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课时作业(十) 离子键、配位键与金属键
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(本小题共8小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列关于离子键的说法中错误的是( )
A.离子键没有方向性和饱和性
B.含有离子键的化合物不一定含有金属元素
C.形成离子键时离子间的静电作用包括静电吸引和静电斥力
D.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 [铵盐中存在离子键,但没有金属元素,B项正确;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,D项错误。]
2.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,一方有孤电子对
C [配位键是一种特殊的共价键,A正确;NH4NO3、H2SO4中的NH、SO含有配位键,B正确;配位键是成键的两个原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道,D正确。]
3.下列关于配位化合物的叙述中不正确的是( )
A.配位化合物中必定存在配位键
B.配位化合物中只有配位键
C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键
D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用
B [配位化合物中一定含有配位键,但也含有其他化学键;Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键。]
4.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
A [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。]
5.现有Ti3+的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,其中配离子[TiCl(H2O)5]2+中含有的化学键类型分别是( )
A.离子键、配位键
B.非极性共价键、配位键
C.极性共价键、非极性共价键
D.极性共价键、配位键
D [配离子[TiCl(H2O)5]2+中含有非金属原子之间的极性共价键以及配位键,其中钛元素的配体是H2O、Cl-。]
6.下列有关叙述中正确的是( )
A.任何固体中,若含有阳离子也一定含有阴离子
B.金属键越强,则该金属的熔点越低
C.将铁制品做成炊具,金属键没有被破坏
D.常温下,金属单质都以固态形式存在
C [金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,无阴离子,A错误;金属键越强,则该金属的熔点越高,B错误;将铁制品做成炊具,没有发生化学变化,金属键没有被破坏,C正确;常温下,金属汞是液体,D错误。]
7.反应2NH3+NaClO===N2H4+NaCl+H2O可用于制备N2H4,下列说法正确的是( )
A.NH3是非极性分子
B.NaCl的电子式为
C.NaClO既含离子键又含共价键
D.N2H4中N原子采取sp2杂化
C [NH3中N原子的价电子对数是4,N原子上有1对孤电子对,所以NH3是三角锥形分子,分子中正负电荷重心不重合,因此该物质分子是极性分子,A错误;NaCl是离子化合物,Na+与Cl-之间以离子键结合,故NaCl的电子式为,B错误;盐NaClO是离子化合物,Na+与ClO-之间以离子键结合,在阴离子ClO-中Cl原子与O原子之间以共价键结合,故NaClO中既含离子键又含共价键,C正确;N2H4中N原子形成3个共用电子对,N原子上还有1对孤电子对,价电子对数是4,所以N原子采取sp3杂化,D错误。]
8.下列各组元素的所有组合中,既可形成离子化合物,又可形成共价化合物的是( )
A.H、C、O、K B.H、Na、O、S
C.H、N、O D.H、O、S
C [A、B项都含活泼金属元素,所有元素组合只能形成离子化合物,D项中全部为非金属元素,所有元素组合只能形成共价化合物,特殊的是C项中的N元素,它既可与H元素组成NH,又可与O元素组成NO,所以既可形成离子化合物NH4NO3,又可形成共价化合物HNO3。]
二、选择题(本题包括4小题,每小题只有一个或两个选项符合题意)
9.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
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结构是八面体,所以n=6-1=5。]
10.由一种阳离子与两种酸根离子组成的盐称为混盐。向混盐CaOCl2中加入足量浓硫酸,可发生反应:CaOCl2+H2SO4(浓)===CaSO4+Cl2↑+H2O。下列说法错误的是(NA表示阿伏加德罗常数)( )
A.浓硫酸体现氧化性与酸性
B.1 mol混盐CaOCl2中含有3NA个离子
C.混盐CaOCl2中既含离子键又含共价键
D.每产生1 mol氯气,转移电子数为NA
A [CaOCl2+H2SO4(浓)===CaSO4+Cl2↑+H2O,硫酸中没有元素化合价变化,故浓硫酸只体现酸性,故A错误;CaOCl2中含有1个Ca2+、1个Cl-、1个ClO-,故1 mol混盐CaOCl2中含有3NA个离子,故B正确;Ca2+和阴离子之间是离子键,Cl—O键是共价键,故C正确;Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,每产生1 mol氯气,转移电子数为NA,故D正确。]
11.下列叙述错误的是( )
A.离子键有方向性和饱和性
B.两种不同的非金属元素可以组成离子化合物
C.配位键是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对
D.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
AC [离子键无方向性与饱和性,故A错误;N和H这两种非金属元素可以形成离子化合物NH5,即NH4H,其电子式为,B项正确;配位键中的共用电子对是由某一成键原子单方面提供的,C项错误。]
12.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有sp2、sp3
C.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
