3.2 离子晶体-【帮课堂】2024-2025高二化学同步学与练（沪科版2020选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 3.2 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/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．知道离子键的概念、形成条件及判断方法。 2．掌握离子晶体的概念，了解离子晶体的组成、结构、性质特点。 3．能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙等的晶体结构，会计算晶胞中的粒子数。 4．了解离子晶体主要性质，能从晶体结构的微观角度去解释物质的物理性质。 重点：离子晶体的概念、结构特点、性质及粒子数的计算。 难点：用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性质。 一、离子键和离子晶体 1．离子键 （1）定义：在离子化合物中，由正、负离子之间通过静电相互作用所形成的化学键叫做离子键。 （2）构成粒子：正离子和负离子。 （3）特征：没有饱和性和方向性。通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个异电性离子。因此，离子键没有方向性和饱和性。 （4）形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7，即活泼的金属（如ⅠA、ⅡA族）元素和活泼的非金属（如VIA、VIIA族）元素。 （5）影响因素：离子半径和离子所带的电荷会影响离子键的强弱。一般来说，离子半径越小，离子所带的电荷数越大，离子键就越强。 （6）配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。 2．离子晶体 （1）定义：正、负离子通过离子键以各种方式在空间呈现一定的、有规则的排列形成的晶体。 （2）特点：①离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键和氢键等，如CuSO4·H2O。 ②离子晶体中，每个负（正）离子周围排列的带相反电荷的离子的数目是固定的，不是任意的。 【温馨提示】①一般来说，含金属离子或NH的晶体属于离子晶体，但AlCl3为分子晶体。 ②离子晶体的化学式只表示晶体中阴阳离子的个数比，而不是表示分子的组成。 3．几种常见离子晶体 晶体 晶胞 晶胞详解 NaCl ①在NaCl晶体中，Na＋的配位数为6，Cl－的配位数为6 ②与Na＋(Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有12个 ③晶胞中含有的Na+ 个数为： 12× 1/4 + 1= 4； 8 个 Cl—处于顶角和 6 个 Cl—处于 面心，晶胞中含有的 Cl—个数为： 8× 1/8 + 6× 1/2 = 4。每个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－ ④每个Cl－周围的Na＋构成正八面体图形 CsCl ①在CsCl晶体中，Cs＋的配位数为8，Cl－的配位数为8 ②每个Cs＋与6个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与8个Cl－等距离相邻 CaF2 ①在CaF2晶体中，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4 ②每个晶胞中含有4个Ca2＋和8个F－ 【温馨提示】①离子晶体中的“不一定” i.离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4NO3晶体。 ⅱ.离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如MgO的熔点(2 800 ℃)高于SiO2的熔点(1 600 ℃)。 ⅲ.离子晶体中除含离子键外不一定不含其他化学键，如CH3COONH4中除含离子键外，还含有共价键、配位键。 ⅳ.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。 ⅴ.含有正离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体。 vi.离子晶体中不一定不含分子，如CuSO4·5H2O晶体。 ②三种常见的离子晶体的比较： 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 晶胞中所含离子数 Cl－4、Na＋4 Cs＋1、Cl－1 Ca2＋4、F－8 二、离子晶体的性质 性质 原因 熔、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。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高 硬度 硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。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 导电性 不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，正负离子不能自由移动，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，正负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，正负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，正负离子定向移动而导电 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、苯、CCl4)中。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 延展性 离子晶体中正负离子交替出现，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 【温馨提示】①离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。 ②离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越多，离子键越强。 ③常见的方法有以下两种。 方法一：由组成晶体的粒子种类来判断，离子化合物形成的晶体一定为离子晶体。 方法二：由晶体的性质来判断。根据导电性，固态时不导电，而熔融状态或溶于水时能导电的一般为离子晶体；根据机械性能，一般具有较大硬度且质脆的为离子晶体。 三．过渡型晶体和混合型晶体 1.过渡型晶体 （1）四类典型的晶体：分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。 （2）过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。 如：几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 从上表可知，表中4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 （3）偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 2.混合型晶体 （1）概念：向石墨这样的晶体，既有共价键，又有范德华力，同时存在类似金属键的作用力，兼具有共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体叫混合型晶体。 （2）晶体模型 石墨结构中未参与杂化的p轨道 （3）结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。 ②石墨是层状结构的，层与层之间不存在化学键，是靠范德华力维系。 ③石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 （4）性质：①良好的导电性和导热性：石墨晶体中，形成大π键的电子可以在整个原子平面上活动，比较自由，相当于金属中的自由电子，类似金属键的性质，所以石墨能导电、导热，并且沿层的平行方向导电性强，这也是晶体各向异性的表现 ②润滑性：石墨层间为范德华力，结合力弱，层与层间可以相对滑动，使之具有润滑性。因而可用作润滑剂、铅笔芯等 【温馨提示】①由于碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，所以石墨具有良好的导电性。 ②石墨晶体中碳原子数与共价键数的关系：每个六元环中含有C—C键数为6×1/2=3；每个六元环中含有C原子数为6×1/3=2。 1．关于晶体的下列说法正确的是（ ） A．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 B．氯化钠溶于水时晶体中的离子键被破坏 C．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 D．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 2．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。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是（ ） 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 3．离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子之间距离、晶格能的大小，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 4．NH4Cl的晶胞为立方体，其结构如下。下列说法不正确的是（ ） A．NH4Cl晶体属于离子晶体 B．NH4Cl晶胞中H-N-H键角为90° C．NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键 D．每个Cl-周围与它最近且等距离的NH的数目为8 5．下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题： （1）代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。 （2）代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。 （3）代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。 （4）代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。 （5）代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。 （6）已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。 ►问题一 离子键的形成条件及特点 【典例1】下列说法中正确的是（ ） A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力 B．第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物 C．离子化合物的熔点一定比共价化合物的熔点高 D．离子化合物中可能只含有非金属元素 【变式1-1】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．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键 C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键 D．NaCl和CsCl晶体中，每个离子周围带相反电荷离子的数目分别是6和8，由此可以说明离子键有饱和性 【变式1-2】下列叙述中错误的是（ ） A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强 B．在氯化钠晶体中，除氯离子和钠离子的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用 C．任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失 D．钠与氯气反应生成氯化钠后，体系能量降低 ►问题二 离子晶体的性质 【典例2】下列性质适合于离子晶体的是（ ） A．熔点1037 ℃，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444.5 ℃ D．熔点97.81 ℃，质软、导电，密度0.97 g·cm－3 【变式2-1】元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是（ ） A．XYZ3是一种可溶于水的酸，且X与Y可形成XY的分子晶体 B．XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成XZ的离子晶体 C．XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成YZ的离子晶体 D．XYZ3是一种离子化合物，且Y与Z可形成YZ2的离子晶体 【变式2-2】已知离子晶体的熔点与正负离子的电荷数成正比，与它们的平均距离成反比，离子液体C2H5NH3NO3中引入有机基团后，在室温下呈液态，下列说法正确的是（ ） A．LiPF6的熔点低于LiF B．CsF离子键的成分百分数低于KI C．Na+(g)+Cl-(g)→NaCl(s)的△H比Mg2+(g)+O2-(g)→MgO(s)小 D．常温下，等浓度C2H5NH3NO3与NH4NO3水溶液的pH前者小于后者 ►问题三 离子晶体的晶胞及微粒的计算 【典例3】下面是氯化钠与氯化铯的离子晶胞，有关叙述中，不正确的是（ ） A．每个Na＋周围距离相等的Cl－形成正八面体 B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有8个 C．氯化铯晶体中，每个CS＋周围紧邻8个Cl－ D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－ 【变式3-1】氟在自然界中常以CaF2的形式存在，下列表述正确的是（ ） 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、阳离子数目比为2∶1的物质，均具有与CaF2相同的晶胞结构 D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电 【变式3-2】铜元素能形成多种化合物，在生产和生活中起着重要的作用。CuCl2和CuCl是铜的两种氯化物，下图是其中一种物质的晶胞。已知原子坐标参数可用来表示晶胞内部各原子的相对位置，下图中各原子坐标参数：A为(0,0,0)，B为(0,1,1)，C为(1,1,0)；图示晶胞中C、D两原子核间距为298pm。阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是（ ） A．该图表示的是CuCl的晶胞 B．D原子的坐标参数为 C．晶胞中Cl的配位数是4 D．该晶体密度为 ►问题四 过渡晶体和混合型晶体 【典例4】泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是（ ） A．NaI晶体是过渡晶体 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线 【变式4-1】石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲)，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。 下列说法错误的是（ ） A．图甲中，全为非极性共价键，图乙中，既有非极性共价键，也有极性共价键 B．图乙中，1号C的杂化方式是sp2 C．图甲中，1 mol石墨烯中含有1.5 mol的碳碳单键 D．将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定 【变式4-2】锡烯的结构与石墨烯结构相似，其俯视图、侧视图如图所示。已知锡烯的导电性只存在于材料的边缘或表面，随着锡烯层数的增加，显示出超导性。下列说法正确的是（ ） a 俯视图 b 俯视图 A．SnO2+2CSn+2CO↑，说明金属性Sn＞C B．锡烯中的Sn与石墨烯中的C的杂化方式相同 C．锡烯层内存在金属键，层间不存在金属键 D．Sn最外层电子逐级电离能存在关系：I5/I4≫ I4/I3 ►问题五 离子晶体的综合应用 【典例5】几种离子晶体的晶胞如图所示，则下列说法正确的是（ ） A．熔沸点：NaCl<CsCl B．若ZnS的晶胞边长为a pm，则Zn2+与S2-之间最近距离为 C．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距的Na+数目为12 D．上述三种晶胞中，其阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl 【变式5-1】已知几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表： 氧化物 Na2O Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 41 33 下列说法不正确的是（ ） A．Al2O3通常当作共价晶体来处理 B．熔点：Al2O3 >Na2O C．氧化物中两元素电负性差值越大，离子键成分的百分数越大 D．K2O的化学键中离子键成分的百分数小于62% 【变式5-2】在气体分析中，常用CuCl2的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量。某工艺通过如图流程制备氯化亚铜固体(已知CuCl容易被氧化)： 下列说法正确的是（ ） A．步骤①中不可用稀硫酸代替稀盐酸，步骤②中SO2作为氧化剂 B．步骤③中用SO2水溶液洗涤更有效，若洗涤液不含，则沉淀已洗净 C．CuCl晶胞结构如图所示，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目为4 D．若CuCl晶胞的参数为apm，则晶胞的密度 1．共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力，下列物质：①Na2O2 ；②SiO2； ③CO2 ；  ④C60 ； ⑤NaCl ；⑥石墨。其中含有至少两种作用力的组合是（ ） A．①③④⑤⑥ B．①③④⑥ C．①②③ D．①②③⑤⑥ 2．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是（ ） A．NaI晶体是过渡晶体 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线 3．下列说法或化学用语表达正确的是（    ） A．NH3比PH3稳定是因为N-H的键能比P-H的大 B．基态Fe2+的价层电子排布式为3d54s1 C．Na2O2和MgCl2所含化学键类型完全相同 D．基态N原子的每个能层上电子的能量均不同 4．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，不正确的是（ ） A．都可采取“紧密堆积”结构 B．都含有离子 C．都具有较高熔点和沸点 D．两种晶体熔点的高低均与离子半径大小有关 5．如图所示是从NaCl或CsCl的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是（ ） （1）　　　 （2）　　　（3）　　　（4） A．图（1）和（3） B．图（2）和（3） C．图（1）和（4） D．只有图（4） 6．下列说法正确的是（ ） A．Mn原子中3s、3p、3d轨道的能量依次升高 B．SO离子和SO3分子的空间结构均为平面三角形 C．氯化钠是离子晶体，由Na+和Cl－构成，常温下能导电 D．有金属光泽的晶体一定是金属晶体 7．石墨晶体如图所示，关于石墨晶体的说法正确的是（ ） A．平均每一个正六边形所占有的碳原子数为6个 B．由于石墨晶体层与层之间的作用力为分子间作用力，故石墨的熔点较低 C．石墨晶体在熔化时既破坏了层与层之间的分子间作用力，也破坏了层中碳原子之间的共价键 D．石墨能导电的原因是石墨晶体中有未参与杂化的2p电子，在整个碳原子平面中可自由移动 8．英国化学家巴特列用PtCl6与等物质的量的氧气在室温下制得了一种深红色的固体O2PtCl6，这是人类第一次制得的盐。巴特列经过类比和推理，断定XePtCl6也应存在。巴特列立即动手实验，结果在室温下轻而易举的制得了黄色晶体。下列说法错误的是（ ） A． PtCl6具有强氧化性 B． XePtCl6中Pt元素的化合价为 C． O2PtCl6晶体类型为离子晶体 D．巴特列类比和推理的依据是O2和Xe的第一电离能接近 9．以Li2O晶胞的某一顶点为原点建立坐标系，沿x、y、z轴的晶胞投影均如图所示。下列说法错误的是（ ） A．熔点：Li2O＞Na2O＞K2O B．Li2O晶体中，O2－的配位数为6 C．Li2O晶体中，与O2－等距且最近的O2－个数为12 D．若Li2O的晶胞参数为anm，则Li＋与O2－的最近距离为anm 10．高温下超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为−2价.如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞（晶体中最小的重复单元），则下列说法中正确的是（　 　） A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K+和4个O2- B．