2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题4第二单元 配合物的形成和应用 作业

4.2配合物的形成和应用一、单选题1．二茂铁的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华)，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醛等有机溶剂。下列说法不正确的是A．二茂铁属于分子晶体B．在二茂铁中，与之间形成的化学键类型是离子键C．1mol环戊二烯中含有σ键数目为D．已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取杂化2．下列说法正确的是A．在氯化铝溶液中加入足量饱和氟化钠溶液，充分振荡，然后再滴加氨水，有白色沉淀生成B．氨气在催化剂作用下与氧气反应生成NO2C．过量的铁在氯气中燃烧可得到FeCl3D．浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸无氧化性3．某化合物M结构简式如图所示，下列有关说法正确的是A．M中配体是N元素，中心原子是Fe原子B．M中非金属元素的电负性由大到小的顺序是C．M中所含有的化学键类型有离子键、共价键、配位键、氢键D．M中非金属元素原子间形成的σ键和π键的数目比为13∶24．下列化合物中既有离子键又有共价键和配位键的是A．KF B．NH4NO3 C．CuCl2 D．H2SO45．为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．1mol中配位键的个数为B．0.5mol中碳的价层电子对数为C．4.4g中杂化的碳原子数为D．1mol中心原子上孤电子对数为6．在有机合成中被称为万能还原剂，下列对该物质的描述错误的是A．基态B原子的价电子排布式为B．其中存在离子键、共价键、氢键C．阴离子的空间构型为正四面体形D．与水反应的化学方程式为7．下列离子方程式不正确的是A．氧化银溶解在氨水中：Ag2O+4NH3·H2O=2[Ag（NH3）2]++2OH—+3H2OB．（NO）：n（NO2）=1：1的混合气体被NaOH完全吸收：NO+NO2+2OH—=2+H2OC．次氯酸钠溶液受热歧化：3C1O—+2Cl—D．亚硫酸钠溶液中通入少量氯气：+Cl2+H2O=+2Cl—+2H+8．碳及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用。工业上用CH4与H2O、CO2重整生产H2，CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+161.1kJ·mol-1。CO是常见的还原剂，可用CH3COO[Cu(NH3)2]溶液吸收CO。CO2可以用于生产CH4、CH3OCH3等有机物，CO2还是侯氏制碱的原料。下列有关说法正确的是A．CH4能形成分子间氢键B．CO2中的键角比CH4的大C．CO的空间构型为三角锥形D．CH3COO[Cu(NH3)2]中有6个配位键9．某同学将稀氨水滴入AgNO3溶液得到银氨溶液，再加入葡萄糖加热获得光亮的银镜。下列说法正确的是A．氨气极易溶于水主要是因为NH3与H2O可形成分子间氢键B．银氨离子的形成是因为Ag+提供孤电子对与NH3形成配位键C．银镜的产生是因为葡萄糖分子中的羟基将银氨离子还原D．图中所示的银晶体中银原子的配位数为810．锌是一种活泼金属，其氢氧化物能溶于氨水，生成可溶性配合物[Zn(NH3)4](OH)2.则下列说法正确的是A．由题可知氢氧化锌为两性氢氧化物B．该配合物中只有离子键和配位键C．该配离子中Zn2+提供电子对，NH3提供空轨道D．形成该配合物的离子方程式为：Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2OH-11．工业上常以印刷线路板碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4Cl2]}为原料制备CuCl(晶胞结构如图)。下列说法错误的是A．基态的核外电子排布式为B．中含有4个配位原子C．的键角小于的键角D．