《離子晶體》練習課時演練·促提升A組1.僅由下列各組元素所組成的化合物,不可能形成離子晶體的是()、O、S 、H、O、Cl、O 、N、Cl解析:強堿、活潑金屬氧化物、絕大多數鹽等是離子晶體。B項如NaOH、C項如KClO、D項如NH4Cl。答案:A2.下列變化過程中需克服相同類型作用力的是()A.碘和干冰的升華B.硅和C60的熔化C.氯化氫和氯化鈉的溶解D.溴和汞的汽化解析:A選項中兩物質均屬于分子晶體,升華過程中需克服范德華力,正確;B選項,硅屬于原子晶體,熔化過程中需破壞共價鍵,C60屬于分子晶體,熔化過程中需克服范德華力;C選項,HCl溶解過程中需破壞共價鍵,NaCl溶解過程中需破壞離子鍵;D選項,溴、汞的汽化分別克服范德華力、破壞金屬鍵。答案:A3.下列排序正確的是()A.酸性:H2CO3<C6H5OH<CH3COOHB.堿性:Ba(OH)2<Ca(OH)2<KOHC.熔點:MgBr2<SiCl4<BND.沸點:PH3<NH3<H2O解析:A項中H2CO3的酸性大于C6H5OH;B項中Ba(OH)2的堿性強于Ca(OH)2;C項中MgBr2為離子晶體,熔點大于分子晶體SiCl4。答案:D4.下列敘述中正確的是()分子內含有極性鍵,所以CO2分子是極性分子B.分子晶體、原子晶體中一定含有共價鍵,離子晶體中一定含有離子鍵C.氣態氫化物的穩定性:NH3>PH3>AsH3D.某非金屬元素從游離態變成化合態時,該元素一定被還原解析:CO2分子內含極性鍵,但分子為直線形分子,是非極性分子,A項錯誤;稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體,由單原子分子構成,不存在化學鍵,B項錯誤;非金屬元素由游離態變為化合態,可能發生氧化反應(C→CO2),也可能發生還原反應(Cl2→Cl-),D項錯誤。答案:C5.通常情況下,氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結構分別如圖所示:下列關于這些晶體結構和性質的敘述不正確的是()A.同一主族的元素與另一相同元素所形成的化學式相似的物質不一定具有相同的晶體結構B.氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結構,它們具有相似的物理性質C.二氧化碳晶體是分子晶體,其中不僅存在分子間作用力,而且也存在共價鍵D.在二氧化硅晶體中,平均每個Si原子形成4個Si—O共價單鍵解析:SiO2和CO2的化學式相似,但其晶體結構不同,A項正確;二氧化碳為分子晶體,因此分子間存在分子間作用力,而分子內部碳原子和氧原子間形成共價鍵,氯化鈉和氯化銫為離子晶體,所以物理性質不同,B項不正確,C項正確。根據二氧化硅的結構可判斷D項正確。答案:B6.已知硅酸鹽和石英的晶格能如下表:硅酸鹽礦物和石英晶格能/(kJ·mol-1)橄欖石4400輝石4100角閃石3800云母3800長石2400石英2600回答下列問題:(1)橄欖石和云母晶出的順序是。(2)石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出的原因是。(3)推測云母和橄欖石的熔點順序為,硬度大小為。解析:由晶出規則可知,晶格能越大,越先晶出,故橄欖石先晶出,云母后晶出;因為石英的晶格能較低,此外也與它不容易在巖漿中達到飽和濃度有關,只有當各種金屬離子以硅酸鹽形式析出后,石英的濃度才達到飽和,故石英晶體最后晶出;云母的熔點低于橄欖石的熔點,云母的硬度低于橄欖石的硬度。答案:(1)橄欖石先晶出,云母后晶出(2)石英的晶格能較低,此外也與它不容易在巖漿中達到飽和濃度有關,只有當各種金屬離子以硅酸鹽形式析出后,石英的濃度才達到飽和,故石英晶體最后晶出(3)云母低于橄欖石云母低于橄欖石7.某離子晶體的晶胞結構如圖所示。回答下列問題:(1)晶體中每個Y同時吸引著個X,每個X同時吸引著個Y。(2)晶體中在每個X周圍與它最近且距離相等的X共有個。(3)設該晶體的摩爾質量為Mg·mol-1,晶胞密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數的值為NA,則晶體中兩個最近的X間的距離為cm。