高中化學(xué) 專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 3.2 離子鍵 離子晶體練習(xí) 蘇教版選修3

1、3.2離子鍵 離子晶體一、選擇題1.(2015·宜昌高二檢測)下列敘述中錯誤的是()a.鈉原子和氯原子作用生成nacl后,其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強b.在氯化鈉晶體中,除氯離子和鈉離子的靜電吸引作用外,還存在電子與電子、原子核與原子核之間的排斥作用c.任何離子鍵在形成的過程中必定有電子的得與失d.鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉后,體系能量降低【解析】選c。活潑的金屬元素原子和活潑的非金屬元素原子之間形成離子化合物,陽離子和陰離子均達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),這樣體系的能量降低,其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強,故a、d正確。離子鍵的形成只有陰、陽離子間的靜電作用,并不一定發(fā)生電子的得與失,如na+與oh-結(jié)合成naoh?！狙a償

2、訓(xùn)練】為了確定sbcl3、sbcl5、sncl4是否為離子化合物,可以進行下列實驗,其中合理、可靠的是()a.觀察常溫下的狀態(tài),sbcl5是蒼黃色液體,sncl4為無色液體。結(jié)論:sbcl5和sncl4都是離子化合物b.測定sbcl3、sbcl5、sncl4的熔點依次為73.5、2.8、-33。結(jié)論:sbcl3、sbcl5、sncl4都不是離子化合物c.將sbcl3、sbcl5、sncl4溶解于水中,滴入hno3酸化的agno3溶液,產(chǎn)生白色沉淀。結(jié)論:sbcl3、sbcl5、sncl4都是離子化合物d.測定sbcl3、sbcl5、sncl4的水溶液的導(dǎo)電性,發(fā)現(xiàn)它們都可以導(dǎo)電。結(jié)論:sbcl

3、3、sbcl5、sncl4都是離子化合物【解析】選b。離子化合物一般熔點較高,熔化后可導(dǎo)電;分子晶體溶于水后也可以發(fā)生電離而導(dǎo)電,如hcl溶于水電離產(chǎn)生cl-,能與hno3酸化的agno3溶液反應(yīng),產(chǎn)生白色沉淀,故a、c、d都不可靠。2.(2015·四平高二檢測)下列熱化學(xué)方程式中,能直接表示出氯化鈉晶體晶格能的是()a.na+(g)+cl-(g)nacl(s)hb.na(s)+cl2(g)nacl(s)h1c.na(s)na(g)h2d.na(g)-e-na+(g)h3【解析】選a。1 mol氣態(tài)鈉離子和1 mol氣態(tài)氯離子結(jié)合生成1 mol氯化鈉晶體釋放出的能量為氯化鈉晶體的晶格

4、能。3.(雙選)下列有關(guān)晶體的說法中不正確的是()a.在nacl晶體中,na+的配位數(shù)為8b.在nacl晶體中,每個晶胞平均占有4個na+c.在cscl晶體中,每個晶胞平均占有8個cs+d.銅晶體為面心立方堆積,銅原子的配位數(shù)(距離一個銅原子最近的其他銅原子的個數(shù))為12【解析】選a、c。nacl晶體中,na+的配位數(shù)是6,在cscl晶體中,每個晶胞平均占有1個cs+?！狙a償訓(xùn)練】如圖,在氯化鈉晶胞中,與每個na+等距離且最近的幾個cl-所圍成的立體構(gòu)型為()a.十二面體b.正八面體c.正六面體d.正四面體【解析】選b。選取晶胞中心的鈉離子為標(biāo)準(zhǔn),可以看到,與其等距離且最近的幾個cl-所圍成的

5、是正八面體。4.下列說法正確的是()a.離子鍵就是使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電引力b.所有金屬與所有非金屬原子之間都能形成離子鍵c.在alcl3中al3+與cl-間存在離子鍵,三個氯離子間不存在離子鍵d.含有離子鍵的化合物一定是離子化合物【解析】選d。a中應(yīng)為靜電作用;b中某些金屬與非金屬原子之間形成共價鍵;alcl3是共價化合物,不存在離子鍵。5.(2015·淮安高二檢測)下列性質(zhì)適合于離子晶體的是()熔點1 070,易溶于水,水溶液能導(dǎo)電熔點10.31,液態(tài)不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電能溶于cs2,熔點112.8,沸點444.6熔點97.81,質(zhì)軟,導(dǎo)電,密度0.97 g·c

