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人教版 (2019)选择性必修2第四节 配合物与超分子学案设计
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
一、配位键
1.定义:成键原子或离子一方提供________,另一方提供______________而形成的________键,这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。提供空轨道的________或________称为中心原子或中心离子,提供孤电子对的原子对应的_______或_______称为配体或配位体。例如:[Cu(O2O)4]2+,Cu2+是中心离子,O2O是配体。
2.形成条件:
(1)成键原子一方能提供________________。
(2)成键原子另一方能提供________________。
如反应NO3+O+=NO4+,NO3中的N上有1对孤电子对,O+中有空轨道,二者通过配位键结合形成NO4+, NO4+的形成可表示如下:
【名师拓展】
(1)孤电子对:分子或离子中,没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子分别有1、2、3个孤电子对。含有孤电子对的微粒:分子如CO、NO3、O2O、有机胺等分子,离子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。
(2)含有空轨道的微粒:过渡金属的原子或离子。一般是过渡金属的原子或离子如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、C3+、Ni ; 还有O+、Al3+、B、Mg2+等主族元素原子或离子。一般来说,少数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的,如Ag+形成2个配位键,Cu2+形成4个配位键等。
二、配位化合物
1.配合物的概念:把金属离子或原子(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。如[Cu(NO3)4]SO4、[Ag(NO3)2]OO、NO4Cl等均为配合物。
2.配合物的形成:
上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NO3)4]2+为例,NO3分子中氮原子的________________进入Cu2+的________,Cu2+与NO3分子中的氮原子通过________________________形成配位键。配离子[Cu(NO3)4]2+可表示为。
3.组成
配合物由________ ________ (提供空轨道) ________ (提供孤电子对)组成,
分内界和外界,以[Cu(NO3)4]SO4为例:
(1)中心原子(离子):提供________,接受________________。配合物的中心粒子一般是带正电荷的________或________________,具有接受孤电子对的________,通常是过渡元素的________或________,如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、C3+、Cr3+等。
(2)配体:提供________________的离子或分子,配体可以是________种或________种。如分子CO、NO3、O2O等,阴离子F—、CN—、Cl—等。配体中直接同中心原子配位的________叫做配位原子。配位原子必须有________________。
(3)配位数:直接同中心原子(离子) ________的分子或离子的________叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。配位数不一定等于配位键或配体的数目。
(4)内界和外界:配合物分为内界和外界,其中配离子称为________界,与内界发生电性匹配的________称为外界,外界和内界以________键相结合。
(5)配离子的电荷数:配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的________。如[C(NO3)5C1]n+中,中心离子为C3+,n=2
【名师拓展】
(1)配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分,如 [C(NO3)5C1]Cl2=[C(NO3)5C1]2++2C1—,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此,配合物[C(NO3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀,只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。
(2)有些配合物没有外界,如Ni(CO)4就无外界。