解析:此晶胞初看比較復雜,若將X、Y分開來看,X在晶胞中的位置類同NaCl中的Na+或Cl-,如圖(a)。體內8個Y分別位于每個小立方體的中心,如圖(b)。(1)從圖(b)知,每個Y同時吸引著4個X,為方便觀察,根據晶胞與晶體的關系,不難想象圖(a)與圖(c)是等效的,所以由圖(c)中心的X與圖(b)中Y的關系知,每個X同時吸引著8個Y。(2)從圖(c)中心的X來看,與它最近且距離相等的X處于平面四邊形的對角線上,共有12個。(3)因晶胞內X的個數為8×+6×=4,Y的個數為8,即有4個XY2(或Y2X)。故其物質的量為mol,質量為g。設晶胞邊長為acm,晶體中最近的兩個X間的距離為lcm;由m=ρa3和l=得:l=(cm)。答案:(1)48(2)12(3)8.銅單質及其化合物在很多領域有重要的用途,如金屬銅用來制造電線電纜,五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2+的核外電子排布式為。(2)下圖是銅的某種氧化物的晶胞結構示意圖,可確定該晶胞中陰離子的個數為。(3)膽礬CuSO4·5H2O可寫成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其結構示意圖如圖:下列說法正確的是(填字母)。A.在上述結構示意圖中,所有氧原子都采用sp3雜化B.在上述結構示意圖中,存在配位鍵、共價鍵和離子鍵C.膽礬是分子晶體,分子間存在氫鍵D.膽礬中的水在不同溫度下會分步失去(4)往硫酸銅溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH3)2]2+配離子。已知NF3與NH3的空間構型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是。(5)Cu2O的熔點比Cu2S的(填“高”或“低”),請解釋原因。解析:(2)用均攤法可知含陰離子數為8×+4×+2×+1=4。(3)端點的原子不雜化,而圖示結構的SO4單元中含有端點氧原子,所以A項不正確。銅離子與S之間存在離子鍵,B項正確。膽礬是離子晶體,C項不正確。由圖結構可知,膽礬中有1個水分子與其他粒子靠氫鍵結合,易失去,有4個水分子與Cu2+以配位鍵結合,較難失去,所以D項正確。(4)對比NH3與NF3結構可知,F的電負性比N大,N—F成鍵電子對向F偏移,使NF3中N原子上顯正電性,難以形成配位鍵。答案:(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)4(3)BD(4)F的電負性比N大,N—F成鍵電子對向F偏移,導致NF3中N原子核對其孤對電子的吸引能力增強,難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子(5)高Cu2O與Cu2S相比,陽離子相同,陰離子所帶的電荷數也相同,但O2-半徑比S2-半徑小,所以Cu2O的晶格能更大,熔點更高B組1.下列性質中,可證明某晶體是離子晶體的是()A.易溶于水B.晶體不導電,熔化時能導電C.熔點較高D.晶體不導電,水溶液能導電解析:A項,離子晶體易溶于水,許多分子晶體也易溶于水,故錯誤;C項,有的金屬晶體的熔點也較高,故錯誤;D項,許多離子晶體、分子晶體的水溶液都能導電,故錯誤。常溫下固態不導電,但熔融狀態能導電的只有離子晶體,故只有B項正確。答案:B2.離子晶體一般不具有的特征是()A.熔點較高,硬度較大B.易溶于水而難溶于有機溶劑C.固體時不能導電D.離子間距離較大,其密度較小解析:離子晶體的結構決定著離子晶體具有一系列特性,這些特性包括A、B、C三項;而離子間的距離取決于離子半徑的大小及晶體的密堆積形式等。答案:D3.下列有關晶格能的敘述正確的是()A.晶格能是氣態離子形成1mol離子晶體吸收的能量B.晶格能通常取正值,但是有時也取負值C.晶格能越大,形成的離子晶體越穩定D.晶格能越大,物質的硬度反而越小解析:晶格能是氣態離子形成1mol離子晶體釋放的能量,故A項錯誤;晶格能通常取正值,而不取負值,故B項錯誤;晶格能越大,形成的離子晶體越穩定,物質的硬度越大,故C項正確,D項錯誤。