1、第二单元 离子键 离子晶体课后训练巩固提升基础巩固1.下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶格能的是()。A.NaCl(s) Na+(g)+Cl-(g)H1B.NaCl(s)Na(s)+Cl(g)H2C.2NaCl(s)2Na+(g)+2Cl-(g)H3D.NaCl(s)Na(g)+Cl(g)H4答案：A解析：晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量。平时学习中要了解晶格能的定义和晶格能对晶体性质的影响。2.氧化钙在2 973 K时熔化,而氯化钠在1 074 K时熔化,两者的离子间距离和晶体结构都类似,有关它们熔点差别较大的原因,叙述不正确的是()。A.氧化
2、钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B.氧化钙中氧离子与钙离子之间的作用力更强C.氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D.在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下,熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定答案：C解析：氧化钙和氯化钠的离子间距离和晶体结构都类似,故熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定。3.已知金属钠与两种卤族元素形成的化合物Q、P,它们的晶格能分别为923 kJ mol-1、786 kJ mol-1,下列有关说法中不正确的是()。A.Q的熔点比P的高B.若P是NaCl,则Q一定是NaFC.Q中成键离子间距比P的小D.若P是NaBr,则Q可能是NaI答案：D解析：本题主
3、要考查影响晶格能大小的因素及晶格能对物质性质的影响。Q的晶格能大于P的晶格能,故Q的熔点比P的高,A项正确。因F-的半径比Cl-的小,其他卤素离子的半径比Cl-的大,故若P是NaCl,只有NaF的晶格能大于NaCl,B项正确。因Q、P中阳离子均为Na+,阴离子所带电荷数相同,故晶格能的差异是由成键离子间距决定的,晶格能越大,表明离子间距越小,C项正确。离子半径r(I-)r(Br-),则晶格能NaINaBr,D项错误。4.下列关于晶格能的叙述中正确的是()。A.晶格能仅与形成晶体中的离子所带电荷有关B.晶格能仅与形成晶体的离子半径有关C.晶格能是指相邻的离子间的静电作用D.晶格能越大的离子晶体,
4、其熔点越高答案：D解析：离子所带电荷越多,晶格能越大;阴、阳离子半径越小,晶格能越大。晶格能越大,晶体的熔点越高,硬度也越大,所以A、B项错误,D项正确。5.元素X的某价态离子Xn+与N3-所形成晶体的结构单元如图所示,则Xn+中n的值为()。A.1B.2C.3D.4答案：A解析：晶胞中含Xn+为1214=3,含N3-为818=1,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0,则n=1。6.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是()。A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的C22-的数目为
5、6B.该晶体中的阴离子与F2所含电子数相等C.6.4 g CaC2晶体中含阴离子0.1 molD.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个答案：C解析：依据晶胞示意图可以看出,晶胞竖直方向上的平面的长与宽不相等,再由图中体心可知1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个,而不是6个,A项错误。C22-含电子总数为26+2=14,F2的电子总数为18,两者电子总数不同,B项错误。6.4gCaC2的物质的量为0.1mol,CaC2晶体中含阴离子为C22-,则含阴离子的物质的量为0.1mol,C项正确。晶胞竖直方向上的平面的长与宽不相等,所以与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+应为4个,D项
6、错误。7.溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中离子的核间距和晶格能(部分)如下表所示:比较项目NaBrNaClMgO离子的核间距/pm298282210晶格能/(kJmol-1)7863 791 (1)溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能(填“大”或“小”),主要原因是。(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大,主要原因是。答案：(1)小NaBr比NaCl离子的核间距大(2)氧化镁晶体中的阴、阳离子所带电荷数多,并且阴、阳离子核间距小解析：利用离子晶体中离子的核间距、离子的电荷数与晶格能的关系,对离子晶体的物理性质进行分析。8.铜单质及其化合物在很多领域有重要用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂
7、。(1)Cu位于元素周期表B族。Cu2+的核外电子排布式为。(2)上图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为。(3)Cu2O的熔点比Cu2S的(填“高”或“低”),请解释原因。答案：(1)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9(2)4(3)高Cu2O与Cu2S相比,阳离子相同、阴离子所带电荷数也相同,但O2-的半径比S2-的小,所以Cu2O的晶格能更大,熔点更高解析：(2)由铜的氧化物的晶胞结构可知,氧原子有8个处于顶点位置,4个处于棱上,2个处于面上,1个处于体心,故一个晶胞中实际所拥有的氧原子个数为818+414+212+1=4。9.已知FeO晶体与NaC
