2019-2020年高中化學 3.2離子鍵 離子晶體練習 蘇教版選修3一、選擇題1.(xx宜昌高二檢測)下列敘述中錯誤的是()A.鈉原子和氯原子作用生成NaCl后,其結構的穩(wěn)定性增強B.在氯化鈉晶體中,除氯離子和鈉離子的靜電吸引作用外,還存在電子與電子、原子核與原子核之間的排斥作用C.任何離子鍵在形成的過程中必定有電子的得與失D.鈉與氯氣反應生成氯化鈉后,體系能量降低【解析】選C?；顫姷慕饘僭卦雍突顫姷姆墙饘僭卦又g形成離子化合物,陽離子和陰離子均達到穩(wěn)定結構,這樣體系的能量降低,其結構的穩(wěn)定性增強,故A、D正確。離子鍵的形成只有陰、陽離子間的靜電作用,并不一定發(fā)生電子的得與失,如Na+與OH-結合成NaOH?！狙a償訓練】為了確定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否為離子化合物,可以進行下列實驗,其中合理、可靠的是()A.觀察常溫下的狀態(tài),SbCl5是蒼黃色液體,SnCl4為無色液體。結論:SbCl5和SnCl4都是離子化合物B.測定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔點依次為73.5、2.8、-33。結論:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是離子化合物C.將SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀。結論:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物D.測定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的導電性,發(fā)現(xiàn)它們都可以導電。結論:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物【解析】選B。離子化合物一般熔點較高,熔化后可導電;分子晶體溶于水后也可以發(fā)生電離而導電,如HCl溶于水電離產(chǎn)生Cl-,能與HNO3酸化的AgNO3溶液反應,產(chǎn)生白色沉淀,故A、C、D都不可靠。2.(xx四平高二檢測)下列熱化學方程式中,能直接表示出氯化鈉晶體晶格能的是()A.Na+(g)+Cl-(g)NaCl(s)HB.Na(s)+Cl2(g)NaCl(s)H1C.Na(s)Na(g)H2D.Na(g)-e-Na+(g)H3【解析】選A。1 mol氣態(tài)鈉離子和1 mol氣態(tài)氯離子結合生成1 mol氯化鈉晶體釋放出的能量為氯化鈉晶體的晶格能。3.(雙選)下列有關晶體的說法中不正確的是()A.在NaCl晶體中,Na+的配位數(shù)為8B.在NaCl晶體中,每個晶胞平均占有4個Na+C.在CsCl晶體中,每個晶胞平均占有8個Cs+D.銅晶體為面心立方堆積,銅原子的配位數(shù)(距離一個銅原子最近的其他銅原子的個數(shù))為12【解析】選A、C。NaCl晶體中,Na+的配位數(shù)是6,在CsCl晶體中,每個晶胞平均占有1個Cs+?！狙a償訓練】如圖,在氯化鈉晶胞中,與每個Na+等距離且最近的幾個Cl-所圍成的立體構型為()A.十二面體B.正八面體C.正六面體D.正四面體【解析】選B。選取晶胞中心的鈉離子為標準,可以看到,與其等距離且最近的幾個Cl-所圍成的是正八面體。4.下列說法正確的是()A.離子鍵就是使陰、陽離子結合成化合物的靜電引力B.所有金屬與所有非金屬原子之間都能形成離子鍵C.在AlCl3中Al3+與Cl-間存在離子鍵,三個氯離子間不存在離子鍵D.含有離子鍵的化合物一定是離子化合物【解析】選D。A中應為靜電作用;B中某些金屬與非金屬原子之間形成共價鍵;AlCl3是共價化合物,不存在離子鍵。5.