2019_2020学年高中化学第3章晶体结构与性质第4节离子晶体课后限时作业含解析新人教版选修3.doc

第4节 离子晶体(建议用时：35分钟)知识点基础训练能力提升1.离子晶体构成微粒及其作用力1,410,11,12，13,14,152.离子晶体的结构及其性质2,3,5,83.晶格能及其大小的影响因素6,7,9基础训练1离子晶体不可能具有的性质是()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B解析 离子晶体在固态时，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。2下列不属于影响离子晶体结构的因素的是()A晶体中阴、阳离子的半径比B离子晶体的晶格能C晶体中阴、阳离子的电荷比D离子键的纯粹程度B解析 影响离子晶体结构的因素是几何因素(即晶体中阴、阳离子的半径比)、电荷因素、键性因素(即离子键的纯粹程度)，晶格能的大小是最能反映离子晶体稳定性的数据，而不是影响离子晶体结构的因素。B项符合题意。3CaO晶胞如图所示，其中Ca2的配位数为()A4B6C8D12B解析 根据CaO晶胞图示可知与Ca2邻近的O2为236(个)。4下列物质，属于含有共价键的离子晶体是()ACsClBKOHCH2ODH2B解析 水和氢气属于分子晶体，而CsCl只含离子键，只有KOH属于含有共价键的离子晶体。5如图所示是从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)C解析 根据NaCl和CsCl两种典型离子晶体的结构特点分析图示。图(1)中黑球的配位数为6，图(4)应为简单立方结构，故(1)和(4)应表示NaCl的晶体结构。图(2)中黑球的配位数为8，图(3)为体心立方结构，故(2)和(3)应表示CsCl的晶体结构。6氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化。已知两者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是()A氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大C氧化钙晶体的结构类型和氯化钠晶体的结构类型不同D氧化钙与氯化钠的离子间距类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷多少决定C解析 离子晶体的熔、沸点主要取决于晶体的晶格能，晶格能与离子半径成反比，而与离子所带的电荷成正比。在离子间距类似的前提下因离子所带电荷Ca2Na，O2Cl，故晶格能CaONaCl，熔点CaO高。7下列关于晶格能的说法中正确的是() A晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量B晶格能指破坏1 mol离子键所吸收的能量C晶格能指1 mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量D晶格能的大小与晶体的熔点、硬度无关C解析 晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，离子晶体的晶格能越大，其晶体的熔点越高，硬度越大，C项正确。8根据图示推测，CsCl晶体中两距离最近的Cs间距离为a，则每个Cs周围与其距离为a的Cs数目为_，每个Cs周围距离相等且次近的Cs数目为_，距离为_；每个Cs周围距离相等且第三近的Cs数目为_，距离为_；每个Cs周围紧邻且等距的Cl数目为_。解析 以图中大立方体中心的Cs为基准，与其最近(距离为a)的Cs分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位，即6个；与其次近(距离为a)的Cs分别位于通过中心Cs的3个切面的大正方形的顶点，个数为4312；与其第三近(距离为a)的Cs分别位于大立方体的8个顶点上。答案 612a8a89分析下列热化学方程式。ANa(g)Cl(g)=NaCl(s)HBNa(s)Cl2(g)=NaCl(s)H1CNa(s)=Na(g)H2DNa(g)e=Na(g)H3ECl2(g)=Cl(g)H4FCl(g)e=Cl(g)H5(1)能直接表示出氯化钠晶格能的是_。(2)写出H1与H、H2、H3、H4、H5之间的关系式：_。解析 (1)1 mol 气态钠离子和1 mol 气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体时所释放的能量为氯化钠晶体的晶格能，按此定义，A项符合。B项表示由固体金属钠和氯气生成氯化钠晶体的热效应，其反应过程可分解为Na(s)Na(g)Na(g)；Cl2(g)Cl(g)Cl(g)；Na(g)Cl(g)NaCl(s)；各步的反应热和等于总反应的反应热，即H1HH2H3H4H5。答案 (1)A(2)H1HH2H3H4H5能力提升10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C解析 熔、沸点较高，硬度较大，也是原子晶体的性质，B项不能说明；熔融状态下可以导电，一定有自由移动的离子生成，C项能说明；CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，只能说明CaF2是极性分子，不能说明一定是离子晶体。11在下列离子晶体空间结构示意图中，“”代表阳离子，“”代表阴离子。若M代表阳离子，N代表阴离子，则化学式为MN2的晶体结构是()B解析 A项，晶胞中平均含有阳离子的数目为864，阴离子位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为41，化学式为M4N，错误；B项，晶胞中平均含有阳离子的数目为4，阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为112，化学式为MN2，正确；C项，晶胞中平均含有阳离子的数目为3，阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为138，化学式为M3N8，错误；D项，晶胞中平均含有阳离子的数目为81，阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为11，化学式为MN，错误。12NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据表中数据，推知这三种化合物的熔点高低顺序是()物质离子电荷数112键长(1010m)2.313.182.10ABCDB解析 离子化合物的熔点高低主要取决于离子键的强弱(或晶格能的大小)，而离子键的强弱(或晶格能的大小)与离子所带的电荷的乘积成正比，与离子间距离成反比。13有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X与M2具有相同的电子层结构；离子半径：Z2W；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法正确的是()AX、M两种元素只能形成X2M型化合物B由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C元素Z、W的单质晶体属于不同种类型的晶体D元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂D解析 由Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，可知Y为Si元素，由X、Y、Z、W同周期，X与M2具有相同的能层结构，可知X为Na元素，M为O元素，Z为S元素，再结合离子半径：Z2W，W为Cl元素。Na和O可形成Na2O和Na2O2，A项错误；氢化物为HCl、H2S、H2O，由于水分子之间存在氢键，故水的沸点最高，B项错误；S和Cl2都是分子晶体，C项错误；Cl2和O3常用作水处理中的消毒剂，是因为这两种物质均具有强氧化性，D项正确。14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互相垂直的方向上都是等距离排列的。(1)请将其中代表Na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的周围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Mr gmol1，NaCl晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为NA。NaCl晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为_cm。解析 (2)从体心Na看，与它最接近的且距离相等的Na共有12个。(3)采用均摊法。含Na：864个；含Cl：1214个。(4)设Cl与Na的最近距离为a cm,4(2a)3，即a。所以Na间的最近距离为 。答案 (1)(答案不唯一，合理即可)(2)12(3)412144864(答案不唯一，只要与第1问对应即可)(4)15在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，A与其余五种元素既不同周期也不同主族，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，C的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，D原子核外电子有8种不同的运动状态，E的基态原子在前四周期元素的基态原子中未成对电子数最多，F元素的基态原子最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。(1)写出基态E原子的价电子排布式：_。(2)B、C、D三元素第一电离能由小到大的顺序为_(用元素符号表示)；A与C形成CA3型分子，分子中C原子的杂化类型为_，分子的立体结构为_；C的单质与BD化合物互为等电子体，据等电子体的原理，写出BD化合物的电子式：_；A2D由液态形成晶体时密度_(填“增大”“不变”或“减小”)，分析主要原因：_(用文字叙述)。(3)已知D、F能形成一种化合物，其晶胞的结构如图所示，则该化合物的化学式为_(用元素符号表示)；若相邻D原子和F原子间的距离为a cm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度为_g/cm3(用含a、NA的式子表示)。解析 (1)根据14C在考古时常用来鉴定一些文物的年代，可知B是C元素；D原子核外电子有8种不同的运动状态，即D原子核外有8个电子，D为O元素；C的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，结合原子序数关系可知C为N元素；E的基态原子在前四周期元素的基态原子中未成对电子数最多，可知E为Cr元素；F元素的基态原子最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，则外围电子排布式为3d104s1，可知F为Cu元素。(2)B、C、D分别为C、N、O，同周期元素的第一电离能呈增大趋势，但由于氮原子的2p轨道上有3个电子，为半充满状态，所以第一电离能由小到大的顺序为CON；A与C形成NH3，分子中N原子的杂化类型为sp3杂化，分子的立体结构为三角锥形；C的单质是N2，与BD化合物互为等电子体，BD是CO，电子式为CO。(3)D、F分别是O、Cu；根据晶胞结构图，每个晶胞中铜原子个数为4，氧原子个数为812，铜、氧原子个数比为21，所以化学式为Cu2O；晶胞的质量为(1442)/NA g，晶胞的体积为3 cm3a3 cm3，晶胞的密度 g/cm3。答案 (1)3d54s1(2)CONsp3杂化三角锥形CO减小水形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度减小(3)Cu2O- 7 -