高中化学选择性必修2第3章　第4节

第三章第四节A组·基础达标1．下列不能形成配位键的组合是()A．Ag＋NH3 B．H2OH＋C．Co3＋CO D．Ag＋H＋【答案】D【解析】在A、B、C三项中，Ag＋、H＋、Co3＋都能提供空轨道，而NH3、H2O、CO都能提供孤电子对，所以能形成配位键；D项中Ag＋和H＋都只能提供空轨道，无提供孤电子对的微粒，所以不能形成配位键。2．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()①H2O②NH3③F－④CN－⑤COA．①② B．①②③C．①②④ D．①②③④⑤【答案】D【解析】配体是含有孤电子对的阴离子或分子，这几种微粒的结构中都含有孤电子对，都能提供孤电子对与某些金属离子形成配合物。3．美国《Science》上发表论文，宣布发现了一种Al的超原子结构，这种超原子(Al13)是以1个Al原子在中心，12个Al原子在表面形成的三角二十面体结构．这种超原子具有40个价电子(即主族元素的最外层电子数)时最稳定。请预测稳定的Al13所带的电荷为()A．－1 B．＋2C．＋3 D．0【答案】A【解析】因为1个铝原子有3个价层电子，因此13个铝原子应该有39个价层电子，但实际上该微粒有40个价层电子，所以应该带1个单位的负电荷。4．在10－9～10－7m范围内，对原子、分子进行操纵的纳米超分子技术往往能实现意想不到的变化。纳米铜颗粒一遇到空气就会剧烈燃烧，甚至发生爆炸，下列说法正确的是()A．纳米铜是一种新型胶体B．纳米铜颗粒比普通铜更易与氧气发生反应C．纳米铜与普通铜所含铜原子的种类不同D．纳米铜无需密封保存【答案】B【解析】纳米铜不是分散系，不属于胶体，A错误；普通铜加热条件下才能与氧气反应，而纳米铜遇到空气就会剧烈燃烧，更易发生氧化反应，B正确；纳米铜和普通铜都由铜元素组成，所含铜原子种类相同，C错误；纳米铜极易与氧气反应，应密封保存，D错误。5．向CuSO4溶液中加入稀氨水至沉淀刚好溶解。若所得溶液中只有一种溶质，该溶质是()A．[Cu(H2O)4]SO4 B．Cu(OH)2C．[Cu(NH3)4](OH)2 D．[Cu(NH3)4]SO4【答案】D【解析】硫酸铜溶液中加入稀氨水的反应过程为CuSO4＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋(NH4)2SO4，Cu(OH)2＋2NH3·H2O＋(NH4)2SO4=[Cu(NH3)4]SO4＋4H2O，若溶质只有一种，则为[Cu(NH3)4]SO4。6．配位数为6的Co3＋的配合物CoClm·nNH3，若1mol配合物与足量AgNO3溶液反应只生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是()A．m＝1，n＝5 B．m＝3，n＝4C．m＝5，n＝1 D．m＝4，n＝5【答案】B【解析】与AgNO3溶液反应的Cl－(1mol)不是来自于配体，而是来自于配合物外界。因此，根据电荷守恒，中心原子为Co3＋，1mol配合物中共有Cl－3mol，其中作为外界的Cl－为1mol，作为配体的Cl－为2mol；根据Co3＋配位数为6，可知作为配体的NH3为4mol。7．某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液也不产生沉淀，用强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的下列说法正确的是()A．配合物中中心离子的电荷数为3＋，配位数为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Pt4＋与Cl－配位，而不与NH3分子配位【答案】C【解析】在PtCl4·2NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成，经强碱处理无NH3放出，说明Cl－、NH3均为配体，故该配合物中心离子的配位数为6，电荷数为4＋，Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位，A错误，C正确，D错误；因为配体在中心离子周围配位时尽量采取对称分布以达到相对稳定状态，Pt4＋配位数为6，则其空间结构为八面体形，B错误。8．(1)Cr3＋基态核外电子排布式为________________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。(2)在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。①基态Ni原子的电子排布式为__________________________________，该元素位于元素周期表的第________族。②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有________molσ键。(3)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤电子对的原子是____________。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3O(2)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2Ⅷ②8(3)X【解析】(1)铬是第24号元素，其失去3个电子后还剩21个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。水分子中氧原子上有孤电子对，故可以与铬离子形成配位键的是水分子中的氧原子。(2)①28号元素Ni的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，该元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，在每个配位体分子中含有一个σ键，每个配位体分子与中心原子之间形成一个σ键，所以1molNi(CO)4中含有8molσ键。(3)B原子与X原子形成配位键，因为B为缺电子原子，具有空轨道，故形成配位键时提供孤电子对的原子是X。B组·能力提升9．向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，下列关于实验现象的叙述不正确的是()A．先生成白色沉淀，加入足量氨水后沉淀消失B．生成的沉淀为AgCl，它不溶于水，但溶于氨水，重新电离成Ag＋和Cl－C．生成的沉淀是AgCl，加入氨水后生成了可溶性的配合物[Ag(NH3)2]ClD．若向AgNO3溶液中直接滴加氨水，产生的现象也是先出现白色沉淀后沉淀消失【答案】B【解析】Ag＋与NH3能发生如下反应：Ag＋＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋。而AgCl存在如下沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋＋Cl－，向其中加入氨水后会使平衡向右移动，最终因生成可溶性的[Ag(NH3)2]Cl而使AgCl沉淀溶解。