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.doc

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原子位于晶胞内部，未被其他晶胞共用，故F原子的个数为8，所以该化合物的化学式为CaF2。假设现有1 mol CaF2，其中含有NA个钙离子，则含有个晶胞，再假设一个晶胞的体积为V cm3，则1 mol CaF2的体积为V cm3，根据质量关系列关系式得Va78，解得该晶胞的体积V。答案：(1)2s22p41s22s22p63s23p6(2)Na3AlF6六氟合铝酸钠(3)2Al2O3(熔融)4Al3O2(4)Al2O3为离子晶体(或者离子化合物)，而AlCl3为分子晶体(或者共价化合物)(5)CaO晶体中Ca2、O2带的电荷数大于NaCl晶体中Na、Cl带的电荷数(6)CaF28