1、第 4 节 离子晶体一、选择题1下列有关化学基本概念的判断依据正确的是( )A弱电解质：溶液的导电能力弱B共价化合物：含有共价键C离子化合物：含有离子键D金属晶体：能够导电2关于晶体的叙述中，正确的是( )A原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体3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4氧化钙在 2 973 K 时熔化，而氯化钠在 1 074 K 时熔
2、化，两者的离子间距离和晶体结构类似，下列有关它们熔点差别较大的原因的叙述中不正确的是( )A氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大C氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定5表中给出了几种氯化物的熔点和沸点。物质 NaCl MgCl2 AlCl3 CCl4熔点 / 801 712 190 68沸点 / 1 465 1 418 183 57关于表中 4 种氯化物有下列说法：AlCl 3 在加热时可升华CCl 4 属于分子晶体1 500 时 NaCl 的分子组成可用 NaCl
3、表示AlCl 3 是典型的离子晶体其中与表中数据一致的是( )A只有和 B只有C只有 D全部一致6下列大小关系正确的是( )A熔点：NaINaBr B硬度：MgOCaOC晶格能：NaClNaCl7金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法中正确的是( )A金属晶体和离子晶体都能导电B在镁晶体中，1 个 Mg2 只与 2 个价电子存在强烈的相互作用C金属晶体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式，原子晶体都可采取“非紧密堆积”方式D金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用，很难断裂，因而都具有延展性8下面有关晶体的叙述中，错误的是( )A金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小
4、碳环上有 6 个碳原子B在 NaCl 晶体中每个 Na (或 Cl )周围都紧邻 6 个 Cl (或 6 个 Na )C白磷晶体中，分子之间通过共价键结合D离子晶体在熔化时，离子键被破坏；而分子晶体熔化时，化学键不被破坏9如图是氯化铯晶体的晶胞，已知晶体中 2 个最近的 Cs 离子核间距为 a cm，氯化铯的摩尔质量为 M，则氯化铯晶体的密度为 d g/cm3，阿伏加德罗常数的值可表示为( )A2Ma 3d B. C. D.Ma3d M2a3d 2Ma3d10 “类推”是一种重要的学习方法，但有时会产生错误结论，下列类推结论中正确的是( )A碱金属氟化物的晶格能顺序是 LiFNaFKFRbFC
5、sF；则钠的卤化物的晶格能顺序是 NaFNaClNaBrNaIB第A 族元素氢化物沸点顺序是 GeH4SiH 4CH 4；则第A 族元素氢化物沸点顺序是 AsH3PH 3NH 3C晶体中有阴离子，必有阳离子；则晶体中有阳离子，必有阴离子D若盐酸的浓度是醋酸浓度的 2 倍；则盐酸中 H 浓度也是醋酸中 H 浓度的 2 倍11.食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为 g/cm3，摩尔质量为 M g/mol，阿伏加德罗常数为 NA，则在食盐晶体中 Na 和 Cl 的间距大约是( )A. cm B. cm32MNA 3 M2NAC. cm D. cm32NAM 3 M8NA12有关晶体的结构如
