第三章 第三节 第2课时 离子晶体（讲义及解析）-2024-2025学年高二化学选择性必修2（人教版2019）

选修二.物质结构与性质(周星星·化学） 第2课时 离子晶体 一、离子晶体的概念及性质 1．概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体 2．构成微粒及微粒间作用 (1)构成的微粒：阴离子和阳离子 (2)微粒间的作用力：离子键 (3)气化或熔化时破坏的作用力：离子键 3．常见的离子晶体：离子化合物都是离子晶体（强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分盐） 4．离子晶体的物理性质 (1)熔沸点 离子晶体常温下都为固态，具有较高的熔点、沸点。离子晶体中有较强的离子键，熔化或汽化时需消耗较多的能量。因此离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。离子晶体熔、沸点高低一般比较规律：阴、阳离子的电荷数越大，离子半径越小，离子键越强，离子晶体熔、沸点越高，如熔、沸点：NaCl＞CsCl，MgO＞MgCl2 (2)硬度 离子晶体硬而脆，难压缩。离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子键表现了较大的硬度，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎 (3) 导电性 离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动， 即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电 (4)延展性 离子晶体无延展性：离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性 (5)溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、煤油)中，遵循“ 相似相溶 ”规律。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子 注意 ①离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式 ②离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除含有离子键外，还含有共价键和氢键 ③离子晶体不一定都含有金属元素，如：NH4Cl、NH4NO3等铵盐 ④由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如：AlCl3是分子晶体 ⑤含金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体；有阴离子的晶体中一定存在阳离子 ⑥离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的 ⑦溶于水能导电的不一定是离子晶体，如：HCl等；熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如：金属等 【对点训练1】 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 2．下列物质中，含有共价键的离子晶体的是(　　) A．Br2 B．Na2O2 C．CO2 D．MgCl2 3．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 4．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 5．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 6．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是(　　) 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 二、常见离子晶体的结构 离子晶体中，阴离子呈等径圆球密堆积，阳、离子有序地填在阴离子的空隙中，每个离子周围等距离地排列着异电性离子，被异电性离子包围。一个离子周围最邻近的异电性离子的数目，叫做离子晶体中离子的配位数 1．四种常见离子晶体的结构 (1)NaCl晶体 晶体结构 结构分析 ①每个NaCl晶胞中实际拥有的Na＋数是1＋12×＝4，Cl－数是6×＋8×＝4 ②在NaCl晶体中，每个Na＋周围最邻近距离最近且相等的Cl－有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体；每个Cl－周围最邻近的Na＋也有6个，构成正八面体(如左下图) ③在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 ④在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (2)CsCl晶体 晶体结构 结构分析 ①每个CsCl晶胞中实际拥有的Cs＋数是8×＝1，Cl－数是1 ②在CsCl晶体中，每个Cs＋周围最邻近的Cl－有8个，构成正六面体；每个 