2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第4節(jié)配合物與超分子課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修2

PAGE6-協(xié)作物與超分子(建議用時(shí)：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．下列各種說法中錯(cuò)誤的是()A．配位鍵是一種特別的共價(jià)鍵B．NH4NO3、CuSO4·5H2O都含有配位鍵C．共價(jià)鍵的形成條件是成鍵原子必需有未成對(duì)電子D．形成配位鍵的條件是一方有空軌道，另一方有孤電子對(duì)C[配位鍵是成鍵的兩個(gè)原子一方供應(yīng)孤電子對(duì)，另一方供應(yīng)空軌道而形成的共價(jià)鍵，可見成鍵雙方都不存在未成對(duì)電子，故A、D對(duì)，C錯(cuò)；NH4NO3、CuSO4·5H2O中的NHeq\o\al(＋,4)、[Cu(H2O)4]2＋含有配位鍵，故B對(duì)。]2．下列化合物屬于協(xié)作物的是()A．Cu2(OH)2SO4 B．NH4ClC．[Zn(NH3)4]SO4 D．KAl(SO4)2C[硫酸四氨合鋅([Zn(NH3)4]SO4)中二價(jià)鋅離子是中心離子，四個(gè)氨分子在鋅離子的四周，是配體，中心離子和配體以配位鍵結(jié)合形成內(nèi)界，也叫配離子，硫酸根離子處于外界，也叫外界離子，內(nèi)界和外界組成協(xié)作物。]3．在NHeq\o\al(＋,4)中存在4個(gè)N—H共價(jià)鍵，則下列說法正確的是()A．4個(gè)共價(jià)鍵的鍵長完全相同B．4個(gè)共價(jià)鍵的鍵長完全不同C．原來的3個(gè)N—H的鍵長完全相同，但與通過配位鍵形成的N—H不同D．4個(gè)N—H鍵長相同，但鍵能不同A[NHeq\o\al(＋,4)可看成NH3分子結(jié)合1個(gè)H＋后形成的，在NH3中中心原子氮實(shí)行sp3雜化，孤電子對(duì)占據(jù)一個(gè)軌道，3個(gè)未成鍵電子占據(jù)另3個(gè)雜化軌道，分別結(jié)合3個(gè)H原子形成3個(gè)σ鍵，由于孤電子對(duì)的排斥，所以空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，鍵角壓縮至107°。但當(dāng)有H＋時(shí)，N原子的孤電子對(duì)會(huì)進(jìn)入H＋的空軌道，以配位鍵形成NHeq\o\al(＋,4)，這樣N原子就不再存在孤電子對(duì)，鍵角復(fù)原至109°28′，故NHeq\o\al(＋,4)為正四面體形，4個(gè)N—H完全一樣，配位鍵與一般共價(jià)鍵形成過程不同，但性質(zhì)相同。]4．配位化合物的數(shù)量巨大，組成和結(jié)構(gòu)形形色色。協(xié)作物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體、中心離子的化合價(jià)和配位數(shù)分別為()A．Cu2＋、NH3、＋2、4 B．Cu＋、NH3、＋1、4C．Cu2＋、OH－、＋2、2 D．Cu2＋、NH3、＋2、2A[協(xié)作物[Cu(NH3)4](OH)2中，Cu2＋為中心離子，化合價(jià)為＋2，配體為NH3，配位數(shù)為4。]5．2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在合成分子機(jī)器領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。分子機(jī)器是一種特別的超分子體系，當(dāng)體系受到外在刺激(如pH變更、汲取光子、電子得失等)時(shí)，分子組分間原有作用被破壞，各組分間發(fā)生類似于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的某種熱運(yùn)動(dòng)，下列說法不正確的是()A．驅(qū)動(dòng)分子機(jī)器時(shí)，須要對(duì)體系輸入肯定的能量B．分子狀態(tài)的變更會(huì)伴隨能量變更，屬于化學(xué)變更C．氧化還原反應(yīng)有可能是刺激分子機(jī)器體系的因素之一D．光照有可能使分子產(chǎn)生類似于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的某種熱運(yùn)動(dòng)B[分子組分間原有作用被破壞，應(yīng)在外力作用下，則須要對(duì)體系輸入肯定的能量，A正確；分子狀態(tài)的變更沒有發(fā)生化學(xué)變更，B錯(cuò)誤；由題給信息可知電子得失可形成分子機(jī)器，電子得失屬于氧化還原反應(yīng)，C正確；光照條件下可使分子汲取光子，D正確。]