专题3 第二单元 离子键 离子晶体(课件 学案 练习,共3份)苏教版(2019)选择性必修2

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专题3 第二单元 离子键 离子晶体(课件 学案 练习,共3份)苏教版(2019)选择性必修2

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第二单元 离子键 离子晶体
学习目标 1.能描述离子键的成键特征及其本质,能根据晶格能大小解释和预测同类型离子化合物的某些性质。
2.能描述常见类型的离子化合物的晶体结构。3.能运用模型和有关理论解释不同类型离子化合物的晶胞构成。
一、离子键
离子键的形成和特征
概念 ____________之间存在的强烈的相互作用称为离子键
本质
形成过程 INCLUDEPICTURE"T25.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\T25.TIF" \* MERGEFORMATINET
形成条件 一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7这一条件,即活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间通常能形成离子键
特征 没有________和____________。因此,以离子键结合的化合物倾向于使每个离子周围尽可能多地排列带相反电荷的离子,从而达到稳定结构
存在 存在离子化合物中,如大多数盐、强碱、活泼金属氧化物(过氧化物如Na2O2)等
1.具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是(  )
A.1s22s22p2 B.1s22s22p5
C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s1
2.下列关于离子键的说法错误的是(  )
A.离子键没有方向性和饱和性
B.非金属元素组成的物质也可以含离子键
C.形成离子键时离子间的静电作用包括静电引力和静电斥力
D.因为离子键无饱和性,故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子
【题后归纳】
(1)金属元素与非金属元素形成的化学键有可能是共价键,如AlCl3。
(2)完全由非金属元素形成的化合物中有可能含离子键,如NH4Cl、NH4H。
(3)离子键不具有饱和性是相对的,每种离子化合物的组成和结构是一定的,而不是任意的。
二、离子晶体
1.离子晶体
(1)概念:阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。
(2)构成微粒:____________和____________。
(3)相互作用:阴、阳离子以离子键结合。
(4)性质:一般熔点较______________,硬度较________。不导电,但________或__________后能导电。
2.晶格能(U)
(1)概念:拆开____________离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所____________的能量。
(2)对离子晶体性质的影响:晶格能越大,离子键越牢固,晶体的熔点________,硬度________,稳定性越强。
(3)影响因素
3.离子晶体的性质
性质 规律及原因解释
熔、沸点 离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。离子晶体中有较强的离子键,熔化或汽化时需消耗较多的能量。且同种类型的离子晶体,离子半径越小,离子键越强,熔、沸点越高
硬度 硬而脆;离子晶体表现出较高的硬度。但当晶体受到冲击力作用时,部分离子键发生断裂,导致晶体破碎
导电性 固态不导电,但熔融或溶于水后能导电;离子晶体中,阴、阳离子不能自由移动,离子晶体不导电。当升高温度或溶于水时,变成自由移动的离子,在外加电场的作用下,离子定向移动而导电
溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中,难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中
延展性 离子晶体无延展性;离子晶体中阴、阳离子交替出现,层与层之间如果滑动,同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定
4.离子晶体的判断
(1)利用物质的分类
大多数盐(包括铵盐),强碱,活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2),氢化物(如NaH)、硫化物等都是离子晶体。
(2)利用元素的性质和种类
①利用电负性:如成键元素的电负性差值大于1.7的物质;
②利用元素周期表中位置:活泼金属元素(如ⅠA、ⅡA族元素等)与活泼非金属元素(如ⅥA、ⅦA族元素等)组成的化合物。
(3)利用物质的性质
离子晶体一般具有较高的熔、沸点,难挥发,硬而脆;固体不导电,但熔融或溶于水时能导电,大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。
1.能说明某晶体属于离子晶体的是(  )
A.一定溶于水
B.固态不导电,水溶液能导电
C.有较高的熔点
D.固态不导电,熔融时能导电
2.下列性质适合于离子晶体的是(  )
A.熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电
B.熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电
C.能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃
D.熔点97.81 ℃,质软,导电,密度0.97 g·cm-3
3.MgO、Rb2O、CaO、BaO四种离子晶体的熔点高低顺序正确的是(  )
A.MgO>Rb2O>BaO>CaO
B.MgO>CaO>BaO>Rb2O
C.CaO>BaO>MgO>Rb2O
D.CaO>BaO>Rb2O>MgO
三、离子晶体的结构
互动探究
下面分别是NaCl和CsCl离子晶体的晶胞结构:
【问题讨论】
