2019-2020学年高中化学 第3章 晶体结构与性质 第4节 离子晶体练习 新人教版选修3

第四节离子晶体课时跟踪训练一、选择题1下列性质中，可证明某晶体是离子晶体的是()a易溶于水b晶体不导电，熔化时能导电c熔点较高d晶体不导电，水溶液能导电解析：选b易溶于水的晶体也可能为分子晶体，a错；熔点较高的晶体可能为原子晶体或某些金属晶体，c错；水溶液能导电的也可能是分子晶体，d错；晶体不导电，熔化时能导电是离子晶体区别于其他晶体的特征。2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“紧密堆积”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强烈的相互作用，很难断裂，因而都具有延展性解析：选c离子晶体中没有自由离子，故不导电，a项不正确；金属晶体中有电子气，能导电，金属晶体中的电子气属于整个晶体，故b项不正确；d项中离子晶体没有延展性。3下列晶体分类中正确的一组是()离子晶体原子晶体分子晶体anaoharso2bh2so4石墨scch3coona水晶dba(oh)2金刚石玻璃解析：选c从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力判断晶体的类型。naoh、ch3coona、ba(oh)2都是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体，纯h2so4中无h，是分子晶体。ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体，石墨是混合晶体，水晶(sio2)与金刚石是典型的原子晶体。硫的化学式用s表示，实际上是s8，气体时为s2，是以范德华力结合成的分子晶体。玻璃没有固定的熔点，加热时逐渐软化，为非晶体。4在冰晶石(na3alf6)晶胞中，alf63占据的位置相当于nacl晶胞中cl占据的位置，则冰晶石晶胞中含na数为()a12个b8个c4个d3个解析：选anacl晶胞中cl个数为864，由题意知，冰晶石晶胞中alf63的个数也应当为4，化学式na3alf6中na和alf63的个数比为31，所以冰晶石晶胞中含na个数为4312，故选a。5根据下表的数据，判断下列说法正确的是()离子化合物离子电荷数键长/pm晶格能/ kjmol1熔点/摩氏硬度naf123192399332nacl128278680125mgo22103 7912 8526.5cao22403 4012 61445a晶格能的大小与正负离子电荷数和距离成正比b晶格能越大，即正负离子间的静电引力越强，晶体的熔点就越高，硬度就越大cnaf晶体比nacl晶体稳定d表中物质cao晶体最稳定解析：选ca项，根据表中的数据可知，晶格能的大小与正负离子之间的距离成反比；b项，离子键本质是阴、阳离子间的静电作用，不只是引力，还有斥力等，晶格能越大，即正负离子间的静电作用力越强，晶体的熔点就越高，硬度就越大；c项，晶格能：nafnacl，故naf晶体比nacl晶体稳定；d项，晶格能越大，晶体越稳定，表中所列物质中mgo晶体最稳定。6.(2019西安高二检测)某离子晶体结构中最小的重复单元如图所示，a为阴离子，在立方体内，b为阳离子，分别在立方体的顶角和面心，则该晶体的化学式为()ab2abba2cb7a4db4a7解析：选b根据“均摊法”可知，该结构单元中含有的a的个数为8，含有的b的个数为864，b与a个数之比为12，即该晶体的化学式为ba2，b项正确。7已知cscl晶体的密度为 gcm3，用na表示阿伏加德罗常数的值，相邻的两个cs的核间距为a cm，cscl的晶胞结构如图所示，则cscl的摩尔质量可以表示为()anaa3 gmol1b gmol1c gmol1d gmol1解析：选a1个cscl晶胞中含1个cs和1个cl，则ma3na gmol1。8自然界中的caf2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列实验一定能说明caf2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、沸点较高，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：选c难溶于水，其水溶液的导电性极弱，不能说明caf2一定是离子晶体；熔、沸点较高，硬度较大，也可能是原子晶体的性质，b项不能说明caf2一定是离子晶体；熔融状态下可以导电，一定有自由移动的离子生成，c项说明caf2一定是离子晶体；caf2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，也可以说明caf2是极性分子，不能说明caf2一定是离子晶体。