6．0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量的AgNO3處理，產(chǎn)生0.01molAgCl沉淀，此氯化鉻最可能是()A．[Cr(H2O)6]Cl3 B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2OC[0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量的AgNO3處理，產(chǎn)生0.01molAgCl沉淀，說明1mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)中有1mol氯離子在外界，其余在內(nèi)界，而正三價(jià)鉻為六配位，則此氯化鉻最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，C正確。]7．(雙選)下列說法錯(cuò)誤的是()A．KAl(SO4)2·12H2O屬于協(xié)作物B．協(xié)作物中的配體可以是分子也可以是陰離子C．配位數(shù)為4的協(xié)作物均為正四面體形結(jié)構(gòu)D．[Cu(NH3)2]＋中的中心離子的配位數(shù)為2AC[KAl(SO4)2·12H2O屬于一般化合物，不含配體，所以KAl(SO4)2·12H2O不屬于協(xié)作物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；協(xié)作物是由中心原子或離子(統(tǒng)稱中心原子)和圍繞它的稱為配體的分子或離子完全或部分由配位鍵結(jié)合形成的化合物，所以協(xié)作物中的配體可以是分子也可以是陰離子，B項(xiàng)正確；配位數(shù)為4的協(xié)作物，一般有平面四邊形和四面體形兩種不同的空間結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；[Cu(NH3)2]＋中Cu＋的配位數(shù)為2，D項(xiàng)正確。]8.NH3和BF3可以通過配位鍵形成化合物NH3BF3，下列說法正確的是()A．NH3、BF3兩分子都是平面三角形分子B．NH3、BF3兩分子的中心原子實(shí)行的都是sp3雜化C．形成協(xié)作物時(shí)NH3中N原子供應(yīng)的是孤電子對(duì)，BF3中B原子供應(yīng)空軌道D．形成協(xié)作物時(shí)BF3中B原子供應(yīng)的是孤電子對(duì)，NH3中N原子供應(yīng)空軌道C[NH3是三角錐形分子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NH3中N的雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)＝3＋1＝4，實(shí)行的是sp3雜化，BF3中B形成3個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，B原子的雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)＝3＋0＝3，實(shí)行的是sp2雜化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NH3BF3中B原子有空軌道，N原子有孤電子對(duì)，所以NH3供應(yīng)孤電子對(duì)，BF3供應(yīng)空軌道，形成配位鍵，C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。]9．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．起先生成藍(lán)色沉淀，加入適量濃氨水后，形成無色溶液B．Cu(OH)2溶于濃氨水的離子方程式是：Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－C．起先生成藍(lán)色沉淀，加入適量濃氨水后，沉淀溶解形成深藍(lán)色溶液D．起先生成Cu(OH)2，之后生成更穩(wěn)定的協(xié)作物A[向CuCl2溶液中加入少量NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓，Cu(OH)2沉淀為藍(lán)色，再加入適量濃氨水，發(fā)生反應(yīng)Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－，形成深藍(lán)色溶液，故A錯(cuò)誤。]