第三章 晶体结构与性质 第三节 第2课时　离子晶体、过渡晶体与混合型晶体练习 【新教材】2020年秋人教版（2019）高中化学选择性必修2

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第2课时　离子晶体、过渡晶体与混合型晶体
基础过关练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　离子晶体的概念和结构
1.下列晶体分类中正确的一组是(　　)

离子晶体
共价晶体
分子晶体
A
NaOH
Ar
SO2
B
H2SO4
石墨
S
C
CH3COONa
SiO2
I2
D
Ba(OH)2
金刚石
玻璃
2.(2019江苏南京外国语学校检测)下列有关离子晶体的说法正确的是(　　)
A.离子晶体中一定含有金属元素,含有金属元素的化合物一定是离子晶体
B.离子键只存在于离子晶体中,离子晶体中一定含有离子键
C.离子晶体中不可能含有共价键
D.离子晶体受热熔化破坏化学键,吸收热量,属于化学变化
3.如图所示,在氯化钠晶体中,与每个Na+等距离且最近的几个Cl-所围成的空间几何构型为(　　)

A.十二面体 B.正八面体
C.正六面体 D.正四面体
4.(2019山西应县一中高二期中)下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是(　　)
A.分子晶体中一定含有共价键
B.共价晶体中共价键越强,熔点越高
C.离子晶体中含有离子键,不含有共价键
D.金属阳离子只能存在于离子晶体中
5.下列各图是从某些离子晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断下列各图属于NaCl晶体结构的是(深度解析)

A.图(1)和图(3) B.图(2)和图(3)
C.只有图(1) D.图(1)和图(4)
6.(2019江苏高邮高一下期中)下列各组物质的晶体中,化学键类型和晶体类型均相同的是(　　)
A.CO2和NH3 B.HCl和SiO2
C.KCl和K D.H2O和NH4Cl
7.NaCl晶体模型如下图所示:

(1)在NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引　　　　个Cl-,每个Cl-周围也同时吸引着　　　　个Na+;在NaCl晶胞中含有　　　　个Na+、　　　　个Cl-,晶体中每个Na+周围与它距离最近且相等的Na+共有　　　　个。 
(2)对于氯化钠晶体,下列描述正确的是　　　　。 
A.它是面心立方堆积
B.相邻的阴、阳离子核间距等于阴、阳离子半径之和
C.与氯化铯晶体结构相同
D.每个Na+与6个Cl-作为近邻
题组二　离子晶体的性质
8.AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物,根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是(　　)

AB
CD
EF
离子所带电荷数
1
1
2
两原子核间距(10-10 m)
2.31
3.18
2.10

A.CD>AB>EF B.AB>EF>CD
C.AB>CD>EF D.EF>AB>CD
9.离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用,静电作用大则熔点高,静电作用小则熔点低。试根据学过的知识,判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是(　　)
A.KCl>NaCl>BaO>CaO
B.NaCl>KCl>CaO>BaO
C.CaO>BaO>NaCl>KCl
D.CaO>BaO>KCl>NaCl
10.(2020辽宁凌源二中高二网测)萤石(主要成分为CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2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
11.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行下列实验,其中叙述正确的是(　　)
A.观察常温下物质的状态,SbCl5是微黄色液体,SnCl4为无色液体。结论:SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃、-33 ℃。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性,发现它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
12.(2020辽宁丹东第四中学高二月考)根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据,判断下列有关说法中错误的是(　　)
晶体
NaCl
KCl
AlCl3
SiCl4
熔点/℃
801
776
190
-68
沸点/℃
1 465
1 418
180
57
A.SiCl4是分子晶体
B.金属元素与非金属元素可形成共价化合物
C.AlCl3加热能升华
D.NaCl中化学键的强度比KCl中的小
13.下列说法中正确的是(深度解析)
A.形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力
B.第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物
C.离子化合物的熔点一定比共价化合物的熔点高
D.离子化合物中可能只含有非金属元素
题组三　过渡晶体与混合型晶体
14.(2020江苏徐州一中高二月考)石墨晶体是层状结构,在每一层内,每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析,石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为(　　)

