2024-2025學年新教材高中化學第三章晶體結構與性質第四節(jié)配合物與超分子課時作業(yè)含解析新人教版選擇性必修2

PAGE10-協(xié)作物與超分子1．向下列協(xié)作物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是()A．[Co(NH3)4Cl2]ClB．[Co(NH3)3Cl3]C．[Co(NH3)6]Cl3D．[Co(NH3)5Cl]Cl22．如圖是卟啉協(xié)作物葉綠素的結構示意圖(部分)，下列有關敘述正確的是()A．示意圖中的兩個氧原子的雜化類型無法確定B．該葉綠素是協(xié)作物，中心離子是鎂離子C．該葉綠素是協(xié)作物，N原子與Mg之間全部形成配位鍵D．該葉綠素不是協(xié)作物，而是高分子化合物3．下列過程與協(xié)作物的形成無關的是()A．除去鐵粉中的SiO2可用強堿溶液B．向肯定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消逝C．向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液后溶液呈血紅色D．向肯定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消逝4．關于化學式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的協(xié)作物的下列說法正確的是()A．配位體是Cl－和H2O，配位數(shù)是8B．中心離子是Ti4＋，配離子是[TiCl(H2O)5]2＋C．內界和外界中Cl－的數(shù)目比是1:2D．向1mol該協(xié)作物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3molAgCl沉淀5．膽礬CuSO4·5H2O可寫成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其結構示意圖如下：下列說法正確的是()A．Cu2＋的價電子排布式為3d84s1B．在上述結構示意圖中，可視察到配位鍵C．膽礬中的水分子間均存在氫鍵D．膽礬中的結晶水，加熱時不會分步失去6．0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量的AgNO3處理，產生0.01molAgCl沉淀，該氯化鉻最可能是()A．[Cr(H2O)6]Cl3B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2OD．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O7．A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的五種常見元素，其相關信息如下表：元素相關信息AA原子的1s軌道上只有1個電子BB是電負性最大的元素CC的基態(tài)原子2p軌道中有三個未成對電子DD是主族元素且與E同周期，其最外層上有兩個運動狀態(tài)不同的電子EE能形成紅色(或磚紅色)的E2O和黑色的EO兩種氧化物請回答下列問題：(1)C元素原子的價電子排布圖是________________。(2)E元素位于周期表________區(qū)，E＋離子的核外電子排布式是________________________________________________________________________。(3)CA3中價層電子對數(shù)為________，Ceq\o\al(－,3)離子的中心原子采納________雜化，Ceq\o\al(－,3)離子的空間構型是________。(4)A、C、E三種元素可形成[E(CA3)4]2＋配離子，其中存在的化學鍵類型有________(填序號)。①配位鍵②金屬鍵③極性共價鍵④非極性共價鍵⑤離子鍵(5)[E(CA3)4]2＋可由E的硫酸鹽溶液中通入過量CA3氣體得到，寫出該配離子的結構簡式________________。8．順鉑的結構簡式為，具有抗癌作用；反鉑的結構簡式為，無抗癌作用；碳鉑的結構簡式為。順鉑進入人體后，一個氯原子緩慢被水分子取代，形成[PtCl(NH3)2(H2O)]＋。請回答下列問題：(1)下列說法正確的是________(填序號)。A．碳鉑分子中有一個手性碳原子B．反鉑屬于極性分子C．碳鉑的中心原子鉑的配位數(shù)為4D．[PtCl(NH3)2(H2O)]＋中H2O的H原子與Pt形成配位鍵(2)依據(jù)碳鉑的結構簡式推斷，1mol1,1-環(huán)丁二羧酸中含有σ鍵的數(shù)目為________________________(用計算式表示即可)。