6、图所示，下列说法中不正确的是( )A在 NaCl 晶体中，距 Na 最近的 Cl 形成正八面体B在 CaF2 晶体中，每个晶胞平均占有 4 个 Ca2C在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为 12D该气态团簇分子的分子式为 EF 或 FE二、非选择题13现有几组物质的熔点( )数据：A 组 B 组 C 组 D 组金刚石：3 550 Li：181 HF：83 NaCl：801硅晶体：1 410 Na：98 HCl：115 KCl： 776硼晶体：2 300 K：64 HBr： 89 RbCl：718二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：51 CsCl：645据此回答下列问题：(1)A 组属于
7、_ 晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。(2)B 组晶体共同的物理性质是_( 填序号)。有金属光泽 导电性 导热性 延展性(3)C 组中 HF 熔点反常是由于_。(4)D 组晶体可能具有的性质是_(填序号) 。硬度小 水溶液能导电 固体能导电熔融状态能导电(5)D 组晶体的熔点由高到低的顺序为：NaClKClRbClCsCl ，其原因为_。14钠和铜的单质及其化合物在社会实际中有着广泛的应用。(1)Cu2 基态的核外电子排布式为 _。(2)NaCl 晶体的晶胞结构如图所示，在 NaCl 的晶胞中含有的阴离子的个数为_，阳离子的配位数为_。(3)钠的有关卤化物的熔点见表，钠的卤化物熔点按 N
8、aF、NaCl、NaBr、NaI 顺序降低的原因是_。NaF NaCl NaBr NaI熔点 / 993 801 747 661(4)碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物 A(白色沉淀，A 的晶胞如图所示，则 A 的化学式是_ ，A 中铜元素的化合价为_ 。15某离子晶体晶胞的结构如图所示。X( ) 位于立方体顶点，Y( ) 位于立方体中心，试分析：(1)该晶体的化学式为_。(2)晶体中每个 X 周围与它最接近且距离相等的 X 共有_个。(3)晶体中距离最近的 2 个 X 与 1 个 Y 形成的夹角XYX 是_。(4)设该晶体的摩尔质量为 M g/mol，晶体密度为 g/cm3，阿伏
9、加德罗常数的值为 NA，则晶体中两个距离最近的 X 的核间距为_cm。能力提升16如图所示是一些晶体的结构，它们分别是 NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。(1)其中代表金刚石的是(填写编号字母，下同 )_，其中每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等。(2)其中代表石墨的是_，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为 _个。(3)其中表示 NaCl 的是_，每个钠离子周围与它最接近且距离相等的氯离子有_个，每个钠离子周围与它最接近且距离相等的钠离子有_个，每个氯离子周围紧邻的钠离子相连接而成的空间几何体为_。(4)代表 CsCl 的是_，它属于 _晶体，每个铯离子与_个
10、氯离子紧邻。17根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中空间构型是 V 形的是_(填写序号)。aH 3O bH 2O c NO dNO 2 2(2)已知 FeCl3 的沸点： 319 ，熔点： 306 ，则 FeCl3 的晶体类型为_。P 可形成 H3PO4、HPO 3、H 3PO3 等多种酸，则这三种酸的酸性由强到弱的顺序为_( 用化学式填写) 。(3)原子序数小于 36 的元素 Q 和 T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数 T 比 Q 多 2，T 的基态原子最外层电子 (价电子)排布式为_，Q 2 的未成对电子数是_。(4)如图 1 是从 NaCl 或 CsCl 晶体结构
