学年人教版高中化学选修三课时跟踪检测十二 离子晶体.docx

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学年人教版高中化学选修三课时跟踪检测十二离子晶体

课时跟踪检测（十二）离子晶体

1．下列有关晶体的叙述错误的是（　　）

A．离子晶体中，一定存在离子键

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：

选C　原子晶体中一定不存在离子键。

只要晶体中存在离子键，就一定是离子晶体，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。

2．氧化钙在2973K时熔化，而氯化钠在1074K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，下列有关它们熔点差别较大的原因的叙述中不正确的是（　　）

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与氯化钠晶体的结构类型不同

D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定

解析：

选C　CaO晶体和NaCl晶体都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。

晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。

CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。

3．分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于离子晶体的是（　　）

A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电

B．溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电

C．五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中

D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电

解析：

选D　A项中熔点很高且熔融态不导电，为原子晶体；D项中熔融时或溶于水中都能导电，为离子晶体；B、C项为分子晶体。

4．下列图是从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④D．只有④

解析：

选C　根据NaCl和CsCl晶体结构特点分析图示。

①中由灰球可知，其配位数为6，④图应为简单立方体结构。

故①④应为NaCl，②中由灰球知配位数为8，③图为体心立方结构，故②③应为CsCl。

5．下列关于晶体的说法中，正确的是（　　）

A．分子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点低

B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C．原子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点高

D．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

解析：

选D　A项，有的分子晶体（如I2）比金属晶体（如汞）熔点高；B项，金属晶体中有阳离子，但没有阴离子；C项，有的金属晶体比原子晶体熔点高，如钨的熔点（3430℃）高于石英（1710℃）和晶体硅（1410℃）。

6．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是（　　）

A．SiO2　CsCl　CBr4　CF4

B．SiO2　CsCl　CF4　CBr4

C．CsCl　SiO2　CBr4　CF4

D．CF4　CBr4　CsCl　SiO2

解析：

选A　SiO2为原子晶体，CsCl为离子晶体，CBr4、CF4为分子晶体，几类晶体的熔点高低一般为：

原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，在结构相似的分子晶体中，分子的相对分子质量越大，熔、沸点越高：

CBr4＞CF4。

7．下列有关晶体的叙述中，不正确的是（　　）

A．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子

B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个

C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－

D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子

解析：

选B　金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子；NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻6个Cl－，每个Na＋周围紧邻12个Na＋；氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8上Cl－，每个Cs＋周围紧邻6个Cs＋；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子。

8．已知某离子晶体晶胞如图所示，其摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，晶体的密度为dg·cm－3。

下列说法中正确的是（　　）

A．晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为1

B．晶体中阴、阳离子的配位数都是4

C．该晶胞可能是NaCl的晶胞

D．该晶体中两个距离最近的阳离子的核间距为

cm

解析：

选C　A项用均摊法分析，晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为4；B项中阴、阳离子的配位数都是6；C项该晶胞为面心立方晶胞，符合NaCl晶胞的特征，根据氯化钠的晶胞结构图进行计算：

设晶胞边长为acm，则两个距离最近的阳离子的核间距离为

acm,4×M＝NA·a3cm3·dg·cm－3，可求出a＝

cm，核间距为

cm，D项错误。

9．NaCl晶体模型如下图所示：

（1）在NaCl晶体中，每个Na＋周围同时吸引________个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着________个Na＋；在NaCl晶胞中含有________个Na＋、________个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有______个。

（2）对于氯化钠晶体，下列描述正确的是________。

A．它是六方紧密堆积

B．相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和

C．与氯化铯晶体结构相同

D．每个Na＋与6个Cl－最为邻近

解析：

（1）在氯化钠晶体中，12个Na＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na＋相当于3个

，一个Na＋位于晶胞的中心，因此一个晶胞中共含有4个Na＋，8个Cl－分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl－相当于1个