10．某配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，下列说法中正确的是()A．配体是Cl－和H2O，配位数是8B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2D．将1mol该配合物加入足量AgNO3溶液中，可以得到3molAgCl沉淀【答案】C【解析】对于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，中心离子是Ti3＋，内界配体有1个Cl－和5个H2O分子，配位数是6，外界有2个Cl－，A、B均错误，C正确；加入足量AgNO3溶液，只有外界的2个Cl－与Ag＋反应生成AgCl沉淀，内界的1个Cl－不与Ag＋反应，故1mol该配合物只能生成2molAgCl沉淀，D错误。11．下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是()A．配位化合物中提供孤电子对的一定是阴离子B．配位化合物中可以存在离子键C．形成H3O＋时，H＋提供空轨道，H2O分子中的氧原子提供孤电子对形成配位键D．CuSO4·5H2O是一种配合物【答案】A【解析】配位化合物中提供孤电子对的可以是分子，也可以是阴离子，A错误；在离子化合物中，复杂离子中可以存在配位键，B正确；形成H3O＋时，H＋提供空轨道，水分子中的氧原子提供孤电子对形成配位键，C正确；CuSO4·5H2O可以表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O，CuSO4·5H2O属于配合物，D正确。12．配位化合物简称配合物，它的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。配合物[Zn(NH3)6]Cl2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为()A．Zn2＋、NH3、2＋、6 B．Zn2＋、NH3、1＋、6C．Zn2＋、Cl－、2＋、2 D．Zn2＋、NH3、2＋、2【答案】A【解析】确定中心原子(或离子)和配体是解题关键。在[Zn(NH3)6]Cl2中中心离子为Zn2＋，配体为NH3，配位数为6，中心离子和配体构成内界[Zn(NH3)6]2＋。13．某有机物的结构简式为对该物质的分析判断正确的是()A．该物质是一种离子化合物B．该物质的分子中含有的化学键有共价键和配位键C．该物质是一种配合物，其中Ni原子提供孤电子对D．该物质分子中，C、N、O原子都存在孤电子对【答案】B【解析】该物质中没有离子键，不是离子化合物而是共价化合物，A错误；根据该物质结构简式可知，该物质中Ni、N之间存在配位键，其他成键原子之间都是共价键，B正确；根据该物质结构简式可知，Ni原子具有空轨道，氮原子为其提供孤电子对，C错误；C原子最外层的4个电子全部参与成键，C原子上没有孤电子对，D错误。14．太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料除单晶硅外，还有铜、铟、镓、硒的化合物。(1)镓的基态原子的核外电子排布式为____________________。(2)硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则三种元素的第一电离能从大到小的顺序为________(用元素符号表示)。(3)气态SeO3的空间结构为______________。(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]－而体现一元弱酸的性质，则[B(OH)4]－中B原子的杂化类型为____________，该离子____________(填“含有”或“不含有”)配位键，其空间结构是____________。(5)金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，反应的离子方程式为_________________________，用价层电子对互斥模型分析，NH3分子和H2O分子的空间结构分别是________________、__________________。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)(2)Br＞As＞Se(3)平面三角形(4)sp3含有正四面体(5)Cu＋H2O2＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O三角锥形V形【解析】(1)镓元素是31号元素，根据原子核外电子排布规律，可知基态镓原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。(2)同周期元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，但砷原子4p能级容纳3个电子，为半充满的稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：Br＞As＞Se。(3)SeO3分子中硒原子的价层电子对数为3，与氧原子形成三个共价键，没有孤电子对，则气态SeO3分子的空间结构为平面三角形。(4)[B(OH)4]－中B原子与氧原子形成四个σ键，B原子上没有孤电子对，该离子为正四面体构型，故B原子的杂化类型为sp3。(5)Cu与氨水、过氧化氢的混合溶液反应生成[Cu(NH3)4]2＋的离子方程式为Cu＋H2O2＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。NH3分子中的N原子和H2O分子中的O原子都有4对价层电子对，NH3分子中N原子与3个H原子形成3个共价键，还有一对孤电子对，分子呈三角锥形结构；H2O分子中O原子与两个H原子形成两个共价键，还有两对孤电子对，分子呈V形结构。阶段重点突破练一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。1．下列说法中，正确的是()A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定答案B解析A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误；B项，共价晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确；分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。2．氮氧化铝(AlON)属共价晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()A．AlON和石英的化学键类型相同B．AlON和石英晶体类型相同C．AlON和Al2O3的化学键类型不同D．