高二化学 3.4《离子晶体》2 导学案 新选修3

《选修三第三章第四节离子晶体》导学案（第2课时）
学习时间2011 —2012学年上学期周
【课标要求】知识与技能要求：
通过分析数据和信息，能说明晶格能的大小与离子晶体性质的关系。

【复习】：四种类型晶体的比较：
与离子晶体的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关？
1、定义：_________________________________
2、规律：（1）离子电荷越大，离子半径越小的离子晶体的晶格能越大。

[
（2）晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。

【科学视野】阅读P81---科学视野，从中你知道了什么？
【典例解悟】1.离子晶体熔点的高低决定于阴、阴离子之间的距离、晶格能的大小，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
2.NaF、NaI、MgO晶体均为离子晶体，根据下列数据，这三种晶体的熔点高低顺序是
3.NaCl晶体模型如下图所示，在NaCl晶体中，每个Na＋周围同时吸引________个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着________个Na＋；在NaCl晶胞中含有________个Na＋、________个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有________个。

【对点练习】1．决定离子晶体结构的重要因素是
A．阳离子的半径 B．阴离子的半径 C．正负离子的半径比 D．正负离子的电荷比
2．离子晶体之间的决定于离子键的大小，下列按离子键由大到小排列的是A．NaF>NaCl>NaBr>NaI B．Na2O >Na2S>NaCl>NaI
C．NaCl>CaCl2>MgCl2>AlCl3 D．MgCO3> CaCO3> SrCO3> BaCO3
3．下表是几种碳酸盐的分解温度和阳离子半径
A．离子晶体中阳离子的半径越大，越易分解 B．离子晶体中阳离子的半径越小，越易分解
C．离子晶体中阳离子的半径越大，结合碳酸根中的氧离子越容易
D．离子晶体中阳离子的半径越小，结合碳酸根中的氧离子越容易
4．萤石（CaF2）晶体属于立方晶系，萤石中每个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 5．氟化钙的晶胞如下图所示
则Ca2+和F-的配位数分别为
A．6、6 B．12、12 C．8、4 D．8、8
6．认真分析NaCl和CsCl的晶体结构，判断下列说法错误的是
A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阴、阳离子的配位数相等
C．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8
D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阴、阳离子半径比相同
7.某物质的晶体中，含A、B、C三种元素，其排列方式如右图所示（其中前后两面心上的B 原子不能画出），晶体中A、B、C的原子个数比依次为 ( )
A．1：3：1 B．2：3：1 C．2：2：1 D．1：3：3
8．如图所示，食盐晶体是由钠离子（图中的“●”）和氯离子（图中的“○”）
组成的，且均为等距离的交错排列。

已知食盐的密度是2.2g·cm—3,阿伏加德
罗常数6.02×1023mol—1。

在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离
最接近于（）
A．3.0×10—8cm B．3.5×10—8cm C．4.0×10—8cm D．5.0×10—8cm
9．在NaCl晶体中与每个Na+距离等同且最近的几个Cl-所围成的空间几何构型为
A.正四面体
B.正六面体
C.正八面体
D.正十二面体
10.晶格能越大,形成的离子晶体_________________________,而且熔点
_______________,硬度______________.典型的离子晶体，晶格能的大小与
离子所带的电荷和离子半径的关系一般是：离子电荷越高，晶格
能，离子半径越大，晶格能。

11．如图为NaCl晶体结构图，图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处
的位置(不考虑体积的大小)。

(1)请将其代表Na+的用笔涂黑圆点，以完成 NaCl晶体结构示意图。

并
确定晶体的晶胞，分析其构成。

(2)从晶胞中分Na+周围与它最近时且距离相等的 Na +
共有多少个?
【课后作业】
1. ①NaF 、②NaI 、③MgO 均为离子化合物，根据表中数据，推知这三种化合物的熔点高低顺序是( )
A.①>②>③ D ．②>①>③ 2．下列性质中，可以证明某化合物形成的晶体一定是离子晶体的是( )
A ．可以溶于水
B ．具有较高的熔点
C ．水溶液能导电
D ．熔融状态能导电 3.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 ．晶格能指气态离子结合成1 mol 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
4．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定
5．如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复结构单元)，已知晶体中2个最近的Cs ＋
核间距为a cm ，氯化铯(CsCl)的相对分子质量为M ，N A 为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为( )
A ．g·cm-3 B.Ma 38N A g·cm －3 C.M N A a 3 g·cm －3 D.Ma 3
N A
g·cm －3
6．下列关于物质熔点的排列顺序，不正确的是( )
A ．HI>HBr>HCl>HF
B ．CI 4>CBr 4>CCl 4>CF 4
C ．NaCl>NaBr>KBr
D ．金刚石>碳化硅>晶体硅 7．为什么Al 2O 3和MgO 常作耐火材料？
8．比较NaF 、MgF 2、AlF 3的晶格能大小、熔点高低。

