课时跟踪检测（十二）离子晶体
1．下列有关晶体的叙述错误的是()
A．离子晶体中，一定存在离子键
B．原子晶体中，只存在共价键
C．金属晶体的熔、沸点均很高
D．稀有气体的原子能形成分子晶体
解析：选C原子晶体中一定不存在离子键。只要晶体中存在离子键，就一定是离子晶体，但在离子晶体内部可能含有共价键。在常见的晶体类型中，只有金属晶体的熔、沸点差别最大，有熔、沸点很高的钨，也有常温下为液态的汞。
2．氧化钙在2973K时熔化，而氯化钠在1074K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，下列有关它们熔点差别较大的原因的叙述中不正确的是()
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，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定
解析：选CCaO晶体和NaCl晶体都属于离子晶体，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、晶体结构类型等因素有关。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。
3．分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于离子晶体的是()
A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电
B．溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电
C．五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中
D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电
解析：选DA项中熔点很高且熔融态不导电，为原子晶体；D项中熔融时或溶于水中都能导电，为离子晶体；B、C项为分子晶体。
4．下列图是从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是()
A．①和③ B．②和③
C．①和④ D．只有④
解析：选C根据NaCl和CsCl晶体结构特点分析图示。①中由灰球可知，其配位数为6，④图应为简单立方体结构。故①④应为NaCl，②中由灰球知配位数为8，③图为体心立方结构，故②③应为CsCl。
5．下列关于晶体的说法中，正确的是()
A．分子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点低
B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C．原子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点高
D．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
解析：选DA项，有的分子晶体(如I2)比金属晶体(如汞)熔点高；B项，金属晶体中有阳离子，但没有阴离子；C项，有的金属晶体比原子晶体熔点高，如钨的熔点(3430℃)高于石英(1710℃)和晶体硅(1410℃)。
6．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是()
A．SiO2CsClCBr4CF4
B．SiO2CsClCF4CBr4
C．CsClSiO2CBr4CF4
D．CF4CBr4CsClSiO2
解析：选ASiO2为原子晶体，CsCl为离子晶体，CBr4、CF4为分子晶体，几类晶体的熔点高低一般为：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，在结构相似的分子晶体中，分子的相对分子质量越大，熔、沸点越高：CBr4＞CF4。
7．下列有关晶体的叙述中，不正确的是()
A．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个
C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－
D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子
解析：选B金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子；NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻6个Cl－，每个Na＋周围紧邻12个Na＋；氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8上Cl－，每个Cs＋周围紧邻6个Cs＋；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子。
8．已知某离子晶体晶胞如图所示，其摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，晶体的密度为dg·cm－3。
下列说法中正确的是()
A．晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为1
B．晶体中阴、阳离子的配位数都是4
C．该晶胞可能是NaCl的晶胞
D．该晶体中两个距离最近的阳离子的核间距为cm
解析：选CA项用均摊法分析，晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为4；B项中阴、阳离子的配位数都是6；C项该晶胞为面心立方晶胞，符合NaCl晶胞的特征，根据氯化钠的晶胞结构图进行计算：设晶胞边长为acm，则两个距离最近的阳离子的核间距离为acm,4×M＝NA·a3cm3·dg·cm－3，可求出a＝cm，核间距为cm，D项错误。
9．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．它是六方紧密堆积
B．相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和
C．与氯化铯晶体结构相同
D．每个Na＋与6个Cl－最为邻近
解析：(1)在氯化钠晶体中，12个Na＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na＋相当于3个，一个Na＋位于晶胞的中心，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，则属于该晶胞的Cl－相当于1个，6个Cl－分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl－相当于3个，所以一个晶胞中共含有4个Cl－。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错误；氯化铯晶体结构呈体心立体堆积，C不正确；氯化钠晶体中以Na＋为中心向三维方向伸展，有6个Cl－邻近，D正确；相邻的正负离子核间距不等于正负离子半径之和，B错误。
答案：(1)664412(2)D
10．离子晶体溴化钠、氯化钠和氧化镁的核间距和晶格能(部分)如下表所示。
NaBr NaCl MgO 离子的核间距/pm 290 276 205 晶格能/(kJ·mol－1) 787 3890
(1)溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能________(填“大”或“小”)，主要原因是________________________________________________________________________。
(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是______________。工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)离子半径越小，晶格能越大，核间距NaBr>NaCl，故晶格能NaCl>NaBr。(2)离子所带电荷越多，晶格能越大，MgO中阴、阳离子所带电荷多，且r(O2－)NaCl。(3)晶格能大的离子晶体，熔点高，硬度大，三种离子晶体中硬度最大的为MgO；MgO的熔点高，电解时要消耗大量的电能。
答案：(1)小NaBr比NaCl中离子的核间距大
(2)氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且离子的核间距小(3)氧化镁氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大，熔点高，电解时消耗电能大
1．有关晶体的下列说法中正确的是()
A．分子晶体中共价键越强，熔点越高
B．原子晶体中分子间作用力越强，熔点越高
C．氯化钠晶体熔化时离子键发生断裂
D．金属晶体熔化时金属键未发生断裂
解析：选C分子晶体的熔点与分子间作用力有关；原子晶体的熔点与共价键的强弱有关，金属晶体熔化时破坏了金属键。
2．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 离子电荷数 1 1 2 键长(10－10m) 2.31 3.18 2.10