答案:C4.離子晶體熔點的高低取決于晶格能的大小,下列物質的熔點不是由大到小排列的是()>NaCl>NaBr>NaI>Na2S>NaCl>NaI>CaCl2>MgCl2>AlCl3>CaCO3>SrCO3>BaCO3解析:晶格能的大小與離子晶體的離子半徑和所帶的電荷數有關。A項,F-、Cl-、Br-、I-的離子半徑依次增大,故其熔點依次降低,即晶格能按由大到小的順序排列;同理可得出B項、D項的晶格能均按由大到小的順序排列。C項,因為Ca2+的離子半徑大于Mg2+離子半徑,故晶格能大小為MgCl2>CaCl2,則C項明顯錯誤。答案:C5.下面是從NaCl或CsCl晶體結構中分割出來的部分結構圖,其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結構圖是()A.①和③ B.②和③C.①和④ D.④解析:NaCl晶體是簡單立方體結構,每個Na+周圍有6個Cl-,每個Cl-周圍有6個Na+;與每個Na+等距離的Cl-有6個,且構成正八面體,同理,與每個Cl-等距離的6個Na+也構成正八面體,由此可知①和④是屬于NaCl晶體結構中分割出來的部分,故C項正確。答案:C6.某離子晶體的晶胞結構如圖所示。試求:(1)晶體中每個Y同時吸引著個X,每個X同時吸引著個Y,該晶體的化學式是。(2)晶體中在每個X周圍與它最近且距離相等的X共有個。(3)設該晶體的摩爾質量為Mg·mol-1,晶胞密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數為NA,則晶體中兩個最近的X間的距離為cm。解析:此晶胞初看比較復雜,若將X、Y分開來看,X在晶胞中的位置類同NaCl中的Na+或Cl-,如圖(a)。體內8個Y分別位于每個小立方體的中心,如圖(b)。根據(a)(b)圖,即可得出答案。答案:(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)7.金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。請回答下列問題:(1)Ni原子的核外電子排布式為。(2)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和78pm,則熔點NiO(填“<”或“>”)FeO。(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數分別為、。(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料,其晶胞結構示意圖如右圖所示。該合金的化學式為。(5)丁二酮肟常用于檢驗Ni2+:在稀氨水介質中,丁二酮肟與Ni2+反應可生成鮮紅色沉淀,其結構如下圖所示。①該結構中,碳碳之間的共價鍵類型是σ鍵,碳氮之間的共價鍵類型是,氮鎳之間形成的化學鍵是;②該結構中,氧氫之間除共價鍵外還可存在;③該結構中,碳原子的雜化軌道類型有。解析:(2)晶格能與離子半徑有關,其他因素相同時,離子半徑越大,晶格能越小。(3)由信息可知NiO晶體結構與氯化鈉晶體結構相似,所以Ni和O的配位數均為6。(4)La在8個頂點,所以La的數目為=1;Ni有4個位于面心,有一個位于體心,有4個在上、下兩個面上,所以Ni的數目為+1=5。(5)①碳、氮原子之間為雙鍵,所以有一個σ鍵和一個π鍵;③有的碳原子與其他3個原子結合,屬于sp2雜化,有的碳原子與其他4個原子結合,屬于sp3雜化。答案:(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)>(3)66(4)LaNi5(5)①σ鍵、π鍵配位鍵②氫鍵③sp2雜化、sp3雜化8.晶胞是晶體中最小的重復單位,數目巨大的晶胞無隙并置構成晶體。NaCl晶體是一個正六面體(如圖一)。我們把陰、陽離子看成不等徑的圓球,并彼此相切(已知a為常數)。圖一圖二請計算下列問題:(1)每個晶胞平均分攤個Na+,個Cl-。(2)NaCl晶體中陰、陽離子的最短距離為(用a表示)。(3)NaCl晶體為“巨分子”,在高溫下(≥1413℃時)晶體轉