高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 离子键 离子晶体优秀测试题

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 离子键 离子晶体优秀测试题，文件包含同步讲义高中化学苏教版2019选修第二册--32离子键离子晶体学生版docx、同步讲义高中化学苏教版2019选修第二册--32离子键离子晶体教师版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。

第二单元 离子键 离子晶体
第1课时 离子键 离子晶体

目标导航

1．能结合实例描述离子键的成键特征及其本质。
2．能解释和预测同类型离子化合物的某些性质。
3．会描述常见类型的离子化合物的晶体结构。
4．能运用模型和有关理论解释不同类型离子化合物的晶胞构成。

知识精讲

知识点01 离子键
1．离子键和离子化合物
（1）概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键叫离子键，由离子键形成的化合物叫离子化合物。
（2）离子键的成键微粒是阳离子和阴离子。
阴离子可以是单核离子或多核离子，如Cl-、O2-、H-、O22-、OH-、SO42-等。
阳离子可以是金属离子(如K+、Ag+、Fe3+)或铵根离子（NH4+）。
有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。
2．离子键的形成及特征
（1）离子键的形成：
①阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥。
②当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。
（2）离子键的特征：
离子键没有方向性和饱和性。
阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有方向性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子，即没有饱和性。
【即学即练1】（1）下列化合物中，属于离子化合物的有_______，其中，既含有离子键又含有共价键的有_______。
①HCl ②NaCl ③Na2O ④NaOH
（2）写出下列离子化合物的电子式：
NaOH_____________ K2O_____________ NH4Cl____________
答案：（1）②③④ ④ （2）

知识点02 离子晶体
1．概念及结构特点
（1）概念：由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。
（2）结构特点
①构成微粒：阴离子和阳离子，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是离子的个数比。
②微粒间的作用力：离子键。
③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的相对大小。
2．晶格能
(1)概念：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量。
符号：U；单位：kJ·mol-1。
如NaCl的晶格能为786 kJ·mol-1，可表示为：NaCl(s)→Na=(g)+Cl-(g) U=786 kJ·mol-1
(2)影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大。
(3)晶格能与离子晶体物理性质的关系：
晶格能越大，离子晶体的熔点越高，硬度越大。
3．离子晶体的物理性质
（1）熔、沸点：离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发。
（2）硬度：离子晶体硬度较大。
（3）导电性：离子晶体不导电，熔融态或溶于水后能导电。
（4）溶解性：大多数离子晶体能溶于水，难溶于非极性溶剂（如苯、汽油、CCl4等）
【即学即练2】比较下列各组离子化合物晶格能的大小：
（1）Na2O、K2O （2）KCl、MgCl2 （3）NaF、CsBr
答案：（1）Na2O>K2O （2）KClCsBr
【即学即练3】碱金属和卤素形成的化合物大多具有的性质是(　　)
①固态时不导电，熔融状态导电　②能溶于水，其水溶液导电 ③低熔点 ④高沸点　⑤易升华
A．①②③ B．①②④ C．①④⑤ D．②③④
答案：B
知识点03 常见的离子晶体的结构
1．NaCl晶体结构模型

（1）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它等距的Cl-有6个，每个Cl-周围与它等距的Na+有6个，即Na+和Cl-配位数都是6。6个Na+（或Cl-）围成一个正八面体。
（2）每个Na+周围与它最近且等距的Na+有12个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有12个（同层4个，上层4个，下层4个）。
（3）在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+：6×+8×=4个（写出计算过程），含Cl-12×+1=4个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为Na4Cl4。
（4）属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。
2．CsCl晶体结构模型

（1）在CsCl晶体中，每个CS+周围与它等距的Cl-有8个，每个Cl-周围与它等距的CS+有8个。CS+和Cl-配位数都是8。
（2）每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有6个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有6个（上、下、左、右、前、后）。
（3）在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+：8×=1个（写出计算过程），含Cl-1个。CsCl晶体中Cs+与Cl-的个数比为1:1。
【即学即练4】离子晶体中一个离子周围最邻近的异电性离子的数目，叫作离子的配位数。一种离子晶体的晶胞结构如图所示。其中阳离子A用表示，阴离子B用表示。

