高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第3节 离子键、配位键与金属键精练

离子键、配位键与金属键

(40分钟　70分)

一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)

1.(2020·菏泽高二检测)下列物质中存在离子键、共价键和配位键的是 (　　)

A.Na2O2　　B.H3O+　　C.NH4Cl　　D.NaOH

【解析】选C。Na2O2和NaOH中存在离子键和共价键;H3O+中存在共价键和配位键;在NH4Cl中,N内存在共价键、配位键,N和Cl-之间存在离子键。

2.(双选)已知短周期元素X的原子序数小于元素Y的原子序数,X、Y间形成的常见化合物可表示为Y2X、Y2X2,则对形成的化合物Y2X2的说法正确的是              (　　)

A.只存在离子键     B.只存在共价键

C.有离子键,也有共价键   D.与Y2X一样都有离子键

【解析】选C、D。短周期元素能形成Y2X、Y2X2的常见物质有H2O和H2O2或Na2O和Na2O2,由于X的原子序数小于Y的原子序数,可知Y2X2为Na2O2,其电子式表示为,既有离子键,又有共价键,Y2X为Na2O,有离子键。

3.(2021·烟台高二检测)下列分子或离子中,能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是              (　　)

①H2O　②NH3　③CO　④CN-

A.①②   B.①②③   C.①②③④   D.②③④

【解析】选C。根据电子式分析①H2O、②NH3、③CO、④CN-为这几种微粒都能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键,所以都能与某些金属离子形成配位键。

4.(双选)下列关于金属及金属键的说法正确的是 (　　)

A.金属键跟共价键不同,它不具有方向性和饱和性

B.金属键是金属阳离子与“自由电子”间的相互作用

C.金属导电是因为在外加电场作用下金属内部产生了“自由电子”

D.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光

【解析】选A、B。金属键是金属阳离子和“自由电子”之间的一种作用力,没有方向性和饱和性,A、B项正确;金属中的“自由电子”并不是在外加电场的作用下产生的,金属导电是因为在外加电场作用下“自由电子”发生了定向移动,C项不正确;金属具有光泽是因为“自由电子”能够吸收并放出可见光,D项不正确。

5.(2020·无锡高二检测)固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的电子层结构。其水溶液显碱性,则下列有关说法错误的是              (　　)

A.1 mol NH5中含有5NA个N—H键

B.NH5中既有共价键又有离子键,为离子化合物

C.NH5的电子式为

D.它与水反应的化学方程式为NH5+H2ONH3·H2O+H2↑

【解析】选A。若氢元素全显+1价,氮元素就为-5价,显然不成立。若氮元素为-3价(联想N),其中一个氢显-1价,其余四个氢为+1价,则NH5的电子式如C选项所示,所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的电子层结构,故固体A为离子化合物。根据其水溶液呈碱性,可写出D选项的化学方程式。

6.美职篮超级巨星勒布朗·詹姆斯赛前常抛撒“镁粉”,“镁粉”主要成分是碳酸镁。“镁粉”的功能是吸汗,保持手的干燥,增加手掌和握持物之间的摩擦力,以免打滑和脱手。下列说法不正确的是              (　　)

A.碳酸镁是离子化合物

B.碳酸镁高温分解生成的氧化镁是离子化合物

C.碳酸镁是只含离子键的离子化合物

D.氧化镁是只含离子键的离子化合物

【解析】选C。绝大多数的盐以及活泼金属的氧化物都是离子化合物,因此A、B项正确。碳酸镁中除含有离子键外,还含有碳和氧之间的共价键,故C项不正确。

7.(2020·运城高二检测)以下微粒中不含配位键的是 (　　)

①N　②CH4　③OH-　④NH3　⑤N2　

⑥Fe(SCN)3　⑦H3O+　⑧[Ag(NH3)2]OH

A.①②④⑦⑧    B.①④⑥⑦⑧

C.③④⑤⑥⑦    D.②③④

【解析】选D。①氨气分子中氮原子含有孤电子对,氢离子提供空轨道,可以形成配位键,N中含有配位键;②甲烷的电子式为,无空轨道,无孤电子对,CH4中不含配位键;③OH-的电子式为,无空轨道,OH-中不含配位键;④氨气分子中氮原子含有孤电子对,但没有形成配位键;⑤氢离子提供空轨道,N2H4中的氮原子提供孤电子对,能够形成配位键,故N2中含有配位键;⑥SCN-的电子式是,铁离子提供空轨道,硫原子提供孤电子对,Fe(SCN)3中含有配位键;⑦H3O+中氧原子提供孤电子对,H+提供空轨道,二者形成配位键,H3O+中含有配位键;⑧Ag+有空轨道,NH3中的氮原子有孤电子对,可以形成配位键,[Ag(NH3)2]OH中含有配位键。

8.(双选)(2021·潍坊高二检测)某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电。加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是              (　　)

A.配合物中中心原子的电荷数为4

B.该配合物可能是平面正方形结构

C.Cl-和NH3分子均与中心铂离子形成配位键

D.该配合物的配体只有NH3

【解析】选A、C。加入AgNO3不产生沉淀,用强碱处理没有NH3放出,说明不存在游离的氯离子和氨分子,所以该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2],则:配合物中中心原子的电荷数为4,配位数为6,故A正确;Pt与6个配体成键,该配合物应是八面体结构,不可能是平面正方形结构,故B错误;4个Cl-和2个NH3分子均与Pt4+配位,形成的配合物为[PtCl4(NH3)2],故C正确;该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2],则配体有Cl-和NH3,故D错误。

二、非选择题(本题包括2小题,共30分)