晶体中每个K+周围有8个O2-，每个O2-周围有8个K+ C．晶体中与每个K+距离最近的K+有8个 D．晶体中，0价氧与−2价氧的数目比为2：1 11．有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是（ ） A．NaCl晶体中，每个Na+周围等距且紧邻的Na+有6个 B．CaF2晶体中，每个Ca2+被8个F-包围 C．钛酸钙的化学式为CaTiO3 D．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数之比为1:2 12．下图为几种晶体或晶胞的示意图： 请回答下列问题： （1）上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是___________。 （2）冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。 （3）NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能___________(填“大于”或“小于”)MgO晶体。 （4）每个Cu晶胞中实际占有___________个Cu原子，晶胞中Cu原子配位数为___________。 （5）冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是___________。 1．下列关于晶体的说法不正确的是（ ） ①含有离子的晶体一定是离子晶体       ②分子晶体若采取密堆积方式，其配位数是12        ③含有共价键的晶体一定是原子晶体       ④分子晶体的熔点一定比金属晶体的低        ⑤MgO远比NaCl的晶格能大       ⑥共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低 A．①③④⑥ B．①②③⑤ C．①②④ D．②③④⑥ 2．下列有关说法不正确的是（ ） A．四水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋ C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动 D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12 3．氧化锌晶体常用于液晶显示器中，该晶体可用醋酸锌[(CH3COO)2Zn]为原料在高温下分解制得。下列说法正确的是（ ） A．ZnO中Zn2+的配位数为6 B．ZnO、ZnS均为离子晶体，ZnO的熔点低于ZnS C．(CH3COO)2Zn中非金属元素电负性：O>C>H D．若氧化锌晶胞参数为a，则两个的最近距离为 4．氮化钼属于填隙式氮化物，N原子填充在金属钼(Mo)晶胞的部分八面体空隙中(如图)，晶胞中各棱边夹角均为90°。下列说法错误的是（ ） A．一个钼晶胞中的四面体空隙数为8个 B．氮化钼晶胞中与N原子紧邻的Mo原子有6个 C．将Li+填入氮化钼晶胞的八面体空隙中，每个晶胞最多还能填入4个Li+ D．氮化钼晶体的密度为g·cm-3 5．NiO晶体与NaCl具有相同晶胞结构。在一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图所示)，可以认为作密置单层排列，填充其中。设为阿伏加德罗常数的值，半径为r pm。下列说法错误的是（ ） A．Ni位于元素周期表第4周期第Ⅷ族 B．NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数均为6 C．NiO晶胞中八面体空隙与四面体空隙比为1：2 D．该“单分子层”面积密度为 6．某晶体的晶胞结构如图所示，下列有关说法正确的是（ ） A．该晶体化学式为K2O2 B．该晶体中与每个K+距离最近的K+有8个 C．该晶体中微粒间作用力有离子键和共价键 D．若该晶胞边长为anm，则晶体密度为 7．CaTiO3的晶体结构模型(图中Ca2＋、O2－、Ti4＋分别位于立方体的体心、面心和顶角，下列关于晶体的说法，一定正确的是（ ） A．分子晶体中都存在共价键 B．如上图，CaTiO3晶体中每个Ti4＋和12个O2－相紧邻 C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 8．某离子液体结构如图，其中Q、R、T、X、Y和Z为原子序数依次增大的主族元素，基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子，Q、R、X和Z的质子数均为奇数且之和为22，下列说法错误的是（ 0 A．T、X、Y形成的氢化物的沸点依次升高 B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．可形成离子晶体、分子晶体 D．RZ4-的空间结构为正四面体形 9．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。 （1）下列关于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 （2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，（已知AlF在溶液中可稳定存在）原因是 _______________________________________________________(用离子方程式表示)。 （3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。 （4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)　ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F键的键能为159 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。 10．氟及其化合物用途十分广泛，回答下列问题： （1）CuF的熔点为，熔化呈液态时能导电。CuCl的熔点为，能升华，熔化呈液态时不导电； ①CuF中Cu+的基态价电子排布式为_________，铜元素位于元素周期表_________区，已知Cu、Zn的第二电离能分别为1957.9kJ/mol、1733.3kJ/mol，前者高于后者的原因___________________________。 ②CuF的熔点比CuCl的高，原因是____________________________________。 （2）[H2F]+[SbF6]-(氟锑酸，是一种超强酸)，阳离子[H2F]+的空间构型为_________，与[H2F]+互为等电子体的微粒有_________(分子、离子各写一种)。 （3）工业上电解Al2O3制取单质铝，常利用冰晶石Na3[AlF6]降低Al2O3的熔点。通常将Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出CO2气体，写出该反应的化学方程式______________________。 （4）硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，乙图为甲图的俯视图，若A点坐标为(0，0，0)，B点坐标为，则D点坐标为_________。 （5）CaF2的晶胞如图所示，密度为，相邻的两个Ca2+的最近核间距为anm，则CaF2的摩尔质量为_________(列出代数式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章 晶体结构与性质 3.2 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/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．知道离子键的概念、形成条件及判断方法。 2．掌握离子晶体的概念，了解离子晶体的组成、结构、性质特点。 3．能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙等的晶体结构，会计算晶胞中的粒子数。 4．了解离子晶体主要性质，能从晶体结构的微观角度去解释物质的物理性质。 重点：离子晶体的概念、结构特点、性质及粒子数的计算。 难点：用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性质。 一、离子键和离子晶体 1．离子键 （1）定义：在离子化合物中，由正、负离子之间通过静电相互作用所形成的化学键叫做离子键。 （2）构成粒子：正离子和负离子。 （3）特征：没有饱和性和方向性。通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个异电性离子。因此，离子键没有方向性和饱和性。 （4）形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7，即活泼的金属（如ⅠA、ⅡA族）元素和活泼的非金属（如VIA、VIIA族）元素。 （5）影响因素：离子半径和离子所带的电荷会影响离子键的强弱。一般来说，离子半径越小，离子所带的电荷数越大，离子键就越强。 （6）配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。 2．离子晶体 （1）定义：正、负离子通过离子键以各种方式在空间呈现一定的、有规则的排列形成的晶体。 （2）特点：①离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键和氢键等，如CuSO4·H2O。 ②离子晶体中，每个负（正）离子周围排列的带相反电荷的离子的数目是固定的，不是任意的。 【温馨提示】①一般来说，含金属离子或NH的晶体属于离子晶体，但AlCl3为分子晶体。 ②离子晶体的化学式只表示晶体中阴阳离子的个数比，而不是表示分子的组成。 3．几种常见离子晶体 晶体 晶胞 晶胞详解 NaCl ①在NaCl晶体中，Na＋的配位数为6，Cl－的配位数为6 ②与Na＋(Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有12个 ③晶胞中含有的Na+ 个数为： 12× 1/4 + 1= 4； 8 个 Cl—处于顶角和 6 个 Cl—处于 面心，晶胞中含有的 Cl—个数为： 8× 1/8 + 6× 1/2 = 4。每个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－ ④每个Cl－周围的Na＋构成正八面体图形 CsCl ①在CsCl晶体中，Cs＋的配位数为8，Cl－的配位数为8 ②每个Cs＋与6个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与8个Cl－等距离相邻 CaF2 ①在CaF2晶体中，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4 ②每个晶胞中含有4个Ca2＋和8个F－ 【温馨提示】①离子晶体中的“不一定” i.