《离子晶体》练习 精品获奖

《离子晶体》练习1．下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是()A．可溶于水B．具有较高的熔点C．水溶液能导电D．熔融状态能导电2．下列含有极性键的离子晶体是()①醋酸钠②氢氧化钾③金刚石④乙醇⑤氯化钙A．①②⑤ B．①②C．①④⑤ D．①⑤3．NaF、NaI、MgO均为离子化合物，这三种化合物的熔点高低顺序是()①NaF②NaI③MgOA．①＞②＞③ B．③＞①＞②C．③＞②＞① D．②＞①＞③4．实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是()A．水晶和干冰的熔化B．食盐和冰醋酸的熔化C．液溴和汞的汽化D．纯碱和烧碱的熔化5．下列叙述中正确的是()A．离子晶体中肯定不含非极性共价键B．原子晶体的熔点肯定高于其他晶体C．由分子组成的物质其熔点一定较低D．原子晶体中除去极性共价键外不可能存在其他类型的化学键6．由钾和氧组成的某种离子晶体中含钾的质量分数为78/126，其阴离子只有过氧离子(Oeq\o\al(2－,2))和超氧离子(Oeq\o\al(－,2))两种。在此晶体中，过氧离子和超氧离子的物质的量之比为()A．2:1 B．1:1C．1:2 D．1:37．晶态氯化钠是____________晶体，晶体中，每个钠离子周围有__________个氯离子，每个氯离子周围有__________个钠离子，钠离子半径比氯离子半径__________。在氯化物MCl中，M在第六周期，是钠的同族元素，该晶体中，每个阳离子周围有__________个氯离子。钠的金属性比M__________。氯化钠的电子式是______________，熔融后__________导电(填“能”或“不能”)。Na＋(或Cl－)周围的6个Cl－(或Na＋)相邻的连线构成多面体的结构为________________________。8．参考下表中物质的熔点，回答下列问题。物质NaFNaClNaBrNaINaClKCl熔点(℃)995801755651801776物质RbClCsClSiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点(℃)715646－－120物质SiCl4GeCl4SbCl4PbCl4熔点(℃)－－－－15(1)钠的卤化物及碱金属氯化物的熔点与卤离子及碱金属离子的__________有关，随着________增大，熔点依次降低。(2)硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物熔点与________有关，随着__________增大，__________增强，熔点依次升高。(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与____________有关，因为一般____________比____________熔点高。9．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－1)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析出的原因是________________________________________________。(3)推测云母和橄榄石的熔点顺序为________________，硬度大小为____________________。10．下列叙述正确的是()A．1个甘氨酸分子中存在9对共用电子B．PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构C．H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子D．熔点由高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅11．下列说法中正确的是()A．离子晶体中每个离子的周围吸引着6个带相反电荷的离子B．金属导电的原因是外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动C．分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合12．2022年，日本科学家发现了便于应用、可把阻抗降为零的由硼和镁两种元素组成的超导材料。这是27年来首次更新了金属超导体的记录，是目前金属化合物超导体的最高温度。该化合物也因此被美国《科学》杂志评为2022年十大科技突破之一。图13－1为该化合物的晶体结构单元示意图：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为()A．MgBB．MgB2C．Mg2BD．Mg3B213．食盐晶体如图13－2所示。在晶体中，●表示Na＋，○表示Cl－。已知食盐的密度为ρg·cm－3，NaCl的摩尔质量为Mg·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体里Na＋和Cl－的间距大约是()\r(3,\f(2M,ρNA))cm \r(3,\f(M,2ρNA))cmC.eq\r(3,\f(2NA,ρM))cm \r(3,\f(M,8ρNA))cm14．氢气是一种重要而洁净的能源，要利用氢气作能源，必须安全有效地储存氢气，有报道称某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如图13－3所示，则这种合金的化学式为()A．LaNi3B．LaNi4C．LaNi5D．LaNi615．图13－4中每条折线表示周期表ⅣA～ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是()A．H2SB．HClC．PH3D．SiH416．如图13－5，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置。这两种离子在空间3个互相垂直的方向上都是等距离排列的。图13－5(1)请将其中代表Na＋的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体结构示意图。(2)晶体中，在每个Na＋的周围与它最接近的且距离相等的Na＋共有__________个。(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl－的个数等于__________，即(填计算式)____________；Na＋的个数等于________，即(填计算式)____________。(4)设NaCl的摩尔质量为Mg·mol－1，食盐晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为______cm。17．A、B、C、D、E、F、G、H八种短周期元素，其单质的沸点如图13－6所示。