3.4 配合物与超分子 课后练习 （答案）2022-2023下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2考试试卷

3.4 配合物与超分子 课后练习 2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．是有机合成中常用的还原剂。下列说法错误的是
A．的半径大于的半径
B．的空间结构是正四面体
C．中存在离子键、配位键
D．为的双聚分子，氯原子提供给铝原子孤电子对
2．、与在一定条件下发生如下反应：。下列说法错误的是
A．此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性由大到小的顺序为
B．配合物的中心离子的价电子排布图为，该中心离子的配位数是6
C．分子中含有键，其碳原子轨道杂化类型是杂化
D．中阴离子的空间构型为三角锥形，其中碳原子的价层电子对数为4
3．的配位化合物较稳定且运用广泛。它可与、、、等形成配离子使溶液显色。如：显浅紫色的、红色的、黄色的、无色。某同学按如下步骤完成实验：
已知与、在溶液中存在以下平衡：(红色)；(无色)
下列说法不正确的是
A．Ⅰ中溶液呈黄色可能是由水解产物的颜色引起的
B．与的配位能力强于
C．为了能观察到溶液Ⅰ中的颜色，可向该溶液中加入稀盐酸
D．向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN固体，溶液可能再次变为红色
4．科学家近期合成了一种配合物，该物质可以在温和条件下活化H2，将N3-转化为NH，反应过程如图所示。下列说法错误的是
A．产物中N原子的杂化轨道类型为sp3
B．NH2-的VSEPR模型为四面体形
C．电负性大小：N>C>Fe
D．键角：NH>NH3
5．下列说法不正确的是
A．NH4NO3、H2SO4都含有配位键
B．Mg元素的第一电离能高于同周期相邻元素的第一电离能
C．基态氧原子核外有8种空间运动状态的电子
D．BeCl2的二聚体是平面分子
6．为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．常温下的溶液中的数目为
B．在密闭容器中与充分反应后的分子数为
C．足量酸性氧化甲苯生成苯甲酸时转移电子数为
D．中含有的键数为
7．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．12g石墨中含C—C数目为3NA
B．1mol[Cu(H2O)4]2+中含σ键数目为12NA
C．31g白磷分子中含有的σ键数目为6NA
D．1mol水中含有氢键数目为4NA
8．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。利用氧化法可制备某些配位化合物，如。设是阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．中含有键的数目为
B．的溶液中，的数目为
C．与足量在催化剂作用下合成氨，生成的分子数为
D．质量分数为的溶液中，氧原子总数为
9．三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工产品，实验室可用反应制备。下列有关说法正确的是
A．基态Co2+的价层电子排布式为
B．的电子式为
C．中子数为18的氯原子可表示为
D．中含24mol共价键
10．实验室用检验的离子方程式为。下列有关说法错误的是
A．中铁离子的配位数为6
B．再失去1个电子比更难
C．形成配位键时，中碳原子提供孤电子对
D．1 mol含12 mol 键
11．下列微粒能提供孤电子对与金属离子形成配位键的是
① ② ③ ④ ⑤
A．①②③ B．②③④ C．①②③④ D．全部
12．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．向氯水中加入少量碳酸氢钠：
B．溶液与过量氨水反应：
C．过量铁粉与稀硝酸反应：
D．漂白粉溶液吸收少量二氧化硫气体：
13．配合物可用于蚀刻铜，蚀刻后的产物可在氧气中再生，再生反应为。下列说法正确的是
A．基态Cu的电子排布式为 B．属于共价化合物
C．的空间构型为三角锥形 D．中含键
