1、第四节离子晶体课时作业15离子晶体时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共44分)1下列各组中的两种固态物质熔化或升华时，克服的微粒间相互作用力属于同种类型的是(D)A碘和氯化钾 B金刚石和重晶石C二氧化硅和干冰 D软脂酸甘油酯和冰醋酸解析：A项碘克服分子间作用力，氯化钾克服离子键；B项金刚石克服共价键，重晶石克服的是离子键；C项二氧化硅克服共价键，干冰克服分子间作用力；D项均克服分子间作用力。2金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中正确的是(C)A金属晶体和离子晶体都能导电B在镁晶体中，1个Mg2只与2个价电子存在强烈的相互作用C金属晶体和离子晶体都可采取“紧密
2、堆积”方式，原子晶体都可采取“非紧密堆积”方式D金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用，很难断裂，因而都具有延展性解析：离子晶体中的离子不是自由移动的离子，不能导电，A项不正确；镁晶体中的自由电子被整个晶体所共有，不属于某个Mg2，B项不正确；离子晶体不具有延展性，D项错误。3根据题表给出的几种物质的熔、沸点数据，判断下列有关说法错误的是(D)晶体NaClMgCl2AlCl3SiCl4单质B熔点/801714180702 300沸点/1 4651 412160582 500A.SiCl4是分子晶体B单质B可能是原子晶体CAlCl3加热能升华DNaCl的键的强度比MgCl2的小解析
3、：由表中所给数据，知SiCl4熔、沸点低，应为分子晶体，A正确；单质B熔、沸点很高，可能是原子晶体，B正确；AlCl3的沸点低于熔点，可以升华，C正确；本题数据表明，NaCl的熔、沸点高于MgCl2的，故不能说明NaCl键的强度比MgCl2小，D错。4下列晶体分类中正确的是(C)解析：从晶体结构中粒子的性质去判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是通过离子键相互结合的离子晶体，纯H2SO4是分子晶体，Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体，石墨是混合型晶体，水晶(SiO2)与金刚石是典型的原子晶体。硫是以范德华力结合的分子晶体，玻璃没有固定的熔点，加热时逐渐软化，为非晶体
4、，是无定形物质。5氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是(C)A氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大C氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定解析：CaO和NaCl都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离等因素有关。CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。6下列说法正确的是(A
5、)A分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键B分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸C含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体D元素的非金属性越强，其单质的活动性一定越强解析：稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键；分子中含两个氢原子的酸不一定是二元酸，例如甲酸HCOOH；金属晶体中含有金属阳离子，但它不是离子晶体；元素的非金属性越强，其单质的活动性不一定越强，例如氮气。故选A。7已知某离子晶体晶胞如图所示，其摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，晶体的密度为d g/cm3。下列说法中正确的是(C)A晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为1B晶体中阴、阳离子的配位数都是4C该晶胞可能是NaCl的晶胞D该晶体
6、中两个距离最近的阳离子的核间距为 cm解析：A项用均摊法分析，晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为4；B项中阴、阳离子的配位数都是6；C项该晶胞为面心立方晶胞，符合NaCl晶胞的特征，根据氯化钠的晶胞结构图进行计算：设晶胞边长为a cm，则两个距离最近的阳离子的核间距离为a cm,4MNAa3 cm3d g/cm3，可求出a，进而求得核间距为 cm，D项错误。8下列各组物质的熔、沸点按由低到高的顺序排列正确的是(B)A冰、干冰、氯化钠、金刚石 B汞、钠、烧碱、二氧化硅CNaCl、KCl、CsCl DH2O、H2S、H2Se、H2Te解析：本题的疑难点是如何比较不同类别物质的熔、沸点的高低。熔、沸点：
7、金刚石氯化钠冰干冰，A项错误；一般情况下，熔、沸点：原子晶体离子晶体金属晶体，故熔、沸点：汞钠烧碱KClCsCl，C项错误；分子晶体的熔、沸点和分子间作用力有关，分子的相对分子质量越大分子间作用力越大，但是水中含有氢键，熔、沸点反常，故熔、沸点：H2SH2SeH2TeKClO3I2。(2)下列六种晶体：CO2、NaCl、Na、Si、CS2、金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为(用序号表示)。(3)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：A固态时能导电，能溶于盐酸；B能溶于CS2，不溶于水；C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水；D固态、液态时均不导电，熔点为3 500 。试推断它们的晶体类型：A.金
8、属晶体；B.分子晶体；C.离子晶体；D.原子晶体。(4)图中AD是中学化学教材中常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：A.氯化铯；B.氯化钠；C.二氧化硅；D.金刚石(或晶体硅)。解析：(1)氯酸钾是离子晶体，熔化离子晶体时需要克服离子键的作用力；二氧化硅是原子晶体，熔化原子晶体时需要克服共价键的作用力；碘为分子晶体，碘升华时需克服的是分子间作用力。由于原子晶体是由共价键形成的具有空间网状结构的晶体，所以原子晶体的熔点最高；其次是离子晶体；由于分子间作用力与化学键相比要弱得多，所以碘的熔点最低。(2)先把六种晶体分类。原子晶体：；离子晶体：；金属晶体：；分子晶体：。由于C原子半径小于S
