【名師一號(hào)】人教新課標(biāo)版化學(xué)(選修3-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì))雙基限時(shí)練12

雙基限時(shí)練(十二)離子晶體1．下列化學(xué)式表示的物質(zhì)中，屬于離子晶體并且含有非極性共價(jià)鍵的是()A．BaCl2 B．Na2O2C．H2O2 D．NH4Cl解析A、B、D項(xiàng)的物質(zhì)屬于離子晶體，BaCl2中只含離子鍵，NH4Cl中含有離子鍵和極性鍵。答案B2．下列性質(zhì)中，可以證明某化合物肯定屬于離子晶體的是()A．可溶于水B．具有較高的熔點(diǎn)C．水溶液能導(dǎo)電D．固態(tài)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電解析可溶于水的不肯定是離子晶體，HCl易溶于水，屬于分子晶體，具有較高熔點(diǎn)的不僅有離子晶體，還有原子晶體和部分金屬晶體；水溶液能導(dǎo)電的化合物不肯定是離子晶胞，如HCl；推斷離子晶體的方法是：固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)導(dǎo)電。答案D3．下列大小關(guān)系正確的是()A．晶格能：NaCl<NaBr B．熔點(diǎn)：NaI>NaBrC．硬度：MgO>CaO 解析對電荷相同的離子，離子半徑越小，晶格能越大，熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。離子半徑Cl－<Br－<I－，Mg2＋<Ca2＋，故A、B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正確；分子晶體的熔沸點(diǎn)低于離子晶體的熔沸點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)。答案C4．幾種離子的半徑如下表所示：離子Be2＋Mg2＋La3＋K＋F－離子半徑/pm3165104133136下列各離子晶體中陽離子配位數(shù)與氯化鈉(eq\f(r＋,r－)在0.414～0.732之間)中鈉離子配位數(shù)相同的是()A．LaF3 B．MgF2C．BeF2 D．KF解析氯化鈉中Na＋配位數(shù)為6，半徑比為(eq\f(r＋,r－))在0.414～0.732之間時(shí)配位數(shù)為6。分別計(jì)算各選項(xiàng)中離子半徑比，MgF2中eq\f(r＋,r－)＝0.478合題意，其余均不在此范圍內(nèi)，故選B項(xiàng)。答案B5．共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵和分子間作用力都是構(gòu)成物質(zhì)微粒間的不同相互作用，含有上述中兩種相互作用的晶體是()A．SiO2晶體 B．CCl4晶體C．NaCl晶體 D．金屬鈉解析SiO2晶體中只含共價(jià)鍵；CCl4晶體中含有共價(jià)鍵和分子間作用力；NaCl晶體中只含有離子鍵；金屬鈉中只含有金屬鍵。答案B6．1mol氣態(tài)鈉離子和1mol氣態(tài)氯離子結(jié)合生成1mol氯化鈉晶體釋放出的熱能為氯化鈉晶體的晶格能。下列熱化學(xué)方程式中，能直接表示出氯化鈉晶體晶格能的是()A．Na＋(g)＋Cl－(g)→NaCl(s)ΔHB．Na(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)→NaCl(s)ΔH1C．Na(s)→Na(g)ΔH2D．Na(g)－e－→Na＋(g)ΔH3解析在熱化學(xué)方程式中，各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示其物質(zhì)的量，只有A選項(xiàng)能表示1mol氣態(tài)鈉離子和1mol氣態(tài)氯離子結(jié)合生成1mol氯化鈉晶體釋放出的熱。答案A7．(雙選)北京高校和中國科學(xué)院的化學(xué)工作者合作，已成功研制出了堿金屬的球碳鹽K3C60。試驗(yàn)測知該物質(zhì)屬于離子晶體，具有良好的超導(dǎo)性(超導(dǎo)臨界溫度為18K)。下列關(guān)于K3CA.K3C60B.1molK3C60中含有的離子數(shù)為63NC．該晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電D．