14．向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水，首先形成蓝色难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法不正确的是
A．在离子中，Cu2+为中心离子，NH3为配体，配位数为4
B．沉淀溶解后生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+，该配离子为平面正方形结构
C．向反应后的溶液中加入乙醇，析出深蓝色晶体[Cu(NH3)4] SO4·H2O
D．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后溶液中的浓度不变的
二、填空题
15．请说明下列分子或离子中，哪些能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键__________。
① ② ③F-④ ⑤
16．二价铬氧化机理的探究
在酸性水溶液中以形式存在，与反应可生成羟基桥连的双核配合物A(反应1)，其中比为，中心离子为六配位。机理研究表明的氧化反应涉及高价Cr的中间体。将较稀的溶液缓慢加入被饱和的酸性溶液中，与配位得到较稳定的中间体B(反应2)。B进一步与按反应得到寿命较短的中间体C(反应3)，C与进一步反应是生成A最有可能的途径：C也可以与(Ph为苯基)反应，重新转变为。B在酸性溶液中与按反应得到D(反应4)，D可以看成的衍生物，与反应重新得到B。中金属离子均为铬离子。
(1)写出生成A的离子方程式_______(反应1)，画出双核配合物A的结构(示出配位几何)_______
(2)写出的化学式(可忽略水分子) B：______；C：______；D：______；；写出生成的离子方程式(反应2~4) ______
17．金属能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子。与氨水反应的离子方程式为_______。
三、计算题
18．铜是重要的过渡元素，其单质及化合物具有广泛用途。回答下列问题：
(1)铜元素基态原子的价电子排布式为_______。
(2)成多种配合物，如与乙二胺可形成如图所示配离子。
①与乙二胺所形成的配离子内部粒子间的作用力类型有_______。
A．配位键 B．极性键 C．离子键 D．非极性键 F.氢键 F.金属键
②乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为_______，C、N、H三种元素的电负性由大到小顺序是_______。
(3)乙二胺和三甲胺 []均属于胺，乙二胺的沸点比三甲胺高很多，原因是_______。在水溶液中以形式存在，向含的溶液中加入足量氨水，可生成更稳定的，其原因是_______。
(4)Cu和S形成某种晶体的晶胞如图所示。
①该晶胞原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(1，0，0)。则C原子的坐标参数为_______
②已知该晶体的密度为，和的半径分别为和，阿伏加德罗常数值为_______。列式表示该晶体中原子的空间利用率_______。
四、实验题
19．某小组制备钴(Ⅲ)氨配合物(，，且x、y均为整数)并测定其组成的实验如下。制备过程大量放热；制备的配合物不易溶于有机溶剂，能溶于水和盐酸，在低温时溶解度小，随温度的升高溶解度逐渐增大。已知：难溶于水，性质稳定，有较强还原性。
I.制备
①将和晶体溶于水并转入三颈瓶中，再加入少量活性炭粉末和足量浓氨水混匀，然后逐滴滴入足量的溶液。
②将上述混合物恒温反应20分钟。改用冰水浴结晶，过滤。
③将过滤所得沉淀转移到热盐酸中，并趁热过滤。再向滤液中慢慢加入浓盐酸，至析出大量晶体。
④过滤，用冷的盐酸洗涤晶体，再用少许乙醇洗涤，干燥称重为。
II.测组成。此类配合物内界可解离，如：
⑤取适量上述产品，加入过量浓溶液煮沸，将放出的氨气用盐酸吸收，消耗盐酸。取煮沸后的溶液加过量酸化，用溶液滴定，消耗。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为___________。