9、i原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅；CO2和CS2同属于分子晶体，二者组成与结构相似，熔点高低取决于相对分子质量，故CS2的熔点高于CO2；Na在通常状况下是固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2。(3)A固态时能导电，能溶于盐酸，属于金属晶体；B能溶于CS2，不溶于水，属于分子晶体；C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水，属于离子晶体；D固态、液态时均不导电，熔点为3 500 ，属于原子晶体。(4)由晶胞结构模型可知A、B、C、D分别为氯化铯、氯化钠、二氧化硅、金刚石(或晶体硅)。13(15分)现有几组物质的熔点()数据：A组B组C组D组金刚石：3 550L
10、i：181HF：83NaCl：801硅晶体：1 410Na：98HCl：115KCl：776硼晶体：2 300K：64HBr：89RbCl：718二氧化硅：1 723Rb：39HI：51CsCl：645据此回答下列问题：(1)A组属于原子晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是共价键。(2)B组晶体共同的物理性质是(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C组中HF熔点反常是由于HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)。(4)D组晶体可能具有的性质是(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为：NaClK
11、ClRbClCsCl，其原因解释为D组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，在离子所带电荷相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高。解析：(1)A组由非金属元素组成，熔点最高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。(2)B组都是金属，具有金属晶体的性质。(3)HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷和离子半径有关，离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高。14(14分)如图，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
12、其中代表Na的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体结构示意图。答案：(答案不唯一，合理即可)(2)晶体中，在每个Na的周围与它最接近的且距离相等的Na共有12个。(3)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4，即1214(填计算式)；Na的个数等于4，即864(答案不唯一，只要与第1问对应即可)(填计算式)。(4)设NaCl的摩尔质量为Mr gmol1，食盐晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为 cm。解析：(1)如图所示。(2)从体心Na看，与它最接近的
13、且距离相等的Na共有12个。(3)根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。由此可知，如图NaCl晶胞中，含Na：864个；含Cl：1214个。(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，又：NAMr。即a。所以Na间的最近距离为：。另一解法：设晶胞边长为a cm，则两个最近的Na中心间的距离为a cm，又NAMr，则a，所以两个距离最近的Na中心间的距离为。15(10分)现有原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，Y原子在基态时其最外层电子数是其内层电子数的2倍，Q原子在基态时其2p原子轨道上有2个未成
14、对电子，W元素的原子中3d能级上有4个未成对电子。回答下列问题：(1)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是NH3分子间存在氢键。(2)元素W能形成多种配合物，如：W(CO)5等。基态W3的M层电子排布式为3s23p63d5。W(CO)5在常温下呈液态，熔点为20.5 ，沸点为103 ，易溶于非极性溶剂，据此可判断W(CO)5晶体属于分子(填晶体类型)晶体，该晶体中W的化合价为0。(3)下列说法正确的是BC(填序号)。A分子晶体中，共价键的键能越大，该分子晶体的熔、沸点越高B电负性顺序：XYZQC因为CaO的晶格能比KCl的大，所以KCl比CaO的熔点低DH2YO3的分子结构中含有
15、一个非羟基氧，故其为中强酸(4)Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图所示，与一个阴离子距离最近且相等的所有阳离子为顶点构成的几何体为立方体。已知该晶胞的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞边长为 cm。(用含、NA的代数式表示)解析：原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，则X是H元素；Y原子在基态时其最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y是C元素；Q原子在基态时其2p原子轨道上有2个未成对电子，原子序数大于碳，则Q为O元素；Z的原子序数介于碳、氧之间，则Z为N元素；W元素的原子中3d能级上有4个未成对电子，价电子
16、排布为3d64s2，则W为Fe元素。(1)化合物ZX3是NH3，在氨分子之间除了存在范德华力外还存在氢键，使其沸点比分子间只有范德华力的化合物CH4高。(2)Fe原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，失去4s能级上2个电子、3d能级上1个电子形成Fe3，基态Fe3的M层电子排布式为3s23p63d5。W(CO)5在常温下呈液态，熔、沸点较低，易溶于非极性溶剂，所以据此可判断W(CO)5晶体属于分子晶体，在化合物中所有元素正负化合价的代数和为0。(3)分子晶体中，共价键的键能越大，分子的稳定性越强，而分子晶体的熔、沸点与化学键的强弱无关，A项错误；元素的非金属性越强，其电负性就越大，元素的非金属性：HCNO，所以电负性：XYZQ，B项正确；KCl、CaO均属于离子晶体，离子所带电荷数越多、离子半径越小，晶格能越大，离子晶体越稳定，其熔、沸点就越高，因为CaO的晶格能比KCl的大，所以KCl比CaO的熔点低，C项正确；H2CO3为弱酸，D项错误。(4)晶胞中白色球数目为8，黑色球数目为864，则白色球为钠离子、黑色球为氧离子，与一个氧离子距离最近且相等的钠离子有8个，形成立方体结构；根据均摊法可知，在一个晶胞中含Na的个数是8，含有O2的个数是4，设晶胞边长为a cm，则，整理可得a。
