2024-2025學年新教材高中化學第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)4離子晶體課時評價含解析新人教版選擇性必修第二冊

PAGE11-離子晶體(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分)1.(2024·吉林高二檢測)下列敘述正確的是 ()A.離子晶體中,只存在離子鍵,不行能存在其他化學鍵B.原子晶體中,只存在共價鍵;稀有氣體的原子能形成分子晶體C.NaHSO4、Na2O晶體中的陰、陽離子個數(shù)比均為1∶2D.陰、陽離子通過靜電引力而形成的化學鍵叫離子鍵【解析】選B。離子晶體中,肯定存在離子鍵,可能存在其他化學鍵,如NaOH中含有離子鍵和共價鍵,A錯誤;原子晶體中,原子間以共價鍵結(jié)合,因此只存在共價鍵;而稀有氣體的原子是穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此一個原子就是一個分子,能形成分子晶體,B正確;NaHSO4晶體中的陽離子是Na+,陰離子是HS,晶體中的陰、陽離子個數(shù)比為1∶1,C錯誤;陰、陽離子通過靜電作用而形成的化學鍵叫離子鍵,靜電作用包括靜電引力和靜電斥力,D錯誤。2.(2024·南京高二檢測)自然界中的CaF2又稱螢石,是一種難溶于水的固體,屬于典型的離子晶體。下列試驗肯定能說明CaF2是離子晶體的是 ()A.CaF2難溶于水,其水溶液的導電性極弱B.CaF2的熔、沸點較高,硬度較大C.CaF2固體不導電,但在熔融狀態(tài)下可以導電D.CaF2在有機溶劑(如苯)中的溶解度微小【解析】選C。A項,難溶于水,其水溶液的導電性極弱不肯定是離子晶體,如H2SiO3難溶于水、水溶液導電性極弱,但不是離子晶體;B項,熔、沸點較高,硬度較大不肯定是離子晶體,如SiO2等原子晶體熔、沸點較高,硬度較大;C項,固體不導電,但在熔融狀態(tài)下可以導電,說明構(gòu)成晶體的微粒為陰、陽離子,肯定屬于離子晶體;D項,在有機溶劑中的溶解度微小不肯定是離子晶體,如H2O等分子晶體在有機溶劑中溶解度也微小;答案選C。3.下表中列出了有關晶體的說明,錯誤的是 ()選項ABCD晶體名稱氯化鉀氬白磷(P4)燒堿構(gòu)成晶體微粒名稱陰、陽離子原子分子陰、陽離子晶體中存在的作用力離子鍵共價鍵、范德華力共價鍵、范德華力離子鍵、共價鍵【解析】選B。A.氯化鉀為離子晶體,構(gòu)成微粒為離子,構(gòu)成晶體粒子間的作用力為離子鍵,A正確;B.氬為單原子分子,原子間沒有共價鍵,B錯誤;C.白磷為分子晶體,構(gòu)成微粒為分子,分子內(nèi)原子之間以共價鍵結(jié)合,分子之間的作用力為范德華力,C正確;D.燒堿(NaOH)為離子晶體,含有離子鍵和共價鍵,構(gòu)成微粒為陰、陽離子,D正確。4.下列有關晶體的說法中正確的是 ()A.原子晶體、離子晶體、金屬晶體、分子晶體中都肯定存在化學鍵B.熔點:離子晶體:MgO>NaCl;分子晶體:H2O>H2S;金屬晶體:鋰<鈉<鉀<銣<銫C.金剛石的硬度大于晶體硅的硬度,其熔點也高于晶體硅的熔點D.晶體中有陰離子,必有陽離子;則晶體中有陽離子,必有陰離子【解析】選C。原子晶體中含有共價鍵,離子晶體中含有離子鍵,金屬晶體中含有金屬鍵,大部分分子晶體中含有共價鍵,稀有氣體為單原子分子,不含化學鍵,A錯誤。MgO、NaCl均為離子晶體,前者的離子半徑小于后者的離子半徑,且前者的陰陽離子所帶的電荷大于后者的陰陽離子所帶電荷,因而熔點:MgO>NaCl;H2O、H2S均為分子晶體,組成和結(jié)構(gòu)相像,一般可以依據(jù)相對分子質(zhì)量的大小來推斷熔沸點的凹凸,但水分子間含有氫鍵,導致熔沸點反常,熔點大小關系為H2O>H2S;金屬晶體熔點大小的比較方法:原子半徑越小、陽離子所帶電荷越多,金屬鍵越強,熔點就越高,所以熔點大小關系為鋰>鈉>鉀>銣>銫,B錯誤。