《離子晶體》練習(xí) 精品獲獎(jiǎng)

《離子晶體》練習(xí)1．下列性質(zhì)中，可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵的是()A．可溶于水B．具有較高的熔點(diǎn)C．水溶液能導(dǎo)電D．熔融狀態(tài)能導(dǎo)電2．下列含有極性鍵的離子晶體是()①醋酸鈉②氫氧化鉀③金剛石④乙醇⑤氯化鈣A．①②⑤ B．①②C．①④⑤ D．①⑤3．NaF、NaI、MgO均為離子化合物，這三種化合物的熔點(diǎn)高低順序是()①NaF②NaI③MgOA．①＞②＞③ B．③＞①＞②C．③＞②＞① D．②＞①＞③4．實(shí)現(xiàn)下列變化時(shí)，需克服相同類型作用力的是()A．水晶和干冰的熔化B．食鹽和冰醋酸的熔化C．液溴和汞的汽化D．純堿和燒堿的熔化5．下列敘述中正確的是()A．離子晶體中肯定不含非極性共價(jià)鍵B．原子晶體的熔點(diǎn)肯定高于其他晶體C．由分子組成的物質(zhì)其熔點(diǎn)一定較低D．原子晶體中除去極性共價(jià)鍵外不可能存在其他類型的化學(xué)鍵6．由鉀和氧組成的某種離子晶體中含鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78/126，其陰離子只有過(guò)氧離子(Oeq\o\al(2－,2))和超氧離子(Oeq\o\al(－,2))兩種。在此晶體中，過(guò)氧離子和超氧離子的物質(zhì)的量之比為()A．2:1 B．1:1C．1:2 D．1:37．晶態(tài)氯化鈉是____________晶體，晶體中，每個(gè)鈉離子周圍有__________個(gè)氯離子，每個(gè)氯離子周圍有__________個(gè)鈉離子，鈉離子半徑比氯離子半徑__________。在氯化物MCl中，M在第六周期，是鈉的同族元素，該晶體中，每個(gè)陽(yáng)離子周圍有__________個(gè)氯離子。鈉的金屬性比M__________。氯化鈉的電子式是______________，熔融后__________導(dǎo)電(填“能”或“不能”)。Na＋(或Cl－)周圍的6個(gè)Cl－(或Na＋)相鄰的連線構(gòu)成多面體的結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______________________。8．參考下表中物質(zhì)的熔點(diǎn)，回答下列問(wèn)題。物質(zhì)NaFNaClNaBrNaINaClKCl熔點(diǎn)(℃)995801755651801776物質(zhì)RbClCsClSiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點(diǎn)(℃)715646－－120物質(zhì)SiCl4GeCl4SbCl4PbCl4熔點(diǎn)(℃)－－－－15(1)鈉的鹵化物及堿金屬氯化物的熔點(diǎn)與鹵離子及堿金屬離子的__________有關(guān)，隨著________增大，熔點(diǎn)依次降低。(2)硅的鹵化物及硅、鍺、錫、鉛的氯化物熔點(diǎn)與________有關(guān)，隨著__________增大，__________增強(qiáng)，熔點(diǎn)依次升高。(3)鈉的鹵化物的熔點(diǎn)比相應(yīng)的硅的鹵化物的熔點(diǎn)高得多，這與____________有關(guān)，因?yàn)橐话鉥___________比____________熔點(diǎn)高。9．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(zhǎng)石2400石英2600回答下列問(wèn)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析出的原因是________________________________________________。(3)推測(cè)云母和橄欖石的熔點(diǎn)順序?yàn)開(kāi)_______________，硬度大小為_(kāi)___________________。10．下列敘述正確的是()A．1個(gè)甘氨酸分子中存在9對(duì)共用電子B．PCl3和BCl3分子中所有原子的最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C．H2S和CS2分子都是含極性鍵的極性分子D．熔點(diǎn)由高到低的順序是：金剛石＞碳化硅＞晶體硅11．下列說(shuō)法中正確的是()A．離子晶體中每個(gè)離子的周圍吸引著6個(gè)帶相反電荷的離子B．金屬導(dǎo)電的原因是外加電場(chǎng)的作用下金屬產(chǎn)生自由電子，電子定向運(yùn)動(dòng)C．分子晶體的熔沸點(diǎn)低，常溫下均呈液態(tài)或氣態(tài)D．原子晶體中的各相鄰原子都以共價(jià)鍵相結(jié)合12．2022年，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了便于應(yīng)用、可把阻抗降為零的由硼和鎂兩種元素組成的超導(dǎo)材料。這是27年來(lái)首次更新了金屬超導(dǎo)體的記錄，是目前金屬化合物超導(dǎo)體的最高溫度。該化合物也因此被美國(guó)《科學(xué)》雜志評(píng)為2022年十大科技突破之一。圖13－1為該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元示意圖：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有一個(gè)鎂原子，6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為()A．MgBB．MgB2C．Mg2BD．Mg3B213．食鹽晶體如圖13－2所示。在晶體中，●表示Na＋，○表示Cl－。