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文檔簡(jiǎn)介
第19講簡(jiǎn)單機(jī)械
杠桿的五要素)【考點(diǎn)梳理】1.杠桿的定義:一根______能夠在___的作用下圍繞著一個(gè)_______轉(zhuǎn)動(dòng),這樣的硬棒稱為杠桿?!咀⒁狻?1)杠桿可直可曲,形狀任意。(2)有些情況下,可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下,來幫助確定支點(diǎn)。如:釣魚竿、鐵鍬。2.杠桿的五要素:______O、______F1、______F2、_______l1、________l2。(1)O:杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。(2)F1:促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。(3)F2:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。(4)l1:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的___________。(5)l2:從支點(diǎn)到阻力作用線的___________。分類一杠桿)硬棒力固定點(diǎn)支點(diǎn)動(dòng)力阻力動(dòng)力臂阻力臂垂直距離垂直距直【活學(xué)活用】1.在如圖所示的四種剪刀中,正常使用時(shí),動(dòng)力作用點(diǎn)在阻力作用點(diǎn)和支點(diǎn)之間的是()2.小林同學(xué)在農(nóng)村老家發(fā)現(xiàn)一種“舂米對(duì)”的古代簡(jiǎn)單機(jī)械,其示意圖如圖所示。使用這個(gè)裝置時(shí),人在A端用力把它踩下后立即松腳,B端就會(huì)立即下落,打在石臼內(nèi)的谷物上,從而把谷物打碎,用力將它踩下去的過程中,動(dòng)力是__________(填“機(jī)械自身的重力”或“腳踩的力”),腳松開到打在石臼內(nèi)的谷物時(shí),機(jī)械自身的重力是______(填“動(dòng)力”或“阻力”)。D腳踩的力動(dòng)力【考點(diǎn)梳理】1.找出支點(diǎn);2.沿動(dòng)力、阻力的作用方向?qū)⒘Φ淖饔镁€畫出;3.從支點(diǎn)分別作動(dòng)力、阻力作用線的垂線,則_____到_____的距離即為力臂?!咀⒁狻縿?dòng)力、阻力都是杠桿受到的力,所以作用點(diǎn)在杠桿上。動(dòng)力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反(即順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向)?!净顚W(xué)活用】3.如圖所示,以O(shè)為支點(diǎn)質(zhì)量忽略不計(jì)的杠桿掛上10N重物A,杠桿同時(shí)還受另一個(gè)大小與FA不等、豎直向上的力FB作用,處于平衡。在圖中畫出:(1)FA的力臂lA;(2)FB的示意圖并標(biāo)示它的大小。解:FB的其他答案:符合杠桿原理且方向向上即可。作力臂的方法步驟)支點(diǎn)垂足4.如圖所示是活塞式抽水機(jī)的示意圖。其手柄相當(dāng)于一個(gè)杠桿,O是支點(diǎn)。請(qǐng)畫出阻力F2對(duì)支點(diǎn)O的力臂l2,并畫出在a點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F1的示意圖。解:杠桿的平衡條件)【考點(diǎn)梳理】1.______×_______=______×_______,即F1l1=F2l2。3.當(dāng)杠桿達(dá)到平衡時(shí),動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍,動(dòng)力就是阻力的____________?!净顚W(xué)活用】5.(2013·衢州)如圖是研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置,要使杠桿在水平位置平衡,B處應(yīng)掛與A處同樣大小的鉤碼個(gè)數(shù)為()A.6個(gè)B.4個(gè)C.3個(gè)D.2個(gè)動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂幾分之一A【考點(diǎn)梳理】杠桿的類型)杠桿類型杠桿特點(diǎn)杠桿優(yōu)點(diǎn)杠桿缺點(diǎn)應(yīng)用_省力__杠桿l1>l2F1<F2(動(dòng)力<阻力)_省力___費(fèi)距離__剪子_費(fèi)力__杠桿l1<l2F1>F2(動(dòng)力>阻力)_省距離___費(fèi)力___鑷子_等臂__杠桿l1=l2F1=F2(動(dòng)力=阻力)既不省力也不省距離天平