11、图中分割出来的部分结构图，判断 NaCl 晶体结构的图是图 1 中的_。(5)Cu(NH3)42 配离子中存在的化学键类型有_(填序号)。配位键 金属键 极性共价键 非极性共价键 离子键 氢键若Cu(NH 3)42 具有对称的空间构型，且当Cu(NH 3)42 中的两个 NH3 被两个 Cl 取代时，能得到两种不同结构的产物，则Cu(NH 3)42 的空间构型为_(填序号)平面正方形 正四面体 三角锥形 V 形(6)X 与 Y 可形成离子化合物，其晶胞结构如图 2 所示，其中 X 和 Y 的相对原子质量分别为 a 和 b，晶体密度为 g/cm3，则晶胞中距离最近的 X、Y 之间的核间距离是_c
12、m(NA 表示阿伏加德罗常数，用含 、a、b、N A 的代数式表达)答案及解析1解析：选 C 溶液的导电能力和电解质的强弱无关，根据电解质在水溶液中是否完全电离将电解质分为强电解质和弱电解质，故 A 错误；含有共价键的化合物不一定为共价化合物，离子化合物中也可能含有共价键，如 NaOH，故 B 错误；含有离子键的化合物必定为离子化合物，C 正确；金属晶体能导电，离子晶体在熔融状态下也能导电，则不能利用晶体能否导电来确定金属，故 D 错误。2解析：选 A 原子晶体熔化需要破坏共价键，共价 键键 能越大，共价 键越强、越稳定，原子晶体的熔沸点越高，故 A 正确；分子间作用力影响物质的物理性质，分子
13、的稳定性是指化学性质，故 B 错误；分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，故 C错误；分子晶体溶于水也可能导电，如乙酸等，故 D 错误。3解析：选 D 具有较高的熔点的晶体可能是离子晶体、金属晶体或原子晶体，A 错误；固态不导电，水溶液能导电的晶体可能是分子晶体或离子晶体，B 错误；可溶于水的晶体可能是分子晶体或离子晶体，C 错误；固态不导电，熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体，D正确。4解析：选 C CaO 晶体和 NaCl 晶体都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子 间距离、晶体结构类型等因素有关。CaO和 NaCl 的离
14、子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。5解析：选 C 根据各物质的熔、沸点判断， AlCl3 和 CCl4为分子晶体；AlCl 3 的沸点低于熔点，所以易升华；NaCl 为 离子晶体， 1 500 高于其沸点，故以分子 NaCl 形式存在。6解析：选 B 离子晶体熔化克服离子键，分子晶体熔化克服分子间作用力，则离子晶体的熔沸点大于分子晶体；对于结构相似的离子晶体，离子所带的电荷越多，离子半径越小，离子核间距越小，晶格能越大，熔沸点越高。NaI 和 NaBr 均为离子晶体，离子所带的电荷相同，离子半径：I Br ，离子核 间距：NaINaBr，晶格能：NaI Na
15、Br ，熔点： NaINaBr，错误；离子半径 Cl NaBr。MgO、CaO 均为离子晶体，离子所带的电荷相同，离子半径 Mg2 CaO。NaCl 和 NaBr 均为离子晶体，离子所 带的电 荷相同，离子半径： Cl Br ，离子核间距：NaClNaBr ，晶格能：NaClNaBr。CO 2 是分子晶体，NaCl 是离子晶体，熔沸点：CO2NaCl。7解析：选 C 离子晶体中的离子不是自由移动的离子，不能导电，A 项错误；镁晶体中的自由电子被整个晶体所共有，不属于某个 Mg2 ，B 项错误；离子晶体不具有延展性，D项错误。8解析：选 C 金刚石的网状结构中，每个最小的碳环上有 6 个碳原子，
16、碳原子之间以共价键连接成环；NaCl 晶体的配位数为 6，即每个 Cl 周围 有 6 个 Na ，每个 Na 周围有 6个 Cl ；白磷的化学式为 P4，结 构为正四面体形，键角为 60，分子内以 PP 键共价键结合，而 P4 分子间以分子间作用力结合，而非共价 键；离子晶体熔化时，离子 键被断开，而分子晶体熔化时，分子并未发生改变 。9解析：选 B 假设阿伏加德罗常数的值为 NA，氯离子位于顶点，晶胞中数目 为8 1，铯离子位于体心，数目为 1，即一个晶胞中含有一个氯离子和一个铯离子，则一个18晶胞质量为 g,2 个最近的 Cs 离子核间距为 a cm，即晶胞边长为 a cm，则晶胞体积为M
