《離子晶體》練習(xí)（） 省賽一等獎

《離子晶體》練習(xí)[課時跟蹤訓(xùn)練](時間45分鐘滿分60分)一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分)1．離子晶體不可能具有的性質(zhì)是()A．較高的熔、沸點 B．良好的導(dǎo)電性C．溶于極性溶劑 D．堅硬而易粉碎解析：離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體，無自由移動的離子，不能導(dǎo)電，在熔融態(tài)或水溶液中能導(dǎo)電。答案：B2．下列說法中正確的是()A．離子晶體中每個離子的周圍均吸引著6個帶相反電荷的離子B．金屬導(dǎo)電的原因是在外加電場的作用下金屬產(chǎn)生自由電子，電子定向運動C．分子晶體的熔、沸點低，常溫下均呈液態(tài)或氣態(tài)D．原子晶體中的各相鄰原子都以共價鍵相結(jié)合解析：選項A中離子晶體中每個離子周圍吸引帶相反電荷的離子數(shù)與離子半徑有關(guān)，如一個Cs＋可同時吸引8個Cl－；選項B中金屬內(nèi)部的自由電子不是在電場力的作用下產(chǎn)生的；選項C中分子晶體的熔、沸點低，但在常溫下也有呈固態(tài)的，如S，屬于分子晶體，但它在常溫下為固態(tài)。答案：D3．[雙選題]如圖為NaCl晶體的一個晶胞，下列敘述中不正確的是()A．若晶體中Na＋與Cl－的最小距離為a，則Na＋與Na＋最近的距離為eq\r(2)aB．與Na＋最近且等距的Cl－連線構(gòu)成的圖形為正四面體C．與Na＋最近且等距的Cl－連線構(gòu)成的圖形為正八面體D．與一個Na＋最近且等距的Na＋有6個解析：由NaCl的晶胞圖可得晶胞的表面的平面圖，圖中AB＝BC＝a，AC為兩個Na＋的最近距離，AC2＝AB2＋BC2＝2a2，故AC＝eq\r(2)a，A正確；從晶胞圖可以看出，與NaCl晶胞體心的Na＋最近且等距離的Cl－(NaCl晶胞面心的Cl－)的連線構(gòu)成的圖形為正八面體，B不正確，C正確；根據(jù)圖示進(jìn)行分析，與一個Na＋最近且等距離的Na＋有12個，D不正確。答案：BD4．鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體，結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()A．該晶體屬于離子晶體B．晶體的化學(xué)式為Ba2O2C．該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相似D．與每個Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個解析：一個晶胞中含Ba2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個，含Oeq\o\al(2－,2)：12×eq\f(1,4)＋1＝4個，故晶體化學(xué)式是BaO2.答案：B5．下表給出幾種氯化物的熔點和沸點。物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3CCl4熔點/℃801712190－68沸點/℃1465141818357關(guān)于表中4種氯化物有下列說法：(1)AlCl3在加熱時可升華(2)CCl4屬于分子晶體(3)1500℃時NaCl的分子組成可用NaCl表示(4)AlCl3是典型的離子晶體其中與表中數(shù)據(jù)一致的是()A．只有(1)和(2) B．只有(3)C．只有(1)(2)(3) D．全部一致解析：根據(jù)各物質(zhì)的熔、沸點判斷，AlCl3和CCl4為分子晶體；AlCl3的沸點低于熔點，所以易升華；NaCl為離子晶體，1500℃高于其沸點，故以分子NaCl形式存在。答案：C6．氧化鈣在2973K時熔化，而氯化鈉在1074K時熔化，兩者的離子間距離和晶體結(jié)構(gòu)類似，下列有關(guān)它們?nèi)埸c差別較大的原因的敘述中不正確的是()A．氧化鈣晶體中陰、陽離子所帶的電荷數(shù)多B．氧化鈣的晶格能比氯化鈉的晶格能大C．氧化鈣晶體的結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu)類型不同D．在氧化鈣與氯化鈉的離子間距離類似的情況下，晶格能主要由陰、陽離子所帶電荷的多少決定解析：CaO和NaCl都屬于離子晶體，熔點的高低可根據(jù)晶格能的大小判斷。晶格能的大小與離子所帶電荷多少、離子間距離、晶體結(jié)構(gòu)類型等因素有關(guān)。CaO和NaCl的離子間距離和晶體結(jié)構(gòu)都類似，故晶格能主要由陰、陽離子所帶電荷的多少決定。答案：C7．食鹽晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。已知食鹽的密度為ρg/cm3，摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則在食鹽晶體中Na＋和Cl－的間距大約是()\r(3,\f(2M,ρNA))cm \r(3,\f(M,2ρNA))cm\r(3,\f(2NA,ρM))cm \r(3,\f(M,8ρNA))cm解析：食鹽晶胞中含有4個Na＋和4個Cl－，每個晶胞的體積為eq\f(M,ρNA)×4cm3。設(shè)食鹽晶體里Na＋和Cl－的間距為xcm，可得(2x)3＝eq\f(M,ρNA)×4，解得x＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))，即在食鹽晶體中Na＋和Cl－的間距大約是eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。答案：B二、非選擇題(本題包括4小題，共39分)8．