3.2 几种简单的晶体结构模型(第2课时 离子晶体)-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练(鲁科版2019选择性必修2)
2024-10-24
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精品
内容正文:
第3章 不同聚集状态的物质与性质
第2节 几种简单的晶体结构模型
第2课时 离子晶体
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/题型解读 典题举一反三,应用触类旁通
07/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.能借助离子晶体的模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。
2.能用离子键的理论解释离子晶体的物理性质。
3.了解晶格能概念与意义。
重点:能用离子键的理论解释离子晶体的物理性质。
难点:了解几种典型离子晶体的晶胞结构。
一、离子晶体
1.概念
概念
阳离子和阴离子通过离子键结合,在空间呈现有规律的排列所形成的晶体
成键微粒
阳离子、阴离子
微粒间作用力
离子键
2.常见的离子晶体
晶体类型
NaCl
CsCl
CaF2
晶胞
阳离子的配位数
6
8
8
阴离子的配位数
6
8
4
晶胞中微粒数
阳离子
4
1
4
阴离子
4
1
8
【易错提醒】
离子晶体不一定含有金属阳离子,如NH4Cl为离子晶体,不含有金属阳离子,但一定含有阴离子。
二、晶格能
1.概念:将1 mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化而远离所吸收的能量。
2.意义:衡量离子键的强弱。晶格能越大,表示离子键越强,离子晶体越稳定。
3.影响因素:
(1)晶格能∝,即与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比,与阴、阳离子间的距离成反比。
(2)与离子晶体的结构型式有关。
4.特性
(1)熔点、沸点较高,而且随着离子电荷的增加,离子间距的缩短,晶格能增大,熔点升高。
(2)一般易溶于水,而难溶于非极性溶剂。
(3)在固态时不导电,熔融状态或在水溶液中能导电。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)NaCl晶体中每个Na+周围有6个距离最近且相等的Na+。( )
(2)氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+共有12个。( )
(3)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体。( )
(4)晶体中若存在阴离子,就一定存在阳离子。( )
(5)离子晶体不一定是化合物。( )
(6)离子晶体都易溶于水。( )
(7)离子晶体一定是由活泼金属和活泼非金属形成的。( )
(8)固态不能导电,水溶液能导电的晶体一定是离子晶体。( )
(9)熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体。( )
(10)固态不导电而熔融态能导电的晶体一定是离子晶体。( )
【答案】(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× (9) × (10)√
►问题一 离子晶体是指由离子化合物结晶成的晶体,离子晶体属于离子化合物中的一种特殊形式。
1.离子晶体的化学式是表示真正的分子构成吗?
【答案】不是。离子晶体的化学式仅代表晶体中阴、阳离子个数比,并不代表分子构成,所以离子晶体中不存在分子。
2.在熔融状态下能导电的化合物形成的晶体一定是离子晶体吗?
【答案】一定是离子晶体。只有金属单质和离子化合物在熔融状态导电。
3.离子晶体中一定存在离子键作用力吗?
【答案】离子晶体中一定存在离子间作用力。
4.氯化钠晶体中与钠离子距离最近的氯离子数目是多少?
【答案】6。
5.CsCl晶胞中,氯离子和铯离子的配位数分别为多少?
【答案】氯离子→8,铯离子→8。
6.为什么离子晶体不导电,而在溶于水或熔融状态下可以导电?
【答案】晶体中阴阳离子以离子键结合,离子不能自由移动,故不导电,离子晶体溶于水或在熔融状态下,离子键被破坏,产生了自由移动的离子,故能导电。
7.如何比较离子晶体的熔沸点高低?
【答案】一般来说,阴阳离子所带的电荷越多,离子半径越小,则离子键越强,离子晶体的熔沸点越高,如Al2O3>MgO、NaCl>CsCl。
►问题二 若已知三种阴、阳离子电荷(绝对值)相同的AB型离子化合物ac、bc、ad中阴、阳离子的半径如下表。
离子
a+
b+
c-
d-
离子半径/pm
169
95
181
133
ac、bc、ad晶体中,它们的阴离子的配位数分别为________、________、________。
【答案】ac晶体中,r+/r-=169/181≈0.934,在0.732~1.000之间,结构类型为CsCl型,阴、阳离子的配位数均为8。bc晶体中,r+/r-=95/181≈0.525,在0.414~0.732之间,结构类型为NaCl型,阴、阳离子的配位数均为6。ad晶体中,r+/r-=169/133≈1.271,r+/r->1.000,结构类型为CsF型,阴、阳离子的配位数均为12。三种晶体中,ad晶体的r+/r-最大,配位数最大,bc晶体的r+/r-最小,配位数最小。
►问题三 试比较NaF的熔点BF的熔点高低,并分析其原因。
【答案】NaF高;两者均为离子化合物,且电荷数均为1,但后者离子半径大,离子键较弱,因此熔点较低。
►题型一 离子晶体及性质
例1 下列性质适合于离子晶体的是( )
A.熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电
B.熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电
C.能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃
D.熔点97.81 ℃,质软,导电,密度0.97 g·cm-3
【答案】A
【解析】离子晶体在液态(即熔融态)时导电, B项不是离子晶体;CS2是非极性溶剂,根据“相似相溶”的规律,C项也不是离子晶体;由于离子晶体质硬易碎,且固态不导电,所以D项也不是离子晶体。