A.2∶3 B.2∶1 C.1∶3 D.3∶2
15.(原创)下列关于过渡晶体的说法正确的是(　　)
A.石墨属于过渡晶体
B.SiO2属于过渡晶体,但当作共价晶体来处理
C.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体
D.Na2O晶体中离子键的百分数为100%
16.(2020河南郑州外国语学校高二月考)将石墨置于熔融的钾或气态的钾中,石墨吸收钾而形成名称为钾石墨的物质,其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48K、C60K等。下列分析正确的是(　　)

A.题干中所列举的6种钾石墨属于有机高分子化合物
B.钾石墨中碳原子的杂化方式是sp3杂化
C.若某钾石墨的原子分布如图所示,则它所表示的是C12K
D.最近的两个K原子之间的距离为石墨中C—C键键长的23倍
17.金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示,下列说法不正确的是(　　)

A.金刚石和石墨烯中碳原子的杂化方式不同
B.金刚石、石墨、C60和石墨烯的关系:互为同素异形体
C.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D.石墨与C60的晶体类型相同
18.(1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB……方式堆积而成,如图甲所示,图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为　　　　。 


(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,如图乙所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,1 mol石墨烯中含有的六元环个数为　　　　。下列有关石墨烯的说法正确的是　　　　(填字母)。 
a.晶体中碳原子间全部是单键
b.石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面
c.从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力
(3)石墨烯可转化为C60,C60的结构如图丙所示,该分子是由五边形和六边形构成的球体,其中五边形有12个,则六边形有　　　　个(注:简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间的关系为V+F-E=2)。 
(4)金刚石晶胞如图丁所示,则金刚石晶胞中原子的配位数为　　　　。深度解析 

能力提升练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　离子晶体的结构与性质
1.(2020山东滕州一中高二月考,)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,结构如图所示,下列有关说法不正确的是(　　)

A.该晶体属于离子晶体
B.晶体的化学式为Ba2O2
C.该晶体晶胞结构与NaCl相似
D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个
2.(双选)(2020江苏徐州一中高二期末,)在某晶体中,与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的空间结构为如图所示的正八面体。该晶体可能是(　　)

A.NaCl晶体(x:Na+,y:Cl-)
B.CsCl晶体(x:Cs+,y:Cl-)
C.CaTiO3晶体(x:Ti4+,y:O2-)
D.NiAs晶体(x:Ni,y:As)
3.(2020湖北襄阳一中高二月考,)经X射线衍射实验研究证明PCl5在固态时,由空间构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成,下列关于PCl5的推断正确的是(　　)
A.PCl5晶体是分子晶体
B.PCl5晶体由[PCl3]2+和[PCl2]2-构成,且离子数目之比为1∶1
C.PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成,且离子数目之比为1∶1
D.PCl5晶体具有良好的导电性
4.(2020天津静海高二期中,)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是(　　)

　　　 　　　　图甲　　　　　　　　图乙

　　　　　　　　　　图丙　　　　　图丁
A.在NaCl晶体(图甲)中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FE
C.在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻
D.在碘晶体(图丁)中,碘分子的排列有两种不同的方向
5.(2020山东济南外国语学校高二月考,)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是(深度解析)

A.在NaCl晶体中,距Na+最近且相等的Cl-有6个
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.CaF2晶体在熔融状态不导电
6.(2020辽宁凌源二中高二网测,)如图所示分别为氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞模型,请认真观察后完成表格。


