【整合】人教版高中化学选修三-3.4离子晶体(同步训练2)

离子晶体
1.离子晶体不可能具有的性质是( )
解析:离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的,在固态时,阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动,因而不导电。

只有在离子晶体溶于水或熔融后,电离成可以自由移动的阴、阳离子,才可以导电。

答案:B
2.仅由以下各组元素所组成的化合物,不可能形成离子晶体的是( )
A.H、O、S
B.Na、H、O
C.K、Cl、O
D.H、N、Cl
解析:强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。

B项如NaOH、C项如KClO、D项如NH4Cl。

答案:A
3.自然界中的CaF2又称萤石,是一种难溶于水的固体,属于典型的离子晶体。

以下实验一定能说明CaF2是离子晶体的是( )
2难溶于水,其水溶液的导电性极弱
2的熔沸点较高,硬度较大
2固体不导电,但在熔融状态下可以导电
2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
解析:难溶于水,其水溶液的导电性极弱,不能说明CaF2一定是离子晶体;熔沸点较高,硬度较大,也可能是原子晶体的性质,B不能说明CaF2一定是离子晶体;熔融状态下可以导电,一定有自由移动的离子生成,C说明CaF2一定是离子晶体;CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小,只能说明CaF2是极性分子,不能说明CaF2一定是离子晶体。

答案:C
4.有关晶格能的表达正确的选项是( )
B.晶格能通常取正值,但有时也取负值
C.晶格能越大,形成的离子晶体越稳定
D.晶格能越大,物质的硬度反而越小
解析:晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量,晶格能取正值,且晶格能越大,晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。

答案:C
5.以下有关离子晶体的数据大小比拟不正确的选项是( )
A.熔点:NaF>MgF2>AlF3
B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2
D.硬度:MgO>CaO>BaO
解析:掌握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的一个关键点。

由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。

r(F-)<r(Cl-)<r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小。

在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4。

r(Mg2+)<r(Ca2+)<r(Ba2+),故MgO、CaO、BaO中离子键依次减弱,晶格能依次减小,硬度依次减小。

答案:A
6.AB、CD、EF均为1∶1( )
A.CD>AB>EF
B.AB>EF>CD
C.AB>CD>EF
D.EF>AB>CD
解析:离子所带的电荷数越多,核间距越小,那么晶格能越大,熔沸点越高。

答案:D
7.以下物质中,属于含有极性共价键的离子晶体的是( )
22O2
解析:水是共价化合物,形成的晶体是分子晶体。

CsCl、KOH、Na2O2都是离子晶体,但是CsCl中只有离子键。

KOH由K+和OH-组成,OH-中存在极性共价键,因此B选项符合题意。

Na2O2由Na+和组成,中存在非极性共价键,不符合题意。

答案:B
8.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行以下实验,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
3、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
3、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
3、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
解析: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等溶于水电离产生Cl-,能与HNO3酸化的AgNO3溶液反响,产生白色沉淀,故A、C、D都不可靠。

答案:B
9.以下说法中一定正确的选项是( )
解析:四种晶体在不同状态下的导电性区别如下:
分子晶体原子晶体金属
晶体
离子
晶体
固态不导电不导电(单
质
硅为半导
体)
可导
电
不导
电
熔融状态不导电不导电
可导
电
可导
电
水溶液有的可导
电
不溶于水
一般
不
溶于
水
可导
电
另外,固态石墨也可以导电,而石墨是混合晶体。

答案:D
10.对于氯化钠晶体,以下描述正确的选项是( )
B.58.5 g氯化钠晶体中约含6.02×1023个NaCl分子
+与6个Cl-作为近邻
解析:氯化钠晶体的晶胞结构如下图,从中可以看出在立方体的面心中均有Cl-,故其是面心立方最密堆积,故A错;氯化铯晶体的晶胞结构为,其结构呈体心立方最密
堆积,故C错;从上图中可以得出氯化钠晶体中以Na+为中心向三维方向伸展,有6(上、下、前、后、左、右)个Cl-近邻,故D正确;NaCl为离子晶体,其中不含有NaCl分子,故B错。

答案:D
11.以下说法正确的选项是( )
2O2晶体中,阴、阳离子个数比是1∶1
+和1个Cl-
2+和F-的配位数之比为1∶2
2晶体中,Ca
D.CsCl晶胞中,Cl-的配位数是8
解析:Na2O2晶体中阳离子是Na+,阴离子是(看作离子团),阴、阳离子个数比为1∶2;而NaCl只是化学式,阳离子为Na+,阴、阳离子个数比是1∶1,在晶胞中,根据均摊法,有4个Na+和4个Cl-;从CaF2化学式组成来看,Ca2+和F-的配位数之比是2∶1。