(3)順鉑和反鉑的物理性質有很大差異，其中只有________易溶于水，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)NH3還能與許多化合物通過配位鍵發(fā)生相互作用。一種可作儲氫材料的化合物X是NH3與其次周期另一種元素的氫化物相互作用的產物，X是乙烷的等電子體；加熱化合物X會緩慢釋放出H2，并轉化成化合物Y，Y是乙烯的等電子體。①化合物X的結構式為________________(必需標明配位鍵)。②化合物X、Y中N原子分別實行____________和________雜化。9．(1)已知NH3分子可與Cu2＋形成協(xié)作物離子[Cu(NH3)4]2＋，則除去硫酸銅溶液中少量硫酸可選用的試劑是________。(填序號)①NaOH②NH3③CuO④BaCl2⑤Cu(OH)2⑥CuCO3(2)向Cu(OH)2懸濁液中滴加氨水可得到________色的溶液，該過程發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)無水CoCl2為深藍色，吸水后變?yōu)榉奂t色的水合物，水合物受熱后又變成無水CoCl2，故常在試驗室中用作吸濕劑和空氣濕度指示劑。CoCl2＋xH2O=CoCl2·xH2O深藍色粉紅色現(xiàn)有65g無水CoCl2，吸水后變成119gCoCl2·xH2O。①水合物中x＝________。②若該化合物中Co2＋的配位數(shù)為6，而且經(jīng)定量測定得知內界和外界占有Cl－的個數(shù)比為1:1，則其化學式可表示為______________________。10.已知[Cr(NH3)4Br2]Br·2H2O是一種重要的配位化合物，試回答下列問題：(1)中心離子為：__________；配體為________；配位數(shù)為________。(2)NH3和H2O的雜化方式為：________。(3)1mol[Cr(NH3)4Br2]Br·2H2O含有________NA個配位鍵。在[Cr(NH3)4Br2]Br·2H2O中不含有的化學鍵為________。a．離子鍵b．極性鍵c．非極性鍵d．π鍵(4)1mol[Cr(NH3)4Br2]Br·2H2O溶于水，加入硝酸銀溶液，一般生成________gAgBr沉淀。11．美國硅谷已勝利開發(fā)出分子計算機，其中主要器件為分子開關和分子導線。美國Gokel教授研制了氧化還原型電控分子開關——蒽醌套索醚電控開關。它是通過電化學還原使冠醚“胳膊”陰離子化，從而加強對流淌陽離子的束縛力，達到“關”的作用；再借助氧化反應使其復原到原來的“開啟”狀態(tài)，使陽離子順當流淌：AB(1)在括號中填寫反應類型(填“氧化反應”或“還原反應”)：a________反應，b________反應。(2)若分子計算機中分子開關處于A狀態(tài)，則計算機處于________狀態(tài)，若分子計算機中分子開關處于B狀態(tài)，則計算機處于________狀態(tài)(填“開啟”或“關閉”)。12．探討含碳化合物的結構與性質，對生產、科研等具有重要意義。(1)某同學畫出基態(tài)碳原子的核外電子排布圖：，該電子排布圖違反了____________；CHeq\o\al(＋,3)、—CH3、CHeq\o\al(－,3)都是重要的有機反應中間體。CHeq\o\al(＋,3)、CHeq\o\al(－,3)的空間構型分別為____________、____________。(2)冠醚是由多個二元醇分子之間失水形成的環(huán)狀化合物。X、Y、Z是常見的三種冠醚，其結構如圖所示。它們能與堿金屬離子作用，并且隨著環(huán)的大小不同而與不同金屬離子作用。①Li＋與X的空腔大小相近，恰好能進入到X的環(huán)內，且Li＋與氧原子的一對孤電子對作用形成穩(wěn)定結構W(如圖)?；鶓B(tài)鋰離子核外能量最高的電子所處能層符號為________；②冠醚Y能與K＋形成穩(wěn)定結構，但不能與Li＋形成穩(wěn)定結構。理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③烯烴難溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果較差。若烯烴中溶入冠醚Z，氧化效果明顯提升。i．水分子中氧的雜化軌道的空間構型是________，H－O鍵鍵角________(填“＞”“＜”或“＝”)109°28′。ii.已知：冠醚Z與KMnO4可以發(fā)生下圖所示的變更。加入冠醚Z后，烯烴的氧化效果明顯提升的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13．超分子化學已漸漸擴展到化學的各個分支，還擴展到生命科學和物理學等領域。由Mo將2個C60分子、2個p－甲酸丁酯吡啶及2個CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結構如圖所示。