( ) A配位体是 Cl 和 H 2O，配位数是 8 B中心离子是 Ti4 ，配离子是TiCl(H 2O)5 2 C内界和外界中 Cl 的数目比是 1:2 D向 1 mol 该配合物中加入足量 AgNO3溶液，可以得到 3 mol AgCl 沉淀 5胆矾 CuSO4 5H2O 可写成Cu(H2O)4SO4 H2O，其结构示意图如下： 下列说法正确的是( ) ACu2 的价电子排布式为 3d84s1
3、B在上述结构示意图中，可观察到配位键 C胆矾中的水分子间均存在氢键 D胆矾中的结晶水，加热时不会分步失去 6 0.01 mol 氯化铬(CrCl3 6H2O)在水溶液中用过量的 AgNO3处理， 产生 0.01 mol AgCl 沉淀， 该氯化铬最可能是( ) ACr(H2O)6Cl3 BCr(H2O)5 ClCl2 H2O CCr(H2O)4Cl2Cl 2H2O DCr(H2O)3Cl3 3H2O 7A、B、C、D、E 是元素周期表前四周期中的五种常见元素，其相关信息如下表： 元素 相关信息 A A 原子的 1s 轨道上只有 1 个电子 B B 是电负性最大的元素 C C 的基态原子 2p
4、轨道中有三个未成对电子 D D 是主族元素且与 E 同周期，其最外层上有两个运动状态不同的电子 E E 能形成红色(或砖红色)的 E2O 和黑色的 EO 两种氧化物 请回答下列问题： (1)C 元素原子的价电子排布图是_。 (2)E 元素位于周期表_区，E 离子的核外电子排布式是_。 (3)CA3中价层电子对数为_，C 3离子的中心原子采用_杂化，C 3离子的空间 构型是_。 (4)A、 C、 E 三种元素可形成E(CA3)42 配离子， 其中存在的化学键类型有_(填序号)。 配位键 金属键 极性共价键 非极性共价键 离子键 (5)E(CA3)42 可由 E 的硫酸盐溶液中通入过量 CA 3气
5、体得到，写出该配离子的结构简式 _。 8顺铂的结构简式为，具有抗癌作用；反铂的结构简式为，无抗癌 作用；碳铂的结构简式为。顺铂进入人体后，一个氯原子缓慢 被水分子取代，形成PtCl(NH3)2(H2O) 。请回答下列问题： (1)下列说法正确的是_(填序号)。 A碳铂分子中有一个手性碳原子 B反铂属于极性分子 C碳铂的中心原子铂的配位数为 4 DPtCl(NH3)2(H2O) 中 H 2O 的 H 原子与 Pt 形成配位键 (2) 根 据 碳 铂 的 结 构 简 式 推 断 ， 1 mol 1,1- 环 丁 二 羧 酸 中 含 有 键 的 数 目 为 _(用计算式表示即可)。 (3) 顺 铂
6、和 反 铂 的 物 理 性 质 有 很 大 差 异 ， 其 中 只 有 _ 易 溶 于 水 ， 原 因 是 _ _。 (4)NH3还能与很多化合物通过配位键发生相互作用。一种可作储氢材料的化合物 X 是 NH3 与第二周期另一种元素的氢化物相互作用的产物，X 是乙烷的等电子体；加热化合物 X 会 缓慢释放出 H2，并转化成化合物 Y，Y 是乙烯的等电子体。 化合物 X 的结构式为_(必须标明配位键)。 化合物 X、Y 中 N 原子分别采取_和_杂化。 9(1)已知 NH3分子可与 Cu2 形成配合物离子Cu(NH 3)4 2，则除去硫酸铜溶液中少量硫酸 可选用的试剂是_。(填序号) NaOH
7、NH3 CuO BaCl2 Cu(OH)2 CuCO3 (2)向 Cu(OH)2悬浊液中滴加氨水可得到_色的溶液，该过程发生反应的离子方程式 为_ _。 (3)无水 CoCl2为深蓝色，吸水后变为粉红色的水合物，水合物受热后又变成无水 CoCl2，故 常在实验室中用作吸湿剂和空气湿度指示剂。 CoCl2xH2O=CoCl2 xH2O 深蓝色 粉红色 现有 65 g 无水 CoCl2，吸水后变成 119 g CoCl2 xH2O。 水合物中 x_。 若该化合物中Co2 的配位数为6， 而且经定量测定得知内界和外界占有Cl的个数比为1:1， 则其化学式可表示为_。 10.已知Cr(NH3)4Br2
8、Br 2H2O 是一种重要的配位化合物，试回答下列问题： (1)中心离子为：_；配体为_；配位数为_。 (2)NH3和 H2O 的杂化方式为：_。 (3)1 molCr(NH3)4Br2Br 2H2O 含有_NA个配位键。 在Cr(NH3)4Br2Br 2H2O 中不含有的化学键为_。 a离子键 b极性键 c非极性键 d 键 (4)1 molCr(NH3)4Br2Br 2H2O 溶于水，加入硝酸银溶液，一般生成_g AgBr 沉淀。 11美国硅谷已成功开发出分子计算机，其中主要器件为分子开关和分子导线。美国 Gokel 教授研制了氧化还原型电控分子开关蒽醌套索醚电控开关。 它是通过电化学还原使
