高中化学 3.4.1 离子晶体晶格能课时作业选修3

现吨市安达阳光实验学校第四节离子晶体
第1课时离子晶体、晶格能
[目标要求] 1.掌握离子键、离子晶体的概念；知道离子晶体类型与性质的关系。

2.掌握晶格能的概念和意义；知道晶格能的大小与晶体性质的关系。

一、离子晶体
1．概念
由________和________通过________结合而成的晶体。

2．决晶体结构的因素
离子晶体中离子的配位数是指一个离子周围最邻近的
____________________。

决离子晶体中离子配位数的因素有________因素、________因素、________因素。

(1)几何因素是指______________________________。

它是决离子晶体结构的重要因素。

(2)电荷因素是指____________________。

如在NaCl晶体中每个Na＋周围有____个Cl－，每个Cl－周围有____个Na＋。

NaCl只是氯化钠晶体的__________，在晶体中不存在单个氯化钠分子，只有Na＋和Cl－。

在CsCl晶体中每个Cs＋周围有______个Cl－，每个Cl－周围有______个Cs＋。

如果正、负离子的__________不同，正、负离子的________必不相同，正、负离子的__________就不会相同。

如，在CaF2晶体中，Ca2＋和F－的电荷比是________，个数比是________，Ca2＋的配位数为________，F－的配位数为________。

(3)键性因素是指____________________。

3．性质
(1)________较大，难于压缩；
(2)熔、沸点________，难挥发；
(3)不导电，但是在________或________中可导电。

二、晶格能
1．概念
离子晶体的晶格能是指________________________________________，能量取________。

离子晶体的晶格能是最能反映________________的数据。

2．影响因素
离子带电荷越多，晶格能越________，离子半径越大，晶格能越________。

3．晶格能对离子晶体性质的影响
晶格能越大，形成的离子晶体越________，而且熔点越____，硬度越____。

1．下列说法中一正确的是( )
A．固态时能导电的物质一是金属晶体
B．熔融状态能导电的晶体一是离子晶体
C．水溶液能导电的晶体一是离子晶体
D．固态不导电而熔融态导电的晶体一是离子晶体
2．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。

下列事实能说明CaF2一是离子晶体的是( )
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
3．下列7种物质：①白磷(P4)；②水晶；③氯化铵；④氢氧化钙；⑤氟化钠；⑥过氧化钠；⑦石墨。

固态时都为晶体，回答下列问题(填写序号)：
(1)不含金属离子的离子晶体是________，只含离子键的离子晶体是
________，既有离子
键又有非极性键的离子晶体是________，既有离子键又有极性键的离子晶体是________。

(2)既含范德华力，又有非极性键的晶体是________，熔化时既要克服范德华力，又要破
坏化学键的是________，熔化时只破坏共价键的是________。

练基础落实
知识点1 化学键与离子键
1．现有如下各种说法：
①在水中H、O原子间均以化学键相结合。

②金属和非金属化合形成离子键。

③离子键是阳离子与阴离子之间的相互吸引。

④根据电离方程式HCl===H＋＋Cl－，判断HCl分子里存在离子键。

⑤H2分子和Cl2分子的反过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl 原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程。

其中正确的是( )
A．①②⑤正确 B．都不正确
C．④正确，其他不正确 D．仅①不正确
2．下列性质中，可以证明某化合物内一存在离子键的是( )
A．可溶于水 B．具有较高的熔点
C．水溶液能导电 D．熔融状态能导电
知识点2 离子晶体与离子键
3．下列说法正确的是( )
A．一种金属元素和一种非金属元素一能形成离子化合物
B．离子键只存在于离子化合物中
C．共价键只存在于共价化合物中
D．离子化合物中必含有金属元素
4．下列说法正确的是( )
A．离子晶体中可能含有共价键，但一含有金属元素
B．分子晶体中一含有共价键
C．离子晶体中一不存在非极性键
D．含有离子键的晶体一是离子晶体
知识点3 离子晶体的结构
5．萤石(CaF2)晶体属于立方晶系，萤每个Ca2＋被8个F－所包围，则每个F－周围最近距离的Ca2＋数目为( )
A．2 B．4 C．6 D．8
6．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价为0价，为－2价。