A．CD>AB>EF B．AB>EF>CD
C．AB>CD>EF D．EF>AB>CD
解析：选D离子所带电荷数越多，键长越短，则晶格能越大，晶体的熔点越高，EF化合物的键长短，电荷多。
3．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其结构如图所示，有关说法正确的是()
A．该晶体属于离子晶体
B．晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体结构与CsCl相似
D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有8个
解析：选A晶体中含阴、阳离子，应属于离子晶体，由晶胞知该晶体结构与NaCl相似，化学式应为BaO2，类比NaCl晶胞知与Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋有12个。
4．食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρg·cm－3，摩尔质量为Mg·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.cmB.cm
C.cmD.cm
解析：选B食盐晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，每个晶胞的体积为×4cm3，设食盐晶体里Na＋和Cl－的间距为xcm，所以可得(2x)3＝×4，解得x＝，即在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是cm。
5．下表给出几种氯化物的熔点和沸点。
物质 NaCl MgCl2 AlCl3 CCl4 熔点/℃ 801 712 190 －68 沸点/℃ 1465 1418 183 57
关于表中4种氯化物有下列说法：
①AlCl3在加热时可升华
②CCl4属于分子晶体
③1500℃时NaCl的分子组成可用NaCl表示
④AlCl3是典型的离子晶体
其中与表中数据一致的是()
A．只有①和② B．只有③
C．只有①②③ D．全部一致
解析：选C根据各物质的熔、沸点判断，AlCl3和CCl4为分子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以易升华；NaCl为离子晶体，1500℃高于其沸点，故以分子NaCl形式存在。
6．下列有关晶体的叙述中，错误的是()
A．在SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子形成共价键
B．在NaCl晶体中，与每个Na＋或Cl－周围紧邻的有6个Cl－或Na＋
C．在CsCl晶体中，与每个Cs＋周围紧邻的有8个Cl－，而与每个Cs＋等距离紧邻的有6个Cs＋
D．在面心立方密堆积的金属晶体中，每个金属原子周围紧邻的有4个金属原子
解析：选D在面心立方密堆积的金属晶体中，每个金属原子周围紧邻的金属原子数为12，D项错误。
7．碱金属卤化物是典型的离子晶体，它们的晶格能与成正比(d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距)。下面说法错误的是()
晶格能/(kJ·mol－1) 离子半径/pm ① LiFLiClLiBrLiI
1031845807752 Li＋Na＋K＋
6095133 ② NaFNaClNaBrNaI
915777740693 F－Cl－Br－I－
136181195216 ③ KFKClKBrKI
812708676641
①晶格能的大小与离子半径成正比②阳离子相同阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小③阳离子不同阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大④金属卤化物晶体中，晶格能越小，氧化性越强
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选D由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比，①错误；由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定②说法正确；由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定③说法正确；表中晶格能最小的为碘化物，因还原性F－＜Cl－＜Br－＜I－，可知④错误。
8．有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是()
①该晶体的化学式为MFe2(CN)6②该晶体属于离子晶体，M呈＋1价③该晶体属于离子晶体，M呈＋2价
④晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为3个
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
解析：选A由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2＋个数为4×＝，含Fe3＋个数也为，CN－的个数为12×＝3，因此阴离子为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6，①正确；由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为＋1价，②正确，③错误；由图可看出与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个。
9．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 B组 C组 D组 金刚石：3550 Li：181 HF：－83 NaCl：801 硅晶体：1410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 硼晶体：2300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1723 Rb：39 HI：－51 CsCl：645
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是______________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽②导电性③导热性④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小②水溶液能导电
③固体能导电④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：通过读取表格中数据先判断晶体的类型及晶体的性质，A、B、C、D组分别代表原子晶体、金属晶体、分子晶体、离子晶体。(2)中的性质都属于金属晶体的物理性质。应用氢键解释HF的熔点反常，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高原因。
答案：(1)原子共价键(2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)
(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)
10．如图所示是钾、氧两元素形成的一种晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。晶体中氧的化合价可看作是部分为0价，部分为－2价。
(1)该结构与________的结构相似(填选项字母，下同)。
A．NaCl B．CsCl
C．干冰 D．SiO2
(2)钾、氧两元素所形成化合物的化学式是________。
A．K2O B．K2O2
C．K2O3 D．KO2
(3)下列对此晶体结构的描述正确的是________。
A．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C．每个O周围最近且等距离的K＋所围成的立体构型为正八面体
D．晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1
解析：(1)该结构与NaCl晶体的结构相似，相当于Na＋被K＋代替，Cl－被O代替。(2)晶体中平均每个晶胞有K＋：8×＋6×＝4个；有O：1＋12×＝4个，故其化学式为KO2。
(3)由图可看出，晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，晶体中每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋，每个O周围最近且等距离的K＋所围成的立体构型为正八面体，如图所示。设1molKO2中含有xmol0价的氧原子，ymol－2价的氧原子，则有x＋y＝2,2y＝1，解得x＝，y＝，所以晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1。
答案：(1)A(2)D(3)CD
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