，6个Cl－分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl－相当于3个

，所以一个晶胞中共含有4个Cl－。

可见NaCl晶体中Na＋、Cl－的个数比为1∶1。

图中位于晶胞中心的Na＋实际上共有3个平面通过它，通过中心Na＋的每个平面都有4个Na＋位于平面的四角，这4个Na＋与中心Na＋距离最近且距离相等。

所以在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它距离最近且距离相等的Na＋共有12个，按相似的方法可推出每个Cl－周围与它最近且距离相等的Cl－也共有12个。

（2）氯化钠晶体是面心立方堆积，A错误；氯化铯晶体结构呈体心立体堆积，C不正确；氯化钠晶体中以Na＋为中心向三维方向伸展，有6个Cl－邻近，D正确；相邻的正负离子核间距不等于正负离子半径之和，B错误。

答案：

（1）6　6　4　4　12　

（2）D

10．离子晶体溴化钠、氯化钠和氧化镁的核间距和晶格能（部分）如下表所示。

NaBr

NaCl

MgO

离子的核间距/pm

290

276

205

晶格能/（kJ·mol－1）

787

3890

（1）溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能________（填“大”或“小”），主要原因是________________________________________________________________________。

（2）氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大，主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是______________。

工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是________________________________________________________________________。

解析：

（1）离子半径越小，晶格能越大，核间距NaBr>NaCl，故晶格能NaCl>NaBr。

（2）离子所带电荷越多，晶格能越大，MgO中阴、阳离子所带电荷多，且r（O2－）NaCl。

（3）晶格能大的离子晶体，熔点高，硬度大，三种离子晶体中硬度最大的为MgO；MgO的熔点高，电解时要消耗大量的电能。

答案：

（1）小　NaBr比NaCl中离子的核间距大

（2）氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且离子的核间距小　（3）氧化镁　氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大，熔点高，电解时消耗电能大

1．有关晶体的下列说法中正确的是（　　）

A．分子晶体中共价键越强，熔点越高

B．原子晶体中分子间作用力越强，熔点越高

C．氯化钠晶体熔化时离子键发生断裂

D．金属晶体熔化时金属键未发生断裂

解析：

选C　分子晶体的熔点与分子间作用力有关；原子晶体的熔点与共价键的强弱有关，金属晶体熔化时破坏了金属键。

2．AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是（　　）

AB

CD

EF

离子电荷数

1

1

2

键长（10－10m）

2.31

3.18

2.10

A．CD>AB>EFB．AB>EF>CD

C．AB>CD>EFD．EF>AB>CD

解析：

选D　离子所带电荷数越多，键长越短，则晶格能越大，晶体的熔点越高，EF化合物的键长短，电荷多。

3．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其结构如图所示，有关说法正确的是（　　）

A．该晶体属于离子晶体

B．晶体的化学式为Ba2O2

C．该晶体结构与CsCl相似

D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有8个

解析：

选A　晶体中含阴、阳离子，应属于离子晶体，由晶胞知该晶体结构与NaCl相似，化学式应为BaO2，类比NaCl晶胞知与Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋有12个。

4．食盐晶体的结构示意图如图所示。

已知食盐的密度为ρg·cm－3，摩尔质量为Mg·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是（　　）

A.

cmB.

cm

C.

cmD.

cm

解析：

选B　食盐晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，每个晶胞的体积为

×4cm3，设食盐晶体里Na＋和Cl－的间距为xcm，所以可得（2x）3＝

×4，解得x＝

，即在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是

cm。

5．下表给出几种氯化物的熔点和沸点。

物质

NaCl

MgCl2

AlCl3

CCl4

熔点/℃

801

712

190

－68

沸点/℃

1465

1418

183

57

关于表中4种氯化物有下列说法：

①AlCl3在加热时可升华

②CCl4属于分子晶体

③1500℃时NaCl的分子组成可用NaCl表示

④AlCl3是典型的离子晶体

其中与表中数据一致的是（　　）

A．只有①和②B．只有③

C．只有①②③D．全部一致

解析：

选C　根据各物质的熔、沸点判断，AlCl3和CCl4为分子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以易升华；NaCl为离子晶体，1500℃高于其沸点，故以分子NaCl形式存在。