如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)，则下列说法中正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O－2
B．晶体中每个K＋周围有8个O－2，每个O－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，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为1∶1
知识点4 离子晶体的性质特点
7．为了确SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列，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SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。

结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
知识点5 晶格能及其对离子晶体性质的影响
8．下列关于晶格能的说法中正确的是( )
A．晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量
B．晶格能指破坏1 mol离子键所吸收的能量
C．晶格能指1 mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量
D．晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关
9．离子晶体熔点的高低决于阴、阳离子之间的核间距离和晶格能的大小，根据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是( ) A．KCl>NaCl>BaO>CaO
B．NaCl>KCl>CaO>BaO
C．CaO>BaO>KCl>NaCl
D．CaO>BaO>NaCl>KCl
练方法技巧
判断离子晶体晶格能的大小、熔点高低、硬度大小的方法
10．下列大小关系正确的是( )
A．晶格能：NaCl<NaBr
B．硬度：MgO>CaO
C．熔点：NaI>NaBr
D．熔、沸点：CO2>NaCl
11．氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是( )
A．氧化钙晶体比氯化钠晶体中阴、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
练综合拓展
12．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：
物质 A NaCl KCl CsCl
熔点/K 1 074 1 049 918
物质 B Na Mg Al
熔点/K 317 923 933
晶体熔、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
________。

B组晶体属于____________晶体，价电子数由少到多的顺序是
__________，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______________。

第四节离子晶体
第1课时离子晶体、晶格能
基础落实
一、
1．阳离子阴离子离子键
2．异电性离子的数目几何电荷键性(1)晶体中正、负离子的半径比(2)正、负离子的电荷比 6 6 化学式8 8 电荷个数配位数2∶11∶28 4 (3)离子键的纯粹程度
3．(1)硬度(2)较高(3)熔融态水溶液
二、
1．气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量正值离子晶体稳性
2．大小
3．稳高大
课堂练习
1．D
2．C [化合物中存在离子键则必为离子晶体，而离子晶体区别于其他晶体的突出特点是固体不导电，熔融状态下能导电，故选C。

]
3．(1)③⑤⑥③和④(2)①⑦②
课时作业
1．B 2.D
3．B [AlCl3是共价化合物，A错；凡含有离子键的化合物就是离子化合物，B正确；共价键除存在于共价化合物中，非金属单质及离子化合物中也可含有共价键，C错；铵盐属于离子化合物，但其中没有金属元素，D错。

] 4．D [根据离子晶体的概念可知，只要含有离子键，形成的晶体就是离子晶体，但离子晶体中不一只含有离子键，如Na2O2中除离子键外，还含有非极性共价键，故C错，D正确。

铵盐形成的晶体也是离子晶体，其中不含金属元素，如NH4Cl，故A错。

由稀有气体形成的分子晶体中含范德华力而无共价键，故B错。

]
5．B
6．A [由题中的晶胞结构图可知：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×
1
8
＋6×
1
2
＝4个；有12个O－2位于棱心，1个处于体心，则晶胞中含有的O－2数为12×
1
4
＋1＝4个，所以超氧化钾的化学式为KO2。

设晶体中0价氧原子和－2价氧原子数分别为x、y，则有
－2y
x＋y
＝－
1
2
，即x∶y ＝3∶1。

]
7．B [离子化合物一般熔、沸点较高，熔融态可导电；分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电，如HCl；HCl溶于水电离产生Cl－，也能与HNO3酸化的AgNO3溶液反，产生白色沉淀，故A、C、D都不可靠。

]
8．C
9．D [对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子间的核间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高，阳离子半径大小顺序为：Ba2＋>K＋>Ca2＋>Na＋；阴离子半径：Cl－>O2－，比较可得只有D项是正确的。

] 10．B [对于电荷相同的离子，半径越小，离子键越强，晶格能越大，硬度越高，熔、沸点越高。

半径：Cl－<Br－<I－，Mg2＋<Ca2＋，故A、C错误，B正确；分子晶体的熔、沸点低于离子晶体的熔、沸点，故D错误。

] 11．C
12．离子离子键NaCl>KCl>CsCl 金属Na<Mg<Al Na＋>Mg2＋>Al3＋
Na<Mg<Al
解析A组NaCl、KCl、CsCl为同一主族的卤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；而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。