化学选择性必修2第二单元 离子键 离子晶体课堂检测

专题3第2单元离子键 离子晶体同步练习

2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是

A．CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大

B．与Ca2+距离相同且最近的Ca2+构成的多面体是正六面体

C．与Ca2+距离相同且最近的Ca2+有4个

D．CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个

2．萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是

A．Ca位于元素周期表s区

B．每个周围距离最近且等距的有4个

C．位于构成的四面体空隙

D．基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向

3．下列说法中，正确的是

A．冰融化时，分子中氢氧键发生断裂

B．共价晶体中共价键越强，晶体的熔点和沸点越高

C．分子晶体中共价键键能越大，该分子晶体的熔点和沸点一定也越高

D．分子晶体中分子间作用力越大，该物质越稳定

4．下列物质的晶体，按其熔点由高到低的顺序排列正确的是

A．，， B．，，

C．，， D．，，

5．氟在自然界中常以CaF2的形式存在，下列表述正确的是

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、阳离子数目比为2：1的物质，均具有与CaF2相同的晶胞结构

D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电

6．物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是

A．硬度：Mg＞Al B．熔点：Mg＞Ca

C．硬度：Mg＞K D．熔点：Ca＞K

7．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是

A．在晶体中，距最近且相等的有6个

B．在晶体中，每个晶胞平均占有4个

C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为1：2

D．晶体在熔融状态下不导电

8．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是

A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物

B．测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4，的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物

C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物

D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物

9．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、、、四种晶体熔点的高低顺序是

A． B．

C． D．

10．20世纪，科学家发现并证明碳有新的单质分子(晶体的晶胞结构如图所示)存在，后来科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子。下列说法错误的是

A．晶体中每个分子周围与它距离最近且相等的分子有80个

B．熔点比较：晶体<金刚石

C．金刚石、、管状碳和洋葱状碳互为同素异形体

D．12g金刚石中含有共价键的数目为

11．乙炔可用于照明、焊接及切断金属(氧炔焰)，也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。乙炔可以用CaC2与水反应制取，CaC2晶体的晶胞结构如图所示，CaC2晶体中由于的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的描述错误的是

A．CaC2晶体中存在离子键、共价键

B．和距离相等且最近的构成的多面体是正六面体

C．和距离相等且最近的有4个

D．如图所示的结构中共含有4个和4个

12．下列说法正确的是

A．如图是的晶胞示意图

B．已知和晶体结构相似，则比的熔点低

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，热稳定性比强

13．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．在晶体中，每个周围与其距离最近的有12个

D．在晶体中，每个周围与其距离最近的有8个

14．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． B． C． D．

15．下表给出了几种物质的熔点和沸点：

下列说法中，错误的是A．是分子晶体 B．单质B可能是共价晶体

C．时，呈气态 D．水溶液不能导电

二、填空题

16．根据下图推测，若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_______。

17．离子键

(1)NaCl的形成示意图

钠离子和氯离子通过____________________结合在一起，形成氯化钠。

(2)定义：____________________之间的相互作用叫做离子键。

(3)成键粒子：__________。

(4)成键元素：一般是活泼的金属和活泼的非金属。

三、结构与性质

18．钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：

(1)K和属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属低，试解释原因。_____

(2)晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，棱长为，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，如图所示。与K紧邻的O有_____个？试说明分析思路。_____

(3)计算K与O间的最短距离_____。

19．(Ⅰ)晶胞是晶体中最小的重复单位，数目巨大的晶胞无隙并置构成晶体。NaCl晶体是一个正六面体(如图1)。我们把阴、阳离子看成不等径的圆球，并彼此相切(已知a为常数)。

请计算下列问题：

(1)每个晶胞平均分摊___________个Na＋，___________个Cl-。

(2)NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为___________(用a表示)。

(3)NaCl晶体为“巨分子”，在高温下(≥1413℃时)晶体转变成气态团簇分子。现有1molNaCl晶体，加强热使其变为气态团簇分子，测得气体体积为11.2L(已折算为标准状况)。则此时氯化钠气体的分子式为___________。