【解题必备】
1.离子晶体的判断方法
(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。
(2)依据物质类别判断。活泼金属氧化物,强碱和绝大多数盐类是离子晶体。
(3)依据导电性判断。离子晶体溶于水和熔融状态下均导电。
(4)依据熔、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高,多数能溶于水,难溶于有机溶剂。
2.离子晶体的简单结构类型
晶体类型
晶胞示意图
结构特点
NaCl型(Li、Na、K和Rb的卤化物,AgF,MgO等)
①Na+、Cl-的配位数均为6
②每个Na+(Cl-)周围紧邻(距离最近且相等)的Cl-(Na+)构成正八面体
③每个Na+(Cl-)周围紧邻的Na+(Cl-)有12个
④每个晶胞中含4个Na+、4个Cl-
CsCl型(CsBr、CsI、NH4Cl等)
①Cs+、Cl-的配位数均为8
②每个Cs+(Cl-)周围紧邻的Cl-(Cs+)构成正六面体
③每个Cs+(Cl-)周围紧邻的Cs+(Cl-)有6个
④每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-
ZnS型(BeO、BeS等)
①Zn2+、S2-的配位数均为4
②每个Zn2+(S2-)周围紧邻的S2-(Zn2+)构成正四面体
③每个晶胞中有4个S2-、4个Zn2+
④Zn2+与S2-之间的最短距离为晶胞体对角线长的
CaF2型
①Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,二者的配位数之比等于二者电荷(绝对值)之比
②每个F-周围紧邻的4个Ca2+构成正四面体,每个Ca2+周围紧邻的8个F-构成立方体
③每个晶胞中有4个Ca2+、8个F-
④Ca2+与F-之间的最短距离为晶胞体对角线长的
【变式1-1】下列性质中,可以较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
【答案】D
【解析】A项,SiO2晶体熔点也较高,但不是离子晶体;B项,HCl晶体的水溶液也能导电,也不是离子晶体;C项,有些晶体如固体氨溶于水,不属于离子晶体;D项,离子晶体固态时不能导电,在熔融时可导电。
【变式1-2】下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。试判断属于NaCl的晶体结构的图像为( )
【答案】B
【解析】由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞结构可知:A为ZnS的晶体结构,C、D为CsCl的晶体结构,只有B为NaCl的晶体结构。
【变式1-3】已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,如图所示,则CsCl的相对分子质量可以表示为( )
A.NA·a3·ρ B. C. D.
【答案】A
【解析】一个CsCl晶胞中含Cs+:8×=1个,含Cl-:1个,m(晶胞)= g,V=a3 cm3;即ρ= g·cm-3,故M=ρ·a3·NA。故选A
►题型二 晶格能
【典例2】下列关于离子键的强弱与晶格能的大小关系的叙述中正确的是( )
A.离子键的强弱在一定程度上可用晶格能大小来衡量
B.晶格能的大小完全由离子键的强弱来决定
C.通常情况下,晶格能越大,离子键越弱
D.晶格能的大小与离子键的强弱没有任何关系
【答案】A
【解析】离子晶体的熔点、沸点高低决定于离子键的强弱,而离子键的强弱可用晶格能的大小来衡量,晶格能∝,晶格能越大,则离子键越强。晶格能的大小除与离子键强弱有关外,还与晶体的结构型式有关。
【解题必备】
1.离子晶体熔、沸点的规律
(1)一般来说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,晶体熔、沸点越高。
(2)离子晶体结构类型相同时,离子所带电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大,晶体熔、沸点越高,硬度越大。
2.对离子晶体特性的理解
(1)离子晶体熔、沸点的比较:一般来说,阴、阳离子所带的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,离子晶体的熔、沸点越高,如Al2O3>MgO;NaCl>CsCl等。
(2)对于离子晶体的熔、沸点,要注意“一般来说”和“较高”等字词。“一般来说”说明离子晶体的熔、沸点还有些特例;“较高”是与其他晶体类型比较的结果。
(3)离子晶体的一些特殊物理性质可用于确定晶体类型。如在固态时不导电,在熔融状态下能导电的晶体一定是离子晶体。
(4)离子晶体导电的前提是先电离出自由移动的阴、阳离子。难溶于水的强电解质如BaSO4、CaCO3等溶于水时,由于浓度极小,故导电性极弱。通常情况下,它们的水溶液不导电。
【变式2-1】下列物质的晶格能最大的是( )
A.MgO B.CaCl2 C.KCl D.Na2O
【答案】A
【解析】构成离子晶体的阴、阳离子的半径越小,所带电荷数越多,则晶格能越大。
【变式2-2】下列关于晶格能的叙述中正确的是( )
A.晶格能是气态原子形成1 mol离子晶体所释放的能量
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、硬度越大
【答案】D
【解析】晶格能是将1 mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化而远离所吸收的能量,晶格能与离子所带电荷的乘积成正比,与阴、阳离子核间距离成反比。晶格能越大,晶体的熔、沸点越高,硬度也越大,所以D项正确。
【变式2-3】MgO、Rb2O、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高低顺序是( )
A.MgO>Rb2O>BaO>CaO B.MgO>CaO>BaO>Rb2O
C.CaO>BaO>MgO>Rb2O D.CaO>BaO>Rb2O>MgO
【答案】B
