【2020秋備課】高中化學練習新人教版選修3-3.4-離子晶體

3.4離子晶體1.離子晶體不行能具有的性質是()A.較高的熔沸點 B.良好的導電性C.溶于極性溶劑 D.堅硬而易粉碎解析:離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵結合而成的,在固態(tài)時,陰、陽離子受到彼此的束縛不能自由移動,因而不導電。只有在離子晶體溶于水或熔融后,電離成可以自由移動的陰、陽離子,才可以導電。答案:B2.僅由下列各組元素所組成的化合物,不行能形成離子晶體的是()A.H、O、S B.Na、H、OC.K、Cl、O D.H、N、Cl解析:強堿、活潑金屬氧化物、絕大多數(shù)鹽等是離子晶體。B項如NaOH、C項如KClO、D項如NH4Cl。答案:A3.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。下列試驗確定能說明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:難溶于水,其水溶液的導電性極弱,不能說明CaF2確定是離子晶體;熔沸點較高,硬度較大,也可能是原子晶體的性質,B不能說明CaF2確定是離子晶體;熔融狀態(tài)下可以導電,確定有自由移動的離子生成,C說明CaF2確定是離子晶體;CaF2在有機溶劑(如苯)中的溶解度微小,只能說明CaF2是極性分子,不能說明CaF2確定是離子晶體。答案:C4.有關晶格能的敘述正確的是()A.晶格能是氣態(tài)原子形成1摩爾離子晶體釋放的能量B.晶格能通常取正值,但有時也取負值C.晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定D.晶格能越大,物質的硬度反而越小解析:晶格能是氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體時所釋放的能量,晶格能取正值,且晶格能越大,晶體越穩(wěn)定,熔點越高,硬度越大。答案:C5.下列有關離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是()A.熔點:NaF>MgF2>AlF3B.晶格能:NaF>NaCl>NaBrC.陰離子的配位數(shù):CsCl>NaCl>CaF2D.硬度:MgO>CaO>BaO解析:把握好離子半徑的大小變化規(guī)律是分析離子晶體性質的一個關鍵點。由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所帶電荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增加,晶格能依次增大,故熔點依次上升。r(F-)<r(Cl-)<r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小。在CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4。r(Mg2+)<r(Ca2+)<r(Ba2+),故MgO、CaO、BaO中離子鍵依次減弱,晶格能依次減小,硬度依次減小。答案:A6.AB、CD、EF均為1∶1型離子化合物,依據(jù)下列數(shù)據(jù)推斷它們的熔沸點由高到低的挨次是()物質ABCDEF離子電荷數(shù)112核間距/10-102.313.182.10A.CD>AB>EF B.AB>EF>CDC.AB>CD>EF D.EF>AB>CD解析:離子所帶的電荷數(shù)越多,核間距越小,則晶格能越大,熔沸點越高。答案:D7.下列物質中,屬于含有極性共價鍵的離子晶體的是()A.CsCl B.KOH C.H2O D.Na2O2解析:水是共價化合物,形成的晶體是分子晶體。CsCl、KOH、Na2O2都是離子晶體,但是CsCl中只有離子鍵。KOH由K+和OH-組成,OH-中存在極性共價鍵,因此B選項符合題意。Na2O2由Na+和組成,中存在非極性共價鍵,不符合題意。答案:B8.為了確定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否為離子化合物,可以進行下列試驗,其中合理、牢靠的是()A.觀看常溫下的狀態(tài),SbCl5是蒼黃色液體,SnCl4為無色液體。結論: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,產生白色沉淀。結論:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物D.測定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的導電性,發(fā)覺它們都可以導電。結論:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物解析:離子化合物一般熔點較高,熔化后可導電;分子晶體溶于水后也可以發(fā)生電離而導電,如HCl等溶于水電離產生Cl-,能與HNO3酸化的AgNO3溶液反應,產生白色沉淀,故A、C、D都不行靠。答案:B9.下列說法中確定正確的是()A.固態(tài)時能導電的物質確定是金屬晶體B.熔融狀態(tài)能導電的晶體確定是離子晶體C.水溶液能導電的晶體確定是離子晶體D.固態(tài)不導電而熔融狀態(tài)導電的晶體確定是離子晶體解析:四種晶體在不同狀態(tài)下的導電性區(qū)分如下:分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體固態(tài)不導電不導電(單質硅為半導體)可導電不導電熔融狀態(tài)不導電不導電可導電可導電水溶液有的可導電不溶于水一般不溶于水可導電另外,固態(tài)石墨也可以導電,而石墨是混合晶體。答案:D10.對于氯化鈉晶體,下列描述正確的是()A.它是六方緊密積累的一個例子B.58.5g氯化鈉晶體中約含6.02×1023個NaCl分子C.與氯化銫晶體結構相同D.每個Na+與6個Cl-作為近鄰解析:氯化鈉晶體的晶胞結構如圖所示,從中可以看出在立方體的面心中均有Cl-,故其是面心立方最密積累,故A錯;氯化銫晶體的晶胞結構為,其結構呈體心立方最密積累,故C錯;從上圖中可以得出氯化鈉晶體中以Na+為中心向三維方向伸展,有6(上、下、前、后、左、右)個Cl-近鄰,故D正確;NaCl為離子晶體,其中不含有NaCl分子,故B錯。答案:D11.下列說法正確的是()A.Na2O2晶體中,陰、陽離子個數(shù)比是1∶1B.NaCl晶胞中有1個Na+和1個Cl-C.CaF2晶體中,Ca2+和F-的配位數(shù)之比為1∶2D.CsCl晶胞中,Cl-的配位數(shù)是8解析:Na2O2晶體中陽離子是Na+,陰離子是(看作離子團),陰、陽離子個數(shù)比為1∶2;而NaCl只是化學式,陽離子為Na+,陰、陽離子個數(shù)比是1∶1,在晶胞中,依據(jù)均攤法,有4個Na+和4個Cl-;從CaF2化學式組成來看,Ca2+和F-的配位數(shù)之比是2∶1。答案:D12.某離子晶體中晶體結構最小的重復單元如下圖:A為陰離子,在立方體內,B為陽離子,分別在頂點和面心,則該晶體的化學式為()A.B2A B.BAC.B7A4 D.B4解析:依據(jù)均攤法,該結構單元中含A:8×1=8,含B:×8+×6=4,B與A離子數(shù)之比為4∶8=1∶2,即該晶體的化學式為BA2,B項正確,故答案為B項。答案:B13.(1)共價鍵、范德華力和離子鍵是粒子之間的三種作用力。有下列晶體:①KNO3②SiO2③晶體Si④石墨⑤KCl⑥S8。其中,至少含有兩種作用力的是。