晶胞中距离最近且距离相等的有2个12．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W原子的价电子排布为3d104s1，X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示，下列说法正确的是A．原子半径：Z>Y>XB．气态氢化物的稳定性：Y>ZC．加热时该离子首先失去的组分是X2ZD．两种配体中的键角：X2Z>YX313．Fe、HCN与K2CO3在一定条件下发生如下反应：Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O，下列说法正确的是A．此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性由大到小的顺序为N>O>CB．配合物K4Fe(CN)6的中心离子的价电子排布图为，该中心离子的配位数是10C．1molHCN分子中含有σ键的数目为1.204×1024，HCN分子中碳原子轨道杂化类型是sp杂化D．K2CO3中阴离子的空间构型为三角锥形，其中碳原子的价层电子对数为414．用图示的方法能够直观形象地将化学知识传授给学生。下列图示正确的是A．溴原子的结构示意图B．BF的结构式C．HF分子间的氢键D．SO的VSEPR模型二、填空题15．回答下列小题(1)是一种无色液体，沸点为43℃，熔点为，的晶体类型是___________。(2)是非常稳定的络合离子，配体中σ键和π键个数之比为___________。(3)GaAs的熔点为1238℃，该晶体的类型为___________，Ga与As以___________键键合。(4)氧化物MgO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似，MgO的熔点比CaO的高，其原因是___________。16．为浅紫色，但溶于水所得溶液I却呈黄色，其原因是_______，为了能观察到溶液Ⅰ中的浅紫色，可采取的方法是_______。三、计算题17．(1)在如图反应中，反应前后钒的氧化数和配位数各是多少____N-N键长如何变化____(2)单晶衍射实验证实，配合物[Cr3O(CH3CO2)6(H2O)3]Cl·8H2O中，3个铬原子的化学环境完全相同，乙酸根为桥连配体，水分子为单齿配体。画出该配合物中阳离子的结构示意图_____。18．蓝色的无水在吸水后会变成粉红色的水合物，该水合物受热后又变成无水，所以无水，常用作吸湿剂和空气湿度指示剂。现有无水，吸水后变成，试回答下列问题：(1)水合物中x=______。(2)若该水合物为配合物，其中的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有的个数之比为1:1，则该配合物的化学式可表示为______。四、实验题19．硫酸四氨合铜晶体常用作杀虫剂、媒染剂，也是碱性镀铜中电镀液的主要成分。某学习小组在实验室以铜为主要原料合成该物质，设计的合成路线为已知：为绛蓝色晶体，常温下在空气中易与水和二氧化碳反应，生成铜的碱式盐使晶体变成绿色的粉末。在溶液中存在以下电离解离过程：，及在水中均可溶，在乙醇中均难溶。在乙醇和水的混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的增大而减小。若在铜氨溶液中加入乙醇，会析出绛蓝色的硫酸四氨合铜晶体；实验表明，若在铜氨溶液中加入硫酸铵或硫酸钠，同样会有硫酸四氨合铜晶体析出。回答下列问题：(1)实验室通常采用将铜屑浸泡在热的稀硫酸中，然后向其中不断通入热空气的方法来制备溶液。写出制备溶液时发生反应的离子方程式：________________________。为了使制备过程中稀硫酸的温度保持在，需要对稀硫酸进行加热保温。应该采用的加热方式为________，该加热方式的优点为________________________。(2)方案向溶液中所加的固体试剂为________填种试剂的化学式；试说明为何加入该固体试剂后会有晶体析出：________________________。(3)方案的实验步骤为加热蒸发，冷却溶液，加乙醇、结晶。