离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4NO3晶体。 ⅱ.离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如MgO的熔点(2 800 ℃)高于SiO2的熔点(1 600 ℃)。 ⅲ.离子晶体中除含离子键外不一定不含其他化学键，如CH3COONH4中除含离子键外，还含有共价键、配位键。 ⅳ.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。 ⅴ.含有正离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体。 vi.离子晶体中不一定不含分子，如CuSO4·5H2O晶体。 ②三种常见的离子晶体的比较： 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 晶胞中所含离子数 Cl－4、Na＋4 Cs＋1、Cl－1 Ca2＋4、F－8 二、离子晶体的性质 性质 原因 熔、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。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高 硬度 硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。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 导电性 不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，正负离子不能自由移动，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，正负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，正负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，正负离子定向移动而导电 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、苯、CCl4)中。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 延展性 离子晶体中正负离子交替出现，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 【温馨提示】①离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。 ②离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越多，离子键越强。 ③常见的方法有以下两种。 方法一：由组成晶体的粒子种类来判断，离子化合物形成的晶体一定为离子晶体。 方法二：由晶体的性质来判断。根据导电性，固态时不导电，而熔融状态或溶于水时能导电的一般为离子晶体；根据机械性能，一般具有较大硬度且质脆的为离子晶体。 三．过渡型晶体和混合型晶体 1.过渡型晶体 （1）四类典型的晶体：分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。 （2）过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。 如：几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 从上表可知，表中4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 （3）偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 2.混合型晶体 （1）概念：向石墨这样的晶体，既有共价键，又有范德华力，同时存在类似金属键的作用力，兼具有共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体叫混合型晶体。 （2）晶体模型 石墨结构中未参与杂化的p轨道 （3）结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。 ②石墨是层状结构的，层与层之间不存在化学键，是靠范德华力维系。 ③石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 （4）性质：①良好的导电性和导热性：石墨晶体中，形成大π键的电子可以在整个原子平面上活动，比较自由，相当于金属中的自由电子，类似金属键的性质，所以石墨能导电、导热，并且沿层的平行方向导电性强，这也是晶体各向异性的表现 ②润滑性：石墨层间为范德华力，结合力弱，层与层间可以相对滑动，使之具有润滑性。因而可用作润滑剂、铅笔芯等 【温馨提示】①由于碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，所以石墨具有良好的导电性。 ②石墨晶体中碳原子数与共价键数的关系：每个六元环中含有C—C键数为6×1/2=3；每个六元环中含有C原子数为6×1/3=2。 1．关于晶体的下列说法正确的是（ ） A．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 B．氯化钠溶于水时晶体中的离子键被破坏 C．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 D．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 【答案】B 【解析】A项，晶体中如果含有阳离子，可能不含阴离子，如：金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，错误；B项，氯化钠溶于水电离为氯离子和钠离子，晶体中的离子键被破坏，正确；C项，分子的稳定性取决于分子内原子间共价键的键能大小，与分子间作用力无关，错误；D项，离子晶体可能含有共价键，如NaOH，错误。 2．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。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是（ ） 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】离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。 3．离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子之间距离、晶格能的大小，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 【答案】D 【解析】对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子核间距离越小，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－，比较可得只有D项是正确的。 4．NH4Cl的晶胞为立方体，其结构如下。下列说法不正确的是（ ） A．NH4Cl晶体属于离子晶体 B．NH4Cl晶胞中H-N-H键角为90° C．NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键 D．每个Cl-周围与它最近且等距离的NH的数目为8 【答案】B 【解析】A．氯化铵由铵根离子和氯离子构成，为离子晶体，A正确；B．铵根离子中N原子杂化方式为sp3杂化，键角为109。28'，B错误；C．NH4Cl晶体中铵根和氯离子之间为离子键，氮原子和氢原子之间为共价键，C正确；D．根据晶胞结构可知每个Cl-周围与它最近且等距离的铵根离子的数目为8，在周围八个立方体体心位置，D正确；故选B。 5．下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题： （1）代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。 （2）代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。 （3）代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。 （4）代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。 （5）代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。 （6）已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。 【答案】（1）D　4　原子　 （2）E　2　 （3）A　12 （4）C　离子　8 　（5）B　分子　12 （6）石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰 【解析】根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，每个Na＋(或Cl－)周围与它最近且距离相等的Na＋(或Cl－)有12个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－构成立方体结构，但Cs＋组成的立方体中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个Cs＋，每个Cl－与8个Cs＋紧邻，每个Cs＋与8个Cl－紧邻。干冰也是立方体结构，但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个正六边形占有1个碳原子的，所以平均每个正六边形占有的碳原子数是6×＝2。(6)离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定，由于半径Na＋<Cs＋，所以熔点NaCl>CsCl。石墨虽为混合晶体，但粒子间作用力有范德华力、共价键，若要熔化，不仅要破坏范德华力，还要破坏共价键，且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的大，则石墨的熔点比金刚石的熔点要高。 ►问题一 离子键的形成条件及特点 【典例1】下列说法中正确的是（ ） A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力 B．第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物 C．离子化合物的熔点一定比共价化合物的熔点高 D．