高中 化學 選擇性必修2 第三章 晶體結構與性質《第四節(jié) 配合物與超分子》教學設計

第四節(jié)配合物與超分子[課程標準]1.知道配位鍵的特點，認識簡單的配位化合物的成鍵特征。2.了解配位化合物的存在與應用，如配位化合物在醫(yī)藥科學，催化反應和材料化學等領域的應用。3.能舉例說明物質在超分子等不同尺度上的結構特點對物質性質的影響。任務一配合物材料1：銨根離子的形成過程示意圖：或用下式表示：材料2：配合物在生命體中大量存在，在半導體等尖端技術、醫(yī)藥科學、催化反應和材料化學等領域都有著廣泛的應用。在科學研究和生產實踐中，經常利用金屬離子和與之配位的物質的性質不同，進行溶解、沉淀或萃取操作來達到分離提純、分析檢測等目的。問題1：配位鍵可以用“A→B”來表示，其中A是提供孤電子對的原子，B是接受孤電子對的原子，試寫出NHeq\o\al(＋,4)的結構式；NHeq\o\al(＋,4)中的配位鍵與其他三個N—H的鍵參數是否相同？問題2：NH3和BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3，試分析提供孤電子對、空軌道的分別是哪種原子？你能寫出NH3·BF3的結構式嗎？問題3：試表示eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))\s\do7(4)))eq\s\up12(2＋)和eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))\s\do7(4)))eq\s\up12(2＋)的結構(不考慮立體結構)，并分析eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))\s\do7(4)))eq\s\up12(2＋)與eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))\s\do7(4)))eq\s\up12(2＋)誰更穩(wěn)定，原因是什么？問題4：配合物eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))\s\do7(4)))SO4中含有的化學鍵類型有哪些？中心離子、配體分別是哪種微粒？1mol該配合物含有的配體數、σ鍵數分別為多少？提示：問題1：；相同。NHeq\o\al(＋,4)可看成NH3分子結合1個H＋后形成的，在NH3中中心原子N原子采取sp3雜化，孤電子對占據1個雜化軌道，3個未成鍵電子占據另3個雜化軌道，分別結合3個H原子形成3個σ鍵，由于孤電子對對成鍵電子對的排斥作用，所以空間結構為三角錐形，鍵角壓縮至107°。但當有H＋時，N原子的孤電子對會進入H＋的空軌道，以配位鍵形成NHeq\o\al(＋,4)，這樣N原子就不再存在孤電子對，鍵角恢復至109°28′，故NHeq\o\al(＋,4)為正四面體形，4個N—H完全一致，配位鍵與普通共價鍵形成過程不同，但性質相同。問題2：N原子提供孤電子對，B原子提供空軌道；NH3·BF3的結構式可表示為。問題3：；eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))\s\do7(4)))eq\s\up12(2＋)更穩(wěn)定，O的電負性比N的大，吸引孤電子對的能力強，故NH3提供孤電子對的能力比H2O強。問題4：eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))\s\do7(4)))SO4中含有的化學鍵有離子鍵、共價鍵和配位鍵；其中心離子是Cu2＋，配體是NH3；1mol該配合物含有的配體數為4NA，σ鍵數為20NA。1．配位鍵(1)定義：由一個原子單方面提供孤電子對，而另一個原子提供空軌道而形成的共價鍵，即“電子對給予—接受”鍵，是一類特殊的共價鍵。(2)形成條件一個成鍵的原子(或離子)含有孤電子對，另一個成鍵原子(或離子)中有接受孤電子對的空軌道。(3)表示方法：如NHeq\o\al(＋,4)中配位鍵表示為2．配位化合物(1)定義：金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。如：在[Cu(H2O)4]2＋中，H2O的O提供孤電子對，Cu2＋接受電子對，以配位鍵形成了[Cu(H2O)4]2＋。(2)配合物的形成舉例實驗1：實驗操作①向盛有4mL0.1mol·L－1CuSO4溶液的試管里滴加幾滴1mol·L－1氨水，觀察現(xiàn)象。