2023春高中化学选择性必修2 （苏教2019）专题3第二单元　离子键　离子晶体 课时练（含答案）

第二单元　离子键　离子晶体
题组一　离子键和晶格能
1．下列关于离子键特征的叙述正确的是(　　)
①离子键的实质是静电吸引　②因为离子键无方向性，故阴、阳离子的排列是没有规律的，是随意的　③因为氯化钠的化学式是NaCl，故每个Na＋周围吸引一个Cl－　④一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关，故离子键无方向性　⑤每个离子周围尽可能多的排列带异性电荷的离子，能够使体系的能量降低
A．①②③④⑤ B．②③④⑤
C．③④⑤ D．④⑤
2．下列叙述正确的是(　　)
A．带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
B．金属元素和非金属元素化合时不一定形成离子键
C．原子最外层只有1个电子的主族元素与卤素所形成的化学键一定是离子键
D．非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键
3．离子键的强弱主要决定于离子的半径和离子所带电荷数。一般规律是离子半径越小，离子所带电荷数越多，则离子键越强。K2O、MgO、CaO三种物质中离子键由强到弱的顺序是(　　)
A．K2O、MgO、CaO B．MgO、K2O、CaO
C．MgO、CaO、K2O D．CaO、MgO、K2O
4．下列有关晶格能的叙述正确的是(　　)
A．晶格能是气态原子形成1摩尔离子晶体释放的能量
B．晶格能通常取正值，但有时也取负值
C．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定
D．晶格能越大，物质的硬度反而越小
5．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·mol－1、786 kJ·
mol－1，下列有关说法不正确的是(　　)
A．Q的熔点比P的高
B．若P是NaCl，则Q一定是NaF
C．Q中成键离子核间距比P的小
D．若P是NaCl，则Q可能是NaBr
题组二　离子晶体及其结构
6．下列关于离子晶体的说法正确的是(　　)
①离子晶体的组成微粒是阴、阳离子　②离子晶体中微粒间的作用力是离子键　③离子晶体中微粒间只存在异性电荷的相互吸引　④离子晶体中只存在离子键，且构成离子晶体的离子都是单原子离子
A．①② B．①③
C．②③ D．③④
7．某晶体的下列性质可作为判断它是离子晶体充分依据的是(　　)
A．具有较高的熔点和较大的硬度
B．固态不导电，其水溶液能导电
C．可溶于水
D．固态不导电，熔融状态能导电
8．如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是(　　)
A．NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体
B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比不同
C．CsCl晶体中每个Cl－周围紧邻8个Cs＋
D．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的半径比不同
9．在冰晶石(Na3[AlF6])晶胞中，[AlF6]3－占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl－占据的位置，则冰晶石晶胞中含Na＋个数为(　　)
A．12 B．8 C．4 D．3
10．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　)
A．熔点：NaF＞RbF＞KF
B．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr
C．阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2
D．硬度：MgO＞CaO＞BaO
11．黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物，火法冶炼黄铜矿的过程中，其中一步反应是2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，其中Cu2O晶胞如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．Cu原子的第一电离能小于Zn原子的第一电离能
B．该晶胞中灰球代表铜原子、白球代表氧原子
C．Cu2O和Cu2S相比，熔点较高的是Cu2O
D．Cu2O的晶胞中Cu＋的配位数是2
12．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，下列有关说法正确的是(　　)
A．该晶体属于离子晶体
B．该晶体的化学式为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8个
13．根据表格数据回答下列有关问题。
(1)已知NaBr、NaCl、MgO离子晶体的核间距和晶格能如下表所示：
离子化合物 NaBr NaCl MgO
离子的核间距/pm 298 282 210
晶格能/(kJ·mol－1) 786 3 791
①NaBr晶体比NaCl晶体晶格能________(填“大”或“小”)，主要原因是_______
________________________________________________________________________。
②MgO晶体比NaCl晶体晶格能大，主要原因是______________________________
________________________________________________________________________。
③NaBr、NaCl和MgO晶体中，熔点最高的是____________________________________。
(2)NaF的熔点________(填“>”“<”或“＝”)BF的熔点，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．某离子晶体的晶胞结构如图所示。
回答下列问题：
(1)晶体中每个Y同时吸引着______个X，每个X同时吸引着______个Y。
