人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第三章 晶体结构与性质第四节 离子晶体当堂检测题

这是一份人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第三章 晶体结构与性质第四节 离子晶体当堂检测题，共18页。试卷主要包含了下列有关物质结构说法正确的是，下列晶体分类中正确的一组是等内容，欢迎下载使用。

题组一 离子晶体的概念和结构
1.(2020黑龙江哈尔滨第三中学高二上学期期末)下列物质中,既含极性键又含配位键的离子晶体是( )
A.Ba(OH)2B.H2SO4
C.(NH4)2SO4D.CaF2
2.已知MgCO3 、CaCO3、SrCO3、BaCO3受热均发生分解。下列说法不正确的是( )
A.上述四种盐的晶体均属于离子晶体
B.分解所得金属氧化物晶格能最大的是MgO
C.分解所需温度最低的是BaCO3
D.分解所得的气态产物的VSEPR模型是直线形
3.下列有关离子晶体的叙述中,不正确的是( )
A.1 ml氯化钠晶体中有NA个NaCl分子
B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离最近且相等的Cl-共有6个
C.醋酸钠属于离子晶体,含非极性键
D.每个NaCl晶胞平均有4个Na+、4个Cl-
4.下列是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,试判断属于CsCl晶体结构的是( )
A.图(1)和图(3)B.只有图(3)
C.图(1)和图(4)D.图(2)和图(3)
5.下列性质中,能充分说明某晶体是离子晶体的是( )
A.具有较高的熔点
B.固态不导电,水溶液能导电
C.可溶于水
D.固态不导电,熔融状态能导电
6.某离子晶体的晶胞如图所示,灰球代表阳离子(A)、白球代表阴离子(B)。下列说法错误的是( )
A.阳离子的配位数为8
B.配位数与阴、阳离子电荷数之比有关
C.配位数与阴、阳离子半径比有关
D.该晶胞中阴、阳离子数之比为1∶4
7.(2019江苏高邮高一下期中)下列各组物质的晶体中,化学键类型和晶体类型均相同的是( )
A.CO2和NH3B.HCl和SiO2
C.KCl和KD.H2O和NH4Cl
8.(2019福建龙岩上杭一中等六校高二下期中)下列有关物质结构说法正确的是( )
A.氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏
B.碘升华时克服了共价键和分子间作用力
C.含极性键的共价化合物一定是电解质
D.HF的分子间作用力大于HCl,故HF比HCl更稳定
9.下列晶体分类中正确的一组是( )
10.根据下图推测,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 。
题组二 离子晶体的性质
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
12.关于下列晶体的熔、沸点高低排列顺序不正确的是( )
A.CF4B.金刚石>碳化硅>晶体硅
C.H2O>H2S>H2Se>H2Te
D.NaF>NaCl>NaBr>NaI
13.(2019山西运城新绛二中高二下期中)下列给出的是几种氯化物的熔点和沸点:
下列叙述与表中相吻合的是( )
A.AlCl3在加热条件下能升华
B.SiCl4是原子晶体
C.AlCl3是典型的离子晶体
D.NaCl和MgCl2中有分子存在
14.离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用,静电作用大则熔点高,静电作用小则熔点低。试根据学过的知识,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>NaCl>KCl
D.CaO>BaO>KCl>NaCl
15.下列有关物质熔点的排序不正确的是( )
A.CF4B.正戊烷>异戊烷>新戊烷
C.金刚石>纯铁>干冰
D.金刚石>晶体硅>碳化硅
16.氟在自然界中常以CaF2的形式存在。下列关于CaF2的表述不正确的是( )
A.CaF2晶体中Ca2+与F-的配位数之比为2∶1
B.F-的半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2
