2022-2022学年高中化学人教版选修3作业与测评：第三章-第四节-离子晶体-限时综合训练-Word版含解析.doc

限时综合训练
对应学生用书P47建议用时：40分钟

一、选择题
1．下列有关叙述正确的是(　　)
A．只含有离子键的化合物才是离子化合物
B．硫酸铵晶体是含有离子键、极性键和配位键的分子晶体
C．由于I—I键的键能比F—F、Cl—Cl、Br—Br键的键能都小，所以在卤素单质中碘的熔点最低
D．在分子晶体中一定不存在离子键，而在离子晶体中可能存在共价键
答案　D
解析　离子晶体中可能存在共价键，如(NH4)2SO4，A、B错误，D正确；X—X键的键能决定X2的稳定性而不是单质的熔点，且卤素单质中I2的熔点最高，C错误。
2．下列有关晶体的叙述中，正确的是(　　)
A．在CaF2晶体中，Ca2＋、F－的配位数均为8
B．在NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻的Na＋共有6个
C．在CsCl晶体中，每个Cs＋周围紧邻6个Cl－
D．在ZnS晶体中，每个晶胞含有的Zn2＋、S2－均为4个
答案　D
解析　A项，在CaF2晶体中，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4，错误；B项，在NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻的Na＋共有12个，错误；C项，在CsCl晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－，错误；D项，在ZnS晶体中，每个晶胞含有的Zn2＋、S2－均为4个，正确。
3．有关晶体的结构如图所示，则下列说法中不正确的是(　　)

A．在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体
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，碳原子与碳碳键的个数比为1∶2
D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE
答案　D
解析　氯化钠晶体中，距Na＋最近的Cl－是6个，即钠离子的配位数是6,6个氯离子形成正八面体结构，A正确；Ca2＋位于晶胞顶点和面心，数目为8×＋6×＝4，即每个晶胞平均占有4个Ca2＋，B正确；碳碳键被两个碳原子共有，每个碳原子形成4条共价键，即平均1 mol C原子形成4×＝2 mol碳碳键，碳原子与碳碳键的个数比为1∶2，C正确；该气态团簇分子不是晶胞，分子式为E4F4或F4E4，D错误。
4．已知某种碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是(　　)
A．K3C60中只有离子键
B．K3C60中不含共价键
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．C60与12C互为同素异形体
答案　C
解析　K3C60中K＋与C之间为离子键，C中的C—C键为共价键，A、B错误；K3C60为离子化合物，在熔融状态下能导电，C正确；C60为单质，12C为原子，而同素异形体为同种元素形成的不同单质，二者不属于同素异形体，D错误。
5．AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们熔点由高到低的顺序是(　　)

物质
AB
CD
EF
离子电荷数
1
1
2
键长/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　离子化合物形成的离子晶体中，离子键的键长越短，阴、阳离子所带电荷数越多，则晶体的熔点越高，三种物质所带电荷：EF＞AB＝CD，键长：EF＜AB＜CD，所以熔点由高到低的顺序是EF＞AB＞CD。
6．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是(　　)
A．SiO2　CsCl　CBr4　CF4
B．SiO2　CsCl　CF4　CBr4
C．CsCl　SiO2　CBr4　CF4
D．CF4　CBr4　CsCl　SiO2
答案　A
解析　晶体的熔点：原子晶体>离子晶体>分子晶体；SiO2是原子晶体，CsCl是离子晶体，CBr4和CF4是分子晶体，但CBr4的相对分子质量大于CF4。

7．如图所示，食盐晶体由钠离子和氯离子构成。已知食盐的M＝58．5 g·mol－1，食盐的密度是2．2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6．0 ×1023 mol－1，在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近下列哪个数据(　　)
A．3．0×10－8 cm B．3．5×10－8 cm
C．4．0×10－8 cm D．5．0×10－8 cm
答案　C
解析　从图中可看出，每个晶胞含Na＋8×＋6×＝4个，含Cl－12×＋1＝4个，即每个晶胞中含4个NaCl，每个晶胞含8个小立方体，因此每个小立方体实际上只能分摊得个“NaCl”。设每个小立方体的边长为a，则有(2a3×2．2 g·cm－3)×6．0×1023 mol－1＝58．5 g·mol－1。解得a≈2．8×10－8 cm，所以两个距离最近的钠离子中心间的距离为a≈4．0×10－8 cm。
8．
如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元)已知晶体中两个最近的Cs＋离子核间距离为a cm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度是(　　)

A． g·cm－3 B． g·cm－3
C． g·cm－3 D． g·cm－3
答案　C
解析　处于顶点的离子同时为8个晶胞所共有，每个离子有1/8属于晶胞，处于晶体内的离子，全属于晶胞，可知1个氯化铯晶胞有1个Cs＋和1个Cl－。则1 mol氯化铯的体积为NAa3 cm3，故氯化铯晶体密度为 g·cm－3。
二、非选择题
9．参考下表物质的熔点，回答有关问题：