金剛石和晶體硅都屬于原子晶體,原子半徑越小,共價鍵越強,硬度和熔點越大,故金剛石的硬度大于晶體硅的硬度,其熔點也高于晶體硅的熔點,C正確。晶體中有陰離子,必有陽離子,但是晶體中有陽離子,必有陰離子是錯誤的,金屬晶體為金屬陽離子和自由電子構(gòu)成,無陰離子,D錯誤。5.(2024·成都高二檢測)下列說明中,不正確的是 ()A.水很穩(wěn)定(1000℃以上才會部分分解)是因為水中含有大量的氫鍵B.由于NaCl晶體和CsCl晶體中正負離子半徑比不相等,所以兩晶體中離子的配位數(shù)不相等C.碘易溶于四氯化碳,甲烷難溶于水都可用相像相溶原理說明D.MgO的熔點比MgCl2高主要是因為MgO的晶格能比MgCl2大【解析】選A。水很穩(wěn)定,是因為水分子內(nèi)的共價鍵較強的原因,與氫鍵無關,氫鍵只影響水的熔沸點,A錯誤;正負離子半徑之比影響離子晶體中離子配位數(shù),B正確;碘、四氯化碳、甲烷均是非極性分子,而水是極性溶劑,依據(jù)相像相溶原理知,碘易溶于四氯化碳,甲烷難溶于水,C正確;離子晶體熔沸點與晶格能成正比,晶格能與離子半徑成反比、與離子電荷成正比,氧離子半徑小于氯離子半徑,且氧離子所帶電荷大于氯離子所帶電荷,所以氧化鎂晶格能大于氯化鎂,則MgO的熔點比MgCl2高,D正確。【補償訓練】下列性質(zhì)適合于離子晶體的是 ()①熔點1070℃,易溶于水,水溶液能導電②熔點10.31℃,液態(tài)不導電,水溶液能導電③能溶于CS2,熔點112.8℃,沸點444.6℃④熔點97.81℃,質(zhì)軟,導電,密度0.97g·cm-3⑤熔點-218℃,難溶于水⑥熔點3900℃,硬度很大,不導電⑦難溶于水,固體時導電,升溫時導電實力減弱⑧難溶于水,熔點高,固體不導電,熔化時導電A.①⑧ B.②③⑥C.①④⑦ D.②⑤【解析】選A。離子晶體液態(tài)時能導電,難溶于非極性溶劑,熔點較高、質(zhì)硬而脆,固體不導電,故②③④⑤⑦均不符合離子晶體的特點;⑥中熔點達3900℃,硬度很大應是原子晶體。故只有①⑧符合題意。6.(2024·忻州高二檢測)金屬晶體和離子晶體是重要的晶體類型。下列關于它們的說法中正確的是 ()A.金屬晶體和離子晶體都能導電B.在鎂晶體中,1個Mg2+只與2個價電子存在劇烈的相互作用C.金屬晶體和離子晶體都可實行緊密積累方式D.金屬晶體和離子晶體中分別存在金屬鍵和離子鍵等劇烈的相互作用,很難斷裂,因而都具有延展性【解析】選C。離子晶體中沒有自由移動的離子,固態(tài)時不導電,如氯化鈉固體不導電,A錯誤;金屬晶體中有自由移動的電子,能導電,金屬晶體中的自由電子屬于整個晶體,B錯誤;金屬晶體和離子晶體都可實行“緊密積累”方式,C正確;離子晶體沒有延展性,易斷裂,D錯誤。7.(2024·唐山高二檢測)KO2的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相像,KO2可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-的位置用代替,則下列對于KO2晶體結(jié)構(gòu)的描述正確的是()A.與K+距離相等且最近的O2-共有8個B.與K+距離相等且最近的O2-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8個D.一個KO2晶胞中的K+和粒子數(shù)均為8【解析】選B。K+位于晶胞棱心,與K+距離相等且最近的O2-位于頂點和面心,共有6個,A錯誤;與K+距離相等且最近的O2-共有6個,構(gòu)成正八面體,K+位于正八面體中心,B正確;K+位于晶胞棱心,則被橫平面、豎平面和正平面共有,且每一個平面有4個K+距離最近,共4×3=12個,故C錯誤;K+位于晶胞棱心和體心,數(shù)目為12×+1=4,O2-位于頂點和面心,數(shù)目為8×+6×=4,即一個KO2晶胞中攤得的K+和O2-粒子數(shù)均為4個,D錯誤。8.