(2)步骤①中，在滴加浓氨水之前，如果不加固体，易生成___________沉淀(填化学式)，对制备不利。在加溶液之前加浓氨水的目的是___________。
(3)步骤③中“趁热过滤”的目的是___________。
(4)步骤④中采用乙醇洗涤的优点为___________。
(5)步骤⑤中加碱煮沸条件下生成氨气，说明___________(填微粒化学式)与的结合能力更强。
(6)该配合物的化学式为___________，三颈瓶中制备该配合物的化学方程式为___________。
(7)该实验的产率为___________。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．和具有相同的电子层结构，核电荷数：Li>H，则离子半径：>，故A错误；
B．中Al原子价层电子对数为，不含孤电子对，空间结构是正四面体形，故B正确；
C．LiAlH4中Li+和[AlH4]-之间为离子键，[AlH4]-中Al和H之间存在配位键，故C正确；
D．Al2Cl6为AlCl3的双聚分子，其中Cl存在未成键的孤对电子，Al存在空轨道，氯原子提供给铝原子孤对电子形成配位键，故D正确；
故答案选A。
2．D
【详解】A．同一周期元素的元素非金属性越强，其电负性就越大。组成氨基酸锌的C、N、O的非金属性由强到弱的顺序是：O＞N＞C，则电负性由大到小的顺序是O＞N＞C，A正确；
B．中心离子具有空轨道，配体具有孤电子对，中心离子为Fe2+，价电子排布式为3d5，由泡利原理、洪特规则，价电子排布图为：，配位体是CN-、配位数为6，B正确；
C．HCN分子结构式为H-C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键，分子中含有2个σ键，1molHCN分子中含有2mol σ键，碳原子没有孤电子对，杂化轨道数目为2，碳原子杂化方式为sp，C正确；
D．K2CO3的阴离子中C原子孤电子对数==0，价层电子对数=3+0=3，空间结构为平面三角形，D错误；
故选：D。
3．C
【分析】步骤①加水溶解溶液含Fe3+，步骤②Fe3+与结合生成，步骤③发生平衡转化为；
【详解】A．为浅紫色，但溶液I却呈黄色，原因可能是Fe3+发生水解生成红褐色Fe(OH)3，与浅紫色形成混合体系，使溶液呈黄色，A正确；
B．加入NaF后溶液II由红色变为无色，说明转变为，反应更易生成，说明与的配位能力强于，B正确；
C．为了观察到浅紫色，需要除去红褐色，即抑制铁离子的水解，所以可向溶液中加稀硝酸，加稀盐酸会生成黄色的，C错误；
D．向溶液III中加入足量的KSCN固体，可使平衡的Q>，平衡正向移动，溶液可能再次变为红色，D正确；
故选C。
4．D
【详解】A．产物N连接4根键，为杂化，A正确；
B．与H2O互为等电子体，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，B正确；
C．一般而言，金属元素的电负性小于1.8，非金属元素电负性大于1.8，C、N属于同一周期，从左到右电负性逐渐增大，Fe为金属元素，电负性最小，即得N>C>Fe，C正确；
D．与H2O互为等电子体，均存在两对电子对，键角相同，键角：H2O故选D。
5．C
【详解】A．NH4NO3中铵根离子内部有一条配位键，硫酸中含有配位键，A正确；
B．Mg的3s轨道处于全充满状态，3p轨道全空，状态较为稳定，故第一电离能高于同周期相邻元素，B正确；
C．电子的空间运动状态取决于其占用的轨道数，氧原子占用了5个轨道，核外有5种空间运动状态的电子，C错误；
D．BeCl2的二聚体结构为，Be的价层电子对数为3，没有孤电子对，Be与3个Cl形成平面三角形，则其二聚体为平面分子，D正确；
孤答案选C。
6．C
【详解】A. 的溶液中，和发生双水解反应，因此的数目小于，故A错误；
B. 与充分反应生成，由于存在，的分子数小于，故B错误；
C. 1mol甲苯被氧化成苯甲酸转移6mol电子，甲苯的物质的量为0.1mol， 被氧化为苯甲酸转移0.6mol电子，转移电子数为，故C正确；
D. 中Ag+和N原子之间形成2个配位键，每个NH3中存在3个N-H键，1个中含有8个σ键，则中含有的键数为，故D错误；
答案选C。
7．B
【详解】A．12g石墨的物质的量为1mol，石墨中每个C原子形成3个C-C键，每个C-C键被两个碳原子共用，所以每个碳原子占有1.5个C-C键，则12g石墨中含C—C数目为1.5NA，A错误；