Cl－周围最邻近的Cs＋也有8个，构成正六面体 ③在CsCl晶体中，Cs+和Cl－的配位数分别为8、8 ④在CsCl晶体中，每个Cs＋周围最邻近的Cs＋有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体；每个Cl－周围最邻近的Cl－也有6个，构成正八面体 ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (3)ZnS晶体 晶体结构 结构分析 ①1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ ②Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 ③密度＝ (4)CaF2晶体 晶体结构 结构分析 ①在CaF2晶体中，Ca2＋位于大立方体的顶角和面心，8个F－在大立方体内构成一个小立方体，每个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－，Ca2＋和F－个数比是1∶2 ②每个Ca2＋周围最邻近的F－有8个，即Ca2＋的配位数为8；每个F－周围最邻近的Ca2＋有4个，即F－的配位数为4 ③Ca2＋与F－之间的最短距离为晶胞体对角线长的 ④密度＝ 2．离子晶体中离子的配位数 (1)离子的配位数：晶体晶胞中一个离子周围最邻近的异电性离子的数目称为该离子的配位数 离子晶体 NaCl CsCl ZnS CaF2 阴离子的配位数 6 8 4 4 阳离子的配位数 6 8 4 8 (2)影响配位数的因素 ①几何因素：晶体中正、负离子的半径比。离子半径比值越大，配位数就越大 (见下表) 离子晶体 正、负离子半径比(r＋/r－) 配位数 NaCl r＋/r－＝0.52(0.414～0.732) 6 CsCl r＋/r－＝0.93(0.732～1.00) 8 ZnS r＋/r－＝0.27(0.225～0.414) 4 【结论】AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子半径比越大，离子的配位数越大 ②电荷因素：晶体中正、负离子的电荷比 离子晶体 CaF2 Ca2＋离子的配位数 8 F－离子的配位数 4 ③键性因素：离子键的纯粹程度 【对点训练2】 1．下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是(　　) A．1 mol氯化钠晶体中有NA个NaCl分子 B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个 C．醋酸钠属于离子晶体，含非极性键 D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－ 2．如图为和的晶胞结构，下列说法错误的是(　　) A．和都属于型离子晶体 B．和晶体中阴、阳离子个数比相同 C．和晶体中所含阳离子数分别为4和1 D．和晶体中阳离子与阴离子的半径比相同 3．如图所示是从NaCl或CsCl的晶胞结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶胞中分割出来的结构图是(　　) A．图(1)和(3) B．图(2)和(3) C．图(1)和(4) D．只有图(4) 4．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断错误的是(　　) A．Zn位于元素周期表的d区 B．该晶胞中Zn2＋和S2－数目相等 C．S2－位于Zn2＋构成的四面体空隙中 D．氧化锌的熔点高于硫化锌 5．已知食盐的密度为ρ g·cm－3，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的核间距大约是(　　) A． cm B． cm C． cm D． cm 6．在冰晶石()晶胞中，占据的位置相当于晶胞中占据的位置，则冰晶石晶胞中含个数为(　　) A．12 B．8 C．4 D．3 7．下列有关离子晶体的比较不正确的是(　　) A．熔点： B．离子键强弱： C．离子晶体中除了含有离子键外，还可能存在共价键、氢键等 D．硬度： 三、晶格能 1．概念：气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量。晶格能通常取正值，单位为kJ·mol－1 2．影响晶格能大小的因素 (某些离子晶体的晶格能/kJ·mol－1) F－ Cl－ Br－ I－ Li＋ 1036 853 807 757 Na＋ 923 786 747 704 K＋ 821 715 682 649 Rb＋ 785 689 660 630 Cs＋ 740 659 631 604 影响晶格能大小的因素主要是离子所带的电荷和阴、阳离子间的距离。晶格能与阴、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，可用下式表示：晶格能∝。离子所带电荷越高，核间距越小，晶格能就越大。而离子的核间距与离子的半径大小有关，阳离子或阴离子半径越小，离子的核间距就越小，则晶格能就越大。如：比较MgO晶体和NaCl晶体的晶格能大小。Mg2＋和O2－都是二价离子，而Na＋和Cl－都是一价离子；Mg2＋半径小于Na＋，O2－半径小于Cl－，故Mg2＋和O2－的核间距小于Na＋和Cl－的核间距，所以MgO晶体的晶格能大于NaCl晶体的晶格能 3．