新課標地區(qū)專用2020高中化學第3章第四節(jié)離子晶體講義精練含解析新人教版選修

第四節(jié)離子晶體學業(yè)要求素養(yǎng)對接1.借助離子晶體模型認識離子晶體的結構和性質。2.能利用離子鍵的有關理論解釋離子晶體的物理性質。微觀探析：離子晶體的結構特點。模型認知：能借助離子晶體模型說明離子晶體中的微粒及其微粒間的相互作用。[知識梳理]離子晶體(1)構成微粒：陽離子和陰離子。(2)作用力：離子鍵。(3)配位數(shù)：一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。(1)幾何因素：晶體中正、負離子的半徑比。(2)電荷因素：晶體中正、負離子的電荷比。(3)鍵性因素：離子鍵的純粹程度。晶體類型NaClCsClCaF2晶胞陽離子的配位數(shù)688陰離子的配位數(shù)684晶胞中所含離子數(shù)Cl－4Na＋4Cs＋1Cl－1Ca2＋4F－8(1)硬度較大，難于壓縮。(2)熔點和沸點較高。(3)固體不導電，但在熔融狀態(tài)或水溶液時能導電。【自主思考】離子晶體是否全由金屬元素與非金屬元素組成？提示不一定，如NH4Cl固體是離子晶體但它不含金屬元素。[自我檢測]1.判斷正誤，正確的打“√”；錯誤的打“×”。(1)“NaCl”是氯化鈉的分子式。()(2)離子晶體一定含有金屬陽離子。()(3)離子晶體中一定不存在共價鍵。()(4)離子晶體都能導電。()(5)金屬晶體和離子晶體的導電實質是一樣的。()(6)固態(tài)不導電、水溶液能導電，這一性質能說明某晶體一定是離子晶體。()(7)NaCl晶體的晶胞中有1個Cl－和1個Na＋。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×2.離子晶體一般不具有的特征是()A.熔點較高，硬度較大D.離子間距離較大，其密度較大解析離子晶體的結構決定著離子晶體具有一系列特性，這些特性包括A、B、C項所述；離子間的距離取決于離子半徑的大小及晶體的密堆積方式等。答案D3.下列7種物質：①白磷(P4)；②水晶；③氯化銨；④氫氧化鈣；⑤氟化鈉；⑥過氧化鈉；⑦石墨。固態(tài)下都為晶體，回答下列問題(填寫序號)：(1)不含金屬離子的離子晶體是________，只含離子鍵的離子晶體是________，既有離子鍵又有非極性鍵的離子晶體是________，既有離子鍵又有極性鍵的離子晶體是________。(2)既含范德華力，又有非極性鍵的晶體是________，熔化時既要克服范德華力，又要破壞化學鍵的是________，熔化時只破壞共價鍵的是________。答案(1)③⑤⑥③④(2)①⑦⑦②學習任務一離子晶體的結構與性質【合作交流】在我們周圍廣泛存在著離子化合物，常溫下，許多離子化合物以晶體形態(tài)存在，如碳酸鈣等。1.含金屬陽離子的晶體一定是離子晶體嗎？有陽離子的晶體中一定存在陰離子嗎？提示不一定。也可能是金屬晶體；晶體中含有陽離子，不一定存在陰離子，如金屬晶體由陽離子和自由電子構成。2.離子晶體的熔點一定低于共價晶體嗎？提示不一定。離子晶體的熔點不一定低于共價晶體，如MgO是離子晶體，SiO2是共價晶體，MgO的熔點高于SiO2的熔點。3.離子晶體中除含有離子鍵外，是否含有共價鍵？提示離子晶體中除含有離子鍵外，還有可能含有共價鍵、配位鍵。如Na2O2、NaOH、Ba(OH)2、Na2SO4中均含離子鍵和共價鍵?！军c撥提升】(1)離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵，由于離子鍵沒有方向性和飽和性，故離子晶體一般采取密堆積方式。(2)離子晶體中存在的微粒是陽離子和陰離子，離子晶體的化學式只表示晶體中陰、陽離子的個數(shù)比，而不是表示其分子組成。(3)離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷越多，離子鍵越強。性質原因熔、沸點離子晶體中有較強的離子鍵，熔化或氣化時需消耗較多的能量。所以離子晶體有較高的熔點、沸點和難揮發(fā)性。通常情況下，同種類型的離子晶體，離子半徑越小，離子鍵越強，熔、沸點越高硬度硬而脆。離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當晶體受到沖擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導致晶體破碎導電性不導電，但熔融或溶于水后能導電。離子晶體中，離子鍵較強，陰、陽離子不能自由移動，即晶體中無自由移動的離子，因此離子晶體不導電。