9.(15分)(1)在配合物[Fe(SCN)]2+中,提供空轨道接受孤电子对的微粒是________,画出配合物[Ag(NH3)2]+中的配位键:____________。 

(2)H3O+的空间构型为____________,BCl3的空间构型为____________。 

(3)按要求写出由第2周期元素为中心原子,通过sp3杂化形成中性分子的化学式(各写一种):正四面体形分子:________,三角锥形分子:________,V形分子:________。 

(4)(2019·全国卷Ⅲ)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为__________,其中Fe的配位数为____________。 

【解析】(1)高中化学中涉及的配位键和配合物非常有限,学习过程中要记住常见的配合物。(2)H3O+的中心原子以sp3方式杂化,但有一对孤电子对,故H3O+呈三角锥形。BCl3的中心原子以sp2方式杂化,没有孤电子对,故BCl3分子呈平面三角形。(4)两个FeCl3的配位键形成双聚分子。

答案:(1)Fe3+　[H3N→Ag←NH3]+　(2)三角锥形　平面三角形　(3)CH4(或CF4)　NH3(或NF3)　H2O　(4)　4

10.(15分)(2020·烟台高二检测)Cu2+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.极性共价键

C.非极性共价键    D.离子键

(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,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为__________。 

(3)某种含Cu2+的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应:HOCH2CHCH2 CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数,是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍,则这类碳原子的杂化方式为________________。 

【解析】[Cu(NH3)4]2+中铜离子与氨分子之间的化学键是配位键,氨分子内部的化学键是极性键。

[Cu(NH3)4]2+是平面正方形。HOCH2CHCH2中的C原子,有一个采取sp3杂化,两个采取sp2杂化。CH3CH2CHO中的C原子有两个采取sp3杂化,一个采取sp2杂化。

答案:(1)AB　(2)平面正方形　(3)sp2

(20分钟　30分)

一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)

11.萤石矿产品作为助熔剂被广泛应用于钢铁冶炼及铁合金生产、化铁工艺和有色金属冶炼,主要成分为CaF2。下列有关CaF2的表述不正确的是              (　　)

A.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用

B.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2

C.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电

D.Al在溶液中可稳定存在,CaF2可溶于含Al3+的溶液的原因是3CaF2+Al3+ 3Ca2++Al

【解析】选A。A项,Ca2+与F-间不仅存在静电吸引作用,还存在原子核之间、电子之间的静电排斥作用。B项,F-的离子半径小于Cl-,则CaF2中离子键强于CaCl2中离子键,故CaF2的熔点高于CaCl2。C项,CaF2是离子化合物,在受热熔化时能电离产生自由移动的Ca2+与F-,故CaF2在熔融状态下能够导电。D项,加入含有Al3+的溶液时,Al3+与F-形成稳定的配离子Al,促使CaF2的溶解平衡正向移动而溶解。

12.(2020·青岛高二检测)Co3+的八面体配合物CoClm·nNH3如图所示,其中数字处的小圆圈表示NH3分子或Cl-,Co3+位于八面体的中心。若1 mol配合物与AgNO3作用生成2 mol AgCl沉淀,则n的值是              (　　)

A.2    B.3    C.4    D.5

【解析】选D。由1 mol配合物生成2 mol AgCl可知,1 mol配合物电离出2 mol Cl-,即配离子显+2价,外界有2个Cl-。因为Co显+3价,所以[CoClm-2·nNH3]2+中有1个Cl-,又因为该配合物的空间构型是八面体形,所以n=6-1=5。

二、非选择题(本题包括2小题,每小题10分,共20分)

13.(2020·郑州高二检测)1个中心原子所生成的配位键数目,称为该中心原子的配位数,如Cu2+的配位数为4。

(1)金属铜单独与氨水或过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生如下反应:

Cu+H2O2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-。其原因是____________________。 

(2)Cu2+可以与乙二胺(H2N—CH2CH2—NH2)形成配离子,如图:

①H、O、N三种元素的电负性从大到小的顺序为__________。 

②乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是________。 

【解析】(1)过氧化氢可氧化Cu生成Cu2+,进而与氨分子形成配位键。(2)①同周期元素,从左到右,元素的电负性逐渐增大,则O>N,三种元素中H的电负性最小,则有O>N>H;②乙二胺分子中N原子采取sp3杂化。

答案:(1)过氧化氢为氧化剂,氨分子与Cu2+形成配位键,两者相互促进使反应进行　(2)①O>N>H　②sp3

14.已知五种元素的原子序数的大小顺序为C>A>B>D>E;A、C同周期,B、C同主族;A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相同,其电子总数为30,D和E可形成4核10电子分子。试回答下列问

题:

(1)写出五种元素的符号:A________,B________, 

C______,D________,E________。 

(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程: ____________________。 

(3)写出D元素形成的单质的结构式:________________________________。 

(4)写出下列物质的电子式:

①E、B形成的化合物:____________________________________________; 

②A、B、E形成的化合物:______________________________________; 

③D、E形成的化合物:____________________________________________。 

(5)B、C、D、E四种元素的单质分子中化学键最强的是____________________

(填分子式)。 

(6)A、B两种元素形成的化合物A2B2属于________(填“离子”或“共价”)化合物,存在的化学键是____________,写出A2B2与水反应的化学方程式:__________。 

【解析】在化合物A2B中,电子总数为30,A、B离子的电子数相同,故每个离子的电子数为10个,可推知A是Na,B是O。由D和E可形成4核10电子分子可知,D、E形成的是NH3;原子序数D>E,所以D为N,E为H;C与A(Na)同周期、与B(O)同主族,所以C位于第3周期ⅥA族,为S。

答案:(1)Na　O　S　N　H

(2)　(3)N≡N

(5)N2　(6)离子　离子键、共价键　2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