2024高中化学课下能力提升九离子晶体精练含解析新人教版选修3

PAGEPAGE9离子晶体一、选择题1．(2024·上海闸北区高二检测)下列有关化学基本概念的推断依据正确的是()A．弱电解质：溶液的导电实力弱B．共价化合物：含有共价键C．离子化合物：含有离子键D．金属晶体：能够导电2．(2024·资阳高二检测)关于晶体的叙述中，正确的是()A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体肯定是离子晶体3．(2024·襄阳高二检测)下列性质中，能充分说明某晶体是离子晶体的是()A．具有较高的熔点B．固态不导电，水溶液能导电C．可溶于水D．固态不导电，熔融状态能导电4．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缘由的叙述中不正确的是()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状况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少确定5．表中给出了几种氯化物的熔点和沸点。物质NaClMgCl2AlCl3CCl4熔点/℃801712190－68沸点/℃1465141818357关于表中4种氯化物有下列说法：①AlCl3在加热时可升华②CCl4属于分子晶体③1500℃时NaCl的分子组成可用NaCl表示④AlCl3是典型的离子晶体其中与表中数据一样的是()A．只有①和②B．只有③C．只有①②③D．全部一样6．(2024·盐城高二检测)下列大小关系正确的是()A．熔点：NaI>NaBrB．硬度：MgO>CaOC．晶格能：NaCl<NaBrD．熔沸点：CO2>NaCl7．金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法中正确的是()A．金属晶体和离子晶体都能导电B．在镁晶体中，1个Mg2＋只与2个价电子存在剧烈的相互作用C．金属晶体和离子晶体都可实行“紧密积累”方式，原子晶体都可实行“非紧密积累”方式D．金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用，很难断裂，因而都具有延展性8．下面有关晶体的叙述中，错误的是()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－)四周都紧邻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9．(2024·衡水高二检测)如图是氯化铯晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的Cs＋离子核间距为acm，氯化铯的摩尔质量为M，则氯化铯晶体的密度为dg/cm3，阿伏加德罗常数的值可表示为()A．2Ma3dB.eq\f(M,a3d)C.eq\f(M,2a3d)D.eq\f(2M,a3d)10．(2024·绵阳高二检测)“类推”是一种重要的学习方法，但有时会产生错误结论，下列类推结论中正确的是()A．碱金属氟化物的晶格能依次是LiF＞NaF＞KF＞RbF＞CsF；则钠的卤化物的晶格能依次是NaF＞NaCl＞NaBr＞NaIB．第ⅣA族元素氢化物沸点依次是GeH4＞SiH4＞CH4；则第ⅤA族元素氢化物沸点依次是AsH3＞PH3＞NH3C．晶体中有阴离子，必有阳离子；则晶体中有阳离子，必有阴离子D．若盐酸的浓度是醋酸浓度的2倍；则盐酸中H＋浓度也是醋酸中H＋浓度的2倍11.食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρg/cm3，摩尔质量为Mg/mol，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.eq\r(3,\f(2M,ρNA))cmB.eq\r(3,\f(M,2ρNA))cmC.eq\r(3,\f(2NA,ρM))cmD.eq\r(3,\f(M,8ρNA))cm12．(2024·厦门高二检测)有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是()A．在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE二、非选择题13．现有几组物质的熔点(℃)数据：A组B组C组D组金刚石：3550Li：181HF：－83NaCl：801硅晶体：1410Na：98HCl：－115KCl：776硼晶体：2300K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1723Rb：39HI：－51CsCl：645据此回答下列问题：(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是______________。(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于____________________________。