图13－6请回答：(1)上述元素的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是(写化学式)______________；上述元素的气态氢化物中，最稳定的是(写化学式)________________。(2)上述元素中，某些元素的常见单质所形成的晶体为分子晶体，这些单质的分子式是______。(3)已知D、F、G三种元素的离子均具有与Ne相同的电子层结构，则这三种离子的半径由大到小的次序为(用相关元素的离子符号表示)：______________________________。18．(1)中学化学教材中图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)的晶体结构与NaCl相同，Ni2＋与最临近O2－的核间距离为a×10－8cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为g·mol－1)。(2)天然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某氧化镍晶体中就存在如图13－7所示的缺陷：一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成，试计算该晶体中Ni3＋与Ni2＋的离子个数之比。图13－7第四节离子晶体1本题考查对化学键——离子键的判断。只要化合物中存在离子键必为离子晶体，而离子晶体区别其他晶体的突出特点是：熔融状态下能导电，故D正确；至于A可溶于水，共价化合物(如HCl)也可以；B具有较高熔点，也可能为原子晶体，如SiO2；C项水溶液能导电，可以是共价化合物，如硫酸等。D2①②⑤属于离子晶体，但⑤中只有离子键，①②中有离子键、共价键。B3离子化合物的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径之和越小，离子键越强，该离子化合物的熔点越高。已知离子半径Na＋＞Mg2＋，I－＞O2－＞F－，可知NaI中离子键最弱，因MgO中的离子带两个单位电荷，故离子键比NaF中的强。B4纯碱和烧碱的熔化均需克服离子键。D5离子晶体Na2O2中存在非极性共价键，A项错；一般说原子晶体熔点高，但也不是原子晶体高于任何其他晶体，如金属钨的熔点高于某些原子晶体。原子晶体中可能有极性键和非极性共价键。C6钾质量分数为eq\f(78,126)，氧质量分数为eq\f(48,126)，n(K)n(O)＝2:3，设n(Oeq\o\al(2－,2))＝x，n(Oeq\o\al(－,2))＝y,2x＋y＝2,2x＋2y＝3，x＝mol，y＝1mol，C项正确。C7离子66小8弱Na＋[eq\o\al(·,·)Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－能正八面体8(1)表中第一栏和第二栏RbCl、CsCl的熔点明显高于第二、三栏其余物质的熔点，前者为ⅠA族元素与ⅦA族元素组成的离子晶体，而后者为分子晶体。(2)分析比较离子晶体熔点高低的影响因素：物质熔化实质是减弱晶体内微粒间的作用力，而离子晶体内是阴、阳离子，因此离子晶体的熔化实际上是减弱阴、阳离子间的作用力——离子键，故离子晶体的熔点与离子键的强弱有关。从钠的卤化物进行比较：卤素离子半径是r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)，说明熔点随卤素阴离子半径的增大而减小。又从碱金属的氯化物进行比较：碱金属阳离子半径是r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，说明熔点随碱金属阳离子半径的增大而减小。(3)分析比较分子晶体熔点高低的影响因素：分子晶体内的微粒是分子，因此分子晶体的熔点与分子间的作用力有关。从硅的卤化物进行比较：硅的卤化物分子具有相似的结构，从SiF4到SiI4相对分子量逐步增大，说明熔点随相对分子质量的增加而增大。从硅、锗、锡、铅的氯化物进行比较：这些氯化物具有相似的结构，从SiCl4到PbCl4相对分子质量逐步增大，说明熔点随相对分子质量的增加而增大。(1)半径半径(2)相对分子质量相对分子质量分子间作用力(3)晶体类型离子晶体分子晶体(本题主要考查物质熔沸点的高低与晶体类型和晶体内部微粒之间作用力的关系以及分析数据进行推理的能力。9(1)橄榄石先云母后(2)因为晶格能大的先晶出，石英比各种硅酸盐的晶格能均小(3)橄榄石＞云母橄榄石＞云母10甘氨酸的结构简式为，由结构式可以看出1个甘氨酸分子中存在10对共用电子；选项B中根据元素的化合价＋原子的最外层电子数＝8，则该原子的最外层达到8个电子的稳定结构，BCl3中B原子的最外层电子数为3，化合价为＋3价，因此B原子未达到8个电子的稳定结构；选项C中H2S和CS2都是以极性键结合而成，H2S的空间结构呈角形，正负电荷重心不重合，属于极性分子，而CS2为直线形分子，正负电荷重心重合，属于非极性分子。选项D中三种物质均为原子晶体，原子晶体的熔点与该晶体中的原子半径有关，一般来说，原子半径小的，熔点高，所以选项D正确。D11选项A中离子晶体中每个离子周围吸引带相反电荷的离子与离子半径有关，如一个Cs＋可同时吸引8个Cl－；选项B中金属内部的自由电子不是在电场力的作用下产生的；选项C中分子晶体的熔沸点很低，在常温下也有呈固态的，如S，属于分子晶体，但它在常温下为固态。D12一个晶胞有Mg：12×eq\f(1,6)＋1＝3个，有B6个，则化学式为MgB2。B13设Na＋和Cl－间距离为a，则晶胞边长为2a，则(2a)3·ρ＝eq\f(4,NA)·M，a＝eq\r(3,\f(4M,8ρNA))＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))。B14六棱柱的每个顶点为6个单元所共有，对一个单元的贡献为eq\f(1,6)，面上的点为两个单元所共有，对一个单元的贡献为eq\f(1,2)，由图知一个晶胞有Ni：18×eq\f(1,2)＋6＝15，La：12×eq\f(1,6)＋1＝3，因此C项正确。C15图中上面三条线的趋势表明这三个族的第一种非金属元素的氢化物中含有氢键，因此最下面一条曲线表明属于ⅣA族元素氢化物沸点的变化，a点代表第3周期ⅣA族元素的氢化物，应为SiH4。D16根据ρ＝eq\f(m,V)，其中m即为4个Na＋、Cl－的质量：m＝eq\f(4M,NA)，V为所示晶体的体积，可设其边长为a，则V＝a3。可求出a，进而求出题设所问。即两个距离最近的钠离子中心间的距离为eq\f(\r(2),2)a，即eq\f(\r(2),2)·eq\r(3,\f(4m,ρNA))。(1)(提示：Na＋与Cl－交替排列)(2)12(3)48×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)412×eq\f(1,4)＋1(4)eq\f(\r(2),2)·eq\r(3,\f(4M,ρNA))17(1)NaOHHF(2)N2、O2、F2、Ne(3)F－＞Na＋＞Mg2＋18(1)如图所示，以最小立方体作为计算单元，此结构中含有Ni2＋—O2－离子数为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)(个)