(8分)現(xiàn)有甲、乙、丙三種離子晶體的晶胞：甲中x處于晶胞中心，乙中a處于晶胞中心。可推知，甲晶體中，x與y的個數(shù)比是________；乙中a與b的個數(shù)比是________；丙晶體的一個晶胞中平均有________個c離子，有________個d離子。解析：本題甲晶體中：x∶y＝1∶(4×eq\f(1,8))＝2∶1；乙晶體中：a∶b＝1∶(8×eq\f(1,8))＝1∶1；丙晶體的一個晶胞中有c離子：12×eq\f(1,4)＋1＝4(個)，d離子：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個)。答案：2∶11∶1449．(9分)已知硅酸鹽礦物和石英的晶格能如下表：硅酸鹽礦物和石英晶格能(kJ/mol)橄欖石4400輝石4100角閃石3800云母3800長石2400石英2600回答下列問題：(1)橄欖石和云母晶出的順序是____________。(2)石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)推測云母和橄欖石的熔點順序為________，硬度大小為________。解析：由晶出規(guī)則可知，晶格能越大，越最先晶出，故橄欖石先晶出，云母后晶出；原因是石英的晶格能較低，此外也與它不容易在巖漿中達(dá)到飽和濃度有關(guān)，只有當(dāng)各種金屬離子以硅酸鹽形式析出后，石英的濃度才達(dá)到飽和，故石英晶體最后晶出；云母的熔點、硬度低于橄欖石的熔點、硬度。答案：(1)橄欖石先晶出，云母后晶出(2)石英的晶格能較低，此外也與它不容易在巖漿中達(dá)到飽和濃度有關(guān)，只有當(dāng)各種金屬離子以硅酸鹽形式析出后，石英的濃度才達(dá)到飽和，故石英晶體最后晶出(3)云母<橄欖石云母<橄欖石10．(10分)在離子晶體中，陰、陽離子按一定規(guī)律在空間排列，下圖(左)就是NaCl的晶體結(jié)構(gòu)。在離子晶體中，陰、陽離子具有或接近具有球?qū)ΨQ的電子云，它們可以被看成是不等徑的剛性圓球，并彼此相切，如下圖(中)所示。離子鍵的鍵長是相鄰陰、陽離子的半徑之和，如下圖(右)所示。已知a為常數(shù)。試回答下列問題：(1)在NaCl晶體中，每個Na＋同時吸引________個Cl－，而Na＋數(shù)目與Cl－數(shù)目之比為________。(2)NaCl晶體離子鍵的鍵長為________。(3)Na＋半徑與Cl－半徑之比eq\f(r＋,r－)＝________(已知eq\r(2)＝，eq\r(3)＝，eq\r(5)＝。(4)NaCl晶體中不存在分子，但溫度達(dá)到1413℃時，NaCl晶體形成氣體，并以分子形式存在?，F(xiàn)有g(shù)NaCl晶體，強熱使溫度達(dá)到1450℃，測得氣體體積為L(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則此時氯化鈉氣體的分子式(化學(xué)式)為________。解析：觀察中間圖形知：eq\f(2r＋＋r－,4r－)＝sin45°，即eq\f(r＋＋r－,r－)＝，eq\f(r＋,r－)＝.2(r＋＋r－)＝a，r＋＋r－＝eq\f(a,2)，即離子鍵鍵長為eq\f(a,2)。由題意g氯化鈉在1450℃時為mol，故其摩爾質(zhì)量為117g/mol，氯化鈉氣體的分子式為Na2Cl2。答案：(1)61∶1(2)eq\f(a,2)(3)(4)Na2Cl211．(12分)某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如右圖所示。X(●)位于立方體頂點，Y(○)位于立方體中心，試分析：(1)該晶體的化學(xué)式為________。(2)晶體中每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有________個。(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角∠XYX是________。(4)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，晶體密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中兩個距離最近的X的核間距為________cm。解析：(1)觀察圖可知，Y位于立方體的體心，X位于立方體的頂點，每個Y同時吸引著4個X，而每個X同時被8個立方體共用，每個立方體的體心都有1個Y，所以每個X同時吸引著8個Y，晶體的化學(xué)式應(yīng)為陰、陽離子的個數(shù)比，X、Y的個數(shù)比為1∶2，所以化學(xué)式為XY2或Y2X。(2)以標(biāo)注X為標(biāo)準(zhǔn)，在該晶胞中與它距離最近且相等的其他X有3個。標(biāo)注X被8個晶胞共用，而與它距離最近且相等的其他X又都用了兩次，故與標(biāo)注X距離最近且相等的其他X共有eq\f(3×8,2)＝12個。(3)若將4個X連接，構(gòu)成1個正四面體，Y位于正四面體的中心，可聯(lián)想CH4的鍵角，故∠XYX＝109°28′。(4)解此類問題比較簡便的方法是把摩爾質(zhì)量表示出來。摩爾質(zhì)量在數(shù)值上即為1mol物質(zhì)的質(zhì)量，等于1個粒子的質(zhì)量乘以NA，而1個粒子的質(zhì)量等于1個粒子的體積乘以密度。設(shè)正方體的邊長為a，每個X被8個正方體共用，每個正方體實際獨占X：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，而晶體的化學(xué)式為XY2(或Y2X)，由X的數(shù)目可知每個粒子的體積為正方體體積的2倍，則a3×2×ρ×NA＝M或由一個晶胞中含eq