2024苏教版高中化学选择性必修2同步
第二单元 离子键 离子晶体
基础过关练
题组一 离子键
1.下列说法不正确的是( )
A.离子键没有方向性和饱和性
B.并不是只有活泼的金属和非金属元素才形成离子键
C.离子键的实质是静电作用
D.静电作用只有引力
2.(经典题)离子键的强弱主要取决于离子的半径和离子所带电荷数。一般规律是离子半径越小、离子所带电荷数越多,离子键越强。K2O、MgO、CaO三种物质中离子键由强到弱的顺序是 ( )
A.K2O、MgO、CaO B.MgO、K2O、CaO
C.MgO、CaO、K2O D.CaO、MgO、K2O
题组二 离子晶体的晶体结构与配位数
3.下列有关金属晶体和离子晶体的叙述中,不正确的是( )
A.金属钠形成的晶体中,每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个
B.金属铜形成的晶体中,每个铜原子周围与其距离最近的铜原子有6个
C.在NaCl晶体中,每个Na+周围与其距离最近的Na+有12个
D.在CsCl晶体中,每个Cs+周围与其距离最近的Cl-有8个
4.下列关于Na、Cs的化合物的说法错误的是( )
A.NaCl为离子化合物,可推知CsCl也为离子化合物
B.NaCl与CsCl相比,NaCl熔点更高
C.NaCl与CsCl晶体中Cl-的配位数均为8
D.NaCl与CsCl晶体中离子的配位数不同主要原因是离子半径的差异
5.(经典题)(2022河南洛阳期末)图a~d是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )
A.a和c B.b和c
C.b和d D.a和d
6.(2023湖南衡阳部分学校3月第二次联考)钙钛矿型结构是一种重要的结构形式,若选择Ti(相对原子质量为48)作为晶胞顶点,其晶胞如图所示(边长为a nm)。下列关于该晶体的说法错误的是( )
A.该晶胞中Ca、Ti、O三种原子个数比为1∶1∶3
B.该晶体中Ti的配位数是6
C.该晶体的密度为×1021 g/cm3(NA为阿伏加德罗常数的值)
D.若选择Ca作为晶胞顶点画出晶胞,则晶胞中的O位于体心
题组三 离子晶体的主要性质与晶格能
7.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.晶格能指拆开1 mol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
D.晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关
8.Al2O3的下列性质能用晶格能解释的是( )
A.Al2O3可用作耐火材料
B.固态时不导电,熔融时能导电
C.Al2O3是两性氧化物
D.晶体Al2O3可以作为宝石
9.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 ( )
A.熔点:NaF>MgF2>AlF3
B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2
D.硬度:MgO>CaO>BaO
题组四 离子晶体的综合考点
10.如图为NaCl和CsCl的晶胞结构,下列说法错误的是 ( )
A.NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体
B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同
C.NaCl和CsCl每个晶胞中所含阳离子数分别为4和1
D.NaCl和CsCl晶体中阳离子与阴离子的半径比相同
11.(2023江苏张家港梁丰高级中学期末)晶体有规则几何外形,但有些晶体存在“缺陷”,从而引起含有的离子数量比发生变化,但整体仍呈电中性。如某种氧化镍(NiO)晶体中存在1个Ni2+空缺,另有2个Ni2+被Ni3+取代,其组成可表示为Ni0.97O,则其中Ni3+和Ni2+的离子数之比为( )
A.3∶2 B.2∶3
C.6∶91 D.91∶6
12.(经典题)高温下,超氧化钾晶胞为立方体。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。则下列有关说法不正确的是( )
A.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个
B.KO2中存在离子键和共价键
C.晶体中O原子间以共价键相结合
D.晶体中与每个K+距离最近的有8个
13.(2023河北沧州期末)钴的某种氧化物广泛应用于硬质合金、超耐热合金、绝缘材料和磁性材料的生产,其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是( )
注:Co的摩尔质量为59 g·mol-1
A.该氧化物的化学式为Co13O14
B.晶胞中Co2+的配位数为12
C.根据晶体类型推测,该物质熔点低于硫(S8)
D.若该氧化物的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则晶胞中两个O2-间的最短距离是× cm
能力提升练
题组一 离子晶体的结构与性质
1.下列含铜物质说法正确的是( )
A.甲图是CuO的晶胞示意图,乙图是Cu2O的晶胞示意图
B.已知Cu2O和Cu2S晶体结构相似,则Cu2O比Cu2S的熔点低