(1)每个晶胞中含A的数目为________个，含B的数目为________个。
(2)若A的核外电子排布与Ar的相同，B的核外电子排布与Ne的相同，则该离子化合物的化学式为________。
(3)该离子晶体中阳离子的配位数为________，阴离子的配位数为________。
答案：(1)4　8　(2)CaF2　(3)8　4
解析：(1)A在顶点与面心，属于该晶胞数目为8×＋6×＝4，B在体内，共有8个。(2)A、B个数比为1∶2，根据题意可知A为Ca2＋、B为F－。(3)每个顶点上的A与8个晶胞中的8个B配位，1个B与1个顶点、3个面心的A配位。

能力拓展

考法01 离子化合物及其性质
1．常见的离子化合物
（1）活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。
（2）活泼金属元素与酸根形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。
（3）铵根与酸根形成的盐类化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。
2．离子化合物中存在的化学键
（1）离子键只存在于离子化合物中，即离子化合物中一定存在离子键。
（2）离子化合物中可能只有离子键（由单核阴离子和阳离子构成，如NaCl、K2O等），可能既含有离子键又含有共价键（阴离子或阳离子是多核离子，如NH4Cl、Na2SO4等）。
3．离子化合物的性质
（1）熔、沸点：离子晶体中有较强的离子键，熔化或气化时需消耗较多的能量，所以离子化合物有较高的熔、沸点。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高。
（2）硬度：硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
（3）导电性：
离子晶体不导电，但熔融或溶于水后能导电。
离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。
当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。
离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电。
（4）溶解性：
大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子。
4．电子式的书写
（1）阳离子：
①单核阳离子的电子式就是离子符号，如Mg2+。
②多核阳离子：元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布，用“[　]”并标明电荷，如 。
（2）阴离子：
①单核阴离子：元素符号周围合理分布价电子及所获电子，用“[　]” 并在右上方标明电荷，如。
②多核阴离子：元素符号紧邻铺开,合理分布价电子及所获电子，相同原子不得合并，用“[　]”并在右上方标明电荷，如。
（3）离子化合物：
（1）离子化合物的电子式由阳离子的电子式和阴离子的电子式组成，同性不相邻，离子合理分布，相同离子不能合并，如，。
（2）离子化合物的形成过程：原子的电子式离子化合物的电子式，电子转移方向及位置，用弧形箭头，变化过程用“→”，同性不相邻，合理分布，如。
【典例1】氟石和萤石的主要成分均为CaF2，非常纯的氟石用来制作特种透镜，萤石主要用作冶炼金属的助熔剂；饮水中含有1～1.5 ppm氟化钙时，能防治牙病。下列有关CaF2的表述正确的是(　　)
A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
B．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2
C．阴、阳离子个数之比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同
D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
答案：D
解析：A项，Ca2＋与F－间不仅存在静电吸引，同时原子核与原子核之间、电子与电子之间也存在静电排斥，错误。B项，因CaF2、CaCl2均为离子晶体，F－的离子半径小于Cl－，离子晶体的晶格能与离子所带电荷数成正比，与离子半径成反比，故CaF2晶体的晶格能大于CaCl2，晶格能越大，离子晶体的熔点越高，故CaF2的熔点高于CaCl2，错误。C项，阴、阳离子个数比相同，晶体构型不一定相同，错误。D项，CaF2是离子化合物，在熔融状态下能电离出自由移动的离子，故CaF2在熔融状态下能导电，正确。

