2025年人教版高二化学寒假预习：配合物和超分子（教师版）

第07讲配合物和超分子

学习目标

模块一思维导图串知识1.知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特

模块二基础知识全梳理（吃透教材）征。

模块三核心考点精准练2.了解配位化合物的存在与应用，如配位化合物在医药

模块四小试牛刀过关测科学催化反应和材料化学等领域的应用。

3.能举例说明物质在超分子等不同尺度上的结构特点对

物质性质的影响。

模块一思维导图串知识

模块二基础知识全梳理

鸿【学习新知】

知识点一配合物

【实验探究】下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象。

固体

①CuSC>4@CUC12-2H2O③CuBn@NaCl⑤K2s。4@KBr

白色绿色深褐色白色白色白色

溶液的颜色蓝色蓝色蓝色无色无色无色

NaClK2SO4KBrNaCI溶液K£O4溶液KBr溶液

1.配位键

⑴定义：

由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的共价键，即“电子对给予一接受”

键，是一类特殊的共价键。

(2)形成条件

一个成键的原子(或离子)含有孤电子对，另一个成键原子(或离子)中有接受孤电子对的空轨道。

(3)表示方法：

Af13

(电子对(电子对

给予体)接受体)

T

»

如NH4+中配位键表示为:

2.配位化合物

(1)定义：金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形

成的化合物称为配位化合物，简称配合物。

2+

[CU(H2O)4]

在[CU(H2O)4产中，压。的O提供孤电子对，Cu2+接受电子对，以配位键形成了[CU(H2O)4]2+。

(2)配合物的形成举例

实验1：①向盛有4mL0.1mol•L-lCuSO4溶液的试管里滴加几滴lmol•L-l氨水，观察现象。

②向实验①的试管中继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象。

③再向实验②的试管中加入8mL95%乙醇(极性较小的溶剂)，并用玻璃棒摩擦试管壁，观察实验现象。

实验现象:

实验①中得到蓝色沉淀。

实验②中沉淀逐渐溶解，得深蓝色溶液。

实验③中析出深蓝色晶体。

有关离子方程式或原因分析：

2+

Cu+2NH3-H2O=CU(OH)21+2NH4

2+

CU(OH)2+4NH3=[CU(NH3)4]+20JT

2+

[Cu(NH3)4]+SOr+H2O乏曼[CU(NH3)4]SO4H2O；

在[Cu(NH3)4p+中，NH3的N提供孤电子对，Cu2+接受电子对，以配位键形成了[CU(NH3)4]2+。

11

实验2：向盛有少量O.lmolL的FeCl3溶液的试管中滴加1滴O.lmolL的KSCN溶液，观察实验现

象。

实验现象：溶液颜色变红。

原因分析：Fe3+与SCN-可形成血红色配离子。

实验3：向盛有少量O.lmolL-1的NaCl溶液的试管中滴加几滴O.lmolL1的AgNCh溶液，产生难溶与

水的白色的AgCl沉淀，再滴入lmol-L-i的氨水，观察实验现象。

实验现象：白色沉淀消失，得到澄清的无色溶液。

+

原因分析：AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]+Cl-

3.配合物的组成

配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分成内界和外界。如[CU(NH3)4]SC)4

可表示为

内界外界

_____A____1A

[CU(NH3)4]SO4

中

配

配

心

位

体

原

数

子

(1)中心原子或离子：配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。

⑵配体：配体可以是阴离子，如XX卤素离子)、OH，SCN\CN等；也可以是中性分子，如H2。、

NH3、CO等。

(3)配位原子：指配体中直接同中心离子配合的原子，如NH3中的N原子、上0分子中的0原子。

(4)配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数，如［Cu(NH3)4］2+的

配位数为4。

4.配合物形成时性质的改变

(1)颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成；

(2)溶解度的改变，如AgCl沉淀可溶于氨水得到［Ag(NH3)2］+。

【交流讨论】

1.⑴在Fe3+、Cu2+、Zn2+>Ag+>H2O、NH3、F「、CM、CO中，可以作为中心离子的是

；可以作为配体的是。

(2)在［Fe(CN)6p-配离子中，中心离子的配位数为o

(3)配合物［Cr(H2O)4Br2］Br2H2。中，中心离子的化合价为。

3+2++

答案：(l)Fe>Cu2+、Zn>AgH20>NH3、『、C?T、CO(2)6(3)+3

2.NH3和BF3可以通过配位键形成NH3FF3,试分析提供孤电子对、空轨道的分别是哪种原子？你能

写出NH3BF3的结构式吗？

HIF

—

——

Nf—F

—

H——

HIF

提示：N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道，NH3BF3的结构式可表示为

3.已知配合物一水合甘氨酸锌的结构如图所示。

QH2pH2

Zn

H2C^N/

0

H2

请指出该配合物中配位数和配体数分别是多少？配位数和配体数有什么区别？

提示：5,3；配位数是直接与中心离子结合的配位原子数目，而配体数是配合物中配体的数目。

知识点二超分子

1.超分子

超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。

2.超分子的应用

⑴分离C60和C70

将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，“杯酚”像个碗似的把C60装起来而不能装

下C70；加入甲苯溶剂，甲苯将未装入碗里的C70溶解了，过滤后分离出C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿

溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。从而将C60和C70分离开来。

不溶于氯仿

(2)冠酸识别碱金属离子

冠酸是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，而形成冠酸一碱金属离子超

分子。

3.超分子的重要特征：分子识别和自组装。

【交流讨论】

()

II

己知尿素分子结构为H2N--C—NH2。尿素分子在一定条件下形成六角形“超分子”(结构如图)。

1.“超分子”中尿素分子间主要通过哪种作用力结合？

提示：氢键。尿素微粒为分子，应从分子间作用力方面考虑，H与N相连，且分子内还含有极性较强

的c-o,故分子间可形成氢键。

2.图示“超分子”的纵轴方向有一“通道”。直链烷烧分子刚好能进入通道。支链烷妙因含有侧链，空间

体积较大而无法进入“通道”。利用这一性质可以实现直链烷妙和支链烷烧的分离。

(1)直链烷烧分子进入通道时，通过哪种作用力与“超分子”结合？

提示：范德华力。微粒为分子，不具备形成分子间氢键的条件，作用力只能是范德华力。

(2)下列物质可以通过尿素“超分子”进行分离的是哪组物质？

A.乙烷和丁烷B.丁烷和异丁烷

C.异戊烷和新戊烷D.氯化钠和氯化钾

提示：B。不含支链的分子可通过，含有支链的分子不能通过。A项都不含支链，C项都含支链，均不

可分离；B项，丁烷不含支链，异丁烷含有支链，可以分离；D项，NaCl和KC1均以离子形式存在，不可

分离。

3.超分子是高分子化合物吗？

提示：不是。超分子是一种特殊的分子聚集体，具有超高的相对分子质量，但不是高分子化合物。

6模块三核心考点精准练------------------------

::'核心考点一：配合物

【例1】下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是()

①H2。②NH3③cr@CN"⑤co

A.①②B.①②③C.①②④D.①②③④⑤

答案：D

H—()：H—N—H

III：。.1

解析：①H2O、②NH3、③C「、④CTT、⑤CO的结构式分别为H、H、••、-‘'、.」、

：C=()：,这几种微粒都能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键，D正确。

【归纳小结】

(1)配合物的组成

①有的配合物没有外界。如五装基合铁Fe(CO)5、四璇基合银Ni(CO)4。

②有的配合物有多种配体。如[CU(NH3)2(H2O)2]SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br,[Co(NH3)5Br]SO4o

(2)配合物的稳定性

配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同

时，配合物的稳定性与配体的性质有关。

【变式训练11关于[Cr(H2O)4C12]Cl的说法正确的是()

A.中心原子的化合价为+1价

B.配位数是6

C.配体为水分子，外界为C「

D.在其水溶液中加入AgNCh溶液，不产生白色沉淀

答案：B

解析：[Cr(H2O)4Cb]Cl中阴离子是氯离子，氯离子的化合价是一1价，所以铭离子的化合价是+3价，A错

误；中心原子铝与4个水分子和2个氯离子结合形成配位离子，故Cr的配位数为6,B正确；[Cr(H2O)4Cl2]Cl

中配体为水分子和氯离子，外界为C「，C错误；[Cr(H2O)4C12]Cl的外界为C「，在其水溶液中加入AgNCh

溶液，会产生氯化银白色沉淀，D错误。

【变式训练2】下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是()