當升高溫度時，陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間的相互作用力，成為自由移動的離子，在外加電場的作用下，離子定向移動而導電。離子晶體溶于水時，陰、陽離子受到水分子的作用成了自由移動的離子(或水合離子)，在外加電場的作用下，陰、陽離子定向移動而導電溶解性大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水)中，難溶于非極性溶劑(如汽油、苯、CCl4)中。當把離子晶體放入水中時，水分子對離子晶體中的離子產生吸引，使離子晶體中的離子克服離子間的相互作用力而離開晶體，變成在水中自由移動的離子延展性離子晶體中陰、陽離子交替出現(xiàn)，層與層之間如果滑動，同性離子相鄰而使斥力增大導致不穩(wěn)定，所以離子晶體無延展性判斷一種物質是不是離子晶體，我們可以根據(jù)物質的分類、組成和性質等方面進行判斷。(1)利用物質的分類金屬離子和酸根離子、OH－形成的大多數(shù)鹽、強堿，活潑金屬的氧化物和過氧化物(如Na2O和Na2O2)，活潑金屬的氫化物(如NaH)，活潑金屬的硫化物等都是離子晶體。(2)利用元素的性質和種類如成鍵元素的電負性差值大于1.7的物質，金屬元素(特別是活潑的金屬元素，ⅠA、ⅡA族元素)與非金屬元素(特別是活潑的非金屬元素，ⅥA、ⅦA族元素)組成的化合物。(3)利用物質的性質離子晶體一般具有較高的熔、沸點，難揮發(fā)，硬而脆；固體不導電，但熔融或溶于水時能導電，大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑而難溶于非極性溶劑。類型項目離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體構成晶體的粒子陰、陽離子原子分子金屬陽離子和自由電子粒子間的作用離子鍵共價鍵分子間作用力(范德華力或氫鍵)金屬鍵確定作用力強弱的一般判斷方法離子電荷數(shù)、半徑鍵長(原子半徑)組成結構相似時，比較相對分子質量離子半徑、價電子數(shù)熔、沸點較高很高較低差別較大(汞常溫下為液態(tài)，鎢熔點為3410℃)硬度略硬而脆很大較小差別較大導電性不良導體(熔化后或溶于水導電)不良導體(個別為半導體)不良導體(部分溶于水發(fā)生電離后導電)良導體溶解性多數(shù)易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水，少數(shù)與水反應機械加工性不良不良不良優(yōu)良延展性差差差優(yōu)良易錯提醒(1)離子晶體中一定存在離子鍵，可能存在共價鍵，一定不存在分子間作用力。(2)只有分子晶體中存在單個分子。(3)某些離子晶體的熔點高于某些共價晶體的熔點。如MgO(2852℃)＞SiO2(1710℃)。(4)某些分子晶體的熔點高于某些金屬晶體的熔點。如堿金屬熔點較低。(5)個別金屬的熔點高于某些共價晶體的熔點。如鎢(3410℃)＞SiO2(1710℃)。(6)合金的熔點一般低于成分金屬的熔點。5.晶體熔、沸點高低的比較方法(1)不同類型晶體熔、沸點的比較：①不同類型晶體的熔、沸點高低一般規(guī)律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體。②金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低。(2)同種類型晶體熔、沸點的比較：①共價晶體原子半徑越小→鍵長越短→鍵能越大→熔、沸點越高。如熔點：金剛石＞硅晶體。②離子晶體一般地說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高。如熔點：MgO＞NaCl＞CsCl。③分子晶體a.分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常得高。如沸點：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。b.組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高。如熔、沸點：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。和結構不相似的物質(相對分子質量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點越高。如熔、沸點：CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。