6．下列有关晶体的叙述中，错误的是（　　）

A．在SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子形成共价键

B．在NaCl晶体中，与每个Na＋或Cl－周围紧邻的有6个Cl－或Na＋

C．在CsCl晶体中，与每个Cs＋周围紧邻的有8个Cl－，而与每个Cs＋等距离紧邻的有6个Cs＋

D．在面心立方密堆积的金属晶体中，每个金属原子周围紧邻的有4个金属原子

解析：

选D　在面心立方密堆积的金属晶体中，每个金属原子周围紧邻的金属原子数为12，D项错误。

7．碱金属卤化物是典型的离子晶体，它们的晶格能与

成正比（d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距）。

下面说法错误的是（　　）

晶格能/（kJ·mol－1）

离子半径/pm

①

LiF　LiCl　LiBr　LiI　　

1031845　807　752　

Li＋　Na＋　K＋

60　　95　　133

②

NaF　NaCl　NaBr　NaI

915　777　　740　693

F－　Cl－　Br－　I－

136　181　195　216

③

KF　KCl　KBr　KI

812　708　676　641

①晶格能的大小与离子半径成正比　②阳离子相同阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小　③阳离子不同阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大　④金属卤化物晶体中，晶格能越小，氧化性越强

A．①②B．②③

C．③④D．①④

解析：

选D　由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比，①错误；由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定②说法正确；由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定③说法正确；表中晶格能最小的为碘化物，因还原性F－＜Cl－＜Br－＜I－，可知④错误。

8．有一种蓝色晶体[可表示为MxFey（CN）6]，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。

其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。

下列说法正确的是（　　）

①该晶体的化学式为MFe2（CN）6　②该晶体属于离子晶体，M呈＋1价　③该晶体属于离子晶体，M呈＋2价

④晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为3个

A．①②B．②③

C．③④D．②④

解析：

选A　由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2＋个数为4×

＝

，含Fe3＋个数也为

，CN－的个数为12×

＝3，因此阴离子为[Fe2（CN）6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2（CN）6，①正确；由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为＋1价，②正确，③错误；由图可看出与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个。

9．现有几组物质的熔点（℃）数据：

A组

B组

C组

D组

金刚石：

3550

Li：

181

HF：

－83

NaCl：

801

硅晶体：

1410

Na：

98

HCl：

－115

KCl：

776

硼晶体：

2300

K：

64

HBr：

－89

RbCl：

718

二氧化硅：

1723

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顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

通过读取表格中数据先判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高原因。

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＋）

10．如图所示是钾、氧两元素形成的一种晶体的一个晶胞（晶体中最小的重复单元）。

晶体中氧的化合价可看作是部分为0价，部分为－2价。

（1）该结构与________的结构相似（填选项字母，下同）。

A．NaCl　　　　　　　B．CsCl

C．干冰D．SiO2

（2）钾、氧两元素所形成化合物的化学式是________。

A．K2OB．K2O2

C．K2O3D．KO2

（3）下列对此晶体结构的描述正确的是________。

A．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个

B．晶体中每个K＋周围有8个O

，每个O

周围有8个K＋

C．每个O

周围最近且等距离的K＋所围成的立体构型为正八面体

D．晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1

解析：

（1）该结构与NaCl晶体的结构相似，相当于Na＋被K＋代替，Cl－被O

代替。

（2）晶体中平均每个晶胞有K＋：

8×

＋6×

＝4个；有O

：

1＋12×

＝4个，故其化学式为KO2。

（3）由图可看出，晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，晶体中每个K＋周围有6个O

，每个O

周围有6个K＋，每个O

周围最近且等距离的K＋所围成的立体构型为正八面体，如图所示。

设1molKO2中含有xmol0价的氧原子，ymol－2价的氧原子，则有x＋y＝2,2y＝1，解得x＝

，y＝

，所以晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1。

答案：

（1）A　

（2）D　（3）CD