1.NaCl晶体中,Cl-的配位数是多少?距Na+最近的Cl-形成的几何构型是什么?每个NaCl晶胞中平均占有几个Na+和Cl-?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
2.CsCl晶体中,Cs+的配位数是多少?每个CsCl晶胞中平均占有几个Cs+和Cl-?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
3.影响离子晶体配位数的因素有哪些?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________ 【探究归纳】
1.离子晶体的结构特点
(1)离子晶体微粒之间的作用力是离子键,由于离子键没有方向性和饱和性,故离子晶体一般采取密堆积方式。
(2)离子晶体中存在的微粒是阳离子和阴离子,离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比,而不是表示其分子组成。
(3)离子晶体中,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强。
2.典型离子晶体的结构
晶体类型 晶胞示意图 结构特点
NaCl型(Li、Na、K和Rb的卤化物,CaO、MgO等) INCLUDEPICTURE"T26.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024(春)化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\T26.TIF" \* MERGEFORMATINET ①Na+、Cl-的配位数均为6②每个Na+(Cl-)周围紧邻(距离最近且相等)的Cl-(Na+)构成正八面体③每个Na+(Cl-)周围紧邻的Na+(Cl-)有12个④每个晶胞中含4个Na+、4个Cl-
CsCl型(CsBr、CsI、NH4Cl等) INCLUDEPICTURE"T27.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024(春)化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\T27.TIF" \* MERGEFORMATINET ①Cs+、Cl-的配位数均为8②每个Cs+(Cl-)周围紧邻的Cl-(Cs+)构成正六面体③每个Cs+(Cl-)周围紧邻的Cs+(Cl-)有6个④每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-
ZnS型(BeO、BeS等) INCLUDEPICTURE"T28.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024(春)化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\T28.TIF" \* MERGEFORMATINET ①Zn2+、S2-的配位数均为4②每个Zn2+(S2-)周围紧邻的S2-(Zn2+)构成正四面体③每个晶胞中有4个S2-、4个Zn2+④Zn2+与S2-之间的最短距离为晶胞体对角线长的
CaF2型(BaF2、PbF2、CeO2等) INCLUDEPICTURE"T29.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024(春)化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\T29.TIF" \* MERGEFORMATINET ①Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,二者的配位数之比等于二者电荷绝对值之比②每个F-周围紧邻的4个Ca2+构成正四面体,每个Ca2+周围紧邻的8个F-构成立方体③每个晶胞中有4个Ca2+、8个F-④Ca2+与F-之间的最短距离为晶胞体对角线长的
1.萤石(CaF2)晶体属于立方晶系,萤石中每个Ca2+被8个F-所包围,则每个F-周围距离最近的Ca2+数目为(  )
A.2 B.4
C.6 D.8
2.如图所示,在氯化钠晶胞中,与每个Na+等距离且最近的几个Cl-所围成的空间结构为(  )
INCLUDEPICTURE"S76.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S76.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.十二面体 B.正八面体
C.正六面体 D.正四面体
3.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是(  )
INCLUDEPICTURE"S77.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S77.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.该晶体属于离子晶体
B.该晶胞中Zn2+和S2-数目比不是1∶1
C.阳离子的配位数为6
D.氧化锌的熔点低于硫化锌
1.(2024·合肥四校高二联考)下列物质中,只含有离子键的是(  )
A.H2O B.CO2
C.MgCl2 D.KOH
2.具有下列外围电子排布式的基态原子中,能形成AB2型离子化合物的是(  )
A.2s22p2与2s22p4 B.3s23p4与2s22p4
C.3s2与2s22p5 D.3s2与3s23p1
3.如图所示是从NaCl或CsCl的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.图(1)和(3) B.图(2)和(3)
C.图(1)和(4) D.只有图(4)
4.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型的离子晶体
B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同
C.NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8
D.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体,所以阳离子与阴离子的半径比相同