离子化合物中可能只含有非金属元素 【答案】D 【解析】形成离子键的阴、阳离子之间不但存在阴、阳离子之间的相互吸引，也存在着电子之间的相互排斥和原子核之间的相互排斥，A项错误；氢是第ⅠA族元素，HX都是共价化合物，B项错误；NaCl是离子化合物，SiO2是共价化合物，但前者的熔点较低，C项错误；NH4Cl、(NH4)2SO4等都是只含有非金属元素的离子化合物，D项正确。 【变式1-1】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．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键 C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键 D．NaCl和CsCl晶体中，每个离子周围带相反电荷离子的数目分别是6和8，由此可以说明离子键有饱和性 【答案】BC 【解析】离子键包括阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力两个方面，A项错误；金属与非金属元素的电负性相差小于1.7时往往形成共价键，如Al与Cl、Be与Cl(AlCl3、BeCl2是共价化合物)等，B项正确；氢原子最外层只有一个电子，HX中的化学键均为共价键，C项正确；离子键没有饱和性和方向性，I项错误。 【变式1-2】下列叙述中错误的是（ ） A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强 B．在氯化钠晶体中，除氯离子和钠离子的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用 C．任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失 D．钠与氯气反应生成氯化钠后，体系能量降低 【答案】C 【解析】活泼的金属元素原子和活泼的非金属元素原子之间形成离子化合物，阳离子和阴离子均达到稳定结构，这样体系的能量降低，其结构的稳定性增强，故A、B、D三项正确。离子键的形成只有阴、阳离子间的静电作用，并不一定发生电子的得与失，如从溶液中析出离子晶体时没有电子得失。 ►问题二 离子晶体的性质 【典例2】下列性质适合于离子晶体的是（ ） A．熔点1037 ℃，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444.5 ℃ D．熔点97.81 ℃，质软、导电，密度0.97 g·cm－3 【答案】A 【解析】四种晶体的熔、沸点一般是原子晶体高，离子晶体较高，金属晶体高低相差较大，一般较高，但有些高于一些原子晶体(如钨)，有些低于一些分子晶体(如汞、钠等)，分子晶体熔点较低。四种晶体中，原子晶体一般不导电(硅为半导体)；分子晶体在固态和熔融态时不导电，溶于水时可能导电；金属晶体在固态和熔融态时均可导电；离子晶体在固态时不导电，但在熔融态和溶于水时可以导电。由此可以初步推断：A为离子晶体，B、C为分子晶体，D为金属晶体。 【变式2-1】元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是（ ） A．XYZ3是一种可溶于水的酸，且X与Y可形成XY的分子晶体 B．XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成XZ的离子晶体 C．XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成YZ的离子晶体 D．XYZ3是一种离子化合物，且Y与Z可形成YZ2的离子晶体 【答案】B 【解析】由题目可知，化学式为XYZ3可能的物质有：NaNO3、MgCO3、HClO3。若XYZ3为一种可溶于水的酸HClO3，则Y和Z不在同一周期，A项错误；若XYZ3为MgCO3，微溶于水，X、Z可形成离子晶体MgO，B项正确；若XYZ3为易溶于水的盐NaNO3，Y、Z形成的YZ(NO)不是离子晶体，C项错误；若XYZ3为离子化合物NaNO3(或MgCO3)，Y、Z形成的YZ2(NO2或CO2)不是离子晶体，D项错误。 【变式2-2】已知离子晶体的熔点与正负离子的电荷数成正比，与它们的平均距离成反比，离子液体C2H5NH3NO3中引入有机基团后，在室温下呈液态，下列说法正确的是（ ） A．LiPF6的熔点低于LiF B．CsF离子键的成分百分数低于KI C．Na+(g)+Cl-(g)→NaCl(s)的△H比Mg2+(g)+O2-(g)→MgO(s)小 D．常温下，等浓度C2H5NH3NO3与NH4NO3水溶液的pH前者小于后者 【答案】A 【解析】A．LiPF6和LiF中的阴离子分别是PF6-和F-，PF6-半径更大，则LiPF6熔点更低，故A正确；B．Cs与F的电负性差值大于K与I，则CsF离子键的成分百分数高于KI，故B错误；C．MgO中的离子所带电荷高于NaCl，NaCl的晶格能小于MgO，Na+(g)+Cl(g)-→NaCl(s)放出的热量更少，则△H更大，故C错误；D．由于C2H5NH2中乙基为推电子基导致其碱性强于NH3，因此常温下等浓度C2H5NH3NO3与NH4NO3水溶液的pH前者大于后者，故D错误；选A。 ►问题三 离子晶体的晶胞及微粒的计算 【典例3】下面是氯化钠与氯化铯的离子晶胞，有关叙述中，不正确的是（ ） A．每个Na＋周围距离相等的Cl－形成正八面体 B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有8个 C．氯化铯晶体中，每个CS＋周围紧邻8个Cl－ D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－ 【答案】B 【解析】A项，从图中可以看出，每个Na＋周围距离相等的Cl－有6个，它们形成正八面体，正确；B项，氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－，位于Na＋的上、下、左、右、前、后六个方位，共有6个，不正确；C项，氯化铯晶体中，Cs＋位于正四面体的中心，每个CS＋周围紧邻8个Cl－，C正确；D项，平均每个NaCl晶胞中，含有Na＋的个数为12×＋1＝4，含有Cl－的个数为8×＋6×＝4，正确。 【变式3-1】氟在自然界中常以CaF2的形式存在，下列表述正确的是（ ） 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、阳离子数目比为2∶1的物质，均具有与CaF2相同的晶胞结构 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】D 【解析】A项，阴阳离子间存在静电引力和静电斥力，Ca2＋与F﹣间存在静电吸引作用，还存在静电斥力，错误；B项，离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关，离子半径越小，离子晶体的熔点越高，所以CaF2的熔点高于CaCl2 ，错误；C项，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，错误；D项，CaF2中的化学键为离子键，离子化合物在熔融时能发生电离，存在自由移动的离子，能导电，因此CaF2在熔融状态下能导电，正确。 【变式3-2】铜元素能形成多种化合物，在生产和生活中起着重要的作用。CuCl2和CuCl是铜的两种氯化物，下图是其中一种物质的晶胞。已知原子坐标参数可用来表示晶胞内部各原子的相对位置，下图中各原子坐标参数：A为(0,0,0)，B为(0,1,1)，C为(1,1,0)；图示晶胞中C、D两原子核间距为298pm。阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是（ ） A．该图表示的是CuCl的晶胞 B．D原子的坐标参数为 C．晶胞中Cl的配位数是4 D．该晶体密度为 【答案】D 【解析】A．根据晶胞示意图可知，1个晶胞中含有4个Cu，Cl个数为8×1/8+6×1/2=4，Cu和Cl的个数比为1:1，故该晶胞为CuCl，A正确；B．D与C的连线处于晶胞体对角线上，且DC长度等于体对角线长度的1/4，D在底面投影处于面对角线AC上，则D到底面(即坐标系xOy面)的距离等于晶胞棱长的1/4，即参数z=1/4，D到左侧平面(即坐标系yOz面)的距离等于晶胞棱长的3/4，即参数x=3/4，D到前平面(即坐标系yOz面)的距离等于晶胞棱长的3/4，即参数y=3/4，故D的坐标参数为，B正确；C．和一个Cu直接相邻且距离相等的Cl有4个，所以晶胞中Cu的配位数是4，由于晶胞中Cu和Cl微粒数之比为1:1，所以Cl的配位数也为4，C正确；D．晶胞中C，D两原子核间距为298pm，则晶胞体对角线长度为4×298pm，晶胞体对角线长度等于晶胞棱长的倍，晶胞质量=4×(64+35.5)/NAg，晶体密度为，D错误； 故选D。 ►问题四 过渡晶体和混合型晶体 【典例4】泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是（ ） A．NaI晶体是过渡晶体 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线 【答案】AD 【解析】化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，共价键和离子键没有明显的界线。 【变式4-1】石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲)，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。 下列说法错误的是（ ） A．图甲中，全为非极性共价键，图乙中，既有非极性共价键，也有极性共价键 B．图乙中，1号C的杂化方式是sp2 C．图甲中，1 mol石墨烯中含有1.5 mol的碳碳单键 D．将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定 【答案】B 【解析】A项，由图示可知，图甲中，全为C－C非极性共价键，图乙中，既有C－C非极性共价键，又有C－O、C＝O、H－O极性共价键，正确；B项，图乙中，1号C形成3个C－C及1个C－O键，C原子为sp3杂化，错误；C项，石墨烯中每个碳原子形成3个共价键，每个共价键为2个碳原子共有，l mol石墨烯中含有1.5 mol的碳碳单键，正确；D项，氧化石墨烯粒子可与水分子形成氢键，而石墨烯不能，形成氢键使稳定性增强，正确。 【变式4-2】锡烯的结构与石墨烯结构相似，其俯视图、侧视图如图所示。已知锡烯的导电性只存在于材料的边缘或表面，随着锡烯层数的增加，显示出超导性。下列说法正确的是（ ） a 俯视图 b 俯视图 A．SnO2+2CSn+2CO↑，说明金属性Sn＞C B．锡烯中的Sn与石墨烯中的C的杂化方式相同 C．锡烯层内存在金属键，层间不存在金属键 D．Sn最外层电子逐级电离能存在关系：I5/I4≫ I4/I3 【答案】D 【解析】A．在该反应中Sn从+4价变为0价，体现的是非金属性，A错误；B．石墨烯相当于石墨中的一层，其中碳的杂化方式为sp2，由图b侧视图可以看到，在锡烯结构中两层原子形成一种翘曲的结构，不是平面结构，在锡烯结构中Sn是sp3杂化，B错误；C．