1、十七 配合物与超分子【基础通关】(40 分钟 70 分)一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 5 分，共 40 分)1(2021包头高二检测)下列配合物的配位数不是 6 的是()AK3Fe(SCN)4Cl2 BNa2SiF6CNa3AlF6 DCu(NH3)4Cl2【解析】选 D。K3Fe(SCN)4Cl2中配合物的配位数为 6，配体为 SCN和 Cl，故A 不选；Na2SiF6中配体为 F，配合物的配位数为 6，故 B 不选；Na3AlF6中配体为 F，配合物的配位数为 6，故 C 不选；Cu(NH3)4Cl2 中配合物的配位数为 4，配体为 NH3，故 D 选。2(2021太原高二检测)
2、配合物 Na2Fe(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 NC1 mol 配合物中 键数目为 12NAD该配合物为离子化合物，易电离，1 mol 配合物电离共得到 3NA 阴阳离子【解析】选 A。Na与Fe(CN)5(NO)2存在离子键，NO 分子、CN与 Fe3形成配位键，碳氮之间、氮氧之间存在极性共价键，不存在非极性键，A 错误；NO分子、CN与 Fe3形成配位键，共有 6 个，配位原子有 C 和 N，B 正确；1 mol配合物中 键数目
3、为(5212)NA 12NA，C 正确；配合物 Na2Fe(CN)5(NO)为离子化合物，电离出 2 个 Na与 1 个Fe(CN)5(NO)2，所以 1 mol 配合物电离共得到 3NA 阴阳离子，D 正确。3下列不属于配位化合物的是()A六氟合铝酸钠：Na3AlF6B氢氧化二氨合银：AgNH32OHC六氟合铁酸钾：K3FeF6D十二水硫酸铝钾：KAl(SO4)212H2O【解析】选 D。十二水硫酸铝钾是由 K、Al3、SO24及 H2O 分子组成的离子化合物，属于复盐。4.(2021泉州高二检测)我国科学家制得了 SiO2 超分子纳米管，微观结构如图所示。下列叙述正确的是()ASiO2 与
4、干冰的晶体结构相似BSiO2 耐腐蚀，不与任何酸反应C工业上用 SiO2 制备粗硅D光纤主要成分是 SiO2，具有导电性【解析】选 C。SiO2 是共价晶体而干冰是分子晶体，结构不相似，选项 A 错误；SiO2 耐腐蚀，但可与氢氟酸反应，选项 B 错误；工业上用 SiO2 与焦炭反应生成一氧化碳和粗硅，选项 C 正确；光纤主要成分是 SiO2，晶体硅具有导电性，而二氧化硅不导电，选项 D 错误。5配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是()ACuSO4 溶液呈天蓝色是因为含有Cu(H2O)42B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CAg(NH3)2是化学镀银的有效成分D
5、除去硝酸铵溶液中的 Ag，可向其中加入过量氨水【解析】选 D。水合铜离子在溶液中呈天蓝色，正确；硫氰化铁配离子是配合物，Fe3是中心离子、SCN是配体，正确；葡萄糖能与银氨溶液中的Ag(NH3)2反应生成单质银，所以Ag(NH3)2是化学镀银的有效成分，正确；Ag与少量氨水生成氢氧化银沉淀、与过量氨水生成Ag(NH3)2不能除去硝酸铵溶液中的 Ag，错误。6(2021南京高二检测)已知氯化铬的水合物为 CrCl36H2O，其中铬元素的配位数是 6，将含 0.1 mol 氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到0.2 mol AgCl 沉淀，则氯化铬溶于水中的含铬阳离子为()ACr3 BC
6、rCl2(H2O)4CCrCl(H2O)52DCr(H2O)63【解析】选 C。中心配离子中的配体在溶液中很难电离，已知 0.1 mol 氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到 0.2 mol 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。7.(2021成都高二检测)如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分)，下列有关叙述正确的是()A示意图中的两个氧原子的杂化类型无法确定B该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子C该叶绿素是配合物，其配体是 N 元素D该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物【解析】选 B。A.由示意图知，两个氧原子均形成了两个 键，故均为 sp3