9.下列7种物质：①白磷(P 4)；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，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________。

8M
N A a 3
10．A 、B 为两种短周期元素，A 的原子序数大于B ，且B 原子的最外层电子数为A 原子最外层电子数的3倍。

A 、B 形成的化合物是中学化学常见的化合物，该化合物熔融时能导电。

试回答下列问题： (1)A 、B 的元素符号分别是________、________。

(2)用电子式表示A 、B 元素形成化合物过程：
_______________________________________________________________________。

(3)A 、B 所形成的化合物的晶体结构与氯化钠晶体结构相似，则每个阳离子周围吸引了________个阴离子；晶体中阴、阳离子数之比为：________。

(4)A 、B 所形成化合物的晶体的熔点比NaF 晶体的熔点________，其判断的理由是____________________________________________________________________________。

疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） _____________________________________________________________________
《选修三第三章第四节 离子晶体》导学案（第2课时）
【阅读与思考】：1、定义：气态离子形成1mol 离子晶体时释放的能量。

2、规律：（1）离子电荷越大，离子半径越小的离子晶体的晶格能越大。

（2）晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。

【科学视野】阅读P81---科学视野，从中你知道了什么？
岩浆晶出规则：晶格能高的晶体，熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶析出。

（美国矿物学家鲍文）
【典例解悟】1.解析 对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子核间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。

阳离子半径大小顺序为：Ba 2＋
>K ＋
>Ca 2＋
>Na ＋
；阴离子
半径：Cl －
>O 2－
，比较可得只有D 项是正确的。

答案 D
2.解析：离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，而离子键的强弱可用晶格能来衡量。

晶格能∝
r
q q 21 ，即离子所带电荷数越多，离子间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。

故答案为B 。

答案：B
3. 解析 在氯化钠晶体中，一个Na ＋
位于晶胞的中心，12个Na ＋
分别位于晶胞的12条棱上，
则属于该晶胞的Na ＋相当于3个(14×12＝3，棱边上的每个Na ＋
同时被4个晶胞
共用，属于该晶胞的Na ＋仅占14)，因此一个晶胞中共含有4个Na ＋；8个Cl －
分
别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl －
相当于1个(18×8＝1，顶点上的
每个Cl －同时被8个晶胞共用，属于该晶胞的Cl －仅占18),6个Cl －
分别位于晶胞的
6个面心上，则属于该晶胞的Cl －相当于3个(12
×6＝3，面心上的每个Cl －
同时被
2个晶胞共用，属于该晶胞的Cl －仅占12)，所以一个晶胞中共含有4个Cl －。

可见NaCl 晶体中
Na ＋
、Cl －
的个数比为1∶1。

图中位于晶胞中心的Na ＋
实际上共有3个平面通过它，通过中心Na ＋
的每个平面都有4个Na ＋
位于平面的四角，这4个Na ＋
与中心Na ＋
距离最近且距离相等。

所以在NaCl 晶体中，每个Na ＋
周围与它距离最近且距离相等的Na ＋
共有12个，按相似的方法
可推出每个Cl －周围与它最近且距离相等的Cl －
也共有12个。

答案 6 6 4 4 12 【对点练习】参考答案
1．C 2．A 3．A C 4．B 5．C 6．BD 7．A 8．C 9．C 10、越稳定、越高、越大、越大、越小
11．(1)含8个小立方体的NaCl 晶体示意图为一个晶胞 (2)在晶胞中Na +
与Cl -
个数比为1:1. (3)12个 【课后作业】
1. 答案 B 2．答案 D 3.答案 C 4．答案 C 5．答案 C 6．答案 A 7．答案 因为二者晶格能大、熔点沸点高。

8．答案 因为Na ＋
、Mg 2＋
、Al 3＋
三种离子所带电荷逐渐增多，离子半径r (Na ＋
)>r (Mg 2＋
)>r (Al 3
＋
)，离子键强度：AlF 3>MgF 2>NaF ，所以晶格能大小顺序为：AlF 3>MgF 2>NaF ，熔点由高到低
顺序为：AlF 3>MgF 2>NaF 。

9.答案 (1)③ ⑤ ⑥ ③和④ (2)① ⑦ ② 10．答案 (1)Mg O
(2)×Mg ×＋·O ····
·―→Mg 2＋
[×
·O ····
×·]2－
(3)6 1∶1
(4)高 离子半径相差不大，MgO 中离子所带电荷较多，离子键强。