②向實驗①的試管中繼續(xù)添加氨水并振蕩試管，觀察實驗現(xiàn)象。③再向實驗②的試管中加入8mL95%乙醇(極性較小的溶劑)，并用玻璃棒摩擦試管壁，觀察實驗現(xiàn)象。續(xù)表實驗現(xiàn)象實驗①中得到藍色沉淀。實驗②中沉淀逐漸溶解，得深藍色溶液。實驗③中析出深藍色晶體。有關離子方程式或原因分析Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2[Cu(NH3)4]2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2Oeq\o(=,\s\up7(乙醇))[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓實驗2：實驗操作向盛有少量0.1mol·L－1的FeCl3溶液的試管中滴加1滴0.1mol·L－1的KSCN溶液，觀察實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象溶液顏色變紅。有關離子方程式或原因分析Fe3＋與SCN－可形成紅色配離子。實驗3：實驗操作向盛有少量0.1mol·L－1的NaCl溶液的試管中滴加幾滴0.1mol·L－1的AgNO3溶液，產生難溶于水的白色的AgCl沉淀，再滴入1mol·L－1的氨水，振蕩，觀察實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象白色沉淀消失，得到澄清的無色溶液。有關離子方程式或原因分析AgCl＋2NH3=[Ag(NH3)2]Cl3.配合物的組成配合物由中心原子或離子(提供空軌道)和配體(提供孤電子對)組成，分成內界和外界。如[Cu(NH3)4]SO4可表示為(1)中心原子或離子：配合物的中心離子一般都是帶正電的陽離子，過渡金屬離子最常見。(2)配體：配體可以是陰離子，如X－(鹵素離子)、OH－、SCN－、CN－等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。(3)配位原子：指配體中直接同中心離子配合的原子，如NH3中的N原子、H2O分子中的O原子。(4)配位數：直接同中心離子(或原子)配位的原子的數目叫中心離子(或原子)的配位數，如[Cu(NH3)4]2＋的配位數為4。4．配合物形成時性質的改變(1)顏色的改變，如Fe(SCN)3的形成；(2)溶解度的改變，如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤電子對。答案：正確。(2)提供孤電子對的微粒只能是分子不能是離子。答案：錯誤，提供孤電子對的微?？梢允欠肿右部梢允请x子。(3)配合物[Cu(NH3)4]SO4中NH3是配體，配位數是4。答案：正確。(4)配合物[CO(NH3)5Cl]Cl2中Cl－均可與AgNO3反應生成AgCl沉淀。答案：錯誤，配合物[CO(NH3)5Cl]Cl2中作為配體的Cl－不可與AgNO3反應生成AgCl沉淀。2．(1)向硫酸銅溶液中逐滴加入氨水至過量，現(xiàn)象是；有關的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)硫酸根離子的空間結構為形。答案：(1)先產生藍色沉淀，后沉淀消失成為深藍色透明溶液Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)、Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－(2)正四面體解析：(1)氨水呈堿性，向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物氫氧化銅，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍色的透明溶液；Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)、Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－；(2)SOeq\o\al(2－,4)的價層電子對數＝4＋eq\f(1,2)×(6－4×2＋2)＝4，沒有孤電子對，空間結構為正四面體形。任務二超分子人們可以模擬生物系統(tǒng)，在分子水平上進行分子設計，有序組裝甚至復制出一些新型的分子材料，如具有分子識別能力的高效專業(yè)的新型催化劑、分子器件(分子導線、分子開關等)、生物傳感器及功能材料等。