物质
NaF
NaCl
NaBr
NaI
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔点/℃
995
801
755
651
801
776
715
646

物质
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
SiCl4
GeCl4
SnCl4
PbCl4
熔点/℃
－90．4
－70．4
5．2
120
－70．2
－49．5
－36．2
－15

(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤素离子及碱金属离子的________有关，随着________的增大，熔点依次降低。
(2)硅的卤化物熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与________有关，随着________增大，________增强，熔点依次升高。
(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与________有关，因为一般________比________熔点高。
答案　(1)半径'半径'(2)相对分子质量'相对分子质量'分子间作用力'(3)晶体类型'离子晶体'分子晶体
解析　表中第一栏的熔点明显高于第二栏的熔点，第一栏为ⅠA族元素与ⅦA族元素组成的离子晶体，第二栏为分子晶体。
(1)分析比较离子晶体熔点高低的影响因素：物质熔化实质是减弱阴、阳离子间的作用力——离子键，故离子晶体的熔点与离子键的强弱有关。从钠的卤化物进行比较，卤素离子半径是r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)，说明熔点随卤素阴离子半径的增大而减小。又从碱金属的氯化物进行比较，碱金属阳离子半径是r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，说明熔点随碱金属离子半径的增大而减小。
(2)分析比较分子晶体熔点高低的影响因素：分子晶体内的微粒是分子，因此分子晶体的熔点与分子间的作用力有关。从硅的卤化物进行比较，硅的卤化物分子具有相似的结构，从SiF4到SiI4相对分子质量逐渐增大，说明熔点随相对分子质量的增加而增大。从硅、锗、锡、铅的氯化物进行比较，这些氯化物具有相似的结构，从SiCl4到PbCl4相对分子质量逐步增大，说明熔点随相对分子质量的增加而增大。

10．某离子晶体晶胞如图所示，阳离子X()位于立方体的顶点，阴离子Y()位于立方体的中心，试分析：
(1)晶体中Y的配位数是________；X的配位数是________；该晶体的化学式为________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
答案　(1)8'8'XY'(2)6
解析　(1)从题干图示可知：Y位于立方体的中心，X位于立方体的8个顶点，所以在Y周围与其最近的异性离子(X)数为8，同样，在X周围与其最近的异性离子(Y)数为8。故晶体中Y、X的配位数均为8，该晶体的化学式为XY。
(2)以某个X为中心与其同轴的上下、左右、前后共6个X，距离相等且最接近。
11．镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有_________________________。
(2)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：

氟化物
NaF
MgF2
SiF4
熔点/K
1266
1534
183

解释表中氟化物熔点差异的原因：________________________________。
答案　(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性
(2)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2的熔点远比SiF4的高，又因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径，且Mg2＋的电荷数大于Na＋的电荷数，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF的熔点
解析　(1)钠、钾、钙等氯化物在熔融盐中电离，所以其作用除了可变成混合物而降低熔点外，还能够增大熔融盐中的离子浓度，增强导电性。
(2)物质的熔点与其晶体的类型有关，如果形成的是分子晶体，则其熔点较低，而如果形成的是离子晶体，则其熔点较高，在离子晶体中，离子半径越小，电荷数越多，则形成的离子键越强，所得物质的熔点越高。三种物质中，氟化钠和氟化镁是离子晶体，而氟化硅是分子晶体。
12．某离子晶体的晶胞结构如下图所示。试求：

(1)晶体中每一个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是____________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角(∠XYX)为________。
(4)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体密度为ρ g·cm －3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间距离为________cm。
答案　(1)4'8'XY2(或Y2X)'(2)12
(3)109°28′'(4)　
解析　(1)此结构虽不符合晶胞“无隙并置”，但可将每个Y与所连接的X划为一个立方单元，以此立方结构单元计算晶体组成。此立方单元中只有1个Y，且每个Y同时吸引4个X，而X处于顶点上为8个立方单元所共有，即每个X同时吸引8个Y。在每个该立方单元中含X：×4＝(个)，含Y：1个，则化学式为XY2或Y2X。
(2)在一个立方单元中，每个X与它的距离最接近的X有三个，每个X位于立方单元的顶点处，同时被8个立方单元共有，则每个X周围有3×＝12(个)(每个面为两个立方单元共有)。
(3)在此立方单元中，Y与4个X形成正四面体结构，故键角为109°28′。
(4)因为一个立方单元中只含个XY2，则有＝ρ·V·NA，V＝，而V＝l3(设此立方单元的边长为l)，则l3＝，l＝，设X与X间的距离为S，S＝l＝·＝。