高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 离子键 离子晶体课后作业题

专题3　微粒间作用力与物质性质

第二单元　离子键　离子晶体

基础过关练

题组一　离子键

1.下列说法不正确的是 (　　)

A.离子键没有方向性和饱和性

B.并不是只有活泼的金属和非金属元素才形成离子键

C.离子键的实质是静电作用

D.静电作用只有引力

2.离子键的强弱主要取决于离子的半径和离子所带电荷数。一般规律是离子半径越小、离子所带电荷数越多,离子键越强。K2O、MgO、CaO三种物质中离子键由强到弱的顺序是              (　　)

A.K2O、MgO、CaO B.MgO、K2O、CaO

C.MgO、CaO、K2O D.CaO、MgO、K2O

题组二　离子晶体的晶体结构与配位数

3.下列有关金属晶体和离子晶体的叙述中,不正确的是 (　　)

A.金属钠形成的晶体中,每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个

B.金属镁形成的晶体中,每个镁原子周围与其距离最近的镁原子有6个

C.在NaCl晶体中,每个Na+周围与其距离最近的Na+有12个

D.在CsCl晶体中,每个Cs+周围与其距离最近的Cl-有8个

4.(2021山东济南高三上期末)下列关于Na、Cs的化合物的说法错误的是 (　　)

A.NaCl为离子化合物,可推知CsCl也为离子化合物

B.NaCl与CsCl相比,NaCl熔点更高

C.NaCl与CsCl晶体中Cl-的配位数均为8

D.NaCl与CsCl晶体中离子的配位数不同主要原因是离子半径的差异

5.下列各图是从某些离子晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断下列各图属于NaCl晶体结构的是              (深度解析)

A.图(1)和图(3) B.图(2)和图(3)

C.只有图(1) D.图(1)和图(4)

题组三　离子晶体的主要性质与晶格能

6.能说明某晶体属于离子晶体的是 (　　)

A.易溶于水

B.固态不导电,水溶液能导电

C.有较高的熔点

D.固态不导电,熔融时能导电

7.(2020山东滕州一中高二下月考)下列关于晶格能的说法中,正确的是 (　　)

A.晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量

B.晶格能指破坏1 mol离子键所吸收的能量

C.晶格能指拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量

D.晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关

8.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

9.Al2O3的下列性质能用晶格能解释的是 (　　)

A.Al2O3可用作耐火材料

B.固态时不导电,熔融时能导电

C.Al2O3是两性氧化物

D.晶体Al2O3可以作为宝石

题组四　离子晶体的结构及其特征

10.(2021山东济南德润高级中学高二下开学考试)如图是某化合物的晶体结构,镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子;6个硼原子位于棱柱侧面上。则该化合物的化学式为              (　　)

A.MgB B.Mg3B2

C.Mg2B D.Mg2B3

11.(2021福建福州重点高中高二下月考)如图为NaCl和CsCl的晶胞结构,下列说法错误的是              (　　)

A.NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体

B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同

C.NaCl和CsCl晶胞中所含阳离子数分别为4和1

D.NaCl和CsCl晶体中阳离子与阴离子的半径比相同

能力提升练

题组一　离子晶体的结构与性质

1.(2020山东滕州一中高二下月考,)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图,X、Y、Z分别处于立方体的顶点、棱心、体心。则下面关于该化合物的说法正确的是              (　　)

A.该晶体的化学式可能为ZXY3

B.该晶体的熔点一定比金属晶体的熔点高

C.每个X周围距离最近的Y有8个

D.每个Z周围距离最近的X有16个

2.(2020山东枣庄三中高二下月考,)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

3.(2021江苏如皋江安中学高三上月考,)钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是              (　　)

A.元素钛在元素周期表中的位置为第四周期ⅡB族

B.Co2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2

C.与Co2+距离最近的Ti4+有4个

D.该化合物的化学式为CoTiO3

4.(2021山东名校交流高三下联考,)下列说法正确的是 (　　)

A.如图是CuO 的晶胞示意图

B.已知Cu2O和Cu2S晶体结构相似,则Cu2O比Cu2S的熔点低

C.晶体铜原子的堆积方式为面心立方堆积,配位数为12

D.铜在氧气中加热生成CuO,CuO热稳定性比Cu2O强

题组二　离子晶体晶胞的相关计算

5.(2021辽宁朝阳第一高级中学高二上期末,)钛酸钡是陶瓷材料,其晶胞结构如图1,某碳镍镁超导体材料的晶胞结构如图2。下列推断错误的是              (　　)