C.晶体铜原子的堆积方式如图丙所示,为面心立方最密堆积,配位数为12
D.铜在氧气中加热生成CuO,CuO热稳定性比Cu2O强
2.(2023江苏常州期末)近期中国科学院在含银化合物运用于超离子导体方面取得突破性进展,制得的α-AgI晶体在室温下的电导率比普通多晶的AgI提高了近5个数量级。
α-AgI晶体中I-作体心立方堆积(如图所示),Ag+可分布在由I-构成的空隙位置上。在电场作用下,Ag+无需克服太大阻力即可发生定向移动。令NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.I-的最外层电子排布式为5s25p6
B.晶体中,距离I-最近且等距的I-有6个
C.α-AgI晶体的摩尔体积为 m3·mol-1
D.α-AgI晶体可用作电池的电解质
题组二 离子晶体晶胞的相关计算
3.(2023河北邯郸期末,)氢卤酸和AgNO3溶液反应可生成卤化银,已知AgCl、AgBr、AgI的溶解度依次减小,AgI的立方晶胞如图所示。下列说法错误的是( )
A.推测AgF的溶解度比AgCl的大
B.1个AgI晶胞中含有4个I-
C.晶体中I-的配位数是2
D.NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体密度为 g·cm-3
4.(2022湖北鄂东南省级示范高中期中联考)下列叙述不正确的是( )
注:I的摩尔质量为127 g·mol-1,Ag的摩尔质量为108 g·mol-1
A.Li2S晶胞结构如图1,S2-的配位数是8
B.某镍白铜合金的晶胞结构如图2,晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3∶1
C.氯化钠晶胞如图3,离钠离子最近的钠离子有6个
D.铜与氧元素形成的晶胞如图4,晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部,a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(,,),则d的坐标参数为(,,)
第二单元 离子键 离子晶体
基础过关练
对应主书P31
1.D 2.C 3.B 4.C 5.D 6.D 7.C 8.A
9.A 10.D 11.C 12.D 13.D
1.D 离子键是阴、阳离子之间的静电作用,包括静电吸引和静电排斥,且一个离子同时吸引多个带相反电荷的离子,故无方向性和饱和性,非金属元素之间也可形成离子键,如NH4Cl中N与Cl-形成离子键,故选D。
2.C 离子键的强弱主要取决于离子的半径和离子所带电荷数。一般规律是离子半径越小、离子所带电荷数越多,离子键越强。离子半径:K+>Ca2+>Mg2+,离子所带电荷数:Ca2+=Mg2+>K+,所以离子键由强到弱的顺序为MgO、CaO、K2O,故选C。
3.B 金属钠的晶体中每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个,故A正确;金属铜晶体中每个铜原子周围与其距离最近的铜原子有12个,故B错误;NaCl晶体中,每个Na+周围距离最近的Na+个数=3×8÷2=12,故C正确;CsCl晶体中每个Cs+周围与其距离最近的Cl-有8个,故D正确。
4.C Cs与Na是同一主族元素,元素的金属性Cs比Na强,NaCl为离子化合物,则可推知CsCl也为离子化合物,A项正确;Na+半径比Cs+半径小,NaCl中的离子键比CsCl的强,离子键越强,断裂离子键消耗的能量就越高,物质的熔点就越高,所以NaCl的熔点比CsCl高,B项正确;NaCl晶体中Cl-的配位数为6,CsCl晶体中Cl-的配位数为8,C项错误;NaCl与CsCl晶体中离子的配位数不同主要在于离子半径的差异,D项正确。
知识拓展 离子晶体的配位数
离子晶体中,通常可看成阴离子呈等径圆球密堆积,阳离子有序地填在阴离子的空隙中,每个离子周围等距离地排列着异电性离子。一个离子周围最邻近的异电性离子的数目,叫做离子晶体中该离子的配位数。
5.D NaCl晶体中每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+;与每个Na+等距离的Cl-有6个,且构成正八面体,同理,与每个Cl-等距离的6个Na+也构成正八面体,由图可知,a和d属于从NaCl晶体中分割出来的结构图,选D。
6.D 根据题图知,晶胞中Ca位于体心,共1个,O位于棱心,共3个,Ti位于顶点,共1个,该晶胞中Ca、Ti、O三种原子个数比为1∶1∶3,A正确;该晶体中Ti的配位数为6,B正确;CaTiO3的摩尔质量为136 g/mol,故1个CaTiO3晶胞的质量为 g,晶胞体积为a3×10-21 cm3,可得其密度为×1021 g/cm3,C正确;若选择Ca作为晶胞顶点画出晶胞,则晶胞中的O位于面心,D错误。
7.C 晶格能是指拆开1 mol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,故选C。
8.A Al2O3中Al3+和O2-所带电荷数都比较多,半径又都很小,因此Al2O3的晶格能很大,熔点很高,故Al2O3可用作耐火材料,能用晶格能解释,A项符合题意;Al2O3固态时不导电,熔融时能导电,说明其在熔融状态能够电离出自由移动的离子,与晶格能无关,B项不符合题意;Al2O3是两性氧化物与晶格能无关,C项不符合题意;晶体Al2O3可以作为宝石,与晶格能无关,D项不符合题意。