C.阴、阳离子数目之比为2∶1的物质,均与CaF2晶体构型相同
D.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电
17.关于下列几种离子晶体的说法不正确的是( )
A.NaCl 晶体和CsCl晶体中阴、阳离子半径比不相等是两晶体中离子的配位数不相等的主要原因
B.CaF2晶体中,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,主要是由于F-、Ca2+所带电荷数不相同
C.MgO的熔点比MgCl2的高是因为MgO的晶格能比MgCl2的大
D.MCO3中M2+半径越大,MCO3热分解温度越低
18.碱金属卤化物是典型的离子晶体,它们的晶格能与1d0成正比(d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距)。下列说法错误的是( )
A.晶格能的大小与离子半径成反比
B.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
C.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
D.金属卤化物晶体中,晶格能越小,氧化性越强
19.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.它是六方最密堆积
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
能力提升练
1.(★★☆)根据表中给出的物质熔点数据,判断下列说法错误的是( )
A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键强
B.SiCl4晶体是分子晶体
C.AlCl3晶体是离子晶体
D.晶体硼是原子晶体
2.(2018福建华安一中、长泰一中等四校高二下第一次联考,疑难1,★★☆)某些物质的熔点数据如下表,据此做出的下列判断中错误的是( )
A.表中BCl3和CO2均是分子晶体
B.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
C.只要由金属元素和非金属元素形成的晶体就一定是离子晶体
D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
3.(疑难1,★★☆)下列关于微粒间作用力与晶体的说法正确的是( )
A.某晶体固态不导电水溶液能导电,说明该晶体是离子晶体
B.BF3和CCl4的晶体类型相同,且每个原子的最外层都达到8电子稳定结构
C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高,是因为分子间作用力逐渐增大
D.化学变化必然伴随化学键的破坏与形成,物理变化则不破坏化学键
4.(★★☆)氯化钠晶体的结构示意图如图所示。已知氯化钠的密度为ρ g·cm-3,摩尔质量为M g·ml-1,设阿伏加德罗常数的值为NA,则在氯化钠晶体中Na+和Cl-的最小核间距大约是( )
A.32MρNA cmB.3M2ρNA cm
C.32NAρM cmD.3M8ρNA cm
5.(疑难1,★★☆)有一种蓝色晶体[可表示为MFey(CN)6],经研究发现,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。下列说法错误的是( )
A.该晶体的化学式为MFe2(CN)6
B.该晶体熔融可导电
C.该晶体属于离子晶体,M呈+2价
D.晶体中与每个Fe3+距离最近且等距离的CN-有6个
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-)紧邻的有6个Cl-(或Na+)
C.在CsCl晶体中,与每个Cs+紧邻的Cl-有8个,而与每个Cs+紧邻的Cs+有6个
D.在面心立方最密堆积的金属晶体中,每个金属原子周围紧邻的金属原子有4个
7.(疑难2,★★☆)下列有关元素或者化合物性质的比较中,正确的是( )
A.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,所以熔、沸点:HFB.Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多,原子半径也依次增大
