高中化学人教版物质结构与性质第三章晶体结构与性质第四节离子晶体 全国公开课

（人教版选修3）第三章第四节《离子晶体》过关训练试题（考试时间：40分钟满分：100分）一、单项选择题（每小题4分，共48分）1．离子晶体中一定不会存在的相互作用是(D)A．离子键B．极性键C．非极性键D．范德华力2.下列变化过程中需克服相同类型作用力的是(A)A.碘和干冰的升华B.硅和C60的熔化C.氯化氢和氯化钠的溶解D.溴和汞的汽化3．共价键、金属键、离子键和分子间作用力都是构成物质微粒间的不同相互作用力，则不含有上述两种相互作用力的晶体是(A)A．SiO2晶体 B．CCl4晶体C．Ba(OH)2晶体 D．Na2O2晶体4.离子晶体一般不具有的特征是(D)A.熔点较高,硬度较大B.易溶于水而难溶于有机溶剂C.固体时不能导电D.离子间距离较大,其密度较小5.下列叙述中正确的是(C)A.CO2分子内含有极性键,所以CO2分子是极性分子B.分子晶体、原子晶体中一定含有共价键,离子晶体中一定含有离子键C.气态氢化物的稳定性:NH3>PH3>AsH3D.某非金属元素从游离态变成化合态时,该元素一定被还原【解析】:CO2分子内含极性键,但分子为直线形分子,是非极性分子,A项错误;稀有气体形成的晶体属于分子晶体,由单原子分子构成,不存在化学键,B项错误;非金属元素由游离态变为化合态,可能发生氧化反应(C→CO2),也可能发生还原反应(Cl2→Cl-),D项错误。6．下面的排序不正确的是(C)A．晶体熔点的高低：>B．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅C．熔点由高到低：Na>Mg>AlD．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI【解析】A项形成分子间氢键的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质，正确；B项均为原子晶体，原子半径越小，键长越短共价键越牢固，硬度越大，键长有：C—C<C—Si<Si—Si，故硬度相反，正确；C项均为金属晶体，熔点大小取决于原子半径大小以及阳离子所带电荷数，其规律是离子半径越小，所带电荷数越多，熔点越高，则熔点Al>Mg>Na，C不正确；晶格能越大，则离子键越强，离子所带电荷相同时离子键的强弱与离子半径有关，半径越小，则离子键越强，D项正确。7.离子晶体熔点的高低取决于晶格能的大小,下列物质的熔点不是由大到小排列的是(C)A.NaF>NaCl>NaBr>NaIB.Na2O>Na2S>NaCl>NaIC.NaCl>CaCl2>MgCl2>AlCl3D.MgCO3>CaCO3>SrCO3>BaCO3【解析】:晶格能的大小与离子晶体的离子半径和所带的电荷数有关。A项,F-、Cl-、Br-、I-的离子半径依次增大,故其熔点依次降低,即晶格能按由大到小的顺序排列;同理可得出B项、D项的晶格能均按由大到小的顺序排列。C项,因为Ca2+的离子半径大于Mg2+离子半径,故晶格能大小为MgCl2>CaCl2,则C项明显错误。8．下列说法不正确的是(D)A．离子晶体的晶格能越大，离子键越强B．阳离子的半径越大，则可同时吸引的阴离子越多C．通常阴、阳离子的半径越小、电荷越大，该阴阳离子组成离子化合物的晶格能越大D．拆开1mol离子键所需的能量叫该离子晶体的晶格能9．下列有关说法不正确的是(C)A．水合铜离子的模型如图甲所示，1个水合铜离子中有4个配位键B．CaF2晶体的晶胞如图乙所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋C．H原子的电子云图如图丙所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图丁所示，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为1210．下面有关晶体的叙述中，错误的是(C)A．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子B．在NaCl晶体中每个Na＋(或Cl－)周围都紧邻6个Cl－(或6个Na＋)C．白磷晶体中，分子之间通过共价键结合D．离子晶体在熔化时，离子键被破坏；而分子晶体熔化时，化学键不被破坏【解析】：金刚石的网状结构中，每个最小的碳环上有6个碳原子，碳原子之间以共价键连接成环；NaCl晶体的配位数为6，即每个Cl－周围有6个Na＋，每个Na＋周围有6个Cl－；白磷的化学式为P4，结构为正四面体形，键角为60°，分子内以P—P共价键结合，而P4分子间以分子间作用力结合，而非共价键；离子晶体熔化时，离子键被断开，而分子晶体熔化时，分子并未发生改变。11.下面是从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(C)A.①和③ B.②和③C.①和④ D.④【解析】:NaCl晶体是简单立方体结构,每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+;与每个Na+等距离的Cl-有6个,且构成正八面体,同理,与每个Cl-等距离的6个Na+也构成正八面体,由此可知①和④是属于NaCl晶体结构中分割出来的部分,故C项正确。12.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如右图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是(A)A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个Oeq\o\al(－,2)B．晶体中每个K＋周围有8个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)周围有8个K＋C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个【解析】由题中的晶胞结构知：有8个K＋位于顶点，6个K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为(8×eq\f(1,8))＋(6×eq\f(1,2))＝4(个)；有12个Oeq\o\al(－,2)位于棱上，1个Oeq\o\al(－,2)处于中心，则晶胞中含有Oeq\o\al(－,2)数为12×eq\f(1,4)＋1＝4(个)，所以超氧化钾的化学式为KO2；每个K＋周围有6个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)周围有6个K＋，与每个K＋距离最近的K＋有12个。二、填空题（共52分）13.（8分）某离子晶体的晶胞结构如图所示。回答下列问题:(1)晶体中每个Y同时吸引着个X,每个X同时吸引着个Y。

