2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)4離子晶體課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE9離子晶體一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列性質(zhì)適合于離子晶體的是(A)①熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電②熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電③能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃④熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g/cm3⑤熔點(diǎn)－218℃，難溶于水⑥熔點(diǎn)3900℃，硬度很大，不導(dǎo)電⑦難溶于水，固體時(shí)導(dǎo)電，升溫時(shí)導(dǎo)電實(shí)力減弱⑧難溶于水，熔點(diǎn)高，固體不導(dǎo)電，熔化時(shí)導(dǎo)電A．①⑧ B．②③⑥C．①④⑦ D．②⑤解析：離子晶體液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電，難溶于非極性溶劑，熔點(diǎn)較高、質(zhì)硬而脆，固體不導(dǎo)電，故②③④⑤⑦均不符合離子晶體的特點(diǎn)；⑥中熔點(diǎn)達(dá)3900℃，硬度很大應(yīng)是原子晶體。故只有①⑧符合題意。2．下列性質(zhì)可以證明某化合物形成的晶體是離子晶體的是(D)A．可溶于水 B．具有較高的熔點(diǎn)C．水溶液能導(dǎo)電 D．固體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電解析：某些分子晶體可溶于水，其水溶液也能導(dǎo)電，如HCl、SO3等，故A、C項(xiàng)不符合題意；B項(xiàng)，原子晶體一般也具有較高的熔點(diǎn)，B項(xiàng)不符合題意；D項(xiàng)，固體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體是離子晶體，不是金屬晶體、分子晶體或原子晶體，故D項(xiàng)符合題意。3．下圖是NaCl和CsCl的晶體結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A．晶格能：NaCl>CsClB．NaCl和CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同，所以陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)相等C．NaCl和CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)分別為6和8D．NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體，但陰、陽(yáng)離子半徑比不同解析：NaCl和CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同，但陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)不相等，分別是6、8。4．如圖所示為離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖，則離子晶體的對(duì)應(yīng)組成表達(dá)式肯定不正確的是(B)A．XY B．XY2ZC．X9Y D．X2Y解析：A圖，該晶胞中平均含有X離子的數(shù)目為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，Y離子的數(shù)目為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，即晶胞中所含X與Y離子的個(gè)數(shù)比為1∶1，故該離子晶體的化學(xué)式可能為XY，A項(xiàng)正確；B圖，該晶胞中平均含有X離子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＝1，Y離子的數(shù)目為6×eq\f(1,2)＝3，Z離子的數(shù)目為1，即晶胞中所含X、Y、Z離子的個(gè)數(shù)比為1∶3∶1，故該離子晶體的化學(xué)式可能為XY3Z，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C圖，該晶胞中平均含有X離子的數(shù)目為4×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋2＝eq\f(9,2)，Y離子的數(shù)目為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，即晶胞中所含X、Y離子的個(gè)數(shù)比為9∶1，故該離子晶體的化學(xué)式可能為X9Y，C項(xiàng)正確；D圖，該晶胞中平均含有X離子的數(shù)目為1，Y離子的數(shù)目為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，即晶胞中所含X、Y離子的個(gè)數(shù)比為2∶1，故該離子晶體的化學(xué)式可能為X2Y，D項(xiàng)正確。5.鋇在氧氣中燃燒時(shí)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(shuō)法不正確的是(B)A．該晶體屬于離子晶體B．晶體的化學(xué)式為Ba2O2C．該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相像D．與每個(gè)Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個(gè)解析：一個(gè)晶胞中含Ba2＋數(shù)：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含Oeq\o\al(2－,2)數(shù)：12×eq\f(1,4)＋1＝4，故晶體的化學(xué)式是BaO2。