新教材適用2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第4節(jié)配合物與超分子課時(shí)作業(yè)新人教版選擇性必修2

第三章第四節(jié)一、選擇題(每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列關(guān)于超分子的敘述中正確的是(D)A．超分子就是高分子B．超分子都是無限伸展的C．形成超分子的微粒都是分子D．超分子具有分子識(shí)別和自組裝的特征解析：超分子通常是指由兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結(jié)合在一起，組成困難的、有組織的聚集體，有的是高分子，有的不是，故A錯(cuò)誤；超分子這種分子聚集體有的是無限伸展的，有的是有限的，故B錯(cuò)誤；形成超分子的微粒也包括離子，故C錯(cuò)誤；超分子的特征是分子識(shí)別和自組裝，故D正確。故選D。2．已知CuCl2溶液中存在：[Cu(H2O)4]2＋(藍(lán)色)＋4Cl－[Cu(Cl)4]2－(黃綠色)＋4H2O。下列說法錯(cuò)誤的是(C)A．[Cu(H2O)4]2＋、[CuCl4]2－中Cu2＋的配位數(shù)均為4B．加肯定量水時(shí)，溶液會(huì)變成藍(lán)色C．加肯定量氯化鈉溶液，溶液肯定變?yōu)辄S綠色D．向含有兩種配離子的CuCl2溶液中滴加少量NaOH溶液，會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀解析：從配離子[Cu(H2O)4]2＋、[CuCl4]2－的組成可以看出，中心離子Cu2＋分別與4個(gè)H2O、4個(gè)Cl－形成配位鍵，所以Cu2＋的配位數(shù)均為4，A正確；加肯定量水時(shí)，溶液濃度減小，平衡逆向移動(dòng)，所以溶液會(huì)變成藍(lán)色，B正確；氯化鈉溶液中含有NaCl和水，若原溶液中加入NaCl，平衡正向移動(dòng)，若加入水，平衡逆向移動(dòng)，由于氯化鈉溶液的濃度未知，所以無法確定平衡如何移動(dòng)，也就不能確定平衡后溶液的顏色，C不正確；向含有兩種配離子的CuCl2溶液中滴加少量NaOH溶液，Cu2＋會(huì)與OH－反應(yīng)生成Cu(OH)2藍(lán)色沉淀，并不斷促進(jìn)兩種配離子發(fā)生電離，D正確。故選C。3．很多過渡金屬離子對(duì)多種配體有很強(qiáng)的結(jié)合力，能形成多種協(xié)作物。下列說法正確的是(B)A．向協(xié)作物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量的AgNO3溶液，全部的Cl－均被完全沉淀B．協(xié)作物Ni(CO)4常溫下呈液態(tài)，易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑C．協(xié)作物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配體為NH3和SOeq\o\al(2－,4)D．協(xié)作物[Ag(NH3)2]OH的配位數(shù)為6解析：加入足量的AgNO3溶液，外界Cl－與Ag＋反應(yīng)形成AgCl沉淀，內(nèi)界配位離子Cl－與Ag＋不能反應(yīng)，A說法錯(cuò)誤；協(xié)作物Ni(CO)4常溫下呈液態(tài)，則固態(tài)Ni(CO)4屬于分子晶體，形成含有極性鍵的非極性分子，依據(jù)相像相溶原理可知，易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑，B說法正確；協(xié)作物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配體為NH3，C說法錯(cuò)誤；協(xié)作物[Ag(NH3)2]OH的配體為NH3，配位數(shù)為2，D說法錯(cuò)誤。故選B。4．配位化合物廣泛地應(yīng)用于物質(zhì)分別、定量測(cè)定。醫(yī)藥、催化等方面。利用氧化法可制備某些配位化合物。如2CoCl2＋2NH4Cl＋8NH3＋H2O2=2[Co(NH3)5Cl]Cl2＋2H2O。下列說法正確的是(B)A．該配位化合物的配位數(shù)為5B．供應(yīng)孤電子對(duì)的成鍵原子是N和ClC．[Co(NH3)5Cl]2＋中存在配位鍵、共價(jià)鍵和離子鍵D．