《離子晶體》練習 省賽一等獎 省賽一等獎

PAGE《離子晶體》練習一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分)1．下列有關(guān)晶體的敘述錯誤的是()A．離子晶體中，一定存在離子鍵B．原子晶體中，只存在共價鍵C．金屬晶體的熔、沸點均很高D．稀有氣體的原子能形成分子晶體解析：原子晶體中一定不存在離子鍵。只要晶體中存在離子鍵，就一定是離子晶體，但在離子晶體內(nèi)部可能含有共價鍵。在常見的晶體類型中，只有金屬晶體的熔、沸點差別最大，有熔、沸點很高的鎢，也有常溫下為液態(tài)的汞。答案：C2．NaF、NaI、MgO均為離子化合物，由下表數(shù)據(jù)可知這三種化合物的熔點高低順序為()物質(zhì)①NaF②NaI③MgO離子電荷數(shù)112離子間距/10－10m2.313.182.10A．①＞②＞③ B．③＞①＞②C．③＞②＞① D．②＞①＞③解析：離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關(guān)，而離子鍵的強弱可用晶格能來衡量，離子所帶的電荷越多，離子間的距離越小，晶格能越大，離子鍵越強，熔點越高。故熔點高低為③＞①＞②。答案：B3．下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是()A．O2、I2、Hg B．Si、SiC、金剛石C．H2O、H2S、H2Se D．NaCl、KCl、CsCl解析：A項，Hg的熔點比I2低。B項，Si的原子半徑大于C的原子半徑，鍵能：C—C＞C—Si＞Si—Si，熔點Si＜SiC＜金剛石，B項正確。C項，H2O分子間有氫鍵，沸點最高。D項，Na＋、K＋、Cs＋的半徑依次增大，晶格能逐漸減小，熔點逐漸降低。答案：B4．鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體，結(jié)構(gòu)如圖所示，有關(guān)說法不正確的是()A．該晶體屬于離子晶體B．晶體的化學式為Ba2O2C．該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相似D．與每個Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個解析：由晶胞結(jié)構(gòu)及“均攤法”計算：一個晶胞中含Ba2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個，含O：12×eq\f(1,4)＋1＝4個，故晶體化學式是BaO2。答案：B5．離子晶體熔點的高低決定于晶體中陽離子與陰離子之間的靜電作用，靜電作用大則熔點高，靜電作用小則反之。試根據(jù)你學過的物理電學知識，判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點的高低順序可能是()A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaOB．NaCl＞KCl＞CaO＞BaOC．CaO＞BaO＞NaCl＞KClD．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl解析：離子晶體中，離子鍵越強，晶體熔、沸點越高。而離子所帶電荷越高，半徑越小，離子鍵越強。Ca2＋、O2－、Ba2＋都帶2個電荷；Na＋、Cl－、K＋只帶1個電荷，r(Ca2＋)＜r(Ba2＋)，r(Na＋)＜r(K＋)，故熔點CaO＞BaO＞NaCl＞KCl。答案：C6．[雙選題]如圖為NaCl晶體的一個晶胞，下列敘述中不正確的是()A．若晶體中Na＋與Cl－的最小距離為a，則Na＋與Na＋最近的距離為eq\r(2)aB．與Na＋最近且等距的Cl－連線構(gòu)成的圖形為正四面體C．與Na＋最近且等距的Cl－連線構(gòu)成的圖形為正八面體D．與一個Na＋最近且等距的Na＋有6個解析：由NaCl的晶胞圖可得晶胞的平面圖，圖中AB＝BC＝a，AC為兩個Na＋的最近距離，AC2＝AB2＋BC2＝2a2，故AC＝eq\r(2)a，A正確；從晶胞圖可以看出，與NaCl晶胞體心的Na＋最近且等距離的Cl－(NaCl晶胞面心的Cl－)的連線構(gòu)成的圖形為正八面體，B不正確，C正確；根據(jù)圖示進行分析，與一個Na＋最近且等距離的Na＋有12個，D不正確。答案：BD7．[雙選題]有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖，圖中?和化學式中M分別代表陽離子，圖中o和化學式中N分別代表陰離子，則化學式為MN的晶體結(jié)構(gòu)為()解析：A中含M：8×eq\f(1,8)＝1個，N：1個，化學式為MN；B中含M：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)個，N：1個，化學式為MN2；C中含M：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)個，N：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)個，化學式為MN；D中含M：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個，N：1個，化學式為M4N。答案：AC二、非選擇題(本題包括4小題，共39分)8．(10分)現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)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)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號)。