9根据表中给出物质的熔点数据(alcl3沸点为260 )，判断下列说法错误的是()晶体naclmgosicl4alcl3晶体硼熔点/8012 800701802 500amgo中的离子键比nacl中的离子键强bsicl4晶体是分子晶体calcl3晶体是离子晶体d晶体硼是原子晶体解析：选c根据表中各物质的熔点，判断晶体类型。nacl和mgo是离子化合物，形成离子晶体，故熔、沸点越高，说明晶格能越大，离子键越强，a项正确；sicl4是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，硼为非金属单质，熔、沸点很高，是原子晶体，b、d项正确；alcl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体。10碱金属卤化物是典型的离子晶体，它的晶格能与成正比(d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距)。下面说法错误的是()晶格能/kjmol1离子半径/pmliflicllibrlii1 031845807752linak6095133nafnaclnabrnai915 777 740693fclbri136181195216kfkclkbrki812708 676641a晶格能的大小与离子半径成反比b阳离子相同阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小c阳离子不同阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大d金属卤化物晶体中，晶格能越小，氧化性越强解析：选d由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比，a项正确；由naf、nacl、nabr、nai晶格能的大小即可确定b项正确；由lif、naf、kf晶格能的大小即可确定c项正确；表中晶格能最小的是碘化物，因还原性fclbri，可知d项错误。11zns晶体结构有两种型式，即立方zns和六方zns，如图所示，这两种型式的zns，化学键的性质相同，都是离子键向共价键过渡，具有一定的方向性。下列说法错误的是()azn原子和s原子的配位数都是4，不同的是原子堆积方式有差别b立方zns中，s原子作立方最密堆积，在六方zns晶体中，s原子作六方最密堆积c立方zns中，zn原子填充在所有的四面体空隙中，形成立方面心点阵d立方zns和六方zns不属于同分异构体解析：选c由晶胞结构可知，每个zn原子周围有4个s原子，每个s原子周围有4个zn原子，立方zns中zn原子面心立方堆积，s原子为体心立方堆积，六方zns中原子为六方最密堆积，故a正确；由晶胞结构可知，立方zns中s原子作体心立方最密堆积，在六方zns晶体中，s原子作六方最密堆积，故b正确；由立方zns晶胞可知，zn原子填充在一半的四面体空隙中，zn原子面心立方堆积，形成立方面心点阵，故c错误；立方zns和六方zns属于晶体结构不同，不是分子结构不同，二者不是同分异构体，故d正确。12有一种蓝色晶体可表示为mxfey(cn)6，经x射线研究发现，它的结构特征是fe3和fe2互相占据立方体互不相邻的顶点，而cn位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法不正确的是()a该晶体的化学式为mfe2(cn)6b该晶体属于离子晶体，m呈1价c该晶体属于离子晶体，m呈2价d晶体中与每个fe3距离最近且等距离的cn为6个解析：选c由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含fe2个数为4，同样可推出含fe3个数也为，cn为123，因此阴离子为fe2(cn)6，则该晶体的化学式只能为mfe2(cn)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，m的化合价为1价。与fe3距离最近的cn位于晶胞棱上，每个fe3周围有8个晶胞，每条棱被4个晶胞共用，与每个fe3距离最近且等距离的cn个数为6。二、非选择题13如图所示是钾、氧两元素形成的一种晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。晶体中氧的化合价可看作是部分为0价，部分为2价。(1)该结构与_的结构相似(填选项字母，下同)。anaclbcsclc干冰dsio2(2)钾、氧两元素所形成化合物的化学式是_。ak2obk2o2ck2o3dko2(3)下列对此晶体结构的描述正确的是_。a晶体中与每个k距离最近的k有8个b晶体中每个k周围有8个o，每个o周围有8个kc每个o周围最近且等距离的k所围成的立体构型为正八面体d晶体中，0价氧原子与2价氧原子的数目比为31解析：(1)该结构与nacl晶体的结构相似，相当于na被k代替，cl被o代替。