2022年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體練習(xí) 魯科版選修3

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1、2022年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體練習(xí) 魯科版選修3 夯基達(dá)標(biāo) 1離子晶體不可能具有的性質(zhì)是(　　) A．較高的熔、沸點(diǎn) B．良好的導(dǎo)電性 C．溶于極性溶劑 D．堅(jiān)硬而易粉碎 2在氯化鈉晶體中，與每個(gè)Na＋等距離且最近的幾個(gè)Cl－所圍成的空間幾何構(gòu)型為(　　) A．十二面體　　　　　　　　 　B．正八面體 C．正六面體　　　　　　　　 　D．正四面體 3NaF、NaI、MgO晶體均為離子晶體，根據(jù)下列數(shù)據(jù)，這三種晶體的熔點(diǎn)高低順序是(　　) 物質(zhì) ①

2、NaF ②NaI ③MgO 離子電荷數(shù) 1 1 2 離子間距離/10－10m 2.31 3.18 2.10 A．①＞②＞③　　　　　　　　 　B．③＞①＞② C．③＞②＞①　　　　　　　　 　D．②＞①＞③ 4下列性質(zhì)中，可以證明某化合物形成的晶體一定是離子晶體的是(　　) A．可溶于水　　　　　　　　 　B．具有較高的熔點(diǎn) C．水溶液能導(dǎo)電　　　　　　　　 　D．熔融狀態(tài)能導(dǎo)電 5離子晶體通常具有的性質(zhì)是(　　) A．熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都較高，難于揮發(fā) B．硬度很小，容易變形 C．都能溶于有機(jī)溶劑而難溶于水

3、 D．密度很小 6下列指定微粒的個(gè)數(shù)比為2∶1的是(　　) A．Be2＋離子中的質(zhì)子和電子 B.H原子中的中子和質(zhì)子 C．NaHCO3晶體中的陽(yáng)離子和陰離子 D．BaO2(過(guò)氧化鋇)固體中的陰離子和陽(yáng)離子 7下面的圖像是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)圖中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖，試判斷屬于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的是 … (　　) A．圖1和圖3　　　　　　　　 　B．圖2和圖3 C．圖1和圖4　　　　　　　　 　D．只有圖1 8如圖是CsCl晶體的晶胞(晶體中最小重復(fù)單元)，已知晶體中兩個(gè)最近的Cs＋核間距為a cm，氯化銫的式量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)，

4、則氯化銫晶體的密度為(　　) A. g·cm－3 B. g·cm－3 C. g·cm－3 D. g·cm－3 9下面列出的是一些離子晶體空間結(jié)構(gòu)示意圖(○陰離子，●陽(yáng)離子)：用M和N分別代表陽(yáng)離子和陰離子，分別寫(xiě)出各離子晶體的化學(xué)式： A：__________　B：__________　C：__________　D：__________ 10．鎂、銅等金屬離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子。工業(yè)上從海水中提取鎂時(shí)，先制備無(wú)水氯化鎂，然后將其熔融電解，得到金屬鎂。 (1)以MgCl2為原料用熔融鹽電解法制備鎂時(shí)，常加入NaC

5、l、KCl或CaCl2等金屬氯化物，其主要作用除了降低熔點(diǎn)之外還有__________。 (2)已知MgO的晶體結(jié)構(gòu)屬于NaCl型。某同學(xué)畫(huà)出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如上圖所示，請(qǐng)改正圖中錯(cuò)誤：____________________。 (3)Mg是第三周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點(diǎn)見(jiàn)下表： 氟化物 NaF MgF2 SiF4 熔點(diǎn)/K 1 266 1 534 183 解釋表中氟化物熔點(diǎn)差異的原因：________________________________________。 能力提升 11某離子化合物DxEC6，晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，陽(yáng)離子D＋位于正方

6、體的棱的中點(diǎn)和正方體內(nèi)部，陰離子EC位于該正方體的頂點(diǎn)和面心。該化合物中x 值為(　　) A．1　　　　　　　　 　B．2 C．3　　　　　　　　 　D．4 12已知：硅酸鹽和石英的晶格能如下表： 硅酸鹽礦物和石英 晶格能(kJ·mol－1) 橄欖石 4 400 輝石 4 100 角閃石 3 800 云母 3 800 長(zhǎng)石 2 400 石英 2 600 回答下列問(wèn)題： (1)橄欖石和云母晶出的順序是__________。 (2)石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出的原因是__________。 (3)推測(cè)云母和橄欖石的熔點(diǎn)順序?yàn)?/p>

