高考化学一轮复习讲义练习资料 (17)

这是一份高考化学一轮复习讲义练习资料 (17)，共14页。

【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。
1．配位键
(1)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—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：
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。
[Cu(H2O)4]2+
在[Cu(H2O)4]2+中，H2O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4 mL 0.1 ml·L－1 CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 ml·L－1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8 mL 95%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：
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))
Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
[Cu(NH3)4]2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋H2O eq \(=====,\s\up7(乙醇),\s\d5( )) [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓

在[Cu(NH3)4]2＋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+。
实验2：向盛有少量0.1ml·L-1的FeCl3溶液的试管中滴加1滴0.1ml·L-1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0.1ml·L-1的NaCl溶液的试管中滴加几滴0.1ml·L-1的AgNO3溶液，产生难溶与水的白色的AgCl沉淀，再滴入1ml·L-1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]SO4可表示为
(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。
(2)配体：配体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－等；也可以是中性分子，如H2O、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、H2O分子中的O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．(1)在Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋、H2O、NH3、F－、CN－、CO中，可以作为中心离子的是__________________________；可以作为配体的是______________________________。
(2)在[Fe(CN)6]3－配离子中，中心离子的配位数为________。
(3)配合物[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中，中心离子的化合价为________。
答案：(1)Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋ H2O、NH3、F－、CN－、CO (2)6 (3)＋3
2．NH3和BF3可以通过配位键形成NH3·BF3，试分析提供孤电子对、空轨道的分别是哪种原子？你能写出NH3·BF3的结构式吗？
提示：N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道，NH3·BF3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。
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
(1)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。
(2)冠醚识别碱金属离子
冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，而形成冠醚—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】
已知尿素分子结构为。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”。直链烷烃分子刚好能进入通道。支链烷烃因含有侧链，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烃和支链烷烃的分离。
(1)直链烷烃分子进入通道时，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KCl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。
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( )
①H2O ②NH3 ③Cl－ ④CN－ ⑤CO
A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②③④⑤
答案：D
解析：①H2O、②NH3、③Cl－、④CN－、⑤CO的结构式分别为、、、、，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。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。
②有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[C(SO4)(NH3)5]Br、[C(NH3)5Br]SO4。
(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1】关于[Cr(H2O)4Cl2]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Cl－
D．在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀
答案：B
解析：[Cr(H2O)4Cl2]Cl中阴离子是氯离子，氯离子的化合价是－1价，所以铬离子的化合价是＋3价，A错误；中心原子铬与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Cl－，C错误；[Cr(H2O)4Cl2]Cl的外界为Cl－，在其水溶液中加入AgNO3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Cu2＋提供空轨道，H2O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。
【基础练】
1．下列物质中，不能作为配合物的配位体的是( )。
A．B．C．D．
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，中的N原子、中的O原子、中的S原子均能提供孤对电子，均能作为配位体；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，所以反应前后的浓度不变
B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子为
C．在中，给出孤对电子，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，因为不与乙醇发生反应
答案：B
解析：溶液中存在，反应后溶液中存在，反应前后的配位体发生变化，故的浓度变化，A错误，B正确；在中，NH，提供孤对电子，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．设为阿伏加德罗常数的值，关于的说法中正确的是( )
A．1ml 含有键的数目为16
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1ml 的溶液中加入足量溶液，产生2ml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键，有6个，配体5个中有15个键，共计21个键，故含有键的数目应为21，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，1ml配合物在溶液中电离出1ml配离子和2ml氯离子，能与硝酸银发生反应生成2 ml AgCl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．向溶液中滴加氨水，先出现白色沉淀后溶解
D．向溶液中逐滴加入溶液至过量，出现白色沉淀
答案：D
解析：和形成配合物，与配合物的形成有关，故A不选；金币溶于王水生成配合物，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，故C不选；和反应生成氢氧化铝沉淀，与配合物的形成无关，故D选。
5．和可以通过配位键形成化合物，下列说法正确的是( )
A．和的空间结构都是三角锥形
B．和的中心原子的杂化方式相同
C．和形成的化合物中各原子都达到8电子稳定结构
