高二化学13-4离子晶体 优化训练（人教版选修3）

高二化学13-4离子晶体 优化训练（人教版选修3）

‎1．下列性质中，可以较充分地说明某晶体是离子晶体的是(　　)‎ A．具有较高的熔点 B．固态不导电，水溶液能导电 C．可溶于水 D．固态不导电，熔融状态能导电 ‎ 解析：选D。本题考查了晶体的物理性质，解题时注意与其他类型的晶体的物理性质进行比较。‎ ‎2．下列物质中，含有共价键的离子晶体是(　　)‎ A．NaCl　　　　　　　　　　 B．SiO2‎ C．NH4Cl D．I2‎ 解析：选C。D项为分子晶体，A项NaCl的电子式为：Na 其中只存在离子键，B项SiO2不是离子晶体，C项，H与N之间形成共价键。‎ ‎3．在NaCl晶体中，距离最近的Na＋组成的最小多面体是(　　)‎ A．正四面体 B．正六面体 C．正八面体 D．正十二面体 解析：选A。在NaCl晶体中，距离最近的同种离子是晶体中最小的立方体中的8个顶角上的4个离子，这4个离子构成了正四面体结构。‎ ‎4．下列关于晶格能的说法中正确的是(　　)‎ A．晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量 B．晶格能指破坏1 mol离子键所吸收的能量 C．晶格能指1 mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量 D．晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关 解析：选C。晶格能指1 mol离子化合物中阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时放出的能量。‎ ‎5．(2011年哈尔滨高二检测)溴化钠、氯化钠和氧化镁等离子晶体的核间距和晶格能(部分)如下表所示。‎ NaBr NaCl MgO 离子的核间距/pm ‎290‎ ‎276‎ ‎205‎ 晶格能/kJ·mol－1‎ ‎787‎ ‎3890‎ ‎(1)溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能________(填“大”或“小”)，主要原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大，主要原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是 ‎________________________________________________________________________。‎ 工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：利用离子晶体中离子的核间距、离子的电荷数与晶格能的关系，对离子晶体的物理性质进行分析。晶格能越大，则离子晶体越稳定，即熔、沸点越高。‎ 答案：(1)小　NaBr比NaCl离子的核间距大 ‎(2)氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且半径小 ‎(3)氧化镁　氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大，熔点高，电解时消耗电能大 ‎1．(2011年南京高二检测)下列有关晶体的叙述中，错误的是(双选)(　　)‎ A．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏 B．白磷晶体中，结构粒子之间通过共价键结合 C．石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体 D．构成分子晶体的结构粒子中一定存在共价键 解析：选BD。离子晶体是通过离子键将阴、阳离子结合在一起的，所以熔化时，离子键被破坏；而分子晶体是通过分子间作用力将分子结合在一起的，所以熔化时，分子内部的化学键未发生变化，破坏的只是范德华力，则A正确；白磷晶体是分子晶体，在P4内部存在共价键，而结构粒子(P4)之间是通过分子间作用力结合的，则B错误；石英晶体是原子晶体，则C正确；稀有气体在固态时也属于分子晶体，而稀有气体是单原子分子，在分子内部不存在共价键，则D错误。‎ ‎2．泽维尔研究发现，当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距1.0～1.5‎ ‎ nm，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈现共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是(　　)‎ A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线 解析：选D。由题中信息可知，离子的核间距较大时，呈离子键，而核间距较小时，呈共价键，当核间距改变时，键的性质会发生改变，这说明离子键和共价键并没有明显的界线。但NaI晶体是典型的离子晶体，说明其晶体中核间距在1.0～1.5 nm之间。‎ ‎3．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　)‎ A．熔点：NaF>MgF2>AlF3‎ B．晶格能：NaF>NaCl>NaBr C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2‎ D．硬度：MgO>CaO>BaO 解析：选A。由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径依次减小，所带电荷依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，即熔点依次升高；F－、Cl－、Br－的离子半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小；CsCl、NaCl、CaF2阴离子的配位数分别为8、6、4；Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋离子半径依次增大，MgO、CaO、BaO晶格能依次减小，即硬度依次减小。