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1、专题3第二单元离子键离子晶体一、单选题1 .北京大学和中国科学院的化学工作者成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60O实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列关于K3C6O的组成和结构的分析中正确的是（）A.K3C60晶体中既有离子键又有极性键B.K3C60晶体的熔点比C6o晶体的熔点低C.该晶体熔化时能导电D.C6Q分子中碳原子采取印3杂化2 .下列有关离子晶体的性质比较不正确的是（）A.晶格能：NaFNaClNaBrB.硬度：MgOCaOBaOC.熔点：NaFMgF2A1F3D.阴离子的配位数：CsClNaCl3 .分析化学中常用X射线研究晶体结构，有一种蓝色晶体可表示为M
2、xFey（CN）r研究表明它的结构特性是FM+、F/+分别占据立方体的顶点,自身互不相邻，而CN-位于立方体的棱上，其晶体中的阴离子最小结构单元如图所示。下列说法正确的是（）A.该晶体是原子晶体B.M的离子位于上述立方体的面心，呈 +2价C.M的离子位于上述立方体的体心，且M+的空缺率（体心中没有 M+的占总体心的百分比）为50%D.晶体的化学式可表示为MFe2（CN）3,且M为+1价4 .关于下列几种离子晶体，说法不正确的是（）A.由于NaCI晶体和CSel晶体中正负离子半径比不相等，所以两晶体中离子的配位数不相等B.CaF2晶体中，Ca?+配位数为8,F-配位数为4,配位数不相等主要是由于
3、 丁、Ca?+电荷（绝对值）不相同X、 Y、A.该晶体的化学式为C.MgO的熔点比MgCl2高，主要是因为MgO的晶格能比MgQ2大D.MC03M2+半径越大，MCO3热分解温度越低5 .下列比较错误的是（）A.熔点：NaFMgF2A1F3B.晶格能：NaFNaClNaBrC.熔点：金刚石NaClH2OD.硬度：MgOCaOBaO6 .已知由X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞结构如图Z分别位于立方体的顶点、棱上、体心。下列有关该化合物O、ZZXY3B,该晶体的熔点一定比金属晶体的高C.每个跳I围距离最近且相等的Y有8个D.每个Z周围距离最近且相等的对16个7.KO2的晶体结构与N
4、aCI相似，KO?可以看作是Na+的位置用K+代替，C的位置用OJ代替（如图），晶体中含有的哑铃形OM吏晶胞沿一个方向拉长。下列对于KO2晶体结构的描述正确的是A,与K+距离最近且相等的的熔点低C.与+距离最近且相等的+有12个B.K(2的熔点比RbO2共有4个D. 一个KO?晶胞的质量为284 g8.短周期元素 W、 X、 Y、Z的原子序数依次增加。m、 abC是由这些元素组成的物质，其中m是日常生活中常用的调味品,为黄绿色气体单质，上述物质的转化关系如图。下列说法正确的是（）A.非金属性：ZX WB.原子半径：WXYZC.X可分别与W、Y形成化合物W2X2s Y2X2D.化合物 WZ、YZ
5、均为离子晶体9.下图 a、 b、 c、d依次代表常见的NaChCO2、金刚石、dA.MgO的晶胞结构与NaC糜似，MgO的晶格能小于NaClB.晶体中距离CO2分子最近且等距离的CO2分子有8个C.若金刚石晶胞中1的原子坐标为(OoO),则2的原子坐标为G（八）D.冰晶体中存在氢键，18g水含有4molM键10.下表给出了几种氯化物的熔点和沸点。物质NaClMgCl2AlQ3CCl4熔点801712190-22.6沸点14651412182.776.8关于表中4种氯化物有下列说法:(I)AICI和加热时可升华;(2)CC属于共价化合物;(3)1500OC时NaCl的分子组成可用NaCl表示;(
6、4)AlCU是典型的离子晶体。其中正确的是()A,只有11.萤石(D和(2)B.只有(3)C.只有(1)(2)(3)D全部正确(CaFz)晶体中每个Ca2+8个F-所包围，则每个F-周围最近距离的Ca?+数目为()A.2B.4C.6D.812.KO2的晶体结构与NaCl相似,KO2可以看作是Na+的位置用K+代替,Q-的位置用Oz代替(如图)，晶体中含有的哑铃形Of使晶胞沿一个方向拉长。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列对于KO?晶体的描述正确的是A. 一个KO?晶胞的质量为284gB.KO2的熔点比Rbo2的熔点低C.一个晶胞中含有12个Op.与K+距离最近且相等的01共有413. MgO具有