【活學(xué)活用】6.如圖所示,一位母親推著嬰兒車行走,當(dāng)前輪遇到障礙物時(shí),母親向下按扶把,若把嬰兒車視為杠桿,這時(shí)杠桿的支點(diǎn)是_____;當(dāng)后輪遇到障礙物時(shí),母親向上抬起扶把,這時(shí)嬰兒車可視為_____(填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿。7.下列工具是生活中常見的杠桿,其中屬于省力杠桿的是_____,屬于費(fèi)力杠桿的是______。(填寫字母代號(hào))A.釣魚竿B.道釘撬C.筷子D.鋼絲鉗后輪省力BDAC【考點(diǎn)梳理】生活中為了方便使用_____的杠桿,如鐵鍬等;但有時(shí)又需要_____杠桿,如桿秤等。【活學(xué)活用】8.下列測(cè)量工具沒有利用杠桿原理的是()A.彈簧測(cè)力計(jì) B.桿秤C.臺(tái)秤 D.天平9.下列儀器或工具在使用過程中,利用了杠桿原理的一組是()①量筒②剪刀③燒杯④試管夾⑤托盤天平⑥彈簧測(cè)力計(jì)A.①②③B.②④⑤C.①③⑤D.④⑤⑥杠桿在生活中的應(yīng)用)費(fèi)力省力AB【考點(diǎn)梳理】1.滑輪,周邊有____,能繞__________轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子,是一種變形的______。2.定滑輪(1)特點(diǎn)1:使用時(shí)既不省力,也不費(fèi)力,但能改變__________。(2)實(shí)質(zhì):是一個(gè)______杠桿,其支點(diǎn)在軸上,力臂等于半徑。(3)對(duì)理想的定滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦)F=G,繩子自由端移動(dòng)距離sF(或速度vF)=重物移動(dòng)的距離sG(或速度vG)。【活學(xué)活用】10.如圖所示,物體A和B所受重力均為30N,滑輪組、繩重和摩擦均不計(jì)。當(dāng)用力F1和F2分別勻速提升A和B時(shí),力F1的大小為___N,力F2的大小為____N。定滑輪)分類二滑輪)槽固定轉(zhuǎn)軸杠桿力的方向等臂301511.如圖所示,輕繩連接質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體,處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知m1<m2,K為放在水平地面上的磅秤。(不計(jì)滑輪的摩擦):(1)繩A的拉力為___。(2)磅秤讀出的質(zhì)量為________。m1gm2-m112.(2012·杭州)小李的質(zhì)量為50kg,他可以舉起80kg的杠鈴;小胖的質(zhì)量為70kg,他可以舉起60kg的杠鈴。他們兩人通過如圖所示的裝置來比賽,雙方都竭盡全力,看誰能把對(duì)方拉起來。比賽結(jié)果應(yīng)是()A.小李把小胖拉起B(yǎng).小胖把小李拉起C.兩個(gè)都拉不起D.兩個(gè)都拉起B(yǎng)【考點(diǎn)梳理】1.動(dòng)滑輪(2)特點(diǎn)2:使用動(dòng)滑輪可以_____一半力(不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重),但不能改變力的方向。2.實(shí)質(zhì):動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿,其支點(diǎn)在動(dòng)滑輪邊緣與懸繩相切的一點(diǎn)。動(dòng)力臂和阻力臂分別等于輪的_______和______。3.理想的動(dòng)滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力),F(xiàn)=G。只忽略輪軸間的摩擦,則拉力F=(G物+G動(dòng)),繩子自由端移動(dòng)的距離sF(或速度vF)=2倍的重物移動(dòng)的距離sG(或速度vG)。動(dòng)滑輪)(1)特點(diǎn)1:省直徑半徑【活學(xué)活用】13.如圖所示,物體A的質(zhì)量m=12kg,在拉力F的作用下,物體A以0.1m/s的速度在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為12N,忽略滑輪與繩子的摩擦力以及滑輪、彈簧測(cè)力計(jì)和繩子所受的重力,并且繩子足夠長(zhǎng)。求:(1)物體A與水平面間摩擦力Ff的大小。(2)拉力F的大小。14.用如圖所示的裝置勻速提起一個(gè)物體,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N,若不計(jì)摩擦和滑輪自重,則該物體重為()A.1NB.2NC.4ND.8N解:因物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng),則:f=F示=12N。解:作用在動(dòng)滑輪軸上的拉力:F=2Ff=2×12N=24N。