高二化学（人教版）试题 选择性必修二 课时跟踪检测（二十一） 配合物与超分子

课时跟踪检测(二十一)配合物与超分子1.下列过程与配合物的形成无关的是()A.除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C.向FeCl3溶液中加入KSCN溶液D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失2.下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是()A.利用超分子的分子识别特征,可以分离C60和C70B.配合物中只含配位键C.[Cu(H2O)6]2+中Cu2+提供空轨道,H2O中氧原子提供孤电子对,从而形成配位键D.配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广泛应用3.往CuSO4溶液中加入过量的NH3·H2O,直到生成的沉淀恰好溶解为止,得到深蓝色溶液,再加入乙醇后,析出深蓝色晶体。下列分析不正确的是()A.析出的深蓝色晶体化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2OB.加乙醇的作用是减小“溶剂”的极性,降低溶质的溶解度C.加入氨水的过程中Cu2+的浓度不断减小D.配离子[Cu(H2O)4]2+稳定性大于[Cu(NH3)4]2+4.绿矾(FeSO4·7H2O)结构如图所示,下列说法不正确的是()A.中心离子的配体是H2OB.Fe2+的价层d轨道参与了杂化C.绿矾中存在的化学键有:共价键、配位键、氢键、离子键D.绿矾属于离子晶体5.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法正确的是()A.配合物中中心离子的电荷数和配位数均为6B.该配合物可能是平面正方形结构C.Cl-和NH3分子均与Pt4+配位D.配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3分子不与Pt4+配位6.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Ca2+形成的螯合物。下列叙述正确的是()A.a和b中N原子均采取sp3杂化B.b中Ca2+的配位数为4C.a中配位原子是C原子D.b中含有离子键和配位键7.冠醚是一种超分子,它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并⁃18⁃冠⁃6与K+形成的螯合离子的结构如图所示。下列说法错误的是()冠醚冠醚空腔直径/pm适合的粒子(直径/pm)15⁃冠⁃5170~220Na+(204)18⁃冠⁃6260~320K+(276)21⁃冠⁃7340~430Cs+(334)A.冠醚可以用来识别碱金属离子B.二苯并⁃18⁃冠⁃6也能适配Li+C.该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种D.一个螯合离子中配位键的数目为68.(2024·海南省直辖县模拟)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。四种元素可“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其结构如图(Y与Y之间都是W、X构成的相同结构)。下列说法错误的是()A.Y位于第二周期第ⅥA族B.X单质不存在能导电的晶体C.Y与Z之间可能存在配位键D.利用该超分子可以分离简单Z离子和钡离子9.酞菁和钴钛菁可嵌接在碳纳米管上,用于制取一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。酞菁和钴钛菁的结构如图所示(酞菁分子中所有原子共平面),下列说法中不正确的是()A.酞菁分子中①②③号N原子均采取sp2杂化B.酞菁分子中,②③号N原子中的孤电子对处于不同的轨道中C.钴钛菁分子中N原子提供孤电子对与Co离子形成配位键D.钴钛菁分子中Co元素呈+3价10.K3Fe(CN)6是实验室常用于检验Fe2+的试剂。下列有关说法错误的是A.Fe2+的检验:K++Fe2++Fe(CN)63−KFeB.第一电离能:N>C>Fe>KC.Fe2+与Fe3+的未成对电子数之比为4∶5D.K3[Fe(CN)6]中配体是CN-,该配体中σ键与π键的数目之比是2∶111.一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为CO2,HCHO被氧化为CO2和H2O。CO与N2的化学键结构相似,CO分子的结构式为。

(2)①向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液生成[Cu(OH)4]2-。若不考虑空间结构,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为。

②Na2[Cu(OH)4]中除了配位键外,还存在的化学键类型有(填字母)。

A.离子键 B.金属键C.极性共价键 D.非极性共价键(3)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应:Fe(CO)5(s)Fe(s)+5CO(g),1molFe(CO)5中含有mol配位键。

12.配位键是一种常见的化学键,按要求完成下列问题:(1)含Ti3+的一种配合物的化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O,其配离子中含有的化学键类型有。

(2)氨硼烷(NH3BH3)是具有潜力的储氢材料,分子中存在配位键,能体现配位键的结构式为。

(3)铁是生活中常用的一种金属,其常见的离子有Fe2+、Fe3+,其中Fe2+可用K3[Fe(CN)6](赤血盐)溶液检验。①铁单质中化学键为(填名称)。

②K3[Fe(CN)6]晶体中各种微粒的作用力有(填字母)。

a.金属键b.共价键c.配位键d.离子键(4)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为,其中Fe的配位数为。

13.研究含碳化合物的结构与性质,对生产、科研等具有重要意义。(1)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图:,该电子排布图违背了;CH3+、—CH3、CH3−都是重要的有机反应中间体。CH3+、CH(2)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚,其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用,并且随着环的大小不同而与不同金属离子作用。①Li+与X的空腔大小相近,恰好能进入到X的环内,且Li+与氧原子的一个孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。基态锂离子核外能量最高的电子所处能层符号为。