(2024·福州高二檢測)已知食鹽的密度為ρg·cm-3,其摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)為NA,結(jié)合NaCl晶體的晶胞結(jié)構(gòu),則在食鹽晶體中Na+和Cl-的核間距大約是 ()A.cm B.cmC.cm D.cm【解析】選B。已知一個晶胞中有4個“NaCl分子”,且食鹽晶體中Na+與Cl-的核間距的2倍正好是晶胞的邊長。設晶胞的邊長為acm,故有×NA=4,解得a=,則=。9.(2024·滁州高二檢測)鋅與硫所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。下列推斷正確的是 ()A.該晶體屬于分子晶體B.該晶胞中Zn2+和S2-數(shù)目不相等C.陽離子的配位數(shù)為6D.氧化鋅的熔點高于硫化鋅【解析】選D。選項A,該晶體屬于離子晶體。選項B,從晶胞圖分析,含有Zn2+的數(shù)目為8×+6×=4,S2-位于立方體內(nèi),S2-的數(shù)目為4,所以該晶胞中Zn2+與S2-的數(shù)目相等。選項C,在ZnS晶胞中,1個S2-四周距離最近的Zn2+有4個,1個Zn2+四周距離最近的S2-有4個,則S2-的配位數(shù)為4,Zn2+的配位數(shù)也為4。選項D,ZnO和ZnS中,O2-的半徑小于S2-的半徑,離子所帶的電荷數(shù)相等,所以ZnO的熔點高于ZnS。10.(2024·銀川高二檢測)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,有關說法不正確的是 ()A.該晶體屬于離子晶體B.晶體的化學式為Ba2O2C.該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相像D.與每個Ba2+距離相等且最近的Ba2+共有12個【解析】選B。Ba2+與,形成的是離子化合物,A對;依據(jù)Ba2+和在晶胞的位置,晶胞中共含有Ba2+的個數(shù)為8×+6×=4,的個數(shù)為12×+1=4,所以Ba2+與的個數(shù)比為1∶1,該氧化物為BaO2,B錯;NaCl晶胞結(jié)構(gòu)也是該形態(tài),C對;與每個Ba2+距離相等且最近的Ba2+為頂點和面心位置,每個晶胞中含有3×個,每個頂點為8個晶胞共有,則共有8×3×=12個,D對?！狙a償訓練】(2024·鹽城高二檢測)下列供應了有關物質(zhì)的熔點,依據(jù)表中的數(shù)據(jù),下列推斷錯誤的是 ()物質(zhì)NaClAlF3AlCl3MgCl2CO2SiO2熔點/℃8011291190(2.5×105Pa)714-56.51723A.AlF3晶體是離子晶體,AlCl3晶體是分子晶體B.AlF3晶體的晶格能小于NaCl晶體的晶格能C.同族元素的氧化物可以形成不同類型的晶體D.不同族元素的氯化物可以形成相同類型的晶體【解析】選B。AlF3晶體的熔點較高屬于離子晶體,AlCl3晶體的熔點較低屬于分子晶體,A正確;晶體中離子所帶電荷越多,離子半徑越小,晶格能越大,半徑:Al3+<Na+,F-<Cl-則AlF3晶體的晶格能大于NaCl晶體的晶格能,B錯誤;二氧化碳晶體屬于分子晶體,二氧化硅晶體屬于原子晶體,所以同族元素的氧化物可以形成不同類型的晶體,C正確;NaCl、MgCl2的熔點都較高,屬于離子晶體,所以不同族元素的氯化物可以形成相同類型的晶體,D正確。二、非選擇題(本題包括2小題,共20分)11.(10分)(2024·南京高二檢測)鎂、銅等金屬離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子。工業(yè)上從海水中提取鎂時,先制備無水氯化鎂,然后將其熔融電解,得到金屬鎂。(1)以MgCl2為原料用熔融鹽電解法制備鎂時,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金屬氯化物,其主要作用除了降低熔點之外還有__________。