(Ⅱ)化合物X晶胞结构如图，据此可知X的化学式为___________。

(Ⅲ)乙炔分子中σ键与π键数目之比为___________，碳原子的杂化方式为___________；

20．下表为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列)，根据要求回答下列各小题：

(1)写出基态Cr原子的价电子排布式______

(2)根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：s区、p区、d区、ds区和f区，以上十二种元素分别属于s区、d区和ds区，则属于s区的元素有______种，属于d区的元素有______种。

(3)试比较：第一电离能I1(Cr)______I1(Co)(填“>”、“＜”或“=”，下同)；晶格能U(FeO)______U(NaCl)(FeO与NaCl的晶胞结构相似)。

(4)钇钡铜氧是一种新型节能高温超导体，其晶胞结构如图所示，研究发现，此高温超导体中的Cu元素有两种价态，分别为＋2价和＋3价，Y元素的化合价为＋3价，Ba元素的化合价为＋2价。

①该物质的化学式为：______。

②该物质中Cu2+与Cu3+的原子个数比为：______。

(5)现有含钛的两种颜色的晶体，Ti3＋的配位数均为6，一种为紫色，一种为绿色，相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：

a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；

b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；

c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。

试推断紫色晶体的化学式为______。

参考答案：

1．B

【详解】A．CaC2晶体属于离子晶体，故有较高的熔点和较大的硬度，故A正确；

B．因为晶胞沿一个方向拉长，故和Ca2+距离相同且最近的Ca2+只有4个(与拉长方向垂直的同一面上)，4个Ca2+构成的是正方形，故B错误；

C．以Ca2+为中心，与之等距离且最近的是同一平面上的4个Ca2+，故C正确；

D．根据均摊原则，该晶胞中含有Ca2+的个数=12×1/4+1=4，含有的个数=8×1/8+6×1/2=4，故D正确；

选B。

2．B

【详解】A．Ca位于第四周期第ⅡA族，为元素周期表s区，A正确；

B．由面心的可知，每个周围距离最近且等距的有8个，B错误；

C．由晶胞结构图可知，距离最近且等距的为4个，所以位于构成的四面体空隙，C正确；

D．基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，其中s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，共4种，D正确；

故选B。

3．B

【详解】A．冰融化时，水分子没有改变，改变的是分子间的距离，所以分子中H-O键没有发生断裂，A错误；

B．共价晶体中，共价键的键能越大，破坏共价键所需的能量越大，该晶体的熔点越高，B正确；

C．分子晶体熔化或沸腾时，只改变分子间的距离，不需要破坏分子内的共价键，所以该晶体的熔沸点高低与键能无关，C错误；

D．分子晶体中，物质的稳定性与分子内原子间的共价键有关，与分子间作用力无关，D错误；

故选B。

4．D

【详解】通常晶体熔点高低顺序是：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，二氧化硅是共价晶体、氯化钠是离子晶体、二氧化碳是分子晶体，故熔点高低顺序是SiO2＞NaCl＞CO2；

故选D。

5．D

【详解】A．阴阳离子间存在静电引力和静电斥力，Ca2+与F﹣间存在静电吸引作用，还存在静电斥力，故A错误；

B．离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关，离子半径越小，离子晶体的熔点越高，所以CaF2的熔点高于CaCl2 ， 故B错误；

C．晶体的结构与电荷比、半径比有关，阴阳离子比为2：1的物质，与CaF2晶体的电荷比相同，若半径比相差较大，则晶体构型不相同，故C错误；

D．CaF2中的化学键为离子键，离子化合物在熔融时能发生电离，存在自由移动的离子，能导电，因此CaF2在熔融状态下能导电，故D正确；

故选D。

6．A

【详解】A．Mg2+半径比Al3+大，带电荷数比Al3+少，则金属键能Mg＜Al，硬度：Mg＜Al，A错误；

B．Mg2+半径比Ca2+小，带电荷数相同，则金属键能Mg＞Ca，熔点：Mg＞Ca，B正确；

C．Mg2+半径比K+小，带电荷数比K+多，则金属键能Mg＞K，硬度：Mg＞K，C正确；

D．Ca2+半径比K+小，带电荷数比K+多，则金属键能Ca＞K，熔点：Ca＞K，D正确；

故选A。

7．D

【详解】A．根据氯化钠晶体的结构图，在晶体中，距最近且相等的有6个，距最近且相等的有6个，故A正确；

B．根据均摊原则，在晶胞中，位于立方体的8个顶角和6个面心，所以的数目是，故 B正确；

C．金刚石晶体中，每个C原子形成4个共价键，两个C原子共用一个共价键，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1：2，故C正确；