晶格能与离子晶体性质的关系：因为晶格能的大小标志着离子晶体裂解成气态阴、阳离子的难易程度，反映着离子晶体中离子键的强度，故它与离子晶体的性质有着密切联系。 几种离子晶体的晶格能和熔点、硬度数据如下表 比较项目 离子化合物 离子电荷数 核间距/pm 晶格能/kJ·mol－1 熔点/℃ 摩氏硬度 NaBr 1 298 747 747 ＜2.5 NaCl 1 282 786 801 2.5 MgO 2 210 3791 2852 6.5 (1)晶格能与离子晶体的稳定性 晶格能越大，离子键越强，形成的离子晶体越稳定 (2)晶格能与晶体的熔点、硬度的关系 晶格能越大，熔点越高，硬度越大 (3)晶格能与岩浆晶出规则 矿物从岩浆中先后结晶的规律被称为岩浆晶出规则；岩浆晶出的次序受晶格能的影响，晶格能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出 【对点训练3】 1．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　) A．离子键：NaF＞NaCl＞NaBr B．硬度：MgO＞CaO＞BaO C．熔点：NaF＞MgF2＞AlF3 D．1个阴离子周围等距离且最近的阳离子数为CsCl＞NaCl 2．NaF、NaI、MgO均为离子晶体，这三种化合物的熔点高低顺序是(　　) ①NaF　②NaI　③MgO A．①＞②＞③ B．③＞①＞② C．③＞②＞① D．②＞①＞③ 3．MgO、Cs2O、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高低顺序是(　　) A．MgO＞Cs2O＞BaO＞CaO B．MgO＞CaO＞BaO＞Cs2O C．CaO＞BaO＞MgO＞Cs2O D．CaO＞BaO＞Cs2O＞MgO 4．AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是(　　) AB CD EF 离子电荷数 1 1 2 键长(10－10m) 2.31 3.18 2.10 A．CD＞AB＞EF B．AB＞EF＞CD C．AB＞CD＞EF D．EF＞AB＞CD 1．下列叙述正确的是(　　) A．任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子 B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用 C．价电子数越多，金属元素的金属性越强 D．含有金属元素的离子不一定是阳离子 2．有关离子晶体的下列说法中不正确的是(　　) 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1∶1 D．氯化钠溶于水时离子键被破坏 3．在NaCl晶体中与每个Na+距离等同且最近的几个Cl-所围成的空间几何构型为(　　) A．正四面体 B．正六面体 C．正八面体 D．正十二面体 4．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正确的是(　　) A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B．在锌晶体中，1个Zn2＋只与2个自由电子存在强烈的相互作用 C．离子晶体中的化学键很难断裂，因此离子晶体具有延展性 D．NaCl晶体的熔点小于MgO晶体的熔点 5．下列性质适合于离子晶体的是(　　) ①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电　 ②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电　 ③能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃　 ④熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm－3 ⑤熔点－218 ℃，难溶于水　 ⑥熔点3 900 ℃，硬度很大，不导电　 ⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱　 ⑧难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电 A．①⑧ B．②③⑥ C．①④⑦ D．②⑤ 6．下列晶体中含有非极性共价键的离子晶体是 ①硅晶体　②H2O2　③CaC2　④NH4Cl　⑤Na2O2　⑥苯甲酸 A．①②④⑥ B．①③ C．②④⑤⑥ D．③⑤ 7．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中合理、可靠的是(　　) 实验 结论 A 观察常温下的状态，SbCl5与SnCl4均为液体 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 ℃ 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 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 SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 8．