C.两个原子间的键长越长,键能越大
D.一般而言,晶格能越大,离子晶体的熔点越高、硬度越大
8.(疑难2,★★★)下列叙述正确的是( )
A.离子晶体中,只存在离子键,不可能存在其他化学键
B.可燃冰中甲烷分子与水分子之间存在氢键
C.Na2O2、NaHSO4晶体中的阴、阳离子个数比均为1∶2
D.晶体熔点:金刚石>氯化钠>冰>干冰
答案全解全析
基础过关练
1.C Ba(OH)2中含有离子键和极性共价键,是离子晶体,但无配位键,故A错误;H2SO4中无离子键,不是离子晶体,故B错误;(NH4)2SO4中含有离子键、极性共价键和配位键,是离子晶体,故C正确;CaF2中只含有离子键,属于离子晶体,故D错误。
2.C MgCO3 、CaCO3、SrCO3、BaCO3都是由阳离子和阴离子形成的离子化合物,其晶体属于离子晶体,故A项正确;MgCO3 、CaCO3、SrCO3、BaCO3受热分解,得到的氧化物中Mg2+半径最小,MgO的离子键最强,晶格能最大,故B项正确;Mg、 Ca、Sr、 Ba为同主族元素,原子半径逐渐增大,半径越大金属性越强,越容易失电子,形成离子后半径越大越难得电子,形成的盐就越难分解,故C项错误;MgCO3 、CaCO3、SrCO3、BaCO3受热分解,所得的气态产物均为CO2,CO2 的VSEPR模型是直线形,故D项正确。
3.A NaCl晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞中Na+数为12×14+1=4,Cl-数为8×18+6×12=4,则1 ml氯化钠晶体中有4NA个Na+、4NA个Cl-,不存在分子,A项错误、D项正确;由NaCl晶胞结构可知,Na+在晶胞棱心和体心时,顶点和面心为Cl-,则每个Na+周围距离最近且相等的Cl-共有6个,B项正确;醋酸钠中存在碳碳非极性键,C项正确。
4.D 由于在CsCl晶体中,每个Cs+周围同时吸引着最近且等距离的8个Cl-,同样每个Cl-周围同时吸引着最近且等距离的8个Cs+,故图(2)和图(3)符合条件;D项正确。
5.D 具有较高的熔点的晶体不一定是离子晶体,原子晶体也具有较高的熔点,故A项错误;不一定是离子晶体,如HCl、NH3等固态不导电,水溶液能导电,但属于分子晶体,故B项错误;晶体类型与溶解性无直接关系,故C项错误;离子晶体中离子不能自由移动,所以不导电,而熔融状态下可以电离出自由移动的离子,可以导电,故D项正确。
6.D 根据题图结构可知,阳离子的配位数是8,故A项正确;配位数与阴、阳离子的电荷数之比有关,故B项正确;配位数与阴、阳离子的半径比有关,故C 项正确;该晶胞中,含有一个阴离子,阳离子数为8×18=1,所以阴、阳离子个数之比是1∶1,故D项错误。
7.A CO2和NH3都是分子晶体,CO2和NH3都只含共价键,A正确;HCl是分子晶体,SiO2为原子晶体,B错误;KCl为离子晶体,含有离子键,K为金属晶体,含有金属键,C错误;H2O是分子晶体,H2O中只含共价键,NH4Cl是离子晶体,NH4Cl中含有离子键和共价键,D错误。
8.A 氯化钠是由离子键构成的离子晶体,当固体溶于水时离子键被破坏,A正确;碘升华时破坏的是分子间作用力,与分子内的共价键无关,B错误;含极性键的共价化合物可能是电解质,也可能是非电解质,如H2O是电解质,CCl4是非电解质,C错误;HF的分子内共价键键能大于HCl的,故HF比HCl更稳定,D错误。
9.C NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是通过离子键结合的离子晶体;纯H2SO4是分子晶体;Ar为分子晶体;石墨是混合晶体;SiO2与金刚石是典型的原子晶体;硫属于分子晶体;玻璃没有固定的熔点,加热时逐渐软化,为非晶体。
10.答案 6 12 2a 8 3a 8
解析 以图中大立方体中心的Cs+为基准,与其最近的Cs+分别位于其上、下、前、后、左、右六个方位;与其次近的Cs+分别位于通过中心Cs+的三个切面的大正方形的顶点,个数为4×3=12;与其第三近的Cs+分别位于大立方体的8个顶点上;每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为8。