5.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的,试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因:
A组物质 NaCl KCl CsCl
熔点/K 1 074 1 049 918
B组物质 Na Mg Al
熔点/K 370 922 933
(1)A组物质是________晶体,晶体微粒之间通过__________________________________________相连,离子键由强到弱的顺序为
_____________________________________________________________________。
(2)B组物质是________晶体,外围电子数由少到多的顺序是________,微粒粒子半径由大到小的顺序是________,金属键强度由大到小的顺序为________。
第二单元 离子键 离子晶体
一、阴、阳离子 静电引力 静电斥力 方向性 饱和性
对点训练
1.A [形成离子键的元素为活泼金属元素与活泼非金属元素,A为C元素,B为F元素,C为Mg元素,D为Na元素,则只有A项碳元素既难失电子,又难得电子,不易形成离子键。]
2.D [活泼金属和活泼非金属元素原子间易形成离子键,但由非金属元素组成的物质也可含离子键,如铵盐,B项正确;离子键无饱和性,体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带异性电荷的离子,但也不是任意多的,因为这个数目还要受两种离子的半径比(即空间条件是否允许)和个数比的影响,D项错误。]
二、1.(2)阴离子 阳离子 (4)高 大 熔化 溶于水
2.(1)1 mol 吸收 (2)越高 越大 (3)越多 越小
对点训练
1.D [离子晶体在固态时不导电,在水溶液里或熔融后可以导电,但并非所有的离子晶体都易溶于水,如BaSO4。在水溶液里能导电的化合物不一定是离子晶体,如H2SO4。故判断一种晶体是否为离子晶体的方法大多看它在固态时不导电,熔融状态下能导电。]
2.A [离子晶体在液态(即熔融态)导电,B项错误;CS2是非极性溶剂,根据“相似相溶规则”,C项错误;由于离子晶体质硬易碎,且固态不导电,D项错误。]
3.B [四种离子晶体所含阴离子相同,所含阳离子不同。对Mg2+、Rb+、Ca2+、Ba2+进行比较,Rb+所带电荷数少,其与O2-形成的离子键最弱,故Rb2O的熔点最低。对Mg2+、Ca2+、Ba2+进行比较,它们所带电荷一样多,半径:Mg2+<Ca2+<Ba2+,与O2-形成的离子键由强到弱的顺序是MgO>CaO>BaO,相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO>CaO>BaO。]
三、
问题讨论
1.提示 Cl-的配位数是6;距Na+最近的Cl-形成正八面体结构;每个晶胞中平均占有4个Na+和4个Cl-。
2.提示 Cs+的配位数是8;每个晶胞中平均占有1个Cs+和1个Cl-。
3.提示 (1)离子半径因素:的值不同,晶体中离子的配位数不同,其晶体结构不同。数值越大,离子的配位数越多。
(2)电荷因素:AB型离子晶体的阴、阳离子的配位数相等;ABn型离子晶体的A、B离子的配位数比值为n∶1。
对点训练
1.B
2.B [处在中心位置上的Na+被6个等距离且最近的Cl-包围,将6个Cl-相连,得到的空间结构为正八面体。]
3.A [A项,该晶体含活泼金属元素Zn,则该晶体属于离子晶体,正确;B项,从晶胞图分析,属于该晶胞的Zn2+数目为8×+6×=4,S2-数目也为4,所以化合物中Zn2+与S2-个数之比为1∶1,Zn2+与S2-的数目相等,错误;C项,在ZnS晶胞中,Zn2+的配位数为4,错误;D项,ZnO和ZnS中,r(O2-)小于r(S2-),所带的电荷数又相等,所以ZnO的熔点高于ZnS,错误。]
课堂达标训练
1.C [H2O、CO2中只有共价键,MgCl2中只有离子键,KOH中既有离子键又有共价键。H2O、CO2中只有共价键,MgCl2中只有离子键,KOH中既有离子键又有共价键,只含有离子键的是MgCl2。]
2.C
3.C [NaCl晶体中,每个Na+周围最邻近的Cl-有6个,构成正八面体,同理,每个Cl-周围最邻近的6个Na+也构成正八面体,由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图,C项正确。]
4.D [NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体,阴、阳离子个数之比都为1∶1,则都属于AB型的离子晶体,故A、B正确;结合题图可知,NaCl为面心立方结构,钠离子的配位数为6,CsCl为体心立方结构,铯离子的配位数为8,故C正确;NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体,但钠离子半径小于铯离子半径,则NaCl的阳离子与阴离子的半径比小于CsCl的,故D错误。]
5.(1)离子 离子键 NaCl>KCl>CsCl
(2)金属 NaMg>Al Al>Mg>Na
解析 (1)A组物质为离子晶体,离子之间通过离子键相结合。(2)B组物质为金属晶体,是由金属键结合而成的,外围电子数排列顺序:NaMg>Al。(共69张PPT)
第二单元 离子键 离子晶体
专题3 微粒间作用力与物质性质
1.能描述离子键的成键特征及其本质,能根据晶格能大小解释和预测同类型离子化合物的某些性质。
2.能描述常见类型的离子化合物的晶体结构。
3.能运用模型和有关理论解释不同类型离子化合物的晶胞构成。
学习目标
一、离子键
二、离子晶体


CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
三、离子晶体的结构
一、离子键
对点训练
离子键的形成和特征
阴、阳离子
静电引力
静电斥力
形成 过程
形成条件 一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7这一条件,即活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间通常能形成离子键
特征 没有________和________。因此,以离子键结合的化合物倾向于使每个离子周围尽可能多地排列带相反电荷的离子,从而达到稳定结构
存在 存在离子化合物中,如大多数盐、强碱、活泼金属氧化物(过氧化物如Na2O2)等
方向性
饱和性