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。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．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于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 9．北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是(　　) A．K3C60中只有离子键 B．K3C60中不含共价键 C．该晶体在熔融状态下能导电 D．C60与12C互为同素异形体 10．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，下列有关说法中正确的是(　　) A．该晶体属于离子晶体 B．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 11．储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，如镧(La)镍(Ni)合金，它吸收氢气可结合成金属氢化物。某镧镍储氢合金晶胞结构如图，该材料中镧、镍、氢的原子个数比为(　　) A．8∶9∶10 B．1∶5∶6 C．1∶5∶3 D．1∶5∶5 12．磷锡青铜合金广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．磷锡青铜的化学式为Cu3SnP B．该晶胞中与Sn原子等距离且最近的铜原子有12个 C．该晶体的熔点比金刚砂(SiC)的熔点高 D．磷锡青铜具有各向异性的特点 13．元素X的＋1价离子X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．X元素的原子序数是29 B．X的晶体具有良好的导电性、导热性和延展性 C．X＋是图中的黑球 D．该晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶3 14．某新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是(　　) A．该晶体属于分子晶体 B．该物质A、B原子个数比为1∶3 C．A位于B构成的八面体空隙中 D．一个晶胞中含有两个A原子 15．下列说法正确的是(　　) A．基态钙原子核外有2个未成对电子 B．CaTiO3晶体中与每个Ti4＋最邻近的O2－有12个(如图是其晶胞结构模型) C．分子晶体中都存在共价键 D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 16．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C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C构成的多面体是正六面体 C．与Ca2+距离相同且最近的C有4个 D．CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个C 17．近期，我国科技工作者合成了一种高质量的纳米棒发光材料，其晶胞结构如图所示，晶胞的边长a。下列说法错误的是(　　) A．与Cs＋距离最近I－个数为12 B．Pb2＋的配位数为6 C．Pb2＋与Cs＋间最短距离为a D．该物质的化学式为CsPbI3 18．现有一种蓝色晶体，可表示为MxFey(CN)6，经X 射线研究发现，它的结构特征是Fe3+和Fe2+互相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下图所示。下列说法中正确的是(　　) A．该晶体的化学式为MFe2(CN)6 B．该晶体属于离子晶体，M呈+3价 C．该晶体属于离子晶体，M呈+2价 D．晶体中与每个Fe3+距离最近且等距离的CN-为3个 19．F、K和Ni三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。下列说法错误的是(　　) A．Ni位于元素周期表d区 B．该物质的化学式为K2NiF4 C．Ni的配位数为6 D．该晶体属于分子晶体 20．有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋ C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构 D．该气态团簇分子的分子式为EF 21．A、B为两种短周期元素，A的原子序数大于B，且B原子的最外层电子数为A原子最外层电子数的3倍。A、B形成的化合物是中学化学常见的化合物，该化合物熔融时能导电，试回答下列问题： (1)A、B的元素符号分别是__________、____________ (2)写出A、B元素形成的化合物的电子式：_____________________________________ (3)A、B所形成的化合物的晶体结构与氯化钠晶体结构相似，则每个阳离子周围吸引了____________个阴离子；晶体中阴、阳离子个数之比为____________ (4)A、B所形成化合物的晶体的熔点比NaF晶体的熔点________(填“高”或“低”)，其判断的理由是_________________________________________________________________________________________。 