A.配位化合物中必定存在配位键

B.配位化合物中只有配位键

C.[Cu(H2O)4]2+中的CM+提供空轨道，RO中的氧原子提供孤电子对形成配位键

D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用

答案：B

解析：含有配位键的化合物就是配位化合物，但配位化合物还会含有共价键、离子键等，B错误。

〈/核心考点二：超分子

【例2】下列有关超分子的说法正确的是()

A.超分子是如蛋白质一样的大分子

B.超分子是由小分子通过聚合得到的高分子

C.超分子是由高分子通过非化学键作用形成的分子聚集体

D.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体

答案：D

解析：超分子不同于蛋白质、淀粉等大分子，也不同于高分子，超分子是由两种或两种以上的分子通过分

子间相互作用形成的分子聚集体，故选D。

【变式训练】下列关于超分子的叙述中正确的是()

A.超分子就是高分子

B.超分子都是无限伸展的

C.形成超分子的微粒都是分子

D.超分子具有分子识别和自组装的特征

答案：D

解析：超分子是由两种或两种以上分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，有的是高分子，有的不是,

故A错误；超分子这种分子聚集体有的是无限伸展的，有的是有限的，故B错误；形成超分子的微粒也包

括离子，故C错误；超分子的特征是分子识别和自组装，故D正确。

6模块四小试牛刀过关测--------------------------

【基础练】

1.下列物质中，不能作为配合物的配位体的是（）o

-

A.NH3B.NH；C.H2OD.SCN

答案：B

解析：作为配合物的配位体的粒子必须含有能提供孤对电子的原子，NH3中的N原子、H2。中的0原子、

SCN一中的S原子均能提供孤对电子，均能作为配位体；NH；中的N原子不含孤对电子，不能作为配位体。

2.向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明

溶液。下列对此现象的说法中，正确的是（）。

A.反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Cd卡的浓度不变

B.沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子为［CU（NH3）4『+

C.在［CU（NH3）4『+中，C/+给出孤对电子，NH?提供空轨道

D.向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生任何变化，因为［CU（NH3）4『+不与乙醇发生反应

答案：B

解析：CuSC>4溶液中存在［CU（NH3）/,反应后溶液中存在［CU（NH3）/，反应前后C/+的配位体

发生变化，故Cu2+的浓度变化，A错误，B正确；在［CU（NH3）/中，NH,提供孤对电子，C1?+提供

空轨道，C错误；反应后的溶液中加入乙醇，会析出深蓝色的晶体，D错误。

3.设NA为阿伏加德罗常数的值，关于［Ti（NH3）5Cl］Cb的说法中正确的是（）

A.Imol［/作出）5可口2含有（7键的数目为16H

B.中心原子的化合价为+2价

C.中心原子的配位数是5

D.含Imol［口可凡）5。］3的溶液中加入足量AgNC>3溶液，产生2moi白色沉淀

答案：D

解析：配离子中配体和中心离子的配位键属于cr键，有6个，配体5个NH3中有15个O•键，共计21个（7

键，故含有b键的数目应为21义，A不正确；根据电荷守恒，中心离子的化合价为+3价，B不正确；中

心离子的配位数是6,C不正确；根据配合物的组成判断，Imol配合物在溶液中电离出Imol配离子和2moi

氯离子，CT能与硝酸银发生反应生成2moiAgCl白色沉淀，故D正确。

4.下列现象的变化与配合物的形成无关的是（）

A.向FeCL溶液中滴加KSCN,出现红色

B.用王水（1体积浓硝酸和3体积浓盐酸混合而成）清洗金币，会使金币质量减轻

C.向AgNOs溶液中滴加氨水，先出现白色沉淀后溶解

D.向A1CL溶液中逐滴加入NHs-H?。溶液至过量，出现白色沉淀

答案：D

解析：Fe"和SCN一形成配合物，与配合物的形成有关，故A不选；金币溶于王水生成配合物H[AuCl/,

故B不选；出现白色沉淀是生成了AgOH,沉淀溶解是因为进一步反应生成配合物[Ag(NH3)1OH,故C

不选；A1CL和NHs-HQ反应生成氢氧化铝沉淀，与配合物的形成无关，故D选。

5.NHj和BF3可以通过配位键形成化合物NH'-BFs，下列说法正确的是()

