教育专题：选修3专题十：离子晶体

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1、专题十 离子晶体一、离子晶体1. 定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。例：Na2O、NH4Cl、Na2SO4（离子键、共价键）、NaCl、CsCl、CaF2等都是离子晶体，其中Na2O、NaCl、CsCl、CaF2晶体中只有离子键。2. 构成晶体的微粒：阴、阳离子（在晶体中不能自由移动，熔融状态可以自由移动）注意：离子晶体中没有分子，化学式代表离子个数比3. 微粒间的作用：离子键（包括静电引力和静电斥力）无饱和性和方向性（尽可能多）4. 常见的离子晶体离子化合物：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等5. 离子晶体性质：熔沸点较高、硬度较大（离子键较强）；如NaCl的熔点为801，沸点

2、为l 413；CsCl的熔点为645，沸点为l290。导电性：固态时不导电，熔融状态能够导电（判断是否为离子晶体的方法）；溶解性差异较大，如KNO3易溶于水、CaCO3难溶于水。二、典型离子晶体的晶胞说明：离子晶体中的配位数（配位化合物、金属晶体、离子晶体）指1个离子周围最邻近的异电性离子的数目。1. 氯化钠型晶胞：钠离子、氯离子交错排列（将可以互换）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：Cl- 81/8+61/2=4 Na+ 121/4+1=4；Na+、Cl-比例为11，化学式为NaCl阴、阳离子的配位数是6：即每个Na+紧邻6个Cl-，每个Cl-紧邻6个Na+（构成正八面体）与Na+等距离且最近

3、的Na+ 有12个；2. 氯化铯型晶胞：每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：Cl- 81/8=1 Cs+ 1；Cs+、Cl-比例为11，化学式为CsCl阴、阳离子的配位数是8，即每个Cs+紧邻8个Cl-，每个Cl-紧邻8个Cs+；与Cs+等距离且最近的Cs+ 有6个3. CaF2晶胞每个晶胞含钙离子、氟离子的个数：4、8；Ca2+、F-比例为12，化学式为CaF2表明Ca2+的配位数为8 ,F-的配位数是4与Ca2+等距离且最近的Ca2+有12个, 与F-等距离且最近的F-有6个三、决定离子晶体结构的主要因素1. 几何因素：正、负离子的半径比的大小结论：晶体类型相同的情况下，r+/ r-数值越大，

4、离子的配位数越多例如：AB型晶体中r+/ r- 配位数 0.414-0.732 6 0.732-1.00 8 说明：AB型离子晶体中，阴阳离子电荷（绝对值）相同，因此阴阳离子配位数相同。离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数 NaCl 6 6 CsCl 8 8 2.电荷因素：正、负离子所带电荷的多少结论：离子所带电荷数越多，配位数越多。说明：晶体中阴、阳离子的电荷数不相同，阴、阳离子个数不相同，各离子的配位数也不相同。【科学视野】碳酸盐热分解的实质：碳酸盐在一定温度下会发生分解，如大家熟悉的碳酸钙煅烧得到石灰(CaO)，这是由于碳酸钙受热，晶体中的碳酸根离子会发生分解，放出二氧化碳。实验证明

5、，碳酸盐的阳离子不同，热分解的温度不同。碳酸盐 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 热分解温度 402 900 1172 1360 阳离子半径pm 66 99 112 135 组成碳酸盐的阳离子的金属性越弱、金属阳离子的半径越小，碳酸盐热稳定性越差；离子晶体中阳离子的半径越小，结合碳酸根中的氧离子越容易。四、晶格能1、定义：气态离子形成1mol离子晶体时释放的能量，通常取正值。如：1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体释放的能量为氯化钠晶体的晶格能。2、晶格能的大小的影响因素（1）离子的电荷：离子所带电荷越多，晶格能越大（2）离子半径：离子半径越小，晶格能

