高中化学 专题3 微粒间作用力与物质性质 3.2 离子键 离子晶体练习 苏教版选修3

1、3.2离子键 离子晶体一、选择题1.(2015·宜昌高二检测)下列叙述中错误的是()a.钠原子和氯原子作用生成nacl后,其结构的稳定性增强b.在氯化钠晶体中,除氯离子和钠离子的静电吸引作用外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用c.任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失d.钠与氯气反应生成氯化钠后,体系能量降低【解析】选c。活泼的金属元素原子和活泼的非金属元素原子之间形成离子化合物,阳离子和阴离子均达到稳定结构,这样体系的能量降低,其结构的稳定性增强,故a、d正确。离子键的形成只有阴、阳离子间的静电作用,并不一定发生电子的得与失,如na+与oh-结合成naoh。【补偿

2、训练】为了确定sbcl3、sbcl5、sncl4是否为离子化合物,可以进行下列实验,其中合理、可靠的是()a.观察常温下的状态,sbcl5是苍黄色液体,sncl4为无色液体。结论:sbcl5和sncl4都是离子化合物b.测定sbcl3、sbcl5、sncl4的熔点依次为73.5、2.8、-33。结论:sbcl3、sbcl5、sncl4都不是离子化合物c.将sbcl3、sbcl5、sncl4溶解于水中,滴入hno3酸化的agno3溶液,产生白色沉淀。结论:sbcl3、sbcl5、sncl4都是离子化合物d.测定sbcl3、sbcl5、sncl4的水溶液的导电性,发现它们都可以导电。结论:sbcl

3、3、sbcl5、sncl4都是离子化合物【解析】选b。离子化合物一般熔点较高,熔化后可导电;分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电,如hcl溶于水电离产生cl-,能与hno3酸化的agno3溶液反应,产生白色沉淀,故a、c、d都不可靠。2.(2015·四平高二检测)下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是()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】选a。1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的能量为氯化钠晶体的晶格

4、能。3.(双选)下列有关晶体的说法中不正确的是()a.在nacl晶体中,na+的配位数为8b.在nacl晶体中,每个晶胞平均占有4个na+c.在cscl晶体中,每个晶胞平均占有8个cs+d.铜晶体为面心立方堆积,铜原子的配位数(距离一个铜原子最近的其他铜原子的个数)为12【解析】选a、c。nacl晶体中,na+的配位数是6,在cscl晶体中,每个晶胞平均占有1个cs+。【补偿训练】如图,在氯化钠晶胞中,与每个na+等距离且最近的几个cl-所围成的立体构型为()a.十二面体b.正八面体c.正六面体d.正四面体【解析】选b。选取晶胞中心的钠离子为标准,可以看到,与其等距离且最近的几个cl-所围成的

5、是正八面体。4.下列说法正确的是()a.离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力b.所有金属与所有非金属原子之间都能形成离子键c.在alcl3中al3+与cl-间存在离子键,三个氯离子间不存在离子键d.含有离子键的化合物一定是离子化合物【解析】选d。a中应为静电作用;b中某些金属与非金属原子之间形成共价键;alcl3是共价化合物,不存在离子键。5.(2015·淮安高二检测)下列性质适合于离子晶体的是()熔点1 070,易溶于水,水溶液能导电熔点10.31,液态不导电,水溶液能导电能溶于cs2,熔点112.8,沸点444.6熔点97.81,质软,导电,密度0.97 g·c

6、m-3熔点-218,难溶于水熔点3 900,硬度很大,不导电难溶于水,固体时导电,升温时导电能力减弱难溶于水,熔点高,固体不导电,熔化时导电a.b.c.d.【解析】选a。离子晶体熔融时能导电,难溶于非极性溶剂,熔点较高、质硬而脆,固体不导电,故均不符合离子晶体的特点;中熔点达3 900,硬度很大,应是原子晶体。故只有符合题意。6.有一种蓝色晶体可表示为mxfey(cn)6,经x􀆼射线研究发现,它的结构特征是fe3+和fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点,而cn-位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是()a.该晶体的化学式为m2fe2(cn)6

7、b.该晶体属于离子晶体,m呈+1价c.该晶体属于离子晶体,m呈+2价d.晶体中与每个fe3+距离最近且等距离的cn-为3个【解析】选b。由题图可推出,晶体中阴离子的最小结构单元中含fe2+个数为4=,含fe3+个数也为,cn-的个数为12=3,因此阴离子的化学式为fe2(cn)6-,则该晶体的化学式只能为mfe2(cn)6,由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体知,m的化合价为+1价,故a错,b对。由题图可看出与每个fe3+距离最近且相等的cn-为6个。7.有下列离子晶体的空间结构示意图。图中代表阳离子m,代表阴离子n,则化学式为mn2的晶体结构为()【解析】选b。a的化学式为mn,c的化学式为mn

8、,d的化学式为m4n。【方法规律】利用均摊法计算晶胞中微粒的个数立方晶胞中,位于晶胞顶点的粒子,对晶胞的贡献为;位于晶胞棱上的粒子对晶胞的贡献为;位于面上的粒子对晶胞的贡献为;位于晶胞内的粒子属于该晶胞。8.下列大小关系正确的是()a.晶格能:nacl<nabr b.硬度:mgo>caoc.熔点:nai>nabr d.熔、沸点:co2>nacl【解析】选b。a项中阳离子相同,溴离子半径大于氯离子,因此nabr的晶格能小于nacl,a错;b项阴离子相同,镁离子半径小于钙离子,故mgo的晶格能较大,硬度较大,b正确;c项阳离子相同,溴离子半径小于碘离子,故nabr的晶格能较

