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第二节 分子的立体构型----配合物理论


第二节 分子的立体构型----配合物理论
一、选择题(每一小题只有一个正确选项) 1.有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是 ( A.两个碳原子采用 sp 杂化方式 D.两个碳原子形成两个 π 键 2.能说明 CH4 分子的 5 个原子不在同一平面而为正四面体结构的是( ④二氯甲烷没有同分异构体 A.①② B.①③ ) C.②③ ) )

张伟 201

2-4-20

C.这些离子中的氯原子都采取 sp 杂化 D.ClO3 是 NO3 的等电子体,其空间构型为平面三角形 12.已知磷酸分子的结构如右下图所示,分子中的三个氢原子(-OH 中的 H)都可以跟重水分子
- -

3

B.两个碳原子采用 sp 杂化方式

2

C.每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨道形成 π 键

(D2O)中的 D 原子发生氢交换。又知次磷酸(H3PO2)也可跟 D2O 进行氢交换,但次磷酸钠 (NaH2PO2)却不再能跟 D2O 发生氢交换。由此可推断出 H3PO2 的分子结构是( )

①两个键之间夹角为 109°28′ ②C—H 键为极性共价键 ③4 个 C—H 键的键能、 键长相同 D.①④ B.配位键实质也是一种共价键 D.配位键具有饱和性和方向性 D.CO2 和 SO2 13.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到 深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是(
2+ 2+ 2+

3.下列说法中,不正确的是( A.配位键也是一种静电作用

C.形成配位键的电子对由成键双方原子提供 ◎4.下列分子或离子之间互为等电子体的是 A.CCl4 和 PO43- B.NH3 和 NH4+



A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后 Cu 的浓度不变 C.N2O 和 CS2 B.在[Cu(NH3)4] 离子中,Cu 给出孤对电子,NH3 提供空轨道 C.向反应后的溶液加入乙醇,溶液没有发生变化 D.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]
2+

5.六氧化四磷的分子结构中只含有单键,且每个原子的最外层都满足 8 电子稳定结构,则该分 子中含有的共价键的数目是( A 10 A 光气(COCl2) 7.下列说法中正确的是( B 12 B 六氟化硫 ) ) C 24 ) D 六氟化硼 C 二氟化氙 D 28

14 下列过程与配合物的形成无关的是( A.除去 Fe 粉中的 SiO2 可用强碱溶液? ?C.向 Fe3+溶液中加入 KSCN 溶液?

)? B.向一定量的 AgNO3 溶液中加入氨水至沉淀消失 D.向一定量的 CuSO4 溶液中加入氨水至沉淀消失

6.下列分子中,所有原子满足 8 电子结构的是(

A.NO2、SO2、BF3、NCl3 分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了 8 电子稳定结构 B.P4 和 CH4 都是正四面体形分子且键角都为 109°28′ C.NH4 的电子式为


E.向 Cu 与 Cl2 反应的集气瓶中加入少量 H2O,呈绿色,再加水,呈蓝色 F.向 FeCl2 溶液中滴加氯水,溶液颜色变深 G.向 AlCl3 溶液中逐滴加入 NH3·H2O 溶液至过量,出现白色沉淀质,试回答下列问题: 15.碘元素有多种价态,可以形成多种含氧阴离子 IxOy 。由 2 个 IO6 ,正八面体共用一个面形
n2-

,离子呈平面正方形结构 )

D.NH3 分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强 8.已知 Zn2+的 4s 轨道和 4p 轨道可以形成 sp3 型杂化轨道,那么[ZnCl4]2-的空间构型为( A.直线形式上 A.AgCl


成的 IxOy 的化学式为 A、
4? I 2O9

n-


6? I 2O10


8?

B.平面正方形 ) C.AgOH )

C.正四面体形 D.Fe(OH)3
3+

D.正八面体形

B、
2+

C、 I 2 O11

D、 I 2 O12 )

10 ?

9.下列物质不能溶于浓氨水的是( B.Cu(OH)2

16、配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是 ( A、 以 Mg 为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用。 D.Ag 、H
+ + +

10.下列不能形成配位键的组合是( A.Ag 、NH3


B.BF3、NH3
- - - 3

C.Co 、CO


B、 Fe2+的卟啉配合物是输送 O2 的血红素。 ) C、 [Ag(NH3)2]+是化学镀银的有效成分。 D 向溶液中逐滴加入氨水,可除去硫酸锌溶液中的 Cu2+。

11.氯的含氧酸根离子有 ClO 、ClO2 、ClO 、ClO4 等,有关它们的下列说法正确的是( A.ClO 中氯元素显+1 价,具有很强还原性 B.这些离子结合 H 的能力,ClO4 最强