该方案存在一定缺陷，因为利用方案得到的产品晶体中往往含有________杂质，产生杂质的原因是________________。(4)方案、的最后操作步骤均为过滤、洗涤、干燥。过滤操作的主要目的是将固液混合物进行分离。中学化学中常见的用于固液混合物分离的操作有“倾析法”“普通过滤”和“减压过滤”等，操作示意图如下：减压过滤相对于普通过滤的优点为________填字母下同。A．过滤速度相对较快B．能过滤胶状混合物C．得到的固体物质相对比较干燥D．可以过滤具有强腐蚀性的固液混合物洗涤步骤中可选用的洗涤液是________。A．乙醇与乙醚的混合液蒸馏水C．乙醇和水的混合液饱和硫酸钠溶液参考答案1．B【详解】A．根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等，可知二茂铁为分子晶体，故A正确；B．在二茂铁中，与之间形成的化学键时，碳原子提供孤电子对，Fe2+提供空轨道，二者形成配位键，配位键属于共价键，故B错误；C．1mol环戊二烯中碳原子没有达到饱和，故存在碳碳双键，而碳碳双键中含有一个σ键，一个π键，1mol环戊二烯中含有σ键数目为，故C正确；D．已知环戊二烯的结构式为，由图可知：只有1号碳原子形成4个σ共价键，无孤电子对，杂化类型为sp3杂化；2、3、4、5号碳原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2杂化，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，故D正确；故选B。2．C【详解】A．在氯化铝溶液中加入足量饱和氟化钠溶液，生成Na3AlF6，再滴加氨水，不发生反应，故A错误；B．氨气在催化剂作用下与氧气反应生成NO和H2O，故B错误；C．铁在氯气中燃烧，无论铁是否过量，均生成FeCl3，故C正确；D．稀硫酸能和铁反应生成氢气，氢元素化合价降低，体现稀硫酸的氧化性，故D错误；答案选C。3．B【详解】A．M中配位原子是N元素，配体是含氮的物质，中心原子是Fe原子，A错误；B．非金属元素的电负性同周期从左往右电负性增大，同主族从上往下电负性减小，故M中非金属元素的电负性由大到小的顺序是O>N>C>H，B正确；C．M中所含有的化学键类型有共价键、配位键、氢键，不含离子键，C错误；D．M中非金属元素原子间形成的σ键和π键的数目分别为：28和4，数目比为7∶1，D错误；故选B。4．B【详解】A．K+和F-之间存在离子键，A项错误；B．硝酸铵中铵根离子和硝酸根离子之间存在离子键，氮原子和氢原子、氮原子和氧原子之间存在共价键，铵根离子之间还存在配位键，B项正确；C．铜离子和氯离子之间存在离子键，C项错误；D．硫酸中元素之间以共价键相结合，所以只存在共价键，D项错误；答案选B。5．C【详解】A．中四个氨气分子含有孤电子对，与中心离子镍离子形成配位键，故1mol中配位键的个数为，A项正确；B．中碳上无孤对电子，与两个氧结合形成2个键，碳原子价层电子对为2，故0.5mol中碳的价层电子对数为，B项正确；C．4.4g为1mol，甲基为饱和碳原子，采取杂化，醛基上的C原子形成3个键，无孤电子对，采取杂化，故1个中有1个杂化的碳原子，故4.4g中杂化的碳原子数为，C项错误；D．中心原子P有一对孤电子，故1mol中心原子上孤电子对数为，D项正确；故选C。6．B【详解】A．硼元素的原子序数为5，基态原子的价电子排布式为，故A正确；B．四氢合硼酸钠是含有离子键、极性共价键和配位键的离子化合物，化合物不能形成氢键，故B错误；C．四氢合硼酸根离子中硼原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，故C正确；D．四氢合硼酸钠与水反应生成偏硼酸钠和氢气，反应的化学方程式为，故D正确；故选B。7．D【详解】A．氧化银与氨水反应生成银氨络离子、氢氧根离子和水，反应的离子方程式为Ag2O+4NH3·H2O=2[Ag（NH3）2]++2OH—+3H2O，故A错误；B．物质的量比为1：1一氧化氮和二氧化氮与氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠和水，反应的离子方程式为NO+NO2+2OH—=2+H2O，故B正确；C．