17、NAa3cm3，则密度为 d g/cm3，解得 NA ，故选 B。MNAa3 Mda310解析：选 A 组成和结构相似的离子晶体，阴、阳离子的半径越小，离子所带的电荷越多，晶格能越大，故碱金属氟化物的晶格能顺序是 LiFNaFKFRbFCsF；则钠的卤化物的晶格能顺序是 NaF NaClNaBr NaI 。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，但氨分子间存在氢键，故在同族元素的氢化物中沸点反常的高，故第A 族元素氢化物沸点顺序是 NH3 AsH3PH 3。金属晶体的构成微粒为金属阳离子和自由电子，晶体中只有阳离子，没有阴离子。HCl 为强电解质，全部 电离，
18、醋酸为弱电解质，部分电离，若盐酸的浓度是醋酸浓度的 2 倍； 则盐酸中 H 浓度大于醋酸中H 浓度的 2 倍。11解析：选 B 食盐晶胞中含有 4 个 Na 和 4 个 Cl ，每个晶胞的体积为 4 MNAcm3。设 食盐晶体里 Na 和 Cl 的间距为 x cm，可得 (2x)3 4，解得 x ，即在食MNA 3 M2NA盐晶体中 Na 和 Cl 的间距大约是 cm。3 M2NA12解析：选 D 在 NaCl 晶体中，距 Na 最近的 Cl 有 6 个，且形成正八面体，A 正确；Ca2 位于晶胞的顶点和面心，晶胞中含有 Ca2 的个数为：8 6 4，B 正确；在金刚石18 12晶体中，每个碳
19、原子形成 4 个共价 键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为 4 2，所以在金 刚石晶体中，碳原子与碳碳键数之比为 12，C 正确；气态12团簇分子不同于晶胞，气态团 簇分子中含有 4 个 E 原子，4 个 F 原子，则分子式为 E4F4 或F4E4，D 错误。13解析：通过读取表格中数据先判断晶体的类型及晶体的性质，A、B 、C、D 组分别代表原子晶体、金属晶体、分子晶体、离子晶体。(2)中的性质都属于金属晶体的物理性质。应用氢键解释 HF 的熔点反常，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高的原因。答案：(1)原子 共价键 (2) (3)HF 分子间能形成氢键，其熔化时需
20、要消耗的能量更多(只要答出 HF 分子间能形成氢键即可) (4) (5)D 组晶体都为离子晶体，r(Na )r(K )r(Rb )r(Cs )，在离子所带电荷相同的情况下，半径越小，晶格能越大，相应晶体的熔点越高14解析：(1)Cu 是 29 号元素，Cu 2 基态的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9。(2)NaCl 晶体中阳离子和阴离子的个数比为 11，在 NaCl 的晶胞中含有的阴离子的个数为8 6 4，阳离子的配位数 为 6。(3)按氟、 氯、溴、碘的顺序，这四种离子晶体中阴离子18 12半径逐渐增大，离子键的强度逐 渐减弱，晶格能逐 渐减小，熔点按 NaF、NaCl
21、、NaBr、NaI 顺序逐渐降低，故填：按氟、氯、溴、碘的顺序，这四种离子晶体中阴离子半径逐渐增大，离子键的强度逐渐减弱，晶格能逐渐 减小。 (4)根据晶胞结构示意图，两种微粒的个数比为 11，因此化学式为 CuI，其中铜元素的化合价 为1 价。答案： (1)1s22s22p63s23p63d9 (2)4 6 (3)按氟、氯、溴、碘的顺序，这四种离子晶体中阴离子半径逐渐增大，离子键的强度逐渐减弱，晶格能逐渐减小 (4) CuI l15解析：(1)观察图可知， Y 位于立方体的体心，X 位于立方体的 顶点，每个 Y 同时吸引着 4 个 X；而每个 X 同时被 8 个立方体共用，每个立方体的体心都
22、有 1 个 Y，所以每个 X同时吸引着 8 个 Y。晶体的化学式应为阴、阳离子的个数比，X、Y 的个数比为 12，所以化学式为 XY2 或 Y2X。(2)以标注 X 为标准，在该晶胞中与它距离最近且相等的其他 X 有 3 个。标注 X 被 8 个晶胞共用，而与它距离最近且相等的其他 X 又都用了两次，故与标注 X 距离最近且相等的其他 X 共有 12 个。(3)若将 4 个 X 连接，构成 1 个正四面体， Y 位于382正四面体的中心，可联想 CH4 的键角，故 XYX10928。 (4)解此类问题比较简便的方法是把摩尔质量表示出来。摩尔质 量在数值上即为 1 mol 物 质的质量，等于 1
