新教材2025版高中化學(xué)課時作業(yè)7離子鍵離子晶體蘇教版選擇性必修2

課時作業(yè)7離子鍵離子晶體1．有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖。圖中黑球代表M陽離子，白球代表N陰離子，則化學(xué)式為MN2的晶體結(jié)構(gòu)為()2．下列說法中正確的是()A.固態(tài)時能導(dǎo)電的晶體肯定是金屬晶體B.熔融態(tài)能導(dǎo)電的晶體肯定是離子晶體C.水溶液能導(dǎo)電的晶體肯定是離子晶體D.固態(tài)不導(dǎo)電而熔融態(tài)能導(dǎo)電的晶體肯定是離子晶體3．離子晶體中肯定不會存在的相互作用是()A.離子鍵B．極性鍵C.非極性鍵D．范德華力4．已知金屬鈉與兩種鹵族元素形成的化合物Q、P，它們的晶格能分別為923kJ·mol－1、786kJ·mol－1，下列有關(guān)說法中不正確的是()A.Q的熔點比P的高B.若P是NaCl，則Q肯定是NaFC.Q中成鍵離子核間距比P的小D.若P是NaCl，則Q可能是NaBr5．釔鋇銅氧化合物晶胞的結(jié)構(gòu)如下圖所示，則該化合物的化學(xué)式可能是()A.YBa2Cu3O4B．YBa2Cu2O5C.YBa2Cu3O5D．YBaCu4O46．Na和Cl在50～300GPa的高壓下反應(yīng)生成NaCl晶體的一種晶胞如圖(白球表示氯離子，灰球表示鈉離子)，該晶體的化學(xué)式為()A.NaClB．Na6Cl4C.Na3ClD．NaCl37．鋅與硫所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。下列推斷正確的是()A.該晶體屬于分子晶體B.該晶胞中Zn2＋和S2－數(shù)目相等C.陽離子的配位數(shù)為6D.氧化鋅的熔點低于硫化鋅8．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·cm－3，摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，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()A.eq\r(3,\f(2M,ρNA))cmB.eq\r(3,\f(M,2ρNA))cmC.eq\r(3,\f(2NA,ρM))cmD.eq\r(3,\f(M,8ρNA))cm9.已知某離子晶體晶胞如圖所示，其摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為dg·cm－3。下列說法中正確的是()A.晶體晶胞中陰、陽離子的個數(shù)都為1B.晶體中陰、陽離子的配位數(shù)都是4C.該晶胞可能是NaCl的晶胞D.該晶體中兩個距離最近的陽離子的核間距為eq\r(3,\f(4M,NA·d))cm10．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：(1)鎳原子的核外電子排布式為________________。(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO________FeO(填“<”或“>”)。(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為________。(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，該合金的化學(xué)式為________。11．CaF2、CaC2都是工業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)鈣原子的電子排布式為________________，鈣原子核外有________種不同能量狀態(tài)的電子。(2)CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①CaF2晶胞中，Ca2＋的配位數(shù)為________。②原子坐標(biāo)參數(shù)可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，已知A、B原子的坐標(biāo)參數(shù)如圖所示，則C原子的坐標(biāo)參數(shù)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(，，\f(1,4)))。③晶胞中兩個F－的核間距最小為273.1pm，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則晶體的密度為______________g·cm－3(列出計算式即可)。12.氫化鋁鈉(NaAlH4)是一種新型輕質(zhì)儲氫材料，摻入少量Ti的NaAlH4在150℃時釋氫，在170℃、15.2MPa條件下又重復(fù)吸氫。NaAlH4可由AlCl3和NaH在適當(dāng)條件下合成。NaAlH4的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)基態(tài)Ti原子的外圍電子軌道表示式為____________________。(2)NaH的熔點為800℃，不溶于有機(jī)溶劑。NaH屬于________晶體，其電子式為____________。(3)NaAlH4晶體中，與Na＋緊鄰且等距的AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))有________個；NaAlH4晶體的密度為________g·cm－3(用含a的代數(shù)式表示)。若NaAlH4晶胞底心處的Na＋被Li＋取代，得到的晶體為____________(填化學(xué)式)。13.如圖，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相互垂直的方向上都是等距離排列的。(1)請將其中代表Cl－的圓圈涂黑(不必考慮體積大小)，以完成NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。