发布时间 : 星期四 文章人教版高中化学选修3 - 第四节 - --离子晶体讲解及习题更新完毕开始阅读3091516503d276a20029bd64783e0912a3167cd7
人教版高中化学选修3---第四节-----离子晶体讲解及习题
32M3MA. cm B. cm
ρNA2ρNA32NA3MC. cm D. cm
ρM8ρNA
M＋－
解析：选B 食盐晶胞中含有4个Na和4个Cl，每个晶胞的体积为×4 cm3。设
ρNA
3MM
食盐晶体里Na和Cl的间距为x cm，可得(2x)＝×4，解得x＝，即在食盐晶
ρNA2ρNA
＋
－
3
体中Na和Cl的间距大约是
M cm。 2ρNA
12．(2016·厦门高二检测)有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( )
＋
－
3
A．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，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2 D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE
＋－
解析：选D 在NaCl晶体中，距Na最近的Cl有6个，且形成正八面体，A正确；
11＋＋
Ca2位于晶胞的顶点和面心，晶胞中含有Ca2的个数为：8×＋6×＝4，B正确；在金刚
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石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成
1
的共价键平均为4×＝2，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数之比为1∶2，C正确；
2
气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，D错误。
二、非选择题
13．现有几组物质的熔点(℃)数据： A组 B组 C组 D组 金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl：801 硅晶体：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 硼晶体：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：－51 CsCl：645 据此回答下列问题： (1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是______________。 (2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。 ①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性 (3)C组中HF熔点反常是由于_________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。 ①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
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＋－
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(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为：NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为____________________。
解析：通过读取表格中数据先判断晶体的类型及晶体的性质，A、B、C、D组分别代表原子晶体、金属晶体、分子晶体、离子晶体。(2)中的性质都属于金属晶体的物理性质。应用氢键解释HF的熔点反常，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高的原因。
答案：(1)原子 共价键 (2)①②③④ (3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可) (4)②④ (5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋＋＋＋
) 14．(2016·徐州高二检测)钠和铜的单质及其化合物在社会实际中有着广泛的应用。 ＋ (1)Cu2基态的核外电子排布式为_______________。 (2)NaCl晶体的晶胞结构如图所示，在NaCl的晶胞中含有的阴离子的个数为________，阳离子的配位数为________。 (3)钠的有关卤化物的熔点见表，钠的卤化物熔点按NaF、NaCl、NaBr、NaI顺序降低的原因是____________________________________________________________。 NaF NaCl NaBr NaI 993 801 747 661 熔点/℃ (4)碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀，A的晶胞如图所示，则A的化学式是________，A中铜元素的化合价为________。 ＋ 解析：(1)Cu 是29号元素，Cu2基态的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。(2)NaCl 1 晶体中阳离子和阴离子的个数比为1∶1，在NaCl的晶胞中含有的阴离子的个数为8×＋6 8 1 ×＝4，阳离子的配位数为6。(3)按氟、氯、溴、碘的顺序，这四种离子晶体中阴离子半径2 逐渐增大，离子键的强度逐渐减弱，晶格能逐渐减小，熔点按NaF、NaCl、NaBr、NaI顺序逐渐降低，故填：按氟、氯、溴、碘的顺序，这四种离子晶体中阴离子半径逐渐增大，离子键的强度逐渐减弱，晶格能逐渐减小。(4)根据晶胞结构示意图，两种微粒的个数比为1∶1，因此化学式为CuI，其中铜元素的化合价为＋1价。 答案： (1)1s22s22p63s23p63d9 (2)4 6 (3)按氟、氯、溴、碘的顺序，这四种离子晶体中阴离子半径逐渐增大，离子键的强度逐渐减弱，晶格能逐渐减小 (4) CuI ＋l 15.某离子晶体晶胞的结构如图所示。X(●) 位于立方体顶点，Y(○)位于立方体中心，试分析： (1)该晶体的化学式为________。 (2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。 (3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX是________。 (4)设该晶体的摩尔质量为M g/mol，晶体密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X的核间距为________cm。 解析：(1)观察图可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，每个Y同时吸引 10 / 12 人教版高中化学选修3---第四节-----离子晶体讲解及习题 着4个X；而每个X同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X同时吸引着8个Y。