高中化学选修3练习第三章 第四节离子晶体.docx
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高中化学选修3练习第三章第四节离子晶体
第三章第四节 离子晶体
知识点一 离子晶体的判断及其性质的考查
1.下列不属于影响离子晶体结构的因n加油素的是( )
A.晶体中阴、阳离子的半径n加油比
B.晶体中阴、阳离子的电荷比
C.离子键的纯粹程度
D.离子晶体的晶格n加油能
2.[2019·河北保定联考]下面有关晶体的叙述中,不正确n加油的是( )
A.金刚石网状结构中,由共价n加油键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子
B.氯n加油化钠晶体中,每个Na+周围距离相等且紧邻的Na+共有6个
C.氯化铯晶n加油体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-
D.干冰晶体中,每n加油个CO2周围紧邻12个CO2
3.自然界中的CaF2又称萤石n加油,是一种难溶于水的固体。
下列实验事实能说明CaFn加油2一定是离子晶体的是( )
A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱
Bn加油.CaF2的熔点较高,硬度较大
C.CaF2固体不导电,但在n加油熔融状态下可以导电
D.CaF2在有机溶剂(如苯n加油)中的溶解度极小
知识点二 晶格能及其应用的考查
4.下列关于晶格n加油能的说法中正确的是( )
A.晶格能指形成1mol离子键所放n加油出的能量
B.晶格能指破坏1mol离子键所吸收的能量
C.晶格n加油能指1mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子n加油结合成离子晶体时所放出的能量
D.晶格能的大小与晶体的熔点、n加油硬度都无关
5.下列热化学方程式中,能直接表示出n加油氯化钠晶体晶格能的是( )
A.Na+(g)+Cln加油-(g)
NaCl(s) ΔH
B.Na(n加油s)+
Cl2(g)
NaCl(s) ΔH1
C.Nn加油a(s)
Na(g) ΔH2
D.Na(g)-e-
Na+(gn加油) ΔH3
知识点三 典型离子晶体空间结构的n加油考查
6.下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从n加油其中分割出来的部分结构图。
试判断属于NaCl的晶体结构n加油的图像为( )
A Bn加油 C D
图L3-4-1
7.有关晶体的结构如图Ln加油3-4-2所示,则下列说法中不正确的是( )
图L3-4-2
A.在Nn加油aCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八n加油面体
B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
Cn加油.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键的个数比为1∶n加油2
D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE
8n加油.[2019·河北衡水模拟]CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的晶胞结构n加油相似(如图L3-4-3所示),但CaC2晶胞中由于哑铃形的
存在,使晶胞沿一个方向拉长。
下列关于CaC2晶胞的说法中正确的是n加油( )
图L3-4-3
A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的n加油
的数目为6n加油
B.该晶胞中的阴离子与F2是等电子体
C.6.4gn加油CaC2晶体中含阴离子的物质的量为0.1mol
D.与n加油每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个
9.元素n加油X的某价态离子Xn+与N3-所形成晶体的结构单元如图L3-4-4所示n加油,则Xn+中n的值为( )
图L3-4-4
A.1n加油B.2
C.3D.4
10.离子晶体熔点的高低决定于晶n加油格能的大小,据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种n加油晶体的晶格能大小顺序是( )
A.KCl>NaCl>BaO>CaO n加油
B.NaCl>KCl>CaO>BaO
C.CaO>BaO>n加油KCl>NaCl
D.CaO>BaOn加油>NaCl>KCl
11.如图L3-4-5是氯化铯晶体n加油的晶胞(晶体中的最小重复单元),已知晶体中两个最近的Cs+核间距离为an加油cm,氯化铯的摩尔质量为Mg·mol-1,NA为阿伏伽德罗常数的值,n加油则氯化铯晶体的密度是( )
图L3-4-5
A.g/cm3
B.gn加油/cm3
C.
g/cm3
D.
