学年人教版化学选修3第3章第4节离子晶体作业.docx

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学年人教版化学选修3第3章第4节离子晶体作业

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素的是（　　）

A.晶体中阴、阳离子的半径比

B.晶体中阴、阳离子的电荷比

C.离子键的纯粹程度

D.离子晶体的晶格能

2.[2018·河北保定联考]下面有关晶体的叙述中,不正确的是（　　）

A.金刚石网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子

B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等且紧邻的Na+共有6个

C.氯化铯晶体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-

D.干冰晶体中,每个CO2周围紧邻12个CO2

3.自然界中的CaF2又称萤石,是一种难溶于水的固体。

下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是（　　）

A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱

B.CaF2的熔点较高,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

知识点二　晶格能及其应用的考查

4.下列关于晶格能的说法中正确的是（　　）

A.晶格能指形成1mol离子键所放出的能量

B.晶格能指破坏1mol离子键所吸收的能量

C.晶格能指1mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子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、硬度都无关

5.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

知识点三　典型离子晶体空间结构的考查

6.下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。

试判断属于NaCl的晶体结构的图像为（　　）

A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　D

图L3-4-1

7.有关晶体的结构如图L3-4-2所示,则下列说法中不正确的是（　　）

图L3-4-2

A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体

B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+

C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键的个数比为1∶2

D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE

8.[2018·河北衡水模拟]CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的晶胞结构相似（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（　　）

图L3-4-3

A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的

的数目为6

B.该晶胞中的阴离子与F2是等电子体

C.6.4gCaC2晶体中含阴离子的物质的量为0.1mol

D.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个

9.元素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,则Xn+中n的值为（　　）

图L3-4-4

A.1B.2

C.3D.4

10.离子晶体熔点的高低决定于晶格能的大小,据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体的晶格能大小顺序是（　　）

A.KCl>NaCl>BaO>CaO　　　　　

B.NaCl>KCl>CaO>BaO

C.CaO>BaO>KCl>NaCl　　　　　

D.CaO>BaO>NaCl>KCl

11.如图L3-4-5是氯化铯晶体的晶胞（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acm,氯化铯的摩尔质量为Mg·mol-1,NA为阿伏伽德罗常数的值,则氯化铯晶体的密度是（　　）

图L3-4-5

A.g/cm3

B.g/cm3

C.

g/cm3

D.

g/cm3

12.有下列八种晶体:

A.水晶;B.固体乙醇;C.氧化镁;D.白磷;

E.晶体氩;F.氯化铵;G.铝;H.晶体硼。

用序号回答下列问题:

（1）属于原子晶体的化合物是　　　　,直接由原子构成的晶体是　　　　　　　　,直接由原子构成的分子晶体是　　　　　　　　。

（2）由极性分子构成的晶体是　　　　,含有配位键的离子晶体是　　　　,属于分子晶体的单质是　　　　。

（3）在一定条件下能导电并发生化学变化的是　　　　。

受热熔化后化学键不发生变化的是　　　　。

13.氟化钙材料具有良好的透光性和较低的折射率,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L3-4-6

（1）每个晶胞实际有　　　　个Ca2+和　　　　个F-。

（2）氟化钙晶体可看作Ca2+按　　　　　　堆积排列,F-填入Ca2+堆积的部分空隙中。

每个Ca2+周围有　 个F-,而每个F-周围有　　　　个Ca2+,每个F-周围与其距离最近的F-的数目是　　　　。

14.如图L3-4-7,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。

图L3-4-7

（1）请将其中代表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。

（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　　　　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　　　　,即　　　　　　　　　　　（填计算式）;Na+的个数等于　　　　,即　　　　　　　　　　　　（填计算式）。

（4）设NaCl的摩尔质量为Mrg·mol-1,食盐晶体的密度为ρg·cm-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子中心间的距离为　　　　cm。

15.已知A、B、C、D、E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3个未成对电子;A与B可形成离子化合物B3A2;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D原子核外的M层中有两对成对电子;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满。

请根据以上信息,回答下列问题:

（答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）

（1）比E核外电子数少5的元素的原子核外电子排布式是　　　　　　,A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　。