7、__________，硬度大小為_(kāi)_________。 13(1)中學(xué)化學(xué)教材中圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl 相同，Ni2＋與最臨近O2－的核間距離為a×10－8cm，計(jì)算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7 g·mol－1)。 (2)天然和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某氧化鎳晶體中就存在如圖所示的缺陷：一個(gè)Ni2＋空缺，另有兩個(gè)Ni2＋被兩個(gè)Ni3＋所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成Ni0.97O，試計(jì)算該晶體中Ni3＋ 與Ni2＋的離子個(gè)數(shù)之

8、比。 參考答案 1解析：離子晶體是陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的，在固態(tài)時(shí)，陰、陽(yáng)離子受到彼此的束縛不能自由移動(dòng)，因而不導(dǎo)電。只有在離子晶體溶于水或熔融后，電離成可以自由移動(dòng)的陰、陽(yáng)離子，才可以導(dǎo)電。 答案：B 2解析：認(rèn)真觀察NaCl晶體的一個(gè)晶胞，并且發(fā)揮空間想象能力，不難得出所得空間構(gòu)型為正八面體。 答案：B 3解析：離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，而離子鍵的強(qiáng)弱可用晶格能來(lái)衡量。晶格能∝，即離子所帶電荷數(shù)越多，離子間距離越小，晶格能越大，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。故答案為B項(xiàng)。 答案：B 4解析：熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的化合物形成的晶體一定是離子晶體。分子晶體和原子晶體熔融狀態(tài)成

9、為分子和原子，不導(dǎo)電。金屬晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)均能導(dǎo)電，但金屬晶體是單質(zhì)。 答案：D 5解析：離子晶體中的陰、陽(yáng)離子通過(guò)一種強(qiáng)烈的相互作用——離子鍵結(jié)合在一起，離子鍵的鍵能較大，且極性很強(qiáng)，除了有些在極性溶劑中容易斷裂外，其他的必須在高溫下才能斷裂，所以其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都較高，不揮發(fā)，硬度很大，不易變形，難溶于有機(jī)溶劑；又因?yàn)樵陔x子晶體中，較大的離子采取密堆積型式，較小離子填隙，所以密度一般都較大。 答案：A 6解析：A項(xiàng)中Be中質(zhì)子數(shù)為4，電子數(shù)為2，所以質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)的個(gè)數(shù)比為2∶1，符合題意；B項(xiàng)中H中中子數(shù)為1，質(zhì)子數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為2，中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之比為1∶1，不符合題意；C項(xiàng)中

10、，NaHCO3晶體中陽(yáng)離子與陰離子之比為1∶1；D項(xiàng)中，BaO2(過(guò)氧化鋇)中陽(yáng)離子與陰離子(O)之比為1∶1，不符合題意。所以選擇A項(xiàng)。離子晶體中不存在單個(gè)的分子，它的化學(xué)式是晶體中的陰陽(yáng)離子的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比。本題易錯(cuò)的地方主要有兩個(gè)，其一是NaHCO3中陰離子和陽(yáng)離子分別是HCO、Na＋而不是CO、H＋和Na＋；其二是，BaO2(過(guò)氧化鋇)固體中的陰離子是過(guò)氧根離子(O)而不是氧離子(O2－)。 答案：A 7解析：理解離子晶體結(jié)構(gòu)是從分析晶體中陰、陽(yáng)離子間的空間位置關(guān)系入手的。若平時(shí)對(duì)CsCl晶體結(jié)構(gòu)模型作過(guò)仔細(xì)觀察，很容易辨認(rèn)出題中圖3就是CsCl晶體結(jié)構(gòu)模型示意圖，把圖3向上或向下延伸

11、后，再進(jìn)行分割后就可得到圖2。若平時(shí)對(duì)氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)模型圖作過(guò)觀察研究，就可發(fā)現(xiàn)：圖1可看成是氯化鈉晶胞中以體心的鈉離子為中心和跟這個(gè)鈉離子直接相連的6個(gè)氯離子構(gòu)成的正八面體；圖4恰好是氯化鈉晶胞分割成八個(gè)小立方體所得到的一個(gè)單元。所以答案應(yīng)選C。 答案：C 8解析：晶體的密度等于晶體的質(zhì)量與晶體在該質(zhì)量下的體積的比值(即晶體的密度＝)，據(jù)式量可知，1 mol CsCl的質(zhì)量為M克，故需求出1 mol CsCl的體積。因晶體是由晶胞構(gòu)成的，而1個(gè)CsCl晶胞的體積為a3 cm3，因此，此題解題的關(guān)鍵是找出1 mol CsCl晶體中的晶胞數(shù)目。由晶胞的示意圖可知，1個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs＋和1個(gè)