(2)下列幾組物質間大小關系是(填“>”或“<”):①晶格能:NaClNaBr;

②硬度:MgOCaO;

③熔點:NaINaBr;

④熔沸點:CO2NaCl。

答案:(1)①④⑥(2)①>②>③<④<14.下列7種物質:①白磷(P4)②水晶③氯化銨④氫氧化鈣⑤氟化鈉⑥過氧化鈉⑦石墨,固態(tài)下都為晶體,回答下列問題(填寫序號):(1)不含金屬離子的離子晶體是,只含離子鍵的離子晶體是,既有離子鍵又有非極性鍵的離子晶體是,既有離子鍵又有極性鍵的離子晶體是。

(2)既含范德華力又有非極性鍵的晶體是,熔化時既要克服范德華力又要破壞化學鍵的是,熔化時只破壞共價鍵的是。

解析:(1)屬于離子晶體的有③④⑤⑥,其中③只含非金屬元素,NaF中只含離子鍵,Na2O2中有離子鍵和非極性共價鍵,NH4Cl和Ca(OH)2有離子鍵和極性共價鍵。(2)分子晶體中含范德華力,只有白磷、石墨晶體中既有范德華力又有共價鍵,水晶中只含共價鍵。答案:(1)③⑤⑥③和④(2)①⑦⑦②15.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,且原子序數(shù)依次增大,其中A原子核外有三個未成對電子;A與B可形成離子化合物B3A2;C元素是地殼中含量最高的金屬元素;D原子核外的M層中有兩對成對電子;E原子核外最外層只有1個電子,其余各層電子均布滿。請依據(jù)以上信息,回答下列問題(1)比E核外電子數(shù)少5的元素的原子核外電子排布式是,A、B、C、D的第一電離能由小到大的挨次為。