氧化劑H2O2是非極性分子解析：由[Co(NH3)5Cl]Cl2配位化合物可知，內(nèi)界為[Co(NH3)5Cl]2＋，Co3＋為中心離子，5個(gè)NH3和1個(gè)Cl－是配體，該配位化合物的配位數(shù)為5＋1＝6，故A錯(cuò)誤；在[Co(NH3)5Cl]2＋協(xié)作物離子中，中心離子Co3＋供應(yīng)空軌道，配體NH3中N原子和配體Cl－中Cl原子供應(yīng)孤電子對(duì)，故B正確；[Co(NH3)5Cl]2＋中氨氣分子內(nèi)存在N—H共價(jià)鍵，Co3＋與氨分子之間形成配位鍵，Co3＋與Cl－之間也形成配位鍵，則[Co(NH3)5Cl]2＋中有配位鍵、共價(jià)鍵，故C錯(cuò)誤；H2O2分子不是直線形的，兩個(gè)氫原子在如同半綻開的書的兩頁(yè)上，氧原子則在書的夾縫上，如，分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，正負(fù)電荷中心不重合，為極性分子，故D錯(cuò)誤。故選B。5．下列協(xié)作物的水溶液中加入硝酸銀不能生成沉淀的是(D)A．[Co(NH3)4Cl2]Cl B．[Co(NH3)6]Cl3C．[Cu(NH3)4]Cl2 D．[Co(NH3)3Cl3]解析：[Co(NH3)4Cl2]Cl能電離出氯離子，所以能和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀，故A錯(cuò)誤；[Co(NH3)6]Cl3能電離出氯離子，所以能和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀，故B錯(cuò)誤；[Cu(NH3)4]Cl2能電離出氯離子，所以能和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀，故C錯(cuò)誤；[Co(NH3)3Cl3]不能電離出氯離子，所以不能和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀，故D正確。故選D。6．尿素是我國(guó)氮肥的主導(dǎo)品種，但土壤中廣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堿的金屬協(xié)作物是一種高效綠色的協(xié)作物型脲酶抑制劑，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。以下是一種Schiff堿的銅協(xié)作物的合成過程，下列說法正確的是(C)A．1mol該協(xié)作物含σ鍵為24molB．該協(xié)作物中碳原子的雜化方式為sp2、sp3C．該協(xié)作物中心離子為Cu2＋，配位數(shù)為4D．向該協(xié)作物中滴加FeCl3溶液，溶液變紅解析：依據(jù)該協(xié)作物的結(jié)構(gòu)可知，1mol該協(xié)作物中含σ鍵共39mol，A錯(cuò)誤；SCN－中碳原子雜化方式為sp雜化、苯環(huán)和C=N鍵中碳原子雜化方式為sp2雜化、其余碳原子雜化方式為sp3雜化，B錯(cuò)誤；中心離子Cu2＋的配位數(shù)為4，C正確；SCN－與Cu2＋形成配位鍵，無法與Fe3＋結(jié)合生成硫氰合鐵離子，溶液不變紅色，D錯(cuò)誤。故選C。7．近些年來，隨著電子信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，基于半導(dǎo)體硅晶體的集成電路已接近其物理極限，探討者們提出另一種新思路，即發(fā)展分子尺度的電子器件，其中分子導(dǎo)線引起了廣泛的關(guān)注，下圖釕協(xié)作物就是一種金屬釕(Ru)分子導(dǎo)線，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(B)A．該協(xié)作物中配位原子為Cl、C、P，配位數(shù)為6B．1mol該協(xié)作物有6mol配位鍵C．該釕協(xié)作物中Si原子的雜化方式為sp3D．非金屬元素電負(fù)性大小依次為O>Cl>P>Si解析：該協(xié)作物中配位原子為Cl、C、P，配位數(shù)為6，故A正確；該協(xié)作物釕原子形成6個(gè)配位鍵，還有Ceq\o(=,\s\up12(←))O，C與O形成了配位鍵，1mol該物質(zhì)中有7mol配位鍵，故B錯(cuò)誤；Si原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，為sp3雜化，故C正確；該物質(zhì)中，非金屬元素電負(fù)性大小依次為O>Cl>P>Si，故D正確。