(2)晶体中平均每个晶胞有k：864个；有o：1124个，故其化学式为ko2。(3)由图可看出，晶体中与每个k距离最近的k有12个，晶体中每个k周围有6个o，每个o周围有6个k，每个o周围最近且等距离的k所围成的立体构型为正八面体，如图所示。设1 mol ko2中含有x mol 0价的氧原子，y mol 2价的氧原子，则有xy2,2y1，解得x，y，所以晶体中，0价氧原子与2价氧原子的数目比为31。答案：(1)a(2)d(3)cd14a、b、c、d都是短周期元素，它们的原子序数依次增大。a的单质与其他物质化合时只能被还原，且a的原子半径在同周期中不是最小的。b的原子半径是短周期元素(除稀有气体元素外)中最大的。c单质有良好的导电、导热性，它能与强碱溶液反应。d元素的最高正价与负价的代数和等于2。试推断：(1)单质a是_晶体；单质b是_晶体；单质c是_晶体。(2)单质d有多种，其中能溶于二硫化碳的单质属于_晶体，名称为_。(3)a和b形成的化合物(点燃时)化学式为_，属于_晶体。解析：由题给信息推知a是o，b是na，c是al，d是p。答案：(1)分子金属金属(2)分子白磷(3)na2o2离子15(2019邯郸高二检测)a、b、c、d、e都是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大。b、c、d同周期，a、d同主族、e和其他元素既不在同周期也不在同主族。b、c、d的最高价氧化物对应水化物均能互相发生反应生成盐和水。a和e可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。(1)a和e所形成化合物的电子式是_。(2)a、b、c、d四种元素的原子半径由小到大的顺序为_(用元素符号表示)。(3)a和e形成的化合物的晶体中，每个阳离子周围与它最近且距离相等的阳离子共有_个。(4)已知a和e所形成化合物晶体的晶胞体积为161022 cm3，则a和e组成的离子化合物的密度为_(结果保留一位小数)。解析：由题意知b、c、d分别为na、al、s或na、al、cl。e与其他元素不同周期也不同主族，只能为ca。由晶胞可知a、e形成的离子化合物为ea2，则a为f。即a、b、c、d、e分别为f、na、al、cl、ca。(1)a、e形成的化合物为caf2。(2)由同周期元素原子半径变化规律可知原子半径naalcl，由同主族元素原子半径变化规律可知原子半径clf。(3)由图可知为12个。(4) gcm332 gcm3。答案： (1) (2)fclalna(3)12 (4)32 gcm316已知a、b、c、d、e、f为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，a与b，c、d与e分别位于同一周期。a原子l层上有2对成对电子，b、c、d的核外电子排布相同的简单离子可形成一种c3db6型离子晶体x，ce、fa为电子数相同的离子晶体。(1)写出a元素的基态原子价电子排布式：_。f离子电子排布式：_。(2)写出x的化学式：_。x的化学名称为_。(3)写出x涉及化工生产中的一个化学方程式：_。(4)试解释工业冶炼d不以de3而是以d2a3为原料的原因：_。(5)ce、fa的晶格能分别为786 kjmol1、3 401 kjmol1，试分析导致两者晶格能差异的主要原因是_。(6)f与b可形成离子化合物，其晶胞结构如下图所示。f与b形成的离子化合物的化学式为_；该离子化合物晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积是_(只要求列出算式)。解析：因为a原子l层上有2对成对电子，所以a为o，其基态原子价电子排布式为2s22p4。由于b与a同周期且原子序数比a大，则b为f。b、c、d的核外电子排布相同的简单离子可形成一种c3db6型离子晶体x，且c、d分别位于同一周期，所以x为na3alf6，即c是na、d是al，ce、fa为电子数相同的离子晶体，则e为cl、f为ca。(1)a为o，其基态原子价电子排布式为2s22p4，f离子为ca2，其电子排布式为1s22s22p63s23p6。(2)x的化学式为na3alf6，名称为六氟合铝酸钠。(3)工业上用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝，由于氧化铝的熔点很高，故常加入冰晶石(主要成分是na3alf6)以降低其熔点。(4)alcl3是共价化合物，熔融的alcl3不能导电，故工业冶炼金属铝时不用电解熔融alcl3的方法。(5)离子晶体中电荷数多的晶格能较大。(6)根据晶胞结构，用均摊法进行计算，每个晶胞中钙原子的个数为864(个)，f原子位于晶