（2）B的氯化物的熔点远高于C的氯化物的熔点,理由是　　　　　。

（3）A的氢化物属于　　　　（填“极性”或“非极性”）分子,D的低价氧化物分子的空间构型是　　　　。

（4）A、E形成的某种化合物的晶胞结构如图L3-4-8所示,则其化学式为　　　　（每个球均表示1个原子）。

图L3-4-8

16.[2017·湖北武汉武昌区调研]铁及其氧化物是日常生产生活中应用广泛的材料。

请回答下列问题:

（1）基态铁原子的价电子排布图为　。

（2）铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+　　（填“大于”或“小于”）Fe3+,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,N的结构式为　　　　　（标出配位键）,空间构型为　　　　　　,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　 （任写两种）。

（4）金属铁晶体中原子采用　　　　　　堆积,铁晶体的空间利用率为　　　　　　（用含π的式子表示）。

（5）某种离子型铁的氧化物晶胞如图L3-4-9所示,它由A、B方块组成。

则该氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为　　　　　　　（填最简整数比）;已知该晶体的密度为dg/cm3,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶胞参数a为　　　　（用含d和NA的代数式表示）nm。

图L3-4-9

第四节　离子晶体

1.D

2.B　[解析]氯化钠晶体中每个Na+周围距离相等且紧邻的Na+共有12个,B项错误。

3.C　4.C

5.A　[解析]1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体释放出的能量为氯化钠晶体的晶格能。

6.B　[解析]由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞结构可知:

A为ZnS的晶体结构,C、D为CsCl的晶体结构,只有B为NaCl的晶体结构。

7.D　[解析]氯化钠晶体中,距Na+最近的Cl-是6个,即钠离子的配位数是6,6个氯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×=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,碳原子与碳碳键的个数比为1∶2,C正确;该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4,D错误。

8.C　[解析]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+周围距离最近且等距离的

有4个,而不是6个,A项错误;

与F2不是等电子体,B项错误;6.4gCaC2的物质的量为0.1mol,则含阴离子为0.1mol,C项正确;与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+为4个,D项错误。

9.A　[解析]晶胞中Xn+的数目为12×=3,N3-的数目为8×=1,则晶胞所示物质的化学式为X3N,根据化学式中化合价代数和为0,知n=1。

10.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+;阴离子半径大小顺序为Cl->O2-,比较可得只有D项是正确的。

11.C　[解析]1个氯化铯晶胞有1个Cs+和1个Cl-,1mol氯化铯的体积为NAa3cm3,故氯化铯晶体的密度为

g/cm3。

12.

（1）A　AEH　E　

（2）B　F　DE　（3）CF　BD

13.

（1）4　8　

（2）面心立方　8　4　6

[解析]

（1）Ca2+占据晶胞中8个顶点、6个面心的位置,故Ca2+的个数为8×+6×=4,F-全部在晶胞内,完全属于该晶胞,含有8个F-。

（2）由晶胞的结构可知,每个Ca2+周围有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F-与其距离最近。

14.

（1）（答案不唯一,合理即可）

（2）12

（3）4　12×+1=4　4　8×+6×=4[答案不唯一,只要与第

（1）问对应即可]

（4）

·

[解析]

（2）从体心Na+看,与它最接近的且距离相等的Na+共有12个。

（4）设Cl-与Na+的最近距离为acm,则两个最近的Na+间的距离为

acm,又·NA=Mr,即a=

。

所以Na+间的最近距离为

·

cm。

15.

（1）1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）　Al

（2）MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体

（3）极性　V形　（4）CuN3

[解析]A原子核外有3个未成对电子,可以推断A为N或P;A与B可形成离子化合物B3A2,可以推断A为N,B为Mg;C元素是地壳中含量最高的金属元素,即Al;D原子核外的M层中有两对成对电子,可以推断D为S;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满,可以推断E为Cu,Cu的核外电子数为29,比其核外电子数少5的是Cr。

16.

（1）

（2）小于　Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半满状态较稳定

（3）[

]+　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

[解析]

（1）基态铁原子的价电子排布图为

。

（2）铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+小于Fe3+,原因是Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半满状态较稳定。

（3）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,N的结构式为[

]+,空间构型为正四面体形,其中氮原子的价层电子对数为4,杂化方式为sp3杂化;Cl

是5个原子、32个价电子的离子,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。