1.具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是(  )
A.1s22s22p2 B.1s22s22p5
C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s1
解析 形成离子键的元素为活泼金属元素与活泼非金属元素,A为C元素,B为F元素,C为Mg元素,D为Na元素,则只有A项碳元素既难失电子,又难得电子,不易形成离子键。
A
2.下列关于离子键的说法错误的是(  )
A.离子键没有方向性和饱和性
B.非金属元素组成的物质也可以含离子键
C.形成离子键时离子间的静电作用包括静电引力和静电斥力
D.因为离子键无饱和性,故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子
解析 活泼金属和活泼非金属元素原子间易形成离子键,但由非金属元素组成的物质也可含离子键,如铵盐,B项正确;离子键无饱和性,体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带异性电荷的离子,但也不是任意多的,因为这个数目还要受两种离子的半径比(即空间条件是否允许)和个数比的影响,D项错误。
D
【题后归纳】
(1)金属元素与非金属元素形成的化学键有可能是共价键,如AlCl3。
(2)完全由非金属元素形成的化合物中有可能含离子键,如NH4Cl、NH4H。
(3)离子键不具有饱和性是相对的,每种离子化合物的组成和结构是一定的,而不是任意的。
二、离子晶体
对点训练
1.离子晶体
(1)概念:阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。
(2)构成微粒:________和________。
(3)相互作用:阴、阳离子以离子键结合。
(4)性质:一般熔点较____,硬度较____。不导电,但______或________后能导电。
阴离子
阳离子


熔化
溶于水
2.晶格能(U)
(1)概念:拆开__________离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所______的能量。
(2)对离子晶体性质的影响:晶格能越大,离子键越牢固,晶体的熔点______,硬度______,稳定性越强。
1 mol
吸收
越高
越大
(3)影响因素
越多
越小
3.离子晶体的性质
性质 规律及原因解释
熔、沸点 离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。离子晶体中有较强的离子键,熔化或汽化时需消耗较多的能量。且同种类型的离子晶体,离子半径越小,离子键越强,熔、沸点越高
硬度 硬而脆;离子晶体表现出较高的硬度。但当晶体受到冲击力作用时,部分离子键发生断裂,导致晶体破碎
导电性 固态不导电,但熔融或溶于水后能导电;离子晶体中,阴、阳离子不能自由移动,离子晶体不导电。当升高温度或溶于水时,变成自由移动的离子,在外加电场的作用下,离子定向移动而导电
溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中,难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中
延展性 离子晶体无延展性;离子晶体中阴、阳离子交替出现,层与层之间如果滑动,同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定
4.离子晶体的判断
(1)利用物质的分类
大多数盐(包括铵盐),强碱,活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2),氢化物(如NaH)、硫化物等都是离子晶体。
(2)利用元素的性质和种类
①利用电负性:如成键元素的电负性差值大于1.7的物质;
②利用元素周期表中位置:活泼金属元素(如ⅠA、ⅡA族元素等)与活泼非金属元素(如ⅥA、ⅦA族元素等)组成的化合物。
(3)利用物质的性质
离子晶体一般具有较高的熔、沸点,难挥发,硬而脆;固体不导电,但熔融或溶于水时能导电,大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。
1.能说明某晶体属于离子晶体的是(  )
A.一定溶于水
B.固态不导电,水溶液能导电
C.有较高的熔点
D.固态不导电,熔融时能导电
解析 离子晶体在固态时不导电,在水溶液里或熔融后可以导电,但并非所有的离子晶体都易溶于水,如BaSO4。在水溶液里能导电的化合物不一定是离子晶体,如H2SO4。故判断一种晶体是否为离子晶体的方法大多看它在固态时不导电,熔融状态下能导电。
D
2.下列性质适合于离子晶体的是(  )
A.熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电
B.熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电
C.能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃
D.熔点97.81 ℃,质软,导电,密度0.97 g·cm-3
解析 离子晶体在液态(即熔融态)导电,B项错误;CS2是非极性溶剂,根据“相似相溶规则”,C项错误;由于离子晶体质硬易碎,且固态不导电,D项错误。
A
3.MgO、Rb2O、CaO、BaO四种离子晶体的熔点高低顺序正确的是(  )
A.MgO>Rb2O>BaO>CaO
B.MgO>CaO>BaO>Rb2O
C.CaO>BaO>MgO>Rb2O
D.CaO>BaO>Rb2O>MgO
解析 四种离子晶体所含阴离子相同,所含阳离子不同。对Mg2+、Rb+、Ca2+、Ba2+进行比较,Rb+所带电荷数少,其与O2-形成的离子键最弱,故Rb2O的熔点最低。对Mg2+、Ca2+、Ba2+进行比较,它们所带电荷一样多,半径:Mg2+<Ca2+<Ba2+,与O2-形成的离子键由强到弱的顺序是MgO>CaO>BaO,相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO>CaO>BaO。
B
三、离子晶体的结构
对点训练
互动探究
下面分别是NaCl和CsCl离子晶体的晶胞结构:
【问题讨论】
1.NaCl晶体中,Cl-的配位数是多少?距Na+最近的Cl-形成的几何构型是什么?每个NaCl晶胞中平均占有几个Na+和Cl-?