g/cm3
12.有下列八种晶体:
n加油A.水晶;B.固体乙醇;C.氧化镁;D.白磷;
E.晶体氩;F.氯化n加油铵;G.铝;H.晶体硼。
用序号回答下列问题:
(1)属n加油于原子晶体的化合物是 ,直接由原子构成的晶体是 n加油 ,直接由原子构成的分子晶体是 。
(2)由n加油极性分子构成的晶体是 ,含有配位键的离子晶体是 ,属于n加油分子晶体的单质是 。
(3)在一定条件下能导电并发生n加油化学变化的是 。
受热熔化后化学键不发生变化的是 n加油。
13.氟化钙材料具有良好的透光性和较n加油低的折射率,可用作紫外和红外光学元件、不可见光谱范围内n加油的消色差镜头。
如图L3-4-6为氟化钙晶胞,试回答下列问题:
图Ln加油3-4-6
(1)每个晶胞实际有 个Ca2+和 个F-。
n加油
(2)氟化钙晶体可看作Ca2+按 堆n加油积排列,F-填入Ca2+堆积的部分空隙中。
每个Ca2+周围有 个Fn加油-,而每个F-周围有 个Ca2+,每个Fn加油-周围与其距离最近的F-的数目是 。
14.如图L3-4-n加油7,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置n加油。
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n加油的。
图L3-4-7
(1)请将其中代表Na+的n加油圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结n加油构示意图。
(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n加油 个。
(3)在NaCl晶胞中正六面体的n加油顶点上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞n加油与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-的个数等于 ,即n加油 (填计算式);Na+的个数等于 ,即 n加油 (填计算式)。
(4)设NaCl的摩n加油尔质量为Mrg·mol-1,食盐晶体的密度为ρg·cmn加油-3,阿伏伽德罗常数的值为NA。
食盐晶体中两个距离最近的钠离n加油子中心间的距离为 cm。
15.已知A、B、C、D、En加油都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大。
其中A原子核外有3n加油个未成对电子;A与B可形成离子化合物B3A2;n加油C元素是地壳中含量最高的金属元素;D原子核外n加油的M层中有两对成对电子;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均n加油充满。
请根据以上信息,回答下列问题:
(答题时,A、Bn加油、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)比E核外电子数少5的元n加油素的原子核外电子排布式是 ,A、B、C、D的第一n加油电离能由小到大的顺序为 。
(2)B的氯化物的熔点远高于C的n加油氯化物的熔点,理由是 。
(3)A的氢化n加油物属于 (填“极性”或“非极性”)分子,D的低价氧化物分子的空间构型是 n加油 。
(4)A、E形成的某种化合物的晶胞结构如图L3n加油-4-8所示,则其化学式为 (每个球均表示1个n加油原子)。
图L3-4-8
16.[2019·湖n加油北武汉武昌区调研]铁及其氧化物是日常生产生活n加油中应用广泛的材料。
请回答下列问题:
(1)基态铁原子的价电子排布图n加油为 。
(2)铁n加油元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+ (填“n加油大于”或“小于”)Fe3+,原因是 n加油 。
(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,n加油N的结构式为 (标出配位键),空间构型为 n加油,其中氮原子的杂化方式为 ;与Cl
互为等电子体的分子或离子有 n加油 (任写两种)。
(4)金属铁晶体中原n加油子采用 堆积,铁晶体的空间利用率为 (n加油用含π的式子表示)。
(5)某种离子型铁n加油的氧化物晶胞如图L3-4-9所示,它由A、B方块组n加油成。
则该氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的n加油个数比为 (填最简整数比);已知该晶体的密度为dg/cm3,阿伏n加油伽德罗常数的值为NA,则晶胞参数a为 (用含d和n加油NA的代数式表示)nm。
图L3-4-9
第四n加油节 离子晶体
1.D
2.B [解析]氯化钠晶体中每个Na+周n加油围距离相等且紧邻的Na+共有12个,B项错n加油误。
3.C 4.C
5.A [解析]1mol气态钠离子和1mol气态n加油氯离子结合生成1mol氯化钠晶体释放出的能量为氯化钠晶体的晶格能。
n加油
6.B [解析]由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞结构可知:
A为ZnS的晶n加油体结构,C、D为CsCl的晶体结构,只有B为Nn加油aCl的晶体结构。
