課時精練19-配合物與超分子(解析版)

課時精練19配合物與超分子1．下列物質(zhì)不是配合物的是()A．NaClB．[Fe(SCN)2]ClC．[Cu(NH3)4]Cl2 D．[Ag(NH3)2]OH【答案】A【解析】含有配位鍵的化合物是配合物(一般銨鹽除外)，NaCl中只含有離子鍵，故不是配合物。2．下列關(guān)于超分子的說法不正確的是()A．超分子是兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體B．超分子都是無限伸展的C．冠醚是一種超分子，可以識別堿金屬離子D．細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜具有自組裝性質(zhì)【答案】B【解析】A項(xiàng)，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，組成復(fù)雜的、有組織的聚集體，故A正確；B項(xiàng)，超分子有的是有限的，有的是無限伸展的，故B錯誤；C項(xiàng)，冠醚與某些金屬的包合物都是超分子，可以識別堿金屬離子，故C正確；D項(xiàng)，細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜具有自組裝性質(zhì)，生物體的細(xì)胞即是由各種生物分子自組裝而成，故D正確；故選B。3．下列關(guān)于超分子和配合物的敘述不正確的是()A．利用超分子的分子識別特征，可以分離C60和C70B．配合物中只含配位鍵C．[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空軌道，H2O中氧原子提供孤對電子，從而形成配位鍵D．配合物在半導(dǎo)體等尖端技術(shù)、醫(yī)學(xué)科學(xué)、催化反應(yīng)和材料化學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用【答案】B【解析】A項(xiàng)，利用超分子的分子識別特征，可以分離C60和C70，A正確；B項(xiàng)，配位化合物中不一定只含有配位鍵，可能含有共價鍵、離子鍵，如[Cu(H2O)4]SO4，B錯誤；C項(xiàng)，配離子中中心原子提供空軌道，配體提供孤電子對，所以[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空軌道，H2O中的O原子提供孤對電子，兩者結(jié)合形成配位鍵，C正確；D項(xiàng)，配合物的應(yīng)用：①生命體中，許多酶與金屬離子的配合物有關(guān)；②科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐：進(jìn)行溶解、沉淀或萃取等操作來達(dá)到分離提純、分析檢測等目的，D正確；故選B。4．下列組合中，中心原子的電荷數(shù)和配位數(shù)均相同的是()A．K[Ag(CN)2]、[Cu(NH3)4]SO4B．[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項(xiàng)中中心原子的電荷數(shù)分別是＋1和＋2，配位數(shù)分別是2和4；B項(xiàng)中中心原子的電荷數(shù)均是＋2，配位數(shù)均是4；C項(xiàng)中中心原子的電荷數(shù)分別是＋1，＋3，配位數(shù)分別是2和6；D項(xiàng)中中心原子的電荷數(shù)分別是＋2和＋1，配位數(shù)分別是4和2。5．向盛有少量CuCl2溶液的試管中滴入少量NaOH溶液，再滴入適量濃氨水，下列敘述不正確的是()A．開始生成藍(lán)色沉淀，加入過量氨水時，形成無色溶液B．開始生成Cu(OH)2，它不溶于水，但溶于濃氨水，生成深藍(lán)色溶液C．開始生成藍(lán)色沉淀，加入氨水后，沉淀溶解生成深藍(lán)色溶液D．開始生成Cu(OH)2，之后生成更穩(wěn)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藍(lán)色沉淀：Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)↓；再加入濃氨水，沉淀溶解得到深藍(lán)色的溶液：Cu(OH)2＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。6．Fe為過渡金屬元素，在工業(yè)生產(chǎn)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，該配合物的中心離子的最外層電子數(shù)與配體提供的電子總數(shù)之和為26。下列有關(guān)說法正確的是()A．該配合物的化學(xué)式為[Fe(NO)(H2O)5]SO4B．該配合物中所含非金屬元素均位于元素周期表p區(qū)C．1mol該配合物與足量Ba(OH)2溶液反應(yīng)可生成2mol沉淀D．該配合物中陽離子呈正八面體結(jié)構(gòu)，陰離子呈正四面體結(jié)構(gòu)【答案】A【解析】配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4的中心離子的最外層電子數(shù)與配體提供的電子總數(shù)之和為26，因?yàn)橹行碾x子Fe2+的最外層有14個電子(3s23p63d6)，配體為NO和H2O，每個配體只提供一對電子，因此，14+2+2n=26，所以n=5。