提示 Cl-的配位数是6;距Na+最近的Cl-形成正八面体结构;每个晶胞中平均占有4个Na+和4个Cl-。
2.CsCl晶体中,Cs+的配位数是多少?每个CsCl晶胞中平均占有几个Cs+和Cl-?
提示 Cs+的配位数是8;每个晶胞中平均占有1个Cs+和1个Cl-。
3.影响离子晶体配位数的因素有哪些?
【探究归纳】
1.离子晶体的结构特点
(1)离子晶体微粒之间的作用力是离子键,由于离子键没有方向性和饱和性,故离子晶体一般采取密堆积方式。
(2)离子晶体中存在的微粒是阳离子和阴离子,离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比,而不是表示其分子组成。
(3)离子晶体中,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强。
2.典型离子晶体的结构
晶体类型 晶胞示意图 结构特点
NaCl型(Li、Na、K和Rb的卤化物,CaO、MgO等) ①Na+、Cl-的配位数均为6
②每个Na+(Cl-)周围紧邻(距离最近且相等)的Cl-(Na+)构成正八面体
③每个Na+(Cl-)周围紧邻的Na+(Cl-)有12个
④每个晶胞中含4个Na+、4个Cl-
1.萤石(CaF2)晶体属于立方晶系,萤石中每个Ca2+被8个F-所包围,则每个F-周围距离最近的Ca2+数目为(  )
A.2 B.4 C.6 D.8
B
2.如图所示,在氯化钠晶胞中,与每个Na+等距离且最近的几个Cl-所围成的空间结构为(  )
B
A.十二面体 B.正八面体
C.正六面体 D.正四面体
解析 处在中心位置上的Na+被6个等距离且最近的Cl-包围,
将6个Cl-相连,得到的空间结构为正八面体。
3.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是(  )
A
A.该晶体属于离子晶体
B.该晶胞中Zn2+和S2-数目比不是1∶1
C.阳离子的配位数为6
D.氧化锌的熔点低于硫化锌
1.(2024·合肥四校高二联考)下列物质中,只含有离子键的是(  )
A.H2O B.CO2
C.MgCl2 D.KOH
解析 H2O、CO2中只有共价键,MgCl2中只有离子键,KOH中既有离子键又有共价键。H2O、CO2中只有共价键,MgCl2中只有离子键,KOH中既有离子键又有共价键,只含有离子键的是MgCl2。
C
2.具有下列外围电子排布式的基态原子中,能形成AB2型离子化合物的是(  )
A.2s22p2与2s22p4 B.3s23p4与2s22p4
C.3s2与2s22p5 D.3s2与3s23p1
C
3.如图所示是从NaCl或CsCl的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(  )
C
A.图(1)和(3) B.图(2)和(3) C.图(1)和(4) D.只有图(4)
解析 NaCl晶体中,每个Na+周围最邻近的Cl-有6个,构成正八面体,同理,每个Cl-周围最邻近的6个Na+也构成正八面体,由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图,C项正确。
4.如图为NaCl和CsCl的晶体结构,下列说法错误的是(  )
D
A.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同
C.NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8
D.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体,所以阳离子与阴离子的半径比相同
5.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的,试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因:
A组物质 NaCl KCl CsCl
熔点/K 1 074 1 049 918
B组物质 Na Mg Al
熔点/K 370 922 933
(1)A组物质是________晶体,晶体微粒之间通过___________相连,离子键由强到弱的顺序为__________________。
离子
离子键
NaCl>KCl>CsCl
解析 A组物质为离子晶体,离子之间通过离子键相结合。
(2)B组物质是________晶体,外围电子数由少到多的顺序是_________________,微粒粒子半径由大到小的顺序是____________,金属键强度由大到小的顺序为______________。
金属
NaNa>Mg>Al
Al>Mg>Na
解析 B组物质为金属晶体,是由金属键结合而成的,外围电子数排列顺序:NaMg>Al。
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意
1.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
B
解析 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。
2.(2023·通化梅河口五中高二期末)下列有关离子晶体的说法正确的是(  )
A.离子晶体中一定含有金属元素,含有金属元素的化合物一定是离子晶体
B.离子键只存在于离子晶体中,离子晶体中一定含有离子键
C.离子晶体中不可能含有共价键
D.离子晶体受热熔化破坏化学键,吸收热量,属于化学变化
解析 离子晶体中不一定含有金属元素,含有金属元素的化合物不一定是离子晶体,A错误;含有离子键的化合物一定是离子晶体,离子晶体中可能含有共价键,B正确、C错误;离子晶体受热熔化时,虽然离子键被破坏,但没有生成新物质,不属于化学变化,如氯化钠晶体熔化,D错误。
B
3.离子晶体一般不具有的特征是(  )
A.熔点较高,硬度较大
B.易溶于水而难溶于有机溶剂
C.固体时不能导电
D.离子间距离较大,其密度较大
解析 离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性,这些特性包括A、B、C项所述;离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积方式等。
D
4.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(  )
A.熔点:NaF>MgF2>AlF3
B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2
D.硬度:MgO>CaO>BaO
A