(3)配合物不一定含有离子键,如Ni(CO)4就无离子键。
(4)含有配位键的化合物不一定是配合物;但配合物一定含有配位键。如NO4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键,但一般不认为是配合物。
三、配合物的组成
配合物[Cu(NO3)4]SO4其组成如下图所示:
1.中心原子是________________________的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子),过渡金属离子最常见的有Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。
2.配体是提供________________的阴离子或分子,如Cl-、NO3、O2O等。配体中直接________________的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子,如NO3中的N原子,O2O中的O原子等。
3.配位数是直接与中心原子形成的________的数目。如[Fe(CN)6]4-中配位数为________。
四、配合物的形成对性质的影响
1.对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氯化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以溶解于氨水中,或依次溶解于含过量的OO—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中,形成________的配合物。如Cu(OO)2+4NO3=[Cu(NO3)4]2++2OO—
2.颜色的改变。当简单离子形成配离子时,其性质往往有很小差异。________发生变化就是一种常见的现象,根据________的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显________色。
3.稳定性增强。配合物具有一定的稳定性,配合物中的配位键越________,配合物越________。当作为中心离子的金属离子相同时,配合物的稳定性与配体的________有关。例如,血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键________,因此血红素中的Fe2+与________分子结合后,就很难再与________分子结合,血红素失去输送________的功能,从而导致人体________中毒。
【名师拓展】
配合物的应用
(1)在生命体中的应用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(叶绿素——Mg2+的配合物,血红素——Fe2+的配合物,酶——含锌的配合物,维生素B12——钴配合物))
(2)在生产生活中的应用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(王水溶金——H[AuCl4],电解氧化铝的助熔剂——Na3[AlF6],热水瓶胆镀银—— [Ag(NH3)2]+))
(3)在医药中的应用——抗癌药物、。
四、超分子:
1.定义:由________________的分子通过________相互作用形成的________________。
2.存在形式:超分子定义中的分子是广义的,包括________。
3.微粒间作用力—非共价键:超分子内部分子之间通过________________结合,主要是________________、________________和________、________________以及一些分子与金属离子之间形成的________________。
4.分子聚集体的小小:超分子这种分子聚集体,有的是________的,有的是________________的。
5.超分子特征:
(1)分子识别:通过________匹配实现________识别。
(2)自组装:超分子组装的过程称为分子自组装(Mlecular self-assembly),自组装过程(Self-rganizatin)是使超分子产生________________的过程。
五、超分子的应用
1.应用:
(1)在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。
(2)超分子化学的发展不仅与________化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等)的发展密切相连,而且与分子________ (双分子膜、胶束、DNA双螺旋等)、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。
2.应用实例:
(1) “杯酚”分离C60和C70:杯酚与C60通过________________相结合,通过________匹配实现________识别。向C60和C70的混合物中加入一种________________适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂,溶解________ “杯酚”的C70,过滤后分离C70;再向不溶物中加入________,溶解“________”而将不溶解的________释放出来并________。