已知食鹽的密度為ρg·cm－3，NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則在食鹽晶體里Na＋和Cl－的間距大約是()\r(3,\f(2M,ρNA))cm \r(3,\f(M,2ρNA))cmC.eq\r(3,\f(2NA,ρM))cm \r(3,\f(M,8ρNA))cm14．氫氣是一種重要而潔凈的能源，要利用氫氣作能源，必須安全有效地儲(chǔ)存氫氣，有報(bào)道稱某種合金材料有較大的儲(chǔ)氫容量，其晶體結(jié)構(gòu)的最小單元如圖13－3所示，則這種合金的化學(xué)式為()A．LaNi3B．LaNi4C．LaNi5D．LaNi615．圖13－4中每條折線表示周期表ⅣA～ⅦA中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化，每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a點(diǎn)代表的是()A．H2SB．HClC．PH3D．SiH416．如圖13－5，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3個(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的。圖13－5(1)請(qǐng)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＋的周圍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Cl－的個(gè)數(shù)等于__________，即(填計(jì)算式)____________；Na＋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_(kāi)_____cm。17．A、B、C、D、E、F、G、H八種短周期元素，其單質(zhì)的沸點(diǎn)如圖13－6所示。圖13－6請(qǐng)回答：(1)上述元素的最高價(jià)氧化物的水化物中，堿性最強(qiáng)的是(寫化學(xué)式)______________；上述元素的氣態(tài)氫化物中，最穩(wěn)定的是(寫化學(xué)式)________________。(2)上述元素中，某些元素的常見(jiàn)單質(zhì)所形成的晶體為分子晶體，這些單質(zhì)的分子式是______。(3)已知D、F、G三種元素的離子均具有與Ne相同的電子層結(jié)構(gòu)，則這三種離子的半徑由大到小的次序?yàn)?用相關(guān)元素的離子符號(hào)表示)：______________________________。18．(1)中學(xué)化學(xué)教材中圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni2＋與最臨近O2－的核間距離為a×10－8cm，計(jì)算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為g·mol－1)。(2)天然和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某氧化鎳晶體中就存在如圖13－7所示的缺陷：一個(gè)Ni2＋空缺，另有兩個(gè)Ni2＋被兩個(gè)Ni3＋所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成，試計(jì)算該晶體中Ni3＋與Ni2＋的離子個(gè)數(shù)之比。圖13－7第四節(jié)離子晶體1本題考查對(duì)化學(xué)鍵——離子鍵的判斷。只要化合物中存在離子鍵必為離子晶體，而離子晶體區(qū)別其他晶體的突出特點(diǎn)是：熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，故D正確；至于A可溶于水，共價(jià)化合物(如HCl)也可以；B具有較高熔點(diǎn)，也可能為原子晶體，如SiO2；C項(xiàng)水溶液能導(dǎo)電，可以是共價(jià)化合物，如硫酸等。D2①②⑤屬于離子晶體，但⑤中只有離子鍵，①②中有離子鍵、共價(jià)鍵。B3離子化合物的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑之和越小，離子鍵越強(qiáng)，該離子化合物的熔點(diǎn)越高。已知離子半徑Na＋＞Mg2＋，I－＞O2－＞F－，可知NaI中離子鍵最弱，因MgO中的離子帶兩個(gè)單位電荷，故離子鍵比NaF中的強(qiáng)。B4純堿和燒堿的熔化均需克服離子鍵。D5離子晶體Na2O2中存在非極性共價(jià)鍵，A項(xiàng)錯(cuò)；一般說(shuō)原子晶體熔點(diǎn)高，但也不是原子晶體高于任何其他晶體，如金屬鎢的熔點(diǎn)高于某些原子晶體。原子晶體中可能有極性鍵和非極性共價(jià)鍵。C6鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(78,126)，氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(48,126)，n(K)n(O)＝2:3，設(shè)n(Oeq\o\al(2－,2))＝x，n(Oeq\o\al(－,2))＝y(tǒng),2x＋y＝2,2x＋2y＝3，x＝mol，y＝1mol，C項(xiàng)正確。C7離子66小8弱Na＋[eq\o\al(·,·)Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－能正八面體8(1)表中第一欄和第二欄RbCl、CsCl的熔點(diǎn)明顯高于第二、三欄其余物質(zhì)的熔點(diǎn)，前者為ⅠA族元素與ⅦA族元素組成的離子晶體，而后者為分子晶體。(2)分析比較離子晶體熔點(diǎn)高低的影響因素：物質(zhì)熔化實(shí)質(zhì)是減弱晶體內(nèi)微粒間的作用力，而離子晶體內(nèi)是陰、陽(yáng)離子，因此離子晶體的熔化實(shí)際上是減弱陰、陽(yáng)離子間的作用力——離子鍵，故離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。