C【考點(diǎn)梳理】1.滑輪組的構(gòu)成:滑輪組是由______和______組合而成的。2.滑輪組的優(yōu)點(diǎn):使用滑輪組既可以_____,同時(shí)也可以________________。3.理想的滑輪組(不計(jì)輪軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力),拉力F=G。只忽略輪軸間的摩擦,拉力F=(G物+G動(dòng)),繩子自由端移動(dòng)的距離sF(或速度vF)=n倍的重物移動(dòng)的距離sG(或速度vG)?!净顚W(xué)活用】15.為了既可以省力,又能改變__________,可以把_______和________組成滑輪組,使用滑輪組時(shí),滑輪組幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是物體的_________。如圖所示,物體A重為100N,掛重物的鉤子承受的拉力是____N,人勻速拉繩子的力是____N(動(dòng)滑輪自重、摩擦和繩重均不計(jì))?;喗M)動(dòng)滑輪定滑輪改變力的方向力的方向定滑輪動(dòng)滑輪幾分之一10050省力【重點(diǎn)提示】要求學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中找出杠桿的五要素,繪制杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂,并能舉例說明生活中的杠桿。解題過程中找支點(diǎn)是一個(gè)難點(diǎn),要注意觀察杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中固定不變的位置,從而找出支點(diǎn)。【例1】花匠手握修枝剪刀把手的末端,便可以輕松地剪斷樹枝,這時(shí)修枝剪刀屬于_______杠桿。使用時(shí),若在軸上加潤(rùn)滑油,則可以減小_______?!军c(diǎn)撥】剪刀屬于杠桿,使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂,因此是省力杠桿。使用時(shí),若在軸上加潤(rùn)滑油,可以減小軸的摩擦,從而減小額外功,可以提高杠桿的機(jī)械效率。【答案】專項(xiàng)一認(rèn)識(shí)杠桿)省力摩擦力1.(2011·衢州)如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖,O為支點(diǎn),F(xiàn)1表示手對(duì)釣魚竿的作用力,請(qǐng)完成下列問題:(1)在圖中畫出魚線對(duì)釣魚竿拉力F2的力臂l2;(2)釣魚竿屬于______(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。答案如圖所示費(fèi)力【重點(diǎn)提示】畫力臂時(shí),要注意力臂必須經(jīng)過支點(diǎn),并且與力的作用線垂直?!纠?】如圖甲所示為兩位同學(xué)在玩翹翹板,他們對(duì)板的作用力分別為F1和F2,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出F1的力臂l1和F2的力臂l2?!军c(diǎn)撥】反向延長(zhǎng)F2的作用線,分別過支點(diǎn)O作力F1和F2的作用線的垂線段即可,即為兩個(gè)力的力臂l1、l2。【答案】如圖乙所示專項(xiàng)二畫力和力臂)2.如圖所示,粗細(xì)均勻的棒一端放在地上,另一端與支點(diǎn)O連接。試作出地面對(duì)棒的支持力和力臂l和棒所受重力G的示意圖。如圖所示【重點(diǎn)提示】通過杠桿的平衡條件,可以知道所使用的杠桿在使用時(shí),如果動(dòng)力臂大于阻力臂,動(dòng)力小于阻力,省力,但費(fèi)距離;如果動(dòng)力臂小于阻力臂,動(dòng)力大于阻力,費(fèi)力,但省距離;如果動(dòng)力臂等于阻力臂,動(dòng)力等于阻力,既不省力,也不費(fèi)距離。另外可以通過關(guān)注力臂、動(dòng)力、阻力中的某個(gè)量的變化,推測(cè)其他量的變化?!纠?】如圖所示,OA=AB=10cm,重物G=20N,要使杠桿平衡,F(xiàn)N=_______N,此杠桿屬于____(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。若將重物向O點(diǎn)移動(dòng),要使杠桿仍然保持平衡,則FN______(填“變大”“不變”或“變小”)。專項(xiàng)三杠桿的平衡條件)【點(diǎn)撥】(1)如圖,杠桿在水平位置平衡,力豎直作用在杠桿上,所以O(shè)是支點(diǎn),G是阻力,F(xiàn)N是動(dòng)力,OA是阻力臂,OB是動(dòng)力臂。根據(jù)杠桿平衡條件得,F(xiàn)N×OB=G×OA,所以FN×20cm=20N×10cm,所以FN=10N。(2)OA是阻力臂,OB是動(dòng)力臂,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿。(3)若將重物向O點(diǎn)移動(dòng),要使杠桿仍然保持平衡,阻力不變,動(dòng)力臂不變,阻力臂變小,根據(jù)杠桿平衡條件得,動(dòng)力FN變小?!敬鸢浮?0省力變小3.如圖所示,輕質(zhì)杠桿支點(diǎn)為O,在已調(diào)平的杠桿兩端分別掛上一些鉤碼,每一個(gè)鉤碼的質(zhì)量相等,杠桿恰好在水平位置平衡,如果兩邊各拿走一個(gè)鉤碼,杠桿將()A.仍保持平衡并靜止B.不平衡,向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C.不平衡,向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D.仍保持平衡,但要轉(zhuǎn)動(dòng)C【重點(diǎn)提示】要使杠桿的動(dòng)力最小,其動(dòng)力臂就必須最長(zhǎng)。在找最長(zhǎng)動(dòng)力臂時(shí),應(yīng)先確定支點(diǎn),再在杠桿上找離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn),則以這兩點(diǎn)的連線為力臂的力最小?!纠?】(2014·麗水)如圖所示,杠桿OAB能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),在A點(diǎn)掛一重物G,為保持杠桿在水平位置平衡,在B點(diǎn)分別作用的四個(gè)力中最小的是()A.F1B.F2C.F3D.F4【點(diǎn)撥】由圖可知,動(dòng)力F3與OB垂直,則動(dòng)力F3對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂就是OB,它是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂。由杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知,在阻力和阻力臂都一定的情況下,動(dòng)力臂越長(zhǎng)則動(dòng)力越小。因?yàn)镕3對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂最長(zhǎng),所以F3最小?!敬鸢浮繉m?xiàng)四杠桿最省力的判斷)C【重點(diǎn)提示】滑輪組在使用時(shí),確定重物和動(dòng)滑輪的總重由幾根繩子承擔(dān)是難點(diǎn),要注意最后一根如果是繞過定滑輪的不能計(jì)算在內(nèi)?!纠?】如圖是胖子和瘦子兩人用滑輪組鍛煉身體的簡(jiǎn)易裝置(不考慮輪重和摩擦)。使用時(shí):(1)瘦子固定不動(dòng),胖子用力FA拉繩使貨物G勻速上升。(2)胖子固定不動(dòng),瘦子用力FB拉繩使貨物G勻速上升。下列說法中正確的是()A.FA<GB.FB<GC.FA=2GD.FB=2G【點(diǎn)撥】讀圖分析可知,上下兩只都是定滑輪,只是改變了力的方向,中間一只為動(dòng)滑輪,因此,可知當(dāng)裝置勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),各力的關(guān)系為FB=G,F(xiàn)A=FB+G,所以FA=2G符合題意?!敬鸢浮繉m?xiàng)五滑輪組)C4.如圖所示,甲是____滑輪,物重由___股繩子承擔(dān)。若物重12N(不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦?xí)r),要使物體勻速上升,拉力F=___N,若繩子自由端拉高3m,則物體升高_(dá)__m。若實(shí)際拉力F=5N,則可知?jiǎng)踊喼豞__N。定3413【例1】小明在做探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)杠桿處于如圖所示的位置,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向_______(填“左”或“右”)移動(dòng)。杠桿平衡后,若在a點(diǎn)掛了4個(gè)50g的鉤碼,那么在c點(diǎn)應(yīng)掛_______個(gè)50g的鉤碼或在_______點(diǎn)掛3個(gè)50g的鉤碼,才可使杠桿重新平衡?!军c(diǎn)撥】圖中杠桿的右側(cè)抬高,應(yīng)向右移動(dòng)平衡螺母,增大其力臂;根據(jù)杠桿的平衡條件,兩側(cè)力與力臂的乘積應(yīng)該相等,杠桿才能平衡,a點(diǎn)是在距支點(diǎn)3格處掛4個(gè)鉤碼,那么在另一側(cè)c點(diǎn)2格處應(yīng)該掛6個(gè)鉤碼,或在e點(diǎn)4格處掛3個(gè)鉤碼,才能使杠桿重新平衡?!敬鸢浮刻骄扛軛U的平衡條件)右6e1.