第三章第四节离子晶体知识点一离子晶体的判断及其性质的考查1.下列不属于影响离子晶体结构的因素的是()A.晶体中阴、阳离子的半径比B.晶体中阴、阳离子的电荷比C.离子键的纯粹程度D.离子晶体的晶格能2.[2019·河北保定联考]下面有关晶体的叙述中,不正确的是()A.金刚石网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等且紧邻的Na+共有6个C.氯化铯晶体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-D.干冰晶体中,每个CO2周围紧邻12个CO23.自然界中的CaF2又称萤石,是一种难溶于水的固体。
下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是()A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱B.CaF2的熔点较高,硬度较大C.CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小知识点二晶格能及其应用的考查4.下列关于晶格能的说法中正确的是()A.晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量B.晶格能指破坏1 mol离子键所吸收的能量C.晶格能指1 mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量D.晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关5.下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是()A.Na+(g)+Cl-(g)NaCl(s)ΔHB.Na(s)+Cl2(g)NaCl(s)ΔH1C.Na(s)Na(g)ΔH2D.Na(g)-e-Na+(g)ΔH3知识点三典型离子晶体空间结构的考查6.下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。
试判断属于NaCl的晶体结构的图像为()A B C D图L3-4-17.有关晶体的结构如图L3-4-2所示,则下列说法中不正确的是()图L3-4-2A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键的个数比为1∶2D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE8.[2019·河北衡水模拟]CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的晶胞结构相似(如图L3-4-3所示),但CaC2晶胞中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。
下列关于CaC2晶胞的说法中正确的是()图L3-4-3A.1 个Ca2+周围距离最近且等距离的的数目为6B.该晶胞中的阴离子与F2是等电子体C.6.4 g CaC2晶体中含阴离子的物质的量为0.1 molD.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个9.元素X的某价态离子X n+与N3-所形成晶体的结构单元如图L3-4-4所示,则X n+中n的值为()图L3-4-4A.1B.2C.3D.410.离子晶体熔点的高低决定于晶格能的大小,据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体的晶格能大小顺序是()A.KCl>NaCl>BaO>CaOB.NaCl>KCl>CaO>BaOC.CaO>BaO>KCl>NaClD.CaO>BaO>NaCl>KCl11.如图L3-4-5是氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元),已知晶体中两个最近的Cs+核间距离为a cm,氯化铯的摩尔质量为M g·mol-1,N A为阿伏伽德罗常数的值,则氯化铯晶体的密度是()图L3-4-5A. g/cm3B. g/cm3C.g/cm3D.g/cm312.有下列八种晶体:A.水晶;B.固体乙醇;C.氧化镁;D.白磷;E.晶体氩;F.氯化铵;G.铝;H.晶体硼。
用序号回答下列问题:(1)属于原子晶体的化合物是,直接由原子构成的晶体是,直接由原子构成的分子晶体是。
(2)由极性分子构成的晶体是,含有配位键的离子晶体是,属于分子晶体的单质是。
(3)在一定条件下能导电并发生化学变化的是。
受热熔化后化学键不发生变化的是。
13.氟化钙材料具有良好的透光性和较低的折射率,可用作紫外和红外光学元件、不可见光谱范围内的消色差镜头。
如图L3-4-6为氟化钙晶胞,试回答下列问题:图L3-4-6(1)每个晶胞实际有个Ca2+和个F-。
(2)氟化钙晶体可看作Ca2+按堆积排列,F-填入Ca2+堆积的部分空隙中。
每个Ca2+周围有个F-,而每个F-周围有个Ca2+,每个F-周围与其距离最近的F-的数目是。
14.如图L3-4-7,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。
这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
图L3-4-7(1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图。
(2)晶体中,在每个Na+的周围与它最接近的且距离相等的Na+共有个。
(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-的个数等于,即(填计算式);Na+的个数等于,即(填计算式)。
(4)设NaCl的摩尔质量为M r g·mol-1,食盐晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏伽德罗常数的值为N A。
食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为cm。