7、NaCI型晶体结构，其晶胞如图所示，晶胞参数为anm,下列说法正确的是A.熔点：MgONA的代数式表示)。答案和解析1 .【答案】C【解析】K3C6O晶体中有k+和C藉，故有离子键和共价键，但共价键均存在于同种元素C和C之间，为非极性键，A错误；K3C6O晶体为离子晶体，而C60是分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的熔点高，B错误；K3C60晶体中有K+和C北，该晶体熔化时能电离出自由移动的离子，故能导电，C正确；C6o分子中每个碳原子只与周围的3个碳原子相连，C60分子中碳原子采取印2杂化，故D错误。2 .【答案】C【解析】离子半径越小，所带电荷数越多，晶格能越大。离子半径：BrCF,则晶格
8、能：NaFNadNaBnA正确；离子半径：Ba2+Ca2+Mg2+,晶格能：MgOCaOBaO,则硬度：MgOCaOBaO,B正确；离子半径：NaMg2+Al3+,电荷数：Na+Mg2+Al3+,晶格能：NaFMgF2则熔点：NaFMgF2NaCLD正确。3 .【答案】C【解析】由题图可知，晶体中含有Fe2+、Fe3+、CN-等阴、阳离子，该晶体为离子晶体，A项错误；利用均摊法，阴离子最小结构单元中中的个数为4xg/F/+的个数为4XCN-的个数为12Z=3,所以Fa?+、Fe3+CN-的个数比为1：1：6,根据化合物中各元素4正、负化合价代数和为。可知，M的化合价为+1价，B项错误；由上述分
9、析可知，每个最小结构单元平均含有0.5个M+,M+只能位于体心，且每两个阴离子最小结构单元中一个有M+,而另一个无M+,M+的空缺率为50%,C项正确；晶体的化学式可表示为MFe2（CN）6,且M为+1价，D项错误。4 .【答案】D【解析】【分析】本题考查配位数，晶格能，离子晶体的物理性质，常见离子晶体的结构等知识点，解题关键在于熟识相关知识点，并灵活运用，难度中等。【解答】A.离子晶体中的离子配位数由晶体中正负离子的半径比决定，正负离子半径比越大，配位数越大，NaeI晶体小于CSCl晶体中正负离子半径比，所以NaCI晶体中离子配位数为6,而CSel晶体中离子配位数为8,故A不符合题意；B.在
10、Cap?晶体中，Ca2+和F-的电荷绝对值比是2：,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,故B不符合题意：C晶格能越大，物质越稳定，熔点越高，Mgo的晶格能比MgCb大，所以MgO的熔点比MgCk高，故C不符合题意；DMCO3中M2+半径越大，碳酸盐也就越稳定，分解温度越高，故D符合题意。故选D。5 .【答案】A【解析】由于Na+、Mg2+、AP+的半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaRMgF2.AIF3的晶格能依次增大，即熔点依次升高，A项错误;F-、C、Br-的半径依次增大，NaF.NaCKNaBr的晶格能依次减小，B项正确；一般情况下，熔点：共价晶体离子晶体分子晶体，金刚石为共价
11、晶体，NaCl为离子晶体,HzO为分子晶体，C项正确；Mg2+、Ca2+Ba2+的半径依次增大，Mg0、CaO.Bao的晶格能依次减小，即硬度依次减小，D项正确。6 .【答案】A【解析】【分析】本题考查晶胞计算，为高频考点，把握均摊法计算、晶体性质、最近原子的位置为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意选项C为解答的难点，题目难度不大。【解答】A.Z位于晶胞体心，则Z的个数为1,X位于晶胞顶点，则X的个数为8x3=1，Y位于晶胞棱心上，则Y的个数为12x2=3,Z、X、Y原子个数比是1:1:3,所以该晶体的化学式为ZXY3,A项正确；B.该晶体是离子晶体，熔、沸点较高，但有些金属晶体的熔、
