专题3 微粒间作用力与物质性质
第二单元 离子键 离子晶体
1．下列说法正确的是( )
A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
B．凡是金属元素跟非金属之间都形成离子键
C．含有离子键的化合物一定是离子化合物
D．任何离子键的形成过程中必定有电子的得与失
答案 C
解析 离子键是使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，包括静电吸引和静电排斥，A错误；金属Al与非金属Cl形成的化合物AlCl3中不含离子键，B错误；含有离子键的化合物一定是离子化合物，C正确；一般来说形成离子键有电子的得失，但也有例外，如NH4Cl等铵盐的形成，D错误。
2．以下叙述中，错误的是( )
A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强
B．在氯化钠中，除Cl－和Na＋的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用
C．Na＋和Cl－形成的离子键具有方向性
D．钠与氯反应生成氯化钠后，体系能量降低
答案 C
解析 活泼金属原子和活泼的非金属原子之间形成离子化合物，阳离子和阴离子均达到稳定结构，这样体系的能量降低，其结构的稳定性增强； Cl－和Na＋之间既有引力也有斥力；Na＋和Cl－形成的离子键不具有方向性。
3．下列晶格能大小顺序排列正确的是( )
A．NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
B．NaCl＞CaCl2＞MgCl2＞AlCl3
C．NaCl＞Na2O＞MgO＞Al2O3
D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
答案 A
解析 四种物质均为离子化合物，F、Cl、Br、I为同主族元素，其阴离子所带电荷数相同，但半径依次增大，则晶格能大小顺序为NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，A正确；NaCl、CaCl2、MgCl2均为离子化合物，均含有离子键，AlCl3为共价化合物，不含离子键，B错误；Na2O、MgO、Al2O3中离子所带电荷越多，离子半径越小，晶格能越大，则晶格能：Na2O＜MgO＜Al2O3，Cl－半径大于O2－，且所带电荷数少，则晶格能：NaCl＜Na2O，则晶格能大小顺序为NaCl＜Na2O＜MgO＜Al2O3，C错误；离子半径：Ca2＋BaO，离子半径：Na＋KCl，且Ba2＋、O2－所带电荷多于Na＋、Cl－，故晶格能：BaO>NaCl，D错误。
4．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
答案 A
解析 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。
5．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
答案 D
6．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
答案 B
7．在冰晶石(Na3AlF6)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
答案 A
解析 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Na3AlF6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。
8．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
答案 B
解析 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。
9．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
答案 A
解析 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。
10．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．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大
C．氧化钙晶体在熔融状态下不导电
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
答案 C
解析 CaO和NaCl都属于离子晶体，熔融状态下都可导电，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。
1．如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cl－的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度(g·cm－3)为( )
A． B． C． D．
答案 D
解析 由均摊法求得CsCl晶胞含有1个Cs＋和1个Cl－，其质量是 g，再由相邻的两个Cl－的核间距为a cm，求出该晶胞的体积是a3 cm3，所以晶胞的密度是 g·cm－3。
2．有关晶胞的结构如图所示，下列说法错误的是( )
A．在NaCl晶胞中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋
C．在CsCl晶胞中，Cl－的配位数为8
D．在Na3OCl晶胞中，若Cl－位于各顶点位置，则Na＋位于体心位置
答案 D
解析 在NaCl晶胞中，距Na＋最近的Cl－有6个，形成正八面体，A项正确；在CaF2晶体中，Ca2＋处于晶胞的8个顶点和6个面心，则每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋，B项正确；CsCl晶胞中，Cs＋、Cl－的个数之比为1∶1，其配位数均为8，C项正确；在Na3OCl晶胞中，Na＋、O2－、Cl－个数之比为3∶1∶1，若Cl－位于各顶点位置，则1个晶胞含有1个Cl－，根据离子个数比推知，O2－位于体心位置，Na＋应位于面心位置，D项错误。
3．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
________________________________________________________________________。
答案 (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
4．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)。
答案 (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)该晶胞中，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。
5．(1)Cu3N的晶胞结构如图，N3－的配位数为______，Cu＋半径为a pm，N3－半径为b pm，阴、阳离子看成刚性小球，并彼此相切，则Cu3N的密度为_________________g·cm－3。(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出表达式即可)
(2)ZnS是一种使用广泛的荧光材料。已知立方ZnS的晶胞结构如图所示：
①已知A、B点的原子分数坐标分别为(0,0,0)和(1，，)，则C点的原子分数坐标为____________。
②立方ZnS的晶胞参数a＝541 pm，则其晶体密度为________________g·cm－3。(列出计算表达式)
答案 (1)6 (2)① (，，) ②
解析 (1)Cu3N的晶胞结构如图，N3－在顶点，Cu＋在棱心，因此N3－的配位数为6(上、下、左、右、前、后)，Cu＋半径为a pm，N3－半径为b pm，阴、阳离子看成刚性小球，并彼此相切，则Cu3N的密度为ρ＝＝＝×1030 g·cm－3。(2)②根据均摊原则，晶胞中S2－数目为8×＋6×＝4 、Zn2＋数目为4，立方ZnS的晶胞参数a＝541 pm，则其晶体密度为 g·cm－3＝ g·cm－3。专题3 微粒间作用力与物质性质
第二单元 离子键 离子晶体
1．下列说法正确的是( )
A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
B．凡是金属元素跟非金属之间都形成离子键
C．含有离子键的化合物一定是离子化合物
D．任何离子键的形成过程中必定有电子的得与失
2．以下叙述中，错误的是( )
A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强
B．在氯化钠中，除Cl－和Na＋的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用
C．Na＋和Cl－形成的离子键具有方向性
D．钠与氯反应生成氯化钠后，体系能量降低
3．下列晶格能大小顺序排列正确的是( )
A．NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
B．NaCl＞CaCl2＞MgCl2＞AlCl3
C．NaCl＞Na2O＞MgO＞Al2O3
D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
4．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
5．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
6．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
7．在冰晶石(Na3AlF6)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
8．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
9．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
10．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．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大
C．氧化钙晶体在熔融状态下不导电
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
1．如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cl－的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度(g·cm－3)为( )
A． B． C． D．
2．有关晶胞的结构如图所示，下列说法错误的是( )
A．在NaCl晶胞中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋
C．在CsCl晶胞中，Cl－的配位数为8
D．在Na3OCl晶胞中，若Cl－位于各顶点位置，则Na＋位于体心位置
3．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
________________________________________________________________________。
4．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)。
5．(1)Cu3N的晶胞结构如图，N3－的配位数为______，Cu＋半径为a pm，N3－半径为b pm，阴、阳离子看成刚性小球，并彼此相切，则Cu3N的密度为_________________g·cm－3。(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出表达式即可)
(2)ZnS是一种使用广泛的荧光材料。已知立方ZnS的晶胞结构如图所示：
①已知A、B点的原子分数坐标分别为(0,0,0)和(1，，)，则C点的原子分数坐标为____________。
②立方ZnS的晶胞参数a＝541 pm，则其晶体密度为________________g·cm－3。(列出计算表达式)