該物質(zhì)的化學(xué)式可寫成KC20解析該離子晶體由K＋與Ceq\o\al(3－,60)組成，故K3C60中既有離子鍵，又有非極性鍵，A項(xiàng)正確；1molK3C60中含有3molK＋和1molCeq\o\al(3－,60)，其離子總數(shù)為4NA，B項(xiàng)不正確；因離子晶體在熔融狀態(tài)和水溶液中能導(dǎo)電，故C項(xiàng)正確；Ceq\o\al(3－,60)是一個(gè)原子團(tuán)，其化學(xué)式不能約簡為KC20，D項(xiàng)不正確。答案AC8．(雙選)分析化學(xué)中常用X-射線爭辯晶體結(jié)構(gòu)，有一種藍(lán)色晶體可表示為[MxFey(CN)z]，爭辯表明它的結(jié)構(gòu)特性是Fe2＋、Fe3＋分別占據(jù)立方體的頂點(diǎn)，自身互不相鄰，而CN－位于立方體的棱上，其晶體中的陰離子晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，下列說法正確的是()A．該晶體是原子晶體B.M的離子位于上述晶胞的面心，呈＋2價(jià)C．M的離子位于上述晶胞體心，呈＋1價(jià)，且M＋空缺率為50%(體心中沒有M＋的占總體心的百分?jǐn)?shù))D．晶體的化學(xué)式可表示為MFe2(CN)6，且M為＋1價(jià)解析這是一道格外新穎的結(jié)合有機(jī)化學(xué)的晶體題。首先依據(jù)結(jié)構(gòu)粒子是離子，可確定該晶體為離子晶體，并非原子晶體。觀看陰離子晶胞可知，F(xiàn)e2＋、Fe3＋共占據(jù)8個(gè)頂點(diǎn)，分別平均分?jǐn)偟?×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)個(gè)，CN－在棱上，分?jǐn)偟?2×eq\f(1,4)＝3個(gè)，再依據(jù)陰陽離子所帶電荷，可確定晶胞中陰離子組成為[Fe(CN)3]0.5－，擴(kuò)大2倍(相當(dāng)于2個(gè)陰離子晶胞)得[Fe2(CN)6]－，明顯，所對應(yīng)的陽離子只能為＋1價(jià)，形成MFe2(CN)6，即2個(gè)晶胞共有1個(gè)M＋陽離子，依據(jù)晶胞學(xué)問，知其只能位于體心，且每2個(gè)晶胞中有一個(gè)M＋，另一個(gè)必?zé)o，即空缺率為50%。故答案應(yīng)選C和D。答案CD9．疊氮酸(HN3)與醋酸酸性相近，其鹽穩(wěn)定，但遭撞擊可快速分解生成氮?dú)猓嘘P(guān)疊氮酸的敘述有①NaN3的水溶液呈堿性；②HN3的固體屬于分子晶體；③NaN3的固體屬于離子晶體；④NaN3可用于小汽車防撞愛護(hù)氣囊。其中正確的有()A.①②③ B.②③④C.①③④ D．全對解析HN3為弱酸，故NaN3水解后溶液呈堿性，①正確；HN3為共價(jià)化合物，其晶體為分子晶體，故②正確；NaN3是鹽類，屬離子化合物形成的離子晶體，故③正確；NaN3受撞擊后產(chǎn)生大量氣體，可起到緩沖外界撞擊的作用，因此可用于汽車的防撞愛護(hù)氣囊，故④正確，所以選D。答案D10．(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________的作用力；碘的升華，粒子間克服了________的作用力。三種晶體熔點(diǎn)由高到低的挨次是__________________________________。(2)下列六種晶體：①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金剛石，它們的熔點(diǎn)從低到高的挨次為________________(填序號(hào))。(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由極性鍵形成的非極性分子有________，由非極性鍵形成的非極性分子有________，能形成分子晶體的物質(zhì)是________，含有氫鍵的晶體的化學(xué)式是________，屬于離子晶體的是________，屬于原子晶體的是________，五種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的挨次是_________________________________________。(4)A、B、C、D為四種晶體，性質(zhì)如下：A．固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電，能溶于鹽酸B．能溶于CS2，不溶于水C．固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電，可溶于水D．固態(tài)、液態(tài)時(shí)均不導(dǎo)電，熔點(diǎn)為3500試推斷它們的晶體類型：A．________； B.________；C．________； D.________。