答案:D
12.某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如以下图:A为阴离子,在立方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,那么该晶体的化学式为( )
2A2
7A44A7
解析:根据均摊法,该结构单元中含A:8×1=8,含B:×8+×6=4,B与A离子数之比为4∶8=1∶2,即该晶体的化学式为BA2,B项正确,故答案为B项。

答案:B
13.(1)共价键、范德华力和离子键是粒子之间的三种作用力。

有以下晶体:①KNO3②SiO2③晶体Si ④石墨⑤KCl⑥S8。

其中,至少含有两种作用力的是。

(2)以下几组物质间大小关系是(填“>〞或“<〞):
①晶格能:NaClNaBr;
②硬度:MgOCaO;
③熔点:NaINaBr;
④熔沸点:CO2NaCl。

答案:(1)①④⑥
(2)①>②>③<④<
14.以下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,固态下都为晶体,答复以下问题(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。

解析:(1)属于离子晶体的有③④⑤⑥,其中③只含非金属元素,NaF中只含离子键,Na2O2中有离子键和非极性共价键,NH4Cl和Ca(OH)2有离子键和极性共价键。

(2)分子晶体中含范德华力,只有白磷、石墨晶体中既有范德华力又有共价键,水晶中只含共价键。

答案:(1)③⑤⑥③和④
(2)①⑦⑦②
15.A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,且原子序数依次增大,其中A原子核外有三个未成对电子;A与B可形成离子化合物B3A2;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D原子核外的M 层中有两对成对电子;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满。

请根据以上信息,答复以下问题(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示):
(1)比E核外电子数少5的元素的原子核外电子排布式是,A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为。

(2)B的氯化物的熔点远高于C的氯化物的熔点,理由是。

(3)A的氢化物属于(填“极性〞或“非极性〞)分子,D的低价氧化物分子的空间构型是。

(4)A、E形成的某种化合物的晶胞结构如下图,那么其化学式为(每个球均表示1个原子)。

解析:A原子核外有三个未成对电子,可以推断为N;A与B可形成离子化合物B3A2,可以推断B为Mg;C元素是地壳中含量最高的金属元素,即为Al;D原子核外的M层中有两对成对电子,可以推断D为S;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满,可以推断E为Cu,Cu的核外电子数为29,比其核外电子数少5的是Cr元素。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar]3d54s1)Al<Mg<S<N
(2)MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体
(3)极性V形
(4)CuN3
16.ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。

请答复以下问题。

(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如以下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是。

(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为。

(3)Se原子序数为,其核外M层电子的排布式为。

(4)H2Se的酸性比H2S(填“强〞或“弱〞)。

气态SeO3分子的立体构型为,S的立体构型为。

(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10-2,请根据结构与性质的关系解释:
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因:;
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因:。

(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。

立方ZnS晶体结构如以下图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为g·cm-3(列式并计算),a位置S2-与b位置Zn2+之间的距离为pm(列式表示)。

解析:(1)首先根据S8的结构和价电子特点,确定其杂化方式。

S的价电子数是6,其中形成2个σ键,还有两对孤电子对,故杂化方式为sp3。

(2)在周期表中,同主族元素从上到下得电子能力减弱,第一电离能依次减小。

(3)Se在S的下一周期,其原子序数是16+18=34,电子排布式为Ar]3d104s24p4。

(4)H—Se键的键长比H—S键的键长长,所以H—Se键易断裂,故H2Se酸性比H2S强。

SeO3中Se的杂化方式为sp2杂化,立体构型为平面三角形。

S中S的杂化方式为sp3杂化,与3个O 原子配位,故立体构型为三角锥形。

(5)①第一步电离产生的H+抑制HSe和HSe的电离,使得HSe和HSe较难电离出H+。

②同种元素形成的不同含氧酸,假设表示为(HO)m RO n,那么n值越大,R元素的化合价越高,正电性越高,R—O—H中O的电子更易向R原子偏移,O—H键越易断裂,易电离产生H+。

H2SeO3和H2SeO4可分别表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2,前者n值为1,后者n值为2,显然H2SeO4的酸性强于H2SeO3。

(6)ZnS晶胞的体积为(540.0×10-10 cm)3。

S2-位于晶胞的顶点和面心,Zn2+位于晶胞的内部,一个ZnS晶胞中含有S2-:8×+6×=4个,含有4个Zn2+,即一个ZnS晶胞含有4个S2-和4个Zn2+,那么晶胞的密度为=4.1 g·cm-3。

ZnS晶胞中,面对角线上两个相邻S2-的距离为540 pm×=270 pm。

每个Zn2+与周围4个S2-形成正四面体结构,两个S2-与Zn2+之间连线的夹角为109°28',两个相邻S2-与Zn2+形成等腰三角形(如下图),那么ab之间的距离为 pm。

答案:(1)sp3
(2)O>S>Se
(3)34 3s23p63d10
(4)强平面三角形三角锥形
(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子
②H2SeO3和H2SeO4可分别表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。

H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+
或或135。