【解析】四种离子晶体所含阴离子相同,所含阳离子不同。对Mg2+、Rb+、Ca2+、Ba2+进行比较,Rb+所带电荷数少,其与O2-形成的离子键最弱,故Rb2O的熔点最低。对Mg2+、Ca2+、Ba2+进行比较,它们所带电荷一样多,半径Mg2+<Ca2+<Ba2+,与O2-形成的离子键由强到弱的顺序是MgO>CaO>BaO,相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO>CaO>BaO。综上所述,四种离子晶体熔点的高低顺序是MgO>CaO>BaO>Rb2O。
1.下列物质的晶体属于离子晶体的是( )
A.苛性钾 B.碘化氢 C.硫酸 D.醋酸
【答案】A
【解析】苛性钾含有离子键,故属于离子晶体;碘化氢、硫酸、醋酸均由共价型分子组成,故三者均为分子晶体。
2.离子晶体一般不具有的特征是( )
A.熔点较高,硬度较大 B.易溶于水而难溶于有机溶剂
C.固体时不能导电 D.离子间距离较大,其密度较大
【答案】D
【解析】离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性,这些特性包括A、B、C项所述;离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积形式等。
3.下列各类物质中,固态时只能形成离子晶体的是( )
A.非金属氧化物 B.非金属单质 C.强酸 D.强碱
【答案】D
【解析】非金属氧化物属于共价化合物,A错误;非金属单质可能是分子晶体,也可能是原子晶体,B错误;强酸属于共价化合物,C错误;强碱属于离子化合物,固态时只能形成离子晶体,D正确。
4.下列性质中,可以较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
【答案】D
【解析】A选项,SiO2晶体熔点也较高,但不是离子晶体;B选项,HCl晶体的水溶液也能导电,也不是离子晶体;C选项,有些晶体如固体氨溶于水,不属于离子晶体;D选项,离子晶体固态时不能导电,在熔融时可导电。
5.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
【答案】B
【解析】离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的,在固态时,阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动,因而不导电。离子晶体溶于水或在熔融状态下,解离成自由移动的离子,可以导电。
6.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可以作宝石
【答案】A
【解析】Al2O3中Al3+和O2-所带电荷都比较多,半径又都很小,因此Al2O3的晶格能很大,熔点很高,故Al2O3可作耐火材料。
7.自然界中的CaF2又称萤石,是一种难溶于水的固体,属于典型的离子晶体。下列实验一定能说明CaF2是离子晶体的是( )
A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱 B.CaF2的熔、沸点较高,硬度较大
C.CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电 D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
【答案】C
【解析】离子晶体是由阴、阳离子构成的,熔化时克服的是离子键,产生自由移动的离子,能导电,而分子晶体、原子晶体熔化时,不能产生自由移动的离子,不导电,所以CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电,一定能说明CaF2是离子晶体。
8.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( )
A.Na+(g)+Cl-(g)===NaCl(s) ΔH B.Na(s)+Cl2(g)===NaCl(s) ΔH1
C.Na(s)===Na(g) ΔH2 D.Na(g)-e-===Na+(g) ΔH3
【答案】A
【解析】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能量为氯化钠晶体的晶格能。
9.NaF、NaI、和MgO均为离子晶体,有关数据如下表:
物质
①NaF
②NaI
③MgO
离子电荷数
1
1
2
键长(10-10m)
2.31
3.18
2.10
试判断,这三种化合物的熔点由高到低的顺序是( )
A.①>②>③ B.③>①>②
C.③>②>① D.②>①>③
【答案】B
【解析】NaF、NaI、MgO均为离子晶体,它们的熔点高低由离子键的强弱决定,而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关,MgO中键长最短,离子电荷数最高,故离子键最强,熔点最高。
10.元素X的某价态离子Xn+与N3-所形成晶体的结构单元如图所示,则Xn+中n的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【解析】晶胞中小黑点为12×1/4=3,空心圆圈为8×1/8=1,根据化学式中化合价代数和为0,则n=1。
11.下图是ZnS、CsCl、NaCl晶体的结构模型,根据图示回答下列问题:
甲 乙 丙
(1)分别写出三种晶体结构模型对应物质的化学式:甲________、乙________、丙________。在这三种晶体中,与阳离子最近且等距离的阴离子在空间围成的几何构型分别为___________________。
(2)在NaCl、CsCl晶体中,每个Cl-的周围和它等距离且最近的Cl-分别有________个、________个。
【答案】(1)CsCl NaCl ZnS 立方体、正八面体、正四面体 (2)12 6
【解析】在ZnS晶体中,阴、阳离子的配位数都是4,故丙表示该晶体结构,与Zn2+等距离且最近的S2-构成正四面体结构;在NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都是6,故乙表示该晶体结构,与Na+等距离且最近的6个Cl-构成正八面体,由于晶体中Cl-采用A1型最密堆积,故每个Cl-的周围和它等距离且最近的Cl-有12个;在CsCl晶体中,阴、阳离子的配位数都是8,故甲表示该晶体结构,与Cs+等距离且最近的8个Cl-构成立方体,设定甲的中心离子为Cl-,每个Cl-的周围和它等距离且最近的Cl-位于该立方体周围的6个立方体的体心,所以有6个。