解析 掌握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的关键。r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),Na+、Mg2+、Al3+所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,熔点依次升高;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中离子键依次减弱,晶格能依次减小,硬度依次减小。
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
D
解析 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,故若P是NaCl,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。
6.①NaF、②NaI、③MgO均为离子化合物,根据表中数据,推知这三种化合物的熔点高低顺序是(  )
B
物质 ① ② ③
离子电荷数 1 1 2
键长(10-10 m) 2.31 3.18 2.10
A.①>②>③ B.③>①>② C.③>②>① D.②>①>③
解析 离子化合物的熔点高低主要取决于离子键的强弱(或晶格能的大小),而离子键的强弱(或晶格能的大小)与离子所带的电荷数成正比,与离子间距离成反比。
7.氟在自然界中常以CaF2的形式存在,CaF2的晶胞结构如图所示。下列有关说法不正确的是(  )
C
A.灰色小球代表Ca2+
B.CaF2晶体中与每个Ca2+距离相等且最近的F-有8个
C.阴、阳离子个数比为2∶1的物质,均与CaF2晶体结构相同
D.CaF2中的化学键为离子键,CaF2在熔融状态下能导电
8.高温下,超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构(与NaCl晶体结构相似)。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。则有关下列说法不正确的是(  )
C
C
10.元素X的+1价离子X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与
N3-形成的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(  )
D
A.X元素的原子序数是29
B.X的晶体具有良好的导电性、导热性和延展性
C.X+是图中的黑球
D.该晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶3
11.根据表格数据回答下列有关问题:
(1)已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示:
离子化合物 NaBr NaCl MgO
离子的核间距/pm 290 276 205
晶格能/(kJ·mol-1) 787 3 890
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________。

NaBr比NaCl的离子核间距大
氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数的绝对值大,并且离子的核间距小
MgO
(2)Cu2O的熔点比Cu2S的________(填“高”或“低”),请解释原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________________。

O2-的半径小于S2-的半径, Cu2O的离子键强于Cu2S的离子键,所以Cu2O的熔点比Cu2S的高
(1)每个晶胞中含A的数目为________个,含B的数目为
________个。
(2)若A的核外电子排布与Ar的相同,B的核外电子排布
与Ne的相同,则该离子化合物的化学式为________。
4
8
CaF2
(3)该离子晶体中阳离子的配位数为_______,阴离子的配位数为________。
8
4
解析 每个顶点上的A与8个晶胞中的8个B配位,1个B与1个顶点、3个面心的A配位。
B级 素养培优练
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熔点较高的是Cu2O
D.Cu2O的晶胞中Cu+的配位数是2
B
14.如图是CsCl晶体的晶胞结构,已知晶体中两个最近的Cs+核间距为a cm,氯化铯的相对分子质量为M,NA为阿伏加德罗常数的值,则CsCl晶体的密度为(  )
C
15.(2023·重庆八中高二月考)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂,其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示,晶胞边长为a pm。晶胞中Zr4+离子的个数为_______,该晶体密度为d g·cm-3,则阿伏加德
罗常数可表示为___________________________。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂,化学式可表示为ZnxZr1-xOy,则y=____________(用x表达)。
4
2-x
16.科学家通过X射线探明,KCl、MgO、CaO、NiO、FeO、CaC2的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。
(1)某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中错误:
_____________________________________________________________________。
空心球应为O2-,实心球应为Mg2+;8号空心球应改为实心球
解析 Mg2+和O2-的半径是O2->Mg2+,故空心球应为O2-,实心球应为Mg2+;图中应该黑白球交替出现,故8号球应为实心球。
(2)MgO是优良的耐高温材料, MgO的熔点比CaO的高,其原因是______________________________________。
Mg2+半径比Ca2+小,MgO的晶格能大
解析 MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高。
(3)已知CaO晶体密度为a g·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的