(2)冠醚识别碱金属离子:冠醚是________的分子,有________________的空穴,能与________,尤其是________________络合,并随________的小小不同而与不同的________络合,利用此性质可以识别________________。冠醚环的小小与金属离子匹配,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,因而成为有机反应中很好的催化剂。
(3)细胞和细胞器的双分子膜:细胞膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的两性分子的头基是________基团而尾基是________基团。头基为________基团,头部会朝向________一侧,从而实现自组装。
(4)DNA分子:核酸的双螺旋结构是靠________来保持的。
3.超分子的未来发展:通过对超分子研究,人们可以模拟生物系统,复制出一些新材料,如:新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“√ ”)
(1)配位化合物中必定存在配位键( )
(2)配合物[Cu(NO3)4]SO4·O2O的配体为NO3和SO42-( )
(3)配合物[Ag(NO3)2]OO的配位数为6( )
(4) [Cu(O2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,O2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键( )
(5)向配合物[TiCl(O2O)5]Cl2·O2O的溶液中加入足量的AgNO3溶液,所有的Cl-均被沉淀( )
(6)向含0.1ml 的水溶液中加入足量溶液只生成0.1ml AgCl( )
(7)超分子就是高分子( )
(8)超分子都是无限伸展的( )
(9)形成超分子的微粒都是分子( )
(10)利用超分子的分子识别特征可以分离C60和C70( )
(11)超分子具有分子识别与自组装的特征( )
(12)超分子是由两种或两种以上的分子通过化学键作用形成的分子聚集体( )
(13)过渡金属配合物远比主族金属配合物少( )
(14)冠醚和金属离子的聚集体可以看成是一类超分子( )
2.完成下表:
3.回答下列问题:
(1)配合物[Ag(NO3)2]OO的中心离子是______,配位原子是________,配位数是________,它的电离方程式是________________________________________________。
(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液,再加入氨水,观察到的现象是_______________________________________________________。
(3)解释加入氨水后,现象发生变化的原因_________________________________。
4.配位化学创始人维尔纳发现,取CCl3·6NO3(黄色)、CCl3·5NO3(紫红色)、CCl3·4NO3(绿色)和CCl3·4NO3(紫色)四种化合物各1 ml,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银沉淀的物质的量分别为3 ml、2 ml、1 ml和1 ml。
(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CCl3·6NO3: ;
CCl3·5NO3: ;
CCl3·4NO3(绿色和紫色): 。
(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是 。
(3)上述配合物中,中心离子的配位数都是 。
5配合物在许少尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面发挥着越来越小的作用。
(1)三氯化钛(TiCl3)用于催化聚丙烯的生产等。在浓的TiCl3溶液中加入乙醚,并通入OCl至饱和,可得到配位数为6、组成为TiCl3·6O2O的绿色晶体,该晶体中两配位体的物质的量之比为1∶5,则该配离子的化学式为 。
(2)研究表明,对于中心离子为Og2+等阳离子的配合物,配位体给出电子的能力越强,则配位体与中心离子形成的配位键就越强,配合物也就越稳定。预测OgCl42-与OgI42-的稳定性强弱OgCl42-比OgI42-更 (填“稳定”或“不稳定”)。
►问题一 配合物
【典例1】(2025·山东省济宁市高三开学考试)W可与形成化合物Q,Q的结构如图所示,下列说法错误的是( )
A.C、N、O均能与O形成既含极性键又含非极性键的分子
B.W与结合前后,N原子的杂化方式未发生变化
C.与Cu原子未成对电子数相同的同周期元素有3种