A項(xiàng)，由分析可知，n=5，故該配合物的化學(xué)式為[Fe(NO)(H2O)5]SO4，A正確；B項(xiàng)，該配合物所含的非金屬元素中，H位于位于元素周期表s區(qū)，N、O、S均位于p區(qū)，B不正確；C項(xiàng)，[Fe(NO)(H2O)5]SO4屬于配合物，其內(nèi)界[Fe(NO)(H2O)5]2+較穩(wěn)定，不與Ba(OH)2發(fā)生反應(yīng)，但是其外界中的硫酸根離子可以與Ba(OH)2反應(yīng)，因此，1mol該配合物與足量Ba(OH)2溶液反應(yīng)只能生成1mol硫酸鋇沉淀，C不正確；D項(xiàng)，該配合物中陽離子為[Fe(NO)(H2O)5]2+，中心原子的配位數(shù)為6，但是，由于有兩種不同的配體，因此其空間構(gòu)型不可能是正八面體結(jié)構(gòu)，D不正確。故選A。7．關(guān)于化學(xué)式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列說法正確的是()A．配位體是Cl－和H2O，配位數(shù)是8B．中心離子是Ti4＋，配離子是[TiCl(H2O)5]2＋C．內(nèi)界和外界中Cl－的數(shù)目比是1∶2D．向1mol該配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3molAgCl沉淀【答案】C【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配體是Cl－和H2O，配位數(shù)是6，A項(xiàng)錯誤；中心離子是Ti3＋，B項(xiàng)錯誤；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中內(nèi)界Cl－的個數(shù)為1，外界Cl－的個數(shù)為2，內(nèi)界和外界中Cl－的數(shù)目比是1∶2，C項(xiàng)正確；加入足量AgNO3溶液，外界Cl－與Ag＋反應(yīng)，內(nèi)界Cl－不與Ag＋反應(yīng)，故只能生成2molAgCl沉淀，D項(xiàng)錯誤。8．配合物Na3[Fe(CN)6]可用于離子檢驗(yàn)，下列說法不正確的是()A．此配合物中存在離子鍵、配位鍵、極性鍵、非極性鍵B．配離子為[Fe(CN)6]3?，中心離子為Fe3+，配位數(shù)為6C．1mol配合物中σ鍵數(shù)目為12NAD．該配合物為離子化合物，易電離，1mol該配合物電離得到陰、陽離子的數(shù)目共4NA【答案】A【解析】A項(xiàng)，Na+與[Fe(CN)6]3?之間存在離子鍵，CN-與Fe3+之間存在配位鍵，CN-中碳原子與氮原子之間存在極性鍵，不存在非極性鍵，A項(xiàng)錯誤；B項(xiàng)，配合物Na3[Fe(CN)6]中，配離子為[Fe(CN)6]3?，中心離子為Fe3+，配位數(shù)為6，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，CN-中碳原子與氮原子之間存在1個σ鍵，CN-與Fe3+之間的配位鍵屬于σ鍵，則1mol配合物Na3[Fe(CN)6]中σ鍵數(shù)目為(6+6)，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，該配合物為離子化合物，易電離，其電離方程式為Na3[Fe(CN)6]=3Na++[Fe(CN)6]3?，1mol該配合物電離得到陰、陽離子的數(shù)目共4NA，D項(xiàng)正確；故選A。9．分子中含有兩個或兩個以上中心原子(離子)的配合物稱為多核配合物，如右圖為Co(II)雙核配合物的內(nèi)界，下列說法正確的是()A．每個中心離子的配位數(shù)為6B．如圖結(jié)構(gòu)中的氯元素為Cl-，則其含有極性鍵、非極性鍵和離子鍵C．配合物中的C原子都是sp2雜化D．如圖結(jié)構(gòu)中所有微粒共平面【答案】A【解析】在題給配合物中，帶“?”的碳原子，都與4個原子形成共價鍵：A項(xiàng)，在Co(II)雙核配合物中，每個中心離子與5個N原子、1個Cl-形成配位鍵，則配位數(shù)為6，A正確；B項(xiàng)，如圖結(jié)構(gòu)中的氯元素為Cl-，則其含有C-H、C-N極性鍵、C-C非極性鍵，但不含有離子鍵，B不正確；C項(xiàng)，分析中所標(biāo)記的“?”碳原子，與周圍4個原子形成共價鍵，都發(fā)生sp3雜化，C不正確；D項(xiàng)，圖中“?”標(biāo)記碳原子與周圍4個原子以共價鍵相連接，5個原子不可能共平面，D不正確；故選A。10．一種鈷的配合物乙二胺四乙酸合鈷的結(jié)構(gòu)為，下列說法錯誤的是()A．Co2+的價電子排布式為3d54s2 B．碳原子的雜化軌道類型為sp2和sp3C．該配合物中配位原子是N和O D．1mol該配合物形成的配位鍵有6mol【答案】A【解析】A項(xiàng)，鈷元素的原子序數(shù)為27，Co2+離子的價電子排布式為3d7，故A錯誤；B項(xiàng)，由乙二胺四乙酸合鈷的結(jié)構(gòu)可知，化合物中含有雜化軌道類型為sp3的單鍵碳原子和雜化軌道類型為sp2的雙鍵碳原子，故B正確；C項(xiàng)，由乙二胺四乙酸合鈷的結(jié)構(gòu)可知，具有空軌道的Co2+離子與具有孤對電子的氮原子和氧原子形成配位鍵，故C正確；D項(xiàng)，由乙二胺四乙酸合鈷的結(jié)構(gòu)可知，具有空軌道的Co2+離子與具有孤對電子的2個氮原子和4個氧原子形成6個配位鍵，則1mol配合物形成的配位鍵有6mol，故D正確；故選A。11．我國科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是()A．SiO2與干冰的晶體結(jié)構(gòu)相似B．SiO2耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)C．該SiO2超分子納米管具有分子識別和自組裝特征D．