【2020秋備課】高中化學(xué)練習(xí)新人教版選修3-3.4-離子晶體

3.4離子晶體1.離子晶體不行能具有的性質(zhì)是()A.較高的熔沸點(diǎn) B.良好的導(dǎo)電性C.溶于極性溶劑 D.堅(jiān)硬而易粉碎解析:離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵結(jié)合而成的,在固態(tài)時(shí),陰、陽離子受到彼此的束縛不能自由移動(dòng),因而不導(dǎo)電。只有在離子晶體溶于水或熔融后,電離成可以自由移動(dòng)的陰、陽離子,才可以導(dǎo)電。答案:B2.僅由下列各組元素所組成的化合物,不行能形成離子晶體的是()A.H、O、S B.Na、H、OC.K、Cl、O D.H、N、Cl解析:強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、絕大多數(shù)鹽等是離子晶體。B項(xiàng)如NaOH、C項(xiàng)如KClO、D項(xiàng)如NH4Cl。答案:A3.自然界中的CaF2又稱螢石,是一種難溶于水的固體,屬于典型的離子晶體。下列試驗(yàn)確定能說明CaF2是離子晶體的是()A.CaF2難溶于水,其水溶液的導(dǎo)電性極弱B.CaF2的熔沸點(diǎn)較高,硬度較大C.CaF2固體不導(dǎo)電,但在熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電D.CaF2在有機(jī)溶劑(如苯)中的溶解度微小解析:難溶于水,其水溶液的導(dǎo)電性極弱,不能說明CaF2確定是離子晶體;熔沸點(diǎn)較高,硬度較大,也可能是原子晶體的性質(zhì),B不能說明CaF2確定是離子晶體;熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電,確定有自由移動(dòng)的離子生成,C說明CaF2確定是離子晶體;CaF2在有機(jī)溶劑(如苯)中的溶解度微小,只能說明CaF2是極性分子,不能說明CaF2確定是離子晶體。答案:C4.有關(guān)晶格能的敘述正確的是()A.晶格能是氣態(tài)原子形成1摩爾離子晶體釋放的能量B.晶格能通常取正值,但有時(shí)也取負(fù)值C.晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定D.晶格能越大,物質(zhì)的硬度反而越小解析:晶格能是氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體時(shí)所釋放的能量,晶格能取正值,且晶格能越大,晶體越穩(wěn)定,熔點(diǎn)越高,硬度越大。答案:C5.下列有關(guān)離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是()A.熔點(diǎn):NaF>MgF2>AlF3B.晶格能:NaF>NaCl>NaBrC.陰離子的配位數(shù):CsCl>NaCl>CaF2D.硬度:MgO>CaO>BaO解析:把握好離子半徑的大小變化規(guī)律是分析離子晶體性質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所帶電荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增加,晶格能依次增大,故熔點(diǎn)依次上升。r(F-)<r(Cl-)<r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小。在CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4。r(Mg2+)<r(Ca2+)<r(Ba2+),故MgO、CaO、BaO中離子鍵依次減弱,晶格能依次減小,硬度依次減小。答案:A6.AB、CD、EF均為1∶1型離子化合物,依據(jù)下列數(shù)據(jù)推斷它們的熔沸點(diǎn)由高到低的挨次是()物質(zhì)ABCDEF離子電荷數(shù)112核間距/10-102.313.182.10A.CD>AB>EF B.AB>EF>CDC.AB>CD>EF D.EF>AB>CD解析:離子所帶的電荷數(shù)越多,核間距越小,則晶格能越大,熔沸點(diǎn)越高。答案:D7.下列物質(zhì)中,屬于含有極性共價(jià)鍵的離子晶體的是()A.CsCl B.KOH C.H2O D.Na2O2解析:水是共價(jià)化合物,形成的晶體是分子晶體。CsCl、KOH、Na2O2都是離子晶體,但是CsCl中只有離子鍵。KOH由K+和OH-組成,OH-中存在極性共價(jià)鍵,因此B選項(xiàng)符合題意。Na2O2由Na+和組成,中存在非極性共價(jià)鍵,不符合題意。答案:B8.為了確定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否為離子化合物,可以進(jìn)行下列試驗(yàn),其中合理、牢靠的是()A.