1、离子键、配位键与金属键 (40分钟70分)一、选择题(本题包括7小题,每小题5分,共35分)1.(2020衡水高二检测)氯化钠是日常生活中人们常用的调味品。下列性质可以证明氯化钠中一定存在离子键的是()A.具有较高的熔点B.熔融状态能导电C.水溶液能导电D.常温下能溶于水【解析】选B。NaCl在熔融状态能导电,说明NaClNa+Cl-,即说明NaCl中存在离子键。2.如图所示是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分),下列有关叙述正确的是()A.该叶绿素只含有H、Mg、C元素B.该叶绿素是配合物,中心离子是镁离子C.该叶绿素是配合物,其配位体是N元素D.该叶绿素不是配合物,而是高分子化合物【解析】
2、选B。该化合物还含有O元素和N元素,A错误;Mg的最高化合价为+2,而化合物中Mg与4个N原子作用,由此可以判断该化合物中Mg与N原子间形成配位键,该物质为配合物,B正确,D错误;该化合物中配位原子为N原子,不能称N原子为配位体,同样也不能称N元素为配位体,因为配位体一般为离子或分子,C错误。3.(2020湖州高二检测)下列说法中,正确的是()A.含有金属元素的化合物一定是离子化合物B.A族和A族元素的原子化合时,一定形成离子键C.活泼金属元素与活泼非金属元素化合时,能形成离子键D.完全由非金属元素形成的化合物,一定是共价化合物【解析】选C。含有金属元素的化合物也可能是共价化合物,如AlCl3
3、等,A不正确;H与A族元素的原子化合时形成共价键,B不正确;NH4Cl为离子化合物,D项错误。【补偿训练】(2020咸阳高二检测)下列关于金属的叙述中,不正确的是()A.金属键是金属阳离子和自由电子间的强烈相互作用,其实质与离子键类似,也是一种电性作用B.金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用,所以与共价键类似,也有方向性和饱和性C.金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用,故金属键无饱和性和方向性D.构成金属的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动【解析】选B。从基本构成微粒的性质看,金属键与离子键的实质类似,都属于电性作用,特征都是无方向性和饱和性。自由电子是由金属
4、原子提供的,并且在整个金属内部的三维空间内运动,为整个金属的所有阳离子所共有。从这个角度看,金属键与共价键有类似之处,但两者又有明显的不同,如金属键无方向性和饱和性。4.(2020大连高二检测)下列现象与形成配合物无关的是()A.向FeCl3中滴入KSCN,出现红色B.向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量H2O,呈绿色,再加水,呈蓝色C.Cu与浓HNO3反应后,溶液呈绿色;Cu与稀HNO3反应后,溶液呈蓝色D.Fe在O2中燃烧产物为黑色【解析】选D。Fe3+与SCN-形成一系列配离子,都显红色;Cu2+在水溶液中形成配离子CuCl4-显绿色;Cu(H2O)42+显蓝色,故A、B、C项均与配合物
5、有关。D项与配合物无关。5.氢化铝锂(LiAlH4)和硼氢化钠(NaBH4)在有机合成中非常重要,可发生如下反应:LiAlH4+4H2OLiOH+Al(OH)3+4H2NaBH4+NH4ClNH3BH3+NaCl+H2,则下列说法错误的是()A.LiAlH4中H元素为-1价B.反应中,每生成1 mol NH3BH3会转移2 mol e-C.两个反应中,H2均既是氧化产物,又是还原产物D.NH4Cl和NaBH4所含化学键类型相同【解析】选B。LiAlH4中,Li为+1价,Al为+3价,根据化合价代数和为零的原则,H元素为-1价,A不符合题意;反应中,电子转移情况为,每生成1 mol NH3BH3
6、转移1 mol e-,B符合题意;根据分析,两个反应中,均发生了-1价H和+1价H之间的归中反应,生成0价的H2,所以H2既是氧化产物,又是还原产物,C不符合题意;NH4Cl和NaBH4电子式分别为H+-和Na+H-,二者均含共价键、配位键和离子键,所含化学键类型相同,D不符合题意。6.(2020苏州高二检测)配位化合物Pt(NH3)2Cl2有顺铂和反铂两种同分异构体。顺铂在水中的溶解度较大,具有抗癌作用;反铂在水中的溶解度小,无抗癌作用。下列说法正确的是()A.顺铂在苯等有机溶剂中溶解度小于反铂B.已知Pt位于周期表第十纵行,则Pt是d区的B族元素C.分子中Pt和N之间为离子键D.N原子杂化
7、方式为sp2杂化【解析】选A。根据“相似相溶原理”,顺铂的极性大于反铂,因而顺铂在苯等有机溶剂中溶解度小,A对;第十纵行属于族,不存在B族,B错;Pt和N之间为配位键,C错;NH3分子中N原子为sp3杂化,D错。7.已知Co(NH3)63+的空间结构如图所示,其中数字处的小圆圈表示NH3分子,且各相邻的NH3分子间的距离相等,Co3+位于八面体的中心。若其中两个NH3被Cl取代,所形成的Co(NH3)4Cl2+同分异构体的种数有()A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选C。两个Cl可能在同一正方形的相邻顶点或相对顶点上,即有2种情况;题图中1与3等效,2、4、5、6都关于体心对称而等效,故