A.NH3和BFj的空间结构都是三角锥形

B.NH3和BF§的中心原子的杂化方式相同

C.NH3和BF3形成的化合物NH?.BFJ中各原子都达到8电子稳定结构

D.NH3和BF3形成的化合物NH3BF3中配位键可表示为N—B

答案：D

解析：根据价层电子对互斥模型，价层电子对数=。键数+孤电子对数，则NH3的价层电子对数=3+1=4,

空间结构为三角锥形，BF3中B形成3个b键，无孤电子对，B原子的价层电子对数=3+0=3,空间结构为

平面三角形，故A错误；NH3的价层电子对数为4,即为sp3杂化，BF3中B形成3个。键，无孤电子对,

B原子的价层电子对数为3,所以为sp,杂化，即NH3和BF3的中心原子的杂化方式不同，故B错误；NH3BF,

中N提供孤电子对，B提供空轨道，形成配位键，使B、N原子都达到8电子稳定结构，但H原子只能达

到2电子的稳定结构，故C错误；NHs-BFj中配位键可表示为N—B,故D正确。

6.向4mL0.1mollTCuSC)4溶液中滴加几滴浓度为ImollT的氨水，首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水并振

荡，沉淀溶解，得到深蓝色溶液，继续滴加8mL95%的乙醇，析出深蓝色的晶体。下列分析错误的是()

A.深蓝色晶体的化学式为[CU(NH3)4]SC>4田2。

B.[CU(NH3)4『属于配离子，N&为配体

NH3

I

2+

[H3N—Cu—NH3]

2+NH

c.^CU(NH3)4]可表示为3,离子空间结构一定为正四面体形

D.五水硫酸铜CuSO4-5H2O可表示为[CU(H2O)4]SO4.H2O

答案：c

解析：铜离子和NH3形成配位键，形成的配合物在乙醇中的溶解度降低，所以深蓝色晶体的化学式为

[CU(NH3)4]S04H20,A正确;铜离子含有空轨道，NH3中氮原子含有孤电子对,因此『属

产2

2t

[H3N—Cu—NH,]

于配离子，其中NH3为配体，B正确；[Cu（NHjJ+可表示为N%,离子空间结构为平面

正方形，C错误；铜离子和水也可以形成配位键，所以五水硫酸铜CuSO「5H2。可表示为

[CU（H2O）JSO4-H20,D正确。

7.下列关于超分子的说法不正确的是（）

A.超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体

B.超分子都是无限伸展的

C.冠酸是一种超分子，可以识别碱金属离子

D.细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质

答案：B

解析：超分子有的是有限的，有的是无限伸展的，B项错误。

8.已知氯化铭的水合物为CrCl386H2。，其中铝元素的配位数是6,将含0.1mol氯化铭的水溶液用过量

稀硝酸银溶液处理时，只得到0.2moiAgCl沉淀，则氯化铭溶于水形成的含锦阳离子为（）

3++2+3+

A.CrB.[CrCl2（H2O）JC.[CrCl（H2O）5]D.[Cr（H2O）J

答案：C

解析：配离子中的配体在溶液中很难电离，已知含0.1mol氯化铭的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，

只得到0.2moiAgCl沉淀，说明该配合物的外界有2个氯离子，则其内界只有一个氯离子，故C项正确。

9.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配位体、配位数和配位原子。

⑴K2[CU（CN）4];

⑵（NH4）JPtCl6];

