2025版新教材高中化学第三章晶体结构与性质第三节金属晶体与离子晶体第2课时离子晶体过渡晶体与混合型晶体课时作业新人教版选择性必修2

第2课时离子晶体过渡晶体与混合型晶体必备学问基础练进阶训练第一层1．下列叙述不正确的是()A．离子晶体中只含有离子键B．含有离子键的晶体肯定是离子晶体C．离子晶体中可能含有共价键D．有的离子晶体的阴离子或阳离子中存在电中性分子2．仅由下列各组元素所组成的化合物，不行能形成离子晶体的是()A．H、O、SB．Na、H、OC．K、Cl、OD．H、N、Cl3．在冰晶石(Na3[AlF6])晶胞中，[AlF6]3－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＋个数为()A．12B．8C．4D．34．为了确定SbCl3、SbCl4、SbCl5是否为离子化合物，可进行下列试验，其中合理的是()A．视察常温下的状态，SbCl5是苍黄色液体，SbCl4为无色液体。结论：SbCl5和SbCl4都是离子化合物B．测定SbCl3、SbCl5、SbCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、－33℃。结论：SbCl3、SbCl4、SbCl5都不是离子化合物C．将SbCl3、SbCl4、SbCl5分别溶解于水中，分别滴入用HNO3酸化的AgNO3溶液，均产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl4、SbCl5都是离子化合物D．测定SbCl3、SbCl4、SbCl5的水溶液的导电性，发觉它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl4、SbCl5都是离子化合物5．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列试验事实能说明CaF2肯定是离子晶体的是()A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度微小6．下列有关离子晶体的比较不正确的是()A．熔点：NaF>MgF2>AlF3B．离子键强弱：NaF>NaCl>NaBrC．离子晶体中除了含有离子键外，还可能存在共价键、氢键等D．硬度：MgO>CaO>BaO7．在NaCl晶体中与每个Na＋距离等同且最近的几个Cl－所围成的空间几何构型为()A．正四面体B．正六面体C．正八面体D．正十二面体8．石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析，石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为()A．2∶3B．2∶1C．1∶3D．3∶29．北京高校和中国科学院的化学工作者最近研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，试验测知该物质属于离子晶体，且有良好的超导性，下列K3C60的组成和结构分析正确的是()A．该物质分子式为K3C60B．K3C60的摩尔质量是837C．1molK3C60中含有的离子键的数目为63×6.02×1023个D．K3C60中既有离子键，又有共价键，在熔融状态下能导电10．下图是氯化铵晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的NHeq\o\al(＋,4)核间距离为acm，氯化铵的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铵晶体的密度(单位g·cm－3)为()A．eq\f(8M,a3NA)B．eq\f(M,a3NA)C．eq\f(a3M,8NA)D．eq\f(a3M,NA)11．高温下超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价，如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)，则下列说法中正确的是()A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个Oeq\o\al(－,2)B．晶体中每个K＋四周有8个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)四周有8个K＋C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个D．晶体中，0价氧与－2价氧的数目比为2∶112．硅酸盐与二氧化硅一样，都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成，其中表示氧原子，黑点表示硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。如图所示为某无限长单键的多聚硅酸根离子的结构，试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为()A．1∶2B．1∶3C．1∶4D．2∶513．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是()A．从石墨中剥离石墨烯须要破坏化学键B．石墨中的碳原子实行sp2杂化，每个sp2杂化轨道含eq\f(2,3)s轨道与eq\f(1,3)p轨道C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子关键实力综合练进阶训练其次层一、选择题：每小题只有一个选项符合题意1．下图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()A．(1)和(3)B．(2)和(3)C．(1)和(4)D．只有(4)2．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，晶胞参数a＝b＝c，α＝β＝γ，下列有关说法正确的是()A．