如圖所示,是“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)杠桿在水平位置平衡,在C點(diǎn)掛一重60N的物體,要使杠桿平衡可以在A點(diǎn)加一個(gè)方向?yàn)開_________(填“豎直向上”或“豎直向下”)的60N的力;也可以在B點(diǎn)加一個(gè)方向?yàn)樨Q直向上的___N的力。豎直向下80【常見誤區(qū)】力臂是過支點(diǎn)到力的作用線(垂直)的距離,而不是過支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。【例2】如圖所示的杠桿中,動(dòng)力的力臂l表示,圖中所畫力臂正確的是()【點(diǎn)撥】畫力臂時(shí)必須注意力臂是“支點(diǎn)到力的作用線的距離”,而不是“支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離”?!敬鸢浮緿2.如圖所示,是小明新買的書架,在使用時(shí),它可以用撐桿CD將書架撐起到水平位置,此時(shí)書架可視作以O(shè)為支點(diǎn)的輕質(zhì)杠桿。為了使CD對(duì)書架的支撐力F1最小,請(qǐng)?jiān)趫D中選擇A、B兩點(diǎn)中的一點(diǎn),畫出書對(duì)書架的壓力F2和壓力的力臂l2及支撐力F1的力臂l1。解:考點(diǎn)跟蹤突破19第二單元配合物的形成和應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航1.了解人類對(duì)配合物結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的歷史。2.知道簡(jiǎn)單配合物的基本組成和形成條件。3.掌握配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。4.認(rèn)識(shí)配合物在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究方面的廣泛應(yīng)用。新知初探自學(xué)導(dǎo)引自主學(xué)習(xí)(2)配位鍵:共用電子對(duì)由一個(gè)原子單方向提供而跟另一個(gè)原子共用的共價(jià)鍵叫配位鍵。配位鍵可用A→B形式表示,A是_________________的原子,叫做電子對(duì)給予體,B是____________________的原子叫接受體。(3)形成配位鍵的條件提供孤電子對(duì)接受孤電子對(duì)①有能夠提供_______________的原子,如______________等。②另一原子具有能夠接受__________的空軌道,如___________________________等。孤電子對(duì)N、O、F孤電子對(duì)Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+想一想1.在水溶液中,Cu2+與氨分子是如何結(jié)合成[Cu(NH3)4]2+的呢?2.配位化合物(1)寫出向CuSO4溶液中滴加氨水,得到深藍(lán)色溶液整個(gè)過程的反應(yīng)離子方程式。____________________________________;___________________________________________________________________________.Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(2)[Cu(NH3)4]SO4的名稱為_______________________,它的外界為__________,內(nèi)界為________________,中心原子為______,配位體為_______分子,配位數(shù)為_______。(3)配合物的同分異構(gòu)體:含有兩種或兩種以上配位體的配合物,若配位體在____________________不同,就能形成不同幾何構(gòu)型的配合物,如Pt(NH3)2Cl2存在______和______兩種異構(gòu)體。硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]2+Cu2+NH34空間的排列方式順式反式想一想2.順式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的化學(xué)式相同,它們的性質(zhì)也相似嗎?提示:不同,由于結(jié)構(gòu)不同,所以其化學(xué)性質(zhì)不相同。二、配合物的應(yīng)用1.在實(shí)驗(yàn)研究中,人們常用形成配合物的方法來檢驗(yàn)__________、分離物質(zhì)、定量測(cè)定物質(zhì)的組成。(1)向AgNO3溶液中逐滴加入氨水的現(xiàn)象為:_________________________________。產(chǎn)生的配合物是____________________。金屬離子先生成沉淀,然后沉淀再溶解[Ag(NH3)2]OH(2)向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液的現(xiàn)象:____________________________。