高二化学物质结构与性质课时作业18：2.3 离子键、配位键与金属键

第3节离子键、配位键与金属键
题组1离子键及其存在
1．下列说法中正确的是()
A．共价化合物中不可能含有离子键
B．含有金属阳离子的物质都是离子化合物
C．仅由非金属元素组成的化合物中不可能含有离子键
D．由金属元素和非金属元素组成的化合物一定是离子化合物
[答案] A
[解析]金属单质都含有金属阳离子，它们不是化合物，更不是离子化合物，B错误；NH4Cl 等铵盐是仅由非金属元素组成的化合物，其中含有离子键，C错误；AlCl3是由金属元素和非金属元素组成的，是共价化合物，D错误。

2．下列有关离子键的特征的叙述中正确的是()
A．因为氯化钠的化学式是NaCl，故每个Na＋周围吸引一个Cl－
B．因为离子键无方向性，故阴、阳离子的排列是没有规律的、随意的
C．因为离子键无饱和性，故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子
D．一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关，故离子键无方向性
[答案] D
[解析]因为离子键无方向性，故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的相对位置无关，但是为了使物质的能量最低、体系最稳定，阴、阳离子的排列也是有规律的，不是随意的；
离子键无饱和性，体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带异性电荷的离子，但也不是任意的，因为这个数目还要受两种离子的半径比(即空间条件是否允许)和个数比的影响。

3．下列各组化合物中，化学键类型都相同的是()
A．CaCl2和Na2S B．Na2O和Na2O2
C．CH4和NaH D．HCl和NaOH
[答案] A
[解析]CaCl2和Na2S是典型的离子化合物，只含有离子键；Na2O只含有离子键，Na2O2中既含有离子键又含有非极性共价键；CH4是共价化合物，只含有共价键，NaH是离子化合物，只含有离子键；HCl中只含有共价键，NaOH是离子化合物，既含有离子键又含有极性共价键。

4．NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据下列数据，判断这三种化合物熔点的高低顺序是()
A.①>②>③B．③>①>②
C．③>②>①D．②>①>③
[答案] B
[解析]一般来说，离子半径越小，离子所带电荷数越多，则离子键越强，离子化合物的熔点也越高；同时，所含化学键的键长越短，键能往往越大，破坏化学键所需的能量就越高，离子化合物的熔点也越高。

根据表中信息，题给三种化合物的熔点按③①②的顺序逐渐降低。

题组2金属键与金属的物理性质
5．下列有关金属键的叙述错误的是()
A．金属键没有饱和性和方向性
B．金属键中的自由电子属于整块金属
C．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
D．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
[答案] D
[解析]金属键没有方向性和饱和性；金属键中的自由电子属于整块金属；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，
也包括金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用；金属的性质及固体的形成都与金属键强弱有关。

6．物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔点越高。

且研究表明，一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是() A．硬度：Mg＞Al B．熔点：Mg＞Ca
C．硬度：Mg＞K D．熔点：Ca＞K
[答案] A
[解析]根据题目所给信息，镁原子和铝原子的电子层数相同，价电子数：Al＞Mg，离子半径：Al3＋＜Mg2＋，金属键：Mg＜Al，铝的硬度大于镁，A项错误；镁、钙原子价电子数相同，离子半径：Ca2＋＞Mg2＋，金属键：Mg＞Ca，镁的熔点高于钙，B项正确；价电子数：Mg＞K，离子半径：Mg2＋＜Na＋＜K＋，金属键：Mg＞K，镁的硬度大于钾，C项正确；钙和钾元素位于同一周期，价电子数：Ca＞K，离子半径：K＋＞Ca2＋，金属键：Ca＞K，钙的熔点高于钾，D项正确。

题组3配位键与配合物
7．下列各种说法中错误的是()
A．配位键是一种特殊的共价键
B．NH4NO3、H2SO4都含有配位键
C．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
D．形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤对电子
[答案] C
[解析]配位键是一种特殊的共价键，A正确；NH4NO3、H2SO4中的NH＋4、SO2－4含有配位键，B正确；配位键是成键的两个原子一方提供孤对电子，另一方提供空轨道，D正确。

8．既有离子键又有共价键和配位键的化合物是()
A．NH4NO3B．NaOH C．H2SO4D．H2O
[答案] A
9．[Co(NH3)5Cl]Cl2是一种紫红色的晶体，下列说法中正确的是()
A．配体是Cl－和NH3，配位数是8
B．中心离子是Co2＋，配离子是Cl－
C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2
D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－一定被完全沉淀
[答案] C
[解析]配位数不包括外界离子，故[Co(NH3)5Cl]Cl2中配体是Cl－和NH3，配位数是6，A错误；Co3＋为中心离子，配离子是[Co(NH3)5Cl]2＋，B错误；[Co(NH3)5Cl]Cl2内界是[Co(NH3)5Cl]2＋，外界是Cl－，内界和外界中Cl－的数目比是1∶2，C正确；加入足量的AgNO3溶液，内界Cl－不沉淀，D错误。

