《2025年教材帮高中化学选择性必修第二册鲁科版》

例16［新考法·模块融合｜热重曲线+配合物结构］(2025河南卷)自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量$M_r=870 + 32x$($x$为整数)。


下列说法正确的是

A.$x = 1$
B.第一电离能：$ C＜ N＜ O$
C.该化合物中不存在离子键
D.该化合物中配位数与配体个数相等

答案： A
解析▶A项：固体开始失去的为$ CH_3 OH$，根据热重曲线，失去$ CH_3 OH$后剩余物质的质量保留百分数为$96.5\%$，则根据该化合物的相对分子质量$M_r = 870 + 32x$($x$为整数)可得：$\frac{870}{870 + 32x}=96.5\%$，解得$x = 1(\surd)$。
B项：随原子序数递增，同周期主族元素第一电离能整体呈增大趋势，但由于N元素2p轨道为半充满的较稳定状态，故其第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，因此第一电离能：$ C＜ O＜ N(×)$。
C项：由该化合物的结构可知，化合物中存在$ NO_3^-$，即该化合物中存在离子键$(×)$。
D项：由该化合物的结构可知，该化合物中的配体有2个，与Fe配位的原子为4个N和2个O，即配位数为6，因此该化合物中配位数与配体个数不相等$(×)$。
答案▶A

例17(高考组合)(1)(山东卷)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种$ Cd^{2+}$配合物的结构如图所示，1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6mol，该螯合物中N的杂化方式有1种。
【链教材】来源于教材P83多齿配体、螯合物

(2)[新角度·根据信息推断配位原子］(2025山东卷)尿素分子($ H_2 NCONH_2$)与$ Fe^{3+}$形成配离子的硝酸盐$[ Fe( H_2 NCONH_2)_6]( NO_3)_3$俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。八面体配离子$[ Fe( H_2 NCONH_2)_6]^{3+}$中$ Fe^{3+}$的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与$ Fe^{3+}$配位的原子是O(填元素符号)。

答案：
(1)6 1
(2)O
解析▶
(1)该螯合物中$ Cd^{2+}$与杂环中的4个N原子及$ NO_3^-$中的2个O原子通过螯合作用形成配位键，故1 mol该配合物中通过螯合作用形成6 mol配位键。该螯合物中N原子均为$sp^2$杂化，即N只有1种杂化方式。
(2)八面体配离子$[ Fe( H_2 NCONH_2)_6]^{3+}$中$ Fe^{3+}$的配位数为6，则形成6个配位键，$ H_2 NCONH_2$中O和N上有孤对电子，能与$ Fe^{3+}$形成配位键，由碳氮键的键长均相等，知配位原子不能是N，故与$ Fe^{3+}$配位的原子是O。
答案▶
(1)6 1
(2)O