次氯酸钠溶液受热发生歧化反应生成氯酸钠和氯化钠，反应的离子方程式为3C1O—+2Cl—，故C正确；D．亚硫酸钠溶液与少量氯气反应生成氯化钠、硫酸钠和亚硫酸氢钠，反应的离子方程式为3+Cl2+H2O=+2Cl—+2，故D错误；故选D。8．B【详解】A．F，O，N等电负性大而原子半径较小的非金属原子，在某些含N-H、O-H、F-H的化合物中形成氢键，故甲烷分子间不能形成氢键，A错误；B．已知CO2是直线形分子，键角为180°，CH4为正四面体结构，键角为109°28′，故CO2中的键角比CH4的大，B正确；C．已知的中心原子C周围的价层电子对数为：3+=3，故其空间构型为平面三角形，C错误；D．已知CH3COO[Cu(NH3)2]中只有配位离子[Cu(NH3)2]+中Cu+与NH3之间形成了2个配位键，D错误；故答案为：B。9．A【详解】A.氨气分子极易溶于水主要是因为氨气分子和水分子间能形成氢键，增大了分子间的作用力，故A正确；B.银氨离子的形成是因为银离子提供的空轨道与氨分子提供的孤电子对形成了配位键，故B错误；C.银镜的产生是因为葡萄糖分子中的醛基将银氨离子还原，故C错误；D.由晶胞结构可知，与顶点银原子距离最近的银原子位于面心，则每个银原子周围有12个银原子，银晶体中银原子的配位数为12，故D错误；故选A。10．D【详解】A．氢氧化锌能溶于氨水，生成可溶性配合物[Zn(NH3)4](OH)2，不能得出氢氧化锌的两性，A错误；B．可溶性配合物[Zn(NH3)4](OH)2中有配位键，还有离子键和氢氧共价键，B错误；C．[Zn(NH3)4](OH)2的配离子中Zn2+提供空轨道，NH3提供电子对形成配位键，C错误；D．氢氧化锌溶于氨水，生成可溶性配合物[Zn(NH3)4](OH)2，反应的离子方程式为：Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2OH-，D正确；答案选D。11．D【详解】A．已知Cu是29号元素，其基态原子的核外电子排布式为：，故基态的核外电子排布式为，A正确；B．中Cu2+为中心原子，NH3为提高孤电子对的配体，N原子为配位原子，故含有4个配位原子，B正确；C．NH3和CH4分子周围的价层电子对数为4，NH3中含有一对孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用力大于成键电子对对成键电子对的排斥作用力，故NH3的键角小于CH4的键角，C正确；D．由题干晶胞示意图可知，Cu+位于八个顶点和六个面心上，Cl-位于体内八个正四面体的空隙，故晶胞中距离最近且距离相等的有4个，D错误；故答案为：D。12．C【分析】半径最小的原子为氢原子，则X为H；价电子排布为3d104s1，则W为Cu；Z最外层电子数为次外层电子数的三倍，则Z为O，由图可以看出，连接三个键的为N，即Y为N。【详解】A．原子半径大小为Y>Z>X，A项错误；B．非金属性O>N，则气态氢化物稳定性O>N，即Z>Y，B项错误；C．加热时先脱水，C项正确；D．水中O原子有两对孤电子对，NH3中N原子只有一对孤电子对，因此水中孤电子对成键电子对排斥作用更明显，H2O键角＜NH3键角，D项错误；答案选C。13．C【详解】A．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次减弱，电负性依次增大，则碳、氮、氧三种元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C，故A错误；B．配合物中亚铁离子为中心离子，氰酸根离子为配位体，配位数为6，故B错误；C．氢氰酸的结构式为H—C≡N，形成碳氮三键的碳原子的杂化类型是sp杂化，分子中单键为σ键，三键中含有1个σ键和2个π键，则1mol氢氰酸中含有σ键的数目为1mol×2×6.02×1023mol—1=1.204×1024，故C正确；D．碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，离子的空间构型为平面正三角形，故D错误；故选C。14．D【详解】A．溴位于第四周期ⅦA族，其原子核外有4个电子层，最外层电子数为7，其原子结构示意图为，A错误；B．BF中1个F提供孤电子，B提供空轨道形成1个配位键，配位键箭头方向错误，B错误；C．