AB [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、配位键和极性共价键三种化学键,故D错误。]
三、非选择题(本题包括3小题)
13.已知X、Y、Z、W四种元素是短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W是该元素所在周期原子半径最大的元素,W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和。Y与X形成的分子中有3个共价键,该分子中含有10个电子。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,试判断:
(1)X、Z两种元素的元素符号:X为____,Z为____。
(2)由以上元素两两形成的化合物中:溶于水显碱性的气态氢化物的电子式为________。
(3)①由X、Y、Z所形成的常见离子化合物是___________________________(写化学式);
②该化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________;
③化合物WY3的晶体结构中含有的化学键为____(填字母);
A.只含离子键
B.只含共价键
C.既含离子键又含共价键
④X与W形成的化合物与水反应时,水作______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
解析: X、Y、Z、W是元素周期表中四个短周期的元素,且原子序数依次增大。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,则Z有2个电子层,最外层电子数为6,故Z为O元素;Y、Z为同周期的相邻元素,原子序数Y小于Z,故Y为N元素;W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和,故W的质子数为5+6=11,故W为Na元素;X、W同主族,Y与X形成的分子中有3个共价键,该分子中含有10个电子,故X为H元素。由分析可知:X为H元素、Y为N元素、Z为O元素、W为Na元素。
(1)由上述分析可知,X为H元素、Z为O元素。
(2)由以上元素中两两形成的化合物中:溶于水显碱性的气态氢化物为NH3,其电子式为。
(3)①由H、N、O所形成的常见离子化合物是NH4NO3;②W为Na元素,Na元素的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液为浓NaOH,硝酸铵与浓NaOH溶液加热时反应生成硝酸钠、氨气和水,离子方程式为NH+OH-NH3↑ +H2O;③化合物WY3的晶体为NaN3,NaN3中既含有离子键又含有共价键;④H与Na形成的化合物为NaH,将该化合物溶于水,发生反应生成氢氧化钠与氢气,反应化学方程式为NaH+H2O===NaOH+H2↑,其中水中氢元素化合价降低,水作氧化剂。
答案: (1)H O (2)
(3)①NH4NO3 ②NH+OH-NH3↑+H2O ③C ④氧化剂
14.氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物,它与水作用可产生NH3。请回答下列问题:
(1)Na3N的电子式是__________________,该化合物是由________键形成的。
(2)Na3N与盐酸反应生成________种盐,其电子式是____________________。
(3)Na3N与水的反应属于________反应,反应的化学方程式为_________________。
(4)比较Na3N中两种微粒的半径r(Na+)____r(N3-)(填“>”、“=”或“<”)。
解析: (1)N原子最外层有5个电子,非金属性比较强,Na最外层只有1个电子,金属性强,Na与N可形成离子键。
(2)Na3N+4HCl===3NaCl+NH4Cl
(3)Na3N+3H2O===3NaOH+NH3↑,应属于复分解反应(或水解反应)。
(4)Na+和N3-核外电子排布相同,核电荷数越多,对外层电子的引力越强,微粒半径越小,则r(Na+)<r(N3-)。
答案: (1)
(2)
(3)复分解(或水解)
Na3N+3H2O===3NaOH+NH3↑
(4)<
15.金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是 (填字母)。
a.金属键具有方向性与饱和性
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产生“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
(2)Ni是元素周期表中第28号元素,第2周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。
(3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=________。CO与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为________。
(4)甲醛(H2CO)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为____杂化,甲醇分子内的O—C—H键角______(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的O==C—H键角。
解析: (1)a项,金属键是金属阳离子和“自由电子”之间的相互作用,“自由电子”属于整块固态金属,不具有方向性和饱和性;c项,金属导电是因为在外加电场作用下,“自由电子”的定向移动;d项,金属具有光泽的原因是固态金属中有“自由电子”,能吸收所有频率的光并很快放出。(2)Ni的价电子排布式为3d84s2,未成对电子数为2,第2周期未成对电子数为2的元素有C和O,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:C<O,故该元素为碳。(3)配合物Ni(CO)n中由CO提供孤电子对,Ni的价电子数为10,则由CO提供的电子数为8,n=4。N2和CO为等电子体,故分子内存在三键,一个σ键和两个π键。(4)甲醇中碳原子形成四个σ键,碳原子采取sp3杂化。甲醇中O—C—H的键角接近109.5°,甲醛中碳原子为sp2杂化,OC—H的键角为120°。
答案: (1)b (2)C(碳) (3)4 1∶2 (4)sp3 小于
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