22．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)将其中代表Cl－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，在每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋共有________个 (3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中，正六面体的顶点上、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________，即(计算式) ；Na＋的个数等于 ，即(填计算式) (4)设NaCl的摩尔质量为M g·mol－1，NaCl晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA。NaCl晶体中两个钠离子间的最近距离为 cm 23．钛(Ti)、钒(V)、镍(Ni)、镧(La)等在储氢材料方面具有广泛的用途。下图Ⅰ、Ⅱ是一些晶体材料的结构示意图。请回答下列问题 (1)写出基态镍原子的核外电子排布式：　　　　　　　　　　　 (2)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表。某合金储氢后的晶胞如图Ⅰ所示，该合金的化学式为　　　　，1 mol镧形成的该合金能储存　　　　 mol氢气。 (3)嫦娥三号卫星上的PTC元件(热敏电阻)的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如图Ⅱ所示，该晶体经X－射线分析鉴定，重复单位为立方体，边长为 a cm。顶点位置被Ti4+所占据，体心位置被Ba2+所占据，所有棱心位置被O2－所占据。 ①该晶体中的O元素与H元素形成的化合物的中心原子的杂化类型为 ，其分子的空间结构为 ②写出该晶体的化学式：　　　　 ③若该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a= cm。 24．(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是 。氯化铯晶体的晶胞如图1，则Cs＋位于该晶胞的 ，而Cl－位于该晶胞的 ，Cs＋的配位数是 (2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式： (3)图3为F－与Mg2＋、K＋形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是________(填离子符号) (4)实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示)，已知3种离子晶体的晶格能数据如下表： 离子晶体 NaCl KCl CaO 晶格能/(kJ·mol－1) 786 715 3 401 则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是________________________。其中MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有________个 答案及解析 【对点训练1】 1．A。 【详解】A．为离子晶体，含有离子键和共价键，A错误； B．含有离子键的化合物形成的晶体一定是离子晶体，B正确； C．为离子晶体，含有离子键和共价键，C正确； D．为离子晶体，阳离子中存在电中性分子，D正确； 故选A。 2．B。解析：A.Br2中存在Br—Br共价键，属于共价分子，故A错误；B.Na2O2中过氧根离子内部存在O—O共价键，属于含有共价键的离子晶体，故B正确；C.CO2中存在C===O共价键，属于含有共价键的分子晶体，故C错误；D.MgCl2中镁离子和氯离子之间只存在离子键，故D错误。 3．A 【详解】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，均为离子晶体。 4．D。解析：A.具有较高的熔点的不一定是离子晶体，共价晶体也具有较高的熔点，故A错误；B.不一定是离子晶体，如HCl、NH3等分子晶体固态不导电，水溶液能导电，故B错误；C.晶体类型与溶解度无直接关系，故C错误；D.固态离子晶体中离子不能自由移动，所以不能导电，而熔融状态下可以电离出自由移动的离子，所以可以导电，故D正确。 5．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方式等。 6．C 【详解】A、难溶于水，其水溶液的导电性极弱，不能说明CaF2一定是离子晶体，故A不符； B、熔、沸点较高，硬度较大，也可能是原子晶体，B项不能说明CaF2一定是离子晶体，故B不符； C、固体不导电但熔融状态下可以导电，一定有自由移动的离子生成，C项说明CaF2一定是离子晶体，故C正确； D、CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，只能说明CaF2是极性分子，不能说明CaF2一定是离子晶体，故D不符； 故选C。 