(2)晶體中，在每個Na＋的四周與它最接近的且距離相等的Na＋共有________個。(3)在NaCl晶胞中正六面體的頂點上、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(shè)NaCl的摩爾質(zhì)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中心間的距離為____________cm。14．(1)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu)，邊長為a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為________nm，與K緊鄰的O個數(shù)為________。(2)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。(3)FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長為anm、FeS2相對分子質(zhì)量為M、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達(dá)式為____________；晶胞中Fe2＋位于Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為________nm。(4)ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中a的配位數(shù)為________________，若晶胞邊長為540.0pm，密度為________g·cm－3(列式并計算)，a位置S2－離子與b位置Zn2＋離子之間的距離為____________pm(列式表示)。課時作業(yè)7離子鍵離子晶體1．答案：B2．解析：A項，石墨能導(dǎo)電，石墨不是金屬晶體，錯誤；B項，金屬晶體在熔融狀態(tài)下也能導(dǎo)電，錯誤；C項，分子晶體的水溶液也能導(dǎo)電，錯誤；D項，離子晶體在固態(tài)時不導(dǎo)電而熔融態(tài)下能導(dǎo)電，正確。答案：D3．解析：離子晶體中肯定含有離子鍵，也可能含有共價鍵，主要是OH－和含氧酸根離子中的極性共價鍵，還有Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))等中的非極性共價鍵。只有分子晶體中才含有范德華力，離子晶體中肯定不會有范德華力。因此選D項。答案：D4．解析：本題主要考查影響晶格能大小的因素及晶格能對物質(zhì)性質(zhì)的影響。Q的晶格能大于P的晶格能，故Q的熔點比P的高，A項正確；因F－的半徑比Cl－的小，其他鹵素離子的半徑比Cl－的大，故若P是NaCl，只有NaF的晶格能強(qiáng)于NaCl的，B項正確，D項錯誤。因Q、P中陽離子均為Na＋，陰離子所帶電荷數(shù)相同，故晶格能的差異是由成鍵離子核間距確定的，晶格能越大，表明核間距越小，C項正確。答案：D5．解析：位于頂點的銅原子(最上層平面和最下層平面)的共8個，這個晶胞中分?jǐn)偟?×eq\f(1,8)＝1(個)；位于棱上(中間兩個平面)的也是8個，這個晶胞分?jǐn)偟降氖?×eq\f(1,4)＝2(個)，所以，每個晶胞單獨占有的銅原子數(shù)為3個。氧原子共13個，位于晶胞面上(不含棱)的是7個，位于晶胞棱上的是6個，所以，每個晶胞單獨含有的氧原子數(shù)共為7×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,4)＝5(個)。所以該晶體每個晶胞中平均分?jǐn)偟?即單獨占有)的釔原子、鋇原子、銅原子和氧原子個數(shù)分別為1、2、3、5，化學(xué)式為YBa2Cu3O5。答案：C6．解析：題圖所示晶胞含有3個鈉離子、1個氯離子，所以該晶體的化學(xué)式為Na3Cl，故C正確。答案：C7．解析：ZnS是Zn2＋和S2－構(gòu)成的離子化合物，屬于離子晶體，A錯誤；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Zn分別位于晶胞的頂點和面心，Zn2＋數(shù)目為：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，S2－數(shù)目也為4，B正確；ZnS晶體中，陽離子Zn2＋的配位數(shù)是4，C錯誤；ZnO和ZnS所帶電荷相等，氧離子半徑小于硫離子，故ZnO的晶格能大于ZnS，D錯誤。答案：B8．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，所以可得(2x)3＝eq\f(M,ρNA)×4，解得x＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))，則在食鹽晶體中Na＋和Cl－的間距大約是eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。答案：B9．解析：A項，用均攤法分析，晶體晶胞中陰、陽離子的個數(shù)都為4，錯誤；B項，晶胞中陰、陽離子的配位數(shù)都是6，錯誤；C項，該晶胞符合NaCl晶胞的特征，正確；D項，設(shè)晶胞邊長為acm，則兩個距離最近的陽離子的核間距離為eq\f(\r(2),2)acm，4×Mg·mol－1＝NAmol－1×a3cm3×dg·cm－3，可求出a＝eq\r(3,\f(4M,NAd))，核間距為eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(4M,NAd))cm，錯誤。答案：C10．解析：(1)鎳為28號元素，Ni的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2。(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點越高。由于Ni2＋的半徑小于Fe2＋的半徑，則熔點：NiO>FeO。