(xx淮安高二檢測)下列性質適合于離子晶體的是()熔點1 070,易溶于水,水溶液能導電熔點10.31,液態(tài)不導電,水溶液能導電能溶于CS2,熔點112.8,沸點444.6熔點97.81,質軟,導電,密度0.97 gcm-3熔點-218,難溶于水熔點3 900,硬度很大,不導電難溶于水,固體時導電,升溫時導電能力減弱難溶于水,熔點高,固體不導電,熔化時導電A.B.C.D.【解析】選A。離子晶體熔融時能導電,難溶于非極性溶劑,熔點較高、質硬而脆,固體不導電,故均不符合離子晶體的特點;中熔點達3 900,硬度很大,應是原子晶體。故只有符合題意。6.有一種藍色晶體可表示為MxFey(CN)6,經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn),它的結構特征是Fe3+和Fe2+互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點,而CN-位于立方體的棱上。其晶體中陰離子的最小結構單元如圖所示。下列說法正確的是()A.該晶體的化學式為M2Fe2(CN)6B.該晶體屬于離子晶體,M呈+1價C.該晶體屬于離子晶體,M呈+2價D.晶體中與每個Fe3+距離最近且等距離的CN-為3個【解析】選B。由題圖可推出,晶體中陰離子的最小結構單元中含F(xiàn)e2+個數(shù)為4=,含F(xiàn)e3+個數(shù)也為,CN-的個數(shù)為12=3,因此陰離子的化學式為Fe2(CN)6-,則該晶體的化學式只能為MFe2(CN)6,由陰、陽離子形成的晶體為離子晶體知,M的化合價為+1價,故A錯,B對。由題圖可看出與每個Fe3+距離最近且相等的CN-為6個。7.有下列離子晶體的空間結構示意圖。圖中代表陽離子M,代表陰離子N,則化學式為MN2的晶體結構為()【解析】選B。A的化學式為MN,C的化學式為MN,D的化學式為M4N?！痉椒ㄒ?guī)律】利用均攤法計算晶胞中微粒的個數(shù)立方晶胞中,位于晶胞頂點的粒子,對晶胞的貢獻為;位于晶胞棱上的粒子對晶胞的貢獻為;位于面上的粒子對晶胞的貢獻為;位于晶胞內的粒子屬于該晶胞。8.下列大小關系正確的是()A.晶格能:NaCl<NaBr B.硬度:MgO>CaOC.熔點:NaI>NaBr D.熔、沸點:CO2>NaCl【解析】選B。A項中陽離子相同,溴離子半徑大于氯離子,因此NaBr的晶格能小于NaCl,A錯;B項陰離子相同,鎂離子半徑小于鈣離子,故MgO的晶格能較大,硬度較大,B正確;C項陽離子相同,溴離子半徑小于碘離子,故NaBr的晶格能較大,熔點較高,C錯;D項二氧化碳常溫下是氣體,而NaCl常溫下是固體,熔、沸點較高的是NaCl,D錯。9.(xx湖州高二檢測)食鹽晶體的結構示意圖如圖所示。已知食鹽的密度為gcm-3,摩爾質量為Mgmol-1,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則在食鹽晶體中Na+和Cl-的間距大約是()A. cm B. cmC. cm D. cm【解析】選B。食鹽晶胞中含有4個Na+和4個Cl-,每個晶胞的體積為4 cm3,設食鹽晶體里Na+和Cl-的間距為xcm,所以可得(2x)3=4,解得x=,則在食鹽晶體中Na+和Cl-的間距大約是cm。二、非選擇題10.(xx汕頭高二檢測)同類晶體物質熔、沸點的變化是有規(guī)律的,試分析下列兩組物質熔點規(guī)律性變化的原因:A組NaClKClCsCl熔點/K1 0741 049918B組NaMgAl熔點/K317923933晶體熔、沸點的高低,取決于組成晶體微粒間的作用力的大小。(1)A組是晶體,晶體微粒之間通過相連,粒子之間的作用力由大到小的順序是。(2)B組晶體屬于晶體,外圍電子數(shù)由少到多的順序是,相應離子半徑由大到小的順序是。金屬鍵強度由小到大的順序為?！窘馕觥?1)A組NaCl、KCl、CsCl為同一主族的氯化物且為離子化合物,故熔點與離子鍵的強弱有關,離子鍵越弱,熔點越低。而Na+、K+、Cs+的離子半徑逐漸增大,故Na+與Cl-、K+與Cl-、Cs+與Cl-的離子鍵逐漸減弱,NaCl、KCl、CsCl的熔點依次降低。