產(chǎn)生的配合物是______________。2.在生產(chǎn)中,配合物被廣泛用于________、______、___________、___________領(lǐng)域。3.生命體中的許多金屬元素都以配合物形式存在。4.配合物在醫(yī)療方面應(yīng)用也很廣泛。5.模擬生物固氮也與配合物有關(guān)。有血紅色溶液出現(xiàn)Fe(SCN)3染色電鍍硬水軟化金屬冶煉自主體驗(yàn)1.配合物[Zn(NH3)4]Cl2的中心原子的配位數(shù)是()A.2 B.3C.4 D.5解析:選C。配合物[Zn(NH3)4]Cl2的中心原子是Zn2+,配位體是NH3,配位數(shù)是4。2.下列不能形成配位鍵的組合是()A.Ag+、NH3 B.H2O、H+C.Co3+、CO D.Ag+、H+解析:選D。配位鍵的形成條件必須是一方能提供孤電子對(duì),另一方能提供空軌道,A、B、C三項(xiàng)中,Ag+、H+、Co3+能提供空軌道,NH3、H2O、CO能提供孤電子對(duì),所以能形成配位鍵,而D項(xiàng)Ag+與H+都只能提供空軌道,而無法提供孤電子對(duì),所以不能形成配位鍵。3.下列不屬于配離子的是()A.[Ag(NH3)2]+ B.[Cu(CN)4]2-C.[Fe(SCN)6]3- D.MnO-4解析:選D。MnO-4無配位原子。4.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()A.[Co(NH3)4Cl2]Cl B.[Co(NH3)3Cl3]C.[Co(NH3)6]Cl3 D.[Co(NH3)5Cl]Cl2解析:選B。在配合物中,內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很牢固,難以在溶液中電離;內(nèi)界和外界之間以離子鍵相結(jié)合,在溶液中能夠完全電離。不難看出A、C、D三項(xiàng)中配合物在水中均電離產(chǎn)生Cl-,而B項(xiàng)無外界離子,不能電離。要點(diǎn)突破講練互動(dòng)探究導(dǎo)引1指出配合物[Pt(NH3)4Cl2]Cl2的配離子、中心離子、配位體、配位數(shù)及配位原子。提示:配離子指配合物的內(nèi)界,中心原子指提供空軌道的原子或離子,要點(diǎn)一配合物的組成和結(jié)構(gòu)配位體指提供孤電子對(duì)的分子或離子,配位數(shù)是配位體的總個(gè)數(shù),配位原子指配位體中提供孤電子對(duì)的原子。配合物[Pt(NH3)4Cl2]Cl2的配離子為[Pt(NH3)4Cl2]2+,中心原子是Pt4+,配位體是NH3、Cl-,配位數(shù)為6,配位原子為N和Cl。探究導(dǎo)引2配離子[Ag(NH3)2]+是如何形成的?提示:配離子[Ag(NH3)2]+是由Ag+和NH3分子反應(yīng)生成的,由于Ag+空的5s軌道和5p軌道形成sp雜化軌道,接受2個(gè)NH3分子提供的孤電子對(duì),形成直線形的[Ag(NH3)2]+,該過程圖示如下。
要點(diǎn)歸納1.配合物的組成內(nèi)界:中心體(原子或離子)與配位體,以配位鍵成鍵。外界:與內(nèi)界電荷平衡的相反離子。有些配合物不存在外界,如[PtCl2(NH3)2]、[CoCl3(NH3)3]等。另外,有些配合物是由中心原子與配位體構(gòu)成,如[Ni(CO)4]、[Fe(CO)5]等。2.配合物的結(jié)構(gòu)配位數(shù)雜化軌道類型空間構(gòu)型結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)例2sp直線形[Ag(NH3)2]+[Cu(NH3)2]+配位數(shù)雜化軌道類型空間構(gòu)型結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)例4sp3正四面體形[Zn(NH3)4]2+[ZnCl4]2-dsp2(sp2d)平面正方形[Ni(CN)4]2-[Cu(NH3)4]2+6sp3d2(d2sp3)正八面體[AlF6]3-[Co(NH3)6]3+即時(shí)應(yīng)用1.化學(xué)家維多克·格利雅因發(fā)明了格氏試劑(RMgX)而榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。RMgX是金屬鎂和鹵代烴反應(yīng)的產(chǎn)物,它在醚的稀溶液中以單體形式存在,并與二分子醚絡(luò)合,在濃溶液中以二聚體存在,結(jié)構(gòu)如下圖:上述2種結(jié)構(gòu)中均存在配位鍵,把你認(rèn)為是配位鍵的用“→”在結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)出。解析:配位鍵是由孤電子對(duì)與空軌道形成的,Mg最外層有兩個(gè)電子,可以與R、X形成離子鍵,而O原子中存在孤電子對(duì),所以兩個(gè)O(C2H5)2可以與Mg形成配位鍵。