(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的依次为：NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其缘由为_______________________________________________________________。14．(2024·徐州高二检测)钠和铜的单质及其化合物在社会实际中有着广泛的应用。(1)Cu2＋基态的核外电子排布式为_____________________________。(2)NaCl晶体的晶胞结构如图所示，在NaCl的晶胞中含有的阴离子的个数为________，阳离子的配位数为________。(3)钠的有关卤化物的熔点见表，钠的卤化物熔点按NaF、NaCl、NaBr、NaI依次降低的缘由是______________。NaFNaClNaBrNaI熔点/℃993801747661(4)碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀，A的晶胞如图所示，则A的化学式是________，A中铜元素的化合价为________。15．某离子晶体晶胞的结构如图所示。X(eq\o\al(,)●)位于立方体顶点，Y(eq\o\al(,)○)位于立方体中心，试分析：(1)该晶体的化学式为________。(2)晶体中每个X四周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1个Y形成的夹角∠XYX是________。(4)设该晶体的摩尔质量为Mg/mol，晶体密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X的核间距为________cm。[实力提升]16．(2024·荆州高二检测)如图所示是一些晶体的结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。(1)其中代表金刚石的是(填写编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最接近且距离相等。(2)其中代表石墨的是________，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。(3)其中表示NaCl的是________，每个钠离子四周与它最接近且距离相等的氯离子有________个，每个钠离子四周与它最接近且距离相等的钠离子有________个，每个氯离子四周紧邻的钠离子相连接而成的空间几何体为________。(4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个铯离子与________个氯离子紧邻。17．(2024·宿迁高二检测)依据价层电子对互斥理论推断下列分子或离子中空间构型是V形的是________(填写序号)。a．H3O＋b．H2Oc．NOeq\o\al(＋,2)d．NOeq\o\al(－,2)(2)已知FeCl3的沸点：319℃，熔点：306℃，则FeCl3的晶体类型为____________。P可形成H3PO4、HPO3、H3PO3等多种酸，则这三种酸的酸性由强到弱的依次为__________________(用化学式填写)。(3)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2，T的基态原子最外层电子(价电子)排布式为_____________，Q2＋的未成对电子数是______________。(4)如图1是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，推断NaCl晶体结构的图是图1中的______________。(5)[Cu(NH3)4]2＋配离子中存在的化学键类型有_____________(填序号)。①配位键②金属键③极性共价键④非极性共价键⑤离子键⑥氢键若[Cu(NH3)4]2＋具有对称的空间构型，且当[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代时，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为______________(填序号)①平面正方形②正四面体③三角锥形④V形(6)X与Y可形成离子化合物，其晶胞结构如图2所示，其中X和Y的相对原子质量分别为a和b，晶体密度为ρg/cm3，则晶胞中距离最近的X、Y之间的核间距离是_____________cm(NA表示阿伏加德罗常数，用含ρ、a、b、NA的代数式表达)课下实力提升(九)1．解析：选C溶液的导电实力和电解质的强弱无关，依据电解质在水溶液中是否完全电离将电解质分为强电解质和弱电解质，故A错误；含有共价键的化合物不肯定为共价化合物，离子化合物中也可能含有共价键，如NaOH，故B错误；含有离子键的化合物必定为离子化合物，C正确；金属晶体能导电，离子晶体在熔融状态下也能导电，则不能利用晶体能否导电来确定金属，故D错误。