离子
晶体
晶体构
成粒子
晶胞所含粒子数
配位数
阴、阳离子
个数之比
阴离子
阳离子
阴离子
阳离子
氯化钠






氯化铯






氟化钙







7.(2020河南六市高三调研节选,)黄铜矿是工业炼铜的原料,含有的主要元素是硫、铁、铜,请回答下列问题。
(l)基态硫原子核外电子有　　　　种运动状态。Fe2+的电子排布式是　　　　　　　　。 
(2)CuCl熔点为426 ℃,熔化时几乎不导电;CuF的熔点为908 ℃,沸点为1 100 ℃。二者都是铜(Ⅰ)的卤化物,熔、沸点相差这么大的原因是 
　。 
(3)乙硫醇(C2H5SH)是一种重要的合成中间体,分子中硫原子的杂化形式是　　　　。乙硫醇的沸点比乙醇的沸点　　　　(填“高”或“低”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)黄铜矿主要成分X的晶胞结构及晶胞参数如图所示,X的化学式是　　　　,其密度为　　　　g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 


题组二　混合型晶体的结构与性质
8.()石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是(　　)

A.从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键
B.石墨中的碳原子采取sp2杂化,每个sp2杂化轨道含23 s轨道与13 p轨道
C.石墨属于混合型晶体,层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键;石墨能导电
D.石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子
9.(2020辽宁凌源二中高二网测,)C60、金刚石和石墨的结构模型分别如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)。

(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为　　　　。 
A.同分异构体 B.同素异形体
C.同系物 D.同位素
(2)固态时,C60属于　　　　晶体(填“离子”“共价”或“分子”),1个C60分子中含有双键的数目是　　　　个。 
(3)硅晶体的结构跟金刚石相似,1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是　　　　。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子,二氧化硅的空间网状结构中,硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是　　　　。深度解析 
(4)石墨的层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是　　　　。 
10.(2020江西高三教学质量监测,)黑磷是磷的一种稳定的同素异形体,黑磷具有正交晶型(图A),晶胞参数a=3.310A,b=4.380A,c=10.500A。磷烯是二维的单层黑磷(图B),磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3。与石墨烯相比,磷烯具有半导体性质,更适合制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样,图A中编号为①的P原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)。请回答下列问题:


(1)画出基态P原子的价电子排布图:　。 
(2)P和F的电负性大小顺序是χ(P)　　　　χ(F)(填“”)。P和F形成的分子PF3和PF5,它们的空间结构分别为　　　　　、　　　　　。 
(3)①黑磷中P原子杂化方式是　　　　。黑磷中不存在　　　　　(选填字母序号)。 
A.共价键 B.σ键
C.π键 D.范德华力
②白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)图A中编号为②的P原子的晶胞内坐标为　　　　　　　　　,黑磷的晶胞中含有　　　　个P原子。 


答案全解全析
基础过关练
1.C
2.B
3.B
4.B
5.D
6.A
8.D
9.C
10.C
11.B
12.D
13.D
14.A
15.B
16.D
17.D