金属键是自由电子和金属阳离子之间的作用力，在锡烯中不存在金属键，C错误；D．Sn是第IVA族元素，失去4个电子后达到稳定结构，故其第5电离能远大于第4电离能，即I5/I4≫ I4/I3，D正确；故选D。 ►问题五 离子晶体的综合应用 【典例5】几种离子晶体的晶胞如图所示，则下列说法正确的是（ ） A．熔沸点：NaCl<CsCl B．若ZnS的晶胞边长为a pm，则Zn2+与S2-之间最近距离为 C．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距的Na+数目为12 D．上述三种晶胞中，其阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl 【答案】CD 【解析】A．NaCl和CsCl均为离子晶体，Na+半径小于Cs+半径越小，离子间的离子键越强，熔沸点越高，因此熔沸点：NaCl＞CsCl，A错误；B．Zn2+与S2-之间最近距离为体对角线1/4，ZnS的晶胞边长为a pm，则最近距离为：a/4 pm，B错误；C．由图可知在NaCl晶胞中，距离Na+最近的Na+有12个，C正确；D．ZnS中阳离子配位数为4，NaCl中阳离子配位数为6，CsCl中阳离子配位数为8，因此阳离子的配位数大小关系：ZnS<NaCl<CsCl，D正确；答案选CD。 【变式5-1】已知几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表： 氧化物 Na2O Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 41 33 下列说法不正确的是（ ） A．Al2O3通常当作共价晶体来处理 B．熔点：Al2O3 >Na2O C．氧化物中两元素电负性差值越大，离子键成分的百分数越大 D．K2O的化学键中离子键成分的百分数小于62% 【答案】D 【解析】A．由题意，氧化铝中离子键成分低于50%，通常可当作共价晶体来处理，选项A正确；B．氧化铝晶格能大于氧化钠，熔点高于氧化钠，选项B正确；C．氧化物中两元素电负性差值越大，离子键成分的百分数越大，选项C正确；D．钾的金属性强于钠，则氧化钾中的化学键中离子键成分的百分数大于62%，选项D不正确；答案选D。 【变式5-2】在气体分析中，常用CuCl2的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量。某工艺通过如图流程制备氯化亚铜固体(已知CuCl容易被氧化)： 下列说法正确的是（ ） A．步骤①中不可用稀硫酸代替稀盐酸，步骤②中SO2作为氧化剂 B．步骤③中用SO2水溶液洗涤更有效，若洗涤液不含，则沉淀已洗净 C．CuCl晶胞结构如图所示，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目为4 D．若CuCl晶胞的参数为apm，则晶胞的密度 【答案】B 【解析】Cu2(OH)2CO3与过量盐酸反应得到CuCl2的盐酸溶液，再通入SO2还原，过滤、洗涤得到CuCl固体。A．步骤①中若用稀硫酸代替稀盐酸则得不到CuCl2的盐酸溶液，最终也得不到氯化亚铜固体，根据Cu元素化合价的变化：从+2降低+1，可知其被还原，故步骤②中SO2的作用是作为还原剂，选项A错误； B．由于CuCl容易被氧化，在步骤③中用SO2水溶液洗涤可防止CuCl被氧化.根据Cu元素化合价的变化：从+2降至+1，可知其被还原，故步骤②中SO2的作用是作为还原剂，被氧化生成SO，若洗涤液不含SO，则表明沉淀已洗净，选项B正确；C．从CuCl晶胞结构图可知，氯离子位于立方晶胞顶点和面心，故每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数为3×8/2=12，选项C错误；D．若CuCl晶胞的参数为apm，一个晶胞中CuCl微粒数为4，晶胞参数apm=a×10-10cm，则晶胞的密度，选项D错误；答案选B。 1．共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力，下列物质：①Na2O2 ；②SiO2； ③CO2 ；  ④C60 ； ⑤NaCl ；⑥石墨。其中含有至少两种作用力的组合是（ ） A．①③④⑤⑥ B．①③④⑥ C．①②③ D．①②③⑤⑥ 【答案】B 【解析】①Na2O2中钠离子和过氧根离子间存在离子键，过氧根离子内存在共价键，①正确；②SiO2中只存在共价键，没有其他作用力，②错误；③CO2为分子晶体，存在分子间作用力，同时CO2分子内部存在共价键，③正确；④C60为分子晶体，存在分子间作用力，同时分子内部存在共价键，④正确；⑤NaCl中只存在离子键，没有其他作用力，⑤错误；⑥石墨中存在共价键和分子间作用力，⑥正确；故正确的为①③④⑥，答案选B。 2．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是（ ） A．NaI晶体是过渡晶体 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键没有明显的界线 【答案】AD 【解析】化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，共价键和离子键没有明显的界线。 3．下列说法或化学用语表达正确的是（    ） A．NH3比PH3稳定是因为N-H的键能比P-H的大 B．基态Fe2+的价层电子排布式为3d54s1 C．Na2O2和MgCl2所含化学键类型完全相同 D．基态N原子的每个能层上电子的能量均不同 【答案】A 【解析】A．NH3比PH3稳定是因为N原子半径小于P，N-H键的键长小于P-H键，N-H的键能比P-H的大，所以NH3比PH3稳定，A项正确；B．Fe的价电子核外电子排布式为3d64s2，4s能级上电子的能量低于3d，Fe失去4s能级上的两个电子后得到Fe2+，Fe2+的价层电子排布式为3d6，B项错误；C．MgCl2中只存在离子键，Na2O2中存在离子键和非极性共价键，所以化学键类型不同，C项错误；D．同一能层的不同能级能量不同，且按s、p、d…规律依次增大，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，这两个电子的能量完全相同，D项错误；答案选A。 4．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，不正确的是（ ） A．都可采取“紧密堆积”结构 B．都含有离子 C．都具有较高熔点和沸点 D．两种晶体熔点的高低均与离子半径大小有关 【答案】C 【解析】A．金属键和离子键均无方向性和饱和性，因此金属晶体和离子晶体均能采取紧密堆积结构，故A正确；B．金属晶体中含有金属正离子，离子晶体中含有正负离子，二者都含有离子，故B正确；C．离子晶体的熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点有较大的差异，个别金属如Hg，熔沸点较低，故C错误；D．金属晶体熔点的高低与金属正离子的半径、电荷数有关；离子晶体熔点的高低均与离子半径大小有关，故D正确；故选C。 5．如图所示是从NaCl或CsCl的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是（ ） （1）　　　 （2）　　　（3）　　　（4） A．图（1）和（3） B．图（2）和（3） C．图（1）和（4） D．只有图（4） 【答案】C 【解析】本题考查了离子晶体的代表物质NaCl、CsCl的晶体结构。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。 6．下列说法正确的是（ ） A．Mn原子中3s、3p、3d轨道的能量依次升高 B．SO离子和SO3分子的空间结构均为平面三角形 C．氯化钠是离子晶体，由Na+和Cl－构成，常温下能导电 D．有金属光泽的晶体一定是金属晶体 【答案】A 【解析】A．根据核外电子排列规律，同一能层的s、p、d轨道电子能量逐渐升高，故A正确；B．SO离子中S原子价电子对数为4，有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，SO3中S原子有3个σ键，无孤电子对，为平面三角形，故B错误；C．氯化钠属于离子晶体，是由Na+和Cl-组成，常温下，氯化钠固体中没有自由移动的离子，因此不导电，故C错误；D．有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如石墨、晶体硅，故D错误；答案为A。 7．石墨晶体如图所示，关于石墨晶体的说法正确的是（ ） A．平均每一个正六边形所占有的碳原子数为6个 B．由于石墨晶体层与层之间的作用力为分子间作用力，故石墨的熔点较低 C．石墨晶体在熔化时既破坏了层与层之间的分子间作用力，也破坏了层中碳原子之间的共价键 D．石墨能导电的原因是石墨晶体中有未参与杂化的2p电子，在整个碳原子平面中可自由移动 【答案】CD 【解析】由图可知，每个碳原子均为3个正六边形所共有，分属每个正六边形的1/3，则平均一个正六边形所占有的碳原子数为6×1/3＝2个，A错；石墨晶体在熔化时既要破坏层与层之间的分子间作用力，也将破坏层中碳原子之间的共价键，而层中碳原子之间的共价键键能较大，比金刚石中碳原子之间的共价键键能都要大，熔点也要比金刚石的高，故B错，C是正确的；石墨晶体中每个C原子以sp2杂化与其他C原子形成平面大分子，未参与杂化的2p电子在整个碳原子平面中可自由移动，故石墨晶体可导电，有金属晶体的部分特征。 8．英国化学家巴特列用PtCl6与等物质的量的氧气在室温下制得了一种深红色的固体O2PtCl6，这是人类第一次制得的盐。巴特列经过类比和推理，断定XePtCl6也应存在。巴特列立即动手实验，结果在室温下轻而易举的制得了黄色晶体。下列说法错误的是（ ） A． PtCl6具有强氧化性 B． XePtCl6中Pt元素的化合价为 C． O2PtCl6晶体类型为离子晶体 D．巴特列类比和推理的依据是O2和Xe的第一电离能接近 【答案】B 【解析】A．由题干信息可知，O2与PtCl6发生反应生成O2PtCl6，且得到，O2本身具有强氧化性，但该反应中O2被PtCl6氧化成了，即可说明PtCl6具有强氧化性，A正确；B．由题干信息可知，O2PtCl6中正离子为，则负离子为：，故可知XePtCl6中Pt元素的化合价为+5价，B错误；C．由题干信息可知，O2PtCl6中正离子为，则负离子为：，故O2PtCl6晶体类型为离子晶体，C正确；D．由题干信息可知，O2PtCl6中正离子为，故巴特列类比和推理的依据是O2和Xe的第一电离能接近，D正确；故答案为：B。 9．以Li2O晶胞的某一顶点为原点建立坐标系，沿x、y、z轴的晶胞投影均如图所示。下列说法错误的是（ ） A．熔点：Li2O＞Na2O＞K2O B．Li2O晶体中，O2－的配位数为6 C．Li2O晶体中，与O2－等距且最近的O2－个数为12 D．若Li2O的晶胞参数为anm，则Li＋与O2－的最近距离为anm 【答案】BD 【解析】根据Li2O晶胞的投影图，可知白球位于晶胞的顶点和面上，故个数为8×1/8＋6×1/2＝4，根据化学式Li2O，可推测黑球在体内，有8个，如图为。