图1

图2

A.钛酸钡的化学式为BaTiO3

B.每个Ti与周围8个O等距离且最近

C.图2晶体的化学式为 MgNi3C

D.图1和图2都是立方晶胞

6.(2021辽宁高三普通高中教育教学质量监测,)氧化锌的一种立方晶胞结构如图,晶胞边长为a pm,下列说法错误的是              (　　)

A.该晶体属于离子晶体

B.O原子与O原子的最短核间距为a pm

C.Zn原子周围等距且最近的Zn原子数为6

D.该晶胞中含有4个O原子,4个Zn原子

7.(2021安徽六安霍邱第二中学高二下段考,)KO2的晶体结构与NaCl相似,KO2可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-的位置用代替(如图),晶体中含有的哑铃形使晶胞沿一个方向拉长。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列对于KO2晶体的描述正确的是              (　　)

A.一个KO2晶胞的质量为284 g

B.KO2的熔点比RbO2的熔点低

C.一个晶胞中含有12个

D.与K+距离最近且相等的共有4个

答案全解全析

专题3　微粒间作用力与物质性质

第二单元　离子键　离子晶体

基础过关练

1.D　离子键是阴、阳离子之间的静电作用,包括静电吸引和静电排斥,且一个离子同时吸引多个带相反电荷的离子,故无方向性和饱和性,非金属元素之间也可形成离子键,如NH4Cl中N与Cl-形成离子键,故选D。

2.C　离子键的强弱主要取决于离子的半径和离子所带电荷数。一般规律是离子半径越小、离子所带电荷数越多,离子键越强。离子半径:K+>Ca2+>Mg2+,离子所带电荷数:Ca2+=Mg2+>K+,所以离子键由强到弱的顺序为MgO、CaO、K2O,故选C。

3.B　金属钠的晶体中每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个,故A正确;金属镁晶体中每个镁原子周围与其距离最近的镁原子有12个,故B错误;氯化钠晶胞中,每个钠离子周围距离最近的钠离子个数=3×8÷2=12,故C正确;氯化铯晶体中每个Cs+周围与其距离最近的Cl-有8个,故D正确。

4.C　Cs与Na是同一主族元素,元素的金属性Cs比Na强,若NaCl为离子化合物,则可推知CsCl也为离子化合物,A项正确;由于Na+半径比Cs+半径小,NaCl中的离子键比CsCl强,离子键越强,断裂离子键消耗的能量就越高,物质的熔点就越高,所以NaCl的熔点比CsCl高,B项正确;NaCl是离子晶体,1个Na+被6个Cl-吸引,1个Cl-被6个Na+吸引,所以NaCl晶体中Cl-的配位数为6,在CsCl晶体中,1个Cs+被8个Cl-吸引,1个Cl-被8个Cs+吸引,所以CsCl晶体中Cl-的配位数为8,C项错误;NaCl与CsCl晶体中离子的配位数不同主要在于离子半径的差异,D项正确。

5.D　由于在氯化钠晶体中,每个钠离子周围同时吸引着最近的等距离的6个氯离子,同样每个氯离子周围同时吸引着最近的等距离的6个钠离子,图(1)符合条件,图(4)中选取其中一个离子,然后沿x、y、z三轴延伸得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子,所以其配位数也是6,符合条件,故选D。

知识拓展

离子晶体的配位数

　　离子晶体中,通常可看成阴离子呈等径圆球密堆积,阳离子有序地填在阴离子的空隙中,每个离子周围等距离地排列着异电性离子。一个离子周围最邻近的异电性离子的数目,叫作离子晶体中离子的配位数。

6.D　离子晶体在固态时不导电,在水溶液里或熔融后可以导电,但并非所有的离子晶体都易溶于水,如BaSO4;易溶于水的也不一定是离子晶体,如HCl。在水溶液里能导电的化合物不一定是离子晶体,如H2SO4。不能根据熔点高低判断晶体类型。判断一种晶体是否为离子晶体的方法大多看它在固态时不导电,熔融状态下能导电。

7.C　晶格能是指拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴、阳离子所吸收的能量,故选C。

8.D　晶格能与离子所带电荷数,阴、阳离子的核间距有关,晶格能越大,晶体的熔、沸点越高,硬度越大,A、B错误,D正确。晶格能是指拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴、阳离子所吸收的能量,C错误。

9.A　Al2O3中Al3+和O2-所带电荷数都比较多,半径又都很小,因此Al2O3的晶格能很大,熔点很高,故Al2O3可用作耐火材料,能用晶格能解释,A项正确;Al2O3固态时不导电,熔融时能导电,说明熔融状态能够电离出自由移动的离子,与晶格能无关,B项错误;Al2O3是两性氧化物与晶格能无关,C项错误;晶体Al2O3可以作为宝石,与晶格能无关,D项错误。