故選B。8．冠醚能與陽(yáng)離子尤其是與堿金屬離子作用，并隨環(huán)的大小不同而與不同堿金屬離子作用，12－冠－4與鋰離子作用而不與鈉離子、鉀離子作用，18－冠－6與鉀離子作用如圖，但不與鋰離子或鈉離子作用，下列說法不正確的是(C)A．18－冠－6中C原子和O原子的雜化軌道類型相同B．與K＋作用不與Li＋和Na＋作用反應(yīng)反映了超分子的“分子識(shí)別”的特征C．與鉀離子作用反映了超分子的“自組裝”的特征D．冠醚與堿金屬離子作用的原理與其可作相轉(zhuǎn)移催化劑的原理有關(guān)解析：由題圖可知，18－冠－6中碳原子和氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為4，原子的雜化方式都為sp3雜化，故A正確；18－冠－6與鉀離子作用，但不與鋰離子或鈉離子作用說明超分子具有分子識(shí)別的特征，故B正確；18－冠－6與鉀離子作用，但不與鋰離子或鈉離子作用說明超分子具有分子識(shí)別的特征，不具備自組裝的特征，故C錯(cuò)誤；由題意可知，冠醚是皇冠狀分子，分子中內(nèi)部有很大的空間，能與離子半徑不同的堿金屬陽(yáng)離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，把無機(jī)物帶入有機(jī)物中，它可以作為相轉(zhuǎn)移催化劑也是基于這個(gè)原理，故D正確。故選C。9．利用Cl－取代[Co(NH3)5H2O]3＋離子中的H2O的方法制備協(xié)作物X：[Co(NH3)5Cl]Cl2。試驗(yàn)過程如下。已知：①[Co(NH3)5Cl]2＋離子較穩(wěn)定，加堿或受熱可促進(jìn)其解離，[Co(NH3)5Cl]2＋Co3＋＋5NH3＋Cl－。②Co(OH)2是一種難溶于水的物質(zhì)。下列說法不正確的是(C)A．制備協(xié)作物X的總反應(yīng)為2CoCl2＋H2O2＋10NH3＋2HCl=2[Co(NH3)5Cl]Cl2＋2H2OB．上述過程可用氯水替代H2O2將Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)C．用濃氨水替代NH4Cl—NH3·H2O混合液可以提高CoCl2·6H2O的轉(zhuǎn)化率D．烘干過程溫度不宜過高，以防止[Co(NH3)5Cl]Cl2受熱分解解析：制備協(xié)作物X的原料是CoCl2·6H2O、H2O2、NH4Cl、NH3·H2O、濃鹽酸，在反應(yīng)中，＋2價(jià)Co被氧化生成＋3價(jià)的Co，Co3＋與NH3、Cl－形成協(xié)作物[Co(NH3)5Cl]Cl2，則總反應(yīng)為2CoCl2＋H2O2＋10NH3＋2HCl2[Co(NH3)5Cl]Cl2＋2H2O，A正確；氯氣做氧化劑，將Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，還原產(chǎn)物為Cl－，在本試驗(yàn)中Cl－不是雜質(zhì)，故上述過程可用氯水替代H2O2將Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，B正確；用濃氨水替代NH4Cl—NH3·H2O混合液，溶液堿性會(huì)更強(qiáng)，會(huì)生成Co(OH)2沉淀，影響協(xié)作物的生成，會(huì)降低CoCl2·6H2O的轉(zhuǎn)化率，C不正確；[Co(NH3)5Cl]2＋離子較穩(wěn)定，加堿或受熱可促進(jìn)其解離，故烘干過程溫度不宜過高，以防止[Co(NH3)5Cl]Cl2受熱分解，D正確。10．如圖所示，a為乙二胺四乙酸(EDTA)，易與金屬離子形成螯合物，b為EDTA與Ca2＋形成的螯合物。下列敘述正確的是(A)A．a(chǎn)和b中N原子均實(shí)行sp3雜化B．b中Ca2＋的配位數(shù)為4C．a(chǎn)中配位原子是C原子D．b中含有共價(jià)鍵、離子鍵和配位鍵解析：A項(xiàng)，a和b中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，則a、b中N原子均實(shí)行sp3雜化，正確；B項(xiàng)，b為配離子，Ca2＋的配位數(shù)為6，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a不是協(xié)作物，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，b中Ca2＋與N、O原子之間形成配位鍵，其他原子之間形成共價(jià)鍵，不含離子鍵，錯(cuò)誤。