高中化學(xué)人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)業(yè)分層測評13

學(xué)業(yè)分層測評(十三)離子晶體(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標(biāo)]1．下列性質(zhì)中，可以證明某化合物形成的晶體是離子晶體的是()A．可溶于水B．具有較高的熔點C．水溶液能導(dǎo)電D．固體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電【解析】某些分子晶體可溶于水，其水溶液也能導(dǎo)電，如HCl等，故A、C不能證明；原子晶體一般也具有較高的熔點，B不能證明；固體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的晶體是離子晶體，不是分子晶體或原子晶體，故D可以證明。【答案】D2．金屬晶體和離子晶體是重要晶體類型。下列關(guān)于它們的說法中正確的是()A．金屬晶體和離子晶體都能導(dǎo)電B．在鎂晶體中，1個Mg2＋只與2個價電子存在強烈的相互作用C．金屬晶體和離子晶體都可采取“密置堆積”方式，原子晶體都可采取“非密置堆積”方式D．金屬晶體和離子晶體中分別存在金屬鍵和離子鍵等相互作用，很難斷裂，因而都具有延展性【解析】離子晶體中的離子不是自由移動的離子，不能導(dǎo)電，A項錯誤；鎂晶體中的自由電子被整個晶體所共有，不屬于某個Mg2＋，B項錯誤；離子晶體不具有延展性，D項錯誤。【答案】C3．分析下列各物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其固態(tài)屬于離子晶體的是()A．碳化鋁，黃色晶體，熔點2200℃B．溴化鋁，無色晶體，熔點98℃C．五氧化二釩，無色晶體，熔點19.5℃，易溶于乙醇、氯仿D．溴化鉀，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導(dǎo)電【解析】A項中熔點很高且熔融態(tài)不導(dǎo)電，推斷為原子晶體；D項中熔融時或溶于水中都能導(dǎo)電，為離子晶體；B、C項為分子晶體的性質(zhì)。【答案】D4．AB、CD、EF均為1∶1型離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)判斷它們的熔點由高至低的順序是()ABCDEF離子電荷數(shù)112鍵長(10－10m＞AB＞EF B．AB＞EF＞CDC．AB＞CD＞EF D．EF＞AB＞CD【解析】離子所帶電荷數(shù)越多，鍵長越短，則離子鍵越強，晶體的熔點越高，EF化合物的鍵長短，電荷多?！敬鸢浮緿5．螢石(CaF2)是一種難溶于水的固體。下列實驗事實能說明CaF2一定是離子晶體的是()A．CaF2難溶于水，其水溶液的導(dǎo)電性極弱B．CaF2的熔點較高，硬度較大C．CaF2固體不導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電D．CaF2在有機溶劑(如苯)中的溶解度極小【解析】固態(tài)不導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)下是否導(dǎo)電是判斷其是否為離子晶體的重要依據(jù)。【答案】C6．CaO晶胞如圖所示，其中Ca2＋的配位數(shù)為()A．4 B．6C．8 D．12【解析】根據(jù)CaO晶胞圖示，可知與Ca2＋相近的O2－為2×3＝6個?！敬鸢浮緽7．CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示)，但CaC2晶體中由于啞鈴形Ceq\o\al(2－,2)的存在，使晶胞沿一個方向拉長。則關(guān)于CaC2晶體的描述不正確的是()A．CaC2晶體的熔點較高、硬度也較大B．與Ca2＋距離相同且最近的Ceq\o\al(2－,2)構(gòu)成的多面體是正六面體C．與Ca2＋距離相同且最近的Ceq\o\al(2－,2)有4個D．如圖的結(jié)構(gòu)中共含有4個Ca2＋和4個Ceq\o\al(2－,2)【解析】CaC2晶體屬于離子晶體，故有較高的熔點和較大的硬度，A正確；因為晶胞沿一個方向拉長，故和Ca2＋距離相同且最近的Ceq\o\al(2－,2)只有4個(與拉長方向垂直的同一面上)，構(gòu)成的是正方形，B錯；以Ca2＋為中心，與之等距離且最近的是同一平面上的4個Ceq\o\al(2－,2)，C正確；該晶胞中含有Ca2＋的個數(shù)＝12×eq\f(1,4)＋1＝4，含有Ceq\o\al(2－,2)的個數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，D正確?！敬鸢浮緽8．鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體，結(jié)構(gòu)如圖所示，有關(guān)說法不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：90990089】A．該晶體屬于離子晶體B．晶體的化學(xué)式為Ba2O2C．該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相似D．