12、沸点也很高，如铝的熔点在3000。C以上，因此离子晶体与金属晶体的熔点不能直接比较，B项错误；C.取顶点处任一X,该晶胞中距X的距离最近且相等的Y的个数为3x2=2,该X位于8个晶胞44中，则每个X周围距离最近且相等的Y有6个，C项错误；D.Z处于晶胞体心，X处于晶胞顶点，体心距8个顶点的距离相等且最近，因此每个Z周围距离最近且相等的X有8个，D项错误。故选：Ao7 .【答案】C【解析】【分析】本题考查晶胞计算和配位数，难度不大，解题的关键是要求学生有一定的空间想象能力和对基础知识的灵活运用。【解答】AK+位于晶胞棱心和体心，以体心的K+为参照，则上平面、下平面和正平面且每一个平面有4个K+距
13、离最近，共4X3=12个，故A错误；BK+的半径比Rb+离子半径小，则KO?的晶格能比RbOz晶格能大，即KO2的熔点比RbOz的熔点11j故B错误；C.+位于晶胞棱心和体心，以体心的+为参照，距离相等且最近的02-位于正平面棱心，共有4个，根据题干信息：晶体中含有的哑铃形使晶胞沿一个方向拉长，则不包括上、下平面的0口，故C正确；DK+位于晶胞棱心和体心，数目为12X+1=4,02-位于顶点和面心，数目为8x2+6x2=4,即一个KO?晶胞中摊得的K+和0Z-粒子数均为4个，则每个晶胞中含有N82个KO2，晶胞的质量为符g，故D错误。8 .【答案】C【解析】m是日常生活中常用的调味品，其水溶液
14、电解得到黄绿色气体单质b,则m为氯化钠、为氧气或氢氧化钠、b为氯气、为氢氧化钠或氢气。则W为H元素、X为0元素、Y为Na元素、Z为Cl元素。氧元素的非金属性强于氯元素，A项错误；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，则钠原子的原子半径大于氯原子，B项错误；氧元素和氢元素可以形成共价化合物H2O2,氧元素与钠元素可以形成离子化合物Na2O2,C项正确；氯化氢是共价化合物，属于分子晶体，D项错误。9 .【答案】C【解析】【分析】本题考查晶胞结构的应用，为高频考点，侧重考查学生的观察与空间想象能力，掌握晶格能、均摊法是解题的关键，题目难度一般。【解答】A.离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，
15、晶格能越大，Mgo和NaCl两种晶体中，半径：Mg2+CaO,故A错误；B.由晶胞结构可知，Mg?+占据的是由。2-围成的正八面体的中心，故B正确；C.由晶胞结构可知，与面心的。2-距离最近的。2一共有12个，故C错误；D.利用均摊法，该晶胞中含Mg2+为：12x=+l=4个，含02-为：8x/+6x；4个，则晶胞密度为“初（晶胞）NA=1602U03,故D错误。H晶胞）（a107）3cm303,14 .【答案】C【解析】根据晶格能的定义：将ImOl离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量，可知C项正确.15 .【答案】C【解析】【分析】本题主要考查了离子晶体的晶胞结构分析，为高频考点，会
16、利用均摊法计算晶胞中微粒个数是解本题关键，再结合基本公式解答，难点是晶胞的计算，考查学生空间想象能力和数学运算能力，难度中等。【解答】A.根据均摊法可知，在这个晶胞中阳离子位于棱上和体心，数目=12X2+1=4,阴离子4位于顶点、面心，数目=8X二+6X二=4,故A错误；82B.晶体中，由体心的阳离子看出周围有6个阴离子，每个阴离子周围有6个阳离子，所以晶体中，阴、阳离子的配位数都为6,故B错误；C.根据均摊法可知，在这个晶胞中阴、阳离子的个数都为%阴、阳离子的配位数都为6,可能是NaCI的晶胞，故C正确；D.设阳离子之间最短距离为acm,则晶胞棱长为Oacm，晶胞体积=(7acm)3,晶胞中
17、阴、阳离子的个数都为4,d=箴=悬,a=杀展m，故D错误。16.【答案】(1)8隔XW(2)AgNO3+2NH3-H2O=Ag(NH3)2NO3+2H2O(3)CH3CHO-2e-+3OH-=CH3COO-+2H2O;可能是硝酸银溶液中的NoJ或O2等微粒做氧化剂，其氧化性随酸性减弱而减弱(4)合理，Ag(N%)+Ag+NH3,C(NH3)增大，平衡逆向移动，c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱，未发生银镜反应；或不合理，灰色浑浊中可能有Ag,Ag+得电子未在试管壁析出,所以无法判断。不加乙醛重复实验V中的操作，试管壁出现银镜；或将氨通入含NaOH的潮湿AgzO固体，水浴加热后出现银镜。【解析】