值,则CaO晶胞体积为________cm3。
4作业8 离子键 离子晶体
(分值:70分)
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意(1~10题,每题4分,共40分)
1.下列叙述正确的是 (  )
带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
金属元素和非金属元素化合时不一定形成离子键
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
非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键
2.(2023·通化梅河口五中高二期末)下列有关离子晶体的说法正确的是 (  )
离子晶体中一定含有金属元素,含有金属元素的化合物一定是离子晶体
离子键只存在于离子晶体中,离子晶体中一定含有离子键
离子晶体中不可能含有共价键
离子晶体受热熔化破坏化学键,吸收热量,属于化学变化
3.离子晶体一般不具有的特征是 (  )
熔点较高,硬度较大
易溶于水而难溶于有机溶剂
固体时不能导电
离子间距离较大,其密度较大
4.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 (  )
熔点:NaF>MgF2>AlF3
晶格能:NaF>NaCl>NaBr
阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2
硬度:MgO>CaO>BaO
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 (  )
Q的熔点比P的高
若P是NaCl,则Q一定是NaF
Q中成键离子核间距比P的小
若P是NaCl,则Q可能是NaBr
6.①NaF、②NaI、③MgO均为离子化合物,根据表中数据,推知这三种化合物的熔点高低顺序是 (  )
物质 ① ② ③
离子电荷数 1 1 2
键长(10-10 m) 2.31 3.18 2.10
①>②>③ ③>①>②
③>②>① ②>①>③
7.氟在自然界中常以CaF2的形式存在,CaF2的晶胞结构如图所示。下列有关说法不正确的是 (  )
灰色小球代表Ca2+
CaF2晶体中与每个Ca2+距离相等且最近的F-有8个
阴、阳离子个数比为2∶1的物质,均与CaF2晶体结构相同
CaF2中的化学键为离子键,CaF2在熔融状态下能导电
8.高温下,超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构(与NaCl晶体结构相似)。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。则有关下列说法不正确的是 (  )
KO2中既存在离子键也存在共价键
一个KO2晶胞中摊得的K+和粒子数均为4个
晶体中与每个K+距离最近的有8个
与K+距离相等且最近的K+有12个
9.某离子晶体DxEC6的晶胞结构如图所示,阳离子D+位于晶胞棱的中点和晶胞内部,阴离子E位于晶胞的顶点和面心。则DxEC6中x的值为 (  )
1 2
3 4
10.元素X的+1价离子X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 (  )
X元素的原子序数是29
X的晶体具有良好的导电性、导热性和延展性
X+是图中的黑球
该晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶3
11.(7分)根据表格数据回答下列有关问题:
(1)(4分)已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示:
离子化合物 NaBr NaCl MgO
离子的核间距/pm 290 276 205
晶格能/(kJ·mol-1) 787 3 890
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)(3分)Cu2O的熔点比Cu2S的    (1分)(填“高”或“低”),请解释原因:                            (2分)。
12.(5分)一种离子晶体的晶胞结构如图所示。其中阳离子A用表示,阴离子B用表示。
(1)(2分)每个晶胞中含A的数目为    个,含B的数目为    个。
(2)(1分)若A的核外电子排布与Ar的相同,B的核外电子排布与Ne的相同,则该离子化合物的化学式为    。
(3)(2分)该离子晶体中阳离子的配位数为                ,
阴离子的配位数为    。
B级 素养培优练
(13~14题,每题4分,共8分)
13.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 (  )
Cu原子的第一电离能小于Zn原子的第一电离能
该晶胞中灰球代表铜原子、白球代表氧原子
Cu2O和Cu2S熔点较高的是Cu2O
Cu2O的晶胞中Cu+的配位数是2
14.如图是CsCl晶体的晶胞结构,已知晶体中两个最近的Cs+核间距为a cm,氯化铯的相对分子质量为M,NA为阿伏加德罗常数的值,则CsCl晶体的密度为 (  )
g·cm-3 g·cm-3
g·cm-3 g·cm-3
15.(4分)(2023·重庆八中高二月考)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂,其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示,晶胞边长为a pm。晶胞中Zr4+离子的个数为     (1分),该晶体密度为d g·cm-3,则阿伏加德罗常数可表示为      (2分)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂,化学式可表示为ZnxZr1-xOy,则y=    (1分)(用x表达)。
16.(6分)科学家通过X射线探明,KCl、MgO、CaO、NiO、FeO、CaC2的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。
(1)(1分)某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中错误:
                。
(2)(1分)MgO是优良的耐高温材料, MgO的熔点比CaO的高,其原因是                                。
