高中人教版 (新课标)第三章 晶体结构与性质第四节 离子晶体课时训练

这是一份高中人教版 (新课标)第三章 晶体结构与性质第四节 离子晶体课时训练，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．下列关于晶格能的叙述中正确的是( )
A．晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷数有关
B．晶格能仅与形成晶体的离子半径有关
C．晶格能是指相邻的离子间的静电作用
D．晶格能越大的离子晶体，其熔点越高
解析：选D。晶格能与离子所带电荷数成正比，与阴、阳离子半径的大小成反比，A、B项错误；晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，硬度也越大，D项正确。
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
解析：选D。离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键，如OH－和含氧酸根中的极性共价键，还有Oeq \\al(2－,2)中的非极性共价键。离子晶体中一定不含有范德华力。
3．(2019·哈尔滨第六中学高二期中)已知MgCO3 、CaCO3、SrCO3、BaCO3受热均要分解。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．所得的气态产物的VSEPR模型是直线形
解析：选C。碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合COeq \\al(2－,3)中的氧离子使COeq \\al(2－,3)分解为CO2的结果，阳离子半径越小，其结合氧离子能力越强，分解温度越低。阳离子半径：Mg2＋4．由短周期元素组成的离子化合物中，一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20，下列说法正确的是( )
A．晶体中阳离子和阴离子个数不一定相等
B．晶体中一定只有离子键而没有共价键
C．所含元素一定不在同一主族也不在第一周期
D．晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径
解析：选A。短周期元素形成的离子化合物，一个阳离子和一个阴离子的核外电子数之和为20，如NH4F、Na2O等，这些离子化合物中，阴、阳离子个数不一定相等，故A正确；如NHeq \\al(＋,4)中有共价键，故B错误；从以上分析可知，元素可以在第一周期，如H元素，故C错误；晶体中阳离子半径不一定大于阴离子半径，如Na＋半径比O2－半径小，故D错误。
5．在冰晶石(Na3[AlF6])晶胞中，[AlF6]3－占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl－占据的位置，则冰晶石晶胞中含Na＋数为( )
A．12 B．8
C．4 D．3
解析：选A。NaCl晶胞中Cl－个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，由题意知，冰晶石晶胞中[AlF6]3－的个数也应当为4，化学式Na3[AlF6]中，Na＋和[AlF6]3－的个数比为3∶1，所以冰晶石晶胞中含Na＋个数为4×3＝12，故选A。
6．根据下表的数据，判断下列说法正确的是( )
A.晶格能的大小与正负离子电荷数和距离成正比
B．晶格能越大，即正负离子间的静电引力越强，晶体的熔点就越高，硬度就越大
C．NaF晶体比NaCl晶体稳定
D．表中物质CaO晶体最稳定
解析：选C。A项，根据表中的数据可知，晶格能的大小与正负离子之间的距离成反比；B项，离子键本质是阴、阳离子间的静电作用，不只是引力，还有斥力等，晶格能越大，即正负离子间的静电作用越强，晶体的熔点就越高，硬度就越大；C项，晶格能：NaF>NaCl，故NaF晶体比NaCl晶体稳定；D项，晶格能越大，晶体越稳定，表中所列物质中MgO晶体最稳定。
7．(2019·西安高二检测)某离子晶体结构中最小的重复单元如图所示，A为阴离子，在立方体内，B为阳离子，分别在立方体的顶角和面心，则该晶体的化学式为( )
A．B2A B．BA2
C．B7A4 D．B4A7
解析：选B。根据“均摊法”可知，该结构单元中含有的A的个数为8，含有的B的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，B与A个数之比为1∶2，即该晶体的化学式为BA2。
8．已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm－3，用NA表示阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，CsCl的晶胞结构如图所示，则CsCl的摩尔质量可以表示为( )
A．NA·a3·ρ g·ml－1 B.eq \f(NA·a3·ρ,6) g·ml－1
C.eq \f(NA·a3·ρ,4) g·ml－1 D.eq \f(NA·a3·ρ,8) g·ml－1
解析：选A。1个CsCl晶胞中含1个Cs＋和1个Cl－，则M＝ρ·a3·NA g·ml－1。
9．根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，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
解析：选C。根据表中各物质的熔点，判断晶体类型。NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体，熔、沸点越高，说明晶格能越大，离子键越强，A项正确；SiCl4是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，晶体硼为非金属单质，熔、沸点很高，是原子晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体。
10．碱金属卤化物是典型的离子晶体，它的晶格能与eq \f(1,d0)成正比(d0是晶体中最邻近的带有异性电荷离子的核间距)。下面说法错误的是( )
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
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，A项正确；由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定B项正确；由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定C项正确；表中晶格能最小的是碘化物，因还原性F－11．下列关于CaF2的表述正确的是( )
A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
B．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2
C．阴、阳离子比为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
