高中化学第3章晶体结构与性质第4节离子晶体学业分层测评新人教版选修3.doc

离子晶体(建议用时：45分钟)学业达标1下列性质中，可以证明某化合物形成的晶体是离子晶体的是() A可溶于水B具有较高的熔点C水溶液能导电D固体不导电，熔融状态能导电【解析】某些分子晶体可溶于水，其水溶液也能导电，如HCl等，故A、C不能证明；原子晶体一般也具有较高的熔点，B不能证明；固体不导电，熔融状态能导电的晶体是离子晶体，不是分子晶体或原子晶体，故D可以证明。【答案】D2金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中正确的是 ()A金属晶体和离子晶体都能导电B在镁晶体中，1个Mg2只与2个价电子存在强烈的相互作用C金属晶体和离子晶体都可采取“密置堆积”方式，原子晶体都可采取“非密置堆积”方式D金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用，很难断裂，因而都具有延展性【解析】离子晶体中的离子不是自由移动的离子，不能导电，A项错误；镁晶体中的自由电子被整个晶体所共有，不属于某个Mg2，B项错误；离子晶体不具有延展性，D项错误。【答案】C3分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于离子晶体的是()A碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ，熔融态不导电B溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不导电C五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5 ，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中D溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电【解析】A项中熔点很高且熔融态不导电，推断为原子晶体；D项中熔融时或溶于水中都能导电，为离子晶体；B、C项为分子晶体的性质。【答案】D4AB、CD、EF均为11型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是()ABCDEF离子电荷数112键长(1010m)2.313.182.10A.CDABEFBABEFCDCABCDEF DEFABCD【解析】离子所带电荷数越多，键长越短，则离子键越强，晶体的熔点越高，EF化合物的键长短，电荷多。【答案】D5萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是()ACaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱BCaF2的熔点较高，硬度较大CCaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电DCaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小【解析】固态不导电，在熔融状态下是否导电是判断其是否为离子晶体的重要依据。【答案】C6CaO晶胞如图所示，其中Ca2的配位数为()A4 B6C8 D12【解析】根据CaO晶胞图示，可知与Ca2相近的O2为236个。【答案】B7CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形C的存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是()ACaC2晶体的熔点较高、硬度也较大B与Ca2距离相同且最近的C构成的多面体是正六面体C与Ca2距离相同且最近的C有4个D如图的结构中共含有4个Ca2和4个C【解析】CaC2晶体属于离子晶体，故有较高的熔点和较大的硬度，A正确；因为晶胞沿一个方向拉长，故和Ca2距离相同且最近的C只有4个(与拉长方向垂直的同一面上)，构成的是正方形，B错；以Ca2为中心，与之等距离且最近的是同一平面上的4个C，C正确；该晶胞中含有Ca2的个数1214，含有C的个数864，D正确。【答案】B8钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示，有关说法不正确的是() 【导学号：90990089】A该晶体属于离子晶体B晶体的化学式为Ba2O2C该晶体晶胞结构与NaCl相似D与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有12个【解析】Ba2位于顶点和面心，共有864；O位于体心和棱上，共有1124，故钡在氧气中燃烧时得到BaO2。【答案】B9如图是NaCl晶体的一个晶胞。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晶体结构的描述错误的是()A与K距离相等且最近的O共有6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6个D一个KO2晶胞中的K和O粒子数均为4个【解析】在晶体中K的配位数是6，A正确；在晶体中与K距离相等且最近的O有6个，能构成正八面体，B正确；与K距离相等且最近的K有12个，C错；由已知“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”，结合NaCl晶胞中的微粒数可知，D正确。【答案】C10如图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题： 【导学号：90990090】(1)代表金刚石的是_(填编号字母，下同)，其中每个碳原子与_个碳原子最近且距离相等。金刚石属于_晶体。(2)代表石墨的是_，每个正六边形占有的碳原子数平均为_个。(3)代表NaCl的是_，每个Na周围与它最近且距离相等的Na有_个。(4)代表CsCl的是_，它属于_晶体，每个Cs与_个Cl紧邻。(5)代表干冰的是_，它属于_晶体，每个CO2分子与_个CO2分子紧邻。(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为：_。