新教材2025版高中化学课时作业7离子键离子晶体苏教版选择性必修2

课时作业7离子键离子晶体1．有下列离子晶体的空间结构示意图。图中黑球代表M阳离子，白球代表N阴离子，则化学式为MN2的晶体结构为()2．下列说法中正确的是()A.固态时能导电的晶体肯定是金属晶体B.熔融态能导电的晶体肯定是离子晶体C.水溶液能导电的晶体肯定是离子晶体D.固态不导电而熔融态能导电的晶体肯定是离子晶体3．离子晶体中肯定不会存在的相互作用是()A.离子键B．极性键C.非极性键D．范德华力4．已知金属钠与两种卤族元素形成的化合物Q、P，它们的晶格能分别为923kJ·mol－1、786kJ·mol－1，下列有关说法中不正确的是()A.Q的熔点比P的高B.若P是NaCl，则Q肯定是NaFC.Q中成键离子核间距比P的小D.若P是NaCl，则Q可能是NaBr5．钇钡铜氧化合物晶胞的结构如下图所示，则该化合物的化学式可能是()A.YBa2Cu3O4B．YBa2Cu2O5C.YBa2Cu3O5D．YBaCu4O46．Na和Cl在50～300GPa的高压下反应生成NaCl晶体的一种晶胞如图(白球表示氯离子，灰球表示钠离子)，该晶体的化学式为()A.NaClB．Na6Cl4C.Na3ClD．NaCl37．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列推断正确的是()A.该晶体属于分子晶体B.该晶胞中Zn2＋和S2－数目相等C.阳离子的配位数为6D.氧化锌的熔点低于硫化锌8．食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρg·cm－3，摩尔质量为Mg·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是()A.eq\r(3,\f(2M,ρNA))cmB.eq\r(3,\f(M,2ρNA))cmC.eq\r(3,\f(2NA,ρM))cmD.eq\r(3,\f(M,8ρNA))cm9.已知某离子晶体晶胞如图所示，其摩尔质量为Mg·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为dg·cm－3。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eq\r(3,\f(4M,NA·d))cm10．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)镍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＋的半径分别为69pm和78pm，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________。11．CaF2、CaC2都是工业生产的重要物质。回答下列问题：(1)基态钙原子的电子排布式为________________，钙原子核外有________种不同能量状态的电子。(2)CaF2的晶胞结构如图所示。①CaF2晶胞中，Ca2＋的配位数为________。②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，已知A、B原子的坐标参数如图所示，则C原子的坐标参数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(，，\f(1,4)))。③晶胞中两个F－的核间距最小为273.1pm，用NA表示阿伏加德罗常数，则晶体的密度为______________g·cm－3(列出计算式即可)。12.氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料，掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢，在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如图所示。(1)基态Ti原子的外围电子轨道表示式为____________________。(2)NaH的熔点为800℃，不溶于有机溶剂。NaH属于________晶体，其电子式为____________。(3)NaAlH4晶体中，与Na＋紧邻且等距的AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))有________个；NaAlH4晶体的密度为________g·cm－3(用含a的代数式表示)。若NaAlH4晶胞底心处的Na＋被Li＋取代，得到的晶体为____________(填化学式)。13.如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置。这两种离子在空间三个相互垂直的方向上都是等距离排列的。(1)请将其中代表Cl－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＋的四周与它最接近的且距离相等的Na＋共有________个。(3)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，阿伏加德罗常数的值为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为____________cm。14．(1)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为________nm，与K紧邻的O个数为________。(2)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。(3)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为anm、FeS2相对分子质量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为____________；晶胞中Fe2＋位于Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。(4)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其中a的配位数为________________，若晶胞边长为540.0pm，密度为________g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为____________pm(列式表示)。课时作业7离子键离子晶体1．答案：B2．解析：A项，石墨能导电，石墨不是金属晶体，错误；B项，金属晶体在熔融状态下也能导电，错误；C项，分子晶体的水溶液也能导电，错误；D项，离子晶体在固态时不导电而熔融态下能导电，正确。答案：D3．解析：离子晶体中肯定含有离子键，也可能含有共价键，主要是OH－和含氧酸根离子中的极性共价键，还有Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))等中的非极性共价键。只有分子晶体中才含有范德华力，离子晶体中肯定不会有范德华力。因此选D项。答案：D4．解析：本题主要考查影响晶格能大小的因素及晶格能对物质性质的影响。Q的晶格能大于P的晶格能，故Q的熔点比P的高，A项正确；因F－的半径比Cl－的小，其他卤素离子的半径比Cl－的大，故若P是NaCl，只有NaF的晶格能强于NaCl的，B项正确，D项错误。因Q、P中阳离子均为Na＋，阴离子所带电荷数相同，故晶格能的差异是由成键离子核间距确定的，晶格能越大，表明核间距越小，C项正确。答案：D5．解析：位于顶点的铜原子(最上层平面和最下层平面)的共8个，这个晶胞中分摊到8×eq\f(1,8)＝1(个)；位于棱上(中间两个平面)的也是8个，这个晶胞分摊到的是8×eq\f(1,4)＝2(个)，所以，每个晶胞单独占有的铜原子数为3个。