第三章 第三节 第2课时 离子晶体、过渡晶体与混合型晶体-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2作业与测评课件PPT（人教版）

0 第三章　晶体结构与性质 第三节　金属晶体与 离子晶体 第2课时　离子晶体、过渡 晶体与混合型晶体 能力作业 02 目录 CONTENTS 基础作业 01 基础作业 (建议用时：15分钟) 考点一　离子晶体 1．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 解析：强碱由金属离子和OH－构成，故为离子晶体。 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 4 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 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 5 3．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，X、Y、Z分别处于立方体的顶点、棱心、体心。则下面关于该化合物的说法正确的是(　　) A．该晶体的化学式为ZXY3 B．该晶体的熔点一定比金属晶体的熔点高 C．每个X周围距离最近的Y有8个 D．每个Z周围距离最近的X有16个 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 6 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 7 4．Cu2O的熔点比Cu2S的_____(填“高”或“低”)，请解释原因：_____________ _________________________________________________________________________________________。 高 二者所含阳离子相同，阴离子所带电荷数相同，但O2－半径比S2－半径小，故Cu2O的离子键的强度大于Cu2S的 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 8 考点二　过渡晶体与混合型晶体 5．下列说法不正确的是(　　) A．离子键和共价键没有明显界限 B．离子晶体和共价晶体没有明显界限 C．化学键中元素电负性差值越大，离子键的百分数越小 D．大多数晶体是四类典型晶体的过渡晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 9 6．下列关于过渡晶体的说法正确的是(　　) A．石墨属于过渡晶体 B．四类晶体都有过渡型 C．绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体 D．Na2O晶体中离子键的百分数为100% 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 10 7．下列氧化物中，所含离子键的百分数最小的是(　　) A．N2O3 B．P2O3 C．As2O3 D．Bi2O3 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 11 8．石墨晶体是层状结构(如下图)。下列有关石墨晶体的说法正确的一组是(　) ①石墨中存在两种作用力　②石墨是混合型晶体　③石墨中的C为sp2杂化　 ④石墨中碳原子数和C—C数目之比为1∶2　⑤石墨和金刚石 的硬度相同　⑥石墨层内导电性和层间导电性不同 A．①②③④⑤⑥ B．①②③⑤ C．②③⑥ D．①②③④ 解析：石墨中存在三种作用力，分别是范德华力、共价键、类似金属键的作用力，①不正确；石墨中碳原子数和C—C数目之比为2∶3，④不正确；石墨质软，金刚石的硬度大，⑤不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 12 能力作业 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是(　　) A．金刚砂(SiC)、金刚石和金 B．Si、SiO2和Na2SiO3 C．冰、干冰和冰醋酸 D．NaCl、MgCl2和AlCl3 解析：金刚砂(SiC)、金刚石、Si、SiO2都属于共价晶体，金属于金属晶体，Na2SiO3、NaCl和MgCl2都属于离子晶体，AlCl3、冰、干冰和冰醋酸都属于分子晶体。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 14 2．下列说法中正确的是(　　) A．固态时能导电的晶体一定是金属晶体 B．熔融态能导电的晶体一定是离子晶体 C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体 D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体 解析：固态时能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨晶体，A错误；熔融态能导电的晶体不一定是离子晶体，金属晶体熔融态时也能导电，B错误；水溶液能导电的晶体不一定是离子晶体，一些分子晶体也具有此性质，如氯化氢的水溶液就能导电，C错误；固态不导电而熔融态能导电，这是离子晶体区别于其他晶体的本质特征，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 15 [归纳总结]　离子晶体的特性 (1)熔、沸点及挥发性 离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用(离子键)，要克服离子间的相互作用使物质熔化或沸腾，需要较多的能量。