(5)下圖中A～D是中學(xué)化學(xué)教科書上常見的幾種晶體結(jié)構(gòu)模型，請?zhí)顚懴鄳?yīng)物質(zhì)的名稱：A________；B________；C________；D________。解析(1)氯酸鉀是離子晶體，熔化離子晶體時(shí)需要克服離子鍵的作用力；二氧化硅是原子晶體，熔化原子晶體時(shí)需要克服共價(jià)鍵的作用力；碘為分子晶體，熔化分子晶體時(shí)需要克服的是分子間的作用力。由于原子晶體是由共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，所以原子晶體的熔點(diǎn)最高，其次是離子晶體，由于分子間作用力與化學(xué)鍵相比較要小得多，所以碘的熔點(diǎn)最低。(2)先把六種晶體分類。原子晶體：④、⑥；離子晶體：②；金屬晶體：③；分子晶體：①、⑤。由于C的原子半徑小于Si的原子半徑，所以金剛石的熔點(diǎn)高于晶體硅。CO2和CS2同屬于分子晶體，其熔點(diǎn)與相對分子質(zhì)量成正比，故CS2熔點(diǎn)高于CO2。Na在通常狀態(tài)下是固態(tài)，而CS2是液態(tài)，CO2是氣態(tài)，所以Na的熔點(diǎn)高于CS2和CO2；Na在水中反應(yīng)時(shí)即熔化成小球，說明它的熔點(diǎn)較NaCl低。答案(1)離子鍵共價(jià)鍵分子間二氧化硅＞氯酸鉀＞碘(2)①⑤③②④⑥(3)CO2H2H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC＞(NH4)2SO4＞HF＞CO2＞H2(4)金屬晶體分子晶體離子晶體原子晶體(5)氯化銫氯化鈉二氧化硅金剛石11．如下圖，直線交點(diǎn)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(gè)相互垂直的方向上都是等距離排列。(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晶體結(jié)構(gòu)示意圖。(2)晶體中，在每個(gè)Na＋的四周與它最接近的且距離相等的Na＋共有________個(gè)。(3)晶體中每一個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面體的頂點(diǎn)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(gè)晶胞中Na＋的個(gè)數(shù)等于________，即(填計(jì)算式)______________________________；Cl－的個(gè)數(shù)等于________，即(填計(jì)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)為NA。食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離為____________cm。解析(1)如答案圖。(2)從體心Na＋看，與它最接近的且距離相等的Na＋共有12個(gè)。(3)依據(jù)離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個(gè)數(shù)比的方法是(均攤法)：圖NaCl晶胞中，含Na＋離子8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)；含Cl－離子12×eq\f(1,4)＋1＝4個(gè)。(4)設(shè)Cl－與Na＋的最近距離為acm，則兩個(gè)最近的Na＋離子間的距離為eq\r(2)acm，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－，則eq\f(a＋a3·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))。答案(1)如圖(2)12(3)48×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4412×eq\f(1,4)＋1＝4(4)eq\r(2)eq\r(3,\f(M,2ρNA))12．已知硅酸鹽和石英的晶格能如下表：硅酸鹽礦物和石英晶格能(kJ·mol－1)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挨次是___________________。(2)石英總是在各種硅酸鹽析出后才析出的緣由是______________________________________________________________________________________。(3)推想長石和輝石的熔點(diǎn)挨次為_______