考法02 离子半径大小比较方法
1．常见的简单离子
（1）电子层数为0：H+
（2）电子层数为1（2电子结构或He型结构）：H-、Li+、Be2+
（3）电子层数为2（10电子结构或Ne型结构）：N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+
（4）电子层数为3（18电子结构或Ar型结构）：S2-、Cl-、K+、Ca2+
2．离子半径大小的比较方法
（1）对于具有稀有气体结构的离子，先比较离子的电子层数，电子层数越多，半径越大。如Cl-、Na+、Li+3种离子的电子层数分别为3、2、1，故离子半径Cl->Na+>Li+。
（2）对于电子层结构相同的离子，核电荷数越多，半径越小。如Mg2+和O2-，电子层数均为2，核电荷数分别为12和8，故离子半径O2->Mg2+。
（3）同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小，如Ti3+ 【典例2】下列各组微粒中，半径依次减小的是(　　)
A．O、Cl、S、P B．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋
C．I－、Br－、Cl－、S2－ D．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋
答案：B
解析：A选项，比较4种原子半径，同一周期，从左到右原子半径逐渐减小，故P>S>Cl，同一主族，从上到下原子半径逐渐增大，故S>O，错误；B选项，比较4种离子的半径，先比较离子的电子层数，电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，比较离子的核电荷数，核电荷数越多，半径越小，K+有3个电子层，Mg2＋、Al3＋有2个电子层，Mg2+的核电荷数比Al3+小，半径比Al3+大，H+电子层数为0，正确；C选项，根据电子层数关系，可知I-有5个电子层，Br-有4个电子层，Cl-、S2-有3个电子层，其中S2-的核电荷数小，半径大，错误；D选项，Al3＋、Mg2＋电子层数均为2，Mg2+的核电荷数比Al3+小，半径比Al3+大，错误。故选B。
考法03 离子晶体结构及计算
1．常见类型的离子化合物的晶体结构

（1）NaCl型晶体结构模型
①在NaCl晶体中，每个Na+周围同时吸引着6个Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着6个Na+。因此Na+和Cl-的配位数均为6。
②每个Na+周围与它最近且等距的Na+有12个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有12个。
（2）CsCl型晶体结构模型
①在CsCl晶体中，每个Cs+周围同时吸引着8个Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着8个Cs+。因此Cs+和Cl-的配位数均为8。
②每个Cs+与6个Cs+等距离相邻，每个Cl-与6个Cl-等距离相邻。
（3）CaF2晶体结构模型
①CaF2晶体中，每个Ca2+周围同时吸引着8个F-，每个F-周围同时吸引着4个Ca2+。Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4。
②晶胞中含Ca2+：6×+8×=4个，含F-：8×1=8个。Ca2+在大立方体的顶点和面心，8个F-在大立方体内构成一个小立方体。晶胞的组成为Ca4F8。
（4）ZnS晶体结构模型
①ZnS晶体中，每个Zn2+周围同时吸引着4个S2-，每个S2-周围同时吸引着4个Zn2+。因此Zn2+和S2-的配位数均为4。
②晶胞中含Zn2+：1×4=4个，含S2-：6×+8×=4个。晶胞的组成为Zn4S4。
2．离子晶体的有关计算
（1）离子晶体化学式的计算
根据均摊法。平行六面体晶胞中处于顶点、棱上、面上的离子分别有、、属于该晶胞，处于内部的离子完全属于该晶胞。
（2）离子的配位数的确定
根据晶胞结构示意图，确定一个离子周围等距离且最邻近的异性离子有几个，从而确定阴、阳离子的配位数。
（3）离子晶体的密度及微粒间距离的计算
若1个晶胞中含有x个微粒（离子）时，则1mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g（M为微粒的相对分子质量）。
1个晶胞的质量为ρa3 g （a3为晶胞的体积），则1mol晶胞的质量为ρa3 NA g。因此有：xM =ρa3 NA 。
【典例3】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。

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
答案：B
解析：由晶胞结构及“均摊法”计算，一个晶胞中含Ba2＋：8×＋6×＝4个，含O∶12×＋1＝4个，故晶体化学式是BaO2。