12.如图所示,直线交点处的圆圈为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晶体结构示意图。
(2)晶体中,每个Na+的周围距离相等且最近的Cl-有____个,它们所围成的空间几何构型为__________。
(3)每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有______个。
(4)一个NaCl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)。
(5)关于NaCl晶体,下列描述正确的是______(填字母)。
a.它属于六方最密堆积
b.相邻的阴、阳离子的核间距离等于Na+和Cl-的半径之和
c.与CsCl晶体结构相同
d.离子键无方向性和饱和性
e.可以看成是Na+按面心立方进行最密堆积,Cl-填在Na+形成的空隙中
(6)已知NaCl晶体中最近的Na+和Cl-核间距离为a cm,NaCl的摩尔质量为M g·mol-1,NA表示阿伏加德罗常数,则NaCl晶体的密度为________g·cm-3。
【答案】(1)如图
(2)6 正八面体
(3)12 (4)4 12×+1=4 4 8×+6×=4
(5)d (6)
【解析】(1) NaCl晶体的结构特点是Na+和Cl-在三个互相垂直的方向上都是等距离交错排列。选择立方体的一个顶点Na+开始涂黑,交替排列涂黑。(2)处在中心位置上的Na+被六个面上的Cl-所包围,这6个Cl-离中心Na+最近,将六个面心的Cl-连成一个图形即正八面体。(3)每个Na+周围距离它最近的Na+是分别位于三个互相垂直的平面内,每个平面内有4个,总共有12个。(4)根据立方晶胞中粒子的分摊规律,每个晶胞内Na+数为8×+6×=4,Cl-数为12×+1=4。(5)NaCl晶体是面心立方最密堆积,a不正确;相邻的阴、阳离子的核间距离大于Na+和Cl-的半径之和,b不正确;CsCl晶体为体心立方密堆积,c不正确;离子键没有方向性和饱和性,d正确;NaCl晶体可以看成是离子半径较大的Cl-按面心立方进行最密堆积,离子半径较小的Na+填充在Cl-形成的空隙中,e不正确。(6)晶胞边长为2a cm,根据m=ρ·V,=ρ×(2a)3 cm3,解得ρ=。
1.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
【答案】A
【解析】由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷数依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大,离子键依次增强,故熔点依次升高,A不正确。r(F-)<r(Cl-)<r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小,B正确。在CsCl、NaCl、CaF2晶体中,阴离子的配位数分别为8、6、4,C正确。r(Mg2+)<r(Ca2+)<r(Ba2+),故MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小,离子键依次减弱,硬度依次减小,D正确。故选A。
2.已知金属钠能与两种卤族元素形成化合物Q、P,它们的晶格能分别为923 kJ·mol-1、786 kJ·mol-1,下列有关说法中不正确的是( )
A.Q的熔点比P的高 B.若P是NaCl,则Q一定是NaF
C.Q中成键离子核间距较小 D.若P是NaCl,则Q可能是NaBr
【答案】D
【解析】Q的晶格能大于P的晶格能,故Q的熔点比P的高,A项正确;因F-的半径比Cl-的小(其他卤素离子的半径比Cl-的大),故NaF的晶格能大于NaCl的,故B项正确,D项错误;因Q、P中成键离子均为一价离子,电荷数相同,故晶格能的差异是由成键离子核间距决定的,晶格能越大,表明核间距越小,C项正确。故选D。
3.氟在自然界中常以CaF2的形式存在,下列有关CaF2的表述不正确的是( )
A.Ca2+与F-间不仅存在静电吸引作用
B.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于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
【答案】C
【解析】A项,a2+与F-间不仅存在静电吸引作用,同时原子核与原子核之间、电子与电子之间也存在静电排斥,正确;B项,F-的离子半径小于Cl-,离子晶体的晶格能与离子所带电荷数成正比,与离子核间距成反比,故CaF2晶体的晶格能大于CaCl2,晶格能越大,离子晶体的熔沸点越高,故CaF2的熔点高于CaCl2,正确;C项,阴、阳离子个数比相同,晶体构型不一定相同;D项,CaF2是离子化合物,在熔融状态下能电离产生自由移动的离子,故CaF2在熔融状态下能导电,正确。
4.高温下,超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构(与NaCl晶体结构相似)。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。则有关下列说法不正确的是 ( )
A.KO2中既存在离子键也存在共价键
B.一个KO2晶胞中摊得的K+和O粒子数均为4个
C.晶体中与每个K+距离最近的O有8个
D.与K+距离相等且最近的K+有12个
【答案】C
【解析】KO2是由K+和O构成的,离子间存在离子键,O内存在共价键,A项正确;K+在晶胞的顶点和面心(8×+6×=4),O处于晶胞的棱上和体心(12×+1=4),B项正确;K+的上下、左右、前后,共6个O与K+距离最近且相等,C项错误;与K+距离相等且最近的K+共12个,D项正确。
5.X、Y都是ⅡA(Be除外)族的元素,已知它们的碳酸盐的热分解温度:T(XCO3)>T(YCO3),则下列判断不正确的是( )
A.晶格能:XCO3>YCO3 B.阳离子半径:X2+>Y2+
C.金属性:X>Y D.氧化物的熔点:XO<YO
【答案】A
【解析】碳酸盐的热分解温度与形成碳酸盐的金属元素的活泼性有关,金属越活泼,形成的盐越稳定,因此根据碳酸盐的热分解温度:T(XCO3)>T(YCO3),可判断出X的活泼性大于Y,即金属性:X>Y,在周期表中,X位于Y的下面,阳离子半径:X2+>Y2+,所以B、C选项正确。根据阳离子半径:X2+>Y2+以及影响离子化合物晶格能、熔点、沸点的因素可知,晶格能:XCO3<YCO3,氧化物的熔点:XO<YO,D项正确。