6、m-3熔點-218,難溶于水熔點3 900,硬度很大,不導(dǎo)電難溶于水,固體時導(dǎo)電,升溫時導(dǎo)電能力減弱難溶于水,熔點高,固體不導(dǎo)電,熔化時導(dǎo)電a.b.c.d.【解析】選a。離子晶體熔融時能導(dǎo)電,難溶于非極性溶劑,熔點較高、質(zhì)硬而脆,固體不導(dǎo)電,故均不符合離子晶體的特點;中熔點達3 900,硬度很大,應(yīng)是原子晶體。故只有符合題意。6.有一種藍色晶體可表示為mxfey(cn)6,經(jīng)x􀆼射線研究發(fā)現(xiàn),它的結(jié)構(gòu)特征是fe3+和fe2+互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點,而cn-位于立方體的棱上。其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示。下列說法正確的是()a.該晶體的化學(xué)式為m2fe2(cn)6

7、b.該晶體屬于離子晶體,m呈+1價c.該晶體屬于離子晶體,m呈+2價d.晶體中與每個fe3+距離最近且等距離的cn-為3個【解析】選b。由題圖可推出,晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元中含fe2+個數(shù)為4=,含fe3+個數(shù)也為,cn-的個數(shù)為12=3,因此陰離子的化學(xué)式為fe2(cn)6-,則該晶體的化學(xué)式只能為mfe2(cn)6,由陰、陽離子形成的晶體為離子晶體知,m的化合價為+1價,故a錯,b對。由題圖可看出與每個fe3+距離最近且相等的cn-為6個。7.有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖。圖中代表陽離子m,代表陰離子n,則化學(xué)式為mn2的晶體結(jié)構(gòu)為()【解析】選b。a的化學(xué)式為mn,c的化學(xué)式為mn

8、,d的化學(xué)式為m4n。【方法規(guī)律】利用均攤法計算晶胞中微粒的個數(shù)立方晶胞中,位于晶胞頂點的粒子,對晶胞的貢獻為;位于晶胞棱上的粒子對晶胞的貢獻為;位于面上的粒子對晶胞的貢獻為;位于晶胞內(nèi)的粒子屬于該晶胞。8.下列大小關(guān)系正確的是()a.晶格能:nacl<nabr b.硬度:mgo>caoc.熔點:nai>nabr d.熔、沸點:co2>nacl【解析】選b。a項中陽離子相同,溴離子半徑大于氯離子,因此nabr的晶格能小于nacl,a錯;b項陰離子相同,鎂離子半徑小于鈣離子,故mgo的晶格能較大,硬度較大,b正確;c項陽離子相同,溴離子半徑小于碘離子,故nabr的晶格能較

9、大,熔點較高,c錯;d項二氧化碳常溫下是氣體,而nacl常溫下是固體,熔、沸點較高的是nacl,d錯。9.(2015·湖州高二檢測)食鹽晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。已知食鹽的密度為g·cm-3,摩爾質(zhì)量為mg·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)為na,則在食鹽晶體中na+和cl-的間距大約是()a. cm b. cmc. cm d. cm【解析】選b。食鹽晶胞中含有4個na+和4個cl-,每個晶胞的體積為4 cm3,設(shè)食鹽晶體里na+和cl-的間距為xcm,所以可得(2x)3=4,解得x=,則在食鹽晶體中na+和cl-的間距大約是cm。二、非選擇題10.(2015·

10、;汕頭高二檢測)同類晶體物質(zhì)熔、沸點的變化是有規(guī)律的,試分析下列兩組物質(zhì)熔點規(guī)律性變化的原因:a組naclkclcscl熔點/k1 0741 049918b組namgal熔點/k317923933晶體熔、沸點的高低,取決于組成晶體微粒間的作用力的大小。(1)a組是晶體,晶體微粒之間通過相連,粒子之間的作用力由大到小的順序是。(2)b組晶體屬于晶體,外圍電子數(shù)由少到多的順序是,相應(yīng)離子半徑由大到小的順序是。金屬鍵強度由小到大的順序為?！窘馕觥?1)a組nacl、kcl、cscl為同一主族的氯化物且為離子化合物,故熔點與離子鍵的強弱有關(guān),離子鍵越弱,熔點越低。而na+、k+、cs+的離子半徑逐漸增

