2018-2019学年高中化学 课时跟踪检测（四）离子键 离子晶体（含解析）苏教版选修3.doc

1、1课时跟踪检测（四） 离子键 离子晶体1有关离子晶体中不正确的是( )A离子晶体在熔融状态时都能导电B离子晶体具有较高的熔、沸点，较大的硬度C离子晶体中阴、阳离子个数比为 11D氯化钠溶于水时离子键被破坏解析：选 C 不同离子晶体中，阴、阳离子个数比可能相同，也可能不相同，但并不都是 11。2下列关于离子键特征的叙述中正确的是( )A一种离子对带相反电荷离子的吸引作用与其所处的位置无关，故离子键无方向性B因为离子键无方向性，故阴、阳离子的排列是没有规律的、随意的C因为氯化钠的化学式是 NaCl，故每个 Na 周围吸引一个 ClD因为离子键无饱和性，故一种离子周围可以吸引任意多个带相反电荷的离子

2、解析：选 A 离子键没有方向性，阴、阳离子可看成球形对称的，可以从任意方向吸引带相反电荷的离子，A 正确；为了使物质的能量最低，体系最稳定，阴、阳离子的排列是有规律的，不是随意的，B 错误；在 NaCl 晶体中，每个 Na 周围吸引 6 个 Cl ，C 错误；离子键无饱和性，体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带相反电荷的离子，但不是任意的，因为这个数目还要受两种离子的相对大小的影响，D 错误。3离子晶体不可能具有的性质是( )A较高的熔、沸点 B良好的导电性C溶于极性溶剂 D坚硬而易粉碎解析：选 B 离子晶体有较高的熔、沸点；在晶体状态，离子被局限在某些位置上振动(不能自由移动)，因而几乎不

3、导电；离子晶体易溶于极性溶剂；离子晶体难于压缩，硬而脆，易粉碎。4下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )A熔点：NaFMgF 2AlF3B晶格能：NaFNaClNaBrC阴离子的配位数：CsClNaClD硬度：MgOCaOBaO解析：选 A 由于 Na 、Mg 2 、Al 3 的离子半径依次减小，所带电荷依次增加，所以NaF、MgF 2、AlF 3的晶格能依次增大，即熔点依次升高；F 、Cl 、Br 的离子半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr 的晶格能依次减小；CsCl、NaCl 晶体中阴离子的配位数分别为28、6；Mg 2 、Ca 2 、Ba 2 离子半径依次增大，MgO、CaO

4、、BaO 晶格能依次减小，即硬度依次减小。5NaF、NaI 和 MgO 均为离子晶体，有关数据如下表：物质 NaF NaI MgO离子电荷数 1 1 2键长/(10 10 m) 2.31 3.18 2.10试判断，这三种化合物熔点由高到低的顺序是( )A BC D解析：选 B 三种晶体中，MgO 的键长最短，离子电荷又高，故其晶格能最大，熔点最高；NaF 的键长小于 NaI，故 NaF 的晶格能大于 NaI，熔点高于 NaI。6.某离子化合物的晶胞如图所示，黑球代表阳离子(A)、白球代表阴离子(B)。下列说法错误的是( )A阳离子配位数为 8B配位数与阴阳离子电荷比有关C配位数与阴阳离子半径比

5、有关D阴阳离子数比为 14解析：选 D 阳离子即黑球在顶点，为 8 个晶胞共有，每个晶胞中心都有一个阴离子即白球，因此阳离子的配位数为 8，A 正确；在离子晶体中，阴、阳离子总是尽可能紧密排列，带相反电荷的离子尽可能相互接触，带相同电荷的离子尽可能不接触，因此配位数与离子电荷比、半径比有关，B、C 正确；晶胞中阳离子共有 8 1 个，阴离子 1 个，因此18阴、阳离子数之比为 11，D 错误。7如图是从 NaCl 或 CsCl 晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从 NaCl 晶体中分割出来的结构图的是( )A(1)和(3) B(2)和(3)C(1)和(4) D只有(4)解析：选 C 根据

6、 NaCl 和 CsCl 晶体结构特点分析图示。(1)中由黑球可知，其配位数为 6，(4)中配位数为 6。故(1)、(4)应为 NaCl；(2)中由黑球知配位数为 8，(3)中配位数为 8，故(2)、(3)应为 CsCl。所以 C 项正确。38已知某离子晶体晶胞如图所示，其摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，晶体的密度为 d g/cm3。下列说法中正确的是( )A晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为 1B晶体中阴、阳离子的配位数都是 4C该晶胞可能是 NaCl 的晶胞D该晶体中两个距离最近的阳离子的核间距为 cm3 4MNAd解析：选 C A 项用均摊法分析，晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为 4；