7.D [解析]氯化钠晶体中,距Na+n加油最近的Cl-是6个,即钠离子的配位数是6,6个氯n加油离子形成正八面体结构,A正确;Ca2+位于晶胞顶点和面心,数目为8×+6×n加油=4,即每个晶胞平均占有4个Ca2+,B正确;碳碳键被两个碳原子共有,每个碳n加油原子形成4条共价键,即平均1molC原子形成4×=2mol碳碳键,碳原子n加油与碳碳键的个数比为1∶2,C正确;该气态团簇n加油分子的分子式为E4F4或F4E4,D错误。
8.C [解n加油析]依据晶胞沿一个方向拉长的特点,再由图中体心可知,1个Ca2+周围距离最近n加油且等距离的
有4个,而不是6个,An加油项错误;
与F2不是等电子体,B项错误;6.4n加油gCaC2的物质的量为0.1mol,则含阴离子为0.1mon加油l,C项正确;与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+为4个,Dn加油项错误。
9.A [解析]晶胞中Xn+的数目为1n加油2×=3,N3-的数目为8×=1,则晶胞所示物质的化学式为X3N,根n加油据化学式中化合价代数和为0,知n=1。
10.D [解析]对于离子n加油晶体来说,离子所带电荷数越多,阴、阳离子核间距离越小,晶格能越大n加油,离子键越强,熔点越高。
阳离子半径大小顺序为n加油Ba2+>K+>Ca2+>Na+;阴离子半径大小顺序为Cl->O2-,n加油比较可得只有D项是正确的。
11.C [解析]1个氯化铯晶胞有n加油1个Cs+和1个Cl-,1mol氯化铯的体积为NAn加油a3cm3,故氯化铯晶体的密度为
g/cm3。
12.
(1)A AEH En加油
(2)B F DE (3)CF BD
13.n加油
(1)4 8
(2)面心立方 8 4 6
[解析]
(1)Ca2+n加油占据晶胞中8个顶点、6个面心的位置,故Ca2+n加油的个数为8×+6×=4,F-全部在晶胞内,完n加油全属于该晶胞,含有8个F-。
(2)由晶胞的结构可知,每个Ca2+周n加油围有8个F-,而每个F-周围有4个Ca2+,在每个F-的前后、上下、左右有6个Fn加油-与其距离最近。
14.
(1)(答案不唯一,合理即可)
(2)12
n加油(3)4 12×+1=4 4 8×+6×=4[答案不唯一,只要与n加油第
(1)问对应即可]
(4)
·
[解析]
(2)从体心Na+看,与n加油它最接近的且距离相等的Na+共有12个。
(4)设Cln加油-与Na+的最近距离为acm,则两个最近的Na+间的距离n加油为
acm,又·NA=Mr,即a=
。
所以Na+间的最近距离为
·
cm。
15.
(1)1s22s22n加油p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) Al(2)MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体
(3)极性n加油 V形 (4)CuN3
[解析]A原子核外有3个未成对电子,可以推n加油断A为N或P;A与B可形成离子化合物B3A2,n加油可以推断A为N,B为Mg;C元素是地壳中含量最高的金n加油属元素,即Al;D原子核外的M层中有两对成对电子,可n加油以推断D为S;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层n加油电子均充满,可以推断E为Cu,Cu的核外电子数为2n加油9,比其核外电子数少5的是Cr。
16.
(1)
(2n加油)小于 Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3n加油+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半满状态较稳定
(3n加油)[
]+ 正四面体形 sp3杂化 CCl4、P
(其他合理答案均可)
(4)体心立方
π
(5)1∶2∶4
×107
[n加油解析]
(1)基态铁原子的价电子排布图为
。
(2)铁元素常见的离子n加油有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+小于Fe3+,原因是Fe2+n加油的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3dn加油能级为半满状态较稳定。
(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4n加油ClO4的分解,N的结构式为[
]+,空间构型为n加油正四面体形,其中氮原子的价层电子对数为4,杂化方式为n加油sp3杂化;Cl
是5个原子、32个价电子n加油的离子,与Cl
互为等电子体的分子或离子有CCl4、P
。
(4)金属铁晶体中原子采用体心立方堆积。
铁晶体的晶胞中含有2个铁原子,设晶胞边长为a,金属原子半径为r,则体对角线长为
a,
a=4r,得r=
空间利用率==
π。
(5)A含有0.5个Fe2+、4个O2-,B含有1.5个Fe2+、4个O2-、4个Fe3+,则该氧化物晶胞中含有Fe2+、Fe3+、O2-的个数分别为8、16、32,比值为1∶2∶4。
晶胞的质量是g,根据m=ρV可得g=dg/cm3×a3,则a=
×107nm。