18、【分析】本题考查物质结构、原电池反应原理探究、氧化还原反应的原理，难度中等，涉及电极式的书写、氧化还原反应规律、配位数、晶胞计算等知识点，注意日常学习中的积累，有利于培养学构建思维导图，化学学科素养的培养。【解答】(1)结合图片，体心的NH：等距离且最近的C有8个；dg113_(岁则晶胞参数a=107nm(2)在洁净的试管中加入ImL2%AgNo3溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水，使最初产生的沉淀溶解，制得银氨溶液；AgNO3和氨水生成Ag(NH3)2NO3,生成Ag(NH3)2NO3的化学方程式为：AgNO3+2NH3-H2O=Ag(NH3)2NO3+2H2O(3)甲同学查阅资料：银镜
19、反应时，Ag+被还原成Ag;C%CH。发生氧化反应，由于反应在碱性条件下进行，则CH3CHO被氧化成CH3C-,电极反应式为：CH3CHO-2e-+3OH-=CH3COO-+2H20AgNo3属于强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性，AgNo3溶液中的NoJ以及溶解的。2等微粒也具有氧化性，也可能将做氧化剂将乙醛氧化，实验HI中向左侧烧杯中滴加氨水，随着溶液酸性的减弱，这些微粒的氧化性也会减弱，从而使得指针的偏转幅度减小，不能证明“随c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱”，故答案为：可能是硝酸银溶液中的NoJ或O2等微粒做氧化剂，其氧化性随酸性减弱而减弱(4)由于溶液中存在平衡：Ag(N%)+=Ag+NH
20、3,实验IV向银氨溶液中滴加浓氨水，C(NH3尚大，上述平衡逆向移动，c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱，故未发生银镜反应；但实验IV的现象中溶液略显灰色，该灰色浑浊中可能有Ag,正一价的银得电子未在试管壁析出，故也可能无法判断，故答案为：合理，Ag(NH3)+=Ag+NH3,c(NH3谓大，平衡逆向移动，c(Ag+)降低，Ag+氧化性减弱，未发生银镜反应；或不合理，灰色浑浊中可能有Ag,正一价的银得电子未在试管壁析出，所以无法判断；实验V中“立即出现银镜的原因”，提出假设：随C(OH-)增大，可能是蒲也参与了还原扁,要检验该假设成立，可采用对比实验，实验方案及现象为：不加乙醛重复实验V中的操
21、作，试管壁出现银镜或将氨通入含NaOH的潮湿AgzO固体结合题给资料ii)，水浴加热后出现银镜，故答案为：不加乙醛重复实验V中的操作，试管壁出现银镜或将氨通入含NaOH的潮湿Ag2。固体，水浴加热后出现银镜；17.【答案】(1),：.4Na(2) sp30,H2S+Cu2+=CuSl+2H+(3) 直线形.N480(a10-z)iNA【解析】【分析】X和足量稀硫酸反应生成淡黄色固体为单质，物质的量为0.05mol,得到浅绿色溶液中含FeSO4,无色气体E为H2S,生成黑色固体为CuS,物质的量为0.05mol,根据原子守恒原子共0.1mol,Fe原子物质的量竺之喀等=OQ5mol,所以X的化学
22、式为FeS2。vmnl4【小问1详解】FeSz中阴离子为S厂，硫元素化合价为一1，其电子式为：，阳离子FM+的价电子排布式3d6,单电子有4个，ImoB中阳离子F/+中的单电子数为4必，答案：S：S：f-；4Na;【小问2详解】E分子H?S中，中心原子的孤电子对数为2,0键数为2,所以中心原子的杂化方式为sp3,H2S与CIlSo4溶液生成F的离子方程式为H2S+CM+=CuS1+2H+，答案：sp3;H2S+Cu2+=CuSi+2H+;【小问3详解】SCN-中心原子为C)形成。键为2,孤电子对数为i(4+l-l2-13)=0，C点杂化为sp,SCN-的空间结构为直线形，三种元素中第一电离能最
23、大的是N,答案：直线形；N；【小问4详解】FeS2的一种晶体结构与NaCl相似，已知其晶胞边长为anm,晶胞体积为(aXl(117)3cm3,一个晶胞中含有6+8i=4个FM+,含有4个S厂，则其密度为P=MN_120X4_480较受480VN-(a10-)5NA(a107)3N，口茶：(aX10-/)JNA18.【答案】(I)3d54s15(2)C(3)正四面体形(4)6：离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高(5)Ni的原子半径越小，价电子数越多，金属键较强；X射线衍射法4.44X10(6)q【解析】【分析】本题考查物质结构与性质，难度中等，解题关键是理解物质结构与性质的概