D．和形成的化合物中配位键可表示为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，则的价层电子对数=3+1=4，空间结构为三角锥形，中B形成3个键，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；的价层电子对数为4，即为杂化，中B形成3个键，无孤电子对，B原子的价层电子对数为3，所以为杂化，即和的中心原子的杂化方式不同，故B错误；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；中配位键可表示为N→B，故D正确。
6．向溶液中滴加几滴浓度为的氨水，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
B．属于配离子，为配体
C． 可表示为，离子空间结构一定为正四面体形
D．五水硫酸铜可表示为
答案：C
解析：铜离子和形成配位键，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，A正确；铜离子含有空轨道，中氮原子含有孤电子对，因此属于配离子，其中为配体，B正确；可表示为，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，所以五水硫酸铜可表示为，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．冠醚是一种超分子，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．已知氯化铬的水合物为，其中铬元素的配位数是6，将含0．1 ml氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到0．2 ml AgCl沉淀，则氯化铬溶于水形成的含铬阳离子为( )
A．B．C．D．
答案：C
解析：配离子中的配体在溶液中很难电离，已知含0．1 ml氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到0．2 ml AgCl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。
（1）；
（2）；
（3）。
答案：（1）配离子为；中心离子为；配位体为；配位数为4；配位原子为C。
（2）答案：配离子为；中心离子为；配位体为；配位数为6；配位原子为Cl。
（3）答案：配离子为；中心离子为；配位体为；配位数为4；配位原子为N。
10．回答下列问题：
（1）硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。
①中阴离子的空间结构是________。
②在中，与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，配制方法是向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。
①中阴离子的空间结构是________。
②中的配位数为________。
（3）现代冶金工业中，发生反应。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）①中S原子的孤电子对数为，价层电子对数为4+0=4，故其空间结构为正四面体形。②提供空轨道，中N原子提供孤电子对，二者形成配位键。
（2）①形成3个键，中心N原子的孤电子对数为，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，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FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)n]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．1 ml该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成1 ml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)n]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＋2n＝26，所以n＝5。由分析可知，n＝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、O、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，1 ml该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应只能生成1 ml硫酸钡沉淀，C正确；该配合物中阳离子为[Fe(NO)(H2O)5]2＋，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σ键电子对，含有1个孤电子对，b中N原子有4个σ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．亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K4[Fe(CN)6] eq \(=====,\s\up7(灼烧),\s\d5( )) 12KCN＋Fe3C＋2(CN)2↑＋N2↑＋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σ键和π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6× eq \f(1,3) ＝2，故A错误；配合物K4[Fe(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B正确；(CN)2分子的结构式为N≡C—C≡N，单键为σ键，三键中有1个σ键和2个π键，则σ键和π键数目比为3∶4，故C正确；Fe为26号元素，其原子核外共有26个电子，Fe原子失去4s轨道上的2个电子得Fe2＋，Fe2＋的最高能层电子排布为3s23p63d6，故D正确。
4．如图为B12单元形成的“超分子”的部分结构。有关说法不正确的是( )
A．B12难溶于水
B．B12为正二十四面体
C．该物质为B的一种同素异形体
D．该晶体熔点高、硬度大
答案：B
解析：B12的空间结构与水分子相似性较小，难溶于水，故A正确；在几何学方面，正二十四面体是不存在的，故B错误；同素异形体是同种元素构成的不同种单质，故B12是B的一种同素异形体，故C正确；B12是空间网状结构，熔、沸点较高，硬度较大，故D正确。
5．超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由M将2个C60分子，2个p­甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。
(1)M处于第五周期第ⅥB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态原子的价层电子排布是________；核外未成对电子数是________。
(2)该超分子中存在的化学键类型有________(填字母)。
A．σ键 B．π键 C．离子键 D．氢键
(3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是________(填元素符号)，p­甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有________。
(4)从电负性角度解释CF3COOH的酸性强于CH3COOH的原因
__________________________________________________________________________。
(5)C60与C70互为同素异形体，分离混合物的实验操作是__________________________________________
______________________________________________________________________________________。
答案：(1)4d55s1 6 (2)AB (3)C sp3、sp2
(4)F的电负性强于H，对电子的吸引能力强，导致共用电子对偏向F，则O—H较易断裂，所以酸性强于乙酸
(5)将C60与C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，然后加入甲苯溶剂，将未装入“杯酚”的C70溶解，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放并沉淀出来
解析：(1)M处于第五周期第ⅥB族，核外电子排布与Cr相似，其价电子为4d、5s电子，4d能级上有5个电子、5s能级上有1个电子，据此书写它的基态原子的价层电子排布；核外未成对电子是4d、5s能级上的电子。(2)该分子中只存在共价键，共价单键为σ键、共价双键中含有σ键和π键。(3)CO提供孤电子对的是C原子、M提供空轨道；p­甲酸丁酯吡啶配体中C原子价层电子对数有4、3，根据价层电子对互斥模型判断C原子杂化类型。(4)F的电负性强于H，对电子的吸引能力强，导致共用电子对偏向F，则O—H较易断裂。
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理（吃透教材）
模块三 核心考点精准练
模块四 小试牛刀过关测
1．知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征。
2．了解配位化合物的存在与应用，如配位化合物在医药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。
固体
①CuSO4
白色
②CuCl2·2H2O
绿色
③CuBr2
深褐色
④NaCl
白色
⑤K2SO4
白色
⑥KBr
白色
溶液的颜色
蓝色
蓝色
蓝色
无色
无色
无色