2019-2020学年高中化学 第三章 晶体结构与性质 第四节 离子晶体练习（含解析）新人教版选修3

离子晶体1．下表所列有关晶体的说法中，有错误的是()选项ABCD晶体名称碘化钾干冰石墨碘构成晶体粒子名称阴、阳离子分子原子分子晶体内存在的作用力离子键范德华力共价键范德华力解析：在石墨晶体内还存在着范德华力、金属键。答案：C2．氧化钙在2973K时熔化，而氯化钠在1074K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，下列有关它们熔点差别较大的原因的叙述不正确的是()A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大C．氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定解析：CaO晶体和NaCl晶体都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。答案：C3．根据下表给出物质的熔点数据(AlCl3160℃时升华)，判断下列说法错误的是()晶体NaClMgOSiCl4AlCl3晶体硼熔点/℃8012800－701802500A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键强B．SiCl4晶体是分子晶体C．AlCl3晶体是离子晶体D．晶体硼是原子晶体解析：根据表中各物质的熔点，判断晶体类型。NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体，熔点越高，说明晶格能越大，离子键越强，A项正确；SiCl4是共价化合物，熔点较低，为分子晶体；硼为非金属单质，熔点很高，是原子晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体熔点较低，应属于分子晶体，C项错误。答案：C4．如图是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()A．(1)和(3)B．(2)和(3)C．(1)和(4)D．只有(4)解析：根据NaCl和CsCl晶体结构特点分析图示。(1)中由黑球可知，其配位数为6，(4)图应为简单立方体结构。故(1)(4)应为NaCl，(2)中由黑球知配位数为8，(3)图为体心立方结构，故(2)(3)应为CsCl。答案：C5．萤石(CaF2)晶体属于立方晶系，萤石中每个Ca2＋被8个F－所包围，则每个F－周围距离最近且等距的Ca2＋数目为()A．2B．4C．6D．8解析：萤石(CaF2)中Ca2＋和F－的数目之比为1∶2，每个Ca2＋被8个F－所包围，配位数是8，F－的配位数是4，所以每个F－周围距离最近且等距的Ca2＋数目为4个。答案：B6．钇钡铜氧化合物晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是()A．YBa2Cu3O4B．YBa2Cu2O5C．YBa2Cu3O5D．YBaCu4O4解析：位于顶点的铜原子(最上层平面和最下层平面)的共8个，这个晶胞中只分摊到8×1/8＝1(个)；位于棱线(中间两个平面)的也是8个，这个晶胞分摊到的是8×1/4＝2(个)；所以，每个晶胞单独占有的铜原子数为3个。氧原子共13个，位于晶胞面上(不含棱)的是7个，位于晶胞棱上的是6个，所以，每个晶胞单独含有的氧原子数共为7×1/2＋6×1/4＝5(个)。所以该晶体每个晶胞中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5，化学式为YBa2Cu3O5。答案：C7．下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶格能的是()A．Na＋(g)＋Cl－(g)===NaCl(s)ΔH1B．Na(s)＋Cl(g)===NaCl(s)ΔH2C．2Na＋(g)＋2Cl－(g)===2NaCl(s)ΔH3D．Na(g)＋Cl(g)===NaCl(s)ΔH4解析：掌握晶格能的概念是解答本题的关键。气态离子形成1mol离子晶体释放的能量称为晶格能。从晶格能的定义出发来判断，选项D没有表示出NaCl晶体的形成，不符合题意。选项B没有表示出Na＋(g)和Cl－(g)相互作用生成NaCl晶体，也不正确，A符合晶格能的定义，是正确答案。答案：A8．有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种形成，对这三种晶体进行实验，结果见下表：熔点/℃硬度水溶性导电性水溶液与Ag＋反应A801较大易溶水溶液(或熔融)导电白色沉淀B3550很大不溶不导电不反应C－114.2很小易溶液态不导电白色沉淀(1)晶体的化学式分别为：A________，B________，C________。(2)晶体中粒子间的作用分别为：A________，B________，C________。解析：由A在熔融时导电，可知A为离子晶体，即为NaCl，其中含离子键；B的硬度很大，不溶于水，又不导电，则知B为原子晶体，即为金刚石，其中是共价键；C的熔点很低，可知为分子晶体，即为HCl，其中是靠分子间作用力形成的晶体。答案：(1)NaClCHCl(2)离子键共价键分子间作用力9．(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是_______。氯化铯晶体的晶胞如图1，则Cs＋位于该晶胞的______，而Cl－位于该晶胞的_______，Cs＋的配位数是________。(2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：___________________________________________________。(3)图3为F－与Mg2＋、K＋形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是________(填离子符号)。(4)实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示)，已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：离子晶体NaClKClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7867153401则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是______________。其中MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有________个。解析：(1)体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位子立方体的顶点，故1个晶胞中金属原子数为8×18＋1＝2；氯化铯晶胞中，Cs＋位于体心，Cl－位于顶点，Cs＋的配位数为8。(2)由晶胞可知，粒子个数比为1∶1(铜为8×18＋6×12＝4，H为4)，化学式为CuH，＋1价的铜与－1价的氢均具有较强的还原性，氯气具有强氧化性，产物为CuCl2和HCl。(3)由晶胞结构可知，黑球有1个，灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知n(Mg2＋)∶n(K＋)∶n(F－)＝1∶1∶3，故白球为F－。(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷数越大、离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：Ti3＋＞Mg2＋，离子半径：Mg2＋Ca2＋，所以熔点：TiN＞MgO＞CaO＞KCl；MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有12个。答案：(1)2体心顶点8(2)2CuH＋3Cl2=====点燃2CuCl2＋2HCl(3)F－(4)TiN＞MgO＞CaO＞KCl1210.某离子晶体的晶胞结构如图所示。试求：(1)晶体中每一个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是________。(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角(∠XYX)为________。(4)设该晶体的摩尔质量为Mg·mol－1，晶体密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间距离为________cm。解析：(1)此结构虽不符合晶胞“无隙并置”，但可将每个Y与所连接的X划为1个立方单元，以此立方结构单元计算晶体组成，此立方单元中只有1个Y，且每个Y同时吸引4个X，而X处于顶点上为8个立方单元所共有，即每个X同时吸引8个Y。在每个该立方单元中含X：18×4＝12(个)，含Y：1个，则化学式为XY2或Y2X。(2)在一个立方单元中，每个X与它的距离最接近的X有三个，每个X位于立方单元的顶点处，同时被8个立方单元共有，则每个X周围有3×82＝12(个)(每个面为两个立方单元共有)。(3)在此立方单元中，Y与四个X形成正四面体结构，故键角为109°28′。(4)因为一个立方单元中只含12个XY2，则有M2＝ρ·V·NA，V＝M2ρNA，而V＝l3(设边长为l)，则l3＝M2ρNA，l＝3M2ρNA，设X与X间的距离为S，S＝2l＝2·3M2ρNA＝32Mρ·NA。答案：(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)109°28′(4)32M/NAρ