9、冠醚 “胳膊”阴离子化，从而加强对流动阳离子的束缚力，达到“关”的作用；再借助氧化反应使其 恢复到原来的“开启”状态，使阳离子顺利流动： A B (1)在括号中填写反应类型(填“氧化反应”或“还原反应”)：a_反应，b_反应。 (2)若分子计算机中分子开关处于 A 状态，则计算机处于_状态，若分子计算机中分 子开关处于 B 状态，则计算机处于_状态(填“开启”或“关闭”)。 12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_；CH 3、CH3、CH 3都是重要的有机反应中间体。CH 3、CH 3的空间 构型分别为
10、_、_。 (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。 Li 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_； 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 _ _。 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_
11、，HO 键键角_(填“”“”或 “”)10928。 ii.已知：冠醚 Z 与 KMnO4可以发生下图所示的变化。加入冠醚 Z 后，烯烃的氧化效果明显 提升的原因是_。 13超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由 Mo 将 2 个 C60分子、2 个 p甲酸丁酯吡啶及 2 个 CO 分子利用配位键自组装的超分子结构如 图所示。 (1)Mo处于第五周期第VIB族， 核外电子排布与Cr相似， 它的基态价电子排布式是_； 核外未成对电子数是_个。 (2)该超分子中存在的化学键类型有_。 A 键 B 键 C离子键 D氢键 (3)该超分子中配体 CO 提供孤电子对的原子是
12、_(填元素符号)，p- 甲酸丁酯吡啶配体 中 C 原子的杂化方式有_。 (4)C60与金刚石互为同素异形体，从结构与性质之间的关系解释 C60的熔点远低于金刚石的 原因是_ _。 (5)已知：某晶胞中各原子的相对位置可用如图所示的原子坐标表示，其中所有顶点原子坐 标均为(0,0,0)。 钼(Mo)的一种立方晶系的晶体结构中， 每个晶胞有 2 个 Mo 原子， 其中 Mo 原子坐标是(0,0,0) 及(1/2,1/2,1/2)。根据以上信息，推断该晶体的原子堆积方式是_。已知该晶体的密度 是 gcm 3，Mo 的摩尔质量是 M g mol1，阿伏加德罗常数是 N A，晶体中距离最近的 Mo 原子
13、核之间的距离为_pm。 参考答案 1 【解析】配合物的内界与外界由离子键结合，只要外界存在 Cl ，加入 AgNO 3溶液即有 AgCl 沉淀产生。对于 B 项配合物分子Co(NH3)3Cl3，Co3 、NH 3、Cl 全处于内界，很难电 离，不存在 Cl ，所以不生成 AgCl 沉淀。 【答案】B 2 【解析】由示意图知，两个氧原子均形成了两个 键，故均为 sp3杂化，A 项错误；Mg 的最高化合价为2，而化合物中 Mg 与 4 个氮原子形成化学键，由此可以判断该化合物中 Mg 与 N 原子间存在配位键，该物质为配合物，B 项正确；有两个 N 原子与 Mg 之间形成的 是普通共价键，C 项错
14、误；高分子化合物的相对分子质量通常在 1 000 以上该叶绿素是配合 物，不是高分子化合物，D 项错误。 【答案】B 3 【解析】对于 A 项，除去铁粉中的 SiO2，是利用 SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合 物的形成无关；对于 B 项，AgNO3与氨水反应先生成 AgOH 沉淀，再生成Ag(NH3)2 ；对 于 C 项，Fe3 与 KSCN 反应生成配离子，颜色发生改变；对于 D 项，CuSO 4与氨水反应先 生成 Cu(OH)2沉淀，再生成Cu(NH3)42 。 【答案】A 4 【解析】配合物TiCl(H2O)5Cl2 H2O，配体是 Cl 和 H 2O，配位数是 6，A 项错误；中