【解析】根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构，每个Na与6个Cl紧邻，每个Cl又与6个Na紧邻，每个Na周围与它最近且距离相等的Na有12个。CsCl晶体由Cs、Cl构成立方体结构，但Cs组成的立方体中心有1个Cl，Cl组成的立方体中心又镶入一个Cs，每个Cl与8个Cs紧邻，每个Cs与8个Cl紧邻。干冰也是立方体结构，但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个正六边形占有1个碳原子的，所以平均每个正六边形占有的碳原子数是62个。离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定，由于半径NaCs，所以熔点NaClCsCl。石墨虽为混合型晶体，但粒子间作用力有范德华力、共价键，若要熔化，不仅要破坏范德华力，还要破坏共价键，且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的键能大，则石墨的熔点比金刚石的熔点要高。【答案】(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子12(6)石墨金刚石NaClCsCl干冰11现有几组物质的熔点()数据：A组B组C组D组金刚石：3 550Li：181HF：83NaCl：801硅晶体：1 410Na：98HCl：115KCl：776硼晶体：2 300K：64HBr：89RbCl：718二氧化硅：1 723Rb：39HI：51CsCl：645据此回答下列问题：(1)A组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。(2)B组晶体共同的物理性质是_(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C组中HF熔点反常是由于_。(4)D组晶体可能具有的性质是_(填序号)。硬度小 水溶液能导电固体能导电 熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为：NaClKClRbClCsCl，其原因解释为：_。【解析】通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质，应用氢键解释HF的熔点反常，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因。【答案】(1)原子共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，在离子所带电荷相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高12氟化钙材料具有良好的透光性和较低的折射率，可用做紫外和红外光学元件、不可见光谱范围内的消色差镜头。如图为氟化钙晶胞，其中小球代表Ca2，大球代表F。(1)每个晶胞实际含有_个Ca2和_个F。(2)氟化钙晶体可以看作Ca2按_堆积排列，F填入Ca2堆积的部分空隙中。每个Ca2周围有_个F，而每个F周围有_个Ca2，每个F周围与其距离最近的F的数目是_。【解析】(1)Ca2占据晶胞中8个顶角、6个面心的位置，故Ca2的个数为864个，F在晶胞内，完全属于该晶胞，含有8个F。(2)由晶胞的结构可知，每个Ca2周围有8个F，而每个F周围有4个Ca2。【答案】(1)48(2)面心立方846能力提升13在普通陶瓷中添加氧化铝，在加压条件下烧至2 100 左右，就可得到高致密氧化铝陶瓷，堪称“点石成金”之妙。某氧化铝陶瓷晶体中含有X、Y、Z三种元素，其晶胞如图所示，则三种原子的原子个数比为()A131B216C481 D8121【解析】由于晶胞是最小的重复单元，晶胞向三维空间延伸就形成宏观的晶体，晶胞不是单独的晶体，因此在计算时常用“切割法”进行。在图中所示的晶胞中，X原子个数为81，Y原子个数为123，Z原子的个数为1，所以X、Y、Z三种原子的个数比为131。【答案】A14已知CsCl晶体的密度为 g/cm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs的核间距为a cm(如图所示)，则CsCl的相对分子质量可以表示为()ANAa3 BC. D【解析】由CsCl晶体的晶胞可以看出，每个晶胞中平均含有1个Cs、1个Cl，在该晶胞中，边长为相邻两个Cs的核间距离(a cm)，若CsCl的相对分子质量用M表示，则有MNAa3。【答案】A15已知某离子晶体晶胞如图所示，其摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，晶体的密度为d g/cm3。 【导学号：90990091】下列说法中正确的是()A晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为1B晶体中阴、阳离子的配位数都是4C该晶胞可能是NaCl的晶胞D该晶体中两个距离最近的阳离子的核间距为cm【解析】A项用均摊法分析，晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为4；B项中阴、阳离子的配位数都是6；C项该晶胞为面心立方晶胞，符合NaCl晶胞的特征，根据氯化钠的晶胞结构图进行计算：设晶胞边长为a cm，则两个距离最近的阳离子的核间距离为a cm,4MNAa3cm3d g/cm3，可求出a，进而求得核间距，D项错误。【答案】C16在离子晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列，如图(左)就是NaCl的晶体结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或接近具有球对称的电子云，它们可以被看成是不等径的刚性圆球彼此相切，如图(中)所示。离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和，如图(右)所示。已知a为常数。试回答下列问题：(1)在NaCl晶体中，每个Na同时吸引_个Cl，而Na数目与Cl数目之比为_。(2)NaCl晶体离子键的键长为_。(3)Na半径与Cl半径之比_(已知1.414，1.732，2.236)。(4)NaCl晶体中不存在分子，但温度达到1 413 时，Na