②冠醚Y能与K+形成稳定结构,但不能与Li+形成稳定结构。理由是。

③烯烃难溶于水,被KMnO4溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z,氧化效果明显提升。ⅰ.水分子中氧的杂化轨道的空间结构是,H—O的键角(填“>”“<”或“=”)109°28'。

ⅱ.已知:冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后,烯烃的氧化效果明显提升的原因是。

高阶思维训练14.(2024·湖北黄冈模拟)一种镍磷化合物催化氨硼烷BH3NH3水解释氢的可能机理如图所示,其中中间体ⅡA.氨硼烷中N和B原子都是sp3杂化B.用D2O代替H2O作反应物,有D2生成C.BH3NH3分子中含有配位键D.由Ⅱ→Ⅲ推断,水解的最终产物为H2和NH4[B(OH)4]15.(2024·黑、吉、辽卷)如下反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是()QZY4溶液QZX4Y4W12溶液A.单质沸点:Z>Y>WB.简单氢化物键角:X>YC.反应过程中有蓝色沉淀产生D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y16.回答下列问题。(1)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是,中心离子的配位数为。

(2)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有mol,该螯合物中N的杂化方式有种。

(3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。

(4)已知:3个及以上原子若处于同一平面,如有彼此平行的p轨道,则可“肩并肩”重叠形成大π键。南开大学某课题组合成无机二茂铁的配离子[FeP8]2-,其中环状配体P42−以π电子参与配位,结构如图,1个该配离子中与Fe2+形成配位键的电子共有(5)胍为平面形分子,所有原子共平面,结构如图所示。胍属于分子(填“极性”或“非极性”),①号N的碱性②号N的碱性(填“>”“<”或“=”),请说明理由。