1

二、非选择题 17.写出[Ag(NH3)2]OH 的中心原子、配位原子和配位数并写出它电离的离子方程式。 中心原子(离子): ____________, 配位原子(分子): ____________, 配位数: ____________, 电离的离子方程式:_________ _______________。 18.氮及其化合物在生产、生活和科技等方面有重要的应用。请回答下列问题: (1)氮元素基态原子的价电子排布式为______________。 (2) 磷、氮、氧是周期表中相邻的三种元素,比较:(均填“大于”、“小于”或“等于”) ①氮原子的第一电离能________氧原子的第一电离能; ②N2 分子中氮氮键的键长________白磷(P4)分子中磷磷键的键长; (3)氮元素的氢化物(NH3)是一种易液化的气体,请阐述原因是:氨分子之间容易形成氢键, 使其沸点升高而容易液化_。 (4)配合物[Cu(NH3)4]Cl2 中含有 4 个配位键, 若用 2 个 N2H4 代替其中的 2 个 NH3, 得到的配 合物[Cu(NH3)2(N2H4)2]Cl2 中含有配位键的个数为___ _____。 19.第四周期过渡金属元素的特征是能形成多种多样的配合物。 (1)CO 可以和很多过渡金属形成配合物。CO 和 N2 的价电子总数相同,它们的分子中都存 在三个共价键,其中包含______个 σ 键,______个 π 键。 (2)下表为 CO 和 N2 的有关信息。 A—B AB AB 键的类型 CO 351 803 1 071 - 键能(kJ· mol 1) N2 159 418 946 根据表中数据,说明 CO 比 N2 活泼的原因是________________________。 (3)Fe 能与 CO 反应的原因与其电子层结构有关。基态 Fe 原子的电子排布式为________ _____ ___。 Fe(CO)5 常温下为黄色液体,熔点为 251 K,沸点为 376 K,易溶于非极性溶剂,据此可 判断 Fe(CO)5 晶体属于________(填晶体类型);Fe(CO)5 是配合物,配位体是________。 (4)一般地,第四周期过渡金属元素的第一电离能随原子序数的增大而增大,而 31Ga 的第一 电离能却明显低于 30Zn, 原因是________________________________________________ ________________________。 20.(1)在配合物 Fe(SCN)2+中,提供空轨道接受孤对电子的微粒是______________。 (2)根据 VSEPR 模型,H3O+的分子立体结构为______________,BCl3 的构型为_____________。 (3) Cu 能与 NH3、H2O、Cl 等形成配位数为 4 的配合物。 ①[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有______________________(填序号) 。 A.配位键 B.离子键 C.极性共价键 D.非极性共价键 ②[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型, [Cu(NH3)4]2+中的两个 NH3 被两个 Cl-取代,能得
2+ -

到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4] 的空间构型为__________________________。 (4)已知 Ti 可形成配位数为 6,颜色不同的两种配合物晶体,一种为紫色,另一为绿色。两 种晶体的组成皆为 TiCl3?6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验: a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液; b.分别往待测溶液中滴入 AgNO3 溶液,均产生白色沉淀; c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液得到的白 色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的 2/3。 绿色晶体配合物的化学式为________________, 由 Cl 所形成的化学键类型是___________。
21.1994 年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3 能吸收有害紫外线,保护
3+

2+

人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图 5,呈 V 型,键角 116.5℃。三个原子以一个 O 原子为中心,与另外两个 O 原子分别构成一个非极性共价键;中间 O 原子提供 2 个电子, 旁边两个 O 原子各提供 1 个电子,构成一个特殊的化学键——三个 O 原子均等地享有这 4 个电子。请回答: (1)臭氧与氧气的关系是____同素异形体_______。
(2)选出下列分子与O3 分子的结构最相似的的是 A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2 。

(3) 分子中某原子有 1 对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子, 那么O3分子有_________对孤对电子。 (4)O3分子是否为极性分子_______(是或否) 。 22. “笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为 N2O 与 CO2 分子具有相似 的结构(包括电子式);又已知 N2O 分子中氧原子只与一个氮原子相连,则 N2O 的电子式可表 示为 ,由此可知它 (填“含有”或“不含”)非极性键。