D．是离子化合物，在熔融状态下能够完全电离出自由移动的和，能够导电，故D错误；

选D。

8．B

【分析】离子化合物的离子之间以强烈的离子键结合，一般熔沸点较高，熔化后可导电；分子晶体的分子之间以微弱的分子间作用力结合，物质的熔沸点比低。溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，同样也可能电离产生Cl-，能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，据此分析解答。

【详解】A．离子化合物与物质状态、颜色无关，所以不能据此判断为离子化合物，A错误；

B．SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点较低，它们为分子晶体，而不是离子化合物，B正确；

C．如果SbCl3、SbCl5、SnCl4是共价化合物，它们在水溶液中水的作用下也会电离出氯离子和金属离子，HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，C错误；

D．分子晶体溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，同样也可能电离产生Cl-，不能根据溶液是否导电判断是否为离子化合物，应根据熔融状态下该化合物能否导电，若能导电，则为离子化合物，若不能导电，则为共价化合物，D错误；

故合理选项是B。

9．C

【详解】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。、、都带2个电荷，、、都带1个电荷，，，故熔点，故选：C。

10．A

【详解】A．以晶胞顶角上的为例，与之距离最近且相等的分子在该点所在面的面心上，所以这样的分子共有个，A错误；

B．金刚石属于共价晶体，属于分子晶体，因此金刚石的熔点比晶体的高，B正确；

C．金刚石、、管状碳和洋葱状碳，都是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，C正确；

D．金刚石中每个碳原子参与形成4个共价键，但每个共价键为2个碳原子所共有，所以12g金刚石中含有共价键的数目为，D正确；

故选：A。

11．B

【详解】A．中含离子键，属于离子晶体，其中中含非极性键，A正确；

B．由于晶胞沿一个方向拉长，故和距离相等且最近的只有4个，且在同一平面上(与拉长方向垂直的面)，构成的是正方形，B错误；

C．和距离相等且最近的只有4个，且也在同一平面上(与拉长方向垂直的面)，C正确；

D．根据“均摊法”可知，该晶胞中的个数为，的个数为，D正确；

故答案选B。

12．C

【详解】A．由题图晶胞可知，晶胞中氧原子的个数为，铜原子的个数为4，化学式为，A项错误；

B．和都是离子晶体，氧离子的半径小于硫离子的半径，则中的离子键强于，比的熔点高，B项错误；

C．晶体铜原子的堆积方式为面心立方堆积，原子的配位数为12，C项正确；

D．中的价电子排布式为，中的价电子排布式为，为全充满的稳定状态，比稳定，则热稳定性比弱，D项错误；

答案选C。

13．B

【详解】A．金属钠形成的晶胞是体心立方晶胞，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；

B．金属镁形成的晶胞是六方最密堆积，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；

C．氯化钠晶胞中，每个钠离子周围距离最近的钠离子个数，故C正确；

D．氯化铯晶体中每个周围与其距离最近的有8个，故D正确；

答案选B。

14．A

【详解】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；6个硼原子位于棱柱侧面上，故硼原子数为，所以晶胞中镁原子和硼原子的个数比为1∶1，故化学式为，A项正确；

故选A。

15．D

【详解】A．由题表中所给熔、沸点数据可知，的熔、沸点最低，应为分子晶体，A正确；

B．单质B的熔、沸点最高，可能为共价晶体,B正确；

C．的沸点是，则时，呈气态，C正确；

D．属于易溶的离子晶体，水溶液能导电，D错误；

故答案选D。

16．     6     12     a     8     a     8

【详解】由晶胞结构可知，位于顶点的铯离子与位于棱上的铯离子距离最近，则每个铯离子周围与其距离为a的铯离子数目为6；位于顶点的铯离子与位于面心的铯离子距离次近，则每个铯离子距离相等且次近的的铯离子数目为12，由勾股定理可知，距离为a；位于顶点的铯离子与位于体心的铯离子距离第三近，则每个铯离子距离相等且次近的的铯离子数目为8，由勾股定理可知，距离为a；由右图可知，位于顶点的铯离子与位于体心的氯离子的距离最近，则每个铯离子周围紧邻且等距的氯离子数目为8，故答案为：6；12；a；8；a；8。