光纖的主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性【答案】C【解析】A項(xiàng)，SiO2是共價晶體而干冰是分子晶體，晶體結(jié)構(gòu)不相似，A項(xiàng)錯誤；B項(xiàng)，SiO2耐腐蝕，但可與氫氟酸反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)，超分子的兩個重要特征是分子識別和自組裝，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，光纖的主要成分是SiO2，二氧化硅不導(dǎo)電，D項(xiàng)錯誤。故選C。12．利用超分子可分離C60和C70。將C60、C70混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中進(jìn)行分離的流程如圖。下列說法錯誤的是()A．C70和C60互為同素異形體 B．杯酚分子中存在大鍵C．杯酚與C60形成氫鍵 D．C60熔點(diǎn)低于金剛石【答案】C【解析】A項(xiàng)，C70和C60是由碳元素組成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故A正確；B項(xiàng)，杯酚分子中含有8個苯環(huán)，苯環(huán)中存在大鍵，故B正確；C項(xiàng)，C60不符合形成氫鍵的條件，杯酚與C60不能形成氫鍵，故C錯誤；D項(xiàng)，C60為分子晶體，熔點(diǎn)低于金剛石(共價晶體)，故D正確；故選C。13．回答下列問題：(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心離子是______，配位原子是________，配位數(shù)是________，它的電離方程式是________________________________________________。(2)向盛有少量NaCl溶液的試管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________________。(3)解釋加入氨水后，現(xiàn)象發(fā)生變化的原因_________________________________。【答案】(1)Ag＋N2[Ag(NH3)2]OH=[Ag(NH3)2]＋＋OH－(2)先產(chǎn)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＋與NH3能發(fā)生如下反應(yīng)：Ag＋＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋，會使沉淀溶解平衡向右移動，最終因生成[Ag(NH3)2]Cl而溶解【解析】在配合物[Ag(NH3)2]OH中，中心離子是Ag＋，配位原子是NH3分子中的N原子，配位數(shù)是2。14．配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn)，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，立即產(chǎn)生氯化銀沉淀的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。(1)請根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)用配合物的形式寫出它們的化學(xué)式。CoCl3·6NH3：；

CoCl3·5NH3：；

CoCl3·4NH3(綠色和紫色)：。

(2)后兩種物質(zhì)組成相同而顏色不同的原因是。

(3)上述配合物中，中心離子的配位數(shù)都是。

【答案】(1)[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)4Cl2]Cl(2)它們結(jié)構(gòu)不同(3)6【解析】由題意知，四種配合物的化學(xué)式中處于外界的Cl-數(shù)目分別為3、2、1、1，則以配合物形式表示它們的化學(xué)式分別為[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl，最后兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同。15．向盛有硫酸銅溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液。向此透明溶液中加入乙醇，有深藍(lán)色的晶體析出。下列對此現(xiàn)象的說法中錯誤的是()A．難溶物溶解后，將生成深藍(lán)色的配離子[Cu(NH3)4]2+B．在[Cu(NH3)4]2+中，NH3提供孤電子對，Cu2+提供空軌道C．NH3與銅離子形成配離子后H—N—H鍵角會變大D．深藍(lán)色的晶體析出的原因是[Cu(NH3)4]2+與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)【答案】D【解析】向盛有硫酸銅溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，離子方程式為Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液，離子方程式為Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-。難溶物溶解后，生成的深藍(lán)色的配離子為[Cu(NH3)4]2+，A項(xiàng)正確；在[Cu(NH3)4]2+中，Cu2+提供空軌道，NH3提供孤電子對，B項(xiàng)正確；NH3中N原子采取sp3雜化，形成了三個N—H鍵，還有一個孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的斥力較大，但與Cu2+形成配離子后，N的孤電子對受Cu2+正電荷吸引，對成鍵電子對的斥力減小，H—N—H鍵角會變大，C項(xiàng)正確；向溶液中加入乙醇有深藍(lán)色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體析出，該過程中未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，16．