分层提分

题组A 基础过关练
1．下列说法正确的是(　　)
A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
B．凡是金属元素跟非金属之间都形成离子键
C．含有离子键的化合物一定是离子化合物
D．任何离子键的形成过程中必定有电子的得与失
答案：C
解析：离子键是使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，包括静电吸引和静电排斥，A错误；金属Al与非金属Cl形成的化合物AlCl3中不含离子键，B错误；含有离子键的化合物一定是离子化合物，C正确；一般来说形成离子键有电子的得失，但也有例外，如NH4Cl等铵盐的形成，D错误。
2．以下叙述中，错误的是(　　)
A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强
B．在氯化钠中，除Cl－和Na＋的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用
C．Na＋和Cl－形成的离子键具有方向性
D．钠与氯反应生成氯化钠后，体系能量降低
答案：C
解析：活泼金属原子和活泼的非金属原子之间形成离子化合物，阳离子和阴离子均达到稳定结构，这样体系的能量降低，其结构的稳定性增强； Cl－和Na＋之间既有引力也有斥力；Na＋和Cl－形成的离子键不具有方向性。
3．有关离子晶体的说法中不正确的是(　　)
A．离子晶体在熔融状态时都能导电
B．离子晶体具有较高的熔、沸点，较大的硬度
C．离子晶体中阴、阳离子个数比为1∶1
D．氯化钠溶于水时离子键被破坏
答案：C
解析：不同离子晶体中，阴、阳离子个数比可能相同，也可能不相同，但并不都是1∶1。
4．下列说法不正确的是(　　)
A．离子晶体可能全部由非金属元素构成
B．离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键
C．金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体
D．熔化后能导电的晶体一定是离子晶体
答案：D
解析：离子晶体中不一定含有金属离子，如氯化铵晶体，选项A正确；离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如铵盐、NaOH、Na2O2等离子晶体中存在离子键和共价键，选项B正确；金属与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3为分子晶体，选项C正确；熔融状态下能导电的晶体可能是金属晶体或离子晶体，选项D不正确。
5．某离子晶体的晶胞结构如图所示：

则该离子晶体的化学式为(　　)
A．abc B．abc3 C．ab2c3 D．ab3c
答案：D
解析：根据所给离子晶体的晶胞结构可以看出，位于晶胞的体心位置有一个a离子；晶胞的每个棱上都有一个b离子，因此，一个晶胞中有12×＝3个b离子；晶胞的每个顶点位置都有一个c离子，因此，一个晶胞中有8×＝1个c离子。因此，该离子晶体的化学式为ab3c。
6．NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序是(　　)
物质
①NaF
②NaI
③MgO
离子电荷数
1
1
2
离子核间距/10－10 m
2.31
3.18
2.10
A．①>②>③ B．③>①>② C．③>②>① D．②>①>③
答案：B
解析：离子晶体的熔点与晶格能的大小有关，而晶格能的大小由离子所带电荷数多少和离子核间距进行判断。离子所带电荷数越多，离子核间距越小，晶格能越大，晶体的熔点越高。
7．认真分析NaCl和CsCl的晶体结构，判断下列说法错误的是(　　)

A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阴、阳离子的配位数相等
C．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8
D．NaCl和CsCl的阴、阳离子半径比不相同
答案：B
解析：由化学式可知NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，A正确；NaCl晶体中阴、阳离子配位数为6，而CsCl晶体中阴、阳离子配位数为8，B错误、C正确；NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子配位数不同的主要原因是两种晶体中阴、阳离子半径比不同，D正确。
8．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．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多
B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大
C．氧化钙晶体在熔融状态下不导电
D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定
答案：C
解析：CaO和NaCl都属于离子晶体，熔融状态下都可导电，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离等因素有关。CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。
9．A、B为两种短周期元素，A的原子序数大于B，且B原子的最外层电子数为A原子最外层电子数的3倍。A、B形成的化合物是中学化学常见的化合物，该化合物熔融时能导电，试回答下列问题：
(1)A、B的元素符号分别是________、________。
(2)用电子式表示A、B元素形成化合物的过程：____________________________。
(3)A、B所形成的化合物的晶体结构与氯化钠晶体结构相似，则每个阳离子周围吸引了________个阴离子；晶体中阴、阳离子数之比为 ________。
(4)A、B所形成化合物的晶体的熔点比NaF晶体的熔点________(填“高”或“低”)，其判断的理由是___________________________________。
答案：(1)Mg　O
(2)×Mg×＋―→Mg2＋
(3)6　1∶1　(4)高　离子半径相差不大，MgO中离子所带电荷数较多，离子键强
解析：若A原子最外层有1个电子，则B原子最外层有3个电子。由于A、B均为短周期元素，原子序数A>B，经讨论A只能是钠，B为硼，但A、B形成的化合物是中学化学常见的化合物，故上述假设不符合题意。若A原子最外层有2个电子，则B原子最外层有6个电子。根据题意，经讨论知，只有A为镁，B为氧符合题意。
10．下列离子晶体的立体构型示意图，如下图所示。