该晶体属于离子晶体，晶体的化学式为BaOB．该晶体中化学键类型只有离子键C.该晶体晶胞结构与ZnS相像D．Oeq\o\al(2－,2)填入Ba2＋积累产生的八面体空隙，填隙率100%3．“原子坐标参数”可以表示晶胞内部各原子的相对位置。CaF2是典型的离子晶体，A、B两点坐标如图所示，晶胞边长为acm。下列说法错误的是()A．Ca2＋四周最近且等距离的F－为4个B．Ca2＋和F－最近核间距为eq\f(\r(3),4)acmC．C点的坐标参数为(eq\f(3,4)，eq\f(3,4)，eq\f(1,4))D．CaF2的熔点高于CaCl24．如图所示为离子晶体的晶胞结构示意图，则离子晶体的对应组成表达肯定不正确的是()5．下列物质中，含有极性共价键的离子晶体是()A．NaClB．Na2OC．Na2O2D．NaOH二、非选择题6．NaCl是重要的化工原料。回答下列问题：(1)元素Na的焰色反应呈________色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子，其价电子轨道表示式为________。(2)KBr具有NaCl型的晶体结构，但其熔点比NaCl低，缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)NaCl晶体在50～300GPa的高压下和Cl2反应，可以形成一种晶体，其立方晶胞如图所示(大球为Cl，小球为Na)。①若A的原子坐标为(0，0，0)，B的原子坐标为(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,4))，则C的原子坐标为______________________________。②晶体中，Cl构成的多面体包含________个三角形的面，与Cl紧邻的Na个数为________。③已知晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为________g·cm－3(列出计算式)。7．石墨是一种混合型晶体，具有多种晶体结构，其一种晶胞的结构如图所示，回答下列问题：(1)基态碳原子的轨道表示式为________________________________________________________________________。(2)碳、氮、氧三种元素的第一电离能由大到小的依次为________。(3)CHeq\o\al(－,3)是有机反应中重要的中间体，其空间结构为________。(4)石墨晶体中碳原子的杂化形式为________，晶体中微粒间的作用力有________(填字母)，石墨熔点高于金刚石是因为存在________(填字母)。A．离子键B．共价键C．π键D．氢键E．范德华力

学科素养升级练进阶训练第三层1.[2024·湖北卷]某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是()A．Ca2＋的配位数为6B．与F－距离最近的是K＋C．该物质的化学式为KCaF3D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将变更2．LiF晶体结构属于氯化钠型，其晶胞结构如图所示。下列说法中不正确的是()A．离子半径：Li＋＜Na＋、F－＜Cl－B．LiF的熔点和沸点比NaCl的高C．LiF晶体结构中每个Li＋四周有6个F－D．1个LiF晶胞中含有的Li＋和F－数均是63．Li是最轻的固体金属，采纳Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。下列有关Li及其化合物的说法中错误的是()A．LiAlH4中存在离子键、σ键B．Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图1的Born­Haber循环计算得2908kJ·mol－1C．Li2O具有反萤石结构，晶胞如图2所示。已知晶胞参数为0.4665nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为eq\f(8×7＋4×16,NA×（0.4665×10－7）3)g·cm－3D.LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子的空间结构是三角锥型4.填空。(1)下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为________。(2)已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单链结合，试依据下图(晶体的一部分)确定该晶体的化学式为________(用A、B表示)。(3)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式积累，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。