2．解析：选A原子晶体熔化须要破坏共价键，共价键键能越大，共价键越强、越稳定，原子晶体的熔沸点越高，故A正确；分子间作用力影响物质的物理性质，分子的稳定性是指化学性质，故B错误；分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，故C错误；分子晶体溶于水也可能导电，如乙酸等，故D错误。3．解析：选D具有较高的熔点的晶体可能是离子晶体、金属晶体或原子晶体，A错误；固态不导电，水溶液能导电的晶体可能是分子晶体或离子晶体，B错误；可溶于水的晶体可能是分子晶体或离子晶体，C错误；固态不导电，熔融状态能导电的晶体肯定是离子晶体，D正确。4．解析：选CCaO晶体和NaCl晶体都属于离子晶体，熔点的凹凸可依据晶格能的大小推断。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确定。5．解析：选C依据各物质的熔、沸点推断，AlCl3和CCl4为分子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以易升华；NaCl为离子晶体，1500℃高于其沸点，故以分子NaCl形式存在。6．解析：选B离子晶体熔化克服离子键，分子晶体熔化克服分子间作用力，则离子晶体的熔沸点大于分子晶体；对于结构相像的离子晶体，离子所带的电荷越多，离子半径越小，离子核间距越小，晶格能越大，熔沸点越高。NaI和NaBr均为离子晶体，离子所带的电荷相同，离子半径：I－＞Br－，离子核间距：NaI＞NaBr，晶格能：NaI＜NaBr，熔点：NaI＜NaBr，错误；离子半径Cl－<Br－，晶格能NaCl>NaBr。MgO、CaO均为离子晶体，离子所带的电荷相同，离子半径Mg2＋<Ca2＋，离子核间距：MgO＜CaO，晶格能：MgO＞CaO，硬度：MgO>CaO。NaCl和NaBr均为离子晶体，离子所带的电荷相同，离子半径：Cl－<Br－，离子核间距：NaCl<NaBr，晶格能：NaCl＞NaBr。CO2是分子晶体，NaCl是离子晶体，熔沸点：CO2<NaCl。7．解析：选C离子晶体中的离子不是自由移动的离子，不能导电，A项错误；镁晶体中的自由电子被整个晶体所共有，不属于某个Mg2＋，B项错误；离子晶体不具有延展性，D项错误。8．解析：选C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－四周有6个Na＋，每个Na＋四周有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键共价键结合，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，分子并未发生变更。9．解析：选B假设阿伏加德罗常数的值为NA，氯离子位于顶点，晶胞中数目为8×eq\f(1,8)＝1，铯离子位于体心，数目为1，即一个晶胞中含有一个氯离子和一个铯离子，则一个晶胞质量为eq\f(M,NA)g,2个最近的Cs＋离子核间距为acm，即晶胞边长为acm，则晶胞体积为a3cm3，则密度为d＝eq\f(M,NA·a3)g/cm3，解得NA＝eq\f(M,d×a3)，故选B。10．解析：选A组成和结构相像的离子晶体，阴、阳离子的半径越小，离子所带的电荷越多，晶格能越大，故碱金属氟化物的晶格能依次是LiF＞NaF＞KF＞RbF＞CsF；则钠的卤化物的晶格能依次是NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI。组成和结构相像的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，但氨分子间存在氢键，故在同族元素的氢化物中沸点反常的高，故第ⅤA族元素氢化物沸点依次是NH3＞AsH3＞PH3。金属晶体的构成微粒为金属阳离子和自由电子，晶体中只有阳离子，没有阴离子。HCl为强电解质，全部电离，醋酸为弱电解质，部分电离，若盐酸的浓度是醋酸浓度的2倍；则盐酸中H＋浓度大于醋酸中H＋浓度的2倍。11．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eq\f(M,ρNA)×4cm3。设食盐晶体里Na＋和Cl－的间距为xcm，可得(2x)3＝eq\f(M,ρNA)×4，解得x＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))，即在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。12．解析：选D在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有6个，且形成正八面体，A正确；Ca2＋位于晶胞的顶点和面心，晶胞中含有Ca2＋的个数为：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B正确；在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为4×eq\f(1,2)＝2，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数之比为1∶2，C正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，D错误。