④金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強，金屬熔、沸點就越高。如熔、沸點：Na＜Mg＜Al?！纠?】NaCl晶體模型如下圖所示：(1)在NaCl晶體中，每個Na＋周圍同時吸引________個Cl－，每個Cl－周圍也同時吸引著________個Na＋，在NaCl晶胞中含有________個Na＋、________個Cl－，晶體中每個Na＋周圍與它距離最近且相等的Na＋共有________個。(2)對于氯化鈉晶體，下列描述正確的是________。A.相鄰的正、負離子核間距等于正、負離子半徑之和B.與氯化銫晶體結構相同C.每個Na＋與6個Cl－作為近鄰解析(1)在氯化鈉晶體中，一個Na＋位于晶胞的中心，12個Na＋分別位于晶胞的12條棱上，則屬于該晶胞的Na＋相當于3個eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)×12＝3))，因此一個晶胞中共含有4個Na＋，8個Cl－分別位于晶胞的8個頂點上，則屬于該晶胞的Cl－相當于1個eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8)×8＝1))，6個Cl－分別位于晶胞的6個面心上，則屬于該晶胞的Cl－相當于3個eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×6＝3))，所以一個晶胞中共含有4個Cl－?？梢奛aCl晶體中Na＋、Cl－的個數(shù)比為1∶1。圖中位于晶胞中心的Na＋實際上共有3個平面通過它，通過中心Na＋的每個平面都有4個Na＋位于平面的四角，這4個Na＋與中心Na＋距離最近且距離相等。所以在NaCl晶體中，每個Na＋周圍與它距離最近且距離相等的Na＋共有12個，按相似的方法可推出每個Cl－周圍與它最近且距離相等的Cl－也共有12個。(2)氯化銫晶體結構呈體心立方堆積，B錯誤，氯化鈉晶體中以Na＋為中心向三維方向伸展，有6個Cl－近鄰，C正確，相鄰的正、負離子核間距不等于正、負離子半徑之和，A錯誤。答案(1)664412(2)C判斷物質結構圖是否表示晶胞的方法整塊晶體是由完全相同的晶胞“無隙并置”地堆積而成的。“完全相同”包括“化學上等同”——晶胞里原子的數(shù)目和種類完全等同；還包括“幾何上等同”——晶胞的形狀、取向、大小等同，而且原子的排列完全等同?！盁o隙并置”即一個晶胞與它的相鄰晶胞完全共頂角、共面、共棱。晶胞的這種本質屬性可歸納為晶胞具有平移性。因此可根據(jù)結構圖在晶體中是否具有平移性來判斷是否表示晶胞?！咀兪接柧殹?.如圖所示是從NaCl或CsCl的晶體結構中分割出來的部分結構圖，其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結構圖是()A.圖(1)和(3) B.圖(2)和(3)C.圖(1)和(4) D.只有圖(4)解析本題考查了離子晶體的代表物質NaCl、CsCl的晶體結構。NaCl晶體中，每個Na＋周圍最鄰近的Cl－有6個，構成正八面體，同理，每個Cl－周圍最鄰近的6個Na＋也構成正八面體，由此可知圖(1)和(4)是從NaCl晶體中分割出來的結構圖，C項正確。答案C2.下列性質適合于離子晶體的是()A.熔點1070℃，易溶于水，水溶液能導電B.熔點10.31℃，液態(tài)不導電，水溶液能導電2，熔點112.8℃，沸點444.6℃D.熔點97.81℃，質軟，導電，密度0.97g·cm－3解析離子晶體在液態(tài)(即熔融狀態(tài))導電；CS2是非極性溶劑，根據(jù)相似相溶規(guī)律，C不是離子晶體；離子晶體質硬易碎，且固態(tài)不導電，D不是離子晶體。答案A3.鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體，其晶胞的結構如圖所示，下列有關說法中正確的是()2O22＋距離相等且最近的Ba2＋共有4個解析圖示晶體中含有Ba2＋和Oeq\o\al(2－,2)，則該晶體屬于離子晶體，A正確。該晶體的晶胞結構與NaCl的晶胞結構相似，所以與每個Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個，C不正確，D不正確。該氧化物的1個晶胞中含有4個Ba2＋和4個Oeq\o\al(2－,2)，晶體的化學式應為BaO2，B不正確。答案A【例2】Mg是第三周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點見下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔點/K12661534183(1)解釋表中氟化物熔點差異的原因：_______________________________________________________。