(1)Mo處于第五周期第VIB族，核外電子排布與Cr相像，它的基態(tài)價電子排布式是________；核外未成對電子數(shù)是________個。(2)該超分子中存在的化學鍵類型有________。A．σ鍵B．π鍵C．離子鍵D．氫鍵(3)該超分子中配體CO供應孤電子對的原子是________(填元素符號)，p-甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方式有________。(4)C60與金剛石互為同素異形體，從結構與性質之間的關系說明C60的熔點遠低于金剛石的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)已知：某晶胞中各原子的相對位置可用如圖所示的原子坐標表示，其中全部頂點原子坐標均為(0,0,0)。鉬(Mo)的一種立方晶系的晶體結構中，每個晶胞有2個Mo原子，其中Mo原子坐標是(0,0,0)及(1/2,1/2,1/2)。依據(jù)以上信息，推斷該晶體的原子積累方式是________。已知該晶體的密度是ρg·cm－3，Mo的摩爾質量是Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)是NA，晶體中距離最近的Mo原子核之間的距離為________pm。課時作業(yè)131．解析：協(xié)作物的內界與外界由離子鍵結合，只要外界存在Cl－，加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀產生。對于B項協(xié)作物分子[Co(NH3)3Cl3]，Co3＋、NH3、Cl－全處于內界，很難電離，不存在Cl－，所以不生成AgCl沉淀。答案：B2．解析：由示意圖知，兩個氧原子均形成了兩個σ鍵，故均為sp3雜化，A項錯誤；Mg的最高化合價為＋2，而化合物中Mg與4個氮原子形成化學鍵，由此可以推斷該化合物中Mg與N原子間存在配位鍵，該物質為協(xié)作物，B項正確；有兩個N原子與Mg之間形成的是一般共價鍵，C項錯誤；高分子化合物的相對分子質量通常在1000以上該葉綠素是協(xié)作物，不是高分子化合物，D項錯誤。答案：B3．解析：對于A項，除去鐵粉中的SiO2，是利用SiO2可與強堿反應的化學性質，與協(xié)作物的形成無關；對于B項，AgNO3與氨水反應先生成AgOH沉淀，再生成[Ag(NH3)2]＋；對于C項，F(xiàn)e3＋與KSCN反應生成配離子，顏色發(fā)生變更；對于D項，CuSO4與氨水反應先生成Cu(OH)2沉淀，再生成[Cu(NH3)4]2＋。答案：A4．解析：協(xié)作物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配體是Cl－和H2O，配位數(shù)是6，A項錯誤；中心離子是Ti3＋，B項錯誤；協(xié)作物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中內界Cl－的個數(shù)為1，外界Cl－的個數(shù)為2，內界和外界中Cl－的數(shù)目比是12，C項正確；加入足量AgNO3溶液，外界Cl－與Ag＋反應，內界Cl－不與Ag＋反應，故只能生成2molAgCl沉淀，D項錯誤。答案：C5．解析：Cu2＋的價電子排布式為3d9，A項錯誤；在題述結構示意圖中，存在O→Cu配位鍵，B項正確；膽礬中的水分為兩類，一類是形成配體的水分子，一類是形成氫鍵的水分子，受熱時會分步失去，C、D項錯誤。答案：B6．解析：0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量的AgNO3處理產生0.01molAgCl沉淀，說明氯化鉻(CrCl3·6H2O)中有一個氯離子在外界，其余在內界。而Cr3＋的配位數(shù)為6，則此氯化鉻最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，C正確。答案：C7．解析：依據(jù)A原子的1s軌道上只有1個電子可確定A為H；電負性最大的元素，即非金屬性最強，則B為F；基態(tài)原子2p軌道有3個未成對電子，則C為N；E能形成紅色的E2O和黑色的EO兩種氧化物，則E為Cu；第四周期中最外層上有2個運動狀態(tài)不同的電子，即最外層有2個電子，則D為Ca。(1)N原子的價層電子數(shù)為5，依據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則可寫出其價電子排布圖。(2)Cu屬于ds區(qū)元素，Cu＋核外有28個電子，依據(jù)構造原理可寫出其電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(3)NH3中σ鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)分別為3和1，則價層電子對數(shù)為4；Neq\o\al(－,3)與CO2互為等電子體，中心原子N為sp雜化，其空間構型為直線形。