B．每个[Cu(H2O)4]2+中含有4个配位键，均为σ键，每个水分子中有2个σ键，所以1mol[Cu(H2O)4]2+中含σ键数目为12NA，B正确；
C．31g白磷分子的物质的量为=0.25mol，每个白磷分子中有6个σ键，所以共含有0.25mol×6×NA/mol=1.5NA个σ键，C错误；
D．每个水分子形成4个氢键；每一个氢键连接2个水分子，所以一个水分子形成的氢键数目为4×=2，1mol水中含有氢键数目为2NA，D错误；
综上所述答案为B。
8．A
【详解】A．中含有键的数目为，A正确；
B．无溶液体积，不能计算，B错误；
C．合成氨是可逆反应，生成的分子数小于，C错误；
D．水中还含有氧原子，则，D错误 ；
答案选A。
9．D
【详解】A．钴为27号元素，核外有27个电子，基态钴原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，基态钴的价电子排布式为3d74s2，Co2+表示失去最外层两个电子，所以基态Co2+的价层电子排布式为3d7，故A错误；
B．NH3分子中一个N原子与三个H原子形成3对共用电子对，N原子还有1对孤电子对，则NH3的电子式为，故B错误；
C．Cl的原子序数为17，即Cl原子的质子数为17，中子数为18的氯原子的质量数为17+18=35，该原子可表示为，故C错误；
D．由[Co(NH3)6]3+结构可知，在配位体NH3中的3个N-H键是共价键，6个配位体NH3与中心Co3+离子之间以配位键结合，配位键属于共价键，所以1 个[Co(NH3)6]3+含共价键数目为6+3×6=24个，即中含24mol共价键，故D正确；
答案为D。
10．B
【详解】A．K3[Fe(CN)6] 中铁离子的配位数为6，A正确；
B．Fe2+ 的核外价层电子排布为3d6，Mn2+ 的核外价层电子排布为3d5，Mn2+ 半满结构，再失去1个电子比Fe2+ 难，B错误；
C．形成配位键时， CN 中碳原子电负性弱，更易提供孤电子对，C正确；
D．1 mol [Fe(CN)6]3 含6mol碳氮叁键中的σ 键和CN-与Fe3+形成的6mol配位键（也是σ 键），（6+6）mol=12 mol σ 键，D正确；
故选B。
11．C
【详解】①水中氧原子有孤电子对，可以形成配位键；②氢氧根中氧原子有孤电子对，可以形成配位键； ③碳酸根中氧原子有孤电子对，可以形成配位键；④氨气中氮原子有孤电子对，可以形成配位键；⑤ 铵根中所有原子不存在孤电子对，不能形成配位键；故选C。
12．A
【详解】A．向氯水中加入少量碳酸氢钠，反应生成氯化钠、二氧化碳和次氯酸，反应的离子方程式为：，选项A正确；
B．溶液与过量氨水反应，生成二氯化四氨合铜和水，反应的离子方程式为：，选项B错误；
C．过量铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水，反应的离子方程式为：，选项C错误；
D．漂白粉溶液吸收少量二氧化硫气体，反应生成硫酸钙、次氯酸和氯化钙，反应的离子方程式为：，选项D错误；
答案选A。
13．C
【详解】A．铜的原子序数为29，根据核外电子排布规律，其基态的电子排布式为，A错误；
B．含有离子键，属于离子化合物，B错误；
C．的中心原子N的价电子对数为4，有一对孤电子对，分子空间构型为三角锥形，C正确；
D．单键和配位键均是键，NH3有3个单键，NH3中的N原子与中心Cu2+形成配位键，故中含键，D错误；
故选C。
14．D
【详解】A．在[Cu(NH3)4]2+离子中， Cu2+提供空轨道， NH3提供孤电子对形成4个配位键，A正确；
B．配合离子[Cu(NH3)4]2+，铜离子与氨气分子形成4个配位键，为dsp2杂化，为平面正方形结构， B正确；
C．[Cu(NH3)4] SO4·H2O在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体， C正确；
D．硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，继续加氨水时，氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物而使溶液澄清，所以溶液中铜离子浓度减小， D错误；