因此，离子晶体的熔、沸点较高且难挥发。 (2)硬度 离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大。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)溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)。当把离子晶体放入水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服离子间的相互作用力而电离，变成在水中自由移动的离子。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 16 3．AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们熔点由高到低的顺序是(　　) A.CD＞AB＞EF B．AB＞EF＞CD C．AB＞CD＞EF D．EF＞AB＞CD 解析：离子晶体中，离子键的键长越短，阴、阳离子所带电荷数越多，则晶体的熔点越高，三种物质所带电荷：EF＞AB＝CD，键长：EF＜AB＜CD，所以熔点由高到低的顺序是EF＞AB＞CD。 物质 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 能力作业 17 [重难点拨]　 (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间距和离子所带电荷数有关，离子间距越小，离子所带的电荷数越多，离子键越强。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 18 4．磷及其化合物在电池、催化剂等领域 有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结 构(如图1)。为大幅度提高锂电池的充电速率， 科学家研发了黑磷－石墨复合负极材料，其单 层结构俯视图如图2所示。 根据图1和图2的信息，下列说法不正确的是(　　) A．黑磷区中P—P的键能不完全相同 B．黑磷与石墨都属于混合型晶体 C．图2黑磷区中P原子的杂化方式为sp3，石墨区中C原子的杂化方式为sp2 D．石墨与黑磷的结合区中，P原子与C原子不共平面 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 19 解析：据图1可知黑磷区中P—P的键长 不完全相等，所以键能不完全相同，故A正 确。黑磷与石墨类似，每一层原子之间由共 价键组成六元环结构，层与层之间由范德华 力互相吸引，所以为混合型晶体，故B正确。 黑磷晶体中六元环不是平面结构，P原子形成3个P—P，有1个孤电子对，价层电子对数为4，P原子采取sp3杂化；石墨中C原子的杂化方式为sp2杂化，故C正确。石墨中C原子为sp2杂化，所以与六元环中C原子相连的原子与六元环共面，所以石墨与黑磷的结合区中，P原子与C原子共平面，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 22 [重难点拨]　常见离子晶体分析 晶体 晶胞 晶胞详解 NaCl (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Na＋(Cl－)有12个； (2)每个晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－； (3)阴、阳离子的配位数为6 CsCl (1)每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个； (2)每个晶胞中含有1个Cs＋、1个Cl－； (3)阴、阳离子的配位数为8 CaF2 (1)每个晶胞中含有8个F－、4个Ca2＋； (2)Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 23 6．下表给出几种物质的熔、沸点： 判断下列有关说法中错误的是(　　) ①MgCl2属于离子晶体　②SiCl4是分子晶体 ③单质B可能是共价晶体　④AlCl3加热能升华　⑤MgCl2水溶液不能导电　⑥1500 ℃时，NaCl可变为气态 A．仅⑤ B．④⑥ C．①和④ D．②③⑤ NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 710 190 －68 2300 沸点/℃ 1465 1418 180 57 2500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 24 解析：①MgCl2是由活泼的金属和活泼的非金属形成，所以是离子化合物，形成离子晶体，根据其熔点也能判断其为离子晶体，故正确；②由表中数据可知，SiCl4的熔、沸点较低，属于分子晶体，故正确；③单质B的熔、沸点很高，所以单质B可能是共价晶体，故正确；④由表中数据可知AlCl3的沸点比熔点低，所以AlCl3加热能升华，故正确；⑤MgCl2属于离子晶体，在熔融状态下或水溶液中均能电离出自由移动的离子，所以在熔融状态下或水溶液中均能导电，故错误；⑥1500 ℃高于NaCl的沸点，故可变为气态，故正确。 