(2)B組中Na、Mg、Al是金屬晶體且價電子數(shù)依次增多,離子半徑逐漸減小,因此金屬原子核對外層電子束縛能力越來越大,形成的金屬鍵越來越牢固,故熔點依次升高。答案:(1)離子離子鍵NaCl>KCl>CsCl(2)金屬Na<Mg<AlNa+>Mg2+>Al3+Na<Mg<Al【補償訓練】離子晶體溴化鈉、氯化鈉和氧化鎂的核間距和晶格能(部分)如下表所示:NaBrNaClMgO離子的核間距/pm290276205晶格能/kJmol-17873 890(1)溴化鈉晶體比氯化鈉晶體晶格能(填“大”或“小”),主要原因是_。(2)氧化鎂晶體比氯化鈉晶體晶格能大,主要原因是_。(3)溴化鈉、氯化鈉和氧化鎂晶體中,硬度最大的是。工業(yè)制取單質鎂時,往往電解的是氯化鎂而不是氧化鎂,主要原因是_?！窘馕觥坷秒x子晶體中離子的核間距、離子的電荷數(shù)與晶格能的關系,對離子晶體的物理性質進行分析。晶格能越大,則離子晶體越穩(wěn)定,即熔、沸點越高。答案:(1)小NaBr比NaCl中離子的核間距大(2)氧化鎂晶體中的陰、陽離子的電荷數(shù)絕對值大,并且半徑小(3)氧化鎂(MgO)氧化鎂晶體比氯化鎂晶體晶格能大,熔點高,電解時消耗電能大11.(xx貴陽高二檢測)銅單質及其化合物在很多領域有重要用途,如金屬銅用來制造電線電纜,五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)Cu位于元素周期表第B族。Cu2+的核外電子排布式為。(2)上圖是銅的某種氧化物的晶胞結構示意圖,可確定該晶胞中陰離子的個數(shù)為。(3)Cu2O的熔點比Cu2S的(填“高”或“低”),請解釋原因。【解析】(2)由銅的氧化物的晶胞結構可知,氧原子有8個處于頂點位置,4個處于棱上,2個處于面上,1個處于體心,故一個晶胞中實際所擁有的氧原子個數(shù)為8+4+2+1=4。答案:(1)1s22s22p63s23p63d9(2)4(3)高Cu2O與Cu2S相比,陽離子相同、陰離子所帶電荷數(shù)也相同,但O2-的半徑比S2-的小,所以Cu2O的晶格能更大,熔點更高12.X、Y、Z、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,X、Y、Z 3種元素位于同一周期,其中基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),Y和Z的單質可以通過分離液態(tài)空氣的方法大量制得,且XZ2與Y2Z分子中含有的電子數(shù)相同。含U的化合物的焰色為紫色。試回答下列問題:(1)U單質的原子堆積方式為,Y的價電子排布式為。(2)化合物甲由Z、U兩元素組成,其晶胞如圖所示。甲的化學式為。下列有關該晶體的說法中正確的是(選填選項字母)。A.每個晶胞中含有14個U+和13個B.晶體中每個U+周圍距離最近的U+有6個C.該晶體屬于離子晶體甲的密度為agcm-3,則晶胞的體積是m3(只要求列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)。【解析】Y和Z的單質可以通過分離液態(tài)空氣的方法大量制得,且基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),則Y、Z分別為N和O;XZ2與Y2Z分子中含有的電子數(shù)相同,則X為C;含U的化合物的焰色為紫色,則U為K。(1)金屬鉀的晶體堆積方式為體心立方堆積。N的價電子排布式為2s22p3。(2)K+位于晶胞的頂點和面心,則晶胞中含有K+的個數(shù)為8+6=4個,位于棱和體心位置,則晶胞中含有的個數(shù)為12+1=4個,故化學式為KO2。每個晶胞中含有4個K+和4個,A錯;晶體中K+周圍距離最近的K+有12個,B錯;KO2屬于離子晶體,C正確。根據(jù)公式aV=(KO2)可得V=(KO2)= cm3=10-6m3。答案:(1)體心立方堆積2s22p3(2)KO2C10-6(或10-6或10-6)