6．下列不屬于影響離子晶體結(jié)構(gòu)的因素的是(D)A．晶體中陰、陽(yáng)離子的半徑比 B．晶體中陰、陽(yáng)離子的電荷比C．離子鍵的純粹程度 D．離子晶體的晶格能解析：晶體中陰、陽(yáng)離子的半徑比、電荷比和離子鍵的純粹程度均影響離子晶體的結(jié)構(gòu)。而晶格能是用來(lái)衡量離子晶體穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。7．下表給出幾種化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3CCl4熔點(diǎn)/℃801714190－22.9沸點(diǎn)/℃1465141217876.8關(guān)于表中4種化合物有下列說(shuō)法，其中正確的是(C)①AlCl3在加熱時(shí)可升華②CCl4屬于分子晶體③1500℃時(shí)NaCl可形成氣體分子④AlCl3是典型的離子晶體A．①②④ B．③④C．①②③ D．①②③④解析：依據(jù)各物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)推斷，AlCl3和CCl4為分子晶體；AlCl3的沸點(diǎn)低于熔點(diǎn)，所以可升華；NaCl為離子晶體，但1500℃高于其沸點(diǎn)，故1500℃時(shí)以分子形式存在。故選C。8．下列對(duì)化學(xué)學(xué)問(wèn)概括合理的是(D)A．物質(zhì)中只要有陰離子存在就肯定存在陽(yáng)離子，有陽(yáng)離子存在也肯定有陰離子B．一種元素可能有多種氧化物，但同種化合價(jià)只對(duì)應(yīng)一種氧化物C．原子晶體、離子晶體、金屬晶體、分子晶體中都肯定存在化學(xué)鍵D．原子晶體熔點(diǎn)不肯定比金屬晶體高，分子晶體熔點(diǎn)不肯定比金屬晶體低解析：A中如金屬晶體中只有陽(yáng)離子而無(wú)陰離子；B中如Na2O、Na2O2；C中如分子晶體中稀有氣體形成的晶體無(wú)化學(xué)鍵；D正確。9．下列物質(zhì)性質(zhì)的改變規(guī)律描述正確，且與共價(jià)鍵的鍵能大小有關(guān)的是(C)A．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)漸漸上升B．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱，熔點(diǎn)依次上升C．金剛石的硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都高于晶體硅D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次降低解析：A中F2、Cl2、Br2、I2均為分子晶體，它們?nèi)邸⒎悬c(diǎn)的凹凸與分子間作用力的大小有關(guān)；物質(zhì)的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵鍵能的大小有關(guān)，因?yàn)殒I能H—F>H—Cl>H—Br>H—I，HF、HCl、HBr、HI分子的熱穩(wěn)定性漸漸減弱，HF分子間會(huì)形成氫鍵，所以熔點(diǎn)凹凸依次為：HF>HI>HBr>HCl，B錯(cuò)誤；金剛石和晶體硅均為原子晶體，原子間共價(jià)鍵的鍵能越大，該原子晶體的硬度就越大，熔沸點(diǎn)就越高，金剛石中的C—C鍵的鍵能大于晶體硅中Si—Si鍵的鍵能，C正確；NaF、NaCl、NaBr、NaI均為離子化合物，其晶體是離子晶體，離子晶體熔點(diǎn)的凹凸與晶格能的大小有關(guān)。10．下列關(guān)于物質(zhì)熔點(diǎn)的排列依次不正確的是(A)A．生鐵>純鐵>鈉 B．CI4>CBr4>CCl4>CF4C．NaCl>NaBr>KBr D．MgO>H2O>O2解析：A項(xiàng)中生鐵為鐵合金，熔點(diǎn)要低于純鐵；B項(xiàng)中物質(zhì)均為分子晶體，且組成與結(jié)構(gòu)相像，熔點(diǎn)凹凸與相對(duì)分子質(zhì)量大小一樣，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)中物質(zhì)均為離子晶體，離子半徑r(Cl－)<r(Br－)，故熔點(diǎn)NaCl>NaBr，而陽(yáng)離子半徑r(Na＋)<r(K＋)，故熔點(diǎn)NaBr>KBr，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中對(duì)于不同類(lèi)型的晶體，熔點(diǎn)凹凸一般為原子晶體>離子晶體>分子晶體，故MgO>H2O>O2。11．依據(jù)下表的數(shù)據(jù)，推斷下列說(shuō)法正確的是(C)離子化合物離子電荷數(shù)鍵長(zhǎng)/pm晶格能/(kJ·mol－1)熔點(diǎn)/℃摩氏硬度NaF12319239933.2NaCl12827868012.5MgO2210379128526.5CaO2240340126144.5A.晶格能的大小與正負(fù)離子電荷數(shù)和距離成正比B．晶格能越大，即正負(fù)離子間的靜電引力越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)就越高，硬度就越大C．NaF晶體比NaCl晶體穩(wěn)定D．表中物質(zhì)CaO的晶體最穩(wěn)定解析：A項(xiàng)，依據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，晶格能的大小與正負(fù)離子之間的距離成反比；B項(xiàng)，離子鍵本質(zhì)是陰、陽(yáng)離子間的靜電作用，不只是引力，還有斥力等，晶格能越大，即正負(fù)離子間的靜電作用力越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)就越高，硬度就越大；C項(xiàng)，晶格能：NaF>NaCl，故NaF晶體比NaCl晶體穩(wěn)定；D項(xiàng)，晶格能越大，晶體越穩(wěn)定，表中所列物質(zhì)中MgO的晶體最穩(wěn)定。