10.A　利用均摊法计算晶胞的微粒个数可知,镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子,故一个晶胞中镁原子的个数为12×+2×=3;6个硼原子位于棱柱侧面上,故硼原子的个数为6×=3,所以晶胞中镁原子和硼原子的个数比为1∶1,故化学式为MgB,A项正确。

11.D　NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体,阴、阳离子个数比都为1∶1,均属于AB型离子晶体,A正确;由晶胞结构可知氯化钠晶胞中所含钠离子数和氯离子数均为4,氯化铯晶胞中所含铯离子数和氯离子数均为1,阴、阳离子个数比均为1∶1,B正确;NaCl晶体中所含Na+数为12×+1=4,CsCl晶体中所含Cs+数为1,C正确;钠离子半径小于铯离子半径,则阳离子与阴离子的半径比不同,D错误。

能力提升练

1.A　X位于晶胞的顶点,顶点为8个晶胞共用,所以每个晶胞中X的个数为8×=1,Z位于晶胞的体心,个数为1,Y位于晶胞的棱心,棱为4个晶胞共用,所以每个晶胞中Y的个数为12×=3,该晶体的化学式可能为ZXY3,故A正确;离子晶体的熔点不一定比金属晶体的熔点高,故B不正确;根据晶胞结构可知,每个X周围距离最近的Y有6个,故C不正确;Z位于晶胞的体心,X位于晶胞的顶点,每个Z周围距离最近的X有8个,故D不正确。

2.A　离子半径:Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越小,所带电荷数越多,晶格能越大,熔点越高,故A不正确;离子半径:Br->Cl->F-,离子所带电荷数相同,离子半径越小,晶格能越大,故B正确;在NaCl晶体中Cl-的配位数是6,在CsCl晶体中Cl-的配位数为8,在CaF2晶体中F-的配位数为4,阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2,故C正确;离子半径:Ba2+>Ca2+>Mg2+,离子所带电荷数相同,离子半径越大,晶格能越小,硬度越小,故D正确。

3.D　元素钛在元素周期表中的位置为第四周期ⅣB族,A错误;Co原子失去最外层的两个电子形成Co2+,故Co2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7,B错误;由题图可知,与Co2+距离最近的Ti4+有8个,C错误;该晶胞中,Co2+的个数为1,Ti4+的个数为8×=1,O2-的个数为6×=3,则该化合物的化学式为CoTiO3,D正确。

4.C　由题图晶胞可知,晶胞中氧原子的个数为8×+1=2,铜原子的个数为4,化学式为Cu2O,A项错误;Cu2O和Cu2S都是离子晶体,氧离子的半径小于硫离子的半径,则Cu2O中的离子键强于Cu2S,Cu2O比Cu2S的熔点高,B项错误;晶体铜原子的堆积方式为面心立方堆积,Cu原子的配位数为12,C项正确;CuO中Cu2+的价电子排布式为3d9,Cu2O中Cu+的价电子排布式为3d10,3d10为全充满的稳定状态,比3d9稳定,则CuO 热稳定性比Cu2O弱,D项错误。

5.B　据图1知,Ti位于顶点,则其数目=×8=1,Ba位于体心,其数目为1,O位于棱上,则其数目=×12=3,故数目比Ba∶Ti∶O=1∶1∶3,钛酸钡的化学式为BaTiO3,A项正确;每个Ti与周围6个O等距离且最近,B项错误;Mg原子的个数为×8=1,Ni原子的个数为6×=3,C原子的个数为1,则图2晶体的化学式为MgNi3C,C项正确;图1和图2都是立方晶胞,D项正确。

6.C　氧化锌晶体属于离子晶体,A项正确;O原子与O原子的最短核间距为面对角线长的一半,即a pm,B项正确;由晶胞示意图,可知Zn原子周围等距且最近的Zn原子数为12,C项错误;该晶胞含4个O原子(晶胞内),Zn原子位于晶胞的顶点和面心上,故Zn原子的数目为8×+6×=4,D项正确。

7.D　K+位于晶胞棱心和体心,数目为12×+1=4,位于顶点和面心,数目为8×+6×=4,则每个晶胞中含有4个“KO2”,晶胞的质量为 g,A、C项错误;K+的半径比Rb+半径小,则KO2的晶格能比RbO2晶格能大,即KO2的熔点比RbO2的熔点高,B项错误;与K+距离相等且最近的共有4个,D项正确。