10．如圖是卟啉協(xié)作物葉綠素的結(jié)構(gòu)示意圖(部分)，下列有關(guān)敘述正確的是()A．示意圖中的兩個(gè)氧原子的雜化類型無法確定B．該葉綠素是協(xié)作物，中心離子是鎂離子C．該葉綠素是協(xié)作物，其配體是N原子D．該葉綠素不是協(xié)作物，而是高分子化合物B[由示意圖知，兩個(gè)氧原子均形成了兩個(gè)σ鍵，故均為sp3雜化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Mg的最高化合價(jià)為＋2，而化合物中Mg與4個(gè)氮原子形成化學(xué)鍵，由此可以推斷該化合物中Mg與N原子間存在配位鍵，該物質(zhì)為協(xié)作物，B項(xiàng)正確；因氮原子還與碳原子成鍵，因此只能說氮原子是配位原子而不能說是配體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量通常在10000以上，D項(xiàng)錯(cuò)誤。][素養(yǎng)培優(yōu)練]11．已知某紫色協(xié)作物的組成為CoCl3·5NH3·H2O，其水溶液顯弱酸性，加入強(qiáng)堿加熱至沸騰有NH3放出，同時(shí)產(chǎn)生Co2O3沉淀；向肯定量該協(xié)作物溶液中加過量AgNO3溶液，有AgCl沉淀生成，待沉淀完全后過濾，再加過量AgNO3溶液于濾液中，無明顯變更，但加熱至沸騰又有AgCl沉淀生成，且其次次沉淀量為第一次沉淀量的二分之一。則該協(xié)作物的化學(xué)式最可能為()A．[CoCl2(NH3)4]Cl·NH3·H2OB．[Co(NH3)5(H2O)]Cl3C．[CoCl(NH3)3(H2O)]Cl2·2NH3D．[CoCl(NH3)5]Cl2·H2OD[CoCl3·5NH3·H2O的水溶液顯弱酸性，加入強(qiáng)堿加熱至沸騰有NH3放出，說明NH3均在內(nèi)界，向該協(xié)作物溶液中加過量AgNO3溶液，有AgCl沉淀生成，說明該協(xié)作物外界有Cl－，過濾后再加過量AgNO3溶液于濾液中無變更，但加熱至沸騰又有AgCl沉淀生成，且其次次沉淀量為第一次沉淀量的二分之一，說明該協(xié)作物內(nèi)界也含有Cl－，且外界的Cl－與內(nèi)界的Cl－個(gè)數(shù)之比為2∶1。綜上分析，D項(xiàng)最有可能。]12.Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的協(xié)作物，P：[Co(NH3)5Br]SO4，Q：[Co(SO4)(NH3)5]Br，向P、Q的溶液中分別加入BaCl2溶液后，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．Q溶液中會(huì)產(chǎn)生白色沉淀B．P溶液中會(huì)產(chǎn)生白色沉淀C．Q中SOeq\o\al(2－,4)是配體D．P、Q的配位數(shù)均是6A[由P、Q的分子式知P的外界是SOeq\o\al(2－,4)，Q的外界是Br－，在溶液中前者能電離出大量的SOeq\o\al(2－,4)而后者不能，故Q溶液中不能產(chǎn)生白色沉淀。]13．如圖所示，a為乙二胺四乙酸(EDTA)，易與金屬離子形成螯合物，b為EDTA與Ca2＋形成的螯合物。下列敘述正確的是()aA．a(chǎn)和b中N原子均實(shí)行sp3雜化B．b中Ca2＋的配位數(shù)為4C．a(chǎn)中配位原子是C原子D．b中含有共價(jià)鍵、離子鍵和配位鍵A[A項(xiàng)，a中N原子有3對(duì)σ鍵電子對(duì)，含有1對(duì)孤電子對(duì)，b中N原子有4對(duì)σ鍵電子對(duì)，沒有孤電子對(duì)，則a、b中N原子均實(shí)行sp3雜化，正確；B項(xiàng)，b為配離子，Ca2＋的配位數(shù)為6，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a不是協(xié)作物，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鈣離子與N、O之間形成配位鍵，其他原子之間形成共價(jià)鍵，不含離子鍵，錯(cuò)誤。]14.(1)在Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋、H2O、NH3、F－、CN－、CO中，可以作為中心離子的是________；可以作為配體的是________________________。(2)在[Fe(CN)6]3－配離子中，中心離子的配位數(shù)為_________________。