A项，半径越小晶格能越大，熔点越高，半径Li＋＜Na＋＜K＋，故熔点Li2O＞Na2O＞K2O，正确；B项，根据分析可得，O2－的配位数为8，错误；C项，根据分析可得，如图与O2－等距且最近的O2－个数为12，正确；D项，若Li2O的晶胞参数为anm，则Li＋与O2－的最近距离为/4 anm，故D错误；故选BD。 10．高温下超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为−2价.如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞（晶体中最小的重复单元），则下列说法中正确的是（　 　） A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K+和4个O2- B．晶体中每个K+周围有8个O2-，每个O2-周围有8个K+ C．晶体中与每个K+距离最近的K+有8个 D．晶体中，0价氧与−2价氧的数目比为2：1 【答案】A 【解析】A.该晶胞中钾离子个数=8×1/8+6×1/2=4；超氧根离子个数=1+12×1/4=4，所以钾离子和超氧根离子个数之比=4：4=1：1，所以超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K+和4个O2-，A正确；B.根据图知，晶体中每个K+周围有6个O2-，每个O2-周围有6个K+，B错误；C.晶体中与每个K+距离最近的K+个数=3×8×1/2=12，C错误；D.晶胞中K+与O2-个数分别为4、4，所以1个晶胞中有8个氧原子，根据电荷守恒-2价O原子数目为2，所以0价氧原子数目为8-2=6，所以晶体中，0价氧原子与-2价氧原子的数目比为3：1，D错误；故合理选项是A。 11．有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是（ ） A．NaCl晶体中，每个Na+周围等距且紧邻的Na+有6个 B．CaF2晶体中，每个Ca2+被8个F-包围 C．钛酸钙的化学式为CaTiO3 D．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数之比为1:2 【答案】A 【解析】A．从NaCl的晶胞图可以看出，在 NaCl 晶胞中，顶点Na+周围等距且紧邻的Na+位于面心，有8×3/2=12个，A项错误；B．以最上面面心钙离子为例，它被上面4个和下面4个F-包围，即CaF2晶体中，每个Ca2+被8个F-包围，B项正确；C．钛酸钙晶胞中，Ca位于顶点，每个晶胞中有8×1/8=1个Ca，Ti位于体心，每个晶胞有1个Ti，O位于面心，每个晶胞有6×1/2=3个O，则钛酸钙的化学式为 CaTiO3，C项正确；D．在金刚石晶体中，每个碳原子都和4个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键被2个碳原子共用，所以每个碳原子平均连有2个碳碳键，则碳原子与碳碳键的个数之比为 1：2，D项正确；答案选A。 12．下图为几种晶体或晶胞的示意图： 请回答下列问题： （1）上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是___________。 （2）冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。 （3）NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能___________(填“大于”或“小于”)MgO晶体。 （4）每个Cu晶胞中实际占有___________个Cu原子，晶胞中Cu原子配位数为___________。 （5）冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是___________。 【答案】（1）金刚石晶体     （2）金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰     （3）小于     （4）4     12     （5）H2O分子之间能形成氢键 【解析】（1）原子晶体中原子间以共价键结合，则粒子之间以共价键结合形成的晶体为金刚石； （2）熔点大小的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体，冰和干冰属于分子晶体，但是冰分子间存在氢键，熔点：冰大于干冰；氧化镁和氯化钙属于离子晶体，但是氧化镁所含离子半径小，带电荷多，熔点：氧化镁大于氯化钙，金刚石是原子晶体，熔点最高；所以冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰； （3）氧化镁中离子带有2个单位电荷，氯化钠中离子带有1个单位电荷，由于氧离子半径小于氯离子、镁离子半径小于钠离子半径，根据离子半径越小，离子带电荷越多，晶格能就越大，所以MgO晶体中的晶格能大于NaCl晶体中的晶格能，即NaCl晶体的晶格能小于MgO晶体； （4）铜原子占据面心和顶点，则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为1/8×8+1/2×6=4；根据铜晶体的晶胞结构示意图可知，以顶点铜原子为例，距离最近的铜原子位于晶胞的的面心上，这样的原子有12，因此晶胞中Cu原子配位数为12； （5）冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，水分子间含有氢键，氢键的作用力大于范德华力，所以其沸点较高。 1．下列关于晶体的说法不正确的是（ ） ①含有离子的晶体一定是离子晶体       ②分子晶体若采取密堆积方式，其配位数是12        ③含有共价键的晶体一定是原子晶体       ④分子晶体的熔点一定比金属晶体的低        ⑤MgO远比NaCl的晶格能大       ⑥共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低 A．①③④⑥ B．①②③⑤ C．①②④ D．②③④⑥ 【答案】A 【解析】①含有离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中含有金属阳离子和自由电子,故错误；②分子晶体若采取密堆积方式，配位数为8×1/2×3=12，故正确；③含有共价键的晶体不一定是原子晶体，如干冰晶体为分子晶体，二氧化碳分子中含有共价键，故错误；④分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如液态汞的熔点小于固态碘，故错误；⑤离子晶体晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比，镁离子半径小于钠离子、氧离子半径小于氯离子，而镁离子电荷大于能力、氧离子电荷大于氯离子，所以MgO远比NaCl的晶格能大，故正确； ⑥共价键影响分子晶体稳定性但不影响晶体熔沸点，晶体熔沸点与分子间作用力成正比，故错误；①③④⑥错误，故选A。 2．下列有关说法不正确的是（ ） A．四水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋ C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动 D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12 【答案】C 【解析】A项，四水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，正确；B项，根据均摊法可知，在CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2＋个数为8×＋6×＝4，正确；C项，电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，错误；D项，在金属晶体的最密堆积中，对于每个原子来说，其周围的原子有同一层上的六个原子和上一层的三个及下一层的三个，故每个原子周围都有12个原子与之相连，正确。 3．氧化锌晶体常用于液晶显示器中，该晶体可用醋酸锌[(CH3COO)2Zn]为原料在高温下分解制得。下列说法正确的是（ ） A．ZnO中Zn2+的配位数为6 B．ZnO、ZnS均为离子晶体，ZnO的熔点低于ZnS C．(CH3COO)2Zn中非金属元素电负性：O>C>H D．若氧化锌晶胞参数为a，则两个的最近距离为 【答案】C 【解析】A．晶体中O2-的配位数为4，O2-位于晶胞内，个数为4，Zn2+位于晶胞顶点和面心，根据均摊法，一个晶胞内有Zn2+个数为8×1/8+6×1/2=4，两者数目之比为1：1，Zn2+的配位数也为4，A错误；B．ZnO和ZnS结构相似，均为离子晶体，O2-的半径比S2-小，ZnO晶体的晶格能大，故ZnO熔点高于ZnS，B错误；C．(CH3COO)2Zn中非金属元素有O、C、H，电负性强弱为O>C>H，C正确；D．晶胞参数为a，两个O2-最近距离为a/2，D错误；故答案选C。 4．氮化钼属于填隙式氮化物，N原子填充在金属钼(Mo)晶胞的部分八面体空隙中(如图)，晶胞中各棱边夹角均为90°。下列说法错误的是（ ） A．一个钼晶胞中的四面体空隙数为8个 B．氮化钼晶胞中与N原子紧邻的Mo原子有6个 C．将Li+填入氮化钼晶胞的八面体空隙中，每个晶胞最多还能填入4个Li+ D．氮化钼晶体的密度为g·cm-3 【答案】C 【解析】A．由晶胞结构可知，钼晶胞为面心立方结构，晶胞中位于顶点和面心的钼原子个数为8×1/8+6×1/2=4，所以晶胞中的四面体空隙数为8个，故A正确；B．由晶胞结构可知，氮化钼晶胞中位于体心的氮原子与位于面心的钼原子的距离最近，则与N原子紧邻的Mo原子有6个，故B正确；C．由晶胞结构可知，氮化钼晶胞中位于顶点和面心的钼原子个数为8×1/8+6×1/2=4，位于体心和棱上的氮原子个数为4×1/4+1=2，晶胞中八面体空隙数为4，其中2个被氮原子填充，所以将锂离子填入氮化钼晶胞的八面体空隙中，每个晶胞最多还能填入2个锂离子，故C错误；D．由晶胞结构可知，氮化钼晶胞中位于顶点和面心的钼原子个数为8×1/8+6×1/2=4，位于体心和棱上的氮原子个数为4×1/4+1=2，晶体的化学式为Mo2N，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—21a3d，解得d=，故D正确；故选C。 5．NiO晶体与NaCl具有相同晶胞结构。在一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图所示)，可以认为作密置单层排列，填充其中。设为阿伏加德罗常数的值，半径为r pm。下列说法错误的是（ ） A．Ni位于元素周期表第4周期第Ⅷ族 B．NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数均为6 C．NiO晶胞中八面体空隙与四面体空隙比为1：2 D．该“单分子层”面积密度为 【答案】D 【解析】A．Ni是28号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，可知其处干第四周期第Ⅷ族，故A正确；B．