- 配合物理论
- 共154题
A．美国《科学》杂志评出的2009年十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的突破．石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性．制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等．石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如右：
（1）下列有关石墨烯说法正确的是______．
A．石墨烯的结构与金刚石相似
B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C．12g石墨烯含σ键数为NA
D．从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用
（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合．
①钴原子在基态时，核外电子排布式为：______．
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是______．
③右图是金与铜形成的金属互化物合金，它的化学式可表示为：______．
④含碳源中属于非极性分子的是______（a．甲烷 b．乙炔 c．苯 d．乙醇）
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有：______；酞菁铜分子中心离子的配位数为：______．
B．硫酸钾是重要的化工产品，生产方法很多，如曼海姆法、石膏两步转化法等．
（1）本实验中，采用抽滤方法，图中A、B两仪器名称分别为：______、______．
（2）在一部转化反应器中发生的反应为：CaSO4•2H2O+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+CaCO3+CO2↑+3H2O，该步反应温度必须低于35℃，其主要目的是____________．
（3）在两步转化反应器中发生反应的化学方程式为____________．
（4）两步转化反应器中用乙二醇代替水作溶剂，其目的是____________．
（5）磷石膏主要成分为二水硫酸钙（CaSO4•2H2O），还含有未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁铝氧化物等，欲检验母液中含Fe3+，可用亚铁氰化钾溶液检验，该检验反应的离子方程式为：______．
（6）该法优点除K2SO4产率高外，再列举一个优点____________．
正确答案
（1）A、石墨烯是平面结构，金刚石空间网状结构，故A错误；
B．碳碳双键上所有原子都处于同一平面，所以导致石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面，故B正确；
C．石墨烯中一个碳原子具有1.5个σ键，所以12g石墨烯含σ键数为1.5NA，故C错误；
D．石墨结构中，石墨层与层之间存在分子间作用力，所以从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力，故D正确；
故选BD；
（2）①钴是27号元素，钴原子核外有27个电子，根据构造原理书写基态原子的核外电子排布式，注意向排4s电子再排3d电子，所以基态钴原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2，
故答案为：[Ar]3d74s2；
②分子晶体中，物质的熔沸点随着相对分子质量的增大而增大，但乙醇分子间能形成氢键导致乙醇的熔沸点大于氯乙烷的熔沸点，
故答案为：乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键；
③每个晶胞中含有的铜原子数=6×
④a．甲烷是正四面体结构，属于对称结构，所以是非极性分子；
b．乙炔是直线型结构，属于对称结构，所以是非极性分子；
c．苯是平面结构，属于对称结构，所以是非极性分子；
d．乙醇不是对称结构，所以是极性分子；
故选a、b、c；
⑤酞菁分子中部分氮原子含有2个σ键一个孤对电子，所以采取sp2杂化，部分氮原子含有3个σ键一个孤对电子，所以采取sp3杂化；
该分子中能提供孤对电子的氮原子才是配原子，所以酞菁铜分子中心原子的配位数为：2；
故答案为：sp3和sp2；2；
B．（1）A、B两仪器名称分别为：布氏漏斗和安全瓶，故答案为：布氏漏斗；安全瓶；
（2）碳酸氢铵易分解，为防止碳酸氢铵分解，所以反应温度必须低于35℃，故答案为：防止NH4HCO3分解；
（3）氯化钾和硫酸铵反应生成硫酸钾和氯化铵，反应方程式为：（NH4）2SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl，
故答案为：（NH4）2SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl；
（4）硫酸钾易溶于水而不易溶于乙二醇，所以加入乙二醇是为了降低K2SO4溶解度，有利于K2SO4析出，提高产率，
故答案为：降低K2SO4溶解度，有利于K2SO4析出，提高产率；
（5）铁离子和铁氰化钾反应生成KFe[Fe（CN）6]沉淀，其反应方程式为：Fe3++K++[Fe（CN）6]4-=KFe[Fe（CN）6]↓，故答案为：Fe3++K++[Fe（CN）6]4-=KFe[Fe（CN）6]↓；
（6）该法优点除K2SO4产率高外，还有原料得到充分利用，同时得到副产品化肥等，故答案为：原料得到充分利用，同时得到副产品化肥等．
（三选一）【化学一选修物质结构与性质】
钴(Co)是一种重要的战略金属，钴及其合金广泛应用于电机、机械、化工、航空和航天等领域。钴在化合物中通常以+2、 +3价的形式存在。
(1)写出基态钴原子的价电子排布式：________________。
(2)Co的一种氧化物的晶胞如图所示，则该氧化物的化学式为_________；在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有_________个
(3)Co2+、Co3+都能与CN-形成配位数为 6的配离子。CN-中碳原子的杂化方式为_______；1mol HCN分子中σ键的数目为____。
(4)用KCN处理含Co2+的盐溶液，有红色的Co(CN)2析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co(CN)6]4-，该配离子是一种相当强的还原剂，在加热时能与水反应生成 [Co(CN)6]3-，写出该反应的离子方程式：_________________。
正确答案
(1)3d74s2
(2)CoO；12
(3)sp2；NA (4)2[Co(CN)6]4-+2H2O
(1)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3+的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种 配合物进行如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀；在第二种配合物溶液中加入BaCl2溶液时，则无明显现象，则第一种配合物的结构式为____________，第二种配合物的结构式为
___________，如果在第二种配合物溶液中滴加AgNO3溶液时，产生_____________现象。
(2)1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如图，其中配位键和氢键均采用虚线表示。
①写出基态Cu原子的核外电子排布式____________。
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来）________________
(3)很多不饱和有机物在Ni催化下可以与H2发生加成反应，如①CH2=CH2 ②CHCH 
正确答案
(1)[Co(NH3)5Br]SO4；[Co(SO4)(NH3)5]Br；淡黄色沉淀
(2)①1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
②
(3)①③④；平面三角
（选做题）铝是地壳中含量最高的金属元素，在所有的元素中位居第三位。
(1) Al元素的原子核外共有_______种同能级的电子。
(2) Mg、Al、Si三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为____________
(3) AlCl3·NH3和AlCl4–中均含有配位键，在AlCl3·NH3中，配体是________，提供弧电子对的原子是_________；AlCl4– 中Al原子采用________杂化。
(4)铝晶体的晶胞结构如图所示。一个晶胞中铝原子的数目是_________，晶体中一个铝原子周围与之距离最近且相等的铝原子数目是_______________
正确答案
(1)5
(2)Al
(3)NH3；N；sp3
(4)4；12
已知CuCl2溶液与乙二胺H2N－CH2CH2－NH2[常用（en）表示]作用，可形成配离子（如图所示）：
请回答下列问题︰
（1）指出H、O、N三种元素的电负性的大小顺序_______________________。
（2）乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是__________________，乙二胺沸点高于Cl－CH2CH2－Cl的主要原因是___________________________。
（3）上述配离子中含有的化学键类型有：__________________。(填写代码，多选) ；
a配位键 b极性键 c非极性键 d离子键
（4）该配合物[Cu(en)2]Cl2的系统命名为_______；其中铜离子的配位数是___________。
正确答案
(1)O>N>H
(2) sp3；前者存在分子间氢键
(3) a，b，c
(4) 氯化二乙二胺合铜（Ⅱ）；4
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