2020-2021人教版化学选修三课下30分钟演练-3.4-离子晶体.docx

【创新方案】2022-2021高中化学 3.4 离子晶体课下30分钟演练 新人教版选修3
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．下列有关晶体的叙述错误的是(　　)
A．离子晶体中，肯定存在离子键
B．原子晶体中，只存在共价键
C．金属晶体的熔、沸点均很高
D．稀有气体的原子能形成分子晶体
解析：原子晶体中肯定不存在离子键。只要晶体中存在离子键，就肯定是离子晶体，但在离子晶体内部可能含有共价键。在常见的晶体类型中，只有金属晶体的熔、沸点差别最大，有熔、沸点很高的钨，也有常温下为液态的汞。
答案：C
2．NaF、NaI、MgO均为离子化合物，由下表数据可知这三种化合物的熔点凹凸挨次为(　　)
物质
①NaF
②NaI
③MgO
离子电荷数
1
1
2
离子间距/10－10m
2.31
3.18
2.10
A．①＞②＞③　　　　　　 B．③＞①＞②
C．③＞②＞① D．②＞①＞③
解析：离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，而离子键的强弱可用晶格能来衡量，离子所带的电荷越多，离子间的距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。故熔点凹凸为③＞①＞②。
答案：B
3．下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是(　　)
A．O2、I2、Hg B．Si、SiC、金刚石
C．H2O、H2S、H2Se D．NaCl、KCl、CsCl
解析：A项，Hg的熔点比I2低。B项，Si的原子半径大于C的原子半径，键能：C—C＞C—Si＞Si—Si，熔点Si＜SiC＜金刚石，B项正确。C项，H2O分子间有氢键，沸点最高。D项，Na＋、K＋、Cs＋的半径依次增大，晶格能渐渐减小，熔点渐渐降低。
答案：B
4．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，有关说法不正确的是(　　)
A．该晶体属于离子晶体
B．晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体晶胞结构与NaCl相像
D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个
解析：由晶胞结构及“均摊法”计算：一个晶胞中含Ba2＋：8×＋6×＝4个，含O：12×＋1＝4个，故晶体化学式是BaO2。
答案：B
5．离子晶体熔点的凹凸打算于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则反之。试依据你学过的物理电学学问，推断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的凹凸挨次可能是(　　)
A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
解析：离子晶体中，离子键越强，晶体熔、沸点越高。而离子所带电荷越高，半径越小，离子键越强。Ca2＋、O2－、Ba2＋都带2个电荷；Na＋、Cl－、K＋只带1个电荷，r(Ca2＋)＜r(Ba2＋)，r(Na＋)＜r(K＋)，故熔点CaO＞BaO＞NaCl＞KCl。
答案：C
6．[双选题]如图为NaCl晶体的一个晶胞，下列叙述中不正确的是
(　　)
A．若晶体中Na＋与Cl－的最小距离为a，则Na＋与Na＋最近的距离为a
B．与Na＋最近且等距的Cl－连线构成的图形为正四周体
C．与Na＋最近且等距的Cl－连线构成的图形为正八面体
D．与一个Na＋最近且等距的Na＋有6个
解析：由NaCl的晶胞图可得晶胞的平面图，图中AB＝BC＝a，AC为两个Na＋的最近距离，AC2＝AB2＋BC2＝2a2，故AC＝a，A正确；从晶胞图可以看出，与NaCl晶胞体心的Na＋最近且等距离的Cl－(NaCl晶胞面心的Cl－)的连线构成的图形为正八面体，B不正确，C正确；依据图示进行分析，与一个Na＋最近且等距离的Na＋有12个，D不正确。
答案：BD
7．[双选题]有下列离子晶体的空间结构示意图，图中•和化学式中M分别代表阳离子，图中 o 和化学式中N分别代表阴离子，则化学式为MN的晶体结构为(　　)