6.离子化合物的熔点与离子的半径、离子所带的电荷数有关,离子的半径越小,离子所带的电荷数越多,则离子化合物的熔点就越高。①、②、③均为离子化合物,现有下列数据,试判断这三种化合物的熔点高低顺序( )
物质
①
②
③
离子电荷数
1
1
2
键长(10-10 m)
2.31
3.18
2.10
A.①>②>③ B.③>①>② C.③>②>① D.②>①>③
【答案】B
【解析】离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,而离子键的强弱可用晶格能来衡量。晶格能∝,即离子所带电荷数越多,离子间距离越小,晶格能越大,离子键越强,熔点越高。故答案为B。
7.有一种蓝色晶体,化学式可表示为Mx[Fey(CN)6],经X射线研究发现,它的结构特征是Fe3+和Fe2+分别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。下列说法正确的是( )
A.该晶体的化学式为M2[Fe2(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+距离最近且相等的CN-有3个
【答案】B
【解析】由题图可得出,晶体中阴离子的最小结构单元中Fe2+的个数为4×=,Fe3+的个数也为,CN-的个数为12×=3,因此阴离子的化学式为[Fe2(CN)6]-,则该晶体的化学式为M[Fe2(CN)6],A错误。由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体,M的化合价为+1,B正确,C错误。由题图可看出与每个Fe3+距离最近且相等的CN-有6个,D错误。
8.几种离子晶体的晶胞如图所示,下列说法正确的是( )
A.熔沸点:NaCl<CsCl
B.NaCl晶胞中,做面心立方最密堆积,填充正四面体空隙
C.若ZnS的晶胞边长为a pm,则与之间的最近距离为
D.上述三种晶胞中,阳离子的配位数:ZnS<NaCl<CsCl
【答案】D
【解析】A项,NaCl和CsCl晶体中正负离子所带电荷数量相同,Cs+半径大于Na+,则熔沸点NaCl>CsCl,A错误;B项,NaCl晶胞中,Cl-做面心立方最密堆积,Na+填充在Cl-形成的空隙中,B错误;C项,Zn2+与S2-之间最近距离为体对角线的,晶胞边长为apm,则体对角线长度为apm,则Zn2+与S2-之间的最近距离为apm,C错误;D项,ZnS中Zn2+的配位数为4,NaCl中Na+的配位数为6,CsCl中Cs+的配位数为8,则阳离子配位数ZnS<NaCl<CsCl,D正确;故选D。
9.已知某离子晶体的晶胞结构如图所示,其摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为dg/cm3。则下列说法不正确的是( )
A.晶胞中阴、阳离子的个数都为4
B.该晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为cm
C.阴、阳离子的配位数都是6
D.该晶胞可能是NaCl晶体的晶胞
【答案】B
【解析】A项,晶胞中白色球、黑色球的个数分别为,,则晶胞中阴、阳离子的个数都为4,A正确;B项,因为晶胞中阴、阳离子的个数都为4,则晶胞的体积为cm3,晶胞的边长为,因为两个距离最近的同种离子的核间距为晶胞面对角线长度的一半,所以晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为,B错误;C项,由晶胞的结构可知,阴、阳离子的配位数都是6,C正确;D项,由晶胞结构可知,该晶胞可能为NaCl晶体的晶胞,D正确;故选B。
10.常见的铜的硫化物有CuS和Cu2S两种。已知:晶胞中S2-的位置如图1所示,铜离子位于硫离子所构成的四面体中心,它们的晶胞具有相同的侧视图如图2所示。Cu2S的晶胞参数apm,阿伏加德罗常数的值为NA。
下列说法正确的是( )
A.S2-是体心立方最密堆积
B.Cu2S晶胞中,Cu+填充了晶胞中一半四面体空隙
C.CuS晶胞中,S2-配位数为8
D.Cu2S晶胞的密度为
【答案】D
【解析】A项,据图可知S2-位于立方体的顶点和面心,为面心立方最密堆积,A错误;B项,晶胞中S2-的个数为=4,化学式为Cu2S,则Cu+的个数为8,所以占据了8个四面体空隙,即全部的四面体空隙,B错误;C项,CuS晶胞中Cu2+位于四面体空隙中,所以Cu2+的配位数为4,化学式为CuS,所以S2-配位数也为4,C错误;D项,Cu2S晶胞的质量为g=g,晶胞的体积为a3pm3=a3×10-30cm3,所以密度为=,D正确;故选D。
11.某化学式为AB的离子晶体,已知5r(A2+)=4r(B2-)(各类离子晶体与r+/ r-关系如下图所示),经测定其密度为g·cm-3,其摩尔质量为Mg·mol-1,则下列有关该晶体的说法正确的是( )
A.该晶体结构与ZnS晶体相似
B.该晶体每个晶胞中有2个A2+和B2-
C.该晶体晶胞的边长为cm
D.A2+离子紧邻的B2-构成的空间结构为立方体
【答案】D
【解析】5r(A2+)=4r(B2-),则r+/r-=0.8,所以根据表中的数据可知,其晶体结构与CsCl是相似的,A项不正确;氯化铯晶体中含有8年氯离子和8铯离子,B项不正确;根据可知,晶胞的边长为cm,C项不正确;根据氯化铯的晶胞结构可知,D项正确。
12.如图所示,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)在晶体中,每个Na+的周围与它最接近且距离相等的Na+共有_______个。
(2)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、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_______,并列出计算式_______;Na+的个数等于_______,并列出计算式_______
(3)设NaCl的摩尔质量为M g/mol,食盐晶体的密度为ρ g/cm3,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
【答案】(1)12 (2)4 8×+6× 4 12×+1 (3)