11、大,故na+與cl-、k+與cl-、cs+與cl-的離子鍵逐漸減弱,nacl、kcl、cscl的熔點依次降低。(2)b組中na、mg、al是金屬晶體且價電子數(shù)依次增多,離子半徑逐漸減小,因此金屬原子核對外層電子束縛能力越來越大,形成的金屬鍵越來越牢固,故熔點依次升高。答案:(1)離子離子鍵nacl>kcl>cscl(2)金屬na<mg<alna+>mg2+>al3+na<mg<al【補償訓(xùn)練】離子晶體溴化鈉、氯化鈉和氧化鎂的核間距和晶格能(部分)如下表所示:nabrnaclmgo離子的核間距/pm290276205晶格能/kj·mol-

12、17873 890(1)溴化鈉晶體比氯化鈉晶體晶格能(填“大”或“小”),主要原因是_。(2)氧化鎂晶體比氯化鈉晶體晶格能大,主要原因是_。(3)溴化鈉、氯化鈉和氧化鎂晶體中,硬度最大的是。工業(yè)制取單質(zhì)鎂時,往往電解的是氯化鎂而不是氧化鎂,主要原因是_?！窘馕觥坷秒x子晶體中離子的核間距、離子的電荷數(shù)與晶格能的關(guān)系,對離子晶體的物理性質(zhì)進行分析。晶格能越大,則離子晶體越穩(wěn)定,即熔、沸點越高。答案:(1)小nabr比nacl中離子的核間距大(2)氧化鎂晶體中的陰、陽離子的電荷數(shù)絕對值大,并且半徑小(3)氧化鎂(mgo)氧化鎂晶體比氯化鎂晶體晶格能大,熔點高,電解時消耗電能大11.(2015

13、83;貴陽高二檢測)銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要用途,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b族。cu2+的核外電子排布式為。(2)上圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,可確定該晶胞中陰離子的個數(shù)為。(3)cu2o的熔點比cu2s的(填“高”或“低”),請解釋原因。【解析】(2)由銅的氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)可知,氧原子有8個處于頂點位置,4個處于棱上,2個處于面上,1個處于體心,故一個晶胞中實際所擁有的氧原子個數(shù)為8+4+2+1=4。答案:(1)1s22s22p63s23p63d9(2)4(3)高cu2o與cu2s相比,陽離子相同、陰離子所帶電荷數(shù)也相同,但

14、o2-的半徑比s2-的小,所以cu2o的晶格能更大,熔點更高12.x、y、z、u為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,x、y、z 3種元素位于同一周期,其中基態(tài)y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),y和z的單質(zhì)可以通過分離液態(tài)空氣的方法大量制得,且xz2與y2z分子中含有的電子數(shù)相同。含u的化合物的焰色為紫色。試回答下列問題:(1)u單質(zhì)的原子堆積方式為,y的價電子排布式為。(2)化合物甲由z、u兩元素組成,其晶胞如圖所示。甲的化學(xué)式為。下列有關(guān)該晶體的說法中正確的是(選填選項字母)。a.每個晶胞中含有14個u+和13個z2-b.晶體中每個u+周圍距離最近的u+有6個c.該晶體屬于離子晶體甲的密度為ag

15、·cm-3,則晶胞的體積是m3(只要求列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值用na表示)。【解析】y和z的單質(zhì)可以通過分離液態(tài)空氣的方法大量制得,且基態(tài)y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),則y、z分別為n和o;xz2與y2z分子中含有的電子數(shù)相同,則x為c;含u的化合物的焰色為紫色,則u為k。(1)金屬鉀的晶體堆積方式為體心立方堆積。n的價電子排布式為2s22p3。(2)k+位于晶胞的頂點和面心,則晶胞中含有k+的個數(shù)為8+6=4個,o2-位于棱和體心位置,則晶胞中含有o2-的個數(shù)為12+1=4個,故化學(xué)式為ko2。每個晶胞中含有4個k+和4個o2-,a錯;晶體中k+周圍距離最近的k+有12個,b錯;ko2屬于離子晶體,c正確。根據(jù)公式a·v=(ko2)可得v=(ko2)= cm3=10