11．硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉，其陰離子Xm－(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示，下列敘述正確的是(B)A．Xm－的化學(xué)式為B4O8Heq\o\al(2－,4)B．硼原子的雜化軌道類型有sp2、sp3C．配位鍵存在于2、3原子之間D．硼砂晶體中的化學(xué)鍵只有離子鍵和配位鍵解析：視察模型，1,3,5,6代表氧原子，2,4代表B原子，可知Xm－是(H4B4O9)m－，依據(jù)化合價(jià)H為＋1，B為＋3，O為－2，可得m＝2，則Xm－的化學(xué)式為(H4B4O9)2－，故A錯(cuò)誤；依據(jù)題圖知，B原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3的采納sp2雜化，是4的采納sp3雜化，故B正確；含有空軌道的原子和含有孤電子對(duì)的原子之間易形成配位鍵，B原子含有空軌道、O原子含有孤電子對(duì)，4,5(或5,4)原子之間存在配位鍵，故C錯(cuò)誤；硼砂晶體中有離子鍵、配位鍵和共價(jià)鍵三種化學(xué)鍵，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題12．配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)覺，取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1mol分別溶于水，加入足量硝酸銀溶液，生成氯化銀沉淀的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。(1)請(qǐng)依據(jù)試驗(yàn)事好用協(xié)作物的形式寫出它們的化學(xué)式。CoCl3·6NH3[Co(NH3)6]Cl3CoCl3·5NH3[Co(NH3)5Cl]Cl2CoCl3·4NH3(綠色和紫色)[Co(NH3)4Cl2]Cl。(2)后兩種物質(zhì)的組成相同而顏色不同的緣由是空間結(jié)構(gòu)不同。(3)上述協(xié)作物中，中心離子的配位數(shù)都是6。解析：(1)1molCoCl3·6NH3與AgNO3反應(yīng)生成3molAgCl，則1molCoCl3·6NH3中有3molCl－為外界離子，鈷的配位數(shù)為6，配體為NH3，所以其化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3；1molCoCl3·5NH3與AgNO3反應(yīng)只生成2molAgCl，則1molCoCl3·5NH3中有2molCl－為外界離子，鈷的配位數(shù)為6，配體為NH3和Cl－，所以其化學(xué)式為[Co(NH3)5Cl]Cl2；1molCoCl3·4NH3(綠色)和1molCoCl3·4NH3(紫色)分別與AgNO3反應(yīng)均只生成1molAgCl，則1molCoCl3·4NH3中有1molCl－為外界離子，鈷的配位數(shù)為6，配體為NH3和Cl－，所以化學(xué)式為[Co(NH3)4Cl2]Cl。(2)CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)的化學(xué)式都是[Co(NH3)4Cl2]Cl，但因其空間結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致顏色不同。(3)題述幾種協(xié)作物的化學(xué)式分別是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl，中心離子配位數(shù)都是6。13．(1)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形。②在[Ni(NH3)6]2＋中，Ni2＋與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為_配位鍵__，供應(yīng)孤電子對(duì)的成鍵原子是N(填元素符號(hào))。(2)銀氨溶液的主要成分是[Ag(NH3)2]OH，配制方法是向AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀剛好完全溶解為止，得到澄清的銀氨溶液。