(2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有______个。
(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶胞密度为 ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个最近的X间的距离为________ cm。
15．如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶胞结构。
(1)在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它距离最近且相等的钛离子有______个，钙离子有______个。
(2)该化合物的化学式为____________。
(3)若钙、钛、氧三种元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶胞的边长(钛离子之间的距离)为d nm(1 nm＝1×10－9 m)，则该晶体的密度为______________________________ g·cm－3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
第二单元　离子键　离子晶体
1．D　[离子键的实质是静电作用，包括静电吸引和静电排斥。离子键的特征是没有饱和性和方向性，因为离子键无方向性，故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的相对位置无关，但为了使物质的能量最低，体系最稳定，阴、阳离子的排列也是有规律的，不是随意的。]
2．B　[离子键的本质是阴、阳离子之间的静电作用，静电作用包括静电引力和静电斥力，A项不正确；活泼金属与活泼非金属容易形成离子键，一般当成键原子元素的电负性差值小于1.7时，原子间不易形成离子键，如AlCl3和BeCl2中金属与非金属原子之间形成共价键，B项正确；原子最外层只有1个电子的主族元素包括H元素和碱金属元素，H元素与卤素形成共价键，C项不正确；由非金属元素形成的化合物中可能含有离子键，如铵盐中NH与阴离子之间形成离子键，D项不正确。]
3．C　[离子半径：K＋＞Ca2＋＞Mg2＋，离子所带电荷数：Ca2＋＝Mg2＋＞K＋，所以离子键由强到弱的顺序为MgO、CaO、K2O。]
4．C
5．D　[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，只有NaF的晶格能大于NaCl的晶格能，B项正确、D项错误；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核间距决定的，晶格能越大，表明核间距越小，C项正确。]
6．A　[离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合，在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体，①②正确；离子之间的静电作用包括异性电荷之间的相互吸引和同性电荷之间的相互排斥，③错误；形成离子晶体的离子可能是原子团，如NH、NO等，则组成原子团的原子间存在共价键，④错误。]
7．D　8.B
9．A　[NaCl晶胞中所含Cl－个数为4，由题意知，冰晶石晶胞中[AlF6]3－的个数也应为4，化学式Na3[AlF6]中Na＋和[AlF6]3－的个数比为3∶1，所以冰晶石晶胞中含Na＋个数为4×3＝12。]
10．A　[r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小；在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4；r(Mg2＋)＜r(Ca2＋)＜r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO的离子键依次减弱，晶格能依次减小，硬度依次减小。]
11．B　[Cu原子的外围电子排布式为3d104s1，易失去一个电子达到较稳定的3d10，Zn原子的外围电子排布式为3d104s2，为全充满稳定状态，所以Cu原子的第一电离能小于Zn原子的第一电离能，A正确；由图知Cu2O晶胞中灰球的个数为×8＋1＝2，白球的个数为4，所以灰球与白球的个数比为1∶2，故灰球代表的是氧原子，白球代表的是铜原子，B错误；Cu2O和Cu2S都属于离子晶体，离子半径越小，熔点越高，离子半径：O2－＜S2－，所以熔点较高的是Cu2O，C正确；根据晶胞结构可以判断Cu＋的配位数是2，D正确。]
12．A　[晶体中含有Ba2＋和O，则该晶体属于离子晶体，A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不正确；该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个O，则该晶体的化学式为BaO2，B不正确。]
13．(1)①小　NaBr比NaCl离子的核间距大　②氧化镁晶体中的阴、阳离子所带电荷数多，并且离子的核间距小　③MgO　(2)＞　两者均为离子化合物，且电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低
14．(1)4　8　(2)12　(3)×
解析　此晶胞初看比较复杂，若将X、Y分开来看，X在晶胞中的位置类同NaCl中的Na＋或Cl－，如图(a)，体内8个Y分别位于每个小立方体的中心，如图(b)。
(1)从图(b)知，每个Y同时吸引着4个X，根据晶胞与晶体的关系，图(a)与图(c)是等效的，所以由图(c)中心的X与图(b)中Y的关系知，每个X同时吸引着8个Y。(2)从图(c)中心的X来看，与它最近且距离相等的X处于平面四边形的对角线上，共有12个。(3)设晶胞边长为a cm，则a3·ρ·NA＝4M，a＝，两个最近的X间的距离为面对角线的一半即× 。
15．(1)6　8　(2)CaTiO3　(3)
解析　(1)每个钛离子周围与它距离最近且相等的钛离子有6个(上、下、前、后、左、右各1个)，每个钛离子周围与它距离最近且相等的钙离子有8个。
(2)该正六面体结构单元中，钙离子位于晶胞的体心，钙离子数为1，钛离子位于顶点，钛离子数为8×＝1，氧离子位于棱上，氧离子数为12×＝3。因此，该化合物的化学式为CaTiO3。
(3)由(2)可知，1个晶胞的质量m＝ g，体积V＝(d×10－7 cm)3＝d3×10－21 cm3，则晶体的密度ρ＝＝ g·cm－3。