课时跟踪检测(二十一)1.选AA项,除去Fe粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质,与配合物的形成无关;B项,AgNO3与氨水反应首先生成AgOH沉淀,继续滴加氨水,反应生成了配离子[Ag(NH3)2]+;C项,Fe3+与KSCN反应生成了硫氰化铁配离子;D项,CuSO2.选B配位化合物中不一定只含有配位键,可能含有共价键、离子键,如[Cu(H2O)4]SO4,B错误。3.选D由题意可知,蓝色沉淀为Cu(OH)2,加入氨水后,Cu(OH)2溶解,生成了深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,溶质在乙醇中溶解度小,加入乙醇,析出深蓝色的晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,A正确;深蓝色溶液,再加入乙醇后,析出深蓝色晶体,说明蓝色晶体在乙醇中的溶解度较小,则加乙醇的作用是减小“溶剂”的极性,降低溶质的溶解度,B正确;加入氨水过程中,铜离子先生成氢氧化铜沉淀,后氢氧化铜沉淀转化为配合物,则加入氨水的过程中Cu2+的浓度不断减小,C正确;稳定性小的物质转化为稳定性大的物质,配离子[Cu(H2O)4]2+转化为[Cu(NH3)4]2+,说明配离子[Cu(H2O)4]2+稳定性小于[Cu(NH3)4]2+,D4.选C由图可知,中心离子亚铁离子的配体是H2O分子,A正确;由图可知,中心离子亚铁离子的配位数为6,则Fe2+的价层d轨道参与了杂化,B正确;水分子中存在氢氧共价键,亚铁离子和水分子间存在配位键,亚铁离子和硫酸根离子间存在离子键,但是氢键不属于化学键,C错误;绿矾有亚铁离子和硫酸根离子,形成离子晶体,D正确。5.选C由化合价规则知PtCl4·2NH3中铂为+4价,A项错误;加入AgNO3溶液无沉淀生成,加入强碱无NH3放出,表明PtCl4·2NH3溶液中不存在Cl-、NH3,又因为Pt4+有空轨道,故Pt4+是中心离子,NH3、Cl-是配体,C项正确、D项错误;因配位数是6,故配合物不可能是平面正方形结构,B项错误。6.选Aa中氮原子形成3个σ键,还有一个孤电子对,b中氮原子形成4个σ键(其中有一个配位键),N原子均采取sp3杂化,故A正确;由图可知,b中Ca2+的配位数为6,故B错误;a中不存在配位键,故C错误;b中不含有离子键,故D错误。7.选B由表知,碱金属离子的粒子在冠醚空腔直径范围内,可以识别碱金属离子,A正确。一般而言,电子层数越多半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;Li+半径小于钠离子;由表可知,二苯并⁃18⁃冠⁃6不能适配Li+,B错误。该冠醚分子中苯环碳原子为sp2杂化,其他碳链上的碳原子为sp3杂化,碳原子杂化方式有2种,C正确。由结构简式可知,一个螯合离子中配位键的数目为6,D正确。8.选BW、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,W、X、Z分别位于不同周期,由化合物的结构可知,X能形成4个共价键,则X为C元素;Y能形成2个共价键,则Y为O元素;Z是同周期中金属性最强的元素,则Z为Na元素;W只形成了1个共价键,则W为H元素。由分析可知,Y为O,故Y位于第二周期第ⅥA族,A正确。X为C,X单质中的石墨是能导电的晶体,B错误。Y与Z之间可能存在配位键,因为Y形成两条共价键,含有2个孤电子对,钠有空轨道,C正确。利用该超分子可以分离简单Z离子和钡离子,简单钠离子会与该超分子形成配合物,而钡离子不会,D正确。9.选D由酞菁分子中所有原子共平面可知,分子中碳原子和氮原子的杂化方式均为sp2杂化,故A正确;由图可知,酞菁分子中,②号氮原子提供1个未参与杂化的p电子参与形成大π键、③号氮原子可以提供2个未参与杂化的p电子参与形成大π键,所以②③号氮原子中的孤电子对处于不同的轨道中,故B正确;由图可知,钴钛菁分子中氮原子提供孤电子对与具有空轨道的亚钴离子形成配位键,故C正确;对比酞菁到钴钛菁的结构可知,钴钛菁分子中钴元素呈+2价,故D错误。10.选DK3[Fe(CN)6]遇Fe2+生成深蓝色沉淀,A正确;同一周期元素中,第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素,同一主族,随着能层数的增加,第一电离能依次减小,则第一电离能:N>C>Fe>K,B正确;基态Fe2+与Fe3+的核外电子排布式分别为[Ar]3d6、[Ar]3d5,前者有4个未成对电子、后者有5个未成对电子,物质的量相等的Fe2+与Fe3+,二者未成对电子数之比为4∶5,C正确;CN-的结构式为N≡C-,三键中含1个σ键和2个π键,σ键与π键的数目之比是1∶2,D错误。11.解析:(1)CO和N2的化学键结构相似,根据N2的结构可知CO的结构式为C≡O。(2)①[Cu(OH)4]2-中Cu2+提供空轨道,OH-中O原子提供孤电子对,从而形成4个配位键,所以其结构示意图为或。②Na2[Cu(OH)4]为离子化合物,含有离子键,并且O—H为极性共价键。(3)Fe(CO)5分子中Fe与5个CO分子中的C原子形成配位键,而CO分子内部还有一个C原子和O原子形成的配位π键,所以1molFe(CO)5中含有10mol配位键。答案:(1)C≡O(2)①或②AC(3)1012.解析:(1)题给物质的配离子为[Ti(H2O)5Cl]2+,含有配位键与极性共价键(或共价键)。(2)N原子的孤电子对与B原子的空轨道形成配位键。(3)①铁单质中含金属键。②K3[Fe(CN)6]属于配位化合物又属于离子化合物,含配位键、离子键,CN-中含有共价键。(4)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在,即分子式为Fe2Cl6;每个Fe原子与3个Cl原子形成共价键,还可以提供空轨道与另一个Cl原子提供的孤电子对形成配位键,结构式可表示为或。答案:(1)配位键、极性共价键(或共价键)(2)(3)①金属键②bcd(4)或413.解析:(1)2p轨道上的2个电子没有分占不同轨道,该电子排布图违背了洪特规则;CH3+中心碳原子的价层电子对数=3+4−1−1×32=3,采用sp2杂化,为平面三角形结构,而CH3−中心碳原子的价层电子对数=3+4+1−1×32=4,采用sp3杂化,为三角锥形。(2)①基态锂离子核外只有1s能级上有电子,为K层上的电子,所以其能层符号为K;③ⅰ.水分子中氧原子的价层电子对数是4,采用sp3杂化,含有2个孤电子对答案:(1)洪特规则平面三角形三角锥形(2)①K②Li+半径比Y的空腔小得多,不易与空腔内氧原子的孤电子对作用形成稳定结构③ⅰ.四面体<ⅱ.冠醚可溶于烯烃并与K+形成稳定结构,进入冠醚中的K+因静电作用将MnO4−带入烯烃中,增大烯烃与MnO414.选B氨硼烷中N和B原子的价层电子对数都是4,都是sp3杂化,故A正确;由反应原理可知,水解过程中B原子所连的H原子被—OH取代,用D2O代替H2O作反应物,有HD生成,故B错误;B元素的电子排布式为1s22s22p1,B原子可以形成3个共价键,但根据分析可知该B原子的价层电子对数都是4,因此存在配位键,N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,故C正确;由反应原理可知,水解过程中B原子所连的H原子被—OH取代,最终得到H2和NH4[B(OH)4],故D正确。15.选D根据基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,且X能和原子序数小的W形成化合物XW3,可知X是N元素、W是H元素;由Q是ds区元素且焰色试验呈绿色,可知Q为Cu元素;结合基态Y、Z原子有两个未成对电子,与Cu可形成CuZY4,根据原子序数关系可确定Y为O元素,Z为S元素。常温下,单质S呈固态,O2、H2均呈气态,且相对分子质量O2>H2,则分子间作用力:O2>H2,故单质的沸点:S>O2>H2,A正确。NH3、H2O的中心原子N、O均采取sp3杂化,且N、O上分别有1、2个孤电子对,因孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,故简单氢化物的键角:NH3>H2O,B正确。向CuSO4溶液中逐渐通入NH3,先生成蓝