解析：选D。Ca2＋与F－间既有静电吸引作用，也有静电排斥作用，A错误；离子所带电荷相同，F－的离子半径小于Cl－，所以CaF2晶体的晶格能比CaCl2大，则CaF2的熔点高于CaCl2，B错误；晶体构型还与离子的大小有关，所以阴、阳离子比为2∶1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，C错误；CaF2中的化学键为离子键，CaF2在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电，D正确。
12.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。下列说法不正确的是( )
A．该晶体的化学式为MFe2(CN)6
B．该晶体属于离子晶体，M呈＋1价
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－为6个
解析：选C。由题图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2＋个数为4×eq \f(1,8)＝eq \f(1,2)，同样可推出含Fe3＋个数也为eq \f(1,2)，含CN－个数为12×eq \f(1,4)＝3，因此阴离子为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为＋1价。与Fe3＋距离最近的CN－位于晶胞棱上，每个Fe3＋周围有8个晶胞，每条棱被4个晶胞共用，与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－个数为eq \f(3×8,4)＝6。
二、非选择题
13．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．K2O B．K2O2
C．K2O3 D．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Oeq \\al(－,2)，每个Oeq \\al(－,2)周围有8个K＋
C．每个Oeq \\al(－,2)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Oeq \\al(－,2)代替。
(2)晶体中平均每个晶胞有K＋：8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4个；有Oeq \\al(－,2)：1＋12×eq \f(1,4)＝4个，故其化学式为KO2。
(3)由题图可看出，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Oeq \\al(－,2)，每个Oeq \\al(－,2)周围有6个K＋，每个Oeq \\al(－,2)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1 ml KO2中含有x ml 0价的氧原子，y ml －2价的氧原子，则有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x＋y＝2,2y＝1))，解得x＝eq \f(3,2)，y＝eq \f(1,2)，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
14．(2019·邯郸高二检测)A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大。B、C、D同周期，A、D同主族，E和其他元素既不在同周期也不在同主族。B、C、D的最高价氧化物对应水化物均能互相发生反应生成盐和水。A和E可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。
(1)A和E所形成化合物的电子式是________。
(2)A、B、C、D四种元素的原子半径由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)A和E形成的化合物的晶体中，每个阳离子周围与它最近且距离相等的阳离子共有________个。
(4)已知A和E所形成化合物晶体的晶胞体积为1.6×10－22 cm3，则A和E组成的离子化合物的密度为________(结果保留一位小数)。
解析：由题意知B、C、D分别为Na、Al、S或Na、Al、Cl。E与其他元素不同周期也不同主族，只能为Ca。由晶胞可知A、E形成的离子化合物为EA2，则A为F，A、D同主族，则D为Cl。即A、B、C、D、E分别为F、Na、Al、Cl、Ca。(1)A、E形成的化合物为CaF2。(2)由同周期元素原子半径变化规律可知原子半径Na＞Al＞Cl，由同主族元素原子半径变化规律可知原子半径Cl＞F。(4)ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(78×4,1.6×10－22×6.02×1023)≈3.2 (g·cm－3)。
答案：(1)[∶eq \(F,\s\up10(••),\s\d10(••))∶]－Ca2＋[∶eq \(F,\s\up10(••),\s\d10(••))∶]－
(2)F＜Cl＜Al＜Na
(3)12 (4)3.2 g·cm－3
15．如图所示，直线交点的圆圈处为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(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体的结构示意图。
(2)在晶体中，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点上、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)。
(4)设NaCl的摩尔质量为M g·ml－1，食盐晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为________cm。
解析：(2)从体心Na＋看，与它最近的且距离相等的Na＋共有12个。
(3)根据立方结构的特点，可求阴、阳离子的个数。NaCl晶胞中，含Cl－：8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4(个)，含Na＋：12×eq \f(1,4)＋1＝4(个)。
(4)设Cl－和Na＋的最近距离为a cm，则两个最近的Na＋间的距离为eq \r(2)a cm，有eq \f(（2a cm）3·ρ g·cm－3,4)·NA ml－1＝M g·ml－1，a＝eq \r(3,\f(M,2ρNA)) cm，所以两个Na＋间的最近距离为eq \r(2)·eq \r(3,\f(M,2ρNA)) cm。
答案：(1)见下图 (2)12 (3)4 8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2) 4 12×eq \f(1,4)＋1 (4)eq \r(2)·eq \r(3,\f(M,2ρNA))
离子
化合物
离子
电荷数
键长/pm
晶格能/
(kJ·ml－1)
熔点/℃
摩氏
硬度
NaF
1
231
923
993
3.2
NaCl
1
282
786
801
2.5
MgO
2
210
3 791
2 852
6.5
CaO
2
240
3 401
2 614
4.5
晶体
NaCl
MgO
SiCl4
AlCl3
晶体硼
熔点/℃
801
2 800
－70
180
2 500
晶格能/(kJ·ml－1)
离子半径/pm
①
LiF LiClLiBr LiI
1 031 845 807 752
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