氧原子共13个，位于晶胞面上(不含棱)的是7个，位于晶胞棱上的是6个，所以，每个晶胞单独含有的氧原子数共为7×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,4)＝5(个)。所以该晶体每个晶胞中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5，化学式为YBa2Cu3O5。答案：C6．解析：题图所示晶胞含有3个钠离子、1个氯离子，所以该晶体的化学式为Na3Cl，故C正确。答案：C7．解析：ZnS是Zn2＋和S2－构成的离子化合物，属于离子晶体，A错误；由晶胞结构可知，Zn分别位于晶胞的顶点和面心，Zn2＋数目为：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，S2－数目也为4，B正确；ZnS晶体中，阳离子Zn2＋的配位数是4，C错误；ZnO和ZnS所带电荷相等，氧离子半径小于硫离子，故ZnO的晶格能大于ZnS，D错误。答案：B8．解析：食盐晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，每个晶胞的体积为eq\f(M,ρNA)×4cm3，设食盐晶体里Na＋和Cl－的间距为xcm，所以可得(2x)3＝eq\f(M,ρNA)×4，解得x＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。答案：B9．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，错误；B项，晶胞中阴、阳离子的配位数都是6，错误；C项，该晶胞符合NaCl晶胞的特征，正确；D项，设晶胞边长为acm，则两个距离最近的阳离子的核间距离为eq\f(\r(2),2)acm，4×Mg·mol－1＝NAmol－1×a3cm3×dg·cm－3，可求出a＝eq\r(3,\f(4M,NAd))，核间距为eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(4M,NAd))cm，错误。答案：C10．解析：(1)镍为28号元素，Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2。(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。由于Ni2＋的半径小于Fe2＋的半径，则熔点：NiO>FeO。(3)因为NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，而氯化钠中阴、阳离子的配位数均为6，所以NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6。(4)晶胞中镧原子数＝8×1/8＝1；镍原子数＝1＋8×1/2＝5，所以化学式为LaNi5。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2(2)＞(3)6，6(4)LaNi511．解析：(1)Ca是20号元素，依据构造原理可知基态钙原子的电子排布式是1s22s22p63s23p64s2，可简写为[Ar]4s2，依据核外电子排布式可知Ca原子核外有6种不同能量状态的电子。(2)①以面心Ca2＋为探讨对象，晶体中与该Ca2＋距离相等且最近的F－共有8个，因此Ca2＋的配位数是8。②视察A、B、C的相对位置，可知C原子的x坐标是eq\f(3,4)，y坐标是eq\f(3,4)，z坐标是eq\f(1,4)。③依据晶胞结构可知，在一个晶胞中含有Ca2＋的数目为eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，含有F－的数目为1×8＝8，即一个晶胞中含有4个CaF2，依据C原子的坐标参数可知，晶胞中两个F－最小的核间距为晶胞边长的一半，所以晶胞参数a＝2×273.1pm＝546.2pm，则该晶体的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×78g,NA×（546.2×10－10cm）3)＝eq\f(4×78,NA×（546.2×10－10）3)g·cm－3。答案：(1)[Ar]4s2(或1s22s22p63s23p64s2)6(2)①8②eq\f(3,4)eq\f(3,4)③eq\f(4×78,NA×（546.2×10－10）3)12．解析：(1)Ti原子核外电子数为22，外围电子排布式为3d24s2，外围电子轨道表示式为；(2)NaH的熔点为800℃，不溶于有机溶剂，应属于离子晶体，由钠离子与氢负离子构成，电子式为Na＋[∶H]－；(3)依据均摊法可知，晶胞中AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))数目为8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4，Na＋数目为4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＝4，则二者配位数为1∶1，以体心的AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))探讨，与之紧邻且等距的Na＋位于晶胞棱之间、晶胞中上面立方体左右侧面面心、晶胞中下面立方体前后面的面心，与AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))紧邻且等距的Na＋有8个，则与Na＋紧邻且等距的AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))有8个；晶胞质量为4×eq\f(54,NA)g，晶胞密度为4×eq\f(54,NA)g÷[(a×10－7cm)2×2a×10－7cm]＝eq\f(108×1021,NAa3)g·cm－3，若NaAlH4晶胞底心处的Na＋被Li＋取代，可知晶胞中Li＋为1，Na＋数目为3，而晶胞中AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))数目不变，可得化学式为Na3Li[AlH4]4。答案：(1)(2)离子Na＋[∶H]－(3)8eq\f(108×1021,NAa3)Na3Li[AlH4]413．解析：(1)在氯化钠晶体中Na＋和Cl－是相间排列的。如下图所示。(2)与Na＋最接近的且距离相等的Na＋共有12个。(3)依据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。由此可知，NaCl晶胞中，含Na＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个；含Cl－：12×eq\f(1,4)＋1＝4个。(4)设Cl－与Na＋的最近距离为acm，则两个最近的Na＋间的距离为eq\r(2)acm，又eq\f(（a＋a）3·ρ,4)NA＝M。即a＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))。所以Na＋间的最近距离为eq\r(2)·eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。答案：(1)(答案不唯一，合理即可)(2)12(3)412×eq\f(1,4)＋1＝448×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(答案不唯一，只要与第(1)问对应即可)(4)eq\r(2)·eq\r(3,\f(M,2ρNA))14．解析：(1)由图像可知，K与O间的最短距离为面的对角线的一半，即eq\f(\r(2),2)a≈eq\f(1.414,2)×0.446nm≈0.315nm，在一个晶胞中与K紧邻的O个数为3×eq\f(1,2)＝1.5，K属于8个晶胞，故紧邻O的个数共为1.5×8＝12。(2)依据晶胞结构以及各原子的数目，K处于体心位置，O处于棱心位置。(3)由均摊