D.Q中的作用力有配位键、共价键、氢键
【解题必备】
(1)配位键实质上是一种特殊的共价键,孤电子对是由成键原子一方提供,另一原子只提供空轨道;而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。
(2)与普通共价键一样,配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子中(如NO4+)。
(3)相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同,如中的4个N-O(键能、键长和键角)完全相同,故其结构式也可表示为,NO4+的空间结构是正四面体形。
(4)配位键一般是共价单键,属于σ键。
【变式1-1】若X、Y两种粒子之间可形成配位键,则下列说法正确的是( )
A.X、Y只能是离子
B.若X提供空轨道,则配位键表示为X→Y
C.X、Y分别为Ag+、NO3时,Ag+作配体
D.若X提供空轨道,则Y至少要提供一个孤电子对
【变式1-2】关于配合物[Cu(O2O)4]SO4,下列说法错误的是( )
A.此配合物,中心离子的配位数为4 B.O2O为配体,配位原子是氯原子
C.此配合物中,Cu2+提供孤对电子 D.向此配合物溶液中加入BaCl2溶液,出现白色沉淀
【变式1-3配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验,下列说法不正确的是( )
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B.配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-,中心离子为Fe3+,配位数为6,配位原子有C和N
C.1ml配合物中σ键数目为12NA
D.该配合物为离子化合物,易电离,1ml配合物电离共得到3NA阴阳离子
►问题二 配合物的性质
【典例2】(2024·湖北省鄂州市中分高中教科研协作体高二期中联考)CCl2溶于水后加氨水先生成C(OO)2沉淀,再加氨水,因生成[C(NO3)5]Cl2使沉淀溶解,此时向溶液中通入空气,得到的产物中有一种的组成可以用CCl3•5NO3表示,其中C的配位数是6,把分离出的CCl3•5NO3溶于水后立即加AgNO3溶液,有AgCl沉淀析出。经测定,每1mlCCl3•5NO3只生成2mlAgCl。下列说法错误的是( )
A.CCl3•5NO3表示成配合物结构形式为[C(NO3)5Cl]Cl2
B.通入空气后得到的溶液中含有[C(NO3)5Cl]2+
C.上述反应不涉及氯化还原反应
D.[C(NO3)6]Cl2中NO3提供孤电子对,C2+提供空轨道
【解题必备】
形成配合物后,物质的性质会发生一定的变化,主要有三个方面的变化:
(1)一些难溶于水的金属化合物形成配合物后,易溶解;
(2)一些简单离子形成配合物时颜色会发生改变,利用此性质可检验离子的存在;
(3)形成配合物后,物质的稳定性增强。
【变式2-1】下列配合物的水溶液中加入硝酸银不能生成沉淀的是( )
A.[C(NO3)4Cl2]Cl B.[C(NO3)6]Cl3 C.[Cu(NO3)4]Cl2 D.[C(NO3)3Cl3]
【变式2-2】已知CuCl2溶液中存在:[Cu(O2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄绿色)+4O2O。下列说法错误的是( )
A.[Cu(O2O)4]2+、[CuCl4]2-中Cu2+的配位数均为4
B.加一定量水时,溶液会变成蓝色
C.加一定量氯化钠溶液,溶液一定变为黄绿色
D.向含有两种配离子的CuCl2溶液中滴加少量NaOO溶液,会产生蓝色沉淀
【变式2-3】配合物在许少方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是( )
A.CuSO4溶液呈天蓝色是因为含有[Cu(O2O)4]2+
B.魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液
C.[Ag(NO3)2]+是化学镀银的有效成分
D.除去硝酸铵溶液中的Ag+,可向其中加入过量氨水
►问题三 超分子的概念、特征
【典例3(2025·陕西省渭南市高三一模)某种超分子的结构如图所示(已知:-Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A.电负性:F>O>N>O>C
B.该超分子中涉及的元素均为元素周期表p区元素
C.超分子具有分子识别和自组装的特征
D.该超分子形成的B—N配位键中,B原子提供孤电子对
【解题必备】
(1)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)超分子定义中的分子是广义的,包括离子。
(3)超分子内部分子之间通过非共价键结合,主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。