第2课时离子晶体过渡晶体与混合型晶体必备学问基础练1．答案：A解析：NaOH为离子晶体，含有离子键和共价键，A错误；含有离子键的化合物形成的晶体肯定是离子晶体，B正确；NaOH为离子晶体，含有离子键和共价键，C正确；Cu(NH3)4SO4·H2O为离子晶体，阳离子[Cu(NH3)4]2＋中存在电中性分子NH3，D正确；故选A。2．答案：A解析：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。B项如NaOH，C项如KClO，D项如NH4Cl，均为离子晶体。3．答案：A解析：NaCl晶胞中所含Cl－个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，由题意知，冰晶石晶胞中[AlF6]3－的个数也应为4，化学式Na3[AlF6]中Na＋和[AlF6]3－的个数比为3∶1，所以冰晶石晶胞中含Na＋个数为4×3＝12。故选A。4．答案：B解析：离子化合物的熔、沸点较高，常温下均为固体，故A错误；由熔点数据可知SbCl3、SbCl5、SbCl4的熔点均比较低，而离子化合物的熔点一般较高，故B正确；HCl溶于水电离产生Cl－，也能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，但HCl为分子晶体，故C错误；某些分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电，如HCl晶体等，故D错误；故选B。5．答案：C解析：难溶于水，其水溶液的导电性极弱，不能说明CaF2肯定是离子晶体，故A不符；熔、沸点较高，硬度较大，也可能是共价晶体，B项不能说明CaF2肯定是离子晶体，故B不符；固体不导电但熔融状态下可以导电，肯定有自由移动的离子生成，C项说明CaF2肯定是离子晶体，故C正确；CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度微小，只能说明CaF2可能是极性分子，不能说明CaF2肯定是离子晶体，故D不符；故选C。6．答案：A解析：r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷数依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增加，故熔点依次上升，A项错误；r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的离子键依次减弱，B项正确；CuSO4·5H2O晶体为离子晶体，CuSO4·5H2O晶体中存在共价键、氢键等，C项正确；r(Mg2＋)<r(Ca2＋)<r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO中离子键依次减弱，硬度依次减小，D项正确；故选A。7．答案：C解析：先确定Na＋的配位数，进一步确定空间几何构型。NaCl晶体中Na＋的配位数为6，将6个Cl－结合Na＋可得空间几何构型为正八面体；故选C。8．答案：A解析：石墨晶体中，每一个六边形占有的碳原子数目为eq\f(1,3)×6＝2，占有碳碳单键的数目为eq\f(1,2)×6＝3，所以石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为2∶3，故选A。9．答案：D解析：该物质属于离子晶体，K3C60应为化学式而非分子式，A错误；摩尔质量应当有单位，B错误；1molK3C60中含3mol阳离子和1mol阴离子，所以离子键的数目为3×6.02×1023个，C错误；K3C60中既有K＋和Ceq\o\al(3－,60)形成的离子键，又有Ceq\o\al(3－,60)中C原子形成的共价键，在熔融状态下能电离出离子从而导电，D正确；故选D。10．答案：B解析：1个晶胞中含有1个Cl－，1个NHeq\o\al(＋,4)(8×eq\f(1,8))，则1个晶胞中含有1个NH4Cl。1个NH4Cl的质量m＝eq\f(M,NA)g，晶胞体积V＝a3cm3，则密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(M,NA),a3)＝eq\f(M,NAa3)g·cm－3，故选B。11．答案：A解析：该晶胞中钾离子个数＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；超氧根离子个数＝1＋12×eq\f(1,4)＝4，所以钾离子和超氧根离子个数之比＝4∶4＝1∶1，所以超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个Oeq\o\al(－,2)，A正确；依据图知，晶体中每个K＋四周有6个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)四周有6个K＋，B错误；晶体中与每个K＋距离最近的K＋个数＝3×8×eq\f(1,2)＝12，C错误；晶胞中K＋与Oeq\o\al(－,2)个数分别为4、4，所以1个晶胞中有8个氧原子，依据电荷守恒－2价O原子数目为2，所以0价氧原子数目为8－2＝6，所以晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1，D错误；故选A。12．答案：B解析：由无限长单链的多聚硅酸根离子的结构图可知，重复结构单元为eq\a\vs4\al()，○表示氧原子，中心黑点表示硅原子，则结构单元中硅原子个数为1，氧原子个数为2＋2×eq\f(1,2)＝3，所以该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为1∶3。故选B。13．答案：C解析：石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯须要破坏分子间作用力，故A错误；石墨中的碳原子实行sp2杂化，每个sp2杂化轨道含eq\f(1,3)s轨道与eq\f(2,3)p轨道，故B错误；石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，故C正确；每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×eq\f(1,3)＝2，故D错误；故选C。关键实力综合练1．答案：C解析：因为在NaCl晶体中，每个Na＋四周同时吸引着最近的等距离的6个Cl－，同样，每个Cl－四周吸引着最近的等距离的6个Na＋。(1)图中，假如把中心微粒看作Na＋，其四周为6个Cl－，(1)图符合条件；(2)图中，假如把顶点看成Na＋，则四周有8个Cl－，(2)图不符合条件；(3)图中，假如把中心微粒看作Na＋，其四周为8个Cl－，(3)图不符合条件；(4)图中，选取其中一个离子，然后沿X、Y、Z三轴切割得到6个等距离且最近的带相反电荷的离子，所以配位数也为6，(4)图符合条件，综上，(1)(4)符合题意；故选C。