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 710 190 －68 2300 沸点/℃ 1465 1418 180 57 2500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 25 7．石墨炔是由1，3­二炔键与苯环形成的平面网状 结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性和半导体性能。 下列关于石墨炔的说法不正确的是(　　) A．石墨炔属于碳氢化合物 B．石墨炔与金刚石互为同素异形体 C．石墨炔有望代替半导体材料硅在电子产品中得到广泛应用 D．实验测得石墨炔孔径略大于H2分子的直径，因此可以用石墨炔做H2提纯薄膜 解析：石墨炔是全碳分子，不属于碳氢化合物，A不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 29 10．CaF2是制作红外光学系统中的光学棱镜、透镜和窗口等光学元件的最好材料。CaF2的晶胞结构呈立方体形，如下图所示。下列叙述错误的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 31 二、非选择题 11．现有两组物质的熔点 (℃)数据： 据此回答下列问题： (1)A组晶体共同的物理性质是___________(填序号)。 ①有金属光泽　②易导电　③易导热　④有延展性 (2)B组晶体可能具有的性质是________(填序号)。 ①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电 ④熔融状态能导电 (3)B组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_____ ______________________________________________________________________________________________________。 ①②③④ A组 Li：181 Na：98 K：64 Rb：39 B组 NaCl：801 KCl：776 RbCl：718 CsCl：645 ②④ B组晶体都为离子晶体，且r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，离子半径越小，熔点越高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 32 MN Cu＋ MN2 MN2 MN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 33 (3)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。 ①FeS2晶体中具有的化学键类型是_______________________。 ②若晶体A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，用NA代表阿伏加德罗常数的值，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。 离子键和非极性共价键 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力作业 36 　　　　　　　　　　　　　 R 解析：X位于晶胞的顶点，顶点为8个晶胞共用，所以每个晶胞中X的个数为8×eq \f(1,8)＝1，Z位于晶胞的体心，个数为1，Y位于立方体晶胞的棱心，棱为4个晶胞共用，所以每个晶胞中Y的个数为12×eq \f(1,4)＝3，该晶体的化学式为ZXY3，故A正确；离子晶体的熔点不一定比金属晶体的熔点高，故B错误；根据晶胞结构可知，每个X周围距离最近的Y有6个，故C错误；Z位于晶胞的体心，X位于晶胞的顶点，每个Z周围距离最近的X有8个，故D错误。 5．某种新型储氢材料的立方晶胞如图所示， 该晶体由[Fe(NH3)6]n＋和[BH4]－形成，晶胞参数为 a pm。 下列说法中不正确的是(　　) A．[Fe(NH3)6]n＋中n＝2 B．晶胞中[Fe(NH3)6]n＋和[BH4]－的配位数分别为8和4 C．晶胞中距离最近的2个[Fe(NH3)6]n＋之间的距离为eq \f(\r(3)a,4) pm D．[BH4]－中心原子的杂化方式为sp3杂化 解析：由题图可知，每个晶胞中含有8个[BH4]－和8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4个[Fe(NH3)6]n＋，根据电荷守恒可知n＝2，A正确；由题图可知，晶胞中[Fe(NH3)6]n＋和[BH4]－的配位数分别为8和4，B正确；由题图可知，晶胞中距离最近的2个[Fe(NH3)6]n＋之间的距离为面对角线的一半，为eq \f(\r(2)a,2) pm，C错误；[BH4]－的中心原子价层电子对数为4，故中心原子的杂化方式为sp3杂化，D正确。 8．