下圖是科學家合成出來的一種“分子鉗”(分子1)，它可以與其他分子形成超分子，從而實現(xiàn)分子識別和操作。問題1：什么是超分子？超分子和高分子有什么區(qū)別？問題2：超分子內部分子之間是否通過共價鍵相結合？可能存在哪些粒子間相互作用？提示：問題1：超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用而形成的分子聚集體；高分子是由眾多原子(或原子團)主要以共價鍵相結合而形成的相對分子質量在10000以上的化合物，大多是有機高分子。問題2：超分子內部分子之間通過非共價鍵相結合，包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。一、超分子1．定義：由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體稱為超分子。超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。2．特性(1)分子間相互作用：通過非共價鍵結合，包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。(2)分子聚集體大?。悍肿泳奂w有的是有限的，有的是無限伸展的。3．特征：分子識別和自組裝。二、應用實例—分子識別1．分離C60和C70分離過程：將C60和C70的混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中，得到超分子“杯酚”C60和C70；加入甲苯溶劑，甲苯將C70溶解，經過濾后分離出C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而將不溶解的C60釋放出來并沉淀。從而將C60和C70分離開來。圖示如下：2．冠醚識別堿金屬離子冠醚分子中有大小不同的空穴適配不同大小的堿金屬離子，而形成冠醚-堿金屬離子超分子。如18-冠-6識別K＋。冠醚是皇冠狀的分子，可有不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子。1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)分子形成超分子的作用力可能是分子間作用力。答案：正確。(2)超分子具有分子識別的特性。答案：正確。(3)超分子都是無限伸展的。答案：錯誤，超分子這種分子聚集體有的是無限伸展的，有的是有限的。(4)冠醚是一種超分子，可以識別堿金屬離子。答案：正確。2．超分子化學在識別、催化、傳輸等功能方面迅速滲透到各學科領域。一種由Mo、C60、P-甲酸丁酯吡啶和CO形成的超分子結構如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中超分子中存在的化學鍵類型有(填字母)。a．離子鍵b．配位鍵c．氫鍵d．分子間作用力(2)P-甲酸丁酯吡啶分子()中四種元素的電負性由大到小的順序為(填元素符號)。答案：(1)b(2)O＞N＞C＞H解析：(1)根據信息Mo以配位鍵形成超分子，故該超分子含有配位鍵，無離子鍵，氫鍵與分子間作用力不屬于化學鍵，答案選b；(2)P-甲酸丁酯吡啶分子中含有C、N、O、H四種元素，電負性由大到小的順序為O＞N＞C＞H。1．向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍色的透明溶液。下列對此現(xiàn)象的說法正確的是()A．沉淀溶解后，生成深藍色的配離子[Cu(NH3)4]2＋B．[Cu(H2O)4]2＋比[Cu(NH3)4]2＋中的配位鍵穩(wěn)定C．用硝酸銅溶液代替硫酸銅溶液進行實驗，不能觀察到同樣的現(xiàn)象D．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋給出孤電子對，NH3提供空軌道答案：A解析：從實驗現(xiàn)象分析可知，Cu2＋與NH3·H2O反應生成Cu(OH)2沉淀。繼續(xù)添加氨水，由于Cu2＋更易與NH3結合，生成更穩(wěn)定的[Cu(NH3)4]2＋。上述現(xiàn)象是Cu2＋的性質，與SOeq\o\al(2－,4)無關，故換用Cu(NO3)2溶液仍可觀察到同樣的現(xiàn)象，C項錯誤；在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供空軌道，NH3給出孤電子對，屬于配體，D項錯誤。