8、2个Cl分别位于1和3,1(或3)和2,有2种情况,共4种。二、非选择题(本题包括3小题,共35分)8.(8分)下列变化中:碘升华烧碱熔化食盐溶于水HCl溶于水O2溶于水NaHCO3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_。【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。答案:(1)(2)(3)(4)9.(12分)配位键是一种常见的化学键,按要求完成下列问题:(1)含Ti3+的一种配合物的化学式为Ti(H2O)5ClCl2H2O,其配离子中含有的化
9、学键类型有_。(2)铁是生活中常用的一种金属,其常见的离子有Fe2+、Fe3+,其中Fe2+可用K3Fe(CN)6(赤血盐)溶液检验。铁单质中化学键为_(填名称)。K3Fe(CN)6晶体中各种微粒的作用力有_(填字母)。a.金属键b.共价键c.配位键d.离子键(3)(2019全国卷)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)题给物质的配离子为Ti(H2O)5Cl2+,含有配位键与极性共价键(或共价键)。(2)铁单质中含金属键。K3Fe(CN)6属于配位化合物又属于离子化合物,含配位键、离子键,CN-中含有共价键。
10、(3)两个FeCl3的配位键形成双聚分子。答案:(1)配位键、极性共价键(或共价键)(2)金属键bcd(3)410.(15分)(2020长沙高二检测)回答下列问题:(1)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物提供孤电子对的原子是_。(2)NH3与BF3可以通过配位键形成NH3BF3,_原子提供孤电子对,_原子提供空轨道。写出NH3BF3的结构式,并用“”表示出配位键_。(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内存
11、在_(填字母序号)。a.离子键b.配位键c.共价键d.键(4)向CuSO4溶液中加入过量NaOH 溶液可生成Na2Cu(OH)4。不考虑空间构型,Cu(OH)42-的结构可用示意图表示为_,Na2Cu(OH)4中除配位键外,还存在的化学键类型是_(填字母)。a.离子键b.金属键c.极性键d.非极性键(5)向氯化铜溶液中加入过量浓氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的Cu(NH3)4Cl2晶体,上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有_和_。【解析】(1)BCl3分子中B原子采取sp2杂化,形成3个sp2杂化轨道。B原子未杂化的1个2p轨道为空轨道,所以与X形成配位键时,X应提供孤电
12、子对。(2)NH3中N原子为sp3杂化,N原子上有一对孤电子对,BF3中B原子为sp2杂化,杂化轨道与F原子形成3个共价键,故有一个2p空轨道,与NH3形成配位键。(3)N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,可见它是离子晶体,晶体内存在离子键、共价键、配位键、键。(4)Cu2+中存在空轨道,而OH-中O原子上有孤电子对,故O与Cu之间以配位键结合。Na2Cu(OH)4为离子化合物,Na+与Cu(OH)4-之间以离子键结合,OH键为极性键。(5)Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对,Cu2+与NH3分子之间形成配位键,NH3分子中N、H原子之间以共价键结合,内界离子Cu(NH3)42+与外界离子
13、Cl-以离子键结合。答案:(1)X(2)NB(3)abcd(4)ac(5)离子键配位键 (20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题8分,共16分)11.(2020潍坊高二检测)固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层电子都符合相应稀有气体原子的结构,则下列有关说法中,不正确的是()A.NH5中既有离子键又有共价键B.NH5的熔沸点高于NH3C.NH5固体投入少量水中,可产生两种气体D.0.1 mol NH5中含有0.5 mol NH键【解析】选D。NH5是离子化合物氢化铵,铵根离子的氮原子与四个氢原子形成四个共价键,N与H-之间为离子键,A项正确;NH4H是一种离子化合物,NH3
14、为共价化合物,则NH5熔、沸点高于NH3,B项正确;NH5能与水反应:NH4H+H2ONH3H2O+H2,NH3H2O再继续分解产生氨气,C项正确;根据氮原子的原子结构,最外层5个电子最多可和四个氢原子形成共价键(其中一个是配位键,氮原子提供一对电子,氢离子提供空轨道形成),形成带正电荷的铵根离子,所以另一个氢原子只能是形成H-,阴阳离子间形成离子键,则0.1 mol NH5中含有0.4 mol NH键,D项错误。12.(双选)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示,下列叙述正确的是()A.Xm-的化学式为(H4B4O9)2-B.硼原子轨道的杂化类型
