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第29讲　分子的性质　配合物与超分子
(说明:选择题每小题3分)
层次1基础性
1.(2025·山东日照开学联考)下列分子属于非极性分子的是(　　)
A.BeCl2 B.HClO
C.HCN D.COCl2
2.(2025·北京西城区统考)下表列出25 ℃时不同羧酸的pKa(即-lgKa)。根据表中的数据推测,结论正确的是(　　)
羧酸 CH3COOH CH2FCOOH CH2ClCOOH CH2BrCOOH
pKa 4.76 2.59 2.87 2.90
A.酸性强弱:CH2ICOOH>CH2BrCOOH
B.对键合电子的吸引能力强弱:FC.25 ℃时的pKa大小:CHF2COOHD.25 ℃时0.1 mol·L-1溶液的碱性强弱:CH3COONa3.丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子,它存在手性异构体,如图所示:
下列关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是(　　)
A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2个手性碳原子
B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,具有相同的分子极性
C.Ⅰ和Ⅱ分子都是只含有极性键,不含非极性键
D.Ⅰ和Ⅱ的化学键相同,分子的性质也相同
4.(2025·广东深圳期初调研)将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。
关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法不正确的是(　　)
A.由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,有π键的断裂与形成
B.由葡萄糖到葡萄糖酸内酯的转化中,葡萄糖被还原
C.葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键
D.由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,存在C、O原子杂化方式的改变,有手性碳原子形成
层次2综合性
5.(2024·湖南永州三模)通过给电子主体Y和吸电子客体Z作用,可制备一种延迟荧光材料的通用超分子主客体共晶,制备路线如下。下列说法错误的是(　　)
A.X与足量H2加成所得产物中含有4个手性碳原子
B.Z中所含元素的第一电离能:F>N>C>H
C.Y与Z通过分子间相互作用和尺寸匹配形成超分子
D.该超分子材料发射荧光的原理与原子核外电子跃迁有关
6.(2024·北京顺义区统考)为研究配合物的形成及性质,研究小组进行如下实验。下列说法不正确的是(　　)
序号 实验步骤 实验现象或结论
① 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀,后溶解,得到深蓝色的溶液
② 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体
③ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为 [Cu(NH3)4]SO4·H2O
④ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液,再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成
⑤ 向实验①溶液中插入光亮铁丝 一段时间后铁丝表面有金属光泽的红色固体析出
A.加入乙醇有晶体析出是因为离子晶体在极性较弱的乙醇中溶解度小
B.该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力小于Cu2+与OH-的结合能力
C.向④中深蓝色溶液中加入BaCl2溶液,会产生白色沉淀
D.由实验⑤可知,铜离子与NH3形成配合物的过程是可逆反应
7.(2025·重庆涪陵区调研)NCl3和SiCl4均可发生水解反应,其中NCl3的水解机理示意图如下:
下列说法正确的是(　　)
A.NCl3和SiCl4均为极性分子
B.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化
C.NCl3和SiCl4的水解反应机理相同
D.NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键