(4)[Cu(NH3)4]2＋中存在極性共價鍵和配位鍵。(5)書寫時留意Cu2＋供應空軌道，NH3中N原子供應孤電子對，形成配位鍵。答案：(1)(2)ds1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(3)4sp直線形(4)①③(5)8．解析：(1)A項，依據(jù)碳鉑的結構簡式可知，碳鉑分子中不存在手性碳原子；B項，反鉑的結構簡式為，其結構對稱，屬于非極性分子；C項，碳鉑的中心原子Pt的配位原子為2個O和2個N，其配位數(shù)為4；D項，[PtCl(NH3)2(H2O)]＋中H2O的O原子上有孤電子對，故O原子與Pt形成配位鍵。(2)單鍵都是σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，故1mol1,1-環(huán)丁二羧酸中含有18molσ鍵，所含σ鍵的數(shù)目為18×6.02×1023。(3)順鉑易溶于水，因為它是極性分子，易溶于極性溶劑。(4)X是NH3與其次周期另一種元素的氫化物相互作用的產物，且X是乙烷的等電子體，則X中應含有14個價電子，故X為BH3·NH3；Y是乙烯的等電子體，則Y為BH2=NH2。①X中B供應空軌道，N含有孤電子對，可形成配位鍵，則X的結構式為。②中N原子形成3個σ鍵，1個配位鍵，實行sp3雜化，BH2=NH2中N原子形成3個σ鍵，實行sp2雜化。答案：(1)C(2)18×6.02×1023(3)順鉑順鉑是極性分子，易溶于極性溶劑(4)①②sp3sp29．解析：(1)除去硫酸銅溶液中的少量硫酸，可以加入能與硫酸反應且不會引入雜質的物質，則可加入銅的氧化物、氫氧化物以及碳酸銅等，③⑤⑥符合題意。(2)Cu(OH)2與氨水反應能生成深藍色的協(xié)作物，所以該過程發(fā)生反應的離子方程式為Cu(OH)2＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。(3)①CoCl2＋xH2O=CoCl2·xH2O13018x65g(119－65)geq\f(130,65g)＝eq\f(18x,119－65g)，解得：x＝6。②化合物CoCl2·6H2O中Co2＋的配位數(shù)為6，且內界和外界占有Cl－的個數(shù)比為1:1，即各有1個Cl－，則內界中含有1個Cl－和5個H2O，外界有1個Cl－和1個H2O，所以化學式可表示為[Co(H2O)5Cl]Cl·H2O。答案：(1)③⑤⑥(2)深藍Cu(OH)2＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O(3)①6②[Co(H2O)5Cl]Cl·H2O10．答案：(1)Cr3＋NH3、Br－6(2)sp3雜化(3)6cd(4)18811．解析：(1)有機物分子中加入氫原子的反應叫還原反應；有機物分子中去掉氫原子的反應叫氧化反應；分子中增加了氫原子，所以a是還原反應；分子中削減了氫原子，所以b是氧化反應；(2)依據(jù)題目信息，A是電中性分子，對流淌陽離子沒有束縛力，則計算機中分子開關處于A狀態(tài)，計算機處于開啟狀態(tài)；B是陰離子，對流淌陽離子有束縛力，達到“關”的作用，所以若分子計算機中分子開關處于B狀態(tài)，則計算機處于關閉狀態(tài)。答案：(1)還原氧化(2)開啟關閉12．解析：(1)2p軌道上的2個電子沒有分占不同軌道，該電子排布圖違反了洪特規(guī)則；CHeq\o\al(＋,3)中心碳原子的價層電子對個數(shù)＝3＋eq\f(4－1－1×3,2)＝3，采納sp2雜化，為平面三角形結構，而CHeq\o\al(－,3)中心碳原子的價層電子對個數(shù)＝3＋eq\f(4＋1－1×3,2)＝4，采納sp3雜化，為三角錐形；(2)①基態(tài)鋰離子核外只有1s能級上有電子，為K層上的電子，所以其能層符號為K；②冠醚Y空腔較大，Li＋半徑較小，Li＋半徑遠遠小于Y空腔，導致該離子不易與氧原子的孤電子對形成配位鍵，所以得不到穩(wěn)定結構；③i.水分子中氧原子的價層電子對個數(shù)是4，采納sp3雜化，含有2個孤電子對，氧的雜化軌道的空間構型為四面體；水分子中氧原子含有2個孤電子對，孤電子對之間的排斥力大于成鍵電子對和孤電子對之間的排斥力，導致水分子中鍵角小于甲烷分子之間鍵角，小于109°28′；ii.依據(jù)相像相溶原理知，冠醚可溶于烯烴，加入冠醚中的鉀離子因靜電作用將高錳酸根離子帶入烯烴中，增大反應物的接觸面積，提高氧化效果。答案：(1)洪特規(guī)則平面三角形三角錐形(2)①K②Li＋半徑比Y的空腔小得多，不易與空腔內氧原子的孤電子對作用形成穩(wěn)定結構③