2．答案：D解析：晶胞中Ba2＋位于晶胞的顶点和面心位置，晶胞中共含有Ba2＋的个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Oeq\o\al(2－,2)位于晶胞的边上和体心位置，共含有Oeq\o\al(2－,2)的个数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，该氧化物为BaO2，A错误；Oeq\o\al(2－,2)中O和O之间为非极性共价键，B错误；由晶胞结构可知，离子配位数为6，与NaCl结构相像，C错误；Oeq\o\al(2－,2)位于体心和棱心，均处在Ba2＋积累产生的八面体空隙内，因此填隙率为100%，D正确；故选D。3．答案：A解析：由结构图可知Ca2＋四周最近且等距离的F－为8个，A错误；Ca2＋和F－最近核间距为体对角线的eq\f(1,4)，故为eq\f(\r(3),4)a，B正确；视察A、B、C的相对位置，可知C点x轴坐标为eq\f(3,4)，y轴坐标为eq\f(3,4)，z轴坐标为eq\f(1,4)，所以C点的坐标参数为(eq\f(3,4)，eq\f(3,4)，eq\f(1,4))，C正确；由于CaF2和CaCl2都是离子化合物，熔点凹凸与离子键强度有关，阳离子相同，F－比Cl－半径小，所以CaF2的离子键强，熔点高，D正确；故选A。4．答案：B解析：该晶胞中平均含有X的数目为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，Y的数目为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，即晶胞中所含X与Y的个数比为1∶1，故该离子晶体的化学式可能为XY，A选项正确；该晶胞中平均含有X的数目为8×eq\f(1,8)＝1，Y的数目为6×eq\f(1,2)＝3，Z的数目为1，即晶胞中所含X、Y、Z的个数比为1∶3∶1，故该离子晶体的化学式可能为XY3Z，B选项错误；该晶胞中平均含有X的数目为4×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋2＝eq\f(9,2)，Y的数目为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)即晶胞中所含X、Y的个数比为9∶1，故该离子晶体的化学式可能为X9Y，C选项正确；该晶胞中平均含有X的数目为1，Y的数目为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，即晶胞中所含X、Y的个数比为2∶1，故该离子晶体的化学式可能为X2Y，D项正确；故选B。5．答案：D解析：NaCl只含离子键，A错误；Na2O只含离子键，B错误；Na2O2是含有非极性共价键的离子晶体，C错误；NaOH是含有极性共价键的离子晶体，D正确；故选D。6．答案：(1)黄(2)K＋的半径大于Na＋，Br－半径大于Cl－，KBr中离子键较弱(3)①(1，eq\f(3,4)，eq\f(1,2))②204③259/(NAa3×10－30)解析：(1)元素Na的焰色反应呈黄色；激发态Na原子，价电子由3s能级激发到3p能级，其价电子轨道表示式为。(2)KBr具有NaCl型的晶体结构，都属于离子晶体。但其熔点比NaCl低，缘由是K＋半径比Na＋大，Br－半径大于Cl－，KBr中离子键较弱，所以KBr熔点比NaCl低。(3)①依据晶胞的结构及A、B两点的坐标可知，C的原子坐标为(1，eq\f(3,4)，eq\f(1,2))。②依据晶胞结构可知，晶体中Cl构成的多面体包含20个三角形的面，与Cl紧邻的Na个数为4。③依据均摊法可知，该晶体中含有2个Na和6个Cl，ρ＝m/V＝[(23×2＋6×35.5)/NA]/(a×10－10)3＝259/(NAa3×10－30)。7．答案：(1)(2)N>O>C(3)三角锥形(4)sp2BCEC解析：(1)依据构造原理，基态碳原子的轨道表示式为。(2)依据元素周期律可知，同一周期的元素，其第一电离能随着原子序数的递增而呈增大趋势，但是由于氮原子的2p轨道呈较稳定的半充溢状态，其第一电离能高于同周期相邻的两种元素，因此，碳、氮、氧元素的第一电离能由大到小的依次为N>O>C。(3)CHeq\o\al(－,3)中心原子碳的价层电子对数为3＋eq\f(4＋1－3×1,2)＝4，为sp3杂化，三个杂化轨道填充共用电子对，一个杂化轨道被孤电子对占据，故离子的空间结构为三角锥形。(4)石墨晶体为平面层状结构，层内每个碳原子与四周三个碳原子形成共价键，且键角为120°，则碳原子为sp2杂化。层内相邻碳原子间以共价键结合，未杂化的p轨道形成大π键，层间以范德华力结合，故选BCE。金刚石中碳原子间以单键结合，而石墨中碳原子间还形成π键，使其键能增大，故石墨熔点高于金刚石。学科素养升级练1．答案：B解析：Ca2＋在晶胞体心，与其距离相等且最近的为在面心处的F－，故A项正确；Ca2＋与F－的最近距离是棱长的一半，K＋与F－的最近距离是面对角线长度的一半，则与F－距离最近的是Ca2＋，B项错误；Ca2＋在体心，个数为1，F－在面心，个数为6×eq\f(1,2)＝3，K＋在顶角，个数为8×eq\f(1,8)＝1，故C项正确；若F－换为Cl－，Cl－半径大，故晶胞棱长将变更，D项正确。2．答案：D解析：电子层数越多半径越大，则离子半径：Li＋＜Na＋、F－＜Cl－，A正确；阴、阳离子所带电荷数分别相同，但Li＋半径小于Na＋半径、F－半径小于Cl－半径，LiF的熔点和沸点比NaCl的高，B正确；LiF晶体结构中，体心的Li＋，每个Li＋四周有6个F－，C正确；1个LiF晶胞中含有的Li＋为1＋12×eq\f(1,4)＝4，F－为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1