_______________________________________________________。(2)硅在一定條件下可以與Cl2反應生成SiCl4，試判斷SiCl4的沸點比CCl4的________(填“高”或“低”)，理由_______________________________________________________。解析(1)先比較不同類型晶體的熔點。NaF、MgF2為離子晶體，離子間以離子鍵結合，離子鍵作用強，SiF4固態(tài)時為分子晶體，分子間以范德華力結合，范德華力較弱，故NaF和MgF2的熔點都高于SiF4。b.再比較相同類型晶體的熔點。Na＋的半徑比Mg2＋半徑大，Na＋所帶電荷數(shù)小于Mg2＋，所以MgF2的離子鍵比NaF的離子鍵強度大，MgF2熔點高于NaF熔點。(2)SiCl4和CCl4組成、結構相似，SiCl4的相對分子質量大于CCl4的相對分子質量，SiCl4的分子間作用力大于CCl4的分子間作用力，故SiCl4的熔點高于CCl4的熔點。2為離子晶體，SiF4為分子晶體，所以NaF與MgF2遠比SiF42＋的半徑小于Na＋的半徑且Mg2＋所帶電荷數(shù)較大，所以MgF2的離子鍵強度大于NaF的離子鍵強度，故MgF2的熔點高于NaF(2)高SiCl4的相對分子質量比CCl4的大，范德華力大，因此沸點高晶格能的大小與離子半徑成反比，和電荷成正比。【變式訓練】4.下列有關離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是()A.熔點：NaF＞MgF2＞AlF3B.沸點：NaF＞NaCl＞NaBrC.陰離子的配位數(shù)：CsCl＞NaCl＞CaF2D.硬度：MgO＞CaO＞BaO解析由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的離子半徑依次減小，所帶電荷數(shù)依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的微粒間的作用力依次增大，即熔點依次升高，A錯誤；F－、Cl－、Br－的半徑依次增大，NaF、NaCl、NaBr的微粒間的作用力依次減小，B正確；CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4，C正確；Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋的半徑依次增大，MgO、CaO、BaO的微粒間的作用力依次減小，即硬度依次減小，D正確。答案A5.現(xiàn)有幾組物質的熔點(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：－83NaCl硅晶體：1410Na：98HCl：－115KCl硼晶體：2300K：64HBr：－89RbCl二氧化硅：1732Rb：39HI：－51MgO：2800據(jù)此回答下列問題：(1)由表格可知，A組熔點普遍偏高，據(jù)此回答：①A組屬于________晶體，其熔化時克服的粒子間的作用力是________。②硅的熔點低于二氧化硅，是由于_______________________________________________________。③硼晶體的硬度與硅晶體相對比：_______________________________________________________。(2)B組晶體中存在的作用力是________，其共同的物理性質是________(填序號)，可以用________理論解釋。①有金屬光澤②導電性③導熱性④延展性(3)C組中HF熔點反常是由于______________________________________________________________________________________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質是________(填序號)。①硬度?、谒芤耗軐щ姠酃腆w能導電④熔融狀態(tài)能導電(5)D組晶體中NaCl、KCl、RbCl的熔點由高到低的順序為____________________，MgO晶體的熔點高于三者，其原因解釋為______________________________________________________________。