2019高中化学第三章晶体结构与性质3.4离子晶体精练新人教版
离子晶体A组 定向巩固定向巩固一、离子键、离子晶体1.下面有关离子晶体的叙述中,不正确的是( )A.1mol氯化钠中有NA个NaCl分子B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+共有12个C.氯化铯晶体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-D.平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-解析:氯化钠是离子晶体,无单个分子,A错。答案:A2.CaO晶胞如图所示,其中Ca2+的配位数为( )A.4B.6C.8D.12解析:根据CaO晶胞图示,可知与Ca2+邻近的O2-为2×3=6(个)。答案:B3.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是( )A.CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大B.与Ca2+距离相同且最近的C22-构成的多面体是正六面体C.与Ca2+距离相同且最近的C22-有4个D.如图的结构中共含有4个Ca2+和4个C22-解析:CaC2晶体属于离子晶体,故有较高的熔点和较大的硬度,A正确;因为晶胞沿一个方向拉长,故和Ca2+距离相同且最近的C22-只有4个(与拉长方向垂直的同一面上),构成的是正方形,B错;以Ca2+n为中心,与之等距离且最近的是同一平面上的4个C22-,C正确;该晶胞中含有Ca2+的个数=12×14+1=4,含有C22-的个数=8×18+6×12=4,D正确。答案:B定向巩固二、晶格能4.下列关于晶格能的说法中正确的是( )A.晶格能指形成1mol离子键所放出的能量B.晶格能指破坏1mol离子键所吸收的能量C.晶格能指1mol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、硬度都无关答案:C5.导学号26054083现有几组物质的熔点(℃)的数据:A组B组C组D组金刚石:3550Li:181HF:-83NaCl:801硅晶体:1410Na:98HCl:-115KCl:776硼晶体:2300K:64HBr:-89RbCl:718二氧化硅:1723Rb:39HI:-51CsCl: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顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因解释为 。 解析:通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质,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高低的原因。答案:(1)原子 共价键 (2)①②③④ (3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(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,r(Na+)
NaCl>BaO>CaOB.NaCl>KCl>CaO>BaOC.CaO>BaO>KCl>NaClD.CaO>BaO>NaCl>KCl解析:对于离子晶体来说,离子所带电荷数越多,阴、阳离子核间距离越小,晶格能越大,离子键越强,熔点越高。阳离子半径大小顺序为r(Ba2+)>r(K+)>r(Ca2+)>r(Na+);阴离子半径大小顺序为r(Cl-)>r(O2-),比较可得D项正确。答案:D2.导学号26054084食盐晶体是由钠离子(图中的“”)和氯离子(图中的“”)组成的,且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德罗常数是6.02×1023mol-1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于( )A.3.0×10-8cmB.3.5×10-8cmC.4.0×10-8cmD.5.0×10-8cm解析:根据晶胞结构图可知,每个晶胞中有钠离子8×18+6×12=4个,氯离子1+12×14=4个,根据V=mρ可计算出晶胞的体积为4×58.56.02×10232.2cm3=1.77×10-22cm3。所以晶胞的边长为5.61×10-8cm,则晶胞的面对角线长为2×5.61×10-8cm=8.0×10-8cm。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为晶胞面对角线的一半,所以两个距离最近的钠离子中心间的距离为4.0×10-8cm。答案:C3.导学号26054085已知CsCl晶体的密度为ρ,NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个Cs+的核间距为a(如图所示),则CsCl的摩尔质量可以表示为( )A.NA·a3·ρB.NA·a3·ρ6C.NA·a3·ρ4D.NA·a3·ρ8n解析:由CsCl晶体的晶胞可以看出,每个晶胞中平均含有1个Cs+、1个Cl-,在该晶胞中,边长为相邻两个Cs+的核间距离(a),若CsCl的摩尔质量用M表示,则有M=NA·ρ·a3。答案:A4.在普通陶瓷中添加氧化铝,在加压条件下烧至2100℃左右,就可得到高致密氧化铝陶瓷,堪称“点石成金”之妙。某氧化铝陶瓷晶体中含有X、Y、Z三种元素,其晶胞如图所示,则三种原子的原子个数比为( )A.1∶3∶1B.2∶1∶6C.4∶8∶1D.8∶12∶1解析:由于晶胞是最小的重复单元,晶胞向三维空间延伸就形成宏观的晶体,晶胞不是单独的晶体,因此在计算时常用“切割法”进行。在图中所示的晶胞中,X原子个数为8×18=1,Y原子个数为12×14=3,Z原子的个数为1,所以X、Y、Z三种元素原子的个数比为1∶3∶1。答案:A5.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,进行下列实验。其中合理、可靠的是( )A.观察常温下的状态,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,发现它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物解析:离子晶体中含有离子键,离子键是阴、阳离子之间强烈的相互作用,故离子晶体往往有较高的熔点,A项错而B项正确;滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,只能说明物质溶于水时能生成Cl-,有的共价化合物溶于水时也能得到Cl-(如HCl),C错;有些共价化合物的水溶液也能导电,如HCl,D错。答案:B6.导学号26054086普鲁士蓝是一种配合物,可用作染料,它的结构单元如图所示,普鲁士蓝中n(K+)∶n(Fe3+)∶n(Fe2+)∶n(CN-)= 。 n普鲁士蓝的晶胞结构(K+未标出)解析:由图示可以看出,Fe2+、Fe3+分别位于立方体的四个顶点,而CN-位于棱的中点,故该单元中,Fe3+、Fe2+的个数相等,为4×18=12,CN-的个数=12×14=3,故三种离子的个数比为1∶1∶6,根据电荷守恒可知n(K+)∶n(Fe3+)∶n(Fe2+)∶n(CN-)=1∶1∶1∶6。答案:1∶1∶1∶67.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Cl-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角上、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)。 答案:(1)如图(答案不唯一,合理即可)(2)12(3)4 8×18+6×12=4 4 12×14+1=4[答案不唯一,与第(1)问对应即可]8.导学号26054087如图为一些晶体中的结构,它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨中的某一种。n(1)其中代表金刚石的是 (填字母,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)其中代表石墨的是 ,其中每个正六边形占有的碳原子平均数为 。 (3)其中表示NaCl的是 ,每个Na+周围与它最近的 个Na+紧邻。 (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。 解析:根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶胞是立方单元,每个Na+与6个Cl-紧邻,每个Cl-又与6个Na+紧邻,但观察Na+与最近且等距离的Na+数时要抛开Cl-,从空间结构上看是12个Na+,即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。CsCl晶体由Cs+、Cl-构成体心立方结构。干冰也是立方体结构,但在立方体每个正方形面心都有1个CO2分子,称为“面心立方”,所以每个CO2分子在三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2分子,共12个CO2分子。金刚石中每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成,每个碳原子紧邻3个碳原子,即每个正六边形占有1个碳原子的13,所以每个正六边形占有的碳原子数是6×13=2。答案:(1)D 4 原子 (2)E 2 (3)A 12 (4)C 离子 8 (5)B 分子 12