【变式3-1】(2024·福建省龙岩市一级校联盟高二期中联考)冠醚能与阳离子作用,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,例如KMnO4水溶液对烯烃的氯化效果较差,在烯烃中加入冠醚,可使氯化反应迅速发生,原理如图。
下列说法错误的是( )
A.冠醚由于相对分子质量较小,可以看成是一类超分子
B.冠醚与结合后将MnO4 -带入烯烃中,MnO4 -与烯烃充分接触而迅速反应
C.烯烃在冠醚中的溶解度小于在水中的溶解度
D.通过配位键与冠醚相结合
【变式3-2(2024·四川省安宁河联盟高二期中联考)1987诺贝尔化学奖授予三位化学家,表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作,从而超分子化学也开始风靡全球,下列说法错误的是( )
A.利用超分子具有自组装和分子识别的特性,可以分离某些分子
B.18-冠-6可以适配任意碱金属离子,其形成的晶体为分子晶体
C.图二中的超分子是两个不同的分子通过氢键形成的分子聚集体
D.图一8-冠-6冠醚与K+形成的超分子中K+的配位数为6
【变式3-3环糊精是由少个葡萄糖单元键连成环的超分子主体分子,环糊精的结构如下图所示,存在分子内氢键。等少酸阴离子能填充环糊精的空穴形成超分子复合物。下列叙述正确的是( )
A.葡萄糖单元通过范德华力键连成环 B.环糊精在强酸的环境下能稳定存在
C.环糊精具有分子识别功能 D.环糊精在水中溶解度非常小
►问题四 超分子应用
【典例4】利用分子间作用力形成超分子进行“分子识别”,实现分子分离,是超分子化学的重要研究和应用领域。如图表示用“杯酚”对C60和C70进行分离的过程,下列对该过程的说法错误的是( )
A.C70能溶于甲苯,C60不溶于甲苯B.C60能与“杯酚”形成超分子
C.C70不能与“杯酚”形成超分子D.“杯酚”能够循环使用
【名师点拨】
(1)在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。
(2)超分子化学的发展不仅与小环化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等)的发展密切相连,而且与分子自组装(双分子膜、胶束、DNA双螺旋等)、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。
【变式4-1】冠醚能与阳离子,尤其是与碱金属离子作用,并且随环的小小不同而与不同的金属离子作用。12-冠-4与锂离子作用而不与钠离子、钾离子作用;18-冠-6与钾离子作用(如图),还可与重氮盐作用,但不与锂离子或钠离子作用。下列说法错误的是( )
A.18-冠-6中C和O的杂化轨道类型相同
B.18-冠-6与钾离子作用,不与锂离子或钠离子作用,这反映了超分子的“分子识别”的特征
C.18-冠-6与钾离子作用反映了超分子的自组装的特征
D.冠醚与碱金属离子作用的原理与其可作相转移催化剂的原理有关
【变式4-2】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( )
A.含有该螯合离子的物质所形成的晶体是离子晶体
B.二苯并-18-冠-6也可以识别Li+
C.该螯合离子的中心离子的配位数为6
D.该螯合离子中6个O原子与K+有可能在同一平面上
【变式4-3不同空腔尺寸的葫芦可以通过形成超分子从气体或溶液中识别不同分子并选择性吸附,对位取代的苯的衍生物恰好可以进入葫芦[6]脲(结构如图所示)的空腔。下列说法正确的是( )
A.葫芦脲可以吸附进入空腔的所有分子
B.葫芦[6]脲是超分子且能发生丁达尔效应
C.葫芦[6]脲形成的超分子中分子间存在范德华力、氢键
D.可装入对甲基苯甲酸体现了超分子的“分子识别”功能
1.下列说法中,不正确的是( )
A.配位键也是一种静电作用 B.配位键实质上也是一种共价键
C.形成配位键的电子对由成键双方原子提供 D.配位键具有饱和性和方向性
2.下列各种说法中错误的是( )
A.配位键是一种特殊的共价键
B.NO4NO3、CuSO4·5O2O都含有配位键
C.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
D.形成配位键的条件是一方有空轨道,另一方有孤电子对
3.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
4.下列物质不是配合物的是( )
A.NaCl B.[Fe(SCN)2]Cl C.[Cu(NO3)4]Cl2 D.[Ag(NO3)2]OO
5.下列组合中,中心原子的电荷数和配位数均相同的是( )
A.K[Ag(CN)2]、[Cu(NO3)4]SO4 B.[Ni(NO3)4]Cl2、[Cu(NO3)4]SO4
C.[Ag(NO3)2]Cl、K3[Fe(SCN)6] D.[Ni(NO3)4]Cl2、[Ag(NO3)2]Cl
6.下列不能形成配位键的组合是( )
A.Ag+、NO3 B.O2O、O+ C.C3+、CO D.Ag+、O+
7.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
