专题3 第2单元 离子键 离子晶体-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修2作业与测评课件PPT（苏教版2019）

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 预习作业 01 课时作业 02 目录 CONTENTS 预习作业 (建议用时：15分钟) 1．离子键的形成 (1)形成过程 (2)特征 阴、阳离子可看成是________对称，电荷分布也是________对称，它们在空间各个方向上的静电作用________，在静电作用能达到的范围内，空间条件允许的情况下，一个离子可同时吸引多个带相反电荷的离子，故离子键无________性和________性。 答案 静电引力 静电斥力 球形 球形 相同 方向 饱和 预习作业 4 2．离子晶体 (1)概念：由__________________________________形成的晶体。 (2)晶格能(U) ①概念：拆开________离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所________的能量。 ②影响因素：离子晶体中离子半径越________，所带电荷越________，晶格能越大。 ③晶格能与晶体物理性质的关系：晶格能越大，离子键稳定性越________，离子晶体的熔点越________，硬度越________。 答案 阴、阳离子按一定方式有规则地排列 1 mol 吸收 小 多 强 高 大 预习作业 5 1．下列叙述不正确的是(　　) A．离子晶体中只含有离子键 B．含有离子键的晶体一定是离子晶体 C．离子晶体中可能含有共价键 D．有的离子晶体的阴离子或阳离子中存在电中性分子 答案 解析　如NaOH晶体中还含有O—H共价键，A错误，C正确；含有离子键的晶体一定是离子晶体，B正确；Cu(NH3)4SO4·H2O为离子晶体，该离子晶体的阳离子为[Cu(NH3)4]2＋，其中含有电中性分子NH3，D正确。 解析 预习作业 6 2．下列关于离子晶体性质的叙述中不正确的是(　　) A．离子晶体具有较高的熔、沸点 B．离子晶体具有较大的硬度 C．离子晶体在熔化状态时都能导电 D．离子晶体中阴、阳离子个数比为1∶1 解析　离子晶体中阴、阳离子个数比各不相同，如氯化钠晶体中阴、阳离子个数比为1∶1，氯化镁晶体中阴、阳离子个数比为2∶1，D错误。 答案 解析 预习作业 7 3．下列有关CaF2的表述正确的是(　　) A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用 B．CaF2的熔点低于CaCl2的熔点 C．阴、阳离子比为2∶1的离子化合物，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 解析　阴、阳离子间存在静电引力和静电斥力，A错误；离子晶体的熔点与离子所带电荷数、离子半径有关，所带电荷数相同时，离子半径越小，离子晶体的熔点越高，所以CaF2的熔点高于CaCl2，B错误；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，C错误。 解析 预习作业 8 4．离子化合物①NaCl、②CaO、③NaF、④MgO中，晶格能从小到大顺序正确的是(　　) A．①②③④ B．①③②④ C．③①④② D．④②①③ 答案 解析　离子晶体的晶格能是指拆开1 mol离子晶体使之形成气态阳离子和气态阴离子所吸收的能量。一般说来，阴、阳离子的半径越小、电荷数越多(主要因素)，该阴、阳离子构成的离子化合物的晶格能越大。阳离子半径：Ca2＋>Na＋>Mg2＋，阴离子半径：Cl－>O2－>F－，因此，NaCl、NaF、CaO、MgO的晶格能依次增大。 解析 预习作业 9 5．如图所示为NaCl晶体的晶胞示意图： (1)晶体中，与每个Na＋距离最近且相等的Cl－共有________个；与每个Na＋距离最近且相等的Na＋共有________个；平均每个晶胞含________个Na＋，________个Cl－。 (2)NaCl晶体的晶格能________(填“大于”“小于”或“等于”)CaO晶体的晶格能。 (3)NaCl的电子式为________________。 答案 6 12 4 4 小于 预习作业 10 课时作业 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列关于离子键特征的叙述中，正确的是(　　) A．一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关，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Cl－ D．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异性电荷的离子 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 12 解析　离子键的特征是没有饱和性和方向性。因为离子键无方向性，故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的相对位置无关，但是为了使物质的能量最低，体系最稳定，阴、阳离子的排列也是有规律的，不是随意的；离子键无饱和性，一种离子周围可以尽量多地吸引带异性电荷的离子，但也不是任意的，因为这个数目还要受两种离子的半径比和个数比的影响，如NaCl中，Na＋半径比Cl－半径小，阴、阳离子个数比是1∶1。每个离子周围吸引异性离子的多少就取决于离子周围空间的大小，每个Na＋周围能吸引6个Cl－，每个Cl－周围也只能吸引6个Na＋，故Cl－和Na＋的个数比为1∶1。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 13 2．仅由下列各组元素所组成的化合物，不可能形成离子晶体的是(　　) A．H、O、S B．Na、H、O C．K、Cl、O D．H、N、Cl 答案 解析　强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。B项如NaOH、C项如KClO、D项如NH4Cl。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 14 易错警示 (1)金属与非金属形成的化学键有可能是共价键，如AlCl3。 (2)完全由非金属元素形成的化合物中一定有共价键，有可能含离子键，如NH4Cl、NH4H。 (3)离子键不具有饱和性是相对的，每种离子化合物的组成和结构是一定的，而不是任意的。 易错警示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 3．根据下列数据判断AB、CD、EF三种离子化合物的熔点高低顺序正确的是(　　) A.CD>AB>EF B．AB>EF>CD C．AB>CD>EF D．EF>AB>CD 解析　离子所带电荷数越多，键长越短，则晶格能越大，离子晶体的熔点越高，EF化合物中离子键的键长最短，所带电荷数最多，因此EF的熔点最高，D正确。 答案 解析 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 2.10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 16 名师点拨　影响离子键强度的因素 (1)离子所带电荷数的影响：离子所带电荷数越多，晶格能越大，离子键越牢固，离子晶体的熔点越高，硬度越大。 (2)离子半径的影响：离子半径越大，导致离子核间距越大，晶格能越小，离子键越易断裂，离子晶体的熔点越低，硬度越小。 名师点拨 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 17 4．为了确定SbCl3、SbCl5是否为离子化合物，以下分析正确的是(　　) A．常温下，SbCl3、SbCl5均为液体，说明SbCl3和SbCl5都是离子化合物 B．SbCl3、SbCl5的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃，说明SbCl3、SbCl5都不是离子化合物 C．SbCl3、SbCl5溶液中，滴入酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明SbCl3、SbCl5都是离子化合物 D．SbCl3、SbCl5的水溶液都可以导电，说明SbCl3、SbCl5都是离子化合物 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 18 解析　离子化合物常温下呈固态，熔、沸点较高，A错误；SbCl3、SbCl5的熔点较低，不是离子化合物，B正确；如果SbCl3、SbCl5是共价化合物，它们在水溶液中可能也会电离出氯离子和金属离子，滴入酸化的AgNO3溶液，也会产生白色沉淀，C错误；某些共价化合物溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，故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来判断，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。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 19 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 20 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 21 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 22 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 23 7．离子晶体熔点的高低取决于阴、阳离子之间的核间距离和离子所带电荷数，根据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是(　　) A．KCl>NaCl>BaO>CaO B．NaCl>KCl>CaO>BaO C．CaO>BaO>KCl>NaCl D．CaO>BaO>NaCl>KCl 解析　对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子间的核间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高，阳离子半径大小顺序为Ba2＋>K＋>Ca2＋>Na＋；阴离子半径：Cl－>O2－，比较可得D正确。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 24 8.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．该晶体属于离子晶体 B．该晶体的化学式为Ba2O2 C．该晶体的晶胞结构与CsCl相似 D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有8个 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 25 9.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体， 其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是 (　　) A．ZXY3 B．ZX2Y6 C．ZX4Y8 D．ZX8Y12 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 26 名师点拨 离子晶体的化学式不具有分子的含义，它只表示晶体中阴、阳离子的最简数目比。 名师点拨 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 27 10．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 解析　由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高，A错误；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中离子键依次减弱，晶格能依次减小，硬度依次减小，D正确。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 28 11．下列叙述正确的是(　　) A．带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键 B．金属元素和非金属元素化合时不一定形成离子键 C．原子最外层只有1个电子的主族元素与卤素所形成的化学键一定是离子键 D．非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 29 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 30 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 31 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 32 二、非选择题 13.某离子晶体的晶胞结构如图所示。 回答下列问题： (1)晶体中每个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y。 (2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个。 (3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶胞密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个最近的X间的距离为______________cm。 4 答案 8 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 33 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 34 14.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(不必考虑离子体积大小)， 以完成NaCl晶体的晶胞结构示意图。 