1.C　NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是离子晶体;纯H2SO4中无H+,是分子晶体。Ar是稀有气体,分子间以范德华力相互结合,为分子晶体;石墨是混合型晶体;SiO2与金刚石是典型的共价晶体。硫是以范德华力结合的分子晶体;玻璃没有固定的熔点,为非晶体。
2.B　离子晶体中不一定含有金属元素,含有金属元素的化合物不一定是离子晶体,选项A错误;含有离子键的化合物一定是离子晶体,离子晶体中可能含有共价键,选项B正确、C错误;离子晶体受热熔化时,虽然离子键被破坏,但没有生成新的物质,不属于化学变化,如氯化钠晶体熔化,选项D错误。
3.B　首先要清楚离Na+最近的Cl-在什么位置,处在中心位置上的Na+被六个面上的Cl-所包围,这6个Cl-离该Na+最近,将六个面心的Cl-连线得到正八面体。
4.B　分子晶体中可能不存在共价键,如稀有气体,故A错误;共价晶体的熔点与共价键有关,共价键越强,则熔点越高,故B正确;离子晶体中也可能含有共价键,如氢氧化钠属于离子晶体,既含有离子键,又含有共价键,故C错误;金属单质是由金属阳离子和自由电子构成的,所以金属阳离子可存在于金属晶体中,故D错误。
5.D　由于在氯化钠晶体中,每个钠离子周围同时吸引着最近的等距离的6个氯离子,同样每个氯离子周围同时吸引着最近的等距离的6个钠离子,图(1)符合条件,图(4)中选取其中一个离子,然后沿x、y、z三轴切割得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子,所以其配位数也是6,符合条件,故选D。
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,叫做离子晶体中离子的配位数。
6.A　CO2和NH3都是分子晶体,CO2和NH3都只含共价键,A正确;HCl是分子晶体,SiO2为共价晶体,B错误;KCl为离子晶体,含有离子键,K为金属晶体,含有金属键,C错误;H2O是分子晶体,H2O中只含共价键,NH4Cl是离子晶体,NH4Cl中含有离子键和共价键,D错误。
7.答案　(1)6　6　4　4　12　(2)AD
解析　(1)在NaCl晶体中,一个Na+位于晶胞的中心,12个Na+分别位于晶胞的12条棱上,则属于该晶胞的Na+为3个(14×12=3),因此一个晶胞中共含有4个Na+,8个Cl-分别位于晶胞的8个顶点上,6个Cl-分别位于晶胞的6个面心上,则属于该晶胞的Cl-有18×8+12×6=4个。可见NaCl晶体中Na+、Cl-的个数比为1∶1。图中位于晶胞中心的Na+实际上共有3个平面通过它,通过中心Na+的每个平面都有4个Na+位于平面的四角,这4个Na+与中心Na+距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中,每个Na+周围与它距离最近且距离相等的Na+共有12个,按相似的方法可推出每个Cl-周围与它最近且距离相等的Cl-也共有12个。
(2)氯化钠晶体是面心立方堆积,A正确;氯化铯晶体呈体心立方堆积,C错误;氯化钠晶体中以Na+为中心向三维方向伸展,有6个Cl-与Na+紧邻,D正确;相邻的阴、阳离子核间距不等于阴、阳离子半径之和,B错误。
8.D　离子所带电荷数越多,半径越小,则离子键越强,晶体的熔点越高,化合物EF中两原子核间距最小,离子所带电荷数最多,熔点最高,D项正确。
9.C　离子晶体中,离子键越强,熔、沸点越高,而离子所带电荷数越多,半径越小,离子键越强。Ca2+、O2-、Ba2+都带2个电荷,Na+、Cl-、K+都带1个电荷,r(Ca2+)NaCl>KCl。
10.C　难溶于水,其水溶液的导电性极弱,不能说明CaF2是离子晶体,故A不符合题意;熔点较高,硬度较大,也可能是共价晶体,不能说明CaF2是离子晶体,故B不符合题意;固体不导电但熔融状态下可以导电,熔融状态下一定有自由移动的离子,说明CaF2是离子晶体,故C符合题意;CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小,不能说明CaF2是离子晶体,故D不符合题意。
11.B　离子化合物一般熔点较高,熔化后可导电;某些分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电。
12.D　根据题给数据,SiCl4熔点低,属于分子晶体,A选项正确;根据题给数据,AlCl3熔、沸点低,为分子晶体,由Al元素和Cl元素形成,B选项正确;AlCl3沸点低于熔点,加热时先达到沸点,所以AlCl3加热能升华,C选项正确;NaCl和KCl都是离子晶体,化学键均为离子键,由于半径:r(Na+)F,则电负性P白磷。
(4)结合图B可知,图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对称,且位于坐标轴c的值为1-0.598=0.402,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,-0.090,0.402)。该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个;第二层含有P原子1+1+1+1=4个;第三层含有P原子1+1=2个,共8个P原子。