觀看常溫下的狀態(tài),SbCl5是蒼黃色液體,SnCl4為無色液體。結(jié)論:SbCl5和SnCl4都是離子化合物B.測定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔點(diǎn)依次為73.5℃、2.8℃、-33℃。結(jié)論:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是離子化合物C.將SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀。結(jié)論:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物D.測定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的導(dǎo)電性,發(fā)覺它們都可以導(dǎo)電。結(jié)論:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是離子化合物解析:離子化合物一般熔點(diǎn)較高,熔化后可導(dǎo)電;分子晶體溶于水后也可以發(fā)生電離而導(dǎo)電,如HCl等溶于水電離產(chǎn)生Cl-,能與HNO3酸化的AgNO3溶液反應(yīng),產(chǎn)生白色沉淀,故A、C、D都不行靠。答案:B9.下列說法中確定正確的是()A.固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電的物質(zhì)確定是金屬晶體B.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的晶體確定是離子晶體C.水溶液能導(dǎo)電的晶體確定是離子晶體D.固態(tài)不導(dǎo)電而熔融狀態(tài)導(dǎo)電的晶體確定是離子晶體解析:四種晶體在不同狀態(tài)下的導(dǎo)電性區(qū)分如下:分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體固態(tài)不導(dǎo)電不導(dǎo)電(單質(zhì)硅為半導(dǎo)體)可導(dǎo)電不導(dǎo)電熔融狀態(tài)不導(dǎo)電不導(dǎo)電可導(dǎo)電可導(dǎo)電水溶液有的可導(dǎo)電不溶于水一般不溶于水可導(dǎo)電另外,固態(tài)石墨也可以導(dǎo)電,而石墨是混合晶體。答案:D10.對于氯化鈉晶體,下列描述正確的是()A.它是六方緊密積累的一個(gè)例子B.58.5g氯化鈉晶體中約含6.02×1023個(gè)NaCl分子C.與氯化銫晶體結(jié)構(gòu)相同D.每個(gè)Na+與6個(gè)Cl-作為近鄰解析:氯化鈉晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,從中可以看出在立方體的面心中均有Cl-,故其是面心立方最密積累,故A錯(cuò);氯化銫晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為,其結(jié)構(gòu)呈體心立方最密積累,故C錯(cuò);從上圖中可以得出氯化鈉晶體中以Na+為中心向三維方向伸展,有6(上、下、前、后、左、右)個(gè)Cl-近鄰,故D正確;NaCl為離子晶體,其中不含有NaCl分子,故B錯(cuò)。答案:D11.下列說法正確的是()A.Na2O2晶體中,陰、陽離子個(gè)數(shù)比是1∶1B.NaCl晶胞中有1個(gè)Na+和1個(gè)Cl-C.CaF2晶體中,Ca2+和F-的配位數(shù)之比為1∶2D.CsCl晶胞中,Cl-的配位數(shù)是8解析:Na2O2晶體中陽離子是Na+,陰離子是(看作離子團(tuán)),陰、陽離子個(gè)數(shù)比為1∶2;而NaCl只是化學(xué)式,陽離子為Na+,陰、陽離子個(gè)數(shù)比是1∶1,在晶胞中,依據(jù)均攤法,有4個(gè)Na+和4個(gè)Cl-;從CaF2化學(xué)式組成來看,Ca2+和F-的配位數(shù)之比是2∶1。答案:D12.某離子晶體中晶體結(jié)構(gòu)最小的重復(fù)單元如下圖:A為陰離子,在立方體內(nèi),B為陽離子,分別在頂點(diǎn)和面心,則該晶體的化學(xué)式為()A.B2A B.BAC.B7A4 D.B4解析:依據(jù)均攤法,該結(jié)構(gòu)單元中含A:8×1=8,含B:×8+×6=4,B與A離子數(shù)之比為4∶8=1∶2,即該晶體的化學(xué)式為BA2,B項(xiàng)正確,故答案為B項(xiàng)。答案:B13.(1)共價(jià)鍵、范德華力和離子鍵是粒子之間的三種作用力。有下列晶體:①KNO3②SiO2③晶體Si④石墨⑤KCl⑥S8。其中,至少含有兩種作用力的是。