解析：A中含M：8×＝1个，N：1个，化学式为MN；B中含M：4×＝个，N：1个，化学式为MN2；C中含M：4×＝个，N：4×＝个，化学式为MN；D中含M：8×＋6×＝4个，N：1个，化学式为M4N。
答案：AC
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(10分)现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组
B组
C组
D组
金刚石：3 550
Li：181
HF：－83
NaCl：801
硅晶体：1 410
Na：98
HCl：－115
KCl：776
硼晶体：2 300
K：64
HBr：－89
RbCl：718
二氧化硅：1 723
Rb：39
HI：－51
CsCl：645
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于_______________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小　②水溶液能导电
③固体能导电　④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的挨次为：NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其缘由解释为：________________________________________________________________________。
解析：通过读取表格中数据先推断晶体的类型及晶体的性质，A、B、C、D组分别代表原子晶体、金属晶体、分子晶体、离子晶体。(2)中的性质都属于金属晶体的物理性质。应用氢键解释HF的熔点反常，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点凹凸的缘由。
答案：(1)原子　共价键　(2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗更多的能量(只要答出HF分子间能形成氢键即可)
(4)②④　(5)D组晶体都为离子晶体，金属离子半径：r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷相同的状况下，半径越小，晶格能越大，熔点越高
9.(10分)晶体具有规章的几何外型、晶体中最基本的重复单位称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1，测知FexO晶体密度为ρ＝5.71 g·cm－3，晶胞边长为4.28×10－10 m。
(1)FexO中x值(精确至0.01)为________。
(2)晶体中的Fe分别为Fe2＋、Fe3＋，在Fe2＋和Fe3＋的总数中，Fe2＋所占分数(用小数表示，精确至0.001)为________。
(3)此晶体的化学式为________________________。
(4)与某个Fe2＋(或Fe3＋)距离最近且等距离的O2－围成的空间几何外形是________________。
(5)在晶体中，铁离子间最短距离为______________cm。
解析：由氯化钠晶胞可知在此晶胞中应有4个FexO，所以可得(56x＋16)×4/NA＝5.71×(4.28×10－8)3，解得x≈0.92。依据化合物中电荷守恒的原则，即正电荷总数等于负电荷总数可得：设分子中的Fe2＋为y,2y＋3(0.92－y)＝2，解得y＝0.76，所以可得Fe2＋所占分数＝0.76/0.92＝0.826。由FexO晶体晶胞的结构及晶胞的边长可知，铁离子间最短距离为×(×4.28×10－10)≈3.03×10－10 m＝3.03×10－8 cm。
答案：(1)0.92　(2)0.826　(3) O　(4)正八面体　(5)3.03×10－8
10．(7分)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)
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挨次是____________。
(2)石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的缘由是
________________________________________________________________________
________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)推想云母和橄榄石的熔点挨次为______________，硬度大小为________。
解析：晶格能高的晶体熔点较高，更简洁在岩浆冷却过程中先结晶，故橄榄石先晶出，云母后晶出；由于石英的晶格能较低，此外也与它不简洁在岩浆中达到饱和浓度有关，只有当各种金属离子以硅酸盐形式析出后，石英的浓度才达到饱和，故石英晶体最终晶出；云母的熔点、硬度低于橄榄石的熔点、硬度。
答案：(1)橄榄石先晶出，云母后晶出
(2)石英的晶格能较低，此外也与它不简洁在岩浆中达到饱和浓度有关，只有当各种金属离子以硅酸盐形式析出后，石英的浓度才达到饱和，故石英晶体最终晶出
(3)云母<橄榄石　云母<橄榄石
11．(12分)下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题：

(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。
(2)代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。
(3)代表NaCl的是________，每个Na＋四周与它最近且距离相等的Na＋有________个。
(4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。
(5)代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。
(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列挨次为_____________________________________________________________
___________________________________________________________
解析：依据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，每个Na＋四周与它最近且距离相等的Na＋有12个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－构成立方体结构，但Cs＋组成的立方体中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个Cs＋，每个Cl－与8个Cs＋紧邻，每个Cs＋与8个Cl－紧邻。干冰也是立方体结构，但在立方体的每个正方形面的中心都有一个CO2分子，称为“面心立方”，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四周体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个正六边形占有1个碳原子的，所以平均每个正六边形占有的碳原子数是6×＝2个。离子晶体的熔点由其离子键的强弱打算，由于半径Na＋＜Cs＋，所以熔点NaCl＞CsCl。石墨虽为混合型晶体，但粒子间作用力有范德华力、共价键，若要熔化，不仅要破范德华力，还要破坏共价键，且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的大，则石墨的熔点比金刚石的熔点要高。
答案：(1)D　4　原子　(2)E　2　(3)A　12　(4)C　离子　8　(5)B　分子　12　(6)石墨＞金刚石＞NaCl＞CsCl＞干冰