12．下圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中的最小重復(fù)單元)，已知晶體中兩個(gè)最近的Cs＋離子核間距離為acm，氯化銫的相對(duì)分子質(zhì)量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則氯化銫晶體密度是(C)A.eq\f(8M,NAa3)g/cm3 B.eq\f(Ma3,8NA)g/cm3C.eq\f(M,NAa3)g/cm3 D.eq\f(Ma3,NA)g/cm3解析：處于頂角的離子同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)離子有1/8屬于晶胞，處于晶體內(nèi)的離子，全屬于晶胞，可知1個(gè)氯化銫晶胞有1個(gè)Cs＋和1個(gè)Cl－。則1mol氯化銫的體積為NAa3cm3，故氯化銫晶體的密度為eq\f(M,NAa3)g/cm3。二、非選擇題(共52分)13．(10分)從下列各物質(zhì)中，選出符合題目要求的填空：(1)CH4(2)SiO2(3)CaCl2(4)H2O(5)NH4Cl(6)KCl(7)Na(8)NaCl(9)KOH(10)Al(11)SiC(12)Ar(13)NH3(14)CH3COOH(15)H2O2(16)Na2O2(17)晶體Hg(18)Br2(19)晶體硅(20)金剛石(21)I2(22)H2S(23)CBr4(24)CF4①只含有離子鍵的是(3)(6)(8)；只含有共價(jià)鍵的是(1)(2)(4)(11)(13)(14)(15)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)；既有離子鍵又有共價(jià)鍵的是(5)(9)(16)；只含有金屬鍵的是(7)(10)(17)。②屬于離子化合物的有(3)(5)(6)(8)(9)(16)；屬于共價(jià)化合物的有(1)(2)(4)(11)(13)(14)(15)(22)(23)(24)。③屬于離子晶體的有(3)(5)(6)(8)(9)(16)；屬于分子晶體的有(1)(4)(12)(13)(14)(15)(18)(21)(22)(23)(24)；屬于原子晶體的有(2)(11)(19)(20)；屬于金屬晶體的有(7)(10)(17)。解析：本題考查四種晶體的判定方法，精確理解并記憶四種晶體的特性是解答本題的關(guān)鍵。14．(10分)現(xiàn)有幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：－83NaCl：801硅晶體：1410Na：98HCl：－115KCl：776硼晶體：2300K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1723Rb：39HI：－51CsCl：645據(jù)此回答下列問(wèn)題。(1)A組屬于原子晶體，其熔化時(shí)克服的粒子間的作用力是共價(jià)鍵。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是①②③④(填序號(hào))。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于HF分子間能形成氫鍵，其熔化時(shí)要消耗的能量更多。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是②④(填序號(hào))。①硬度小②水溶液能導(dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)XY晶體的單元結(jié)構(gòu)如圖所示，晶體中距離最近的X＋與Y－的核間距離為acm，已知阿伏加德羅常數(shù)為NAmol－1，此晶體密度為ρg·cm－3，則XY的摩爾質(zhì)量可表示為2NAa3ρg·mol－1。解析：(1)A組由非金屬元素組成，熔點(diǎn)最高，屬于原子晶體，熔化時(shí)需破壞共價(jià)鍵。(2)B組都是金屬，具有金屬晶體的性質(zhì)。(3)HF熔點(diǎn)高是由于分子之間形成氫鍵。(4)D組是離子化合物，熔點(diǎn)高，具有離子晶體的性質(zhì)。(5)依據(jù)均攤法可知，每個(gè)晶胞含XY有4個(gè)，晶胞體積為(2a)3cm3，則1mol晶胞的質(zhì)量為eq\f(2a3cm3,4)·NA·ρg·cm－3＝2NAa3ρg，所以XY的摩爾質(zhì)量為2NAa3ρg·mol－1。15．(10分)四種元素A、B、C、D位于元素周期表的前四周期，已知它們的核電荷數(shù)依次增加，且核電荷數(shù)之和為50；A元素原子的核外只有一個(gè)電子；B元素原子的L層p軌道中有2個(gè)電子；C元素原子與B元素原子的價(jià)層電子數(shù)相同；D元素原子的最外層電子數(shù)為1，其d軌道中的電子數(shù)與K層電子數(shù)之比為5∶1。(1)B、C可分別與A形成只含一個(gè)中心原子的共價(jià)化合物a、b，共價(jià)化合物a、b的分子式分別是CH4、SiH4；a分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形。a晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(已知每個(gè)○表示一個(gè)a分子)，與一個(gè)a分子緊密相鄰的a分子有12個(gè)。(2)D的單質(zhì)晶體是面心立方體，立方體的每個(gè)面上5個(gè)D原子緊密積累(即面心立方最密積累)，D原子半徑為dcm，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，D原子的相對(duì)原子質(zhì)量為Ar。則D的單質(zhì)晶體的密度為eq\f(\r(2)Ar,8d3NA)g·cm－3。解析：依據(jù)題意推斷出各元素是解題的關(guān)鍵。