(2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有个。

(3)设该晶体的摩尔质量为Mg·mol-1,晶胞密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个最近的X间的距离为cm。

【答案】:(1)48(2)12(3)【解析】:此晶胞初看比较复杂,若将X、Y分开来看,X在晶胞中的位置类同NaCl中的Na+或Cl-,如图(a)。体内8个Y分别位于每个小立方体的中心,如图(b)。(1)从图(b)知,每个Y同时吸引着4个X,为方便观察,根据晶胞与晶体的关系,不难想象图(a)与图(c)是等效的,所以由图(c)中心的X与图(b)中Y的关系知,每个X同时吸引着8个Y。(2)从图(c)中心的X来看,与它最近且距离相等的X处于平面四边形的对角线上,共有12个。(3)因晶胞内X的个数为8×+6×=4,Y的个数为8,即有4个XY2(或Y2X)。故其物质的量为mol,质量为g。设晶胞边长为acm,晶体中最近的两个X间的距离为lcm;由m=ρa3和l=得:l=(cm)。14．（12分）镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有________。(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示，请改正图中错误：________。(3)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔点/K12661534183解释表中氟化物熔点差异的原因：__________________。【答案】：(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性(2)⑧应为黑色(3)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2的熔点远比SiF4的高，又因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径，且Mg2＋的电荷数大于Na＋的电荷数，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF的熔点【解析】：(1)钠、钾、钙等都是比镁活泼的金属，它们的氯化物在熔融盐中的电离大于氯化镁，所以其作用除了可变成混合物而降低熔点外，还能够增大熔融盐中的离子浓度，增强导电性。(2)因为氧化镁与氧化钠的晶胞相似，所以在晶体中每个Mg2＋周围应该有6个O2－，每个O2－周围应该有6个Mg2＋，根据此规则可得⑧应该改为黑色。(3)物质的熔点与其晶体的类型有关，如果形成的是分子晶体，则其熔点较低，而如果形成的是离子晶体，则其熔点较高，在离子晶体中，离子半径越小，电荷数越多，则形成的离子键越强，所得物质的熔、沸点越高。三种物质中，氟化钠和氯化镁是离子晶体，而氟化硅是分子晶体。15．（14分）下图为几种晶体或晶胞的示意图：请回答下列问题：(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________________。(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_____________________。(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶体，原因是________________________。(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是________________________________。【答案】(1)金刚石晶体(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰(3)小于MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数；且r(Mg2＋)<r(Na＋)、r(O2－)<r(Cl－)(4)48(5)水分子之间形成氢健【解析】(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析，8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，氯化钙类似于氟化钙，Ca2＋的配位数为8，Cl－配位数为4。16.（18分）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看做一种含氧酸盐)。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体(如图)，边长为4.03×10－10m，顶点位置为Z4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2－所占。(1)Y在周期表中位于__________________；Z4＋的核外电子排布式为___________________。(2)X的该种氢化物分子构型为________，X在该氢化物中以________方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该________(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。(3)①制备M的化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________________________。②在M晶体中，若将Z4＋置于正方体的体心，Ba2＋置于正方体的顶点，则O2－处于正方体的_______________________。③在M晶体中，Z4＋的氧配位数为________。④已知O2－半径为1.40×10－10m，则Z4＋半径为____________________m。【答案】(1)第四周期第ⅡA族1s22s22p63s23p6(2)直线形sp高于(3)①TiO2＋