晶体的化学式应为阴、阳离子的个数比，X、Y的个数比为1∶2，所以化学式为XY2或Y2X。(2)以标注X为标准，在该晶胞中与它距离最近且相等的其他X有3个。标注X被8个晶胞共用，而与它距离最近且相等的其他X又都用了两次，故与标注X 3×8 距离最近且相等的其他X共有 ＝12个。(3)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y 2 位于正四面体的中心，可联想CH4的键角，故∠XYX＝109°28′。(4)解此类问题比较简便的方法是把摩尔质量表示出来。摩尔质量在数值上即为1 mol物质的质量，等于 1个粒子的质量乘以NA，而1个粒子的质量等于1个粒子的体积乘以密度。设正方体的边长为a， 11 每个X被8个正方体共用，每个正方体实际独占X：4×＝，而晶体的化学式为XY2(或 82 Y2X)，由X的数目可知每个粒子的体积为正方体体积的2倍，则a3×2×ρ×NA＝M。或由3M1M13 一个晶胞中含 个“XY2”，利用质量相等列等式为：×＝ρ×a。得a＝ ，晶体 2NA22NAρ中两个距离最近的X之间的距离为 2a＝2· 3 3 32MM＝ 。 2NAρNAρ 答案：(1)XY2(或Y2X) (2)12 (3)109°28′ 2M NAρ [能力提升] 16．(2016·荆州高二检测)如图所示是一些晶体的结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。 (4) (1)其中代表金刚石的是(填写编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最接近且距离相等。 (2)其中代表石墨的是________，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。 (3)其中表示NaCl的是________，每个钠离子周围与它最接近且距离相等的氯离子有________个，每个钠离子周围与它最接近且距离相等的钠离子有_________个，每个氯离子周围紧邻的钠离子相连接而成的空间几何体为________。 (4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个铯离子与________个氯离子紧邻。 解析：(1)金刚石中每个C原子与相邻的四个C原子形成共价键，这种结构向空间扩展就形成了立体网状结构，因此其中代表金刚石的是B；其中每个碳原子与4个碳原子最接近且距离相等。(2)在石墨中每个C原子与相邻的三个C原子形成共价键，键角是120°，碳原 1 子形成平面正六边形，每个正六边形占有的碳原子数平均为6×＝2。因此其中代表石墨的 3 是D，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为2个。(3)NaCl是离子晶体，构成离子是Na＋－ 、Cl；离子之间通过离子键结合，每个钠离子周围与它最接近且距离相等的氯离子有6 ＋ 个，位于Na的上、下、前、后、左、右，每个钠离子周围与它最接近且距离相等的钠离子有(3×8)÷2＝12个，每个氯离子周围紧邻的钠离子相连接而成的空间几何体为正八面体结 ＋－＋ 构。(4)CsCl是离子晶体，构成微粒是Cs、Cl，离子之间通过离子键结合，每个Cs离子 －－＋ 周围有8个距离相等且最近的Cl，同理，每个Cl周围有8个距离相等且最近的Cs，代表CsCl的是E。 答案：(1)B 4 (2)D 2 (3)A 6 12 正八面体 (4)E 离子 8 17．(2016·宿迁高二检测)根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中空间构型是V形的是________(填写序号)。 ＋＋－ a．H3O b．H2O c．NO2 d．NO2 11 / 12 人教版高中化学选修3---第四节-----离子晶体讲解及习题 (2)已知FeCl3的沸点： 319 ℃，熔点： 306 ℃，则FeCl3的晶体类型为____________。P可形成H3PO4、HPO3、H3PO3等多种酸，则这三种酸的酸性由强到弱的顺序为__________________(用化学式填写)。 (3)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子 ＋ 序数T比Q多2，T的基态原子最外层电子(价电子)排布式为____________，Q2的未成对电子数是______________。 (4)如图1是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，判断NaCl晶体结构的图是图1中的______________。 ＋ (5)[Cu(NH3)4]2配离子中存在的化学键类型有_____________(填序号)。 ①配位键 ②金属键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键 ⑥氢键 ＋＋－ 若[Cu(NH3)4]2具有对称的空间构型，且当[Cu(NH3)4]2中的两个NH3被两个Cl取代时， ＋ 能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2的空间构型为______________(填序号) ①平面正方形 ②正四面体 ③三角锥形 ④V形 (6)X与Y可形成离子化合物，其晶胞结构如图2所示，其中X和Y的相对原子质量分别为a和b，晶体密度为ρ g/cm3，则晶胞中距离最近的X、Y之间的核间距离是_____________cm(NA表示阿伏加德罗常数，用含ρ、a、b、NA的代数式表达) 1 解析：(1)a有3个σ键，孤电子对数为(6－1－3×1)＝1，价层电子对数为4，则空间 2 1 构型为：三角锥，故不符合题意；b有2个σ键，孤电子对数为(6－2×1)＝2，价层电子对 2 1 数为4，其空间构型为V形，故符合题意；c有 2个σ键，孤电子对数为 (5－1－2×2)＝ 2 0，价层电子对数为2，其空间构型为直线形，故不符合题意；d有2个σ键，孤电子对数为 1 (5＋1－2×2)＝1，价层电子对数为3，则空间构型为V形，故符合题意。(2)根据晶体的特2 点，FeCl3熔沸点较低，因此FeCl3的晶体类型为分子晶体，同种元素形成的含氧酸的酸性，随化合价的升高而升高，三种酸中P的化合价为＋5、＋5、＋3，H3PO3的酸性最弱，同价态时，非羟基氧越多，酸性越强，即HPO3的酸性强于H3PO4，酸性由强到弱的顺序是HPO3、H3PO4、H3PO3。(3)Q和T位于同一周期同一族，且T比Q多2，因此它们位于第Ⅷ族，即 ＋ Q：Fe，T：Ni，其价电子包括最外层和次外层的d能级，故价电子排布式为：3d84s2，Q2 ＋＋－ 是Fe2，有4个未成对电子。(4)NaCl晶体中Na周围有6个Cl，即②是正确，NaCl晶胞 ＋－ 是正方体，顶点有4个Na、4个Cl，即选项③正确。(5)此离子是配离子，具有配位键， － NH3中有极性共价键，即①③正确，根据信息，两个NH3被两个Cl，说明此配合离子的空 11 间构型为正方形，即选①。(6)根据均摊法，此晶胞中含有的X的原子为8×＋6×＝4，Y 82 4a＋8bm1 的个数为8，根据ρ＝，设边长为x，则有3＝ρ，XY的距离是体对角线的，则XYV4NA×x34a＋8b3的距离是× 。 4ρ·NA 答案：(1)b、d (2)分子晶体 HPO3、H3PO4、H3PO3 (3)3d84s2 4 (4)②③ (5)①③ ① (6)8 34a＋8b3× 。 4ρ·NA 12 / 12