從鈉的鹵化物進(jìn)行比較：鹵素離子半徑是r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)，說(shuō)明熔點(diǎn)隨鹵素陰離子半徑的增大而減小。又從堿金屬的氯化物進(jìn)行比較：堿金屬陽(yáng)離子半徑是r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，說(shuō)明熔點(diǎn)隨堿金屬陽(yáng)離子半徑的增大而減小。(3)分析比較分子晶體熔點(diǎn)高低的影響因素：分子晶體內(nèi)的微粒是分子，因此分子晶體的熔點(diǎn)與分子間的作用力有關(guān)。從硅的鹵化物進(jìn)行比較：硅的鹵化物分子具有相似的結(jié)構(gòu)，從SiF4到SiI4相對(duì)分子量逐步增大，說(shuō)明熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大。從硅、鍺、錫、鉛的氯化物進(jìn)行比較：這些氯化物具有相似的結(jié)構(gòu)，從SiCl4到PbCl4相對(duì)分子質(zhì)量逐步增大，說(shuō)明熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大。(1)半徑半徑(2)相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量分子間作用力(3)晶體類型離子晶體分子晶體(本題主要考查物質(zhì)熔沸點(diǎn)的高低與晶體類型和晶體內(nèi)部微粒之間作用力的關(guān)系以及分析數(shù)據(jù)進(jìn)行推理的能力。9(1)橄欖石先云母后(2)因?yàn)榫Ц衲艽蟮南染С?，石英比各種硅酸鹽的晶格能均小(3)橄欖石＞云母橄欖石＞云母10甘氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，由結(jié)構(gòu)式可以看出1個(gè)甘氨酸分子中存在10對(duì)共用電子；選項(xiàng)B中根據(jù)元素的化合價(jià)＋原子的最外層電子數(shù)＝8，則該原子的最外層達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，BCl3中B原子的最外層電子數(shù)為3，化合價(jià)為＋3價(jià)，因此B原子未達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；選項(xiàng)C中H2S和CS2都是以極性鍵結(jié)合而成，H2S的空間結(jié)構(gòu)呈角形，正負(fù)電荷重心不重合，屬于極性分子，而CS2為直線形分子，正負(fù)電荷重心重合，屬于非極性分子。選項(xiàng)D中三種物質(zhì)均為原子晶體，原子晶體的熔點(diǎn)與該晶體中的原子半徑有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，原子半徑小的，熔點(diǎn)高，所以選項(xiàng)D正確。D11選項(xiàng)A中離子晶體中每個(gè)離子周圍吸引帶相反電荷的離子與離子半徑有關(guān)，如一個(gè)Cs＋可同時(shí)吸引8個(gè)Cl－；選項(xiàng)B中金屬內(nèi)部的自由電子不是在電場(chǎng)力的作用下產(chǎn)生的；選項(xiàng)C中分子晶體的熔沸點(diǎn)很低，在常溫下也有呈固態(tài)的，如S，屬于分子晶體，但它在常溫下為固態(tài)。D12一個(gè)晶胞有Mg：12×eq\f(1,6)＋1＝3個(gè)，有B6個(gè)，則化學(xué)式為MgB2。B13設(shè)Na＋和Cl－間距離為a，則晶胞邊長(zhǎng)為2a，則(2a)3·ρ＝eq\f(4,NA)·M，a＝eq\r(3,\f(4M,8ρNA))＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))。B14六棱柱的每個(gè)頂點(diǎn)為6個(gè)單元所共有，對(duì)一個(gè)單元的貢獻(xiàn)為eq\f(1,6)，面上的點(diǎn)為兩個(gè)單元所共有，對(duì)一個(gè)單元的貢獻(xiàn)為eq\f(1,2)，由圖知一個(gè)晶胞有Ni：18×eq\f(1,2)＋6＝15，La：12×eq\f(1,6)＋1＝3，因此C項(xiàng)正確。C15圖中上面三條線的趨勢(shì)表明這三個(gè)族的第一種非金屬元素的氫化物中含有氫鍵，因此最下面一條曲線表明屬于ⅣA族元素氫化物沸點(diǎn)的變化，a點(diǎn)代表第3周期ⅣA族元素的氫化物，應(yīng)為SiH4。D16根據(jù)ρ＝eq\f(m,V)，其中m即為4個(gè)Na＋、Cl－的質(zhì)量：m＝eq\f(4M,NA)，V為所示晶體的體積，可設(shè)其邊長(zhǎng)為a，則V＝a3?？汕蟪鯽，進(jìn)而求出題設(shè)所問(wèn)。即兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離為eq\f(\r(2),2)a，即eq\f(\r(2),2)·eq\r(3,\f(4m,ρNA))。(1)(提示：Na＋與Cl－交替排列)(2)12(3)48×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)412×eq\f(1,4)＋1(4)eq\f(\r(2),2)·eq\r(3,\f(4M,ρNA))17(1)NaOHHF(2)N2、O2、F2、Ne(3)F－＞Na＋＞Mg2＋18(1)如圖所示，以最小立方體作為計(jì)算單元，此結(jié)構(gòu)中含有Ni2＋—O2－離子數(shù)為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)(個(gè))