解析(1)A組由非金屬元素組成，熔點最高，屬于共價晶體，熔化時需破壞共價鍵。由共價鍵形成的共價晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點高，硬度大。(2)B組都是金屬，存在金屬鍵，具有金屬晶體的性質，可以用“電子氣理論”解釋相關物理性質。(3)C組鹵化氫晶體屬于分子晶體，HF熔點高是由于分子之間形成氫鍵。(4)D組是離子化合物，熔點高，具有離子晶體的性質。(5)熔點與離子電荷數(shù)和離子半徑有關，電荷越多，半徑越小，晶體熔點越高。答案(1)①原子共價鍵②Si—Si鍵鍵能小于Si—O鍵鍵能③硼晶體大于硅晶體(2)金屬鍵①②③④電子氣(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)②④(5)NaCl＞KCl＞RbClMgO晶體為離子晶體，離子所帶電荷越多，半徑越小，熔點越高分層訓練基礎練1.如圖所示，在氯化鈉晶胞中，與每個Na＋等距離且最近的幾個Cl－所圍成的立體構型為()解析處在中心位置上的Na＋被6個等距離且最近的Cl－包圍，將6個Cl－相連，得到的立體構型為正八面體。答案B2.氧化鈣在2973K時熔化，而氯化鈉在1074K時熔化，二者的離子間距離和晶體結構都類似，有關它們熔點差別較大的原因敘述不正確的是()A.氧化鈣晶體中陰、陽離子所帶的電荷數(shù)多D.在氧化鈣與氯化鈉的離子間距離類似的情況下，熔點主要由陰、陽離子所帶電荷數(shù)的多少決定解析氧化鈣和氯化鈉的離子間距離和晶體結構都類似，故熔點能主要由陰、陽離子所帶電荷數(shù)的多少決定。答案C3.鋅與硫所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。下列判斷正確的是()2＋和S2－數(shù)目不相等解析選項A，該晶體屬于離子晶體。選項B，從晶胞圖分析，含有Zn2＋的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，S2－位于立方體內，S2－的數(shù)目為4，所以該晶胞中Zn2＋與S2－的數(shù)目相等。選項C，在ZnS晶胞中，1個S2－周圍距離最近的Zn2＋有4個，1個Zn2＋周圍距離最近的S2－有4個，則S2－的配位數(shù)為4，Zn2＋的配位數(shù)也為4。選項D，ZnO和ZnS中，O2－的半徑小于S2－的半徑，離子所帶的電荷數(shù)相等，所以ZnO的熔點高于ZnS。答案D4.下面的排序不正確的是()A.晶體熔點由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4B.硬度由大到小：金剛石＞碳化硅＞晶體硅C.熔點由高到低：Na＞Mg＞AlD.熔點由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI解析分子晶體的相對分子質量越大，熔、沸點越大，則晶體熔點由低到高順序為CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4，故A正確；鍵長越短，共價鍵越強，硬度越大，鍵長C－C＜C－Si＜Si－Si，則硬度由大到小為金剛石＞碳化硅＞晶體硅，故B正確；金屬離子的電荷越多、半徑越小，其熔點越大，則熔點由高到低為Al＞Mg＞Na，故C錯誤；離子半徑越小、離子鍵越強，F(xiàn)、Cl、Br、I的離子半徑在增大，離子間作用力越強，則熔點由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，故D正確。答案C5.有一種藍色晶體[可表示為MxFey(CN)6]，經X射線研究發(fā)現(xiàn)，它的結構特征是Fe3＋和Fe2＋互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點，而CN－位于立方體棱上。其晶體中陰離子的最小結構單元如圖所示。下列說法正確的是()3(CN)6B.該晶體屬于離子晶體，M呈＋1價C.該晶體屬于離子晶體，M呈＋2價3＋距離最近且等距離的CN－為3個解析由題圖可推出，晶體中陰離子的最小結構單元中含F(xiàn)e2＋的個數(shù)為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，含F(xiàn)e3＋的個數(shù)也為eq\f(1,2)，CN－的個數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，因此陰離子的化學式為[Fe2(CN)6]－，則該晶體的化學式只能為MFe2(CN)6，由陰、陽離子形成的晶體為離子晶體，M的化合價為＋1價，故B項正確；由題圖可看出與每個Fe3＋最近且距離相等的CN－為6個。