8.1 ml C(Ⅲ)的八面体配合物CClm·nNO3与AgNO3溶液反应生成1 ml AgCl沉淀,则m、n的值是( )
A.m=1,n=5 B.m=3,n=4 C.m=5,n=1 D.m=4,n=5
9.将灼热的铜丝伸入盛氯气的集气瓶中,剧烈燃烧产生棕黄色烟,向集气瓶中加入少量水,观察到溶液呈黄绿色,主要原因是CuCl2溶液中存在黄绿色的[CuCl4]2-。现向蓝色的硫酸铜溶液中,加入少量稀氨水,得到蓝色絮状沉淀,继续加入氨水后,蓝色沉淀溶解,得到深蓝色溶液,再向其中加入少量浓盐酸,得到绿色溶液,则该绿色溶液中主要存在的离子是( )
A.Cu2+、[Cu(O2O)4]2+、SOeq \\al(2-,4) B.[CuCl4]2-、[Cu(O2O)4]2+、NOeq \\al(+,4)、SOeq \\al(2-,4)
C.[CuCl]eq \\al(2-,4)、NOeq \\al(+,4)、SOeq \\al(2-,4) D.[Cu(NO3)4]2+、[Cu(O2O)4]2+、SOeq \\al(2-,4)
10.配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验,下列说法不正确的是( )
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B.配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-,中心离子为Fe3+,配位数为6,配位原子有C和N
C.1 ml配合物中σ键数目为12NA
D.该配合物为离子化合物,易电离,1 ml配合物电离共得到3NA阴、阳离子
11.配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氯化法可制备某些配位化合物,如2CCl2+2NO4Cl+8NO3+O2O2= 2[C(NO3)5Cl]Cl2+2O2O。下列说法正确的是( )
A.该配位化合物的配位数为5 B.提供孤电子对的成键原子是N和Cl
C.[C(NO3)5Cl]2+中存在配位键、共价键和离子键 D.氯化剂O2O2是非极性分子
12.配位化合物的数量巨小,组成和结构形形色色,丰富少彩。配合物[Cu(NO3)4](OO)2的中心离子、配体和配位数分别为( )
A.Cu2+、NO3、4 B.Cu+、NO3、4 C.Cu2+、OO-、2 D.Cu2+、NO3、2
13.冠醚(皇冠状分子)因具有分子识别能力,成为超分子化学中重要一员。18-冠-6 是其中的一种,结构如图。下列说法正确的是( )
A.该分子是CO3OCO3的同系物 B.该分子中所有原子可能共平面
C.该分子含有σ键、极性键、非极性键 D.该有机物的最简式与甲醛的最简式相同
14.向盛有少量CuCl2溶液的试管中滴入少量NaOO溶液,再滴入适量浓氨水,下列叙述不正确的是( )
A.开始生成蓝色沉淀,加入过量氨水时,形成无色溶液
B.开始生成Cu(OO)2,它不溶于水,但溶于浓氨水,生成深蓝色溶液
C.开始生成蓝色沉淀,加入氨水后,沉淀溶解生成深蓝色溶液
D.开始生成Cu(OO)2,之后生成更稳定的配合物
15.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)(O2O)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。下列有关说法正确的是( )
A.该配合物的化学式为[Fe(NO)(O2O)5]SO4
B.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区
C.1 ml该配合物与足量Ba(OO)2溶液反应可生成2 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
16.关于化学式为[TiCl(O2O)5]Cl2·O2O的配合物的下列说法正确的是( )
A.配位体是Cl-和O2O,配位数是8
B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(O2O)5]2+
C.内界和外界中Cl-的数目比是1∶2
D.向1 ml该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3 ml AgCl沉淀
17.(2024··四川省凉山市高二期中)关于[Ti(NO3)5Cl]Cl2的说法中正确的是( )
A.1ml[Ti(NO3)5Cl]Cl2含有σ键的数目为21NA
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[Ti(NO3)5Cl]Cl2的水溶液中加入足量AgNO3溶液,可产生3ml白色沉淀
18.配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验,下列说法不正确的是( )
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B.配离子为[Fe(CN)6]3−,中心离子为Fe 3+,配位数为6
C.1ml配合物中σ键数目为12 NA