12、Clˉ，所以，在1 mol CsCl晶體中含NA個(gè)晶胞。由此可得，晶體的密度為＝ g·cm－3。 答案：C 9解析：A中M與N的個(gè)數(shù)比為＝；B中M與N的個(gè)數(shù)比為＝；C中M與N的個(gè)數(shù)比為＝＝；D中M與N的個(gè)數(shù)比為＝。 答案：MN　M2N3　 MN2　MN 10解析： (1)以MgCl2為原料用熔融鹽電解法制備Mg時(shí)，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金屬氯化物，其主要作用除了降低熔點(diǎn)之外還有：增大離子濃度，從而增大熔融鹽的導(dǎo)電性。 (2)⑧應(yīng)為黑色。 (3)表中氟化物熔點(diǎn)差異的原因：NaF與MgF2為離子晶體，SiF4為分子晶體，所以NaF與MgF2熔點(diǎn)遠(yuǎn)比SiF4熔點(diǎn)要高。又因?yàn)?/p>

13、Mg2＋的半徑小于Na＋的半徑，其電荷數(shù)又是Na＋的兩倍，所以MgF2的離子鍵強(qiáng)度大于NaF的離子鍵強(qiáng)度，故MaF2的熔點(diǎn)大于NaF。 答案：見(jiàn)解析。 11解析：n(D＋)＝12×＋9＝12，n(EC)＝8×＋6×＝4，可得該物質(zhì)的化學(xué)式為D3EC6, D為＋1價(jià)，故x＝3，所以選C。其他選項(xiàng)均不正確。 答案：C 12解析：解此類題目要求我們：通過(guò)認(rèn)真分析科學(xué)數(shù)據(jù)，從中找出科學(xué)規(guī)律。晶格能高的晶體，熔點(diǎn)較高，更容易在巖漿冷卻過(guò)程中先結(jié)晶析出；先晶出橄欖石后晶出云母。晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點(diǎn)越高，硬度越大。此題使我們從定量的角度加深了對(duì)晶格能的認(rèn)識(shí)，并更加深刻地體會(huì)到晶格能

14、影響離子晶體的性質(zhì)。 答案：(1)先橄欖石后云母 (2)石英的晶格能較小，所以石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出 (3)橄欖石高于云母　橄欖石高于云母 13解析：(1)要確定NiO的密度，就應(yīng)確定單位體積中NiO分子的個(gè)數(shù)，再結(jié)合NiO的摩爾質(zhì)量求算出該晶體中NiO的質(zhì)量，最后求出密度。如圖所示，以立方體作為計(jì)算單元，此結(jié)構(gòu)中含有Ni2＋——O2－離子數(shù)為：4×＝ (個(gè))，所以1 mol NiO晶體中應(yīng)含有此結(jié)構(gòu)的數(shù)目為6.02×1023÷＝12.04×1023(個(gè))，又因一個(gè)此結(jié)構(gòu)的體積為(a×10－8cm)3，所以1 mol NiO的體積為12.04×1023×(a×10－8cm)3

15、，NiO的摩爾質(zhì)量為74.7 g·mol－1，所以NiO晶體的密度為 ＝(g·cm－3) (2)解法一(列方程法)：設(shè)1 mol Ni0.97O中含Ni3＋為x mol，Ni2＋為y mol，則得 x＋y＝0.97(Ni原子個(gè)數(shù)守恒) 3x＋2y＝2(電荷守恒) 解得x＝0.06 , y＝0.91　故n(Ni3＋)∶n(Ni2＋) ＝ 6∶91 解法二(直接分析法)：依題意，一個(gè)Ni2＋空缺，另有兩個(gè)Ni2＋被兩個(gè)Ni3＋取代。由Ni0.97O可知，每100個(gè)氧離子，就有97個(gè)鎳離子，有3個(gè)Ni2＋空缺，也就有6個(gè)Ni2＋被Ni3＋所取代，所以Ni3＋有6個(gè)，Ni2＋為97－6＝91個(gè)，即Ni3＋與Ni2＋之比為6∶91。 答案：見(jiàn)解析。