内容正文:
课时跟踪检测(二十) 离子晶体
一、选择题
1.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
2.(2025·金华第一中学月考)下列物质属于离子晶体且含有非极性共价键的是 ( )
A.NaOH B.H2O2
C.NaCl D.Na2C2O4
3.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
4.碱金属和卤素形成的化合物大多具有的性质是 ( )
①固态时不导电,熔融状态导电 ②能溶于水,其水溶液导电 ③低熔点 ④高沸点 ⑤易升华
A.①②③ B.①②④
C.①④⑤ D.②③④
5.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
6.萤石(主要成分为CaF2)是一种难溶于水的固体,CaF2属于典型的离子晶体。下列实验事实能说明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
7.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
8.一种离子晶体的晶胞如图所示。其中阳离子A以表示,阴离子B以表示。下列关于该离子晶体的说法正确的是 ( )
A.阳离子的配位数为8,化学式为AB
B.阴离子的配位数为4,化学式为A2B
C.每个晶胞中含4个A
D.每个A周围有4个与它等距且最近的A
9.碱金属卤化物是典型的离子晶体,它们的晶格能与 成正比(d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距)。下列说法错误的是 ( )
晶格能/(kJ·mol-1)
离子半径/pm
①
LiF LiCl LiBr LiI
1 031 845 807 752
Li+ Na+ K+
60 95 133
②
NaF NaCl NaBr NaI
915 787 736 686
F- Cl- Br- I-
136 181 195 216
③
KF KCl KBr KI
812 699 689 632
A.晶格能的大小与离子半径成反比
B.阳离子相同阴离子不同的离子晶体,阴离子半径越大,晶格能越小
C.阳离子不同阴离子相同的离子晶体,阳离子半径越小,晶格能越大
D.金属卤化物晶体中,晶格能越小,氧化性越强
10.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断不正确的是 ( )
A.该晶体属于离子晶体
B.该晶胞中Zn2+和S2-数目相等
C.阳离子的配位数为4
D.氧化锌的熔点小于硫化锌
11. [双选]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、787 kJ·mol-1,下列有关说法中不正确的是 ( )
A.Q的熔点比P的低
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
12.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MFe3(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+距离最近且等距离的CN-为3个
13.结合下列模型图判断下列说法正确的是 ( )
A.水合铜离子的模型如图1所示,1个水合铜离子中含有2个配位键
B.K2O晶体的晶胞结构如图2所示,每个K2O晶胞平均占有8个O2-
C.金属晶体Zn的堆积方式如图3所示,每个晶胞平均占有6个Zn
D.金属晶体Cu的堆积方式如图4,为面心立方最密堆积,每个Cu原子的配位数为8
二、非选择题
14.(8分)科学家通过X射线探明,KCl、MgO、CaO、NiO、FeO、CaC2的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。
(1)某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中错误: 。
(2)MgO是优良的耐高温材料, MgO的熔点比CaO的高,其原因是 。
(3)已知CaO晶体密度为a g·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则CaO晶胞体积为 cm3。
(4)CaC2晶体的晶胞结构如图所示, CaC2晶体中含有哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的数目为 。
15.(12分)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子数相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。
回答下列问题:
(1)D2+的价电子轨道表示式为 。
(2)四种元素中第一电离能最小的是 ,电负性最大的是 。(填元素符号)
(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为 ;D的配位数为 ;
②列式计算该晶体的密度 g·cm-3。
(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有 ;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为 ,配位体是 。
课时跟踪检测(二十)
1.D
2.选D NaOH由Na+和OH-构成,在OH-中,O、H原子间形成极性共价键,A不符合题意; H2O2的结构式为H—O—O—H,只含有共价键,不含有离子键,B不符合题意;NaCl由Na+和Cl-构成,只含有离子键,不含共价键,C不符合题意;Na2C2O4由Na+和C2构成,属于离子晶体,C2中含有C—C非极性共价键,D符合题意。