2.配合物Na3eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CN))\s\do7(6)))可用于離子檢驗，下列說法不正確的是()A．此配合物中存在離子鍵、配位鍵、極性鍵B．配離子為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CN))\s\do7(6)))eq\s\up12(3－)，中心離子為Fe3＋，配位原子為NC．1mol配合物中含有12molσ鍵D．該配合物為離子化合物，易電離，1mol配合物電離得到陰、陽離子共4mol答案：B解析：A.Na＋與eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CN))\s\do7(6)))eq\s\up12(3－)之間存在離子鍵，CN－與Fe3＋之間存在配位鍵，CN－中碳原子與氮原子之間存在極性鍵，A項正確；B.配合物Na3[Fe(CN)6]中，配離子為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CN))\s\do7(6)))eq\s\up12(3－)，中心離子為Fe3＋，配位原子為C，B項錯誤；C.CN－中碳原子與氮原子之間存在1個σ鍵，CN－與Fe3＋之間的配位鍵屬于σ鍵，則1mol配合物Na3[Fe(CN)6]中σ鍵為(6＋6)mol＝12mol，C項正確；D.該配合物為離子化合物，易電離，其電離方程式為Na3[Fe(CN)6]=3Na＋＋eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Fe\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CN))\s\do7(6)))eq\s\up12(3－)，1mol該配合物電離得到陰、陽離子共4mol，D項正確；故選B。3．利用超分子可分離C60和C70。將C60、C70的混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中進行分離的流程如圖。下列說法錯誤的是()A．原子半徑：C＞OB．杯酚分子中存在大π鍵C．杯酚與C60形成氫鍵D．C60與杯酚晶體類型相同答案：C解析：A項，電子層數越多半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大，半徑越小，原子半徑：C＞O，正確；B項，杯酚分子中含有苯環(huán)結構，具有大π鍵，正確；C項，氫鍵是H與N、O、F等電負性大的元素以共價鍵結合的一種特殊分子間或分子內相互作用力，所以杯酚與C60形成的不是氫鍵，錯誤；D項，C60與杯酚均為分子晶體，二者晶體類型相同，正確。4.1985年，Rousssin研究發(fā)現(xiàn)了第一個金屬原子簇類配位化合物，其結構如圖所示，金屬原子簇類化合物與金屬原子表面性質相似，具有良好的催化活性等功能。請回答下列問題：(1)硫可以形成SOCl2化合物，則該化合物的空間結構為。(2)除了氮的氧化物之外，氮還可以形成NOeq\o\al(＋,2)。請寫出氮原子的雜化方式：。(3)上述原子簇類配合物，中心原子鐵的配位原子是。(4)配合物Fe(CO)5的熔點為－20℃，沸點為103℃?？捎糜谥苽浼冭F。Fe(CO)5的結構如圖所示。下列關于Fe(CO)5的說法正確的是(填字母)。A．Fe(CO)5是非極性分子，CO是極性分子B．Fe(CO)5中Fe原子以sp3雜化方式與CO成鍵C．1molFe(CO)5含有10mol配位鍵D．Fe(CO)5=Fe＋5CO反應中沒有新化學鍵生成答案：(1)三角錐形(2)sp(3)S、N(4)AC解析：(2)根據VSEPR模型，N原子的價層電子對數為2＋eq\f(1,2)×(5－1－2×2)＝2，則N原子為sp雜化。(3)直接與中心原子成鍵的為配位原子，所以中心原子鐵的配位原子是N、S。(4)A項，F(xiàn)e(CO)5結構對稱，是非極性分子，CO結構不對稱，是極性分子，正確；B項，鐵的雜化軌道數為5，F(xiàn)e(CO)5中Fe原子不是以sp3雜化方式與CO成鍵，錯誤；C項，碳與氧、鐵與碳之間均形成配位鍵，1molFe(CO)5含有10mol配位鍵，正確；D項，反應生成金屬鍵，錯誤。課時測評22配合物與超分子(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)題點一配合物的概念、組成及形成條件1．