7、杂化，故 A 错误；B.Mg 的最高化合价为2，而化合物中 Mg 与 4 个氮原子形成化学键，由此可以判断该化合物中 Mg 与 N 原子间存在配位键，该物质为配合物，B 项正确；C.因氮原子还与碳原子成键，因此只能说氮原子是配位原子而不能说是配体，故 C 错误；D.该叶绿素是配合物，不是高分子化合物，故 D 错误。8(2021福州高二检测)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)nSO4，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)(H2
8、O)5SO4B该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表 p 区C1 mol 该配合物与足量 Ba(OH)2 溶液反应可生成 2 mol 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【解析】选 A。配合物Fe(NO)(H2O)nSO4 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，1422n26，所以 n5。由分析可知，n5，故该配合物的化学式为Fe(NO)(H2O)5SO4，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
9、、S 均位于 p 区，B 不正确；Fe(NO)(H2O)5SO4 属于配合物，其内界Fe(NO)(H2O)52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 mol 该配合物与足量 Ba(OH)2 溶液反应只能生成 1 mol 硫酸钡沉淀，C 不正确；该配合物中阳离子为Fe(NO)(H2O)52，中心原子的配位数为 6，但是，由于有两种不同的配体，因此其空间构型不可能是正八面体结构，D 不正确。二、非选择题(本题包括 3 小题，共 30 分)9(10 分)(2021荆州高二检测)Fe4Fe(CN)63 是较早发现的 CN配合物，其中铁元素呈
10、现两种不同的价态。回答下列问题：(1)写出外界离子基态核外电子排布式：_。Fe(CN)64中与 Fe2配位的原子是_(填元素符号)。Fe4Fe(CN)63 中存在的化学键有_(填字母)。A离子键 B共价键 C配位键 D氢键(2)CN中碳原子的轨道杂化类型是_；与 CN互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。【解析】(1)外界离子是 Fe3，核外有 23 个电子，所以 Fe3的核外电子排布式为Ar3d5 或 1s22s22p63s23p63d5；Fe2具有空轨道，在 CN中，N 原子与 C 原子形成3 个共价键，C 原子上还有一对电子存在，该电子对与 Fe2配位，故与 Fe2形成配位键的原子是
11、C；Fe4Fe(CN)63 是离子化合物，Fe3与Fe(CN)64以离子键结合，在阴离子Fe(CN)64中的中心离子 Fe2与配位体 CN以配位键结合，CN中 C、N 原子之间以共价键结合，所以 Fe4Fe(CN)63 中含有的化学键类型有离子键、共价键、配位键；(2)CN中 C、N 原子之间形成碳氮三键，所以 C 原子杂化类型是 sp 杂化，与 CN互为等电子体的一种分子为 N2。答案：(1)Ar3d5 或 1s22s22p63s23p63d5 C A、B、C(2)sp N2(合理即可)10(8 分)(2021石家庄高二检测)向黄色的氯化铁溶液中加入无色的 KSCN 溶液，溶液变成红色。该反
12、应在有的教材中用方程式 FeCl33KSCN=Fe(SCN)33KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3 是配合物，Fe3与 SCN不仅能以 13 的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空。(1)Fe3与 SCN反应时，Fe3提供_，SCN提供_，二者通过配位键结合。(2)所得 Fe3与 SCN的配合物中，主要是 Fe3与 SCN以个数比 11 配合所得离子显红色。含该离子的配合物的化学式是_。(3)若 Fe3与 SCN以个数比 15 配合，则 FeCl3 与 KSCN 在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_。【解析】Fe3和 SCN形成配合物时，Fe3提供空轨道，SCN提供孤电子
13、对，Fe3和 SCN以 11 和 15 形成配离子时写化学式要用 Cl和 K分别平衡配离子的电荷，使配合物呈电中性。答案：(1)空轨道 孤电子对(2)Fe(SCN)Cl2(3)FeCl35KSCN=K2Fe(SCN)53KCl11(12 分)(2021哈尔滨高二检测)碳、氮、氧、氟、硫是中学常见的非金属元素，铁离子可与由它们组成的 SCN，CN，F等形成很多的配合物。(1)基态 Fe 原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_，电子数为_。(2)已知(CN)2 是直线形分子，并有对称性，则(CN)2 中 键和 键的个数比为_，在配合物 Fe(SCN)2中，提供空轨道接受孤电