【对点训练2】 1．A。解析：NaCl为面心立方结构，每个晶胞中Na＋的个数为12×＋1＝4，Cl－的个数为8×＋6×＝4，则1 mol氯化钠晶体中有4NA个Na＋、4NA个Cl－，不存在分子，A项错误、D项正确；由NaCl的晶胞结构可知，Na＋在棱心和体心时，顶点和面心为Cl－，则每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个，B项正确；醋酸钠中存在碳碳非极性键，C项正确。 2．D 【详解】A．和都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体，阴、阳离子个数比都为1:1，均属于型离子晶体，故A正确； B．由晶胞结构可知氯化钠晶胞中所含钠离子和氯离子均为4，氯化铯晶胞中所含铯离子和氯离子数均为1，阴阳离子个数比均为1:1，故B正确； C．晶体中所含数为，晶体中所含数为1，故C正确； D．钠离子半径小于铯离子半径，则阳离子与阴离子的半径比：，故D错误； 故选：D。 3．C。解析：NaCl晶体中，每个Na＋周围最邻近的Cl－有6个，构成正八面体，同理，每个Cl－周围最邻近的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图，C项正确。 4．A。解析：A.Zn的价层电子排布式为3d104s2，故Zn位于元素周期表ds区，选项A错误；B.由图可知，Zn2＋位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，S2－位于体内，个数为4，则离子数目相同，选项B正确；C.由图可知每个S2－周围有4个Zn2＋，选项C正确；D.同类型的离子晶体中，离子半径越小，离子键越强，因氧离子半径小于硫离子半径，则氧化锌的熔点大于硫化锌，选项D正确。 5．B。解析：已知一个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－，且食盐晶体中Na＋与Cl－的核间距的2倍正好是晶胞的边长。设晶胞的边长为a，故有×NA＝4，解得a＝，则＝ cm。 6．A 【详解】晶胞中所含个数为，由题意知，冰晶石晶胞中的个数也应为4，化学式中和的个数比为3：1，所以冰晶石晶胞中含个数为。故选：A。 7．A 【详解】A．，、、所带电荷数依次增大，所以、、的离子键依次增强，故熔点依次升高，A项错误； B．，故、、的离子键依次减弱，B项正确； C．晶体为离子晶体，晶体中存在共价键、氢键等，C项正确； D．，故、、中离子键依次减弱，硬度依次减小，D项正确。 故选A。 【对点训练3】 1．C。解析：离子半径：Br－＞Cl－＞F－，离子半径越小，所带电荷数越大，离子键越强，故A正确；离子半径：Ba2＋＞Ca2＋＞Mg2＋，离子半径越大，键能越小，硬度越小，故B正确；离子半径：Na＋＞Mg2＋＞Al3＋，离子半径越小，电荷越多，则熔点越高，故C错误。 2．B。解析：离子晶体的熔点与离子键强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，该离子化合物的熔点越高。已知离子半径Na＋>Mg2＋，I－>O2－>F－，可知NaI中离子键最弱，因MgO中的离子带两个单位电荷，故离子键比NaF中的强。 3．B。解析：　 4．D 1．D。解析：金属晶体中虽存在阳离子，但没有阴离子，A错误；金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子与自由电子之间的相互作用，B错误；价电子数多的金属元素的金属性不一定强，如Fe的价电子数比Na多，但Fe的金属性却没有Na的强，C错误；含有金属元素的离子不一定是阳离子，如AlO是阴离子，D正确。 2．C。解析：在熔融状态下，离子晶体中存在自由移动的离子，故能导电，A项正确；离子晶体具有较高的熔、沸点和较大的硬度，B项正确；离子晶体中阴、阳离子个数比各不相同，C项不正确；氯化钠溶于水时，电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏，D项正确。 3．C 【分析】先确定Na+的配位数，进一步确定空间几何构型。 【详解】NaCl晶体中Na+的配位数为6，将6个Cl-结合Na+可得空间几何构型为正八面体； 答案选C。 4．D。解析：A.金属能导电是因为金属中的自由电子在外加电场作用下定向移动，故A错误；B.金属晶体中有电子气，能导电，金属晶体中的电子气属于整个晶体，故B错误；C.离子晶体中的化学键较强，很难断裂，但没有延展性，故C错误；D.Na＋半径大于Mg2＋半径，Na＋的电荷数小于Mg2＋的电荷数，Cl－离子半径大于O2－的半径，Cl－离子的电荷数小于O2－的电荷数，所以NaCl离子键键能小于MgO离子键键能，故熔点NaCl＜MgO。 5．A。解析：离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故②③④⑤⑦均不符合离子晶体的特点；⑥中熔点达3 900 ℃，硬度很大，应是共价晶体。故只有①⑧符合题意。 6．D 【分析】一般来说，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，不同非金属元素之间易形成极性键，同种非金属元素之间易形成非极性键，含有离子键的化合物为离子化合物，其晶体为离子晶体，只含共价键的化合物为共价化合物，形成的晶体为原子晶体或分子晶体。 