(2)已知MgO的晶體結(jié)構(gòu)屬于NaCl型。某同學畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,請改正圖中錯誤:

__。

(3)Mg是第三周期元素,該周期部分元素氟化物的熔點見下表:氟化物NaFMgF2SiF4熔點/K12661534183說明表中氟化物熔點差異的緣由:

__。

【解析】(1)鈉、鉀、鈣等氯化物在熔融鹽中電離,所以其作用除了可變成混合物降低熔點外,還能夠增大熔融鹽中的離子濃度,增加導電性。(2)因為氧化鎂與氯化鈉的晶胞相像,所以在晶體中每個Mg2+四周應當有6個O2-,每個O2-四周應當有6個Mg2+,依據(jù)此規(guī)則可得⑧應當改為黑色。(3)物質(zhì)的熔點與其晶體的類型有關,假如形成的是分子晶體,則其熔點較低,而假如形成的是離子晶體,則其熔點較高,在離子晶體中,離子半徑越小,電荷數(shù)越多,則形成的離子鍵越強,所得物質(zhì)的熔沸點越高。三種物質(zhì)中,氟化鈉和氟化鎂是離子晶體,而氟化硅是分子晶體。答案:(1)增大熔融鹽中的離子濃度,從而增加熔融鹽的導電性(2)⑧應為黑色(3)NaF與MgF2為離子晶體,SiF4為分子晶體,所以NaF與MgF2的熔點遠比SiF4的高,又因為Mg2+的半徑小于Na+的半徑,且Mg2+的電荷數(shù)大于Na+的電荷數(shù),所以MgF2的離子鍵強度大于NaF的離子鍵強度,故MgF2的熔點高于NaF的熔點12.(10分)(2024·衡陽高二檢測)已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于48。X的一種1∶1型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵。Z是金屬元素,Z的單質(zhì)和化合物有廣泛的用途。已知Z的核電荷數(shù)小于28,且次外層有2個未成對電子。工業(yè)上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下制取化合物M(M可看作一種含氧酸鹽)。M有顯著的“壓電性能”,應用于超聲波的發(fā)生裝置。經(jīng)X-射線分析,M晶體的最小重復單元為正方體(如圖所示),邊長為4.03×10-10m,頂點位置為Z4+所占,體心位置為Ba2+所占,全部棱心位置為O2-所占。(1)Y在周期表中位于____________;Z4+的核外電子排布式為____________。

(2)X的該種氫化物分子構(gòu)型為________,X在該氫化物中以________方式雜化,這種氫化物的熔點應當________(填“高于”或“低于”)X與Y形成的化合物的熔點。

(3)①制備M的化學反應方程式是__________________________________;

②在M晶體中,若將Z4+置于立方體的體心,Ba2+置于立方體的頂點,則O2-處于立方體的____________;

③在M晶體中,Z4+的氧配位數(shù)為________;