15.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大。
其中A原子核外有3个未成对电子;A与B可形成离子化合物B3A2;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D原子核外的M层中有两对成对电子;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满。
请根据以上信息,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)(1)比E核外电子数少5的元素的原子核外电子排布式是,A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为。
(2)B的氯化物的熔点远高于C的氯化物的熔点,理由是。
(3)A的氢化物属于(填“极性”或“非极性”)分子,D的低价氧化物分子的空间构型是。
(4)A、E形成的某种化合物的晶胞结构如图L3-4-8所示,则其化学式为(每个球均表示1个原子)。
图L3-4-816.[2019·湖北武汉武昌区调研]铁及其氧化物是日常生产生活中应用广泛的材料。
请回答下列问题:(1)基态铁原子的价电子排布图为。
(2)铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+(填“大于”或“小于”)Fe3+,原因是。
(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,N的结构式为(标出配位键),空间构型为,其中氮原子的杂化方式为;与Cl互为等电子体的分子或离子有(任写两种)。
(4)金属铁晶体中原子采用堆积,铁晶体的空间利用率为(用含π的式子表示)。
(5)某种离子型铁的氧化物晶胞如图L3-4-9所示,它由A、B方块组成。
则该氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为(填最简整数比);已知该晶体的密度为d g/cm3,阿伏伽德罗常数的值为N A,则晶胞参数a为(用含d和N A的代数式表示)nm。
图L3-4-9第四节离子晶体1.D2.B [解析]氯化钠晶体中每个Na+周围距离相等且紧邻的Na+共有12个,B项错误。
3.C4.C5.A [解析]1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的能量为氯化钠晶体的晶格能。
6.B [解析]由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞结构可知:A为ZnS的晶体结构,C、D为CsCl的晶体结构,只有B为NaCl的晶体结构。
7.D [解析]氯化钠晶体中,距Na+最近的Cl-是6个,即钠离子的配位数是6,6个氯离子形成正八面体结构,A正确;Ca2+位于晶胞顶点和面心,数目为8×+6×=4,即每个晶胞平均占有4个Ca2+,B正确;碳碳键被两个碳原子共有,每个碳原子形成4条共价键,即平均1 mol C原子形成4×=2 mol碳碳键,碳原子与碳碳键的个数比为1∶2,C正确;该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4,D错误。
8.C [解析]依据晶胞沿一个方向拉长的特点,再由图中体心可知,1个Ca2+周围距离最近且等距离的有4个,而不是6个,A项错误;与F2不是等电子体,B项错误;6.4 g CaC2的物质的量为0.1 mol,则含阴离子为0.1 mol,C项正确;与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+为4个,D 项错误。
9.A [解析]晶胞中X n+的数目为12×=3,N3-的数目为8×=1,则晶胞所示物质的化学式为X3N,根据化学式中化合价代数和为0,知n=1。
10.D [解析]对于离子晶体来说,离子所带电荷数越多,阴、阳离子核间距离越小,晶格能越大,离子键越强,熔点越高。
阳离子半径大小顺序为Ba2+>K+>Ca2+>Na+;阴离子半径大小顺序为Cl->O2-,比较可得只有D项是正确的。
11.C [解析] 1个氯化铯晶胞有1个Cs+和1个Cl-,1 mol氯化铯的体积为N A a3 cm3,故氯化铯晶体的密度为g/cm3。
12.(1)A AEH E (2)B F DE (3)CF BD13.(1)4 8 (2)面心立方8 4 6[解析](1)Ca2+占据晶胞中8个顶点、6个面心的位置,故Ca2+的个数为8×+6×=4,F-全部在晶胞内,完全属于该晶胞,含有8个F-。
(2)由晶胞的结构可知,每个Ca2+周围有8个F-,而每个F-周围有4个Ca2+,在每个F-的前后、上下、左右有6个F-与其距离最近。
14.(1)(答案不唯一,合理即可)(2)12(3)4 12×+1=4 4 8×+6×=4[答案不唯一,只要与第(1)问对应即可](4)·[解析](2)从体心Na+看,与它最接近的且距离相等的Na+共有12个。
(4)设Cl-与Na+的最近距离为a cm,则两个最近的Na+间的距离为a cm,又·N A=M r,即a=。
所以Na+间的最近距离为·cm。
15.(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)Al<Mg<S<N(2)MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体(3)极性V形(4)CuN3[解析] A原子核外有3个未成对电子,可以推断A为N或P;A与B可形成离子化合物B3A2,可以推断A为N,B为Mg;C元素是地壳中含量最高的金属元素,即Al;D原子核外的M层中有两对成对电子,可以推断D为S;E原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满,可以推断E为Cu,Cu的核外电子数为29,比其核外电子数少5的是Cr。
16.(1)(2)小于Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半满状态较稳定(3)[]+正四面体形sp3杂化CCl4、P(其他合理答案均可)(4)体心立方π(5)1∶2∶4×107[解析](1)基态铁原子的价电子排布图为。