2019-2020学年高中化学课时作业16离子晶体含解析 人教版选修3
课时作业(十六)
A组—双基训练
1．下列不属于影响离子晶体结构的因素的是( )
A．晶体中正负离子的半径比
B．离子晶体的晶格能
C．晶体中正负离子的电荷比
D．离子键的纯粹程度
答案 B
解析 影响离子晶体结构的因素是几何因素(即晶体中正负离子的半径比)、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。所以，只有B选项符合题意。
2．离子晶体中一定不会存在的相互作用是( )
A．离子键 B．极性键
C．非极性键 D．范德华力
答案 D
解析 离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键，主要是OH－和含氧酸根中的极性共价键，还有O22－中的非极性共价键。只有分子晶体中才有范德华力，离子晶体中一定不会有范德华力。
3．几种离子的半径如下表所示：
离子
Be2＋
Mg2＋
La3＋
K＋
F－
Na＋
Cl－
离子半径/pm
31
65
104
133
136
95
181
仅从离子半径角度考虑，下列各离子晶体中阳离子配位数与氯化钠中钠离子配位数可能相同的是( )
A．LaF3 B．MgF2
C．BeF D．KF
答案 B
8
解析 氯化钠中Na＋配位数为6，半径比≈0.525，分别计算各选项中离子半径比，MgF2中≈0.478，最接近氯化钠的离子半径比。
4．金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。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，因而二者都具有延展性
答案 C
解析 离子晶体中没有自由移动的离子，故不导电，A项不正确；根据“电子气理论”，金属晶体中从金属原子脱落下来的价电子形成遍布整个晶体的“电子气”，被所有原子所共用，B项不正确；离子晶体没有延展性，D项不正确。
5．离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子的核间距离、晶格能的大小，据所学知识判断KCl，NaCl，CaO，BaO四种晶体熔点的高低顺序是( )
A．KCl>NaCl>BaO>CaO
B．NaCl>KCl>CaO>BaO
C．CaO>BaO>KCl>NaCl
D．CaO>BaO>NaCl>KCl
答案 D
解析 离子所带电荷越多，离子半径越小，晶格能越大，离子晶体的熔点越高，r(Ca2＋)>r(Ba2＋)。故熔点：CaO>BaO，r(O2－)
NaCl，r(Na＋)KCl。综上所述，熔点高低顺序为：CaO>BaO>NaCl>KCl。
6．下列说法不正确的是( )
A．由于NaCl晶体和CsCl晶体中正负离子半径比不相等，所以两种晶体中离子的配位数不相等
B．CaF2晶体中，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4，配位数不相等主要是由于F－、Ca2＋所带电荷(绝对值)不相同
C．MgO的熔点比MgCl2高主要是因为MgO的晶格能比MgCl2大
D．MCO3中M2＋半径越大，MCO3热分解温度越低
8
答案 D
解析 MCO3中M2＋半径越大，极化力就越弱，它对碳酸根离子的反极化作用也越弱，碳酸盐也就越稳定，热分解温度越高。
7．1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是( )
A．Na＋(g)＋Cl－(g)===NaCl(s) ΔH
B．Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s) ΔH
C．Na(s)===Na(g) ΔH
D．Na(g)―→Na＋(g)＋e－ ΔH
答案 A
8．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。固态时都为晶体，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________。
答案 (1)③ ⑤ ⑥ ③④ (2)①⑦ ⑦ ②
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，只有白磷和石墨晶体中既有范德华力又有共价键，水晶中只含共价键。
9．某离子晶体的晶胞如图所示，阳离子X(●)位于立方体的顶角，阴离子Y(○)位于立方体的中心，试回答下列问题：
(1)晶体中Y的配位数是________；X的配位数是________；该晶体的化学式为________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
答案 (1)8 8 XY (2)6
解析 (1)从图示可知：Y位于立方体的中心，X位于立方体的8个顶角，所以在Y周围与其最近的异电性离子(X)数为8，同样，
8
在X周围与其最近的异电性离子(Y)数为8。故晶体中Y、X的配位数均为8，该晶体的化学式为XY。(2)在晶胞中，每个X周围与它最近且等距离的X有6个(上、下、左、右、前、后各1个)。
10．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(不必考虑离子体积大小)，以完成NaCl晶体的晶胞结构示意图。
(2)晶体中，在每个Na＋的周围与它最近且距离相等的Na＋共有________个。
(3)在NaCl晶胞的顶点上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞和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M g·mol－1，食盐晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________cm。