與每個Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個【解析】Ba2＋位于頂點和面心，共有eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4；Oeq\o\al(2－,2)位于體心和棱上，共有1＋eq\f(1,4)×12＝4，故鋇在氧氣中燃燒時得到BaO2。【答案】B9．如圖是NaCl晶體的一個晶胞。KO2的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用Oeq\o\al(－,2)代替，則下列對于KO2晶體結(jié)構(gòu)的描述錯誤的是()A．與K＋距離相等且最近的Oeq\o\al(－,2)共有6個B．與K＋距離相等且最近的Oeq\o\al(－,2)構(gòu)成的多面體是正八面體C．與K＋距離相等且最近的K＋有6個D．一個KO2晶胞中的K＋和Oeq\o\al(－,2)粒子數(shù)均為4個【解析】在晶體中K＋的配位數(shù)是6，A正確；在晶體中與K＋距離相等且最近的Oeq\o\al(－,2)有6個，能構(gòu)成正八面體，B正確；與K＋距離相等且最近的K＋有12個，C錯；由已知“KO2的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用Oeq\o\al(－,2)代替”，結(jié)合NaCl晶胞中的微粒數(shù)可知，D正確?！敬鸢浮緾10．如圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu)，請回答下列問題：【導(dǎo)學(xué)號：90990090】(1)代表金剛石的是________(填編號字母，下同)，其中每個碳原子與________個碳原子最近且距離相等。金剛石屬于________晶體。(2)代表石墨的是________，每個正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為________個。(3)代表NaCl的是________，每個Na＋周圍與它最近且距離相等的Na＋有________個。(4)代表CsCl的是________，它屬于________晶體，每個Cs＋與________個Cl－緊鄰。(5)代表干冰的是________，它屬于________晶體，每個CO2分子與________個CO2分子緊鄰。(6)已知石墨中碳碳鍵的鍵長比金剛石中碳碳鍵的鍵長短，則上述五種物質(zhì)熔點由高到低的排列順序為：________________________________________________________________________。【解析】根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu)特點來辨別圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶體是立方體結(jié)構(gòu)，每個Na＋與6個Cl－緊鄰，每個Cl－又與6個Na＋緊鄰，每個Na＋周圍與它最近且距離相等的Na＋有12個。CsCl晶體由Cs＋、Cl－構(gòu)成立方體結(jié)構(gòu)，但Cs＋組成的立方體中心有1個Cl－，Cl－組成的立方體中心又鑲?cè)胍粋€Cs＋，每個Cl－與8個Cs＋緊鄰，每個Cs＋與8個Cl－緊鄰。干冰也是立方體結(jié)構(gòu)，但在立方體的每個正方形面的中央都有一個CO2分子，稱為“面心立方”，每個CO2分子與12個CO2分子緊鄰。金剛石的基本結(jié)構(gòu)單元是正四面體，每個碳原子緊鄰4個其他碳原子。石墨的片層結(jié)構(gòu)由正六邊形結(jié)構(gòu)組成，每個碳原子緊鄰另外3個碳原子，即每個正六邊形占有1個碳原子的eq\f(1,3)，所以平均每個正六邊形占有的碳原子數(shù)是6×eq\f(1,3)＝2個。離子晶體的熔點由其離子鍵的強弱決定，由于半徑Na＋＜Cs＋，所以熔點NaCl＞CsCl。石墨雖為混合型晶體，但粒子間作用力有范德華力、共價鍵，若要熔化，不僅要破壞范德華力，還要破壞共價鍵，且石墨中碳碳鍵的鍵長比金剛石中碳碳鍵的鍵長短，所以石墨中碳碳鍵的鍵能比金剛石中碳碳鍵的鍵能大，則石墨的熔點比金剛石的熔點要高?！敬鸢浮?1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C離子8(5)B分子12(6)石墨＞金剛石＞NaCl＞CsCl＞干冰11．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：－83NaCl：801硅晶體：1410Na：98HCl：－115KCl：776硼晶體：2300K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1723Rb：39HI：－51CsCl：645據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號)。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點反常是由于________________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號)。