答案　如图所示 (答案不唯一，合理即可) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 35 (2)晶体中，在每个Na＋的周围与它最近且距离相等的Na＋共有________个。 (3)在NaCl晶胞的顶点上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞和与其相邻的晶胞所共享，一个晶胞中Cl－的个数为_____________ (写出计算过程，下同)；Na＋的个数为_________________________________________________。 (4)设NaCl的摩尔质量为M g·mol－1，NaCl晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA。则NaCl晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为______________ cm。 12 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 36 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 37 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 38 　　　　　　　　　　　　　 R Na＋[]－ 5.如图所示是氯化铵晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的NH中心间的距离为a cm，氯化铵的摩尔质量为M g·mol－1，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铵晶体的密度(g·cm－3)为(　　) A. B. C. D. 解析　1个晶胞中含有1个Cl－和8×eq \f(1,8)＝1个NHeq \o\al(＋,4)，则1个晶胞中含有1个NH4Cl。1个NH4Cl晶胞的质量m＝eq \f(M,NA) g，晶胞体积V＝a3 cm3，则密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(M,NA) g,a3 cm3)＝eq \f(M,NAa3) g·cm－3。 6.黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物，火法冶炼黄铜矿的过程中，其中一步反应是2Cu2O＋Cu2Seq \o(=====,\s\up17(高温))6Cu＋SO2↑，其中Cu2O晶胞如图所示，下列说法错误的是(　　) A．Cu元素的第一电离能小于Zn元素的第一电离能 B．该晶胞中灰球代表铜原子、白球代表氧原子 C．Cu2O和Cu2S相比，熔点较高的是Cu2O D．Cu2O的晶胞中Cu＋的配位数是2 解析　Cu原子的外围电子排布式为3d104s1，易失去一个电子达到较稳定的3d10状态，Zn原子的外围电子排布式为3d104s2，为全充满稳定状态，所以Cu元素的第一电离能小于Zn元素的第一电离能，A正确；由题图知Cu2O晶胞中灰球的个数为eq \f(1,8)×8＋1＝2，白球的个数为4，所以灰球与白球的个数比为1∶2，故灰球代表的是氧原子，白球代表的是铜原子，B错误；Cu2O和Cu2S都属于离子晶体，离子所带电荷数相同，离子半径越小，熔点越高，离子半径：O2－<S2－，所以熔点较高的是Cu2O，C正确；根据晶胞结构可以判断Cu＋的配位数是2，D正确。 解析　晶体中含有Ba2＋和Oeq \o\al(2－,2)，则该晶体属于离子晶体，A正确；该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个，C、D不正确；该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个Oeq \o\al(2－,2)，则该晶体的化学式为BaO2，B不正确。 解析　X位于立方体的8个顶点上，所以晶胞中含有的X是8×eq \f(1,8)＝1，Y全部位于棱上，所以晶胞中含有的Y是12×eq \f(1,4)＝3，Z位于中心，全部属于该晶胞，所以该化合物的化学式为ZXY3。 解析　离子键的本质是阴、阳离子之间的静电作用，静电作用包括静电引力和静电斥力，A不正确；活泼金属与活泼非金属容易形成离子键，一般当成键原子元素的电负性差值小于1.7时，原子间不易形成离子键，如AlCl3和BeCl2中金属与非金属原子之间形成共价键，B正确；原子最外层只有1个电子的主族元素包括H元素和碱金属元素，H元素与卤素形成共价键，C不正确；由非金属元素形成的化合物中可能含有离子键，如铵盐中NHeq \o\al(＋,4)与阴离子之间形成离子键，D不正确。 12.CaCl2晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a nm，用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．Ca2＋的配位数是4 B．Ca2＋周围距离最近且相等的Ca2＋有8个 C．Cl－位于Ca2＋形成的四面体空隙中 D．晶胞密度为eq \f(111,NAa3)×1021 g·cm－3 解析　由晶胞结构可知，Ca2＋周围距离最近且相等的Cl－有8个，故Ca2＋的配位数是8，A错误；由晶胞结构可知，Ca2＋周围距离最近且相等的Ca2＋有12个，B错误；一个晶胞中Ca2＋的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，Cl－的个数为8，则晶胞密度为eq \f(4×（40＋35.5×2）,NA（a×10－7）3) g·cm－3＝eq \f(4×111,NAa3)×1021 g·cm－3，D错误。 eq \f(\r(2),2)×eq \r(3,\f(4M,ρ·NA)) 解析　(3)设晶胞边长为a cm，则a3·ρ·NA＝4M，a＝eq \r(3,\f(4M,ρ·NA))，两个最近的X间的距离为面对角线的一半，即eq \f(\r(2),2)×eq \r(3,\f(4M,ρ·NA))。 12×eq \f(1,4)＋1＝4　 8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4(答案不唯一，只要与第(1)问对应即可) eq \r(2)·eq \r(3,\f(M,2ρ NA)) 解析　(2)从NaCl晶胞结构可以看出，与顶点Na＋最近且距离相等的Na＋在面心，每个晶胞中有3个面心Na＋与顶点Na＋最近且等距，而每个顶点Na＋为8个晶胞共享，每个面心Na＋为2个晶胞共享，则与顶点Na＋最近且等距的面心Na＋共有8×3×eq \f(1,2)＝12个。 (3)根据均摊法，如(1)中所得NaCl晶胞中，含Na＋个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，含Cl－个数为12×eq \f(1,4)＋1＝4。 (4)设Cl－与Na＋的最近距离为a cm，则两个最近的Na＋间的距离为eq \r(2)a cm，eq \f(（a cm＋a cm）3×ρ g·cm－3×NA mol－1,4)＝M g·mol－1，即a＝eq \r(3,\f(M,2ρ NA))，所以Na＋间的最近距离为eq \r(2)·eq \r(3,\f(M,2ρ NA)) cm。 $$