1、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)4Cl2BNa2SiF6CNa3AlF6 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)配合物Na2Fe(CN)5(NO)可用于离子检验，下列说法不正确的
2、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(C
3、N)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、SO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
4、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
5、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()ACr3BCrCl2(H2O)4CCrCl(H2O)52 DCr(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，
6、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
7、；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)(H2O)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
8、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、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)
9、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
10、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1s22s22p63s23
11、p63d5CA、B、C(2)spN2(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
12、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
13、)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
14、比为43；根据配合物化学式可知，Fe(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)N162(2)43Fe3(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天津宝坻区高二检测)HC
15、HO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33，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
16、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SOD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(
17、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
18、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，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
19、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)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)612KCNFe3C2(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
20、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62，故A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
21、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
22、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(，)。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
23、，4d能级上有5个电子、5s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：(5x6y)(360)，60(xy)(360)2，解得：x12，y20，即C60分子有12个五边形和20个六边形，由C60结构和碳的四个价键理论，可知
24、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(，)，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，mM，则a3，a，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cm1010 pm。答案：(1)4d55s16(2)Csp2和sp3(3)1220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)1010