【详解】①硅晶体是含有非极性键的原子晶体，故错误； ②H2O2是含有极性键和非极性键的分子晶体，故错误； ③CaC2是含有离子键和非极性键的离子晶体，故正确； ④NH4Cl是含有离子键和极性键的离子晶体，故错误； ⑤Na2O2是含有离子键和非极性键的离子晶体，故正确； ⑥苯甲酸是含有极性键和非极性键的分子晶体，故错误； ③⑤正确，故选D。 【点睛】本题考查化学键与晶体类型的关系，注意离子化合物的结构特征与性质，明确共价键的形成及共价键的主要类型是解答关键。 7．B。解析：离子化合物一般熔、沸点较高，熔化后可导电；分子晶体溶于水后也可发生电离而导电，如HCl等，同样也可电离产生Cl－，能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，故A、C、D不可靠。 8．D。解析：CaF2为离子化合物，熔融状态下能导电，Ca2＋与F－间既有静电吸引作用，又有静电排斥作用，A错，D对；离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔点越高，故CaF2的熔点高于CaCl2的熔点，B错；阴、阳离子比为2∶1的物质，其晶体构型还与阳离子与阴离子的半径比有关，C错。 9．C。解析：首先判断球碳盐K3C60中，在K与C之间有离子键。而60个C之间为共价键。所以该晶体在熔融状态下能电离出K＋，所以能导电。D选项中的同素异形体应该对应由相同元素组成的不同单质，12C不是单质而是元素符号或者代表一个碳原子。 10．A。解析：晶体中含有Ba2＋和O，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O，则晶体的化学式应为BaO2，B不正确。 11．B。解析：利用分摊法，La在晶胞的顶点，N(La)＝8×＝1；Ni在面心和体心，N(Ni)＝8×＋1＝5；氢气在棱上和面心，N(H2)＝8×＋2×＝3；则镧、镍、氢的原子个数比为1∶5∶6。 12．C。解析：A.均摊法可知，晶胞中Cu原子数目＝6×＝3、Sn原子数目＝8×＝1、P原子数目为1，故化学式为Cu3SnP，故A正确；B.晶胞中与Sn原子等距离且最近的铜原子位于xyz三个截面的顶点，每个面有4个，共三个面，有12个，故B正确；C.该晶体为离子晶体，SiC为共价晶体，共价晶体SiC的熔点高于离子晶体，故C错误；D.晶体具有各向异性的特点，故D正确。 13．D。解析：A项，X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，X＋的K、L、M层依次排有2、8、18个电子，X＋核外有28个电子，X原子核外有29个电子，X的原子序数为29，正确；B项，X的原子序数为29，X为Cu，Cu属于金属晶体，金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性，正确；用“均摊法”，白球：8×＝1个，黑球：12×＝3个，根据正负化合价代数和为0，则X＋与N3－的个数比为3∶1，X＋是图中的黑球，C项正确，D项错误。 14．A。解析：A.由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，A错误；B.由该物质形成晶体的晶胞可知：A个数为8×＋1＝2，B个数为12×＋6×＝6，故B、A原子个数比为3∶1，B正确；C.A位于B构成的八面体空隙中，如图所示C正确；D.由B项解析可知，一个晶胞中含有两个A原子，D正确。 15．B。解析：基态钙原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，均为成对电子，故A错误；由该晶胞可知，每个Ti4＋最邻近的O2－有12个，故B正确；分子晶体中不一定都存在共价键，如稀有气体为单原子分子，其分子晶体中只有分子间作用力，故C错误。 16．B。解析：CaC2晶体属于离子晶体,故有较高的熔点和较大的硬度，A正确；因为晶胞沿一个方向拉长，故和Ca2+距离相同且最近的C只有4个(与拉长方向垂直的同一面上)，4个C构成的是正方形，B错；以Ca2+为中心，与之等距离且最近的是同一平面上的4个C，C正确；该晶胞中含有Ca2+的个数=12×+1=4，含有C的个数=8×+6×=4，D正确。 17．C。解析：A.Cs＋位于晶胞顶点，I－位于面心，1个晶胞中有3个面心I－离顶点Cs＋最近，1个顶点周围可以放8个晶胞，而面心I－又被两个晶胞共用，故1个Cs＋周围最近的I－有＝12个，A正确；B.Pb2＋位于体心，其周围6个面心I－离其最近，故Pb2＋配位数为6，B正确；C.Pb2＋与Cs＋最短距离为体对角线的一半，面对角线长度＝a，体对角线＝＝a，则Pb2＋与Cs＋最短距离为，C错误；D.该晶胞中含Cs＋＝8×＝1个，含Pb2＋1个，含I－＝6×＝3个，三者之比为1∶1∶3，故该物质化学式为CsPbI3，D正确。 18．A 【分析】Fe3+和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点，则该结构单元中，所含Fe3+有个，Fe2+有个，CN-有个。由于该晶体的化学式为MxFey(CN)6，所以y=2，且该晶体的化学式中含有1个Fe3+、1个Fe2+，所以x为1，即该化学式为MFe2(CN)6。 