9.A 离子半径:Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越小,所带电荷数越多,晶格能越大,熔点越高,故A不正确;离子半径:Br->Cl->F-,离子半径越小,晶格能越大,故B正确;在NaCl晶体中Cl-的配位数是6,在CsCl晶体中Cl-的配位数为8,在CaF2晶体中F-的配位数为4,阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2,故C正确;离子半径:Ba2+>Ca2+>Mg2+,离子半径越大,晶格能越小,硬度越小,故D正确。
10.D NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体,阴、阳离子个数比都为1∶1,均属于AB型离子晶体,A正确;由晶胞结构可知每个NaCl晶胞中所含Na+数目和Cl-数目均为4,每个CsCl晶胞中所含Cs+数目和Cl-数目均为1,阴、阳离子个数比均为1∶1,B正确;每个NaCl晶胞中所含Na+数目为12×+1=4,每个CsCl晶胞中所含Cs+数目为1,C正确;Na+半径小于Cs+半径,则NaCl晶体和CsCl晶体中,阳离子与阴离子的半径比不同,D错误。
11.C 设1 mol Ni0.97O中含Ni3+x mol,Ni2+为(0.97-x)mol,根据晶体呈电中性,可知3x+2×(0.97-x)=2×1,解得x=0.06,Ni2+为(0.97-x)mol=0.91 mol,即Ni3+与Ni2+的离子数之比为0.06∶0.91=6∶91,选C。
12.D 在晶胞中K+位于顶点和面心,数目为8×+6×=4,位于棱心和体心,数目为12×+1=4,即每个晶胞中含有4个K+和4个,则超氧化钾的化学式为KO2,A正确;K+与之间存在离子键,中O原子间存在共价键,B正确,C正确;由晶胞图可知,以晶胞上方面心的K+为研究对象,其平面上与其距离最近的有4个,在晶体内其上方和下方各有一个,共有6个,D错误。
13.D 根据“均摊法”得晶胞中含12×+1=4个Co2+、8×+6×=4个O2-,该氧化物的化学式为CoO,A错误;以体心Co2+为例,晶胞中与Co2+距离相等且最近的O2-有6个,故其配位数为6,B错误;一般分子晶体熔点低于离子晶体,根据晶体类型推测,S8(分子晶体)熔点低于CoO(离子晶体),C错误;设晶胞棱长为a cm,该晶体密度为ρ g·cm-3== g·cm-3,a=,则晶胞中两个O2-间的最短距离为a cm=× cm,D正确。
能力提升练
对应主书P33
1.C 2.B 3.C 4.C
1.C 由甲图晶胞可知,晶胞中氧原子的个数为8×+1=2,铜原子的个数为4,图甲为Cu2O的晶胞;由乙图的晶胞结构可知,晶胞中氧原子的个数为8×+4×+1+2×=4,铜原子的个数为4,图乙为CuO的晶胞,A项错误。Cu2O和Cu2S都是离子晶体,氧离子的半径小于硫离子的半径,则Cu2O的晶格能大于Cu2S,Cu2O比Cu2S的熔点高,B项错误。由图丙可知晶体铜中原子的堆积方式为面心立方最密堆积,Cu原子的配位数为12,C项正确。CuO中Cu2+的外围电子排布式为3d9,Cu2O中Cu+的外围电子排布式为3d10,Cu+中3d轨道为全充满的稳定状态,则CuO的热稳定性弱于Cu2O,D项错误。
2.B I在元素周期表中位于第五周期第ⅦA族,I-的最外层电子排布式为5s25p6,A正确;以题图中体心I-为研究对象知,与I-距离最近且等距的I-有8个,B错误;每个晶胞中含I-的个数为8×+1=2,依据化学式AgI可知,晶胞中银离子个数也为2,晶胞中所含AgI的物质的量n= mol,晶胞体积V=a3m3,则α-AgI晶体的摩尔体积为== m3·mol-1,C正确;由题干可知,在电场作用下,Ag+无需克服太大阻力即可发生定向移动,因此α-AgI晶体可用作电池的电解质,D正确。
3.C 由AgCl、AgBr、AgI的溶解度依次减小可推知,AgF的溶解度比AgCl的大,A正确;晶胞中I-位于顶点和面心,其个数为8×+6×=4,故B正确;与Ag+距离最近的I-有4个,Ag+的配位数为4,由碘化银的化学式为AgI可知,晶体中碘离子的配位数为4,C错误;晶胞中I-位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,Ag+位于体内,个数为4,可得该晶体密度为 g·cm-3,D正确。
4.C 由Li2S的晶胞结构可知,Li+的配位数为4,S2-的配位数是8,A正确;每个晶胞中Ni原子的个数为8×=1,Cu原子的个数为6×=3,则晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3∶1,B正确;以1个顶点Na+为研究对象,在图示晶胞中离其最近的Na+位于面心,由于顶点Na+为8个晶胞共有,面心Na+为2个晶胞共有,则氯化钠晶胞中离Na+最近的钠离子有=12个,C错误;由晶胞可知Cu位于体对角线上,与体心O的距离为体对角线的,a、b的坐标参数分别为(0,0,0)、(,,),则d的坐标参数为(,,),D正确。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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