11.A A项,由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷数依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3中的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。B项,r(F-)12.C 一般分子晶体的相对分子质量越大,熔、沸点越高,则晶体熔点由低到高排列为CF4碳化硅>晶体硅,故B项正确;水分子间能形成氢键,熔、沸点反常,分子晶体的相对分子质量越大,熔、沸点越高,则晶体熔点排列为H2O> H2Te >H2Se> H2S,故C项错误;离子晶体中离子半径越小,所带电荷数越多,离子键越强,则晶格能越大,熔、沸点越高,F-、Cl-、Br-、I-的半径依次增大,则熔、沸点由高到低排列为NaF>NaCl>NaBr>NaI,故D项正确。
13.A 由表中的数据可知AlCl3的熔、沸点较低,AlCl3属于分子晶体,加热时能升华,A正确,C错误;由表中的数据可知SiCl4的熔、沸点较低,属于分子晶体,B错误;NaCl和MgCl2均为离子晶体,不存在分子,D错误。
14.C 离子晶体中,离子键越强,熔、沸点越高,而离子所带电荷数越多,半径越小,离子键越强。Ca2+、O2-、Ba2+都带2个电荷,Na+、Cl-、K+都带1个电荷,r(Ca2+)BaO>NaCl>KCl。
15.D CF4、CCl4、CBr4、CI4为四种结构相似的分子晶体,其熔点的高低可根据其相对分子质量的大小来排序:CF4异戊烷>新戊烷,B正确;金刚石为原子晶体,熔点最高,纯铁为金属晶体,熔点次之,干冰为分子晶体,熔点最低,则这几种物质的熔点排序为金刚石>纯铁>干冰,C正确;金刚石、碳化硅、晶体硅均为原子晶体,因共价键的键长大小为Si—Si>Si—C>C—C,则其熔点的高低排序为金刚石>碳化硅>晶体硅,D不正确。
16.C 在CaF2晶胞中每个Ca2+连接4个氟离子,但在相邻的晶胞中又连接4个氟离子,所以其配位数为8,在CaF2晶胞中每个F-连接4个钙离子,其配位数为4,所以Ca2+与F-的配位数之比为2∶1,A正确;F-的半径小于Cl-,CaF2和CaCl2均为离子化合物,晶格能越大,熔点越高,所以CaF2的熔点高于CaCl2,B正确;晶体构型与离子的电荷比、半径比有关,阴、阳离子数目之比为2∶1的物质与CaF2的电荷比相等但半径比不一定相等,晶体构型不一定相同,C错误;CaF2是离子化合物,其中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电,D正确。
17.D Na+半径小于Cs+半径,NaCl晶体中离子的配位数为6,CsCl晶体中离子的配位数为8,故A项正确;在CaF2晶体中,Ca2+和F-所带的电荷比(绝对值)是2∶1,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,故B项正确;MgO的晶格能比MgCl2大,MgO的熔点比MgCl2高,故C项正确; MCO3中M2+半径越大,碳酸盐越稳定,分解时温度越高,故D项错误。
18.D 由表中数据可知A、B、C项说法正确;题中碱金属卤化物晶体中,晶格能LiI>NaI>KI,而氧化性Li+>Na+>K+,故D项错误。
19.答案 (1)6 6 4 4 12 (2)D
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(14×12=3),1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(18×8=1),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(12×6=3),所以一个晶胞中共含有4个Cl-。可见NaCl晶体中Na+、Cl-的个数之比为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;相邻的正、负离子核间距不等于正、负离子半径之和,B错误;氯化铯晶体为体心立方堆积,C错误;氯化钠晶体中以Na+为中心向三维方向伸展,有6个Cl-最为邻近,D正确。
能力提升练
1.C NaCl和MgO是离子化合物,形成离子晶体,熔点越高,说明晶格能越大,离子键越强,A项正确;SiCl4是共价化合物,熔点较低,为分子晶体,晶体硼熔点很高,是原子晶体,B、D项正确;AlCl3虽是由活泼金属元素和活泼非金属元素形成的化合物,但其晶体熔点较低,应属于分子晶体,C项错误。