下列物質中含有配位鍵的是()A．KAl(SO4)2 B．Cu(NH3)4SO4C．KHSO4 D．CaOCl2答案：B解析：配位鍵，又稱配位共價鍵，是一種特殊的共價鍵。配位鍵的形成需要兩個條件：一是中心原子或離子，它必須有能接受電子對的空軌道；二是配位體，組成配位體的原子必須能提供孤電子對：Cu(NH3)4SO4中，Cu2＋提供空軌道，NH3中N提供孤電子對，形成N→Cu配位鍵；故選B項。2．下列用物質結構知識解釋原因不合理的是()A．的沸點高于，是因為其范德華力更大B．H2O的熱穩(wěn)定性大于H2S，是因為O—H鍵能比S—H大C．NaCl熔點大于KCl，是因為離子鍵NaCl比KCl大D．Zn(OH)2溶于氨水，是因為Zn2＋能和NH3形成穩(wěn)定的eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Zn\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH3))\s\do7(4)))eq\s\up12(2＋)答案：A解析：A.鄰羥基苯甲醛的醛基氧原子易與羥基氫原子之間形成分子內氫鍵，而對羥基苯甲醛分子之間醛基氧原子與羥基氫原子之間形成的是分子間氫鍵，分子間氫鍵的存在會使該物質的熔、沸點偏高，選項描述錯誤，符合題意；B.O—H鍵鍵能大于S—H鍵鍵能，同物質的量的H2O斷鍵所需能量就要高于H2S斷鍵所需能量，故H2O熱穩(wěn)定性更高，選項描述正確，不符合題意；C.結構相同或相似的離子晶體，離子所帶電荷相同的情況下，離子半徑越小，離子鍵作用力越強，選項描述正確，不符合題意；D.過渡金屬元素中有不少種元素的陽離子可以與NH3形成配離子，Zn元素也有這種化學性質，選項描述正確，不符合題意；綜上，本題選A。題點二配合物的結構與性質3．關于化學式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列說法中正確的是()A．配體是Cl－和H2O，配位數是9B．中心離子是Ti4＋，配離子是[TiCl(H2O)5]2＋C．內界和外界中Cl－的數目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀答案：C解析：A項，配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配體是Cl－和H2O，配位數是6，錯誤；B項，配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配離子是[TiCl(H2O)5]2＋，中心離子是Ti3＋，錯誤；C項，配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，內界配離子Cl－為1個，外界離子Cl－為2個，內界和外界中Cl－的數目比是1∶2，正確；D項，加入足量AgNO3溶液，外界離子Cl－與Ag＋反應，內界配離子不與Ag＋反應，錯誤。4．Fe在自然界中分布廣泛，F(xiàn)e3＋可與H2O、F－、SCN－等配體形成配位數為6的配離子。下列說法錯誤的是()A．Fe3＋與H2O形成配離子時O提供孤電子對B．Fe3＋的核外有23種運動狀態(tài)不同的電子C．Fe3＋與SCN－形成的配離子為[Fe(SCN)6]3＋D．Fe3＋與SCN－形成的配離子穩(wěn)定性強于與H2O形成的配離子答案：C解析：A.Fe3＋與H2O形成配離子時，F(xiàn)e3＋提供空軌道，O提供孤電子對，A項正確；B.由于每個電子的運動狀態(tài)均不相同且Fe為26號元素，則Fe3＋的核外有23種運動狀態(tài)不同的電子，B項正確；C.Fe3＋與SCN－形成的配離子為[Fe(SCN)6]3－，C項錯誤；D.含F(xiàn)e3＋的溶液中加入SCN－，溶液會變?yōu)榧t色，說明Fe3＋與SCN－形成的配離子穩(wěn)定性強于與H2O形成的配離子，D項正確；答案選C。5．鈷的金屬配合物在電子元器件、超分子配合物等方面具有應用價值。Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，P：[Co(NH3)5Br]SO4，Q：[Co(SO4)(NH3)5]Br，向P、Q的溶液中分別加入BaCl2溶液后，下列有關說法錯誤的是()A．Q溶液中會產生白色沉淀B．P溶液中會產生白色沉淀C．Q中SOeq\o\al(2－,4)是配體D．