(3)因為NiO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同，而氯化鈉中陰、陽離子的配位數(shù)均為6，所以NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)也均為6。(4)晶胞中鑭原子數(shù)＝8×1/8＝1；鎳原子數(shù)＝1＋8×1/2＝5，所以化學(xué)式為LaNi5。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2(2)＞(3)6，6(4)LaNi511．解析：(1)Ca是20號元素，依據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)鈣原子的電子排布式是1s22s22p63s23p64s2，可簡寫為[Ar]4s2，依據(jù)核外電子排布式可知Ca原子核外有6種不同能量狀態(tài)的電子。(2)①以面心Ca2＋為探討對象，晶體中與該Ca2＋距離相等且最近的F－共有8個，因此Ca2＋的配位數(shù)是8。②視察A、B、C的相對位置，可知C原子的x坐標(biāo)是eq\f(3,4)，y坐標(biāo)是eq\f(3,4)，z坐標(biāo)是eq\f(1,4)。③依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在一個晶胞中含有Ca2＋的數(shù)目為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，含有F－的數(shù)目為1×8＝8，即一個晶胞中含有4個CaF2，依據(jù)C原子的坐標(biāo)參數(shù)可知，晶胞中兩個F－最小的核間距為晶胞邊長的一半，所以晶胞參數(shù)a＝2×273.1pm＝546.2pm，則該晶體的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×78g,NA×（546.2×10－10cm）3)＝eq\f(4×78,NA×（546.2×10－10）3)g·cm－3。答案：(1)[Ar]4s2(或1s22s22p63s23p64s2)6(2)①8②eq\f(3,4)eq\f(3,4)③eq\f(4×78,NA×（546.2×10－10）3)12．解析：(1)Ti原子核外電子數(shù)為22，外圍電子排布式為3d24s2，外圍電子軌道表示式為；(2)NaH的熔點為800℃，不溶于有機(jī)溶劑，應(yīng)屬于離子晶體，由鈉離子與氫負(fù)離子構(gòu)成，電子式為Na＋[∶H]－；(3)依據(jù)均攤法可知，晶胞中AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4，Na＋數(shù)目為4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＝4，則二者配位數(shù)為1∶1，以體心的AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))探討，與之緊鄰且等距的Na＋位于晶胞棱之間、晶胞中上面立方體左右側(cè)面面心、晶胞中下面立方體前后面的面心，與AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))緊鄰且等距的Na＋有8個，則與Na＋緊鄰且等距的AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))有8個；晶胞質(zhì)量為4×eq\f(54,NA)g，晶胞密度為4×eq\f(54,NA)g÷[(a×10－7cm)2×2a×10－7cm]＝eq\f(108×1021,NAa3)g·cm－3，若NaAlH4晶胞底心處的Na＋被Li＋取代，可知晶胞中Li＋為1，Na＋數(shù)目為3，而晶胞中AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))數(shù)目不變，可得化學(xué)式為Na3Li[AlH4]4。答案：(1)(2)離子Na＋[∶H]－(3)8eq\f(108×1021,NAa3)Na3Li[AlH4]413．解析：(1)在氯化鈉晶體中Na＋和Cl－是相間排列的。如下圖所示。(2)與Na＋最接近的且距離相等的Na＋共有12個。(3)依據(jù)離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個數(shù)比的方法是均攤法。由此可知，NaCl晶胞中，含Na＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個；含Cl－：12×eq\f(1,4)＋1＝4個。(4)設(shè)Cl－與Na＋的最近距離為acm，則兩個最近的Na＋間的距離為eq\r(2)acm，又eq\f(（a＋a）3·ρ,4)NA＝M。即a＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))。所以Na＋間的最近距離為eq\r(2)·eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。答案：(1)(答案不唯一，合理即可)(2)12(3)412×eq\f(1,4)＋1＝448×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(答案不唯一，只要與第(1)問對應(yīng)即可)(4)eq\r(2)·eq\r(3,\f(M,2ρNA))14．解析：(1)由圖像可知，K與O間的最短距離為面的對角線的一半，即eq\f(\r(2),2)a≈eq\f(1.414,2)×0.446nm≈0.315nm，在一個晶胞中與K緊鄰的O個數(shù)為3×eq\f(1,2)＝1.5，K屬于8個晶胞，故緊鄰O的個數(shù)共為1.5×8＝12。(2)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)以及各原子的數(shù)目，K處于體心位置，O處于棱心位置。(3)由均攤