8.矿物药M具有补血功效,其结构如图所示,X、Y、Z和W为原子序数依次增大的元素,原子序数之和为51,Y和Z同主族,四种元素中只有W为金属元素,W3+的价层d轨道电子排布为半充满结构。下列说法错误的是(　　)
M
A.简单氢化物的沸点及稳定性:Y>Z
B.该物质易被氧化,需密封保存
C.与W同周期且单电子数与W3+相同的元素只有1种
D.X2Y的键角大于Z的键角
9.(2024·广东中山七校联合体联考)前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。基态W原子中有7个运动状态不同的电子,基态X原子最高能级中自旋状态不同的电子数之比为1∶3,基态Y原子的价层电子排布式为ns2np4,基态Z原子次外层全充满,最外层电子数为1,下列说法错误的是(　　)
A.电负性:X>W>Y
B.Z的常见离子能与X的简单氢化物之间形成配位键
C.简单氢化物的稳定性:WD.X、Y形成的化合物一定为极性分子
层次3创新性
10.(10分)过渡元素铜的配合物在物质制备、尖端技术、医药科学、催化反应、材料化学等领域有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)科学家推测胆矾(CuSO4·5H2O)的结构示意图可简单表示如下:
用配合物的形式表示胆矾的化学式为　　　　　　　　;S的空间结构为　　　　　　,其中硫原子的轨道杂化方式为　　　　　　。
(2)Cu能与(SCN)2反应生成Cu(SCN)2。设NA为阿伏加德罗常数的值,1 mol (SCN)2中含有的π键数目为　　　　　　;(SCN)2对应的酸有两种,分别为硫氰酸(H—S—C≡N)和异硫氰酸(H—NCS),其中异硫氰酸的沸点较高,原因是　　　　　　　。
(3)向硫酸铜溶液中加入NaCl固体,溶液由蓝色变为黄绿色,则溶液中铜元素的主要存在形式是　　　　　　(写微粒符号);向上述溶液中继续滴加浓氨水,先有蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水后,沉淀溶解,溶液变为深蓝色。沉淀溶解的原因是　　　　　　　(用离子方程式表示)。
(4)Cu单独与氨水、过氧化氢都不反应,但能与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
第29讲　分子的性质　配合物与超分子
1.A
2.C　解析:根据电负性:F>Cl>Br>I,CH2FCOOH、CH2ClCOOH、CH2BrCOOH的酸性逐渐减弱,则酸性CH2ICOOHCl>Br,对键合电子的吸引能力强弱:F>Cl>Br,B错误;F是吸电子基团,F原子个数越多,吸电子能力越强,使得羧基中O—H键极性增强,更易电离,酸性增强,则25 ℃时的pKa大小:CHF2COOH3.B　解析:Ⅰ和Ⅱ分子中连有—COOH的碳原子是手性碳原子,都只含1个手性碳原子,A错误;由图可知,Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称关系,互为手性异构体,二者都是极性分子,B正确;Ⅰ和Ⅱ分子中都含有极性键和非极性键(C—C),C错误;Ⅰ和Ⅱ互为手性异构体,含有的化学键相同,但具有不同的性质,D错误。
4.B　解析:由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,Ⅰ的碳碳双键先与水加成得到,上的羟基催化氧化得到Ⅱ,有π键的断裂与形成,A正确;葡萄糖为HOCH2(CHOH)4CHO,被氧化成葡萄糖酸的结构为HOCH2(CHOH)4COOH,葡萄糖酸中的羧基和羟基发生酯化反应生成葡萄糖酸内酯,由该过程可知,葡萄糖被氧化,B错误;葡萄糖分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键,使得葡萄糖易溶于水,C正确;化合物Ⅱ中羰基碳原子为sp2杂化,转化为Ⅲ中C—OH,C原子为sp3杂化,C原子杂化方式改变,且该C为手性碳原子,O的杂化方式由sp2转化为sp3,D正确。
5.B　解析:X与足量H2反应后,所得产物手性碳原子如图:,共4个,A正确;Z中含有的元素有H、C、N、F,第一电离能:F>N>H>C,B错误;超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,Y与Z通过分子间相互作用和尺寸匹配形成超分子,C正确;电子由激发态到基态会释放能量,该超分子材料发射荧光的原理与原子核外电子跃迁释放能量有关,D正确。