(2)下列幾組物質(zhì)間大小關(guān)系是(填“>”或“<”):①晶格能:NaClNaBr;

②硬度:MgOCaO;

③熔點(diǎn):NaINaBr;

④熔沸點(diǎn):CO2NaCl。

答案:(1)①④⑥(2)①>②>③<④<14.下列7種物質(zhì):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(shí)既要克服范德華力又要破壞化學(xué)鍵的是,熔化時(shí)只破壞共價(jià)鍵的是。

解析:(1)屬于離子晶體的有③④⑤⑥,其中③只含非金屬元素,NaF中只含離子鍵,Na2O2中有離子鍵和非極性共價(jià)鍵,NH4Cl和Ca(OH)2有離子鍵和極性共價(jià)鍵。(2)分子晶體中含范德華力,只有白磷、石墨晶體中既有范德華力又有共價(jià)鍵,水晶中只含共價(jià)鍵。答案:(1)③⑤⑥③和④(2)①⑦⑦②15.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,且原子序數(shù)依次增大,其中A原子核外有三個(gè)未成對電子;A與B可形成離子化合物B3A2;C元素是地殼中含量最高的金屬元素;D原子核外的M層中有兩對成對電子;E原子核外最外層只有1個(gè)電子,其余各層電子均布滿。請依據(jù)以上信息,回答下列問題(1)比E核外電子數(shù)少5的元素的原子核外電子排布式是,A、B、C、D的第一電離能由小到大的挨次為。

(2)B的氯化物的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于C的氯化物的熔點(diǎn),理由是。

(3)A的氫化物屬于(填“極性”或“非極性”)分子,D的低價(jià)氧化物分子的空間構(gòu)型是。

(4)A、E形成的某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則其化學(xué)式為(每個(gè)球均表示1個(gè)原子)。

解析:A原子核外有三個(gè)未成對電子,可以推斷為N;A與B可形成離子化合物B3A2,可以推斷B為Mg;C元素是地殼中含量最高的金屬元素,即為Al;D原子核外的M層中有兩對成對電子,可以推斷D為S;E原子核外最外層只有1個(gè)電子,其余各層電子均布滿,可以推斷E為Cu,Cu的核外電子數(shù)為29,比其核外電子數(shù)少5的是Cr元素。答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)Al<Mg<S<N(2)MgCl2為離子晶體而AlCl3為分子晶體(3)極性V形(4)CuN316.ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài),含ⅥA族元素的化合物在爭辯和生產(chǎn)中有很多重要用途。請回答下列問題。(1)S單質(zhì)的常見形式為S8,其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如下圖所示,S原子接受的軌道雜化方式是。

(2)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一電離能由大到小的挨次為。

(3)Se原子序數(shù)為,其核外M層電子的排布式為。

(4)H2Se的酸性比H2S(填“強(qiáng)”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為,S的立體構(gòu)型為。

(5)H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離,K2為1.2×10-2,請依據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋:①H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于其次步電離的緣由:;

②H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的緣由:

。

(6)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,其晶胞邊長為540.0pm,密度為g·cm-3(列式并計(jì)算),a位置S2-與b位置Zn2+之間的距離為pm(列式表示)。

解析:(1)首先依據(jù)S8的結(jié)構(gòu)和價(jià)電子特點(diǎn),確定其雜化方式。S的價(jià)電子數(shù)是6,其中形成2個(gè)σ鍵,還有兩對孤電子對,故雜化方式為sp3。(2)在周期表中,同主族元素從上到下得電子力氣減弱,第一電離能依次減小。(3)Se在S的下一周期,其原子序數(shù)是16+18=34,電子排布式為[Ar]3d104s24p4。(4)H—Se鍵的鍵長比H—S鍵的鍵長長,所以H—Se鍵易斷裂,故H2Se酸性比H2S強(qiáng)。SeO3中Se的雜化方式為sp2雜化,立體構(gòu)型為平面三角形。S中S的雜化方式為sp3雜化,與3個(gè)O原子配位,故立體構(gòu)型為三角錐形。(5)①第一步電離產(chǎn)生的H+抑制HSe和HSe的電離,使得HSe和HSe較難電離出H+。②同種元素形成的不同含氧酸,若表示為(HO)mROn,則n值越大,R元素的化合價(jià)越高,正電性越高,R—O—H中O的電子更易向R原子偏移,O—H鍵越易斷裂,易電離產(chǎn)生H+。H2SeO3和H2SeO4可分別表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2,前者n值為1,后者n值為2,明顯H2SeO4的酸性強(qiáng)于H2SeO3。(6)ZnS晶胞的體積為(540.0×10-10cm)3。S2-位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,Zn2+位于晶胞的內(nèi)部,一個(gè)ZnS晶胞中含有S2-:8×+6×=4個(gè),含有4個(gè)Zn2+,即一個(gè)ZnS晶胞含有4個(gè)S2-和4個(gè)Zn2+,則晶胞的密度為=4.1g·cm-3。ZnS晶胞中,面對角線上兩個(gè)相鄰S2-的距離為540