(1)以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。
A．________，B．________，C．________，D．________。
(2)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。
①FeS2晶体中具有的化学键类型是________。
②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。
答案：(1)③④①②⑥⑤　(2)MN　MN2　MN2　MN　(3)①离子键、非极性共价键　②
解析：(1)A．M位于顶点，数目为4×＝，N位于顶点，数目为4×＝，微粒数目为1∶1，即化学式为MN；B．M分别位于晶胞的体心和顶点位置，体心占1个，顶点占8×＝1个，共2个，N分别位于面上和体内，面上4×＝2个，体内2个，共4个，即晶胞中两种微粒数目之比为1∶2，化学式为MN2；C.M位于顶点，数目为4×＝，N位于体心，数目为1，化学式为MN2；D.M位于顶点，数目为8×＝1，N位于体心，数目为1，化学式为MN。
(2)①根据FeS2晶体的晶体结构可知，晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶1，所以晶体中存在亚铁离子与S，亚铁离子与S之间是离子键，S中存在非极性共价键，所以晶体中存在离子键和(非极性)共价键。②晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，所以晶胞的体积为a3 cm3，晶胞中含有阴阳离子个数都是，所以晶体的密度为ρ＝× g·cm－3＝g·cm－3。

题组B 能力提升练
1．1 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热能为氯化钠晶体的晶格能。下列热化学方程中，能直接表示出氯化钠晶体的晶格能是(　　)
A．Na＋(g)＋Cl－(g)===NaCl(s)；ΔH
B．Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)；ΔH
C．Na(s)===Na(g)；ΔH
D．Na(g)－e－===Na＋(g)；ΔH
答案：A
解析：根据定义可以得出答案，要注意“1 mol”、“气态”的关键词。
2．如图是从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的是(　　)

A.(1)和(3) B．(2)和(3) C．(1)和(4) D．只有(4)
答案：C
解析：根据NaCl和CsCl晶体结构特点分析图示。(1)中由黑球可知，其配位数为6，(4)中配位数为6。故(1)、(4)应为NaCl；(2)中由黑球知配位数为8，(3)中配位数为8，故(2)、(3)应为CsCl。所以C项正确。
3．高温下，超氧化钾晶体结构与NaCl的相似，其晶体结构的一个基本重复单元如图所示，已知晶体中氧的化合价可看做部分为0，部分为－2。下列说法正确的是(　　)

A．晶体中每个K＋周围有12个O，每个O周围有6个K＋
B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K＋和4个O
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为2∶1
答案：B
解析：由晶胞图可知1个K＋周围有6个O，同样1个O周围有6个K＋，A选项错误；根据切割法，每个晶胞中有8×＋6×＝4个K＋、1＋12×＝4个O，所以超氧化钾晶体中两种离子的个数比为1∶1，其化学式为KO2，B选项正确；根据晶胞结构可知，每个K＋所在的3个相互垂直的面上各有4个K＋与该K＋距离最近且相等，即晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，C选项错误；O中O的平均化合价为－0.5，所以若有1个－2价氧原子，则应有3个0价氧原子，故0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1，D选项错误。
4．如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图(晶胞是指晶体中最小的重复单元)，其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，氯化铯的摩尔质量为M g·mol－1，则氯化铯晶体的密度为(　　)

A．g·cm－3　　　　B．g·cm－3 C．g·cm－3 D．g·cm－3
答案：C
解析：晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，相邻顶点上铯离子核间距离最近，为a cm，即晶胞的棱长为a cm，体积V＝a3 cm3，该晶胞中Cs＋个数＝8×＝1，Cl－个数为1，根据晶胞密度公式ρ＝＝＝(g·cm－3)。
5．现有冰晶石(Na3AlF6)的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，是图中、中的一种。