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(zhì)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組晶體的熔點由高到低的順序為：NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因解釋為：________________________________________________________________________。解析：通過讀取表格中數(shù)據(jù)先判斷晶體的類型及晶體的性質(zhì)，A、B、C、D組分別代表原子晶體、金屬晶體、分子晶體、離子晶體。(2)中的性質(zhì)都屬于金屬晶體的物理性質(zhì)。應用氫鍵解釋HF的熔點反常，利用晶格能的大小解釋離子晶體熔點高低的原因。答案：(1)原子共價鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗更多的能量(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)②④(5)D組晶體都為離子晶體，金屬離子半徑：r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷相同的情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點越高9.(10分)晶體具有規(guī)則的幾何外型、晶體中最基本的重復單位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1，測知FexO晶體密度為ρ＝5.71g·cm－3，晶胞邊長為4.28×10－10m。(1)FexO中x值(精確至0.01)為________。(2)晶體中的Fe分別為Fe2＋、Fe3＋，在Fe2＋和Fe3＋的總數(shù)中，F(xiàn)e2＋所占分數(shù)(用小數(shù)表示，精確至0.001)為________。(3)此晶體的化學式為________________________。(4)與某個Fe2＋(或Fe3＋)距離最近且等距離的O2－圍成的空間幾何形狀是________________。(5)在晶體中，鐵離子間最短距離為______________cm。解析：由氯化鈉晶胞可知在此晶胞中應有4個FexO，所以可得(56x＋16)×4/NA＝5.71×(4.28×10－8)3，解得x≈0.92。根據(jù)化合物中電荷守恒的原則，即正電荷總數(shù)等于負電荷總數(shù)可得：設(shè)分子中的Fe2＋為y,2y＋3(0.92－y)＝2，解得y＝0.76，所以可得Fe2＋所占分數(shù)＝0.76/0.92＝0.826。由FexO晶體晶胞的結(jié)構(gòu)及晶胞的邊長可知，鐵離子間最短距離為eq\r(2)×(eq\f(1,2)×4.28×10－10)≈3.03×10－10m＝3.03×10－8cm。答案：(1)0.92(2)0.826(3)O(4)正八面體(5)3.03×10－810．(7分)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)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順序是____________。(2)石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)推測云母和橄欖石的熔點順序為______________，硬度大小為________。解析：晶格能高的晶體熔點較高，更容易在巖漿冷卻過程中先結(jié)晶，故橄欖石先晶出，云母后晶出；因為石英的晶格能較低，此外也與它不容易在巖漿中達到飽和濃度有關(guān)，只有當各種金屬離子以硅酸鹽形式析出后，石英的濃度才達到飽和，故石英晶體最后晶出；云母的熔點、硬度低于橄欖石的熔點、硬度。答案：(1)橄欖石先晶出，云母后晶出(2)石英的晶格能較低，此外也與它不容易在巖漿中達到飽和濃度有關(guān)，只有當各種金屬離子以硅酸鹽形式析出后，石英的濃度才達到飽和，故石英晶體最后晶出(3)云母<橄欖石云母<橄欖石11．(12分)下圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu)，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(zhì)熔點由高到低的排列順序為_____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu)特點來辨別圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶體是立方體結(jié)構(gòu)，每個Na＋與6個Cl－緊鄰，每個Cl－又與6個Na＋緊鄰，每個Na＋周圍與它最近且距離相等的Na＋有12個。CsCl晶體由Cs＋、Cl－構(gòu)成立方體結(jié)構(gòu)，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?cè)胍粋€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(jié)構(gòu)，但在立方體的每個正方形面的中央都有一個CO2分子，稱為“面心立方”，每個CO2分子與12個CO2分子緊鄰。金剛石的基本結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)由正六邊形結(jié)構(gòu)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