【解析】(1)由晶胞结构可知,与位于体心的钠离子最接近且距离相等的钠离子共有12个;(2)由晶胞结构可知,位于顶点和面心的氯离子个数为8×+6×=4,位于棱上和体心的钠离子个数为12×+1=4;(3)设晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为acm,由晶胞结构可知,晶胞的边长为acm,由晶胞质量公式可得:=(a)3ρ,解得a=。
13.铜单质及其化合物在很多领域有重要用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2+的核外电子排布式为__________________________。
(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为________。
(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是____________________________。
(4)Cu2O的熔点比Cu2S的____________(填“高”或“低”),请解释原因_____________________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
(2)4 (3)F的电负性比N大,N—F成键电子对向F偏移,导致NF3中氮原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子 (4)高 Cu2O与Cu2S相比,阳离子相同,阴离子所带电荷也相同,但O2-的半径比S2-小,所以Cu2O的晶格能更大,熔点更高
【解析】(1)Cu(电子排布式为[Ar]3d104s1)变为Cu2+的过程中,失去的两个电子是最外层的4s轨道和3d轨道上各一个电子,故Cu2+的电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9;(2)从图中可以看出,阴离子在晶胞中的位置有四类:顶点(8个)、棱上(4个)、面上(2个)、体心(1个),根据晶胞中微粒个数计算方法——均摊法,可知该晶胞中有4个阴离子;(3)N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,所以NH3中共用电子对偏向N,而在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N,N对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键;(4)Cu2O、Cu2S都是离子晶体,阳离子一样,阴离子半径:O2-<S2-,Cu2O中的离子键比Cu2S中的强,故Cu2O的熔点高。
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第3章 不同聚集状态的物质与性质
第2节 几种简单的晶体结构模型
第2课时 离子晶体
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/题型解读 典题举一反三,应用触类旁通
07/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.能借助离子晶体的模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。
2.能用离子键的理论解释离子晶体的物理性质。
3.了解晶格能概念与意义。
重点:能用离子键的理论解释离子晶体的物理性质。
难点:了解几种典型离子晶体的晶胞结构。
一、离子晶体
1.概念
概念
______________通过_______结合,在空间呈现有规律的排列所形成的晶体
成键微粒
________________
微粒间作用力
________
2.常见的离子晶体
晶体类型
NaCl
CsCl
CaF2
晶胞
阳离子的配位数
____
____
____
阴离子的配位数
____
____
____
晶胞中微粒数
阳离子
____
____
____
阴离子
____
____
____
【易错提醒】
离子晶体不一定含有金属阳离子,如NH4Cl为离子晶体,不含有金属阳离子,但一定含有阴离子。
二、晶格能
1.概念:将1 mol离子晶体中的阴、阳离子完全________而远离所吸收的能量。
2.意义:衡量离子键的强弱。晶格能越大,表示离子键越________,离子晶体越________。
3.影响因素:
(1)晶格能∝,即与阴、阳离子所带电荷的乘积成________,与阴、阳离子间的距离成________。
(2)与离子晶体的________________有关。
4.特性
(1) ________、________较高,而且随着离子电荷的增加,离子间距的缩短,________增大,熔点升高。
(2)一般________溶于水,而难溶于________溶剂。
(3)在固态时不导电,________状态或在________中能导电。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)NaCl晶体中每个Na+周围有6个距离最近且相等的Na+。( )
(2)氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+共有12个。( )
(3)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体。( )
(4)晶体中若存在阴离子,就一定存在阳离子。( )
(5)离子晶体不一定是化合物。( )
(6)离子晶体都易溶于水。( )
(7)离子晶体一定是由活泼金属和活泼非金属形成的。( )
(8)固态不能导电,水溶液能导电的晶体一定是离子晶体。( )
(9)熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体。( )
(10)固态不导电而熔融态能导电的晶体一定是离子晶体。( )
►问题一 离子晶体是指由离子化合物结晶成的晶体,离子晶体属于离子化合物中的一种特殊形式。
1.离子晶体的化学式是表示真正的分子构成吗?
2.在熔融状态下能导电的化合物形成的晶体一定是离子晶体吗?
3.离子晶体中一定存在离子键作用力吗?
4.氯化钠晶体中与钠离子距离最近的氯离子数目是多少?
5.CsCl晶胞中,氯离子和铯离子的配位数分别为多少?
6.为什么离子晶体不导电,而在溶于水或熔融状态下可以导电?
7.如何比较离子晶体的熔沸点高低?