14、子对的微粒是_。(3)配合物 K4Fe(CN)6中不存在的作用力_(填序号)。A共价键 B离子键 C非极性键 D配位键(4)肼(N2H4)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O42N2H4=3N24H2O，若该反应中有 4 mol NH 键断裂，则形成的 键有_mol。【解析】(1)Fe 原子核外电子数为 26，基态原子核外电子排布为 1s22s22p63s23p63d64s2，电子占据的最高能层符号为 N，该能层具有的原子轨道数为 135716、电子数为 2。(2)(CN)2 是直线形分子，并有对称性，结构式为 NCCN，(CN)2 中 键和 键的个数比为 43；根据配合物化学式可知，F
15、e(SCN)2中提供空轨道接受孤电子对的微粒应该是铁离子。(3)钾离子和六氰合亚铁离子之间是离子键，六氰合亚铁离子Fe(CN)64中 Fe2与 CN形成配位键，CN中存在 CN 三键，为极性共价键，不存在非极性共价键。(4)若该反应中有 4 mol NH 键断裂，参加反应的 N2H4为 1 mol，生成氮气为 1.5 mol，氮气分子结构式为 NN，三键中含有 2 个 键，形成 键的物质的量为 21.5 mol3 mol。答案：(1)N 16 2(2)43 Fe3(3)C(4)3【能力进阶】(20 分钟 30 分)一、选择题(本题包括 4 小题，每小题 4 分，共 16 分)12(2021天津
16、宝坻区高二检测)HCHO 与Zn(CN)42在水溶液中发生反应：4HCHOZn(CN)424H4H2O=Zn(H2O)424HOCH2CN，下列有关说法正确的是()AZn(CN)42中存在共价键和离子键BHCHO 中碳原子以 sp2 的形式杂化CCN中的 键和 键数目相同DZn 原子的 3d 能级中有空轨道【解析】选 B。Zn(CN)42中存在共价键和配位键，没有离子键，A 错误；HCHO中心原子 C 的价层电子对数34211223，是平面三角形分子，碳原子以 sp2 的形式杂化，B 正确；CN中 C、N 原子间形成三键，一个三键中含有 1 个 键和 2 个 键，C 错误；Zn 原子的价层电子
17、排布式为 3d104s2，3d 能级没有空轨道，D 错误。13(2021滨州高二检测)许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是()A向配合物TiCl(H2O)5Cl2H2O 溶液中加入足量的 AgNO3 溶液，所有的 Cl均被完全沉淀B配合物 Ni(CO)4 常温下呈液态，易溶于 CCl4、苯等有机溶剂，则固态 Ni(CO)4属于分子晶体C配合物Cu(NH3)4SO4H2O 的配位体为 NH3 和 SO24D配合物Ag(NH3)2OH 的配位数为 3【解析】选 B。A 项，加入足量的 AgNO3 溶液，外界 Cl与 Ag反应形成 AgCl沉淀，内界配
18、位离子 Cl与 Ag不能反应，错误；B 项，配合物 Ni(CO)4 常温下呈液态，易溶于 CCl4、苯等有机溶剂，根据相似相溶原理可知，固态 Ni(CO)4 属于分子晶体，正确；C 项，配合物Cu(NH3)4SO4H2O 的配体为 NH3，错误；D 项，配合物Ag(NH3)2OH 的配体为 NH3，配位数为 2，错误。14.(2021哈尔滨高二检测)科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素 W、X、Y、Z“组合”成一种超分子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如图。W、X、Z 分别位于不同周期，Z 的原子半径在同周期元素中最大。(注：实线代表共价键，其他重复单元的 W、X 未标注)下列说法
19、不正确的是()AY 单质的氧化性在同主族中最强B离子半径：ZYCZ 与 Y 可组成多种离子化合物D简单氢化物的热稳定性：YX【解析】选 B。W、X、Z 为短周期元素且分别位于不同周期，故 W 位于第 1 周期，根据图示可知 W 形成 1 个共价键，说明 W 原子核外只有 1 个电子，则 W 是H 元素，X 形成 4 个共价键，则 X 是 C 元素，W、X、Z 分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大，则 Z 是 Na 元素，Y 形成 2 个共价键，原子序数比 C 大，比 Na 小，说明 Y 原子核外有 2 个电子层，最外层有 6 个电子，则 Y是 O 元素，即：W 是 H，X 是 C，
20、Y 是 O，Z 是 Na 元素。同一主族的元素，原子序数越大，元素的原子半径越大，原子获得电子的能力就越弱，单质的氧化性就越弱。由于 O 元素是同一主族中原子序数最小的元素，故单质的氧化性在同主族中最强，A 正确；Y 是 O，Z 是 Na 元素，O2、Na核外电子排布都是 2、8，电子排布相同，离子的核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径：ZY，B错误；O、Na 两种元素可形成两种离子化合物 Na2O、Na2O2，C 正确；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。X 是 C，Y 是 O，由于元素的非金属性：CO，所以氢化物的热稳定性：CH4X，D 正确。15(2021潍坊高二检测)