17．     静电作用     带相反电荷离子     阴、阳离子

【分析】钠原子遇氯原子后，失去一个电子，给予了氯原子。这时钠原子变为带单位正电荷的钠离子；而氯原子获得了钠原子给予的一个电子形成了带一个单位负电荷的氯离子。随即正负离子由于异性电荷而相互吸引，最后达到平衡而形成相对稳定的离子化合物NaCl。

【详解】（1）钠离子和氯离子通过静电作用结合在一起，形成氯化钠；

（2）带相反电荷离子之间的相互作用叫做离子键；

（3）NaCl由阴、阳离子构成；

（4）离子键一般是活泼的金属和活泼的非金属构成的。

故答案为：静电作用；带相反电荷离子；阴、阳离子。

18．(1)钾原子半径大、价电子数少、形成离子所带电荷少，导致钾的金属键弱于铬

(2)     12     该晶胞中以底面左下角的钾为例，在相邻面上有3个紧邻的O，平均属于该晶胞的O为3÷2=1.5个，则该钾原子在空间延伸的8个晶胞中共有1.5×8=12个紧邻的O

(3)K与O间的最短距离为面对角线的二分之一，为

【详解】（1）两者均为金属晶体，且钾原子半径大、价电子数少、形成离子所带电荷少，导致钾的金属键弱于铬，故金属K的熔点、沸点等都比金属低；

（2）由图可知，该晶胞中以底面左下角的钾为例，在相邻面上有3个紧邻的O，平均属于该晶胞的O为3÷2=1.5个，则该钾原子在空间延伸的8个晶胞中共有1.5×8=12个紧邻的O；

（3）K与O间的最短距离为面对角线的二分之一，为。

19．     4     4          Na2Cl2     CuCl     3∶2     sp杂化

【详解】(1)该晶胞中钠离子个数=12×＋1=4，氯离子个数=8×＋6×=4；

(2)根据图2知，NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为a的一半即；

(3)1mol氯化钠的质量=1mol×58.5g·mol-1=58.5g，标准状况下，气体体积为11.2L的氯化钠的物质的量=0.5mol，M=117g·mol-1，所以氯化钠气体的分子式为Na2Cl2；

(Ⅱ) 该晶胞中Cu个数=8×＋6×=4，Cl的个数为1×4=4，故X的化学式为CuCl；

(Ⅲ)乙炔的结构简式为，故乙炔分子中σ键与π键数目之比为3∶2；分子构型为直线形，故碳原子的杂化方式为sp杂化。

20．     3d54s1     2     8     ＜     ＞     YBa2Cu3O7     Cu2+:Cu3+=2:1     [Ti(H2O)6]Cl3

【详解】(1)Cr是24号元素，基态Cr原子的价电子排布式：3d54s1；故答案为：3d54s1；

(2)s区的元素为第IA、IIA族元素，所以该周期表中属于s区的元素有：K、Ca，共2种；

d区的元素为除了第IB、IIB族元素外的过渡元素，该周期表中有Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni，共8种元素；故答案为：2；8；

(3)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，则第一电离能：Ga＜Ge，晶格能与阴阳离子所带电荷的乘积成正比，与半径成反比，则晶格能U(FeO)> U(NaCl)，故答案为：＜；＞；

(4)①根据均摊法结合晶胞结构图可知晶胞中含有Y原子个数为1，含有Cu原子个数为：，含有Ba原子个数为2，含有O原子个数为：，所以化学式为：YCu3Ba2O7，故答案为：YCu3Ba2O7；

②设该物质中+2价的Cu离子个数为x、+3价的Cu离子个数为y，根据化合物中元素化合价代数和为零可知：+3+2x+3y+2×2-2×7=0，且x+y=3，解得：x=2，y=1，所以+2价和+3价的Cu离子个数比为2:1，故答案为：Cu2+:Cu3+=2:1；

(5)Ti3+的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀，则配合物的外界有氯离子，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原紫色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为绿色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3，可知紫色晶体中含2个氯离子，绿色晶体中含3个氯离子，故绿色晶体的化学式为[Ti(H2O)6]Cl3，故答案为：[Ti(H2O)6]Cl3。