CaC2晶体的晶胞结构(如图所示)与NaCl晶体的相似，但CaC2晶体中由于哑铃形Ceq \o\al(2－,2)的存在，晶胞沿一个方向拉长。下列有关说法正确的是(　　) A．CaC2晶体的熔点高，硬度大，为共价晶体 B．CaC2晶体中与Ca2＋距离相等且最近的Ca2＋有12个 C．CaC2晶体中每个Ca2＋周围距离相等且最近的Ceq \o\al(2－,2)构 成正八面体 D．CaC2晶胞中含有4个Ca2＋和4个Ceq \o\al(2－,2) 解析：CaC2为离子晶体，其熔点较高，硬度较大，A错误；CaC2晶体中由于哑铃形Ceq \o\al(2－,2)的存在，晶胞沿一个方向拉长，以处于体心的Ca2＋为研究对象，则12条棱上的Ca2＋与其距离不完全相等，且其周围距离相等且最近的Ceq \o\al(2－,2)不能构成正八面体，B、C错误；Ca2＋位于晶胞的棱上和体心，则晶胞中含有Ca2＋的个数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，Ceq \o\al(2－,2)位于晶胞的顶角和面心，则晶胞中含有Ceq \o\al(2－,2)的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，D正确。 9．普鲁士蓝的晶体结构如图所示(K＋未表示出来，图中所示结构为晶胞的eq \f(1,8))。下列说法错误的是(　　) A．C、N的杂化方式均为sp B．一个晶胞中有2个Fe2＋ C．每个Fe3＋周围有6个Fe2＋ D．该晶体的密度为eq \f(153.5,NA×a3)×1021 g·cm－3 解析：图中所示结构为晶胞的eq \f(1,8)，该结构中Fe2＋的个数为4×eq \f(1,8)＝eq \f(1,2)，则一个晶胞中有4个Fe2＋，B错误。 A．在CaF2晶体中，阳离子的配位数为8，阴离子的配位数为4 B．两个最近的F－之间的距离是eq \f(\r(2),2)m pm C．CaF2晶胞与8个F－形成的立方体的体积比为2∶1 D．CaF2晶体的密度是eq \f(78\r(2),（m×10－10）3NA)g·cm－3(设NA为阿伏加德罗常数的值) 解析：由题图可知，在CaF2晶体中，阳离子的配位数 为8，阴离子的配位数为4，A正确；根据侧面图可看出， 2m pm为面对角线的长度，边长为eq \r(2)m pm，两个最近的F－ 之间的距离为立方体边长的一半，所以两个最近的F－之间的距离为eq \f(\r(2),2)m pm，B正确；观察晶胞，可看出8个F－形成的小立方体的边长为CaF2晶胞边长的eq \f(1,2)，所以CaF2晶胞与8个F－形成的立方体的体积比为(2∶1)3＝8∶1，C错误；根据题图可知，CaF2晶胞中含4个Ca2＋和8个F－，晶胞的质量为eq \f(78×4,NA) g，晶胞的边长为eq \r(2)m pm＝eq \r(2)m×10－10 cm，晶胞的体积为(eq \r(2)m×10－10 cm)3，ρ＝eq \f(78×4,（\r(2)m×10－10）3NA) g·cm－3＝eq \f(78\r(2),（m×10－10）3NA) g·cm－3，D正确。 12．(1)已知Cu2O晶胞结构如图所示，该晶胞离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，0，0)，C为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，则D离子的坐标参数为__________，它代表______ (填离子符号)。 (2)4种离子晶体的晶胞结构示意图如图所示。 用M代表阳离子，用N代表阴离子，写出 各离子晶体的组成表达式。 A：_____，B：_____，C：_____，D：_____。 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4))) eq \f(60,NAa3) 解析：(1)晶胞离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，0，0)，C为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，A处于坐标系的原点，C处于晶胞体心位置，A、D、C的连线处于体对角线上，且D处于A、C连线的中点位置，所以D离子的坐标参数为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))；每个晶胞中白色球数目＝1＋8×eq \f(1,8)＝2，灰色球数目＝4，二者数目之比为1∶2，由化学式为Cu2O可知，灰色球为Cu＋，白色球为O2－。 (3)①根据FeS2晶体的晶胞结构可知，晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶1，所以晶体中存在亚铁离子与Seq \o\al(2－,2)，亚铁离子与Seq \o\al(2－,2)之间是离子键，Seq \o\al(2－,2)中存在非极性共价键。②晶体A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，所以每个晶胞的体积为a3 cm3，每个晶胞中含有的阴、阳离子的个数都是eq \f(1,2)，所以FeS2晶体的密度为eq \f(\f(56＋64,NA),a3)×eq \f(1,2) g·cm－3＝eq \f(60,NAa3) g·cm－3。 $