23、 个粒子的质量乘以 NA，而 1 个粒子的质量等于 1 个粒子的体积乘以密度。设正方体的边长为 a，每个 X 被 8个正方体共用，每个正方体实际 独占 X：4 ，而晶体的化学式为 XY2(或 Y2X)，由 X 的18 12数目可知每个粒子的体积为正方体体积的 2 倍， 则 a32NAM 。或由一个晶胞中含 12个“XY 2”，利用质量相等列等式为： a3。得 a ，晶体中两个距离最近的MNA 12 3 M2NAX 之间的距离为 a 。2 23 M2NA 32MNA答案：(1)XY 2(或 Y2X) (2)12 (3)10928(4) 32MNA16解析：(1)金刚石中每个 C 原子与相邻的四个
24、 C 原子形成共价键，这种结构向空间扩展就形成了立体网状结构，因此其中代表金 刚石的是 B；其中每个碳原子与 4 个碳原子最接近且距离相等。(2)在石墨中每个 C 原子与相邻的三个 C 原子形成共价键， 键角是 120，碳原子形成平面正六边形，每个正六 边形占有的碳原子数平均 为 6 2。因此其中代表石13墨的是 D，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为 2 个。(3)NaCl 是离子晶体，构成离子是 Na 、Cl ；离子之间通过离子 键结合，每个 钠离子周围 与它最接近且距离相等的氯离子有 6 个，位于 Na 的上、下、前、后、左、右，每个钠离子周围与它最接近且距离相等的钠离子有(3 8)2
25、 12 个，每个氯 离子周围紧邻的钠离子相连接而成的空间几何体为正八面体结构。(4)CsCl 是离子晶体，构成微粒是 Cs 、Cl ，离子之间通过离子键结合，每个 Cs 离子周围有 8 个距离相等且最近的 Cl ，同理，每个 Cl 周围有 8 个距离相等且最近的 Cs ，代表 CsCl 的是 E。答案：(1)B 4 (2)D 2 (3)A 6 12 正八面体 (4)E 离子 817解析：(1)a 有 3 个 键，孤电子对数为 (6131)1，价层电子对数为 4，则空12间构型为：三角锥，故不符合题 意；b 有 2 个 键，孤 电子对 数为 (621)2，价层电子对12数为 4，其空间构型为 V
26、 形，故符合 题意；c 有 2 个 键，孤电子对数为 (5122)0，12价层电子对数为 2，其空间构型 为直线形，故不符合 题意； d 有 2 个 键，孤 电子对数为 (51 22)1，价层电子 对数为 3，则空间构型为 V 形，故符合题意。(2)根据晶体的特点，12FeCl3 熔沸点 较 低，因此 FeCl3 的晶体类型为分子晶体，同种元素形成的含氧酸的酸性，随化合价的升高而升高，三种酸中 P 的化合价为5、 5、3， H3PO3 的酸性最弱，同价态时，非羟基氧越多，酸性越强，即 HPO3 的酸性强于 H3PO4，酸性由强到弱的顺序是HPO3、H3PO4、H3PO3。(3)Q 和 T 位于
27、同一周期同一族，且 T 比 Q 多 2，因此它们位于第族，即 Q：Fe，T：Ni，其价电子包括最外层和次外层的 d 能级，故价电子排布式为：3d 84s2，Q2 是Fe2 ，有 4 个未成对电子。(4)NaCl 晶体中 Na 周围有 6 个 Cl ，即是正确， NaCl 晶胞是正方体，顶点有 4 个 Na 、4 个 Cl ，即 选项正确。(5)此离子是配离子，具有配位键，NH 3 中有极性共价键，即正确，根据信息，两个 NH3 被两个 Cl ，说明此配合离子的空间构型为正方形，即选。(6) 根据均 摊法，此晶胞中含有的 X 的原子为 8 6 4，Y 的个数18 12为 8，根据 ，设边长为 x，则有 ，XY 的距离是体对角线的 ，则 XY 的距离mV 4a 8bNAx3 14是 。34 34a 8bNA答案：(1)b、d (2) 分子晶体 HPO 3、H 3PO4、H 3PO3(3)3d84s2 4 (4) (5) (6)8 。34 34a 8bNA