在二聚體中,同理,一個(gè)Mg與R、X相連,則另外一個(gè)X和O(C2H5)2,則與Mg形成配位鍵。答案:要點(diǎn)二配合物的性質(zhì)探究導(dǎo)引現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一種為橙黃色,另一種為紫紅色。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案將這兩種配合物區(qū)別開來。提示:在[Co(NH3)6]Cl3中Co3+與6個(gè)NH3分子配合成[Co(NH3)6]3+,3個(gè)Cl-都是外界離子。而[Co(NH3)5Cl]Cl2中Co3+與5個(gè)NH3分子和1個(gè)Cl-配合成[Co(NH3)5Cl]2+,只有兩個(gè)Cl-是外界離子。由于配合物中內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很牢固,難以在溶液中電離,而內(nèi)界和外界之間以離子鍵結(jié)合,在溶液中能夠完全電離。不難看出,相同質(zhì)量的兩種晶體在溶液中能夠電離出的Cl-數(shù)是不同的,我們可以利用這一點(diǎn)進(jìn)行鑒別。要點(diǎn)歸納1.配合物的顏色:當(dāng)簡(jiǎn)單離子形成配合物時(shí),其性質(zhì)往往有很大的差異,顏色發(fā)生改變就是一種常見的現(xiàn)象,多數(shù)配離子都有顏色,如[Fe(SCN)6]3-為血紅色、[Cu(NH3)4]2+為深藍(lán)色、[Cu(H2O)4]2+為藍(lán)色、[CuCl4]2-為黃色、[Fe(C6H6O)6]3-為紫色等等。我們根據(jù)顏色的變化就可以判斷配離子是否生成,如Fe3+離子與SCN-離子在溶液中可生成配位數(shù)為1~6的硫氰合鐵(Ⅲ)配離子,這種配離子的顏色是血紅色的,反應(yīng)如下:Fe3++nSCN-====[Fe(SCN)n]3-n,實(shí)驗(yàn)室通常用這一方法檢驗(yàn)鐵離子的存在。2.配合物的溶解性:有的配合物易溶于水,如[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4]SO4、Fe(SCN)3等。利用配合物的這一性質(zhì),可將一些難溶于水的物質(zhì)如AgOH、AgCl、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成配合物。如在照相底片的定影過程中,未曝光的AgBr常用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶解,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:AgBr+2Na2S2O3====Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr。金和鉑之所以能溶于王水中,也是與生成配合物的溶解性有關(guān),反應(yīng)式為:Au+HNO3+4HCl====H[AuCl4]+NO↑+2H2O,3Pt+4HNO3+18HCl====3H2[PtCl6]+4NO↑+8H2O。配合物的顏色和溶解性還與配合物的空間結(jié)構(gòu)有關(guān),如順式[Pt(NH3)2Cl2]和反式[Pt(NH3)2Cl2]的溶解性和顏色等性質(zhì)有一定的差異,其中順式[Pt(NH3)2Cl2]為極性分子,根據(jù)相似相溶原理,它在水中的溶解度較大,具體情況見前面的表格。3.配合物的穩(wěn)定性:配合物具有一定的穩(wěn)定性,配合物中的配位鍵越強(qiáng),配合物越穩(wěn)定.當(dāng)作為中心原子的金屬離子相同時(shí),配合物的穩(wěn)定性與配位體的性質(zhì)有關(guān)。例如,血紅素中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比Fe2+與O2分子形成的配位鍵強(qiáng),因此血紅素中的Fe2+與CO分子結(jié)合后,就很難再與O2分子結(jié)合,血紅素就失去了輸送氧氣的功能,從而導(dǎo)致人體CO中毒。即時(shí)應(yīng)用2.配合物CrCl3·6H2O的中心原子Cr3+的配位數(shù)為6,H2O和Cl-均可作配位體,H2O、Cl-和Cr3+有三種不同的連接方式,形成三種物質(zhì):一種呈紫羅蘭色、一種呈暗綠色、一種呈亮綠色。將它們配成相同物質(zhì)的量濃度溶液,各取相同體積的溶液,向其中分別加入過量的AgNO3溶液,完全反應(yīng)后,所得沉淀的物質(zhì)的量之比為3∶2∶1。(1)請(qǐng)推斷出三種配合物的內(nèi)界,并簡(jiǎn)單說明理由;(2)寫出三種配合物的電離方程式。解析:CrCl3·6H2O的中心原子Cr3+的配位數(shù)為6,H2O和Cl-均可作配位體,則其化學(xué)式可表示為:[Cr(H2O)6-nCln]Cl3-n·nH2O,
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