7、B 项中阴、阳离子的配位数都是 6；C 项该晶胞为面心立方晶胞，符合 NaCl 晶胞的特征，根据氯化钠的晶胞结构图进行计算：设晶胞边长为 a cm，则两个距离最近的阳离子的核间距离为 a 22cm,4M NAa3cm3d g/cm3，可求出 a，进而求得核间距为 cm，D 项错误。22 34MNAd9溴化钠、氯化钠和氧化镁等离子晶体的核间距和晶格能(部分)如下表所示：离子晶体 NaBr NaCl MgO离子的核间距/pm 290 276 205晶格能/(kJmol 1 ) 787 3 890(1)溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能_(填“大”或“小”)，主要原因是_。(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格

8、能大，主要原因是_。(3)溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是_。工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是_。解析：利用离子晶体中离子的核间距、离子的电荷数与晶格能的关系，对离子晶体的物理性质进行分析。晶格能越大，则离子晶体熔沸点越高。答案：(1)小 NaBr 比 NaCl 中离子的核间距大4(2)氧化镁晶体中阴、阳离子的电荷数绝对值大，离子半径小(3)氧化镁(MgO) 氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大，熔点高，电解时消耗能量大10下图所示是钾、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

9、_的结构相似(填选项字母，下同)。ANaCl BCsClCZnS DNH 4Cl(2)钾、氧两元素所形成化合物的化学式是_。AK 2O BK 2O2CK 2O3 DKO 2(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 O ，每个 O 周围有 8 个 K 2 2C每个 O 周围最近且等距离的 K 所围成的立体构型为正八面体 2D晶体中，0 价氧原子与2 价氧原子的数目比为 31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 O 代替。 2(2)晶体中平均每个晶胞有 K ：81/861

10、/24 个；有 O ：1121/44 个，故其 2化学式为 KO2。(3)由图可看出，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 O ，每个 O 周围有 6 个 K ，每个 O 周围最 2 2 2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 mol KO2中含有 x mol 0 价的氧原子， y mol2 价的氧原子，则有x y2,2 y1，解得 x3/2， y1/2，所以晶体中，0 价氧原子与2 价氧原子的数目比为 31。答案：(1)A (2)D (3)C、D51AB、CD、EF 均为 11 型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔点由高至

11、低的顺序是( )离子化合物 AB CD EF离子电荷数 1 1 2键长(10 10 m) 2.31 3.18 2.10ACDABEF BABEFCDCABCDEF DEFABCD解析：选 D 离子所带电荷数越多，键长越短，则离子键越强，晶体的熔点越高。21 mol 气态钠离子和 1 mol 气态氯离子结合生成 1 mol 氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是( )ANa (g)Cl (g)=NaCl(s) HBNa(s) Cl2(g)=NaCl(s) H112CNa(g)e =Na (g) H2DCl(g)e =Cl (g) H3解析

12、：选 A 在热化学方程式中，各物质的化学计量数表示其物质的量，只有 A 选项能表示 1 mol 气态钠离子和 1 mol 气态氯离子结合生成 1 mol 氯化钠晶体释放出的热能。3氧化钙在 2 973 K 时熔化，而氯化钠在 1 074 K 时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是( )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解析：选 C CaO 和 NaCl 都属于离子晶体，熔点的高低可根据

13、晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离等因素有关。CaO 和 NaCl 的离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。4认真分析 NaCl 和 CsCl 的晶体结构，判断下列说法错误的是( )6ANaCl 和 CsCl 都属于 AB 型的离子晶体BNaCl 和 CsCl 晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阴、阳离子的配位数相等CNaCl 和 CsCl 晶体中阴、阳离子的配位数分别为 6 和 8DNaCl 和 CsCl 都属于 AB 型的离子晶体，但阴、阳离子半径比不相同解析：选 B 由化学式可知 NaCl 和 CsCl 都属于 AB 型的离子晶体

14、，A 正确；NaCl 晶体中阴、阳离子配位数为 6，而 CsCl 晶体中阴、阳离子配位数为 8，B 错误，C 正确；NaCl和 CsCl 晶体中阴、阳离子配位数不同的主要原因是两种晶体中阴、阳离子半径比不同，D正确。5.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示。有关说法不正确的是( )A该晶体属于离子晶体B晶体的化学式为 Ba2O2C该晶体晶胞结构与 NaCl 相似D与每个 Ba2 距离相等且最近的 Ba2 共有 12 个解析：选 B 由晶胞结构及“均摊法”计算，一个晶胞中含 Ba2 ：8 6 4 个，18 12含 O ：12 14 个，故晶体化学式是 BaO2。22146.如图为