2.C 表中CO2、BCl3是分子晶体,沸点都较低,A正确;C和Si同主族,但氧化物的晶体类型不同,分别属于分子晶体和原子晶体,B正确;从表中看出,AlCl3熔点较低,为分子晶体,C错误;C和S不同主族,但对应的氧化物都为分子晶体,说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,D正确。
3.C 如AlCl3在水溶液中能导电,其在固态时不导电,AlCl3属于分子晶体,A错误;BF3和CCl4都属于分子晶体,B原子的最外层电子数为3,形成3个共用电子对后,最外层有6个电子,不是8电子稳定结构,B错误;卤素单质都是分子晶体,熔、沸点的高低与分子间作用力的大小有关,C正确;物理变化中可以有化学键的断裂,如氯化钠熔融时有离子键的断裂,D错误。
4.B 1个氯化钠晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,每个晶胞的体积为MρNA×4 cm3,设氯化钠晶体里Na+和Cl-的最小间距为x cm,所以可得(2x)3=MρNA×4,解得x=3M2ρNA,即在氯化钠晶体中Na+和Cl-的最小核间距大约是3M2ρNA cm。
5.C A项,Fe3+和Fe2+在互不相邻的顶点上,每个离子被八个晶胞共用,故每个晶胞中Fe3+的数目为4×18=0.5个,同理Fe2+的数目为0.5个,氰根离子位于棱上,被四个晶胞共用,故每个晶胞中氰根离子的数目为12×14=3个,已知化学式为MFey(CN)6,阴离子晶胞中离子个数比Fe3+∶Fe2+∶CN-=1∶1∶6,故该晶体的化学式为MFe2(CN)6,正确;B项,该晶体属于离子晶体,熔融可导电,正确;C项,M呈+1价,错误;D项,晶体中与每个Fe3+距离最近且等距离的CN-有6个,D正确。
6.D 在面心立方最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.D A项,一般组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,分子晶体的熔、沸点越高,但HF分子间存在氢键,HCl分子间不存在氢键,熔、沸点:HF>HCl,错误;B项,Na、Mg、Al原子最外层电子数依次为1、2、3,Na、Mg、Al原子的能层数相同,核电荷数依次增多,原子核对外层电子的引力增强,半径依次减小,错误;C项,在分子中,两个原子间的键长越短,键能越大,错误;D项,一般而言晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,离子晶体的熔点越高、硬度越大,正确。
8.D 离子晶体中,一定存在离子键,可能会含共价键,如氯化铵晶体中既有离子键又有共价键,A不正确。甲烷分子与水分子之间不可能存在氢键,因为碳原子半径较大、电负性较小、不具备形成氢键的条件,B不正确。NaHSO4晶体中的阴、阳离子个数比为1∶1,C不正确。金刚石是原子晶体,氯化钠是离子晶体,而冰和干冰都是分子晶体,比较不同类型晶体的熔点,一般原子晶体>离子晶体>分子晶体,冰和干冰都是分子晶体,但冰中有氢键,干冰中没有氢键,故冰的熔点高于干冰,D正确。
选项
离子晶体
原子晶体
分子晶体
A
NaOH
Ar
SO2
B
H2SO4
石墨
S
C
CH3COONa
SiO2
I2
D
Ba(OH)2
金刚石
玻璃
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
熔点/℃
801
714
190(5×101 kPa)
-70
沸点/℃
1 413
1 412
183
57.57
晶格能/kJ·ml-1
离子半径/pm
①
LiF LiCl LiBr LiI
1 036 853 807 757
Li+ Na+ K+
60 95 133
F- Cl- Br- I-
136 181 195 216
②
NaF NaCl NaBr NaI
923 786 747 704
③
KF KCl KBr KI
821 715 682 649
晶体
NaCl
MgO
SiCl4
AlCl3
晶体硼
熔点/℃
801
2 800
-70
190
2 500
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920 ℃
801 ℃
1 291 ℃
190 ℃
BCl3
SO2
CO2
SiO2
-107 ℃
44.8 ℃
-57 ℃
1 723 ℃