尿素是我國氮肥的主導(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堿的金屬配合物是一種高效綠色的配合物型脲酶抑制劑，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。以下是一種Schiff堿的銅配合物的合成過程，下列說法正確的是 ()A．1mol該配合物含σ鍵為24molB．該配合物中碳原子的雜化方式為sp2、sp3C．該配合物中心離子為Cu2+，配位數(shù)為4D．向該配合物中滴加FeCl3溶液，溶液變紅【答案】C【解析】根據(jù)該配合物的結(jié)構(gòu)可知，1mol該配合物中含σ鍵共39mol，A錯誤；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錯誤。17．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，研究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，下圖釕配合物就是一種金屬釕(Ru)分子導(dǎo)線，有關(guān)說法錯誤的是()A．該配合物中配位原子為Cl、C、P，配位數(shù)為6B．1mol該配合物有6mol配位鍵C．該釕配合物中Si原子的雜化方式為sp3D．非金屬元素電負(fù)性大小順序?yàn)镺>Cl>P>Si【答案】B【解析】該配合物中配位原子為Cl、C、P，配位數(shù)為6，故A正確；該配合物釕原子形成6個配位鍵，還有CO，C與O形成了配位鍵，1mol該物質(zhì)中有7mol配位鍵，故B錯誤；Si原子形成4個共價鍵，為sp3雜化，故C正確；該物質(zhì)中，非金屬元素電負(fù)性大小順序?yàn)镺>Cl>P>Si，故D正確。18．配位化合物在生產(chǎn)生活中有重要應(yīng)用，請根據(jù)要求回答下列問題：(1)光譜證實(shí)單質(zhì)鋁與強(qiáng)堿性溶液反應(yīng)有[Al(OH)4]－生成，則[Al(OH)4]－中存在____(填序號)。a．共價鍵b．非極性鍵c．配位鍵 d．σ鍵e．π鍵(2)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，已知Co3＋的配位數(shù)是6，為確定鈷的配合物的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)對兩種配合物進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在第一種配合物的溶液中加BaCl2溶液時，產(chǎn)生白色沉淀，在第二種配合物的溶液中加BaCl2溶液時，則無明顯現(xiàn)象。則第一種配合物的結(jié)構(gòu)可表示為________，第二種配合物的結(jié)構(gòu)可表示為________。若在第二種配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，則產(chǎn)生的現(xiàn)象是________。(提示：TiCl(H2O)5Cl2這種配合物的結(jié)構(gòu)可表示為[TiCl(H2O)5]Cl2。)【答案】(1)acd(2)[CoBr(NH3)5]SO4[Co(SO4)(NH3)5]Br生成淡黃色沉淀【解析】(1)光譜證實(shí)單質(zhì)Al與強(qiáng)堿性溶液反應(yīng)有[Al(OH)4]－生成，可看作鋁原子和三個羥基形成三對共用電子對，形成三個極性共價鍵，形成Al(OH)3，Al(OH)3溶解在強(qiáng)堿性溶液中，和OH－結(jié)合形成[Al(OH)4]－，利用的是鋁原子的空軌道和OH－的孤對電子形成的配位鍵；由兩個原子軌道“頭碰頭”相互重疊而形成的共價鍵，叫σ鍵，所以[Al(OH)4]－中也形成了σ鍵。(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的結(jié)構(gòu)可知，硫酸根離子為配合物的外界，在水溶液中以離子形式存在，所以會與鋇離子結(jié)合生成白色沉淀，若加入BaCl2溶液時無明顯現(xiàn)象，說明硫酸根離子在內(nèi)界，所以配合物的結(jié)構(gòu)為[Co(SO4)(NH3)5]Br；溴離子為配合物的外界，在水溶液中以離子的形式存在，若加入AgNO3溶液，會產(chǎn)生淡黃色沉淀溴化銀。19．研究含碳化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，對生產(chǎn)、科研等具有重要意義(1)某同學(xué)畫出基態(tài)碳原子的核外電子排布圖：，該電子排布圖違背了____________；CHeq\o\al(＋,3)、—CH3、CHeq\o\al(－,3)都是重要的有機(jī)反應(yīng)中間體。CHeq\o\al(＋,3)、CHeq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型分別為________、________。(2)冠醚是由多個二元醇分子之間失水形成的環(huán)狀化合物。X、Y、Z是常見的三種冠醚，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。它們能與堿金屬離子作用，并且隨著環(huán)的大小不同而與不同金屬離子作用。圖1圖2①Li＋與X的空腔大小相近，恰好能進(jìn)入到X的環(huán)內(nèi)，且Li＋與氧原子的一對孤電子對作用形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)W(如圖)。基態(tài)鋰離子核外能量最高的電子所處能層符