(3)(2分)已知CaO晶体密度为a g·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则CaO晶胞体积为                     cm3。
(4)(2分)CaC2晶体的晶胞结构如图所示, CaC2晶体中含有哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的数目为    。
作业8 离子键 离子晶体
1.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。]
2.B [离子晶体中不一定含有金属元素,含有金属元素的化合物不一定是离子晶体,A错误;含有离子键的化合物一定是离子晶体,离子晶体中可能含有共价键,B正确、C错误;离子晶体受热熔化时,虽然离子键被破坏,但没有生成新物质,不属于化学变化,如氯化钠晶体熔化,D错误。]
3.D [离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性,这些特性包括A、B、C项所述;离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积方式等。]
4.A [掌握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的关键。r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),Na+、Mg2+、Al3+所带电荷依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,熔点依次升高;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中离子键依次减弱,晶格能依次减小,硬度依次减小。]
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,故若P是NaCl,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.B [离子化合物的熔点高低主要取决于离子键的强弱(或晶格能的大小),而离子键的强弱(或晶格能的大小)与离子所带的电荷数成正比,与离子间距离成反比。]
7.C [1个晶胞中含有的灰色小球个数为8×+6×=4,黑色大球个数为8,由化学式CaF2可知,灰色小球代表Ca2+,A项正确;在CaF2晶体中,每个Ca2+周围有8个紧邻的F-,B项正确;晶体的结构主要与正、负离子的电荷比、半径比有关,阴、阳离子个数比为2∶1的物质,与CaF2晶体的正、负离子的电荷比相同,若正、负离子的半径比相差较大,则晶体结构不相同,C项错误;CaF2中的化学键为离子键,离子化合物在熔融时能发生电离,存在自由移动的离子,因此CaF2在熔融状态下能导电,D项正确。]
8.C [KO2是由K+和O构成的,离子间存在离子键,O内存在共价键,A项正确;K+在晶胞的顶点和面心(8×+6×=4),O处于晶胞的棱上和体心(12×+1=4),B项正确;K+的上下、左右、前后,共6个O与K+距离最近且相等,C项错误;与K+距离相等且最近的K+共12个,D项正确。]
9.C [1个晶胞中,N(D+)=12×+9=12,N(EC)=8×+6×=4,则该离子晶体的化学式为D3EC6,x=3,选C。]
10.D [A项,X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,X+的K、L、M层依次排有2、8、18个电子,X+核外有28个电子,X原子核外有29个电子,X的原子序数为29,正确;B项,X的原子序数为29,X为Cu,Cu属于金属晶体,金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性,正确;用“均摊法”,白球:8×=1个,黑球:12×=3个,根据正负化合价代数和为0,则X+与N3-的个数比为3∶1,X+是图中的黑球,C项正确,D项错误。]
11.(1)①小 NaBr比NaCl的离子核间距大 ②氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数的绝对值大,并且离子的核间距小
③MgO
(2)高 O2-的半径小于S2-的半径, Cu2O的离子键强于Cu2S的离子键,所以Cu2O的熔点比Cu2S的高
12.(1)4 8 (2)CaF2 (3)8 4
解析 (1)A在顶点与面心,属于该晶胞的数目为8×+6×=4,B在内部,共有8个。(2)A、B个数比为1∶2,2,根据题意可知A为Ca2+、B为F-。(3)每个顶点上的A与8个晶胞中的8个B配位,1个B与1个顶点、3个面心的A配位。
13.B [Cu原子的外围电子排布式为3d104s1,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个,白球的个数为4个,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;灰球代表的是氧原子,白球代表的是铜原子,根据晶胞结构可以判断Cu+的配位数是2,D正确。]
14.C [晶体的密度=,1 mol CsCl的质量为M g,1个CsCl晶胞的体积为a3 cm3,1个晶胞中含1个Cs+和1个Cl-,在1 mol CsCl晶体中含NA个晶胞。晶体的密度为
= g·cm-3。]
15.4  2-x
解析 根据四方ZrO2晶胞图知,利用均摊法,1个晶胞中含Zr4+离子数8×+6×=4,O2-数为8,晶胞体积为a3×10-30 cm-3,故其密度d=,可得阿伏加德罗常数NA=,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0,(+2)x+(+4)(1-x)+(-2)y=0,解得y=2-x。
16.(1)空心球应为O2-,实心球应为Mg2+;8号空心球应改为实心球
(2)Mg2+半径比Ca2+小,MgO的晶格能大
(3) (4)4
解析 (1)Mg2+和O2-的半径是O2->Mg2+,故空心球应为O2-,实心球应为Mg2+;图中应该黑白球交替出现,故8号球应为实心球。(2)MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高。(3)由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子,因此CaO晶胞体积为 cm3= cm3。(4)一个 Ca2+吸引6个C,由于晶胞沿一个方向拉长,1个Ca2+周围距离最近的C为4个。

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