NaCl晶体中离子的配位数为6, NiO晶体与NaCl具有相同晶胞结构，NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数均为6，故B正确；C．如图晶胞结构： (以Ni为研究对象，每个1/8晶胞面对角线上的4个Ni形成正四面体空隙，晶胞中含有8个正四面体空隙，6个面心Ni形成正八面体空隙，同一棱顶点Ni与2个面心Ni形成正八面体空隙的1/4，晶胞含有正八面体空隙为1+12×1/4=4，NiO晶胞中八面体空隙与四面体空隙比为4: 8=1: 2，故C正确；D．取平面NiO基本结构单元为，每个结构单元含1个“NiO”，取质量为， O2-的半径为r pm，则结构单元的面积为2r× 10-10cm×2r×10-10cm×sin60°，则该“单分子层”面积密度为       =，故D错误；故答案选 D。 6．某晶体的晶胞结构如图所示，下列有关说法正确的是（ ） A．该晶体化学式为K2O2 B．该晶体中与每个K+距离最近的K+有8个 C．该晶体中微粒间作用力有离子键和共价键 D．若该晶胞边长为anm，则晶体密度为 【答案】C 【详解】A．根据晶胞结构可知K+位于顶点和面心，个数为8×1/8+6×1/2=4，O2n-位于棱上和体心，个数为12×1/4+1=4，化学为KO2，A错误；B．由晶胞结构可知晶胞中与顶点K+距离最近的K+位于面心则晶体中与每个K+距离最近的K+有12个，B错误；C．KO2晶体中微粒间作用力有K+和O2-存在离子键和O2-中存在共价键，C正确；D．根据晶胞结构可知K+位于顶点和面心，个数为8×1/8+6×1/2=4，O2n-位于棱上和体心，个数为12×1/4+1=4，该晶胞边长为anm，晶胞体积为(anm)3=(a×10−7)3cm3，晶胞的质量为，则晶体密度为==g/cm3，D错误； 故选C。 7．CaTiO3的晶体结构模型(图中Ca2＋、O2－、Ti4＋分别位于立方体的体心、面心和顶角，下列关于晶体的说法，一定正确的是（ ） A．分子晶体中都存在共价键 B．如上图，CaTiO3晶体中每个Ti4＋和12个O2－相紧邻 C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 【答案】B 【解析】稀有气体不含化学键；根据晶胞结构图分析CaTiO3晶体中每个Ti4+周围的O2-数；在SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子结合；金属汞常温下是液体。稀有气体属于分子晶体，但稀有气体不含化学键，故A错误；在题目所给晶体结构模型中每个Ti4+周围有3个O2-与之相邻，用均摊法不难求得晶体中每个Ti4+离子周围共有：3×8×1/2=12个O2-，故B正确；在SiO2晶体中Si、O以单键相结合，因此每个硅原子与4个氧原子结合，C错误；金属汞的熔点比I2、蔗糖等的熔点都低，D错误。 8．某离子液体结构如图，其中Q、R、T、X、Y和Z为原子序数依次增大的主族元素，基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子，Q、R、X和Z的质子数均为奇数且之和为22，下列说法错误的是（ 0 A．T、X、Y形成的氢化物的沸点依次升高 B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．可形成离子晶体、分子晶体 D．RZ4-的空间结构为正四面体形 【答案】A 【解析】A．碳元素形成的氢化物可能为气态烃、液态烃、固态烃，固态烃的沸点高于氨气和水，故A错误；B．同周期元素，从左到右非金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，则硼酸的酸性弱于碳酸，故B正确；C．氢、碳、氮、氧四种元素形成的碳酸铵、碳酸氢铵和羧酸铵是含有离子键和共价键的离子晶体，形成的硝基化合物、氨基酸是含有共价键的分子晶体，故C正确；D．四氟合硼离子中硼原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间结构为正四面体形，故D正确；故选A。 9．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。 （1）下列关于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 （2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，（已知AlF在溶液中可稳定存在）原因是 _______________________________________________________(用离子方程式表示)。 （3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。 （4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)　ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F键的键能为159 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。 【答案】 （1）bd （2）Al3＋＋3CaF2===3Ca2＋＋AlF （3）V形　sp3 （4）172　低 【解析】（1）a、Ca2＋与F－间既有静电吸引作用，也有静电排斥作用，错误；b、离子所带电荷相同，F－的离子半径小于Cl－，所以CaF2晶体的晶格能大，则CaF2的熔点高于CaCl2，正确；c、晶体构型还与离子的大小有关，所以阴阳离子比为2∶1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，错误；d、CaF2中的化学键为离子键，CaF2在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电，正确。 （2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，生成了AlF，所以离子方程式为：Al3＋＋3CaF2===3Ca2＋＋AlF。 （3）OF2分子中O与2个F原子形成2个σ键，O原子还有2对孤对电子，所以O原子的杂化方式为sp3杂化，空间构型为V型。 （4）根据焓变的含义可得：242 kJ·mol－1＋3×159 kJ·mol－1－6×ECl－F＝313 kJ·mol－1，解得Cl－F键的平均键能ECl－F＝172 kJ·mol－1；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。 10．氟及其化合物用途十分广泛，回答下列问题： （1）CuF的熔点为，熔化呈液态时能导电。CuCl的熔点为，能升华，熔化呈液态时不导电； ①CuF中Cu+的基态价电子排布式为_________，铜元素位于元素周期表_________区，已知Cu、Zn的第二电离能分别为1957.9kJ/mol、1733.3kJ/mol，前者高于后者的原因___________________________。 ②CuF的熔点比CuCl的高，原因是____________________________________。 （2）[H2F]+[SbF6]-(氟锑酸，是一种超强酸)，阳离子[H2F]+的空间构型为_________，与[H2F]+互为等电子体的微粒有_________(分子、离子各写一种)。 （3）工业上电解Al2O3制取单质铝，常利用冰晶石Na3[AlF6]降低Al2O3的熔点。通常将Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出CO2气体，写出该反应的化学方程式______________________。 （4）硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，乙图为甲图的俯视图，若A点坐标为(0，0，0)，B点坐标为，则D点坐标为_________。 （5）CaF2的晶胞如图所示，密度为，相邻的两个Ca2+的最近核间距为anm，则CaF2的摩尔质量为_________(列出代数式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】（1）3d10     ds     Zn的价电子排布式为3d104s2，Cu的价电子排布式为3d104s1，Cu失去一个电子内层达到饱和，再失去一个电子比较困难，Zn失去一个电子价层变为3d104s1，再失去一个电子比Cu+容易，所以Cu的第二电离能大于Zn的第二电离能     CuF为离子晶体，CuCl为分子晶体，一般离子晶体的熔沸点比分子晶体高 （2）V形     H2O （3）2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF==2Na3AlF6+3CO2↑+9H2 （4） （5）ρa3NA 【解析】（1）①Cu元素为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去最外层一个电子形成Cu+，所以Cu+的价电子排布式为3d10；铜元素位于第四周期第IB族，所以属于ds区；Cu核外电子排布为[Ar]3d104s1，失去一个电子得到的Cu+核外电子排布为[Ar]3d10，3d轨道为全充满状态，而Zn核外电子排布为[Ar]3d104s2，4s2结构较稳定，失去一个电子后核外电子排布为[Ar]3d104s1，4s1结构不稳定，所以再失去一个电子时，Zn+更容易，即铜的第二电离能高于锌的第二电离能； ②CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电，应为分子晶体，而CuF为离子晶体，一般而言，离子晶体的熔沸点比分子晶体高，所以CuF比CuCl熔点高； （2）[H2F]+的中心原子F原子孤电子对数为2，价层电子对数为4，离子空间构型为V形；用O原子替换F原子与1个单位正电荷可得与[H2F]+互为等电子体的一种分子：H2O； （3）将Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出CO2气体，反应的化学方程式为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF═2Na3AlF6+3CO2↑+9H2； （4）A点坐标为(0，0，0)，B点坐标为，则A原子位于坐标原点，B原子在坐标轴正方向空间内，由图乙可知D原子也在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为、、，则D点坐标为：； （5）根据晶胞图，1个晶胞中有Ca2+数为8×1/8+6×1/2=4、F-数是8，设CaF2的摩尔质量数值为M，则晶胞质量为4×M/NA g，相邻的两个Ca2+的最近核间距为acm，则晶胞棱长为a cm，CaF2的密度为ρg•cm-3，则4×M/NA g=(a cm)3×ρg•cm-3，解得：M=/2 ρa3NA。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$