►问题二 若已知三种阴、阳离子电荷(绝对值)相同的AB型离子化合物ac、bc、ad中阴、阳离子的半径如下表。
离子
a+
b+
c-
d-
离子半径/pm
169
95
181
133
ac、bc、ad晶体中,它们的阴离子的配位数分别为________、________、________。
►问题三 试比较NaF的熔点BF的熔点高低,并分析其原因。
►题型一 离子晶体及性质
例1 下列性质适合于离子晶体的是( )
A.熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电
B.熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电
C.能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃
D.熔点97.81 ℃,质软,导电,密度0.97 g·cm-3
【解题必备】
1.离子晶体的判断方法
(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。
(2)依据物质类别判断。活泼金属氧化物,强碱和绝大多数盐类是离子晶体。
(3)依据导电性判断。离子晶体溶于水和熔融状态下均导电。
(4)依据熔、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高,多数能溶于水,难溶于有机溶剂。
2.离子晶体的简单结构类型
晶体类型
晶胞示意图
结构特点
NaCl型(Li、Na、K和Rb的卤化物,AgF,MgO等)
①Na+、Cl-的配位数均为6
②每个Na+(Cl-)周围紧邻(距离最近且相等)的Cl-(Na+)构成正八面体
③每个Na+(Cl-)周围紧邻的Na+(Cl-)有12个
④每个晶胞中含4个Na+、4个Cl-
CsCl型(CsBr、CsI、NH4Cl等)
①Cs+、Cl-的配位数均为8
②每个Cs+(Cl-)周围紧邻的Cl-(Cs+)构成正六面体
③每个Cs+(Cl-)周围紧邻的Cs+(Cl-)有6个
④每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-
ZnS型(BeO、BeS等)
①Zn2+、S2-的配位数均为4
②每个Zn2+(S2-)周围紧邻的S2-(Zn2+)构成正四面体
③每个晶胞中有4个S2-、4个Zn2+
④Zn2+与S2-之间的最短距离为晶胞体对角线长的
CaF2型
①Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,二者的配位数之比等于二者电荷(绝对值)之比
②每个F-周围紧邻的4个Ca2+构成正四面体,每个Ca2+周围紧邻的8个F-构成立方体
③每个晶胞中有4个Ca2+、8个F-
④Ca2+与F-之间的最短距离为晶胞体对角线长的
【变式1-1】下列性质中,可以较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
【变式1-2】下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。试判断属于NaCl的晶体结构的图像为( )
【变式1-3】已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,如图所示,则CsCl的相对分子质量可以表示为( )
A.NA·a3·ρ B. C. D.
►题型二 晶格能
【典例2】下列关于离子键的强弱与晶格能的大小关系的叙述中正确的是( )
A.离子键的强弱在一定程度上可用晶格能大小来衡量
B.晶格能的大小完全由离子键的强弱来决定
C.通常情况下,晶格能越大,离子键越弱
D.晶格能的大小与离子键的强弱没有任何关系
【解题必备】
1.离子晶体熔、沸点的规律
(1)一般来说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,晶体熔、沸点越高。
(2)离子晶体结构类型相同时,离子所带电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大,晶体熔、沸点越高,硬度越大。
2.对离子晶体特性的理解
(1)离子晶体熔、沸点的比较:一般来说,阴、阳离子所带的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,离子晶体的熔、沸点越高,如Al2O3>MgO;NaCl>CsCl等。
(2)对于离子晶体的熔、沸点,要注意“一般来说”和“较高”等字词。“一般来说”说明离子晶体的熔、沸点还有些特例;“较高”是与其他晶体类型比较的结果。
(3)离子晶体的一些特殊物理性质可用于确定晶体类型。如在固态时不导电,在熔融状态下能导电的晶体一定是离子晶体。
(4)离子晶体导电的前提是先电离出自由移动的阴、阳离子。难溶于水的强电解质如BaSO4、CaCO3等溶于水时,由于浓度极小,故导电性极弱。通常情况下,它们的水溶液不导电。
【变式2-1】下列物质的晶格能最大的是( )
A.MgO 进 B.CaCl2 C.KCl D.Na2O
【变式2-2】下列关于晶格能的叙述中正确的是( )
A.晶格能是气态原子形成1 mol离子晶体所释放的能量
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、硬度越大
【变式2-3】MgO、Rb2O、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高低顺序是( )
A.MgO>Rb2O>BaO>CaO B.MgO>CaO>BaO>Rb2O
C.CaO>BaO>MgO>Rb2O D.CaO>BaO>Rb2O>MgO
1.下列物质的晶体属于离子晶体的是( )
A.苛性钾 B.碘化氢 C.硫酸 D.醋酸
2.离子晶体一般不具有的特征是( )
A.熔点较高,硬度较大 B.易溶于水而难溶于有机溶剂
C.固体时不能导电 D.离子间距离较大,其密度较大
3.下列各类物质中,固态时只能形成离子晶体的是( )
A.非金属氧化物 B.非金属单质 C.强酸 D.强碱
4.下列性质中,可以较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
5.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
6.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可以作宝石
7.自然界中的CaF2又称萤石,是一种难溶于水的固体,属于典型的离子晶体。下列实验一定能说明CaF2是离子晶体的是( )
A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱 B.CaF2的熔、沸点较高,硬度较大
C.CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电 D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
8.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( )
A.Na+(g)+Cl-(g)===NaCl(s) ΔH B.Na(s)+Cl2(g)===NaCl(s) ΔH1
C.Na(s)===Na(g) ΔH2 D.Na(g)-e-===Na+(g) ΔH3
9.NaF、NaI、和MgO均为离子晶体,有关数据如下表:
物质
①NaF
②NaI
③MgO
离子电荷数
1
1
2
键长(10-10m)
2.31
3.18
2.10
试判断,这三种化合物的熔点由高到低的顺序是( )
A.①>②>③ B.③>①>②