21、亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K4Fe(CN)6=灼烧12KCNFe3C2(CN)2N2C，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 3B配合物 K4Fe(CN)6中配位原子是碳原子C(CN)2 分子中 键和 键数目比为 34D基态 Fe2的最高能层电子排布为 3s23p63d6【解析】选 A。由 Fe3C 晶胞中每个碳原子被 6 个铁原子包围可知，与碳原子紧邻的铁原子，以碳原子为原点建立三维坐标系，6 个铁原子形成的空间结构为正八面体，配位数之比等于相应原子数目反比，则 Fe 原子配位数为 613 2，故 A
22、错误；配合物 K4Fe(CN)6中配体为 CN，由于电负性 NC，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 NCCN，单键为 键，三键中有 1 个 键和 2 个 键，则 键和 键数目比为 34，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。二、非选择题(本题包括 1 小题，共 14 分)16.(2021济南高二检测)超分子在生命科学和物理学等领域中具有重要意义。由Mo 将 2 个 C60 分子、2 个 p-甲酸丁
23、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)Mo 处于第五周期第B 族，核外电子排布与 Cr 相似，它的基态价电子排布式是_；核外未成对电子数是_个。(2)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_。(已知吡啶可看作苯分子中的一个 CH原子团被 N 取代的化合物)(3)已知：C60 分子中存在碳碳单、双键；C60 分子中每个碳原子只跟相邻的 3 个碳原子形成化学键；C60 分子只含有五边形和六边形；多面体的顶点数 V、面数 F 及棱边数 E 遵循欧拉定理：VFE2。则一个 C60 分子的结构是由_个五边
24、形和_个六边形组成的球体。用文字简述 C60 跟 F2 在一定条件下反应所得的物质的组成：_。(4)某晶胞中各原子的相对位置可用如图所示的原子坐标表示，其中所有顶点的原子坐标均可以为(0，0，0)。钼(Mo)的一种立方晶系的晶体结构中，每个晶胞有 2个 Mo 原子，其中 Mo 原子坐标是(0，0，0)及(12，12，12)。已知该晶体的密度是 gcm3，Mo 的摩尔质量是 M gmol1，阿伏加德罗常数是 NA，晶体中距离最近的 Mo 原子核之间的距离为_pm。【解析】(1)Mo 处于第五周期第B 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
25、能级上有 1 个电子，基态价电子排布式为 4d55s1；核外未成对电子是 4d、5s 能级上的电子，有 6 个电子；(2)CO 提供孤电子对的是 C，Mo 提供空轨道，两个原子形成配位键；p-甲酸丁酯吡啶配体中 C 原子价层电子对个数有 4、3，根据价层电子对互斥理论，C 原子杂化类型为 sp3、sp2；(3)多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：VFE2，即顶点数面数棱边数2；设 C60 分子中五边形数为 x，六边形数为 y。依题意可得方程组：12(5x6y)12(360)，60(xy)12(360)2，解得：x12，y20，即 C60 分子有 12 个五边形和 20 个六边形，
26、由 C60 结构和碳的四个价键理论，可知一个碳需连接一个双键，一个双键被两个碳原子共用，故含有 60230 个双键，与活泼的 F2 发生加成反应即可生成 C60F60；(4)钼(Mo)的一种立方晶系的晶体结构中，每个晶胞有 2 个 Mo 原子，其中 Mo 原子坐标是(0，0，0)及(12，12，12)，则该晶胞中 Mo 原子位于顶点和体心上，设该晶胞的棱长为 a cm，晶胞体积 Va3；根据 mV，m 2NA M，则2MNA a3，a3 2MNA，晶体中距离最近的 Mo 原子核之间的距离为体心到顶点的距离为体对角线的一半 3232MNA cm 323 2MNA 1010 pm。答案：(1)4d55s1 6(2)C sp2 和 sp3(3)12 20 由 C60 结构和碳的四个价键理论，可知一个碳需连接一个双键，一个双键被两个碳原子共用，故含有 60230 个双键，易与活泼的 F2 发生加成反应生成 C60F60(4)32MNA 321010