（3）[Cd（NH3）4]（OH）2o

答案：（1）配离子为[Cu（CN）4广；中心离子为Cu2+；配位体为CN-；配位数为4；配位原子为C。

（2）答案：配离子为[PtC16『一；中心离子为Pt4+；配位体为c「；配位数为6；配位原子为C1。

（3）答案：配离子为[Cd（NH3）4『+；中心离子为Cd?+；配位体为NH3；配位数为4；配位原子为N。

10.回答下列问题：

（1）硫酸镇溶于氨水形成[Ni（NH3）6]sC>4蓝色溶液。

①[Ni（NH3[]SC>4中阴离子的空间结构是。

②在[Ni（NHj67中，Ni?+与NH3之间形成的化学键称为,提供孤电子对的成键原子是

(填元素符号)。

(2)银氨溶液的主要成分是[Ag(NH3)』0H,配制方法是向AgNC)3溶液中滴加氨水至沉淀刚好完全溶解

为止，得到澄清的银氨溶液。

①AgNC)3中阴离子的空间结构是。

②[Ag(NH3)2『中的配位数为0

(3)现代冶金工业中，发生反应2队11(。＜)2]+211=2人11+[2]1。24『。CW是常见的配体，提供孤电子

对的是C不是N,其主要原因是。

答案：(1)①正四面体形；②配位键；N

(2)①平面三角形；②2

(3)C的电负性比N小，吸引孤电子对的能力比N弱

解析：(1)①SO：中S原子的孤电子对数为6+2；2X4=O,价层电子对数为4+0=4,故其空间结构为正

四面体形。②Ni?+提供空轨道，NH3中N原子提供孤电子对，二者形成配位键。

(2)①NO；形成3个b键，中心N原子的孤电子对数为五詈9=0,根据价层电子对互斥模型可判

断其空间结构为平面三角形。②配位数即配体的个数，NH3是配体，则配位数为2。

(3)配体在形成配位键时需具备两个条件：一是有孤电子对，二是配位原子的电负性不能太大，如CO、CN-

等配体中C原子提供孤电子对，是因为C的电负性比N、O的小。

【提升练】

1.Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSCU溶液吸收生成配合物

[Fe(NO)(H2O)„]SO4,该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关

说法不正确的是()

A.该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4

B.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表s、p区

C.1mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成1mol沉淀

D.该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构

答案：D

解析：配合物[Fe(NO)(H2O)“]SO4的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26,因为中心离

子Fe2+的最外层有14个电子(3s23P63d6),配体为NO和H2O,每个配体只提供一对电子，因此，14+2+2〃

=26,所以〃=5。由分析可知，〃=5,故该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4,A正确；该配合物所含

的非金属元素中，H位于元素周期表s区，N、0、S均位于p区，B正确；[Fe(NO)(H2O)5]SO4属于配合物,

其内界[Fe(NO)(H2O)5]2+较稳定，不与Ba(OH)2发生反应，但是其外界中的硫酸根离子可以与Ba(OH)2反应,

因此，Imol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应只能生成Imol硫酸领沉淀，C正确；该配合物中阳离子为

2+

[Fe(NO)(H2O)5],中心原子的配位数为6,但是，由于有两种不同的配体，因此其空间结构不可能是正八

面体结构，D不正确。

2.如图所示，a为乙二胺四乙酸(EDTA),易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与Ca?+形成的螯合物。下

列叙述正确的是()

HOOCCH2CH2COOH

N—CH2—CH2—N

HOOCCH2CH2COOH

b

A.a和b中N原子均采取sp3杂化

B.b中Ca2+的配位数为4

C.a中配位原子是C原子

D.b中含有共价键、离子键和配位键

答案：A

解析：A项，a中N原子有3个◎键电子对，含有1个孤电子对，b中N原子有4个◎键电子对，没有孤电子

对，则a、b中N原子均采取sp3杂化，正确；B项，b为配离子，Ca2+的配位数为6,错误；C项，a不是

配合物，错误；D项，钙离子与N、O之间形成配位键，其他原子之间形成共价键，不含离子键，错误。

3.亚铁氧化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K4Fe(CN)6]与叁12KCN+Fe3c+2(CN)2T

+N2T+C,下列关于该反应说法错误的是()

A.已知Fe3c晶胞中每个碳原子被6个铁原子包围，则铁的配位数是3

B.配合物K4[Fe(CN)6]中配位原子是碳原子

C.(CN)2分子中◎键和兀键数目比为3:4

D.基态Fe2+的最高能层电子排布为3s23P63d6

答案：A

解析：由Fe3c晶胞中每个碳原子被6个铁原子包围可知，碳原子的配位数为6,配位数之比等于相应原子

数目反比，则Fe原子配位数为6x；=2,故A错误；配合物K4Fe(CN)6]中配体为CN-,由于电负性N>C,

则C原子提供孤电子对，即配位原子是碳原子，故