P、Q的配位數均是6答案：A解析：A項，由P、Q的化學式知：P的外界是SOeq\o\al(2－,4)，Q的外界是Br－，在溶液中前者能電離出SOeq\o\al(2－,4)而后者不能，故加入BaCl2溶液后Q溶液中不能產生白色沉淀，錯誤；B項，根據A選項分析P溶液能電離出SOeq\o\al(2－,4)，故加入BaCl2溶液會產生白色沉淀，正確；C項，Q：[Co(SO4)(NH3)5]Br，外界是Br－，SOeq\o\al(2－,4)是配體，正確；D項，根據P：[Co(NH3)5Br]SO4，Q：[Co(SO4)(NH3)5]Br結構分析，前者配位數是5＋1＝6，后者配位數是1＋5＝6，正確。題點三超分子6．下列關于超分子和配合物的敘述正確的是()A．含配位鍵的化合物一定是配位化合物B．利用超分子的分子識別特征，可以分離C60和C70C．在[Cu(H2O)4]2＋中，Cu2＋給出孤電子對，H2O提供空軌道D．超分子是兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體，不包括離子答案：B解析：A項，通常把金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，含配位鍵的化合物例如氯化銨不是配位化合物，錯誤；B項，將C60和C70的混合物，加入一種空腔大小適合C60的“杯酚”中，“杯酚”像個碗似的，把C60裝起來，不能裝下C70，加入甲苯溶劑，甲苯將未裝入碗里的C70溶解了，過濾后分離C70，再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而將不溶解的C60釋放出來并沉淀，則利用超分子的分子識別特征，可以分離C60和C70，正確；C項，在[Cu(H2O)4]2＋中，Cu2＋提供空軌道，給出孤電子對的是H2O，錯誤；D項，超分子是兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。超分子定義中的分子是廣義的，包括離子，錯誤。7．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．在上述結構示意圖中，所有氧原子都采用sp2雜化B．在上述結構示意圖中，存在配位鍵、共價鍵，不存在離子鍵C．膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵D．膽礬中的兩種結晶水在不同的溫度下會分步失去答案：D解析：A.H2O中O原子形成2個σ鍵，有2個孤電子對，為sp3雜化，硫酸根離子中羥基氧是sp3雜化，非羥基氧不是中心原子，不參與雜化，故A錯誤；B.在題述結構示意圖中，存在O→Cu配位鍵，H—O、S—O共價鍵和配離子與硫酸根離子之間形成的離子鍵，故B錯誤；C.膽礬是五水硫酸銅，膽礬是由水合銅離子及硫酸根離子構成的，屬于離子晶體，故C錯誤；D.由于膽礬晶體中有兩類結晶水，一類是形成配體的水分子，一類是形成氫鍵的水分子，結合方式不同，因此受熱時也會因溫度不同而得到不同的產物，故D正確。答案選D。8．某實驗小組為探究Fe3＋配合物的性質，進行如下實驗：已知：溶液中，[Fe(H2O)6]3＋為淺紫色，[Fe(SCN)6]3－為紅色，[FeF6]3－為無色。下列說法正確的是()A．SCN－與Fe3＋形成配位鍵時，F(xiàn)e3＋提供孤電子對B．[Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))eq\s\do7(6)]3＋和[FeF6]3－中共價鍵數目之比為2∶1C．Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NO3))eq\s\do7(3)·9H2O溶于水后溶液呈黃色而不是淺紫色，是因為Fe3＋轉化成了Fe(OH)3沉淀D．上述實驗說明SCN－與Fe3＋配位鍵強度弱于F－與Fe3＋配位鍵強度答案：D解析：A.SCN－與Fe3＋形成配位鍵時，F(xiàn)e3＋提供空軌道，A錯誤；B.[Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))eq\s\do7(6)]3＋中含6個配位鍵和12個O—H鍵，共價鍵數目為18，[FeF6]3－中含6個配位鍵，共價鍵數目為6，比值為3∶1，B錯誤；C.Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NO3))eq\s\do7(3)·9H2O溶于水電離出Fe3＋，F(xiàn)e3＋與水分子形成[Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))eq\s\do7(6)]3＋，[Fe(H2O)6]3＋呈淺紫色，與Fe3＋水解生成的紅褐色的Fe(OH)3共同作用使溶液呈黃色，C錯誤；D.由題干信息可知溶液Ⅱ中含[Fe(SCN)6]3－，加NaF溶液后，[Fe(SCN)6]3－轉化為[FeF6]3－，說明SCN－與Fe3＋配位鍵強度弱于F－與Fe3＋配位鍵強度，D正確；答案選D。9．在堿性溶液中，Cu2＋可以與縮二脲形成紫色配離子，其結構如圖所示。下列說法錯誤的是()A．該配離子中非金屬元素的電負性大小順序為O>N>C>HB．該配離子中銅離子的配位數是4，配位原子是N和OC．基態(tài)Cu原子的價層電子排布式是3d104s1D．該配離子與水分子形成氫鍵的原子只有N和O答案：D解析：A.根據同周期主族元素的電負性由左到右逐漸增大，同主族元素的電負性由上到下逐漸減小，所以該配離子中的非金屬元素的電負性大小順序為O>N>C>H，A項正確；B.根據配離子的結構可知，銅離子形成4個配位鍵，配位原子為N和O，B項正確；C.根據銅離子的電子排布式可知，基態(tài)銅原子的價層電子排布式為3d104s1，C項正確；D.N原子和O原子可與水分子中的H原子形成氫鍵，水分子中的O原子也可與配離子中的H原子形成氫鍵，D項錯誤；答案選D。10．向盛有硫酸銅藍色溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍色溶液，再加無水乙醇得到深藍色晶體。下列說法正確的是()A．深藍色溶液中含有的主要有色離子為[Cu(H2O)4]2＋B．加乙醇的目的是降低生成的配合物的溶解度C．NH3與Cu2＋間的配位鍵比H2O與Cu2＋間的配位鍵弱D．1mol[Cu(H2O)4]2＋中含有σ鍵的數目為8mol答案：B解析：由題意可知，硫酸銅藍色溶液中存在[Cu(H2O)4]2＋，向溶液中加入氨水時，藍色的[Cu(H2O)4]2＋與氨水反應生成氫氧化銅藍色沉淀，繼續(xù)加入氨水，氫氧化銅藍色沉淀與氨水反應生成深藍色的[Cu(NH3)4]2＋，加入無水乙醇降低硫酸四氨合銅的溶解度，使溶液中硫酸四氨合銅析出得到深藍色晶體。A項，由分析可知，深藍色溶液中含有的主要有色離子為[Cu(NH3)4]2＋，錯誤；B項，由分析可知，加入無水乙醇能降低硫酸四氨合銅的溶解度，使溶液中硫酸四氨合銅析出得到深藍色晶體，正確；C項，由分析可知，實驗時藍色的四水合銅離子轉化為深藍色的[Cu(NH3)4]2＋，說明氨分子與銅離子形成的配位鍵強于水分子與銅離子形成的配位鍵，錯誤；D項，[Cu(H2O)4]2＋中銅離子與4個水分子形成的配位鍵屬于σ鍵，每個水分子中含有2個σ鍵，則1mol離子中含有的σ鍵的數目為1mol×(4＋2×4)×NA＝12NA，錯誤。11.銅單質及其化合物在很多領域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)基態(tài)Cu原子的價層電子排布式為；在周期表中，Cu元素屬于區(qū)。(2)[Cu(NH3)4]2＋具有對稱的空間結構，[Cu(NH3)4]2＋中的兩個NH3被兩個Cl—取代，能得到兩種不同結構的產物，則[Cu(NH3)4]2＋的空間結構為，其結構可用示意圖表示為________________________________________________________________________。答案：(1)3d104s1ds(2)平面正方形解析：(1)銅元素的原子序數為29，位于元素周期表第四周期ⅠB族，價層電子排布式為3d104s1，處于元素周期表ds區(qū)；(2)若四氨合銅離子為平面正方形結構，有兩種不同取代物，正四面體結構有一種取代物，由四氨合銅離子中的兩個氨分子被兩個氯離子取代能得到兩種不同結構的產物可知，四氨合銅離子為平面正方形，結構示意圖為。12．(1)配位化學創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn)，取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1mol，分別溶于水，加入足量硝酸銀溶液，立即產生氯化銀，沉淀的物質的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。①請根據實驗事實用配合物的形式寫出它們的化學式。CoCl3·6NH3，CoCl3·4NH3(綠色和紫色)。②上述配合物中