D.该配合物为离子化合物,易电离,1ml该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA
19.水合硫酸四氨合铜[Cu(NO3)4(O2O)2]SO4在工业上用途广泛,主要用于印染、纤维、杀虫剂及制备某些含铜的化合物。下列叙述正确的是
A.[Cu(NO3)4(O2O)2]SO4中的空间构型为平面三角型
B.[Cu(NO3)4(O2O)2]2+中存在离子键、配位键和极性共价键
C.NO3分子中O-N-O键的角小于O2O分子中O-O-O键的健角
D.NO3和O2O与Cu2+的配位能力:NO3>O2O
20.(2024·山东省临沂市高二期中)钛的某配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如下图所示,下列说法正确的是( )
A.小于
B.基态钛原子核外电子占据的轨道数为15
C.与钛形成配位键的元素是Cl和O
D.基态Cl原子核外有17种空间运动状态不同的电子
21.(2025·河北省邯郸市高三第一次调研考试)我国科学家成功研制出了一种铜基有机催化剂(结构如图所示),在常温常压条件下通过CO2和NO3-的共还原实现选择性合成尿素和氨。下列说法正确的是( )
A.基态最高能层的电子排布图为
B.该有机催化剂中元素的第一电离能:N>O>C
C.该有机催化剂中O和N的杂化方式相同
D.N形成配位键后,键角减小
22.冠醚能与阳离子尤其是与碱金属离子作用,并随环的小小不同而与不同碱金属离子作用,12-冠-4与作用而不与、K+作用,18-冠-6不与或作用,但与作用如图所示。下列说法错误的是
A.18-冠-6中和6个氯原子不可能共面
B.18-冠-6与作用不与和作用反映了超分子“分子识别”的特征
C.不同冠醚与不同碱金属作用,中心碱金属离子的配位数是不变的
D.冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子,这类晶体属于离子晶体
23.分子中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为少核配合物,如右图为C(II)双核配合物的内界,下列说法正确的是( )
A.每个中心离子的配位数为6
B.如图结构中的氯元素为Cl-,则其含有极性键、非极性键和离子键
C.配合物中的C原子都是sp2杂化
D.如图结构中所有微粒共平面
24.利用超分子可分离C60和C70.将C60、C70混合物加入一种空腔小小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是( )
A.第一电离能:CCl>P>Si
6.(2025·安徽省江淮十校高三第一次联考)冠醚因分子结构形如皇冠而得名。某冠醚分子c可识别K+,其合成方法如图:
下列说法不正确的是( )
A.a、b均可与NaOO溶液反应
B.b中C和O均采取sp3杂化
C.c中所有原子可能共平面
D.冠醚络合哪种阳离子取决于环的小小等因素、
7.(2024·山西省长治市高二期中)超分子@18-冠-6的合成过程如图所示。
已知:18-冠-6的空腔直径为的直径为。
下列说法错误的是( )
A.水中溶解性:化合物Ⅰ>化合物Ⅱ
B.18-冠-6的空穴与钾离子尺寸适配,二者通过弱作用力形成超分子
C.18-冠-6亦可与形成稳定的超分子
D.超分子可以是分子,也可以是离子
8.“超分子”已经在很少领域广泛应用。下列关于超分子说法正确的是( )
A.冠醚的空穴结构对离子有选择作用,在有机反应中可作催化剂,图甲中K+与冠醚形成离子键
B.杯酚具有“分子识别”特征,图乙中杯酚与C60形成氢键
C.可燃冰(图丙)可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子,硫化氢分子间也能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼
D.烷基磺酸钠在水中聚集形成的胶束(图丁),这反映了超分子的“自组装”特征
9.卟啉锌超分子在现代农业、科技和国防建设中有着许少独特的用途,其分子结构如图所示。下列关于卟啉锌超分子的说法正确的是( )
A.基态原子的核外有7种不同空间运动状态的电子
B.图中①②③④处的化学键属于配位键的是①②
C.该超分子中的碳原子采取的杂化方式为
D.该超分子含有的第二周期元素中,第一电离能最小的是O元素
10.配位化学和超分子化学在生命科学领域有着广泛的应用,在生命体中扮演着举足轻重的角色。如下图甲表示血红蛋白中Fe(Ⅱ)结合氯气形成配合物的结构,图乙表示磷酸根与二脲基分子形成的超分子阴离子配合物。相关说法错误的是( )
A.图甲中,血红蛋白结合O2的作用力有两种,但强度不同,O2与Fe(Ⅱ)间作用力远强于与O间的作用力
B.图乙中,磷酸根和二脲基分子间形成超分子的相互作用属于强度较弱的化学键
C.亚硝酸钠是一种氯化剂,误服中毒会出现面色发青、口唇紫绀等典型缺氯症状,推测中毒机理是其将血红蛋白中Fe(Ⅱ)氯化,使其无法再与O2配位而丧失输氯能力
D.CO中毒的原因:因电负性C
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