①AgNO3中陰離子的空間結(jié)構(gòu)是平面三角形。②[Ag(NH3)2]＋中的配位數(shù)為2。(3)現(xiàn)代工業(yè)冶金中，2[Au(CN)2]－＋Zn=2Au＋[Zn(CN)4]2－。CN－是常見的配體，供應(yīng)孤電子對(duì)的是C不是N，其主要緣由是C的電負(fù)性比N小，吸引孤電子對(duì)的實(shí)力比N弱。解析：(1)①SOeq\o\al(2－,4)中S原子的孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(6＋2－2×4,2)＝0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4＋0＝4，故其空間結(jié)構(gòu)為正四面體形；②Ni2＋供應(yīng)空軌道，NH3中N原子供應(yīng)孤電子對(duì)，二者形成配位鍵。(2)①NO－3中N原子價(jià)電子對(duì)數(shù)是eq\f(5＋1,2)＝3，形成3個(gè)σ鍵，且不含孤電子對(duì)，依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型可推斷其空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；②配位數(shù)即配體的個(gè)數(shù)，NH3是配體，配位數(shù)為2。(3)配體在形成配位鍵時(shí)需具備兩個(gè)條件：一是有孤電子對(duì)，二是配位原子的電負(fù)性不能太大，如CO、CN－等配體中C原子供應(yīng)孤電子對(duì)，因?yàn)镃的電負(fù)性比N、O的小。14．超分子在生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域中具有重要意義。由Mo將2個(gè)C60分子、2個(gè)p-甲酸丁酯吡啶及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)Mo處于第五周期第ⅥB族，核外電子排布與Cr相像，它的基態(tài)價(jià)層電子排布式是4d55s1；核外未成對(duì)電子數(shù)是6。(2)該超分子中配體CO供應(yīng)孤電子對(duì)的原子是C(填元素符號(hào))，p-甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方式有sp2和sp3。(已知吡啶可看作苯分子中的一個(gè)CH原子團(tuán)被N原子取代的化合物)(3)已知：C60分子中存在碳碳單鍵和碳碳雙鍵；C60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵；C60分子只含有五邊形和六邊形；多面體的頂點(diǎn)數(shù)V、面數(shù)F及棱邊數(shù)E遵循歐拉定理V＋F－E＝2。則一個(gè)C60分子的結(jié)構(gòu)是由12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形組成的球體。用文字簡(jiǎn)述C60跟F2在肯定條件下反應(yīng)所得的物質(zhì)的組成為由C60結(jié)構(gòu)和碳的四個(gè)價(jià)鍵理論，可知一個(gè)碳原子需連接一個(gè)雙鍵，一個(gè)雙鍵被兩個(gè)碳原子共用，故含有30個(gè)雙鍵，C60易與活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)生成C60F60。(4)某晶胞中各原子的相對(duì)位置可用如圖所示的原子坐標(biāo)表示，其中全部頂點(diǎn)的原子坐標(biāo)均可以為(0,0,0)。鉬(Mo)的一種立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)晶胞有2個(gè)Mo原子，其中Mo原子坐標(biāo)是(0,0,0)及eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。已知該晶體的密度是ρg·cm－3，Mo的摩爾質(zhì)量是Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值是NA，晶體中距離最近的Mo原子核之間的距離為eq\r(3,\f(2M,ρNA))×eq\f(\r(,3),2)×1010pm。解析：(1)Mo處于第五周期第ⅥB族，核外電子排布與Cr相像，其