15、 NaCl 晶体的一个晶胞，下列叙述中不正确的是( )A若晶体中 Na 与 Cl 的最小距离为 a，则 Na 与 Na 最近的距离为 a2B与 Na 最近且等距的 Cl 连线构成的图形为正四面体C与 Na 最近且等距的 Cl 连线构成的图形为正八面体D与一个 Na 最近且等距的 Na 有 12 个解析：选 B 由 NaCl 的晶胞图可得晶胞表面的平面图，图中AB BC a， AC 为两个 Na 的最近距离， AC a，A 正确；从晶胞图2可以看出，与 NaCl 晶胞体心的 Na 最近且等距离的 Cl (NaCl 晶胞面心的 Cl )的连线构成的图形为正八面体，B 不正确，C 正确；根据图示，与

16、一个 Na 最近且等距离的 Na 有 12 个，D 正确。7.右图是 CsCl 晶体的晶胞(晶体中最小重复单元)，已知晶体中两个最近的 Cs 核间距为 a cm，氯化铯的摩尔质量为 M， NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为( )A. gcm3 B. gcm38MNAa3 Ma38NA7C. gcm3 D. gcm3MNAa3 Ma3NA解析：选 C 一个 CsCl 晶胞中含 Cs ：8 1 个，Cl 1 个， m(晶胞) g， V a3 18 MNAcm3；故 gcm3 。Ma3NA8.食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为 gcm3 ，摩尔质量为 M gmol1 ，阿伏加德罗

17、常数为 NA，则在食盐晶体中 Na 和Cl 的间距大约是( )A. cm B. cm32M NA 3 M2 NAC. cm D. cm32NA M 3 M8 NA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 cm3，设食4M NA盐晶体里 Na 和 Cl 的间距为 x cm，所以可得(2 x)3 ，解得 x ，则在食盐4M NA 3 M2 NA晶体中 Na 和 Cl 的间距大约是 cm。3 M2 NA9海洋约占地球表面积的 71%，具有十分巨大的开发潜力，从海水中可以获得多种金属及含卤素的化合物。(1)存在于海底的大量多金属结核矿将是人类重要的金属资源，多金

18、属结核矿含铁、锰等多种金属元素。基态锰原子的电子排布式为_，原子序数比铁大 2、与铁同族的元素是_(填元素符号，下同)，第 2 周期中基态原子未成对电子数与该元素相同且电负性较小的元素是_。(2)以海水为原料可以制得 NaCl、KCl、MgO，这三种晶体结构相同，其晶胞中含有阳离子个数为_，三种晶体的熔点由高到低的顺序为_(用化学式表示)。(3)第一电离能介于 B、N 之间的第 2 周期元素有_种。(4)铜的某种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是_。解析：(1)基态 Mn 原子的电子排布式为Ar3d 54s2；原子序数比铁大 2 与铁同族的是Ni；第 2 周期中基态原子未成对电子

19、数与 Ni 相同的是 C、O，电负性较小的元素是 C。(2)8NaCl、KCl、MgO 均属于 NaCl 型晶体，晶胞中的阳离子个数为 4。MgO 中离子所带电荷数最多，因此熔点最高，K 半径大于 Na ，因此 NaCl 的熔点比 KCl 高。(3)第一电离能介于B、N 之间的第 2 周期元素有 Be、C、O 三种元素。(4)晶胞中，白球数目为8 6 4，黑球数目为 4，则化学式为 CuCl。18 12答案：(1)1s 22s22p63s23p63d54s2(或者Ar3d 54s2) Ni C (2)4 MgONaClKCl (3)3 (4)CuCl10在离子晶体中，阴阳离子按一定规律在空间排

20、列，下图(左)就是 NaCl 的晶体结构。在离子晶体中，阴阳离子具有或接近具有球对称的电子云，它们可以被看成是不等径的刚性圆球，并彼此相切如下图(中)。离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和，如下图(右)。已知 a 为常数。试回答下列问题：(1)在 NaCl 晶体中，每个 Na 同时吸引_个 Cl ，而 Na 数目与 Cl 数目之比为_。(2)NaCl 晶体离子键的键长为_。(3)Na 半径与 Cl 半径之比 _(已知rr 1.414， 1.732， 2.236)。2 3 5(4)NaCl 晶体不存在分子，但在温度达到 1 413 时，NaCl 晶体形成气体，并以分子形式存在，现有 29.25 g NaCl 晶体，强热使温度达到 1 450 ，测得气体体积为 5.6 L(已折算为标准状况)，则此时氯化钠气体的分子式(化学式)为_。解析：观察中间图形知： sin 45，2 r r 4r即 1.414， 0.414。r rr rr2(r r ) a， r r ，即离子键键长为 。由题意 29.25 g 氯化钠在 1 450 a2 a2时为 0.25 mol，故其摩尔质量为 117 gmol1 ，氯化钠气体的分子式为 Na2Cl2。答案：(1)6 11 (2) (3)0.414 (4)Na 2Cl2a29