15、有sp2、sp3C.配位键存在于4、6原子之间D.硼砂晶体中有离子键、配位键两种化学键【解析】选A、B。观察模型,1、3、5、6代表氧原子,2、4代表B原子,可知Xm-是(H4B4O9)m-,依据化合价H为+1,B为+3,O为-2,可得m=2,则Xm-的化学式为(H4B4O9)2-,故A正确;根据图知,B原子价电子对数是3的采用sp2杂化、是4的采用sp3杂化,故B正确;含有空轨道的原子和含有孤电子对的原子之间易形成配位键,B原子含有空轨道、O原子含有孤电子对,4、5(或5、4)原子之间存在配位键,故C错误;硼砂晶体中有离子键、配位键和共价键三种化学键,故D错误。二、非选择题(本题包括2小题,
16、共14分)13.(7分)(2020江苏高考节选)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵(NH4)3Fe(C6H5O7)2。(1)Fe基态核外电子排布式为_;Fe(H2O)62+中与Fe2+配位的原子是_(填元素符号)。(2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是_;C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_。(3)柠檬酸的结构简式如图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的键的数目为_mol。【解析】(1)Fe为26号,价电子数为26-18=8,在4s轨道上填充2个电子,在3d轨道上填充6个电子,则Fe的核外电子排布为Ar3d64s2。Fe(H2O)62+中O原子有孤电子对
17、,可以填入Fe2+的空轨道中,即O为配位原子。(2)NH3中,N有一对孤电子对,价层电子对为1+3=4,则N为sp3杂化。N的最外层电子排布为2s22p3,p轨道中的电子为半满的稳定状态,很难失去电子,故N的第一电离能比相邻的O元素要大,C的半径大,相对于O原子而言,C易失去电子,则C的第一电离能小于O。(3)COOH中,C与O形成双键以及C与O形成单键,1 molCOOH中含有2 mol 键,C与羟基相连为单键,为一个键,所以1 mol柠檬酸中碳与氧共有7 mol 键。答案:(1)Ar3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2O(2)sp3NOC(3)714.(7分)(2020
18、泰安高二检测)回答下列问题:(1)在N中存在4个NH共价键,则下列说法正确的是_(填字母,下同)。a.4个共价键的键长完全相同b.4个共价键的键长完全不同c.原来的3个NH的键长完全相同,但与通过配位键形成的NH键不同d.4个NH键键长相同,但键能不同e.N中HNH夹角比NH3中HNH夹角小(2)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的Cu(NH3)4SO4H2O沉淀。下列说法不正确的是_(填字母序号)。a.Cu(NH3)4SO4组成元素中电负性最大的是N元素b.CuSO4晶体及Cu(NH3)4SO4H
19、2O中S原子的杂化方式均为sp3c.Cu(NH3)4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键d.NH3分子内的HNH键角大于H2O分子内的HOH 键角e.S的空间构型为正四面体形f.Cu(NH3)42+中,N原子是配位原子g.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化(3)配离子Cu(NH3)2(H2O)22+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_。【解析】(1)N可看成NH3分子结合1个H+后形成的,在NH3中中心原子氮采取sp3杂化,孤电子对占据一个轨道,3个未成键电子占据另3个杂化轨道,分别结合3个氢原子形成3个键,由于孤电子对的排斥作用,所以空
20、间构型为三角锥形,键角压缩至107.3。但当有H+时,N原子的孤电子对会进入H+的空轨道,以配位键形成N,这样N原子就不再存在孤电子对,键角恢复至10928,故N为正四面体形,4个NH键完全一致,配位键与普通共价键形成过程不同,但性质相同。N和NH3中的N原子均采取sp3杂化,N中N原子无孤电子对,NH3中N原子有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对间的排斥作用,故N中HNH键的夹角大于NH3分子中HNH键的夹角。(2)电负性:ON,a不正确;S原子与4个O原子形成共价键,所以S原子采取sp3杂化,b正确;Cu(NH3)4SO4中S与Cu(NH3)42+以离子键结合,NH
21、3、S中含有极性共价键,Cu(NH3)42+中含有配位键,c正确;NH3分子内N原子有1对孤电子对,H2O分子中O原子有2对孤电子对,H2O分子中孤电子对对共用电子对排斥作用大,所以H2O分子中HOH键角小于NH3分子中HNH键角,d正确;S中S原子以4个键与4个O原子结合,S采取sp3杂化,故S为正四面体形,e正确;Cu(NH3)42+中N原子提供孤电子对,f正确;NH3中N为sp3杂化,g不正确。(3)由书写形式可以看出其中心离子是Cu2+,配位体是H2O、NH3两种,配位数为4。Cu(NH3)2(H2O)22+中含有微粒间作用力有配位键及极性共价键。答案:(1)a(2)ag(3)Cu2+NH3、H2O4配位键、极性共价键