《离子晶体》练习 省赛一等奖 省赛一等奖

PAGE《离子晶体》练习一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1．下列有关晶体的叙述错误的是()A．离子晶体中，一定存在离子键B．原子晶体中，只存在共价键C．金属晶体的熔、沸点均很高D．稀有气体的原子能形成分子晶体解析：原子晶体中一定不存在离子键。只要晶体中存在离子键，就一定是离子晶体，但在离子晶体内部可能含有共价键。在常见的晶体类型中，只有金属晶体的熔、沸点差别最大，有熔、沸点很高的钨，也有常温下为液态的汞。答案：C2．NaF、NaI、MgO均为离子化合物，由下表数据可知这三种化合物的熔点高低顺序为()物质①NaF②NaI③MgO离子电荷数112离子间距/10－10m2.313.182.10A．①＞②＞③ B．③＞①＞②C．③＞②＞① D．②＞①＞③解析：离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，而离子键的强弱可用晶格能来衡量，离子所带的电荷越多，离子间的距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。故熔点高低为③＞①＞②。答案：B3．下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是()A．O2、I2、Hg B．Si、SiC、金刚石C．H2O、H2S、H2Se D．NaCl、KCl、CsCl解析：A项，Hg的熔点比I2低。B项，Si的原子半径大于C的原子半径，键能：C—C＞C—Si＞Si—Si，熔点Si＜SiC＜金刚石，B项正确。C项，H2O分子间有氢键，沸点最高。D项，Na＋、K＋、Cs＋的半径依次增大，晶格能逐渐减小，熔点逐渐降低。答案：B4．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()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：由晶胞结构及“均摊法”计算：一个晶胞中含Ba2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个，含O：12×eq\f(1,4)＋1＝4个，故晶体化学式是BaO2。答案：B5．离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则反之。试根据你学过的物理电学知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是()A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaOB．NaCl＞KCl＞CaO＞BaOC．CaO＞BaO＞NaCl＞KClD．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl解析：离子晶体中，离子键越强，晶体熔、沸点越高。而离子所带电荷越高，半径越小，离子键越强。Ca2＋、O2－、Ba2＋都带2个电荷；Na＋、Cl－、K＋只带1个电荷，r(Ca2＋)＜r(Ba2＋)，r(Na＋)＜r(K＋)，故熔点CaO＞BaO＞NaCl＞KCl。答案：C6．[双选题]如图为NaCl晶体的一个晶胞，下列叙述中不正确的是()A．若晶体中Na＋与Cl－的最小距离为a，则Na＋与Na＋最近的距离为eq\r(2)aB．与Na＋最近且等距的Cl－连线构成的图形为正四面体C．与Na＋最近且等距的Cl－连线构成的图形为正八面体D．与一个Na＋最近且等距的Na＋有6个解析：由NaCl的晶胞图可得晶胞的平面图，图中AB＝BC＝a，AC为两个Na＋的最近距离，AC2＝AB2＋BC2＝2a2，故AC＝eq\r(2)a，A正确；从晶胞图可以看出，与NaCl晶胞体心的Na＋最近且等距离的Cl－(NaCl晶胞面心的Cl－)的连线构成的图形为正八面体，B不正确，C正确；根据图示进行分析，与一个Na＋最近且等距离的Na＋有12个，D不正确。答案：BD7．[双选题]有下列离子晶体的空间结构示意图，图中•和化学式中M分别代表阳离子，图中o和化学式中N分别代表阴离子，则化学式为MN的晶体结构为()解析：A中含M：8×eq\f(1,8)＝1个，N：1个，化学式为MN；B中含M：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)个，N：1个，化学式为MN2；C中含M：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)个，N：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)个，化学式为MN；D中含M：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个，N：1个，化学式为M4N。答案：AC二、非选择题(本题包括4小题，共39分)8．(10分)现有几组物质的熔点(℃)数据：A组B组C组D组金刚石：3550Li：181HF：－83NaCl：801硅晶体：1410Na：98HCl：－115KCl：776硼晶体：2300K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1723Rb：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)。①有金属光泽②导电性③导热性④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)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为：NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因解释为：________________________________________________________________________。解析：通过读取表格中数据先判断晶体的类型及晶体的性质，A、B、C、D组分别代表原子晶体、金属晶体、分子晶体、离子晶体。(2)中的性质都属于金属晶体的物理性质。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)①②③④(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗更多的能量(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体，金属离子半径：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，熔点越高9.(10分)晶体具有规则的几何外型、晶体中最基本的重复单位称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1，测知FexO晶体密度为ρ＝5.71g·cm－3，晶胞边长为4.28×10－10m。(1)FexO中x值(精确至0.01)为________。(2)晶体中的Fe分别为Fe2＋、Fe3＋，在Fe2＋和Fe3＋的总数中，Fe2＋所占分数(用小数表示，精确至0.001)为________。(3)此晶体的化学式为________________________。(4)与某个Fe2＋(或Fe3＋)距离最近且等距离的O2－围成的空间几何形状是________________。(5)在晶体中，铁离子间最短距离为______________cm。解析：由氯化钠晶胞可知在此晶胞中应有4个FexO，所以可得(56x＋16)×4/NA＝5.71×(4.28×10－8)3，解得x≈0.92。根据化合物中电荷守恒的原则，即正电荷总数等于负电荷总数可得：设分子中的Fe2＋为y,2y＋3(0.92－y)＝2，解得y＝0.76，所以可得Fe2＋所占分数＝0.76/0.92＝0.826。由FexO晶体晶胞的结构及晶胞的边长可知，铁离子间最短距离为eq\r(2)×(eq\f(1,2)×4.28×10－10)≈3.03×10－10m＝3.03×10－8cm。答案：(1)0.92(2)0.826(3)O(4)正八面体(5)3.03×10－810．(7分)已知硅酸盐和石英的晶格能如下表：硅酸盐矿物和石英晶格能(kJ/mol)橄榄石4400辉石4100角闪石3800云母3800长石2400石英2600回答下列问题：(1)橄榄石和云母晶出的顺序是____________。(2)石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)推测云母和橄榄石的熔点顺序为______________，硬度大小为________。解析：晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶，故橄榄石先晶出，云母后晶出；因为石英的晶格能较低，此外也与它不容易在岩浆中达到饱和浓度有关，只有当各种金属离子以硅酸盐形式析出后，石英的浓度才达到饱和，故石英晶体最后晶出；云母的熔点、硬度低于橄榄石的熔点、硬度。答案：(1)橄榄石先晶出，云母后晶出(2)石英的晶格能较低，此外也与它不容易在岩浆中达到饱和浓度有关，只有当各种金属离子以硅酸盐形式析出后，石英的浓度才达到饱和，故石英晶体最后晶出(3)云母<橄榄石云母<橄榄石11．(12分)下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题：(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eq\f(1,3)，所以平均每个正六边形占有的