【2020秋备课】高中化学练习新人教版选修3-3.4-离子晶体.docx

3.4离子晶体
1.离子晶体不行能具有的性质是(　　)

A.较高的熔沸点 B.良好的导电性
C.溶于极性溶剂 D.坚硬而易粉碎
解析:离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的,在固态时,阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动,因而不导电。只有在离子晶体溶于水或熔融后,电离成可以自由移动的阴、阳离子,才可以导电。
答案:B
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、S B.Na、H、O
C.K、Cl、O D.H、N、Cl
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。
答案:A
3.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。下列试验确定能说明CaF2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
解析:难溶于水,其水溶液的导电性极弱,不能说明CaF2确定是离子晶体;熔沸点较高,硬度较大,也可能是原子晶体的性质,B不能说明CaF2确定是离子晶体;熔融状态下可以导电,确定有自由移动的离子生成,C说明CaF2确定是离子晶体;CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度微小,只能说明CaF2是极性分子,不能说明CaF2确定是离子晶体。
答案:C
4.有关晶格能的叙述正确的是(　　)
A.晶格能是气态原子形成1摩尔离子晶体释放的能量
B.晶格能通常取正值,但有时也取负值
C.晶格能越大,形成的离子晶体越稳定
D.晶格能越大,物质的硬度反而越小
解析:晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量,晶格能取正值,且晶格能越大,晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。
答案:C
5.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　)
A.熔点:NaF>MgF2>AlF3
B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2
D.硬度:MgO>CaO>BaO
解析:把握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的一个关键点。由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增加,晶格能依次增大,故熔点依次上升。r(F-)均为1∶1型离子化合物,依据下列数据推断它们的熔沸点由高到低的挨次是(　　)

物质
AB
CD
EF
离子电荷数
1
1
2
核间距/10-10 m
2.31
3.18
2.10

A.CD>AB>EF B.AB>EF>CD
C.AB>CD>EF D.EF>AB>CD
解析:离子所带的电荷数越多,核间距越小,则晶格能越大,熔沸点越高。
答案:D
7.下列物质中,属于含有极性共价键的离子晶体的是(　　)
A.CsCl B.KOH C.H2O D.Na2O2
解析:水是共价化合物,形成的晶体是分子晶体。CsCl、KOH、Na2O2都是离子晶体,但是CsCl中只有离子键。KOH由K+和OH-组成,OH-中存在极性共价键,因此B选项符合题意。Na2O2由Na+和组成,中存在非极性共价键,不符合题意。
答案:B
8.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行下列试验,其中合理、牢靠的是(　　)
A.观看常温下的状态,SbCl5是苍黄色液体,SnCl4为无色液体。结论:SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃、-33 ℃。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性,发觉它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
解析:离子化合物一般熔点较高,熔化后可导电;分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电,如HCl等溶于水电离产生Cl-,能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应,产生白色沉淀,故A、C、D都不行靠。
答案:B
9.下列说法中确定正确的是(　　)
A.固态时能导电的物质确定是金属晶体
B.熔融状态能导电的晶体确定是离子晶体
C.水溶液能导电的晶体确定是离子晶体
D固态不导电而熔融状态导电的晶体确定是离子晶体
解析:四种晶体在不同状态下的导电性区分如下:

分子晶体
原子晶体
金属
晶体
离子
晶体
固态
不导电
不导电(单质
硅为半导体)
可导电
不导电
熔融状态
不导电
不导电
可导电
可导电
水溶液
有的可导电
不溶于水
一般不
溶于水
可导电

另外,固态石墨也可以导电,而石墨是混合晶体。
答案:D
10.对于氯化钠晶体,下列描述正确的是(　　)
A.它是六方紧密积累的一个例子
B.58.5 g氯化钠晶体中约含6.02×1023个NaCl分子
C.与氯化铯晶体结构相同
D.每个Na+与6个Cl-作为近邻
解析:氯化钠晶体的晶胞结构如图所示,从中可以看出在立方体的面心中均有Cl-,故其是面心立方最密积累,故A错;氯化铯晶体的晶胞结构为,其结构呈体心立方最密积累,故C错;从上图中可以得出氯化钠晶体中以Na+为中心向三维方向伸展,有6(上、下、前、后、左、右)个Cl-近邻,故D正确;NaCl为离子晶体,其中不含有NaCl分子,故B错。
答案:D
11.下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2晶体中,阴、阳离子个数比是1∶1
B.NaCl晶胞中有1个Na+和1个Cl-
C.CaF2晶体中,Ca2+和F-的配位数之比为1∶2
D.CsCl晶胞中,Cl-的配位数是8
解析:Na2O2晶体中阳离子是Na+,阴离子是(看作离子团),阴、阳离子个数比为1∶2;而NaCl只是化学式,阳离子为Na+,阴、阳离子个数比是1∶1,在晶胞中,依据均摊法,有4个Na+和4个Cl-;从CaF2化学式组成来看,Ca2+和F-的配位数之比是2∶1。
答案:D
12.某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如下图:A为阴离子,在立方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为(　　)