④已知O2-半徑為1.40×10-10m,則Z4+半徑為________m。

【解析】由X的一種1∶1型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵,可得氫化物中既有單鍵又有雙鍵,X應是碳。氫化物是乙炔,分子中碳原子采納sp雜化。次外層有2個未成對電子的價電子排布式為3d24s2或3d84s2,又由于Z的核電荷數(shù)小于28,則只有3d24s2符合題意,Z是鈦。(1)依據(jù)X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于48,可得Y的核電荷數(shù)等于20,為Ca,位于第四周期第ⅡA族。(2)C2H2的分子構(gòu)型為直線形,X與Y形成的化合物CaC2是離子化合物,其熔點高于C2H2。(3)M中Ba2+、Ti4+、O2-的個數(shù)比為1∶(8×)∶(12×)=1∶1∶3,M的化學式為BaTiO3。若Ti4+位于體心,即位于由8個Ba2+所構(gòu)成的立方體的體心,則O2-將位于6個面的面心(符合1∶1∶3的個數(shù)比)。每個Ti4+的上、下、左、右、前、后共有6個緊鄰且等距離的O2-,故其氧配位數(shù)為6。晶胞邊長等于O2-和Ti4+半徑之和的2倍,故r(Ti4+)=×(4.03×10-10m-2×1.40×10-10m)=6.15×10-11m。答案:(1)第四周期第ⅡA族1s22s22p63s23p6(2)直線形sp低于(3)①TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑②面心③6④6.15×10-11(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題,每小題5分,共10分)13.(2024·太原高二檢測)下面有關晶體的敘述中,不正確的是 ()A.氯化銫晶體中,每個Cs+四周緊鄰8個Cl-B.金剛石為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子C.干冰晶體中,每個CO2分子四周緊鄰12個CO2分子D.金屬銅屬于六方最密積累結(jié)構(gòu),金屬鎂屬于面心立方最密積累結(jié)構(gòu)【解析】選D。氯化銫晶胞屬于體心立方晶胞,每個Cs+四周緊鄰8個Cl-,A正確;金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:,依據(jù)圖可以知道由共價鍵形成的最小碳環(huán)上有6個碳原子,B正確;二氧化碳晶體屬于面心立方,采納沿X、Y、Z三軸切割的方法推斷二氧化碳分子的個數(shù)為12,所以在CO2晶體中,與每個CO2分子四周緊鄰的有12個CO2分子,C正確;金屬鎂為六方最密積累,積累方式為,金屬銅是面心立方最密積累,積累方式為,D錯誤?！狙a償訓練】(2024·玉溪高二檢測)下面的排序不正確的是 ()A.晶體熔點由低到高:F2<Cl2<Br2<I2B.熔點由高到低:Na>Mg>AlC.硬度由大到小:金剛石>碳化硅>晶體硅D.晶格能由大到小:MgO>CaO>NaF>NaCl【解析】選B。鹵族元素單質(zhì)都是分子晶體,分子的相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,則晶體的熔沸點越高,所以晶體熔點由低到高為F2<Cl2<Br2<I2,A正確;Na、Mg、Al原子半徑依次減小,金屬離子電荷數(shù)漸漸增多,金屬鍵漸漸增加,則熔點由低到高:Na<Mg<Al,B錯誤;原子半徑Si>C,三者都為原子晶體,原子半徑越大,共價鍵的鍵能越小,則硬度越小,所以硬度由大到小:金剛石>碳化硅>晶體硅,C正確;可以先比較電荷數(shù),電荷數(shù)多的晶格能大,而假如電荷數(shù)一樣多則比較核間距,核間距大的,晶格能小,則晶格能由大到小為MgO>CaO>NaF>NaCl,D正確。14.(2024·宜昌高二檢測)已知NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol-1,其晶體密度為dg·cm-3,若圖中鈉離子與最接近的氯離子的核間距為acm,那么阿伏加德羅常數(shù)的值可表示為 ()A.117a3d B.58.5/(2a3d)C.234/(a3d) D.58.5/(4a3d)【解析】選B。氯化鈉的摩爾體積V==58.5g·mol-1/dg·cm-3=58.5/dcm3·mol-1,依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知,每個小正方體中含有1/2個NaCl,所以一個NaCl的體積是2a3cm3,1mol物質(zhì)含有的微粒是阿伏加德羅常數(shù)個,所以阿伏加德羅常數(shù)的值=氯化鈉的摩爾體積/1個NaCl的體積==mol-1,答案選B。二、非選擇題(本題包括1小題,共20分)15.(2024·沈陽高二檢測)國務院批復通過的《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2024～2024年)》中,首次將螢石等24種礦產(chǎn)列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)書目。螢石為氟化鈣的俗名,其重要用途是生產(chǎn)氫氟酸。(1)基態(tài)F原子核外電子共有________種運動狀態(tài),基態(tài)Ca2+的最外層電子排布圖為________。

(2)試驗室制氟化氫是