3.选D A项,离子晶体一般具有较高熔点,但具有较高熔点的不一定是离子晶体,错误;B项,有些分子晶体(如HCl)的水溶液也能导电,错误;C项,有些分子晶体也能溶于水,错误;D项,固态时不导电说明不是金属晶体,熔融状态可导电,则可说明含有离子键,即为离子晶体,正确。
4.选B 卤素与碱金属形成的化合物大多为典型的离子化合物,具备离子晶体的性质。
5.选B 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。
6.选C 离子晶体在熔融状态下可以电离出自由移动的阴、阳离子,所以晶体在熔融状态下能否导电,是判断某晶体是不是离子晶体的依据。
7.选A 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。
8.选C 用切割法可知,晶胞中含有阳离子数为8×+6×=4,阴离子数为8,故化学式为AB2,A、B项错误;每个A周围最近且等距离的A有12个,D项错误。
9.选D 由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比,可确定A项正确;由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定B项正确;由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定C项正确;表中晶格能最小的金属卤化物是碘化物,因还原性:F-<Cl-<Br-<I-,可知D项错误,且晶格能的大小决定物质的稳定性,熔、沸点等,与氧化性强弱无关。
10.选D A项,该晶体由Zn2+和S2-构成,则该晶体属于离子晶体,正确;B项,从晶胞图分析,该晶胞中Zn2+的数目为8×+6×=4,S2-的数目也为4,Zn2+与S2-的数目相等,正确;C项,在ZnS晶胞中,Zn2+的配位数为4,正确;D项,因r(O2-)小于r(S2-),所带的电荷数相等,所以ZnO的熔点大于ZnS的熔点,错误。
11.选D 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。
12.选B 由题图可推出,晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2+的个数为4×=,含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MFe2(CN)6,由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体,M的化合价为+1价,故B项正确;由题图可看出与每个Fe3+距离最近且距离相等的CN-为6个。
13.选C 水合铜离子中铜离子的配位数为4,配体是水分子,水分子中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键,A项错误;根据切割法可知,⚪代表的离子数目为8×+6×=4,代表的离子数目为8,个数比为1∶2,故⚪代表O2-,晶胞占有4个,B项错误;根据切割法可知,金属晶体Zn的晶胞平均占有Zn数目:12×+2×+3=6,C项正确;金属晶体Cu的堆积方式为面心立方最密堆积,每个Cu原子的配位数为12,D项错误。
14.解析:(1)Mg2+和O2-的半径是O2->Mg2+,故空心球应为O2-,实心球应为Mg2+;图中应该空心球与实心球交替出现,故8号球应为实心球。(2)Mg2+与Ca2+的电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高。(3)由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子,因此CaO晶胞体积为 cm3= cm3。(4)一个 Ca2+吸引6个,由于晶胞沿一个方向拉长,1个Ca2+周围距离最近的为4个。
答案:(1)空心球应为O2-,实心球应为Mg2+;8号空心球应改为实心球
(2)Mg2+半径比Ca2+小,MgO的晶格能大
(3) (4)4
15.解析:A、B、C、D元素的原子序数依次增大,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,且B+比A-多8个电子,故A为F元素,B为K元素;在第4周期中未成对电子数为4的原子的价电子排布为3d64s2,故C为Fe元素;D的原子序数比Fe大2,D为Ni元素。(1)Ni原子的价电子排布为3d84s2,Ni原子失去最外层4s轨道的两个电子变成Ni2+,故价电子轨道表示式为。(2)F是电负性最大的元素;同周期元素中随原子序数的增大,第一电离能呈增大趋势,四种元素中第一电离能最小的是K元素。(3)①在该化合物中F原子位于棱、面心以及晶胞体内,故F原子个数为 ×16+×4+2=8个,K原子位于棱上和体内,故K原子个数为×8+2=4个,Ni原子位于顶点和晶胞体内,故Ni原子个数为×8+1=2个,K、Ni、F原子的个数比为4∶2∶8=2∶1∶4,所以化学式为K2NiF4;由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子,故配位数为6;②根据密度公式可知ρ== g·cm-3≈3.4 g·cm-3。(4)在K3FeF6中含有K+与[FeF6]3-之间的离子键和[FeF6]3-中Fe3+与F-之间的配位键,在配离子[FeF6]3-中F-是配位体。
答案:(1) (2)K F (3)①K2NiF4 6
②≈3.4
(4)离子键、配位键 [FeF6]3- F-
3 / 6
学科网(北京)股份有限公司
$