(3)協(xié)作物[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中，中心離子的化合價(jià)為________，配離子的電荷數(shù)是________。(4)短周期元素中，由三種元素組成的既有離子鍵、共價(jià)鍵，又有配位鍵且陰、陽離子含電子總數(shù)相等的物質(zhì)是________，該物質(zhì)的電子式為____________。[答案](1)Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋H2O、NH3、F－、CN－、CO(2)6(3)＋3價(jià)帶1個(gè)單位正電荷(4)NH4F15．回答下列問題：(1)將白色CuSO4粉末溶解于水中，溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)樯闪艘环N呈藍(lán)色的配位數(shù)是4的協(xié)作離子，請(qǐng)寫誕生成此協(xié)作離子的離子方程式：____________，藍(lán)色溶液中的陽離子內(nèi)存在的全部化學(xué)鍵類型有________。(2)CuSO4·5H2O(膽礬)中含有水合銅離子而呈藍(lán)色，寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式(必需將配位鍵表示出來)：_______________________。(3)向CuSO4溶液中滴加氨水會(huì)生成藍(lán)色沉淀，在滴加氨水到沉淀剛好全部溶解可得到深藍(lán)色溶液，接著向其中加入極性較小的乙醇可以析出深藍(lán)色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體。下列說法不正確的是________(填字母)。a．[Cu(NH3)4]SO4組成元素中電負(fù)性最大的是N元素b．CuSO4晶體及[Cu(NH3)4]SO4·H2O中S原子的雜化方式均為sp3c．[Cu(NH3)4]SO4所含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性共價(jià)鍵和配位鍵d．NH3分子內(nèi)的H—N—H鍵角大于H2O分子內(nèi)的H—O—H鍵角e．SOeq\o\al(2－,4)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形f．[Cu(NH3)4]2＋中，N原子是配位原子g．NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化[解析](1)Cu2＋供應(yīng)空軌道，H2O分子中的O原子供應(yīng)孤電子對(duì)形成協(xié)作物[Cu(H2O)4]2＋。(2)H2O中的O原子供應(yīng)孤電子對(duì)，Cu2＋供應(yīng)空軌道，所以水合銅離子表示為。(3)電負(fù)性：O＞N，a不正確；S原子與4個(gè)O原子形成共價(jià)鍵，所以S原子實(shí)行sp3雜化，b正確；[Cu(NH3)4]SO4中SOeq\o\al(2－,4)與[Cu(NH3)4]2＋以離子鍵結(jié)合，NH3、SOeq\o\al(2－,4)中含有共價(jià)鍵，[Cu(NH3)4]2＋中含有配位鍵，c正確；NH3分子內(nèi)N原子有1對(duì)孤電子對(duì)，H2O分子中O原子有2對(duì)孤電子對(duì)，H2O分子中孤電子對(duì)對(duì)共用電子對(duì)排斥作用大，所以H2O分子中H—O—H鍵角小于NH3分子中H—N—H鍵角，d正確；SOeq\o\al(2－,4)中S原子以4個(gè)σ鍵與4個(gè)O原子結(jié)合，S實(shí)行sp3雜化，故SOeq\o\al(2－,4)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，e正確；[Cu(NH3)4]2＋中N原子供應(yīng)孤電子對(duì)，f正確；NH3中N為sp3雜化，g不正確。[答案](1)Cu2＋＋4H2O=[Cu(H2O)4]2＋共價(jià)鍵、配位鍵(2)(3)ag16．(素養(yǎng)題)超分子化學(xué)已漸漸擴(kuò)展到化學(xué)的各個(gè)分支，還擴(kuò)展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個(gè)C60分子，2個(gè)p﹣甲酸丁酯吡啶及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)Mo處于第五周期第VIB族，核外電子排布與Cr相像，它的基態(tài)價(jià)電子排布式是________；核外未成對(duì)電子數(shù)是________個(gè)。(2)該超分子中存在的化學(xué)鍵類型有________。A．σ