苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 离子键 离子晶体课后练习题

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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) ΔH1
B.NaCl(s) Na(s)+Cl(g) ΔH2
C.2NaCl(s)2Na+(g)+2Cl-(g) ΔH3
D.NaCl(s)Na(g)+Cl(g) ΔH4
答案：A
解析：晶格能是指拆开1ml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· ml-1、786 kJ· ml-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NaF
C.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NaI4.(双选)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:NaFC.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2
D.硬度:MgO>CaO>BaO
答案：AB
解析：r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),Na+、Mg2+、Al3+所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高,A项错误。r(F-)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.1
B.2
C.3
D.4
答案：A
解析：晶胞中含Xn+为12×=3,含N3-为8×=1,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0,则n=1。
6.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。
(1)Cu位于元素周期表ⅠB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[Ar]3d9
(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8×+4×+2×+1=4。
7.已知FeO晶体与NaCl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 g·cm-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)
(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=g,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ρ=推知=dg·cm-3,a=cm。
(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Ba2O2
C.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,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,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,晶体的化学式应为BaO2,B项不正确。
2.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)。
(4)设NaCl的摩尔质量为M g·ml-1,食盐晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为 cm。
答案：(1)如图(答案不唯一,合理即可)
(2)12
(3)4 8×+6×=4 4 12×+1=4[答案不唯一,与第(1)问对应即可]
(4)
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+:12×+1=4个;含Cl-:8×+6×=4个。
(4)设Cl-和Na+的最近距离为acm,则两个最近的Na+间的距离为acm,有·NAml-1=Mg·ml-1,a=,所以两个Na+间的最近距离为cm。
3.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“<”或“>”)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[Ar]3d84s2
(2)>
(3)6 6
(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4×+4×=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×8+1=5。故该晶体的化学式为LaNi5或Ni5La。