AlON和Al2O3晶体类型相同答案D解析AlON与石英(SiO2)均为共价晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；Al2O3不是共价晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确、D项错误。3．干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是()A．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量B．C—O的键能比Si—O的键能小C．干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体D．干冰易升华，二氧化硅不能答案C解析干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力；SiO2为共价晶体，熔化时破坏共价键，所以SiO2的熔点较高。4．下图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是()A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是共价晶体D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力答案A解析在立方体的顶面上，有5个I2，4个方向相同，A项正确；每个晶胞中有4个碘分子，B项错误；碘晶体是分子晶体，C项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子与分子之间，D项错误。5．最近科学家成功的制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种三维骨架的无限伸展结构，下列对该晶体的叙述错误的是()A．该物质的化学式为CO2B．晶体的熔、沸点高，硬度大C．晶体中碳原子数与C—O化学键数之比为1∶2D．该物质的性质与二氧化碳相似答案CD解析晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳氧原子个数之比为1∶2，化学式为CO2，A正确；该化合物晶体属于共价晶体，熔、沸点高，硬度大，B正确；该晶体中，每个碳原子含有4个C—O共价键，C原子与C—O化学键数目之比为1∶4，C错误；该化合物晶体属于共价晶体，二氧化碳为分子晶体，性质与二氧化碳不相似，D错误。6．黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，是一种比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都是分子晶体，黑磷晶体具有与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是()A．黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp2杂化B．黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力C．黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上D．P元素三种常见的单质中，黑磷的熔、沸点最高答案BD解析由结构可知黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp3杂化，故A错误；黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力，故B正确；石墨中碳原子为sp2杂化，每层原子均在同一平面内，但磷原子的杂化方式为sp3杂化，每一层的各原子不可能在同一平面内，故C错误；黑磷为共价晶体，而其他两种单质为分子晶体，则黑磷的熔、沸点最高，故D正确。二、非选择题7．锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为－49.5℃，沸点为83.1℃，则其晶体类型为________，中心原子的杂化类型为________。答案Br>As>Se>Ge分子晶体sp38．(1)某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构，原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是________(填字母)。A．X原子可能为ⅤA族元素B．Y原子一定为ⅠA族元素C．该分子中，既含极性键，又含非极性键D．从圆球的大小分析，该分子可能为N2F4(2)若上述模型中Y原子最外层达到2电子稳定结构且其相对分子质量与O2相同，则该物质的分子式为______，它与P2H4常温下均为气体，但比P2H4易液化，常用作火箭燃料，其主要原因是______________________________________________________________________。答案(1)B(2)N2H4N2H4分子之间形成氢键，致使N2H4沸点升高，易液化9．在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成三维骨架结构。氮原子的杂化轨道类型为________。这种高聚氮N—N的键能为160kJ·mol－1，而N2的键能为942kJ·mol－1，其可能潜在的应用是________________________________________________________________________。答案sp3制炸药(或高能燃料)10．白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NAmol－1，则该晶胞中含有的P原子的个数为________，该晶体的密度为________g·cm－3(用含NA、a的式子表示)。答案16eq\f(496,a3NA)解析根据均摊法，P原子的个数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＋6×\f(1,2)))×4＝16；晶胞的摩尔质量是16×31g·mol－1＝496g·mol－1，1个晶胞的体积是a3cm3，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(496,a3NA)g·cm－3。11．金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。(1)金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是________________(用化学式表示)。(2)金刚石的晶胞参数为apm(1pm＝10－12m)。1cm3晶体的平均质量为________________g(只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。答案(1)C