9、大,熔点较高,c错;d项二氧化碳常温下是气体,而nacl常温下是固体,熔、沸点较高的是nacl,d错。9.(2015·湖州高二检测)食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为g·cm-3,摩尔质量为mg·mol-1,阿伏加德罗常数为na,则在食盐晶体中na+和cl-的间距大约是()a. cm b. cmc. cm d. cm【解析】选b。食盐晶胞中含有4个na+和4个cl-,每个晶胞的体积为4 cm3,设食盐晶体里na+和cl-的间距为xcm,所以可得(2x)3=4,解得x=,则在食盐晶体中na+和cl-的间距大约是cm。二、非选择题10.(2015·

10、;汕头高二检测)同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的,试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因:a组naclkclcscl熔点/k1 0741 049918b组namgal熔点/k317923933晶体熔、沸点的高低,取决于组成晶体微粒间的作用力的大小。(1)a组是晶体,晶体微粒之间通过相连,粒子之间的作用力由大到小的顺序是。(2)b组晶体属于晶体,外围电子数由少到多的顺序是,相应离子半径由大到小的顺序是。金属键强度由小到大的顺序为。【解析】(1)a组nacl、kcl、cscl为同一主族的氯化物且为离子化合物,故熔点与离子键的强弱有关,离子键越弱,熔点越低。而na+、k+、cs+的离子半径逐渐增

11、大,故na+与cl-、k+与cl-、cs+与cl-的离子键逐渐减弱,nacl、kcl、cscl的熔点依次降低。(2)b组中na、mg、al是金属晶体且价电子数依次增多,离子半径逐渐减小,因此金属原子核对外层电子束缚能力越来越大,形成的金属键越来越牢固,故熔点依次升高。答案:(1)离子离子键nacl>kcl>cscl(2)金属na<mg<alna+>mg2+>al3+na<mg<al【补偿训练】离子晶体溴化钠、氯化钠和氧化镁的核间距和晶格能(部分)如下表所示:nabrnaclmgo离子的核间距/pm290276205晶格能/kj·mol-

12、17873 890(1)溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能(填“大”或“小”),主要原因是_。(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大,主要原因是_。(3)溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中,硬度最大的是。工业制取单质镁时,往往电解的是氯化镁而不是氧化镁,主要原因是_。【解析】利用离子晶体中离子的核间距、离子的电荷数与晶格能的关系,对离子晶体的物理性质进行分析。晶格能越大,则离子晶体越稳定,即熔、沸点越高。答案:(1)小nabr比nacl中离子的核间距大(2)氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大,并且半径小(3)氧化镁(mgo)氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大,熔点高,电解时消耗电能大11.(2015

13、83;贵阳高二检测)铜单质及其化合物在很多领域有重要用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)cu位于元素周期表第b族。cu2+的核外电子排布式为。(2)上图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为。(3)cu2o的熔点比cu2s的(填“高”或“低”),请解释原因。【解析】(2)由铜的氧化物的晶胞结构可知,氧原子有8个处于顶点位置,4个处于棱上,2个处于面上,1个处于体心,故一个晶胞中实际所拥有的氧原子个数为8+4+2+1=4。答案:(1)1s22s22p63s23p63d9(2)4(3)高cu2o与cu2s相比,阳离子相同、阴离子所带电荷数也相同,但

14、o2-的半径比s2-的小,所以cu2o的晶格能更大,熔点更高12.x、y、z、u为原子序数依次增大的前四周期元素,x、y、z 3种元素位于同一周期,其中基态y原子的2p轨道处于半充满状态,y和z的单质可以通过分离液态空气的方法大量制得,且xz2与y2z分子中含有的电子数相同。含u的化合物的焰色为紫色。试回答下列问题:(1)u单质的原子堆积方式为,y的价电子排布式为。(2)化合物甲由z、u两元素组成,其晶胞如图所示。甲的化学式为。下列有关该晶体的说法中正确的是(选填选项字母)。a.每个晶胞中含有14个u+和13个z2-b.晶体中每个u+周围距离最近的u+有6个c.该晶体属于离子晶体甲的密度为ag

15、·cm-3,则晶胞的体积是m3(只要求列出计算式,阿伏加德罗常数的值用na表示)。【解析】y和z的单质可以通过分离液态空气的方法大量制得,且基态y原子的2p轨道处于半充满状态,则y、z分别为n和o;xz2与y2z分子中含有的电子数相同,则x为c;含u的化合物的焰色为紫色,则u为k。(1)金属钾的晶体堆积方式为体心立方堆积。n的价电子排布式为2s22p3。(2)k+位于晶胞的顶点和面心,则晶胞中含有k+的个数为8+6=4个,o2-位于棱和体心位置,则晶胞中含有o2-的个数为12+1=4个,故化学式为ko2。每个晶胞中含有4个k+和4个o2-,a错;晶体中k+周围距离最近的k+有12个,b错;ko2属于离子晶体,c正确。根据公式a·v=(ko2)可得v=(ko2)= cm3=10