答题卡

姓名:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16

2

【解析】 物质发生化学反应时不一定要断裂全部的化学键,一般要先断裂 π 键。虽然 CO - 的总键能大于 N2 的总键能,但 CO 中第一个 π 键的键能(268 kJ· mol 1)比 N2 的第一个 π 键的键 -1 能(528 kJ· mol )小很多,所以 CO 比 N2 活泼。 【答案】 (1)1 2 (2)CO 中第一个 π 键的键能比 N2 的第一个 π 键的键能小很多,CO 的第一个 π 键容易断 (3)[Ar]3d64s2 分子晶体 CO (4)Zn 原子的价电子构型为 3d104s2,体系的能量较低,较难失去电子 15.元素 X 和 Y 属于同一主族。负二价的元素 X 和氢的化合物在通常状况下是一种液体, 其中 X 的质量分数为 88.9%;元素 X 和元素 Y 可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X 的 质量分数分别为 50%和 60%。 (1)确定 X、Y 两种元素在周期表中的位置。 ________________________________________________________________________。 (2)在元素 X 和元素 Y 两种元素形成的化合物中,写出 X 质量分数为 50%的化合物的化学 式________;该分子中中心原子以 sp2 杂化,是__________分子,分子构型________。 (3)写出 X 的质量分数为 60%的化合物的化学式__________; 该分子中中心原子以 sp2 杂化, 是________分子,分子构型________。 (4)由元素氢、X、Y 三种元素形成的化合物常见的有两种,其水溶液均呈酸性,试分别写 出其分子式________、________,并比较酸性强弱:________________。 M(X) 【解析】 根据氢化物化学式 H2X,知 ×100%=88.9%,M(X)=16。可推知,X M(X)+2 的相对原子质量为 16,则 Y 为 S,则其氧化物分别 SO2、SO3,根据杂化轨道理论易确定其分子 构型、极性。三种元素组成的化合物为 H2SO3、H2SO4,由无机含氧酸的判断知酸性:H2SO4> H2SO3。 【答案】 (1)X:第 2 周期、ⅥA 族;Y:第 3 周期、ⅥA 族 (2)SO2 极性 Ⅴ形 (3)SO3 非极性 平面三角形 (4)H2SO3 H2SO4 H2SO4>H2SO3 22.(10 分)已知 A、B、C、D、E 都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数 A<B<C<D<E。 其中 A、B、C 是同一周期的非金属元素。化合物 DC 为离子化合物,D 的二价阳离子与 C 的阴离 子具有相同的电子层结构。AC2 为非极性分子。B、C 的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢 化物的沸点高。E 的原子序数为 24,ECl3 能与 B、C 的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体 的物质的量之比为 2∶1,三个氯离子位于外界。请根据以上情况,回答下列问题: (答题时,A、 B、C、D、E 用所对应的元素符号表示)
3

(1)A、B、C 的第一电离能由小到大的顺序为_____________________________。 (2)B 的氢化物的分子空间构型是______________。其中心原子采取_____________杂化。 (3)写出化合物 AC2 的电子式________________;一种由 B、C 组成的化合物与 AC2 互为等电子 体,其化学式为____________________。 (4 ) E 的核外电子排布式是 ____________________________ , ECl3 形成的配合物的化学式为 _____________________________。 (5)B 的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与 D 的单质反应时,B 被还原到最低价,该反应的 化学方程式是________________ _____________。 22. A. (10 分) (1)C<O<N (1 分) (2)三角锥形(1 分) (3)
2 2 6 2

sp (1 分) N2O(1 分)
5 1

3

(1 分)
6 5 1

(4)1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[Ar] 3d 4s ) (1 分) [Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3 (2 分) (5)4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O (2 分) 23.(12 分)X、Y、Z、Q、E、F 六种元素中,X 原子核外的 M 层中只有两对成对电子,Y 原子核外 的 L 层电子数是 K 层的两倍,Z 是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q 的核电荷数是 X 与 Z 的核电荷数之和,E 在第二周期主族元素中电负性最大的元素。请回答下列问题: (1)XZ2 与 YZ2 分子的立体结构分别是_____________和_______________,相同条件下两者在水 中的溶解度较大的是__________(写分子式) ,理由是________________________ ____________________________________________________________________________; (2)Q 的元素符号是__________,它的核外电子排布式为___________________________,在形 成化合物时它的最高化合价为_______________; (3)用氢键表示式写出 E 的氢化物溶液中存在的所有氢键___________________________。 (4)F 的氢化物是一种碱性气体, F 还可与氢形成离子化合物 FH5,其电子式为__________。 23.(12 分)(1)V 形(1 分)直线形 (1 分)SO2 (1 分) 因为 CO2 是非极性分子,SO2 和 H2O 都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO2 在 H2O 中的溶解度较大。 (2 分) (2)Cr(1 分) ;1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (3)F-H?F
2 2 6 2 6 5 1

(1 分)+6 (1 分)

F-H?O O-H?F O-H?O (2 分)

(4) 25.(10 分) (1)Fe3+(1 分) (3)①A、C (2 分)

(2 分)

(2)三角锥形(1 分)、正三角形(1 分) ②平面正方型(1 分)

(4) [TiCl(H2O)5]Cl2?H2O (2 分) ; 离子键、配位键(或共价键) (2 分) 6.亚硝酸根 NO2-作为配体,有两种方式。其一是氮原子提供孤对电子与中心原子配位;另一是 氧原子提供孤对电子与中心原子配位 。前者称为硝基,后者称为亚硝酸根。 [Co(NH3)5NO2]Cl2 就有两种存在形式,试画出这两种形式的配离子的结构式。 3.下列分子的空间构型是正四面体形的是(B ) ①CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2 A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.①③⑤

4


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