分子间的氢键为“虚线”部分，C错误；D．SO的中心S价层电子对数=3+=4，孤电子对数=1，故S为sp3杂化，VSEPR构型为四面体，VSEPR模型为，D正确；选D。15．(1)分子晶体(2)5∶2(3)共价晶体共价(4)MgO与CaO的离子所带电荷数相同，半径比小，所以熔点高【详解】（1）由熔沸点可知，四羰基合镍为熔沸点低的分子晶体，故答案为：分子晶体；（2）配体为CH3CN。分子中单键是σ键，三键含有1个σ键和2个π键，则配体中σ键和π键个数之比为5∶2，故答案为：5∶2；（3）由熔点可知，砷化镓是由砷原子和镓原子通过共价键形成的共价晶体，故答案为：共价晶体；共价；（4）氧化镁和氧化钙都是离子晶体，镁离子的离子半径小于钙离子，所以氧化镁中离子键强于氧化钙，熔点高于氧化钙，故答案为：MgO与CaO的离子所带电荷数相同，半径比小，所以熔点高。16．水解产物为黄色向该溶液中加【详解】Fe3+可与H2O形成配离子，为浅紫色。将固体溶解，溶液却呈黄色，其原因是Fe3+水解产物为黄色，为了能观察到溶液中的浅紫色，可采取的方法是向该溶液中加HNO3，抑制铁离子水解。故答案为：水解产物为黄色；向该溶液中加HNO3。17．+3和+1；7和6增长【详解】此题有一定难度，主要考查参赛者对配位化学基础知识的掌握和根据对称性及一些其他条件绘出分子结构的推演能力。7-1这一小题重点考查参赛者对配位化学基础知识的掌握程度。氧化数：在反应前的分子中，胺和膦都是中性配体，氯和环戊二烯是-1价配体，所以反应前钒的氧氧化数：在反应前的分子中，胺和膦都是中性配体，氯和环戊二烯是-1价配体，所以反应前钒的氧化数为：1+1+1=+3；在反应产物中，炔烃也是中性配体，只有环戊二烯是-1价配体，所以金属的氧化数为+1。配位数：在反应前的分子中，两个氯和一个氮、磷各提供一对电子和钒配位，还有6个π电子的环戊二烯负离子可以提供其π电子和金属配位，共3对电子，所以总的配位数为：2+1+1+3=7.在反应产物中，炔烃和氮、磷各提供一对电子给金属配位，炔烃提供的是一组π键中的电子去配位，而另一组π键由于对称性不匹配，即无法“头碰头”地去和金属的杂化轨道成键，所以不能成键，因此炔烃只提供一对电子，环戊二烯负离子仍提供3对电子，所以总的配位数为：1+1+1+3=6。从键级入手判断N-N键长变化：键级增大，键变强，键长缩短；键级减小，键变弱，键长增长。金属钒除了提供空的杂化轨道来和N2形成配位键外，它本身还有d电子处在未杂化的轨道上，它们可以与。N2的反键轨道形成反馈π键来加强金属与配体之间的相互作用，所以N2的反键轨道上部分填充了电子，N-N总键级是降低的，其键长应该增长。反应产物的结构由X射线衍射确定，如下图所示：文献表明，配位后的N—N键长为0.1212(8)nm，相比于单纯的N2分子，键长有所增加，同时V-N键长介于单键和双键之间，这些都有力地证明了反馈π键的存在及其对增强金属配体间力的作用。7-2此题是一道结构绘制题，题目中给了较多的提示，所以难度有所降低。条件一：3个铬原子的化学环境完全相同→3个铬原子必呈等边三角形分布，，其他配体分布不能破坏这个对称性。条件二：乙酸根为桥连配体→乙酸根必均分在3个铬中间，注意到分子中共有6个乙酸根，所以每两个铬之间会夹杂两个乙酸根，而且它为桥连配体，所以应该是用羧酸根上的两个氧去把金属连接起来。条件三：水分子为单齿配体→注意到分子中正好3个水分子，所以每个铬恰好均分一个水分子。最后注意到还剩一个氧原子，考虑到前面提到的铬的等价性，氧只有处于上述等边三角形的中心，才能维持这个等价性，所以氧的位置也被确定了下来。综上，可以绘出下述结构：评析7-1小题围绕一个比较新颖的反应展开，综合了氧化还原、配位化学、氮气活化等多个知识点，考查了π配位体的配位数问题和反馈π键问题，对参赛者基本功要求较高。此反应涉及_______些比较前沿的领域，容易引起学生的兴趣。7-2小题从一个复杂结构的对称性人手，引导学生发现化学中的对称美，通过对称性信息推断分子结构，虽然简单但构思不错。18．6【分析】根据方程式进行计算，的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有的个数之比为1:1，内界含有1个氯离子和5个水分子，由此确定化学式。【详解】(1)