答案 (1)如图所示(答案不唯一，合理即可)
(2)12
(3)4 12×＋1＝4 4 8×＋6×＝4[答案不唯一，只要与第(1)问对应即可]
(4)·
解析 (2)从NaCl晶胞结构可以看出，与顶点Na＋最近且距离相等的Na＋在面心，每个晶胞中有3个面心Na＋与顶点Na＋最近且等距，而每个顶点Na＋为8个晶胞共有，每个面心Na＋为2个晶胞共有，则与顶点Na＋最近且等距的面心Na＋共有8×3×＝12个。
(3)根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。如(1)中所得NaCl晶胞中，含Na＋个数为8×＋6×＝4；含Cl－个数为12×＋1＝4。
(4)设Cl－与Na＋的最近距离为a，则两个最近的Na＋间的距离为
8
a，＝M g·mol－1，即a＝ cm，所以Na＋间的最近距离为· cm。
B组—能力提升
11．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
答案 A
解析 由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径依次减小，所带电荷依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，即熔点依次升高；F－、Cl－、Br－的离子半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小；CsCl、NaCl、CaF2阴离子的配位数分别为8、6、4；Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋离子半径依次增大，MgO、CaO、BaO晶格能依次减小，即硬度依次减小。
12．某化学式为AB的离子晶体，已知5r(A2＋)＝4r(B2－)(各类离子晶体与关系如下表所示)，经测定其密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1。下列有关该晶体的说法正确的是( )
r＋/r－
配位数
实例
0.225～0.414
4
ZnS
0.414～0.732
6
NaCl
0.732～1.0
8
CsCl
>1.0
12
CsF
A.该晶体结构与ZnS晶体相似
B．该晶体每个晶胞中有2个A2＋和B2－
C．该晶体晶胞的边长为 cm
D．A2＋紧邻的B2－构成的空间结构为立方体
答案 D
8
解析 由5r(A2＋)＝4r(B2－)可知＝＝0.8，应与CsCl的晶体结构相似，每个晶胞中有1个A2＋和1个B2－，A、B项不正确。由ρ＝＝可得边长a＝ cm，C项不正确。A2＋紧邻8个B2－，8个B2－构成立方体，D项正确。
13．某离子晶DxEC6的晶胞结构如图所示，阳离子D＋位于晶胞棱的中点和晶胞内部，阴离子EC6x－位于晶胞的顶角和面心。则DxEC6中x的值为( )
A．1 B．2
C．3 D．4
答案 C
解析 1个晶胞中，N(D＋)＝12×＋9＝12，N(EC6x－)＝8×＋6×＝4，则该离子晶体的化学式为D3EC6，x＝3，故选C项。
14．泽维尔研究发现，当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距1.0～1.5 nm，呈离子键；该两核靠近约距0.28 nm时，呈现共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是( )
A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物
B．离子晶体可能含有共价键
C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键
D．共价键和离子键没有明显的界线
答案 D
解析 由题中信息可知，离子的核间距较大时，呈离子键，而核间距较小时，呈共价键，当核间距改变时，键的性质会发生改变，这说明离子键和共价键并没有明显的界线。但NaI晶体是典型的离子晶体，说明其晶体中核间距在1.0～1.5 nm。
15．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。
(1)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图甲，则e离子的电荷为________。
(2)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，
8
阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图乙所示)。
该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有______________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)＋1
(2)SO42－ 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱
解析 (1)周期数与核外电子总数相同的元素只有H元素，则a为H元素；前四周期价电子层中未成对电子有3个的元素原子的电子排布式为ns2np3，为ⅤA族元素；最外层电子数为其内层电子数的3倍的元素为O元素，故c为O元素；因d与c同族，则d为S元素；因原子序数b
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