6.B　解析:乙醇极性小于水,[Cu(NH3)4]SO4·H2O在极性较弱的乙醇中溶解度小,A正确;硫酸铜溶液中,逐滴加入氨水,开始生成氢氧化铜沉淀,最后沉淀溶解,生成[Cu(NH3)4]SO4,说明该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力,B错误;实验④深蓝色溶液有[Cu(NH3)4]SO4,S是外界,可以电离出来,加入BaCl2溶液,会产生硫酸钡白色沉淀,C正确;由实验⑤可知,Cu2+与NH3形成配合物的过程是可逆反应,存在平衡[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3,插入光亮铁丝后,发生置换反应生成铜,D正确。
7.D　解析:NCl3中N的价层电子对数为3+(5-3×1)=4,含1个孤电子对,其VSEPR模型为四面体形,NCl3空间结构为三角锥形,为极性分子;SiCl4中Si原子的价层电子对数为4+(4-4×1)=4,不含孤电子对,则其VSEPR模型和分子空间结构都是正四面体形,为非极性分子,A错误。NCl3和NH3中中心原子N周围的价层电子对数均为3+(5-3×1)=4,含1个孤电子对,故二者N均为sp3杂化,B错误。由题干NCl3反应历程图可知,NCl3水解时首先H2O中的H原子与NCl3上的孤电子对结合,O与Cl结合形成HClO,而SiCl4上无孤电子对,故SiCl4的水解反应机理与之不相同,C错误。NHCl2和NH3分子中均存在N—H和孤电子对,故均能与H2O形成氢键,D正确。
8.D　解析:四种元素中只有W为金属元素,W3+的价层p轨道电子排布为半充满结构,则W为Fe;X可以形成一个单键,且可以形成氢键,则X为H;X、Y、Z和W为原子序数依次增大的元素,且原子序数之和为51,则Y、Z原子序数之和为51-26-1=24,Y和Z同主族,且Y可以形成氢键,则Y为O、Z为S。Y为O、Z为S,其简单氢化物H2O能形成分子间氢键,H2S不能形成分子间氢键,则沸点:H2O>H2S,且O的非金属性强于S,则简单氢化物的稳定性:H2O>H2S,A正确;由M的结构可知该物质为[Fe(H2O)6]SO4·H2O,M中Fe为+2价,易被氧化,需密封保存,B正确;Fe3+电子排布式为[Ar]3d5,含5个单电子,则与Fe同周期且单电子数与W3+相同的元素只有Mn,C正确;X2Y为H2O,Z为S,H2O和S中心原子均为sp3杂化,H2O中心O原子有2个孤电子对,S中心S原子无孤电子对,孤电子对数越多,孤电子对与成键电子对间的斥力越大,使得成键电子对间的键角越小,因此H2O的键角小于S的键角,D错误。
9.D　解析:根据题意可知,W的核外电子数为7,则W为N元素;X的核外电子排布为1s22s22p4,X为O元素;Y的价层电子排布式为3s23p4,为S元素;Z的核外电子数为2+8+18+1=29,为Cu元素。电负性:O>N>S,A正确;Cu2+与H2O之间可形成配位键,B正确;同周期从左到右,主族元素非金属性逐渐增强,气态氢化物稳定性增强,故简单氢化物的稳定性:W10.答案 (1)[Cu(H2O)4]SO4·H2O　正四面体形　sp3杂化
(2)4NA　异硫氰酸分子之间能形成氢键
(3)[CuCl4]2-　Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
(4)Cu+H2O2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
解析:(1)图中虚线代表氢键,从氢键处断裂,可得[Cu(H2O)4]2+、H2O、S,故用配合物的形式表示胆矾的化学式为[Cu(H2O)4]SO4·H2O。S的中心原子价层电子对数为4,不含孤电子对,则S原子采取sp3杂化,S的空间结构为正四面体形。
(2)(SCN)2的结构式为N≡C—S—S—C≡N,则1 mol (SCN)2中含有的π键数目为4NA。异硫氰酸易形成分子间氢键,其沸点较高。
(3)向硫酸铜溶液中加入NaCl固体,Cu2+与Cl-形成配离子[CuCl4]2-,溶液由蓝色变为黄绿色。继续滴加浓氨水,先有蓝色沉淀生成,该沉淀为Cu(OH)2,继续滴加浓氨水后,沉淀溶解,溶液变为深蓝色,生成配离子[Cu(NH3)4]2+,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
(4)Cu与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,生成配合物[Cu(NH3)4](OH)2,离子方程式为Cu+H2O2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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