C.③>②>① D.②>①>③
10.元素X的某价态离子Xn+与N3-所形成晶体的结构单元如图所示,则Xn+中n的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
11.下图是ZnS、CsCl、NaCl晶体的结构模型,根据图示回答下列问题:
甲 乙 丙
(1)分别写出三种晶体结构模型对应物质的化学式:甲________、乙________、丙________。在这三种晶体中,与阳离子最近且等距离的阴离子在空间围成的几何构型分别为___________________。
(2)在NaCl、CsCl晶体中,每个Cl-的周围和它等距离且最近的Cl-分别有________个、________个。
12.如图所示,直线交点处的圆圈为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晶体结构示意图。
(2)晶体中,每个Na+的周围距离相等且最近的Cl-有____个,它们所围成的空间几何构型为__________。
(3)每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有______个。
(4)一个NaCl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)。
(5)关于NaCl晶体,下列描述正确的是______(填字母)。
a.它属于六方最密堆积
b.相邻的阴、阳离子的核间距离等于Na+和Cl-的半径之和
c.与CsCl晶体结构相同
d.离子键无方向性和饱和性
e.可以看成是Na+按面心立方进行最密堆积,Cl-填在Na+形成的空隙中
(6)已知NaCl晶体中最近的Na+和Cl-核间距离为a cm,NaCl的摩尔质量为M g·mol-1,NA表示阿伏加德罗常数,则NaCl晶体的密度为________g·cm-3。
1.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
2.已知金属钠能与两种卤族元素形成化合物Q、P,它们的晶格能分别为923 kJ·mol-1、786 kJ·mol-1,下列有关说法中不正确的是( )
A.Q的熔点比P的高 B.若P是NaCl,则Q一定是NaF
C.Q中成键离子核间距较小 D.若P是NaCl,则Q可能是NaBr
3.氟在自然界中常以CaF2的形式存在,下列有关CaF2的表述不正确的是( )
A.Ca2+与F-间不仅存在静电吸引作用
B.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于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
4.高温下,超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构(与NaCl晶体结构相似)。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。则有关下列说法不正确的是 ( )
A.KO2中既存在离子键也存在共价键
B.一个KO2晶胞中摊得的K+和O粒子数均为4个
C.晶体中与每个K+距离最近的O有8个
D.与K+距离相等且最近的K+有12个
5.X、Y都是ⅡA(Be除外)族的元素,已知它们的碳酸盐的热分解温度:T(XCO3)>T(YCO3),则下列判断不正确的是( )
A.晶格能:XCO3>YCO3 B.阳离子半径:X2+>Y2+
C.金属性:X>Y D.氧化物的熔点:XO<YO
6.离子化合物的熔点与离子的半径、离子所带的电荷数有关,离子的半径越小,离子所带的电荷数越多,则离子化合物的熔点就越高。①、②、③均为离子化合物,现有下列数据,试判断这三种化合物的熔点高低顺序( )
物质
①
②
③
离子电荷数
1
1
2
键长(10-10 m)
2.31
3.18
2.10
A.①>②>③ B.③>①>② C.③>②>① D.②>①>③
7.有一种蓝色晶体,化学式可表示为Mx[Fey(CN)6],经X射线研究发现,它的结构特征是Fe3+和Fe2+分别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。下列说法正确的是( )
A.该晶体的化学式为M2[Fe2(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+距离最近且相等的CN-有3个
8.几种离子晶体的晶胞如图所示,下列说法正确的是( )
A.熔沸点:NaCl<CsCl
B.NaCl晶胞中,做面心立方最密堆积,填充正四面体空隙
C.若ZnS的晶胞边长为a pm,则与之间的最近距离为
D.上述三种晶胞中,阳离子的配位数:ZnS<NaCl<CsCl
9.已知某离子晶体的晶胞结构如图所示,其摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为dg/cm3。则下列说法不正确的是( )
A.晶胞中阴、阳离子的个数都为4
B.该晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为cm
C.阴、阳离子的配位数都是6
D.该晶胞可能是NaCl晶体的晶胞
10.常见的铜的硫化物有CuS和Cu2S两种。已知:晶胞中S2-的位置如图1所示,铜离子位于硫离子所构成的四面体中心,它们的晶胞具有相同的侧视图如图2所示。Cu2S的晶胞参数apm,阿伏加德罗常数的值为NA。
下列说法正确的是( )
A.S2-是体心立方最密堆积
B.Cu2S晶胞中,Cu+填充了晶胞中一半四面体空隙
C.CuS晶胞中,S2-配位数为8
D.Cu2S晶胞的密度为
11.某化学式为AB的离子晶体,已知5r(A2+)=4r(B2-)(各类离子晶体与r+/ r-关系如下图所示),经测定其密度为g·cm-3,其摩尔质量为Mg·mol-1,则下列有关该晶体的说法正确的是( )
A.该晶体结构与ZnS晶体相似
B.该晶体每个晶胞中有2个A2+和B2-
C.该晶体晶胞的边长为cm
D.A2+离子紧邻的B2-构成的空间结构为立方体
12.如图所示,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)在晶体中,每个Na+的周围与它最接近且距离相等的Na+共有_______个。
(2)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、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_______,并列出计算式_______;Na+的个数等于_______,并列出计算式_______
(3)设NaCl的摩尔质量为M g/mol,食盐晶体的密度为ρ g/cm3,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
13.铜单质及其化合物在很多领域有重要用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2+的核外电子排布式为__________________________。
(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为________。
(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是____________________________。
(4)Cu2O的熔点比Cu2S的____________(填“高”或“低”),请解释原因_____________________。
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