答案B2的晶體結構與NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用Oeq\o\al(－,2)代替，則下列對于KO2晶體結構的描述正確的是()＋距離相等且最近的O2－共有8個＋距離相等且最近的O2－構成的多面體是正八面體＋距離相等且最近的K＋有8個2晶胞中的K＋和Oeq\o\al(－,2)粒子數(shù)均為8解析K＋位于晶胞棱心，與K＋距離相等且最近的O2－位于頂點和面心，共有6個，故A錯誤；與K＋距離相等且最近的O2－共有6個，構成正八面體，K＋位于正八面體中心，故B正確；K＋位于晶胞棱心，則被橫平面、豎平面和正平面共有，且每一個平面有4個K＋距離最近，共4×3＝12個，故C錯誤；K＋位于晶胞棱心和體心，數(shù)目為12×1/4＋1＝4，O2－位于頂點和面心，數(shù)目為8×1/8＋6×1/2＝4，即一個KO2晶胞中攤得的K＋和O2－粒子數(shù)均為4個，故D錯誤。答案B7.高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結構，晶體中氧的化合價部分為0，部分為－2。如圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復單元)。下列說法正確的是()2，每個晶胞含有4個K＋和4個Oeq\o\al(－,2)＋周圍有8個Oeq\o\al(－,2)，每個Oeq\o\al(－,2)周圍有8個K＋＋距離最近的K＋有8個D.晶體中，0價氧元素與－2價氧元素的原子個數(shù)比為1∶3解析在一個超氧化鉀晶胞中，含K＋數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，O2－數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，故化學式為KO2，且每個晶胞中含有4個K＋和4個Oeq\o\al(－,2)，故A項正確；晶體中每個K＋周圍有6個Oeq\o\al(－,2)，每個Oeq\o\al(－,2)周圍有6個K＋，故B項不正確；晶體中與每個K＋最近距離的K＋有12個，故C項不正確；設0價氧原子個數(shù)為x，－2價氧原子個數(shù)為y，根據(jù)KO2為電中性得：2y＝eq\f(x＋y,2)，eq\f(x,y)＝eq\f(3,1)，故D項不正確。答案A8.下圖表示一些晶體中的某些結構，請回答下列問題：(1)代表金剛石的是(填編號字母，下同)________，其中每個碳原子與________個碳原子最近且距離相等。金剛石屬于________晶體。(2)代表石墨的是________，每個正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為________個。(3)代表NaCl的是________，每個Na＋周圍與它最近且距離相等的Na＋有________個。(4)代表CsCl的是________，它屬于________晶體，每個Cs＋與________個Cl－緊鄰。(5)代表干冰的是________，它屬于________晶體，每個CO2分子與________個CO2分子緊鄰。(6)已知石墨中碳碳鍵的鍵長比金剛石中碳碳鍵的鍵長短，則上述五種物質熔點由高到低的排列順序為________。解析根據(jù)晶體的結構特點來辨別圖形所代表的物質。NaCl晶體是立方體結構，每個Na＋與6個Cl－緊鄰，每個Cl－又與6個Na＋緊鄰，每個Na＋(或Cl－)周圍與它最近且距離相等的Na＋(或Cl－)有12個。CsCl晶體由Cs＋、Cl－構成立方體結構，但Cs＋組成的立方體中心有1個Cl－，Cl－組成的立方體中心又鑲入一個Cs＋，每個Cl－與8個Cs＋緊鄰，每個Cs＋與8個Cl－緊鄰。干冰也是立方體結構，但在立方體的每個正方形面的中央都有一個CO2分子，每個CO2分子與12個CO2分子緊鄰。金剛石的基本結構單元是正四面體，每個碳原子緊鄰4個其他碳原子。石墨的片層結構由正六邊形結構組成，每個碳原子緊鄰另外3個碳原子，即每個正六邊形占有1個碳原子的eq\f(1,3)，所以平均每個正六邊形占有的碳原子數(shù)是6×eq\f(1,3)＝2。(6)離子晶體的熔點由其離子鍵的強弱決定，由于半徑Na＋<Cs＋，所以熔點NaCl>CsCl。石墨雖為混合晶體，但粒子間作用力有范德華力、共價鍵，若要熔化，不僅要破壞范德華力，還要破壞共價鍵，且石墨中碳碳鍵的鍵長比金剛石中碳碳鍵的鍵長短，所以石墨中碳碳鍵的鍵能比金剛石中碳碳鍵的大，則石墨的熔點比金剛石的熔點要高。