A.B2A B.BA2
C.B7A4 D.B4A7
解析:依据均摊法,该结构单元中含A:8×1=8,含B:×8+×6=4,B与A离子数之比为4∶8=1∶2,即该晶体的化学式为BA2,B项正确,故答案为B项。
答案:B
13.(1)共价键、范德华力和离子键是粒子之间的三种作用力。有下列晶体:①KNO3　②SiO2　③晶体Si　④石墨　⑤KCl　⑥S8。其中,至少含有两种作用力的是　　　　　　　　　　。 
(2)下列几组物质间大小关系是(填“>”或“<”):
①晶格能:NaCl　　　　　NaBr; 
②硬度:MgO　　　　　　CaO; 
③熔点:NaI　　　　　　NaBr; 
④熔沸点:CO2　　　　　　NaCl。 
答案:(1)①④⑥
(2)①>　②>　③<　④<
14.下列7种物质:①白磷(P4)　②水晶　③氯化铵　④氢氧化钙　⑤氟化钠　⑥过氧化钠　⑦石墨,固态下都为晶体,回答下列问题(填写序号):
(1)不含金属离子的离子晶体是　　　　,只含离子键的离子晶体是　　　　,既有离子键又有非极性键的离子晶体是　　　　,既有离子键又有极性键的离子晶体是　　　　　。 
(2)既含范德华力又有非极性键的晶体是　　　,熔化时既要克服范德华力又要破坏化学键的是　　　,熔化时只破坏共价键的是　　　　。 
解析:(1)属于离子晶体的有③④⑤⑥,其中③只含非金属元素,NaF中只含离子键,Na2O2中有离子键和非极性共价键,NH4Cl和Ca(OH)2有离子键和极性共价键。
(2)分子晶体中含范德华力,只有白磷、石墨晶体中既有范德华力又有共价键,水晶中只含共价键。
答案:(1)③　⑤　⑥　③和④
(2)①⑦　⑦　②
15.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,且原子序数依次增大,其中A原子核外有三个未成对电子;A与B可形成离子化合物B3A2;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D原子核外的M层中有两对成对电子;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均布满。请依据以上信息,回答下列问题(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示):
(1)比E核外电子数少5的元素的原子核外电子排布式是　　　　　　　　　,A、B、C、D的第一电离能由小到大的挨次为　　　　　　　。 
(2)B的氯化物的熔点远高于C的氯化物的熔点,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)A的氢化物属于　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子,D的低价氧化物分子的空间构型是　　　　　　　。 
(4)A、E形成的某种化合物的晶胞结构如图所示,则其化学式为　　　　　　(每个球均表示1个原子)。 
解析:A原子核外有三个未成对电子,可以推断为N;A与B可形成离子化合物B3A2,可以推断B为Mg;C元素是地壳中含量最高的金属元素,即为Al;D原子核外的M层中有两对成对电子,可以推断D为S;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均布满,可以推断E为Cu,Cu的核外电子数为29,比其核外电子数少5的是Cr元素。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)　Al原子序数为　　　,其核外M层电子的排布式为　　　。 
(4)H2Se的酸性比H2S　　　(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为　　　,S的立体构型为　　　。 
(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10-2,请依据结构与性质的关系解释:
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于其次步电离的缘由:　; 
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的缘由: 
　。 
(6)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,其晶胞边长为540.0 pm,密度为　　　g·cm-3(列式并计算),a位置S2-与b位置Zn2+之间的距离为　　　pm(列式表示)。 

解析:(1)首先依据S8的结构和价电子特点,确定其杂化方式。S的价电子数是6,其中形成2个σ键,还有两对孤电子对,故杂化方式为sp3。
(2)在周期表中,同主族元素从上到下得电子力气减弱,第一电离能依次减小。
(3)Se在S的下一周期,其原子序数是16+18=34,电子排布式为[Ar]3d104s24p4。
(4)H—Se键的键长比H—S键的键长长,所以H—Se键易断裂,故H2Se酸性比H2S强。SeO3中Se的杂化方式为sp2杂化,立体构型为平面三角形。S中S的杂化方式为sp3杂化,与3个O原子配位,故立体构型为三角锥形。
(5)①第一步电离产生的H+抑制HSe和HSe的电离,使得HSe和HSe较难电离出H+。
②同种元素形成的不同含氧酸,若表示为(HO)mROn,则n值越大,R元素的化合价越高,正电性越高,R—O—H中O的电子更易向R原子偏移,O—H键越易断裂,易电离产生H+。
H2SeO3和H2SeO4可分别表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2,前者n值为1,后者n值为2,明显H2SeO4的酸性强于H2SeO3。
(6)ZnS晶胞的体积为(540.0×10-10 cm)3。S2-位于晶胞的顶点和面心,Zn2+位于晶胞的内部,一个ZnS晶胞中含有S2-:8×+6×=4个,含有4个Zn2+,即一个ZnS晶胞含有4个S2-和4个Zn2+,则晶胞的密度为=4.1 g·cm-3。ZnS晶胞中,面对角线上两个相邻S2-的距离为540 pm×=270 pm。每个Zn2+与四周4个S2-形成正四周体结构,两个S2-与Zn2+之间连线的夹角为109°28',两个相邻S2-与Zn2+形成等腰三角形(如图所示),则ab之间的距离为 pm。

答案:(1)sp3
(2)O>S>Se
(3)34　3s23p63d10
(4)强　平面三角形　三角锥形
(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子
②H2SeO3和H2SeO4可分别表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+
(6)=4.1
或或135