10．(2018·河北定州中学高二期中)0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀，此氯化铬最可能是()
A．[Cr(H2O)6]Cl3
B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O
C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
[答案] C
[解析]0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl 沉淀，说明1 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)中有1 mol氯离子在外界，其余在内界，而正三价铬为六配位，则此氯化铬最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，C正确。

题组4关于化学键的综合考查
11．下列叙述中错误的是()
A．形成配位键时，成键双方各提供一个电子形成共用电子对
B．离子键没有方向性和饱和性，共价键有方向性和饱和性
C．金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用
D．金属键中的“自由电子”为金属阳离子共用
[答案] A
[解析]形成配位键时，成键双方一方提供空轨道，一方提供孤对电子，故A错误；共价键具有方向性和饱和性，但离子键、金属键都无方向性和饱和性，故B正确；金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用是金属键，故C正确；金属原子的价电子脱离原子核的束缚在整个三维空间里运动，被所有金属阳离子所共用，故D正确。

12．下列各组元素的原子之间形成的化学键与物质对应关系不正确的是()
A.a与f——离子键——离子化合物
B．c与g——离子键——离子化合物
C．d与f——共价键——共价化合物
D．b与c——金属键——合金
[答案] B
[解析]根据所给元素原子M层电子数可知，a为Na、b为Mg、c为Al、d为Si、e为P、f 为S、g为Cl。

c与g形成的AlCl3为共价化合物，B项错误。

13．下列变化中：①碘升华②烧碱熔化③食盐溶于水
④HCl溶于水⑤O2溶于水⑥NaHCO3热分解。

(1)未发生化学键破坏的是_______________(填序号，下同)。

(2)仅发生离子键破坏的是______________。

(3)仅发生共价键破坏的是______________。

(4)既发生离子键破坏，又发生共价键破坏的是_____________________________。

[答案](1)①⑤(2)②③(3)④(4)⑥
[解析]物理变化不破坏化学键，电解质溶于水时发生电离，离子键或共价键被破坏。

14．(1)水分子在特定条件下容易得到一个H＋，形成水合氢离子(H3O＋)。

下列对上述过程的描述不合理的是________(填字母)。

a．氧原子的杂化类型发生了改变
b．微粒的空间构型发生了改变
c．微粒的化学性质发生了改变
d．微粒中H—O—H的键角发生了改变
(2)配离子[Cu(NH3)2(H2O)2]2＋的中心离子是______，配位体是________，配位数为________，其含有的微粒间的作用力类型有________________。

(3)过渡元素钴有两种化学式均为Co(NH3)5BrSO4的配合物，且配位数均为6，它们分别溶解于水时电离出的阳离子的化学式可能为____________和______________。

鉴别两者的实验方法是分别取样并滴加______________(填化学式)溶液。

[答案](1)a(2)Cu2＋NH3、H2O4配位键、极性共价键(3)[Co(NH3)5Br]2＋[Co(NH3)5SO4]＋BaCl2(或AgNO3)
[解析](1)H2O分子中氧原子采取sp3杂化形成4个杂化轨道，孤对电子占据2个sp3杂化轨道，由于孤对电子的排斥作用使水分子为V形；H3O＋中氧原子采取sp3杂化形成4个杂化轨道，孤对电子占据1个sp3杂化轨道，由于孤对电子的排斥作用，使H3O＋为三角锥形。

因此H2O与H3O＋的键角不同，微粒的空间构型不同。

H2O和H3O＋结构不同，化学性质不同。

(2)由书写形式可以看出其中心原子是Cu2＋，配位体是H2O、NH3，配位数为4。

[Cu(NH3)2(H2O)2]2＋中含有的微粒间作用力有配位键及极性共价键。

(3)由配合物配位数均为6可知溶于水电离出的阳离子可能是[Co(NH3)5Br]2＋和[Co(NH3)5SO4]＋，可根据外界离子进行鉴别。

15．Cu2＋能与NH3、H2O、OH－、Cl－等形成配位数为4的配合物。

(1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4]。

①画出[Cu(OH)4]2－中的配位键：____________________________________________。

②Na2[Cu(OH)4]中除了配位键外，还存在的化学键类型有________(填字母)。

A．离子键B．金属键
C．极性共价键D．非极性共价键
(2)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________________________________。

(3)Cu2＋可以与乙二胺(H2N—CH2CH2—NH2)形成配离子，如下图：
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______。

[答案](1)①②AC(2)过氧化氢可氧化Cu生成Cu2＋，氨分子与Cu2＋形成配位键(3)①O＞N＞H②sp3
[解析](1)①Cu2＋含有空轨道，OH－含有孤对电子，可形成配位键，[Cu(OH)4]2－中1个Cu2
＋与4个OH－形成配位键，可表示为；②Na2[Cu(OH)4]为离子化合物，含有离子键，并且O—H键为极性共价键。

(2)过氧化氢可氧化Cu生成Cu2＋，Cu2＋与氨分子能形成配位键。

(3)①同周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大，则电负性O＞N，三种元素中H的电负性最弱，则电负性O＞N＞H；②乙二胺分子中N原子采取sp3杂化。