答案(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C離子8(5)B分子12(6)石墨>金剛石>NaCl>CsCl>干冰9.(1)氯酸鉀熔化，粒子間克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子間克服了共價鍵的作用力；碘的升華，粒子間克服了分子間作用力的作用力。三種晶體的熔點由高到低的順序是________________。(2)下列六種晶體：①CO2②NaCl③Na④Si⑤CS2⑥金剛石，它們的熔點從低到高的順序為________________(填序號)。(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，能形成分子晶體的物質是________________，含有氫鍵的晶體的化學式是________________，屬于離子晶體的是________________，屬于共價晶體的是________________，五種物質的熔點由高到低的順序是________________。(4)A、B、C、D為四種晶體，性質如下：A.固態(tài)時能導電，能溶于鹽酸2，不溶于水C.固態(tài)時不導電，液態(tài)時能導電，可溶于水D.固態(tài)、液態(tài)時均不導電，熔點為3500℃試推斷它們的晶體類型：C________；D________。解析(1)氯酸鉀是離子晶體，熔化離子晶體時需要克服離子鍵的作用力；二氧化硅是共價晶體，熔化共價晶體時需要克服共價鍵的作用力；碘為分子晶體，熔化分子晶體時需克服的是分子間的作用力。由于共價晶體是由共價鍵形成的空間網狀結構的晶體，所以共價晶體的熔點最高；其次是離子晶體；由于分子間作用力與化學鍵相比較要小得多，所以碘的熔點最低。(2)先把六種晶體分類。共價晶體：④、⑥；離子晶體：②；金屬晶體：③；分子晶體：①、⑤。由于C原子半徑小于Si原子半徑，所以金剛石的熔點高于晶體硅；CO2和CS2同屬于分子晶體，其熔點與相對分子質量成正比，故CS2熔點高于CO2；Na在通常狀況下是固態(tài)，而CS2是液態(tài)，CO2是氣態(tài)，所以Na的熔點高于CS2和CO2；Na在水中即熔化成小球，說明它的熔點較NaCl低。(3)H2、CO2是非極性分子，HF是極性分子，它們均形成分子晶體；(NH4)2SO4屬離子晶體，SiC屬共價晶體。答案(1)離子鍵SiO2＞KClO3＞I2(2)①⑤③②④⑥(3)H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC＞(NH4)2SO4＞HF＞CO2＞H2(4)離子晶體共價晶體素養(yǎng)練10.如圖所示，直線交點處的圓圈為NaCl晶體中Na＋或Cl－所處的位置。這兩種離子在空間三個互相垂直的方向上都是等距離排列的。(1)請將其中代表Na＋的圓圈涂黑(不必考慮體積大小)，以完成NaCl晶體的結構示意圖。(2)在晶體中，每個Na＋的周圍與它最接近且距離相等的Na＋共有________個。(3)晶體中每一個重復的結構單元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面體的頂角上、面上、棱上的Na＋或Cl－為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有，一個晶胞中Cl－的個數(shù)等于________，即________(填計算式)；Na＋的個數(shù)等于________，即________(填計算式)。(4)設NaCl的摩爾質量為Mg·mol－1，食鹽晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子間的距離為________cm。解析本題考查NaCl晶體的結構。(1)NaCl晶體中Na＋和Cl－相間排列成面心立方結構。(2)從體心Na＋看，與它最近的且距離相等的Na＋共有12個。(3)根據(jù)立方體結構的特點，可求陰、陽離子的個數(shù)。NaCl晶胞中，含Cl－：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個)，含Na＋：12×eq\f(1,4)＋1＝4(個)。