(1)冰晶石属于______晶体。
(2)冰晶石晶胞(大立方体)中体心处的“”代表的微粒______。
(3)晶胞中Na＋的配位数为_____，与Na＋距离相等且最近的Na＋有_____个。
(4)计算冰晶石晶体的密度_____________。
答案：（1）离子 （2）Na＋ （3）6 8
（4）ρ＝＝＝×1030 g·cm－3
解析：（1）冰晶石晶体结构中含有Na＋和AlF，属于离子晶体。
（2）冰晶石的构成微粒是Na＋和AlF，且二者的个数比为3∶1，图中的个数为8×＋6×＝4。的个数为8＋12×＝11，故代表，即代表Na＋。
（3）晶胞中与Na＋(体心Na＋)相连的AlF分别处于Na＋的上、下、前、后、左、右，故Na＋的配位数为6。以体心Na＋分析，处于8个小立方体心的Na＋与之最近，故与Na＋距离相等且最近的Na＋有8个。
(4)晶胞中含Na＋数目为8＋1＋12×＝12，含AlF的数目为8×＋6×＝4，即晶胞中相当于有4个Na3AlF6，晶胞的质量＝4× g，晶胞的体积＝(a×10－10)3 cm3则晶体的密度ρ＝＝＝×1030 g·cm－3。
题组C 培优拔尖练
1．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(　　)
离子化合物
AB
CD
EF
离子电荷数
1
1
2
离子核间距(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
答案：D
解析：离子所带电荷数越多，离子核间距越短，则离子键越强，晶体的熔点越高。
2．元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．X元素的原子序数是19
B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1
C．Xn＋离子中n＝1
D．晶体中每个Xn＋周围有2个等距离最近的N3－
答案：A
解析：充满K、L、M三个电子层，应为1s22s22p63s23p63d10，显然不是19号K元素。从晶胞看，白球为8×＝1，黑球为12×＝3，化学式为X3N，而N为－3价，所以X为＋1价。
3．盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是(　　)

A． cm B． cm C． cm D． cm
答案：B
解析：食盐晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，每个晶胞的体积为 cm3，设食盐晶体里Na＋和Cl－的间距为x，所以可得(2x)3＝，解得x＝，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是 cm。
4．如图是CsCl晶体的晶胞(晶体中最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs＋核间距为a cm，氯化铯的摩尔质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为(　　)

A． g·cm－3　　B． g·cm－3 C． g·cm－3 D． g·cm－3
答案：C
解析：一个CsCl晶胞中含Cs＋：8×＝1个，Cl－：1个，m(晶胞)＝ g，V＝a3 cm3；故ρ＝g·cm－3。
5．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差2。回答下列问题：
(1)D2＋的价电子轨道表示式为__________________________。
(2)四种元素中第一电离能最小的是_______，电负性最大的是______(填元素符号)。
(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为_________；D的配位数为________；
②列式计算该晶体的密度为________g·cm－3(保留小数点后一位)。
答案：(1)　(2)K　F
(3)①K2NiF4　6　②3.4
解析：结合“A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－与B＋电子数相差8”，可知A位于第n周期第ⅦA族、B位于n＋2周期第ⅠA族，它们均为前四周期元素，那么A为F，B为K，再结合“与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差2”，可知C为Fe(26号)、D为Ni(28号)。(1)Ni2＋即是失去4s上的2个电子，外围电子排布式为3d8，轨道表示式为。(2)结合元素性质，第一电离能最小的是K，电负性最强的是F。(3)①据均摊法，F的个数为16×＋4×＋2＝8，K的个数为8×＋2＝4，Ni的个数为8×＋1＝2，该晶体的化学式为K2NiF4；Ni的配位数是6。②结合①知，该晶胞有2个K2NiF4，其质量为，该晶胞的体积为1 308×10－10 cm×400×10－10 cm×400×10－10 cm，即可计算密度g·cm－3≈3.4g·cm－3。