13．解析：通过读取表格中数据先推断晶体的类型及晶体的性质，A、B、C、D组分别代表原子晶体、金属晶体、分子晶体、离子晶体。(2)中的性质都属于金属晶体的物理性质。应用氢键说明HF的熔点反常，利用晶格能的大小说明离子晶体熔点高的缘由。答案：(1)原子共价键(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时须要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，在离子所带电荷相同的状况下，半径越小，晶格能越大，相应晶体的熔点越高14．解析：(1)Cu是29号元素，Cu2＋基态的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。(2)NaCl晶体中阳离子和阴离子的个数比为1∶1，在NaCl的晶胞中含有的阴离子的个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，阳离子的配位数为6。(3)按氟、氯、溴、碘的依次，这四种离子晶体中阴离子半径渐渐增大，离子键的强度渐渐减弱，晶格能渐渐减小，熔点按NaF、NaCl、NaBr、NaI依次渐渐降低，故填：按氟、氯、溴、碘的依次，这四种离子晶体中阴离子半径渐渐增大，离子键的强度渐渐减弱，晶格能渐渐减小。(4)依据晶胞结构示意图，两种微粒的个数比为1∶1，因此化学式为CuI，其中铜元素的化合价为＋1价。答案：(1)1s22s22p63s23p63d9(2)46(3)按氟、氯、溴、碘的依次，这四种离子晶体中阴离子半径渐渐增大，离子键的强度渐渐减弱，晶格能渐渐减小(4)CuI＋l15．解析：(1)视察图可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，每个Y同时吸引着4个X；而每个X同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X同时吸引着8个Y。晶体的化学式应为阴、阳离子的个数比，X、Y的个数比为1∶2，所以化学式为XY2或Y2X。(2)以标注X为标准，在该晶胞中与它距离最近且相等的其他X有3个。标注X被8个晶胞共用，而与它距离最近且相等的其他X又都用了两次，故与标注X距离最近且相等的其他X共有eq\f(3×8,2)＝12个。(3)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心，可联想CH4的键角，故∠XYX＝109°28′。(4)解此类问题比较简便的方法是把摩尔质量表示出来。摩尔质量在数值上即为1mol物质的质量，等于1个粒子的质量乘以NA，而1个粒子的质量等于1个粒子的体积乘以密度。设正方体的边长为a，每个X被8个正方体共用，每个正方体实际独占X：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，而晶体的化学式为XY2(或Y2X)，由X的数目可知每个粒子的体积为正方体体积的2倍，则a3×2×ρ×NA＝M。或由一个晶胞中含eq\f(1,2)个“XY2”，利用质量相等列等式为：eq\f(M,NA)×eq\f(1,2)＝ρ×a3。得a＝eq\r(3,\f(M,2NAρ))，晶体中两个距离最近的X之间的距离为eq\r(2)a＝eq\r(2)·eq\r(3,\f(M,2NAρ))＝eq\r(3,\f(\r(2)M,NAρ))。答案：(1)XY2(或Y2X)(2)12(3)109°28′(4)eq\r(3,\f(\r(2)M,NAρ))16．解析：(1)金刚石中每个C原子与相邻的四个C原子形成共价键，这种结构向空间扩展就形成了立体网状结构，因此其中代表金刚石的是B；其中每个碳原子与4个碳原子最接近且距离相等。(2)在石墨中每个C原子与相邻的三个C原子形成共价键，键角是120°，碳原子形成平面正六边形，每个正六边形占有的碳原子数平均为6×eq\f(1,3)＝2。因此其中代表石墨的是D，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为2个。(3)NaCl是离子晶体，构成离子是Na＋、Cl－；离子之间通过离子键结合，每个钠离子四周与它最接近且距离相等的氯离子有6个，位于Na＋的上、下、前、后、左、右，每个钠离子四周与它最接近且距离相等的钠离子有(3×8)÷2＝12个，每个氯离子四周紧邻的钠离子相连接而成的空间几何体为正八面体结构。(4)CsCl是离子晶体，构成微粒是Cs＋、Cl－，离子之间通过离子键结合，每个Cs＋离子四周有8个距离相等且最近的Cl－，同理，每个Cl－四周有8个距离相等且最近的Cs＋，代表CsCl的是E。答案：(1)B4(2)D2(3)A612正八面体(4)E离子817．解析：(1)a有