①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為：NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因解釋為：___________________________________________________________?！窘馕觥客ㄟ^讀取表格中數(shù)據(jù)先判斷出晶體的類型及晶體的性質(zhì)，應(yīng)用氫鍵解釋HF的熔點反常，利用晶格能的大小解釋離子晶體熔點高低的原因。【答案】(1)原子共價鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)②④(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷相同的情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點就越高12．氟化鈣材料具有良好的透光性和較低的折射率，可用做紫外和紅外光學(xué)元件、不可見光譜范圍內(nèi)的消色差鏡頭。如圖為氟化鈣晶胞，其中小球代表Ca2＋，大球代表F－。(1)每個晶胞實際含有________個Ca2＋和________個F－。(2)氟化鈣晶體可以看作Ca2＋按__________堆積排列，F(xiàn)－填入Ca2＋堆積的部分空隙中。每個Ca2＋周圍有__________個F－，而每個F－周圍有_________個Ca2＋，每個F－周圍與其距離最近的F－的數(shù)目是________。【解析】(1)Ca2＋占據(jù)晶胞中8個頂角、6個面心的位置，故Ca2＋的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個，F(xiàn)－在晶胞內(nèi)，完全屬于該晶胞，含有8個F－。(2)由晶胞的結(jié)構(gòu)可知，每個Ca2＋周圍有8個F－，而每個F－周圍有4個Ca2＋。【答案】(1)48(2)面心立方846[能力提升]13．在普通陶瓷中添加氧化鋁，在加壓條件下燒至2100℃左右到高致密氧化鋁陶瓷，堪稱“點石成金”之妙。某氧化鋁陶瓷晶體中含有X、Y、Z三種元素，其晶胞如圖所示，則三種原子的原子個數(shù)比為()A．1∶3∶1 B．2∶1∶6C．4∶8∶1 D．8∶12∶1【解析】由于晶胞是最小的重復(fù)單元，晶胞向三維空間延伸就形成宏觀的晶體，晶胞不是單獨的晶體，因此在計算時常用“切割法”進行。在圖中所示的晶胞中，X原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Y原子個數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，Z原子的個數(shù)為1，所以X、Y、Z三種原子的個數(shù)比為1∶3∶1?！敬鸢浮緼14．已知CsCl晶體的密度為ρg/cm3，NA為阿伏加德羅常數(shù)，相鄰的兩個Cs＋的核間距為acm(如圖所示)，則CsCl的相對分子質(zhì)量可以表示為()A．NA·a3·ρ B．eq\f(NA·a3·ρ,6)\f(NA·a3·ρ,4) D．eq\f(NA·a3·ρ,8)【解析】由CsCl晶體的晶胞可以看出，每個晶胞中平均含有1個Cs＋、1個Cl－，在該晶胞中，邊長為相鄰兩個Cs＋的核間距離(acm)，若CsCl的相對分子質(zhì)量用M表示，則有M＝NA·ρ·a3?！敬鸢浮緼15．已知某離子晶體晶胞如圖所示，其摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，晶體的密度為dg/cm3。【導(dǎo)學(xué)號：90990091】下列說法中正確的是()A．晶體晶胞中陰、陽離子的個數(shù)都為1B．晶體中陰、陽離子的配位數(shù)都是4C．該晶胞可能是NaCl的晶胞D．該晶體中兩個距離最近的陽離子的核間距為eq\r(3,\f(4M,NA·d))cm【解析】A項用均攤法分析，晶體晶胞中陰、陽離子的個數(shù)都為4；B項中陰、陽離子的配位數(shù)都是6；C項該晶胞為面心立方晶胞，符合NaCl晶胞的特征，根據(jù)氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)圖進行計算：設(shè)晶胞邊長為acm，則兩個距離最近的陽離子的核間距離為eq\f(\r(2),2)acm,4×M＝NA·a3cm3·dg/cm3，可求出a，進而求得核間距，D項錯誤?！敬鸢浮緾16．在離子晶體中，陰、陽離子按一定規(guī)律在空間排列，如圖(左)就是NaCl的晶體結(jié)構(gòu)。在離子晶體中，陰、陽離子具有或接近具有球?qū)ΨQ的電子云，它們可以被看成是不等徑的剛性圓球彼此相切，如圖(中)所示。離子鍵的鍵長是相鄰陰、陽離子的半徑之和，如圖(右)所示。已知a為常數(shù)。試回答下列問題：(1)在NaCl晶體中，每個Na＋同時吸引____個Cl－，而Na＋數(shù)目與Cl－數(shù)目之比為______。(2)NaCl晶體離子鍵的鍵長為________。(3)Na＋半徑與Cl－半徑之比eq\f(r＋,r－)＝________(已知eq\r(2)＝，eq\r(3)＝，eq\r(5)＝。(4)NaCl晶體中不存在分子，但溫度達到1