A元素原子的核外只有一個(gè)電子，所以A為氫元素；B元素原子的L層p軌道中有2個(gè)電子，所以B的電子排布式為1s22s22p2，B為碳元素；C元素原子與B元素原子的價(jià)層電子數(shù)相同，即C和B為同主族元素，A、B、C、D的核電荷數(shù)依次增加，所以C為硅元素；D元素原子的最外層電子數(shù)為1，其d軌道中的電子數(shù)與K層電子數(shù)之比為5∶1，且A、B、C、D的核電荷數(shù)之和為50，所以D元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，D為銅元素。(1)C與Si可分別與H形成只含一個(gè)中心原子的共價(jià)化合物CH4、SiH4，所以a是CH4，甲烷的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形。(2)銅元素形成的單質(zhì)晶體是面心立方體，該晶胞中銅原子個(gè)數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，銅原子半徑為dcm，晶胞的棱長(zhǎng)＝eq\f(\r(2)×4d,2)cm＝2eq\r(2)dcm，則其體積為(2eq\r(2)dcm)3，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(4,NA)·Arg,2\r(2)dcm3)＝eq\f(\r(2)Ar,8d3NA)g·cm－3。16．(11分)現(xiàn)有原子序數(shù)依次遞增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五種元素，其中X是原子半徑最小的元素，Y原子在基態(tài)時(shí)其最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，Q原子在基態(tài)時(shí)其2p原子軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，W元素的原子中3d能級(jí)上有4個(gè)未成對(duì)電子?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)化合物ZX3的沸點(diǎn)比化合物YX4的高，其主要緣由是NH3分子間存在氫鍵。(2)元素W能形成多種協(xié)作物，如：W(CO)5等。①基態(tài)W3＋的M層電子排布式為3s23p63d5。②W(CO)5在常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為－20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可推斷W(CO)5晶體屬于分子(填晶體類(lèi)型)晶體，該晶體中W的化合價(jià)為0。(3)下列說(shuō)法正確的是BC(填序號(hào))。A．分子晶體中，共價(jià)鍵的鍵能越大，該分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高B．電負(fù)性依次：X<Y<Z<QC．因?yàn)镃aO的晶格能比KCl的大，所以KCl比CaO的熔點(diǎn)低D．H2YO3的分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)非羥基氧，故其為中強(qiáng)酸(4)Q和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，與一個(gè)陰離子距離最近且相等的全部陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體。已知該晶胞的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞邊長(zhǎng)為eq\r(3,\f(248,ρNA))cm。(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)解析：原子序數(shù)依次遞增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五種元素，其中X是原子半徑最小的元素，則X是H元素；Y原子在基態(tài)時(shí)其最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，則Y是C元素；Q原子在基態(tài)時(shí)其2p原子軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，原子序數(shù)大于碳，則Q為O元素；Z的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則Z為N元素；W元素的原子中3d能級(jí)上有4個(gè)未成對(duì)電子，價(jià)電子排布為3d64s2，則W為Fe元素。(1)化合物ZX3是NH3，在氨分子之間除了存在范德華力外還存在氫鍵，使其沸點(diǎn)比分子間只有范德華力的化合物CH4高。(2)①Fe原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，失去4s能級(jí)上2個(gè)電子、3d能級(jí)上1個(gè)電子形成Fe3＋，基態(tài)Fe3＋的M層電子排布式為3s23p63d5。②W(CO)5在常溫下呈液態(tài)，熔、沸點(diǎn)較低，易溶于非極性溶劑，所以據(jù)此可推斷W(CO)5晶體屬于分子晶體，在化合物中全部元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0。(3)分子晶體中，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子的穩(wěn)定性越強(qiáng)，而分子晶體的熔、沸點(diǎn)與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性就越大，元素的非金屬性：H<C<N<O，所以電負(fù)性：X<Y<Z<Q，B項(xiàng)正確；KCl、CaO均屬于離子晶體，離子所帶電荷數(shù)越多、離子半徑越小，晶格能越大，離子晶體越穩(wěn)定，其熔、沸點(diǎn)就越高，因?yàn)镃aO的晶格能比KCl的大，所以KCl比CaO的熔點(diǎn)低，C項(xiàng)正確；H2CO3為弱酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(4)