8、l晶体结构相似。(1)设阿伏加德罗常数的值为NA,若FeO的密度为d gcm-3,则FeO晶体中Fe2+与O2-之间的最短距离是 cm(用代数式表示)。(2)若FeO晶体中有3n个Fe2+被2n个Fe3+所替代,则该晶体中O2-的数目将(填“增大”“减小”或“不变”);其晶体的密度将(填“增大”“减小”或“不变”)。答案：(1)336NAd(2)不变减小解析：(1)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,则1个晶胞中含有4个Fe2+和4个O2-,1个晶胞的质量为m=472NAg,设FeO晶体中Fe2+与O2-之间的最短距离为a,则晶胞的边长为2a,根据=mV推知472NAg8a3=dgcm-3,a=
9、336NAdcm。(2)若FeO晶体中有3n个Fe2+被2n个Fe3+所替代,阳离子所带的正电荷总数不变,故O2-所带的负电荷总数不变,该晶体中O2-的数目不变;由于Fe3+数目比Fe2+少了n个,故阳离子的质量减小,而体积不变,其密度减小。能力提升1.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,其晶胞的结构如图所示,下列有关说法中正确的是()。A.该晶体属于离子晶体B.晶体的化学式为Ba2O2C.该晶体的晶胞结构与CsCl相似D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有4个答案：A解析：图示晶体中含有Ba2+和O22-,则该晶体属于离子晶体,A项正确。该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似,
10、所以与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个,C、D两项不正确。该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2+和4个O22-,晶体的化学式应为BaO2,B项不正确。2.有一种蓝色晶体可表示为MxFey(CN)6,通过X射线衍射实验研究发现,它的结构特征是Fe3+和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点,而CN-位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是()。A.该晶体的化学式为MFe3(CN)6B.该晶体属于离子晶体,M呈+1价C.该晶体属于离子晶体,M呈+2价D.晶体中与每个Fe3+距离最近的CN-为3个答案：B解析：由题图可推出,晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe
11、2+个数为418=12,含Fe3+个数也为12,CN-的个数为1214=3,因此阴离子的化学式为Fe2(CN)6-,则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6,A项错误。由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体,M的化合价为+1价,B项正确,C项错误。由题图可看出与每个Fe3+距离最近的CN-为6个,D项错误。3.如图,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。(1)请将其中代表Cl-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
12、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)。答案：(1)如图(答案不唯一,合理即可)(2)12(3)4818+612=441214+1=4答案不唯一,与第(1)问对应即可解析：(1)如图所示(2)从体心Na+看,与它最接近的且距离相等的Na+共有12个。(3)根据离子晶体的晶胞,求阴、阳离子个数比用均摊法。由此可知,如图NaCl晶胞中,含Na+:1214+1=4个;含Cl-:818+612=4个。4.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题。(1)Ni原子的核
13、外电子排布式为。(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO(填“”)FeO。(3)NiO晶胞中Ni2+和O2-的配位数分别为、。(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构如图所示。该合金的化学式为。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2(2)(3)66(4)LaNi5(或Ni5La)解析：(1)核外电子排布式与外围电子排布式要区别开。(2)NiO、FeO都属于离子晶体,熔点高低受离子键强弱影响,离子所带电荷数相同时,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。(3)因为NiO晶体结构类型与NaCl相同,而NaCl晶体中Na+、Cl-的配位数都是6,所以NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数也都是6。(4)从图中可以看出,La位于平行六面体的顶点,晶胞中La的原子数为4112+416=1。平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子,四个侧面各有1个Ni原子,体心还有1个Ni原子。故晶胞中Ni的原子数为128+1=5。故该晶体的化学式为LaNi5或Ni5La。