【详解】A. 经计算得知，该结构单元中，含有个Fe2+、个Fe3+、3个CN-。由于该晶体的化学式为MxFey(CN)6，则y=2，x=1，即该化学式为MFe2(CN)6，A正确； B. 从构成晶体的微粒来看，该晶体为离子晶体；由于化学式为MFe2(CN)6，M呈+1价，B错误； C. 该晶体为离子晶体；由于化学式为MFe2(CN)6，M呈+1价，C错误； D. 晶体中与每个Fe3+距离最近且等距离的CN-为6个，D错误； 故合理选项为A。 19．D。解析：A.Ni是28号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，位于元素周期表d区，A正确；B.晶胞中含有K为8×＋2＝4，F为16×＋4×＋2＝8，Ni为8×＋1＝2，化学式为K2NiF4，B正确；C.由图像可知，每个Ni周围距离最近的F有6个，故Ni的配位数为6，C正确；D.该晶胞由阳离子和阴离子构成，属于离子晶体，D错误。 20．D。解析：氟化钙晶胞中，Ca2＋位于顶点和面心，数目为8×＋6×＝4，故B正确；气态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，故D错误。 21．(1)Mg　O　 (2)　 (3)6　1∶1 (4)高　MgO中离子所带电荷数较多，离子键强，晶格能大 解析：A、B形成的化合物是中学化学常见的化合物，该化合物熔融时能导电，说明是离子化合物。B原子的最外层电子数为A原子最外层电子数的3倍，B的最外层电子数＜8，又是3的倍数，就只能是6或3，最外层电子数为6的短周期元素只有O和S，最外层电子数为3的短周期元素为B或Al，分别对应的A的最外层电子数是2或1，A的原子序数大于B，则满足条件的有A为Na、B为B，A为Mg、B为O，其中MgO为中学化学常见化合物，且为离子化合物。(1)根据上述分析可知，A、B分别是Mg和O。(2)A、B元素形成的化合物是MgO，其电子式为。(3)因A、B所形成的化合物是MgO，其晶体结构与氯化钠晶体结构相似，则每个阳离子周围吸引了6个阴离子，晶体中阴、阳离子个数之比为1∶1。(4)Mg2＋、O2－与Na＋、F－半径相差不大，但Mg2＋、O2－所带的电荷数多，形成的离子键较强，晶格能较大，故熔点较高。 22．(1)　 (2)12　 (3)4　8×＋6×＝4　4　12×＋1＝4　 (4)× 解析：(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a cm，晶胞中有4个NaCl，则·NA＝M，即a＝，所以Na＋间的最近距离为× cm。 23．(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) (2)LaNi5　3 (3)①sp3杂化　V形　②BaTiO3　③ 解析：(1)Ni是28号元素,其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。 (2)根据某合金储氢后的晶胞结构示意图可知,该合金中含有La:8×=1、Ni:8×+1=5,所以化学式是LaNi5;1 mol该合金吸附氢气的物质的量是8 mol×+2 mol×=3 mol。 (3)①该晶体中的O元素与H元素形成的化合物是H2O,中心原子O原子的杂化类型为sp3杂化,其分子空间结构为V形;②根据晶胞结构示意图可知,Ba:1、Ti:8×=1、O:12×=3,所以该晶体的化学式是BaTiO3;③由于晶胞为立方体,边长为a cm,1 mol晶胞中含有1 mol BaTiO3,若该晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则根据晶体的密度ρ= g·cm-3,可得a= cm。 24．(1)2　体心　顶点　8 (2)2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl (3)F－　(4)TiN>MgO>CaO>KCl　12 解析：(1)体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位于立方体的顶点，故1个晶胞中金属原子数为8×＋1＝2；氯化铯晶胞中，Cs＋位于体心，Cl－位于顶点，Cs＋的配位数为8。(2)由晶胞可知，微粒个数比为1∶1，化学式为CuH，CuH与Cl2反应，产物为CuCl2和HCl，化学方程式为2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl。(3)由晶胞结构可知，黑球有1个，灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知n(Mg2＋)∶n(K＋)∶n(F－)＝1∶1∶3，故白球为F－。(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越多、离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：Ti3＋>Mg2＋，离子半径：Mg2＋＜Ca2＋，所以熔点：TiN>MgO>CaO>KCl；MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有12个。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$