24、念、原理与规律。【解答】(I)Cr为24号元素，基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1，排布时能量最高的电子所占能级为3d,d轨道有5个伸展方向。(2)ANi2+在形成配合物时其配位数可以为4、6,故A错误；B.NH3的空间构型为三角锥形，故B错误；CCO与CN-互为等电子体，Co分子内C和O成三键，故o键和Tl键的个数比为1：2,故C正确；DNi(C0)4为正四面体构型，银原子为sp3杂化，但Ni(CN2-为正方形构型，银原子不为sp3杂化，故D错误。(3)Croj-与SO：-、PO/互为等电子体，SO/、P0：均为正四面体形，故CrOT的空间构型为正四面体形。(4)NiO的晶体结构类型与
25、氯化钠相同，根据氯化钠晶体中阴阳离子的配位键均为6,则NiO晶胞中Ni2+的配位数为6。NiO.NaCl均为离子晶体，根据离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，故Nio的熔点比NaCl高。(5)Ni与Ca均为金属晶体，Ni的原子半径越小，价电子数越多，金属键较强，故金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高。区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为X射线衍射法。(6)该晶胞中Ni的个数为4x/+4x/+2x/2xA2,Cr的个数为2,晶胞的质量为丝箸名却晶胞体积为a1010cmX享aX101cmc1010cm=a2c10-30cm3故晶体密度为22(52+59)2/凡2ctn-3
26、E134.441032n3g(ac10WCmS)=中函gcm19.【答案】(l)3dS4s%5(2)C(3)正四面体形(4)6：离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高(5)Ni的原子半径较小，价电子数较多，金属键较强；X射线衍射法4.44XIO32【解析】【分析】本题综合考查物质结构与性质，难度中等，解题关键是理解物质结构与性质的概念、原理与规律。【解答】(I)Cr为24号元素，基态Cr原子的价电子排布式为3d54si,排布时能量最高的电子所占能级为3d，d轨道有5个伸展方向。(2)A由Ni(NH3)62+可知，Ni?+在形成配合物时其配位数可以为6,故A错误；B.NH3的空间
27、构型为三角锥形，故B错误；CCO与CN-、电互为等电子体，CO分子内C和O成三键，故键和Tr键的个数比为1：2,故C正确；DNi(CC)R为正四面体构型，银原子为sp3杂化，但Ni(CN2-为正方形构型，银离子不为sp3杂化，故D错误，故选C。(3)CrOr与S0P0广互为等电子体，S0P0：均为正四面体形结构，故Cr0：一的空间构型为正四面体形。(4)NiO的晶体结构类型与氯化钠相同，根据氯化钠晶体中阴阳离子的配位数均为6,则Nio晶胞中Ni2+的配位数为6；NiO、NaCl均为离子晶体，影响离子晶体熔点的因素有离子半径和离子所带电荷数，离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，故NiO的熔点比NaCI高。(5)Ni与Ca均为金属晶体，Ni的原子半径较小，价电子数较多，金属键较强，故金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高；根据晶体和非晶体的差异，区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为X射线衍射法。(6)该晶胞中Ni的个数为4x3+4xU+2xU+2x=2,Cr的个数为2,晶胞的质量为0q)x2晶胞体积为nAapmXapmXsin60ocpm=a1010cmxIoT%mc10-10cm=-a2cIO-30cm3,故晶体密度为曹N?g+(*a?c1030cm3)=:篆等疝-，