(2)B的氯化物的熔點遠高于C的氯化物的熔點,理由是。

(3)A的氫化物屬于(填“極性”或“非極性”)分子,D的低價氧化物分子的空間構型是。

(4)A、E形成的某種化合物的晶胞結構如圖所示,則其化學式為(每個球均表示1個原子)。

解析:A原子核外有三個未成對電子,可以推斷為N;A與B可形成離子化合物B3A2,可以推斷B為Mg;C元素是地殼中含量最高的金屬元素,即為Al;D原子核外的M層中有兩對成對電子,可以推斷D為S;E原子核外最外層只有1個電子,其余各層電子均布滿,可以推斷E為Cu,Cu的核外電子數(shù)為29,比其核外電子數(shù)少5的是Cr元素。答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)Al<Mg<S<N(2)MgCl2為離子晶體而AlCl3為分子晶體(3)極性V形(4)CuN316.ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài),含ⅥA族元素的化合物在爭辯和生產中有很多重要用途。請回答下列問題。(1)S單質的常見形式為S8,其環(huán)狀結構如下圖所示,S原子接受的軌道雜化方式是。

(2)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一電離能由大到小的挨次為。

(3)Se原子序數(shù)為,其核外M層電子的排布式為。

(4)H2Se的酸性比H2S(填“強”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構型為,S的立體構型為。

(5)H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離,K2為1.2×10-2,請依據(jù)結構與性質的關系解釋:①H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于其次步電離的緣由:;

②H2SeO4比H2SeO3酸性強的緣由:

。

(6)ZnS在熒光體、光導體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應用廣泛。立方ZnS晶體結構如下圖所示,其晶胞邊長為540.0pm,密度為g·cm-3(列式并計算),a位置S2-與b位置Zn2+之間的距離為pm(列式表示)。

解析:(1)首先依據(jù)S8的結構和價電子特點,確定其雜化方式。S的價電子數(shù)是6,其中形成2個σ鍵,還有兩對孤電子對,故雜化方式為sp3。(2)在周期表中,同主族元素從上到下得電子力氣減弱,第一電離能依次減小。(3)Se在S的下一周期,其原子序數(shù)是16+18=34,電子排布式為[Ar]3d104s24p4。(4)H—Se鍵的鍵長比H—S鍵的鍵長長,所以H—Se鍵易斷裂,故H2Se酸性比H2S強。SeO3中Se的雜化方式為sp2雜化,立體構型為平面三角形。S中S的雜化方式為sp3雜化,與3個O原子配位,故立體構型為三角錐形。(5)①第一步電離產生的H+抑制HSe和HSe的電離,使得HSe和HSe較難電離出H+。②同種元素形成的不同含氧酸,若表示為(HO)mROn,則n值越大,R元素的化合價越高,正電性越高,R—O—H中O的電子更易向R原子偏移,O—H鍵越易斷裂,易電離產生H+。H2SeO3和H2SeO4可分別表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2,前者n值為1,后者n值為2,明顯H2SeO4的酸性強于H2SeO3。(6)ZnS晶胞的體積為(540.0×10-10cm)3。S2-位于晶胞的頂點和面心,Zn2+位于晶胞的內部,一個ZnS晶胞中含有S2-:8×+6×=4個,含有4個Zn2+,即一個ZnS晶胞含有4個S2-和4個Zn2+,則晶胞的密度為=4.1g·cm-3。ZnS晶胞中,面對角線上兩個相鄰S2-的距離為540