正确选项D。
15．①②③④
【详解】水中的氧原子、氨气分子中的氮原子、F-和CN－中的氮原子均含有孤对电子，能和某些金属离子形成配位键，CH4中不含孤电子对，不能和某些金属离子形成配位键；
故选①②③④。
16．(1)
(2) 或 、、 各
【解析】略
17．
【详解】已知金属能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，该离子为，则与氨水反应的离子方程式为。
18．(1)3d10 4s1
(2) ABD sp3 N＞C＞H
(3) 乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键； N 元素电负性更小，更易给出孤对电子形成配位键；
(4) （，，）
【详解】（1）铜元素基态原子中3d、4s能级上电子为其价电子，3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子，其价电子排布式为3d10 4s1；
故答案为3d10 4s1；
（2）①Cu2+与乙二胺所形成的配离子内部粒子间含有C N、C H、N H、C C和N Cu键，C N、C H和N H为极性键，C C非极性键，N Cu之间的化学键是配位键；
故答案为ABD；
②乙二胺分子中氮原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子的杂化轨道类型为 sp3，元素的非金属性越强，其电负性越大，电负性大小顺序是N＞C＞H；
故答案为sp3；N＞C＞H；
（3）乙二胺分子中N原子上连接有氢原子，可形成氢键，而三甲胺分子中氮原子上没有连接氢原子，不能形成氢键，故乙二胺的沸点比三甲胺高很多；向含Cu2＋的溶液中加入足量氨水，可生成更稳定的[Cu(NH3)4]2＋，是因为N 元素电负性更小，更易给出孤对电子形成配位键；
故答案为乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键；N 元素电负性更小，更易给出孤对电子形成配位键；
（4）①C点位于体对角线的处，根据A点和B点的晶胞参数，容易写出C的晶胞参数为（，，）；
故答案为（，，）；
②阿伏加德罗常数值为；该晶胞是面心立方最密堆积，每个面上对角线上的3个Cu原子紧密相连，则晶胞棱长＝， 晶胞体积＝，该晶胞中Cu原子个数＝，S原子个数是4，所有原子体积＝，该晶体中原子的空间利用率＝；
故答案为，。
19．(1)分液漏斗
(2) 将不易被氧化的转化为具有较强还原性的
(3)除去活性炭并防止产品析出
(4)产品损失少
(5)
(6) 或
(7)
【分析】反应物在三颈烧瓶中反应制备配合物，反应完全后冰水浴降低其溶解度，配合物结晶析出，因配合物在热的水或盐酸溶液中溶解度高，将结晶后得到的产物溶于热盐酸并趁热过滤除去活性炭，再加浓盐酸析出晶体，用有机溶剂洗涤，得到干燥的产品。
（1）
由图可知仪器a的名称为：分液漏斗；
（2）
难溶于水，步骤①中，在滴加浓氨水之前，如果不加固体，易生成：沉淀；步骤①将Co2+转化为[Co(NH3)6]2+过程中，先加浓氨水后加过氧化氢溶液的目的是：将不易被氧化的Co2+转化为具有较强还原性的[Co(NH3)6]2+；
（3）
根据题中信息：制备的配合物能溶于水和盐酸，在低温时溶解度小，随温度的升高溶解度逐渐增大，故趁热过滤的目的是：除去活性炭并防止产品析出；
（4）
配合物难溶于有机溶剂，故用乙醇洗涤的优点是：产品损失少；
（5）
步骤⑤中加碱煮沸条件下生成氨气，说明与的结合能力更强；
（6）
吸收氨气消耗盐酸的物质的量为：，即生成氨气的物质的量为0.006mol；滴定氯离子消耗的银离子的物质的量为：，即氯离子的物质的量为0.003mol，故在配合物中氨气和氯离子的物质的量之比为：2:1，配合物化学式中氯离子总个数为3，故氨气总个数为6，配合物化学式为：；三颈瓶中制备该配合物的化学方程式为：或等合理答案；
（7）
由方程式可得出关系式：，原料氯化钴的物质的量为：，氯化铵的物质的量为：，氯化铵过量，故理论上生成配合物的质量为：，实际上得到的产品质量为1.07g，故产率为：。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页