‎ ‎4．下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶格能的是(　　)‎ A．Na＋(g)＋Cl－(g)―→NaCl(s)　ΔH1‎ B．Na(s)＋Cl(g)―→NaCl(s)　ΔH2‎ C．2Na＋(g)＋2Cl－(g)―→2NaCl(s)　ΔH3‎ D．Na(g)＋Cl(g)―→NaCl(s)　ΔH4‎ 解析：选A。掌握晶格能的概念是解答本题的关键。从晶格能的定义出发来判断，选项D没有表示出NaCl晶体的形成，不符合题意。选项B没有表示出Na＋(g)和Cl－(g)相互作用生成NaCl晶体，也不正确，A符合晶格能的定义，是正确答案。气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量称为晶格能。平时学习中要了解晶格能的定义和晶格能对晶体性质的影响。‎ ‎5．如图是NaCl晶体的一个晶胞的结构模型。KO2的晶体结构与NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用O代替，则下列对于KO2晶体结构的描述正确的是(双选)(　　)‎ A．与K＋距离相等且最近的O共有8个 B．与K＋距离相等且最近的O构成的多面体是正八面体 C．与K＋距离相等且最近的K＋有8个 D．一个KO2晶胞中的K＋和O粒子数均为4个 解析：选BD。A项K＋的配位数是6，C项中与K＋距离相等且最近的K＋有12个。‎ ‎6.(2011年武汉高二检测)如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs＋离子核间距离为a cm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体密度是(　　)‎ A. g/cm3 B. g/cm3‎ C. g/cm3 D. g/cm3‎ 解析：选C。处于顶角的离子同时为8个晶胞所共有，每个离子有1/8属于晶胞，处于晶体内的离子，全属于晶胞，可知1个氯化铯晶胞有1个Cs＋和1个Cl－。则1 mol氯化铯的体积为：NAa3 cm3，故氯化铯晶体的密度为：g/cm3。‎ ‎7．下列7种物质：①白磷(P4)；②水晶；③氯化铵；④氢氧化钙；⑤氟化钠；⑥过氧化钠；⑦石墨，固态下都为晶体，回答下列问题(填写序号)：‎ ‎(1)不含金属离子的离子晶体是________，只含离子键的离子晶体是____________，既有离子键又有非极性键的离子晶体是____________，既有离子键又有极性键的离子晶体是____________。‎ ‎(2)既含范德华力，又有非极性键的晶体是 ‎________________________________________________________________________，‎ 熔化时既要克服范德华力，又要破坏化学键的是 ‎________________________________________________________________________，‎ 熔化时只破坏共价键的是________。‎ 解析：(1)属于离子晶体的有③④⑤⑥，其中③只含非金属元素，NaF中只含离子键，Na2O2中有离子键和非极性共价键，NH4Cl和Ca(OH)2中有离子键和极性共价键。‎ ‎(2)分子晶体中含范德华力，只有白磷、石墨晶体中既有范德华力又有共价键，水晶中只含共价键。‎ 答案：(1)③　⑤　⑥　③和④‎ ‎(2)①　⑦　②‎ ‎8．根据下图推测，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为________，每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为________，距离为________，每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋‎ 数目为________，距离为________，每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为________。‎ 解析：以图中大立方体中心的Cs＋为基准，与其最近的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位；与其次近的Cs＋分别位于通过中心Cs＋的三个切面的大正方形的顶点，个数为4×3＝12；与其第三近的Cs＋分别位于大立方体的8个顶点上；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为8。‎ 答案：6　12　a　8　a　8‎ ‎9．(2010年高考海南卷改编题)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)Ni原子的核外电子排布式为 ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO(填“<”或“>”)；‎ ‎(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为______________、______________；‎ ‎(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为________。‎ 解析：(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开。(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小离子键越强，熔点越高。(3)因为NiO晶体结构与NaCl相同，而NaCl晶体中Na＋、Cl－的配位数都是6，所以，NiO晶体Ni2＋、O2－的配位数也是6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La：8×＝1，Ni：1＋8×＝5。所以该合金的化学式为LaNi5。‎ 答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2‎ ‎(2)>　(3)6　6　(4)LaNi5‎