(4)設Cl－和Na＋的最近距離為acm，則兩個最近的Na＋間的距離為eq\r(2)acm，晶胞邊長為2acm，由m＝4×eq\f(M,NA)，ρ＝eq\f(m,V)可知V＝eq\f(4M,ρNA)，得(2acm)3＝eq\f(4×Mg·mol－1,ρg·cm－3×NAmol－1)，a＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))，所以兩個Na＋間的最近距離為eq\r(2)×eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。答案(1)見圖(2)12(3)48×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)412×eq\f(1,4)＋1(4)eq\r(2)×eq\r(3,\f(M,2ρNA))11.前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價電子層中未成對電子均只有1個，并且A－和B＋的電子數(shù)相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價電子層中的未成對電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2?；卮鹣铝袉栴}：(1)D2＋的價層電子排布圖為__________________________________。(2)四種元素中的第一電離能最小的是__________(填元素符號，下同)，電負性最大的是__________。(3)A、B和D三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示。①該化合物的化學式為________________________________________；D的配位數(shù)為__________。②列式計算該晶體的密度__________g·cm－3。(4)A－、B＋和C3＋三種離子組成的化合物B3CA6，其中化學鍵的類型有______________；該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為_______________________________________________________，配位體是____________。解析推斷具體元素，根據(jù)元素的性質以及化合物的結構與性質分析、解決問題。A、B、C、D元素的原子序數(shù)依次增大，A和B的價電子層中未成對電子均只有1個，且B＋比A－多8個電子，故A為F元素，B為K元素；在第四周期中未成對電子數(shù)為4的原子的價電子排布式為3d64s2，故C為Fe元素；D的原子序數(shù)比Fe大2，D為Ni元素。(1)Ni原子的價電子排布式為3d84s2，Ni原子失去最外層4s軌道的兩個電子變成Ni2＋，故價層電子排布圖為。(2)F是電負性最大的元素；同周期元素中隨原子序數(shù)的增大，第一電離能呈增大趨勢，四種元素中第一電離能最小的是K元素。(3)①在該化合物中F原子位于棱、面心以及晶胞體內，故F原子個數(shù)為eq\f(1,4)×16＋eq\f(1,2)×4＋2＝8個，K原子位于棱和體內，故K原子個數(shù)為eq\f(1,4)×8＋2＝4個，Ni原子位于8個頂點上和晶胞體內，故Ni原子個數(shù)為eq\f(1,8)×8＋1＝2個，K、Ni、F原子的個數(shù)比為4∶2∶8＝2∶1∶4，所以化學式為K2NiF4；由圖示可看出在每個Ni原子的周圍有6個F原子，故配位數(shù)為6。②結合解析①，根據(jù)密度公式可知ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(39×4＋59×2＋19×8,6.02×1023×4002×1308×10－30)g·cm－3≈3.4g·cm－3。(4)在K3FeF6中含有K＋與[FeF6]3－之間的離子鍵和[FeF6]3－中Fe3＋與F－之間的配位鍵，在配離子[FeF6]3－中F－是配位體。答案(1)(2)KF(3)①K2NiF46②eq\f(39×4＋59×2＋19×8,6.02×1023×4002×1308×10－30)(4)離子鍵、配位鍵[FeF6]3－F－2、H3BO3(層狀結構，層內的H3BO3分子通過氫鍵結合)、金屬銅三種晶體的結構示意圖，請回答下列問題：(1)圖Ⅰ所示的CaF2晶體中與Ca2＋最近且等距離的F－數(shù)為________。(2)圖Ⅱ所示的物質結構中最外層已達8電子結構的原子是________。H3BO3晶體中B原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)比為________。(3)二種晶體中熔點低的是________，其晶體受熱熔化