15、心 离子是 Ti3 ，B 项错误；配合物TiCl(H 2O)5Cl2 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 ，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。 【答案】C 5 【解析】Cu2 的价电子排布式为 3d9，A 项错误；在题述结构示意图中，存在 OCu 配位 键， B 项正确； 胆矾中的水分为两类， 一类是形成配体的水分子， 一类是形成氢键的水分子， 受热时会分步失去，C、D 项错误。 【答案】B 6 【解析】0.01 mol 氯化铬
16、(CrCl3 6H2O)在水溶液中用过量的 AgNO3处理产生 0.01 mol AgCl 沉淀， 说明氯化铬(CrCl3 6H2O)中有一个氯离子在外界， 其余在内界。 而 Cr3 的配位数为 6， 则此氯化铬最可能是Cr(H2O)4Cl2Cl 2H2O，C 正确。 【答案】C 7 【解析】根据 A 原子的 1s 轨道上只有 1 个电子可确定 A 为 H；电负性最大的元素，即非 金属性最强，则 B 为 F；基态原子 2p 轨道有 3 个未成对电子，则 C 为 N；E 能形成红色的 E2O 和黑色的 EO 两种氧化物，则 E 为 Cu；第四周期中最外层上有 2 个运动状态不同的电 子，即最外层
17、有 2 个电子，则 D 为 Ca。(1)N 原子的价层电子数为 5，根据泡利原理和洪特 规则可写出其价电子排布图。(2)Cu 属于 ds 区元素，Cu 核外有 28 个电子，依据构造原理 可写出其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。 (3)NH3中 键电子对数和孤电子对数 分别为 3 和 1，则价层电子对数为 4；N 3与 CO2互为等电子体，中心原子 N 为 sp 杂化，其 空间构型为直线形。(4)Cu( NH3)42 中存在极性共价键和配位键。(5)书写时注意 Cu2提供 空轨道，NH3中 N 原子提供孤电子对，形成配位键。 【答案】(1) (2)ds 1s
18、22s22p63s23p63d10(或Ar3d10) (3)4 sp 直线形 (4) (5) 8 【解析】(1)A 项，根据碳铂的结构简式可知，碳铂分子中不存在手性碳原子；B 项，反 铂的结构简式为，其结构对称，属于非极性分子；C 项，碳铂的中心原子 Pt 的配位原子为 2 个 O 和 2 个 N，其配位数为 4；D 项，PtCl(NH3)2(H2O) 中 H 2O 的 O 原 子上有孤电子对，故 O 原子与 Pt 形成配位键。 (2)单键都是 键，双键中有 1 个 键和 1 个 键，故 1 mol 1,1- 环丁二羧酸中含有 18 mol 键，所含 键的数目为 18 6.02 1023。 (
19、3)顺铂易溶于水，因为它是极性分子，易溶于极性溶剂。 (4)X 是 NH3与第二周期另一种元素的氢化物相互作用的产物，且 X 是乙烷的等电子体，则 X 中应含有 14 个价电子，故 X 为 BH3 NH3；Y 是乙烯的等电子体，则 Y 为 BH2=NH2。 X 中 B 提供空轨道，N 含有孤电子对，可形成配位键，则 X 的结构式为。 中 N 原子形成 3 个 键，1 个配位键，采取 sp3杂化，BH2=NH2中 N 原子形成 3 个 键，采取 sp2杂化。 【答案】(1)C (2)18 6.02 1023 (3)顺铂 顺铂是极性分子，易溶于极性溶剂 (4) sp3 sp2 9 【解析】(1)除
20、去硫酸铜溶液中的少量硫酸，可以加入能与硫酸反应且不会引入杂质的物 质，则可加入铜的氧化物、氢氧化物以及碳酸铜等，符合题意。 (2)Cu(OH)2与氨水反应能生成深蓝色的配合物，所以该过程发生反应的离子方程式为 Cu(OH)24NH3 H2O=Cu(NH3)42 2OH4H 2O。 (3)CoCl2xH2O=CoCl2 xH2O 130 18x 65g (11965) g 130 65 g 18x 11965 g，解得：x6。 化合物 CoCl2 6H2O 中 Co2 的配位数为 6，且内界和外界占有 Cl的个数比为 1:1，即各有 1 个 Cl ，则内界中含有 1 个 Cl和 5 个 H 2O
21、，外界有 1 个 Cl 和 1 个 H 2O，所以化学式可表 示为Co(H2O)5ClCl H2O。 【答案】(1) (2)深蓝 Cu(OH)24NH3 H2O=Cu(NH3)42 2OH4H 2O (3)6 Co(H2O)5ClCl H2O 10 【答案】(1)Cr3 NH 3、Br 6 (2)sp3 杂化 (3)6 cd (4)188 11 【解析】(1)有机物分子中加入氢原子的反应叫还原反应；有机物分子中去掉氢原子的反 应叫氧化反应；分子中增加了氢原子，所 以 a 是还原反应； 分子中减少了氢原子，所以 b 是氧化反应； (2)根据题目信息，A 是电中性分子，对流动阳离子没有束缚力，则计
22、算机中分子开关处于 A 状态，计算机处于开启状态；B 是阴离子，对流动阳离子有束缚力，达到“关”的作用，所以 若分子计算机中分子开关处于 B 状态，则计算机处于关闭状态。 【答案】(1)还原 氧化 (2)开启 关闭 12 【解析】(1)2p 轨道上的 2 个电子没有分占不同轨道，该电子排布图违背了洪特规则； CH 3中心碳原子的价层电子对个数3411 3 2 3， 采用 sp2杂化， 为平面三角形结构， 而 CH 3中心碳原子的价层电子对个数3411 3 2 4，采用 sp3杂化，为三角锥形 ； (2)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 ； 冠醚
23、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 ； i.水分子中氧原子的价层电子对个数是 4，采用 sp3杂化，含有 2 个孤电子对，氧的杂化轨 道的空间构型为四面体； 水分子中氧原子含有 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 10928 ； ii.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，提高氧化效果 。 【答案】(1)洪特规则 平面三角形 三角锥形 (2)K L
24、i 半径比 Y 的空腔小得多， 不易与空腔内氧原子的孤电子对作用形成稳定结构 i四面体 ii.冠醚可溶于烯 烃，进入冠醚中的 K 因静电作用将 MnO 4带入烯烃中，增大烯烃与 MnO 4接触机会，提 升氧化效果 13 【解析】 (1)Cr 的基态价电子排布式为 3d54s1， 而 Mo 与 Cr 同主族， 但比 Cr 多了一周期， 因而基态价电子排布式为 4d55s1，用轨道电子排布表示为，因而 核外未成对的电子为 6 个。 (2)观察该超分子结构有双键，说明有 键和 键，分子中不存在离子键，根据信息 Mo 形 成配位键，因而答案选 AB。 (3)CO 提供孤电子对的是 C 原子，Mo 提供
25、空轨道，两个原子形成配位键，p- 甲酸丁酯吡啶 中碳原子有形成双键，说明其杂化方式为 sp2，在丁基中 C 原子形成四个单键为 sp3杂化。 (4)根据不同晶体类型的性质不同来解释：C60是分子晶体，金刚石是共价晶体，共价晶体熔 化时破坏的共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏的分子间作用力。 (5)Mo 的一种立方晶系的晶体结构中， 以(0,0,0)Mo 原子为中心， 那么与之最近的 Mo 原子有 8 个，分别是(1/2,1/2,1/2)，(1/2,1/2,1/2)，(1/2，1/2,1/2)等等，因而为体心立方堆积，先 计算出立方的边长，因而每个晶胞中含有 2 个 Mo 原子，晶胞体积 V 2M NA m 3，所以立方 边长 a3V 3 2M NAm， 最近的两个原子坐标为(0,0,0)和(1/2,1/2,1/2)， 可知该立方边长为 1， 用距离公式算出两原子相距 3 2 ， 根据比例关系， 原子最近真实距离等于 3 2M NA 3 2 1010pm。 【答案】 (1)4d55s1 6 (2) AB (3)C sp2和 sp3 (4)C60是分子晶体， 金刚石是共价晶体， 共价晶体熔化时破坏共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏分子间作用力所需的能 量 (5)体心立方堆积 3 2M NA 3 2 1010
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