6、越大3. 晶格能对离子晶体性质的影响（1）衡量离子晶体稳定性：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。（2）岩浆晶出规则：晶格能高的晶体，熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶析出。【小结】离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较晶体类型 原子晶体 分子晶体 金属晶体 离子晶体 晶体质点（粒子） 原子 分子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间作用 共价键 分子间作用力 金属键 离子键 熔沸点 很高 很低 一般较高，少部分低 较高 硬度 很硬 一般较软 一般较硬，少部分软 较硬而脆 溶解性 难溶解 相似相溶 难溶（Na等与水反应） 溶解性差异很大 导电情况 不导电（除硅）

7、 固态和熔融态不导电良导体 固体不导电，熔化或溶于水后导电 实例 金刚石、水晶、碳化硅等 干冰、冰、纯硫酸、H2(S) Na、Mg、Al等 NaCl、CaCO3NaOH等 五、不同晶体熔沸点的比较1、不同类晶体：一般情况下，原子晶体离子晶体分子晶体（金属晶体的熔沸点范围较大）2、同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反之则小。离子晶体：结构相似的离子晶体中，离子所带电荷越多，离子半径越小，晶格能越大，熔、沸点就越高。如：NaCl、 NaBr、NaI的熔、沸点依次降低NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸点依次降低分子晶体：在组成结构均相似的分子晶体中，相对分子质量越大，范德华力越强，

8、熔沸点越高。如：F2、Cl2、 Br2、I2熔、沸点依次升高HCl、HBr、HI熔、沸点依次升高但结构相似的分子晶体，有氢键存在的熔、沸点较高。 原子晶体：在原子晶体中，成键原子半径越小，键能越大的，熔沸点越高。如：金刚石、金刚砂(碳化硅)、晶体硅的熔、沸点逐渐降低。 金属晶体：价电子数越大，原子半径越小，金属键越强，其熔、沸点越高。3、根据常温常压下状态判断固态物质液态物质气态物质高频考点一：离子晶体的结构与性质的关系例1. 下列晶体分类中正确的一组是()A.AB.BC.CD.D【答案】C【解析】NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体,纯H2

9、SO4中无H+,是分子晶体。Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体,石墨是混合晶体,水晶(SiO2)与金刚石是典型的原子晶体。硫的化学式用S表示,实际上是S8,气体时为S2,是以范德华力结合形成的分子晶体。玻璃没有固定的熔点,为非晶体。例2. 【变式练习】下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是()Na2ONaAlF3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO292097.812911902073-107-571723A.含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体B.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体C.活泼金属元素与活泼非金属元素一定能形成离子化合物D.金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高【答案

10、】C【解析】本题考查晶体的类型以及性质。A.金属单质含有金属阳离子是金属晶体，不是离子晶体，所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，故A正确；B.C和Si同主族，但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和原子晶体，故B正确；C.活泼金属Al与活泼的非金属Cl形成的AlCl3是共价化合物，故C错误；D.Na的熔点比AlCl3低，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，故D正确，故选C。【变式练习】下列叙述正确的是 （）A、任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子B、原子晶体中只含有共价键C、离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D、分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键【答案】B 【解

11、析】A项金属晶体中只有阳离子，没有阴离子；C项离子晶体中一定有离子键，可以有共价键；D项分子晶体中，分子之间存在着分子间作用力，而分子内可以有共价键。例2. 下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是( )A、可溶于水 B、具有较高的熔点 C、水溶液能导电D、熔融状态能导电 【思路点拨】本题考查对化学键离子键的判断。【答案】D 【解析】只要化合物中存在离子键必为离子晶体，而离子晶体区别其它晶体的突出特点是：熔融状态下能导电，故D正确；至于A可溶于水，共价化合物如：HCl也可以；B具有较高熔点，也可能为原子晶体，如SiO2；C项水溶液能导电，可以是共价化合物，如硫酸等。【总结升华】离子晶体

12、中存在较强的作用力离子键。离子键的特点没有方向性，趋向于使离子吸引尽可能多的其他离子分布于周围（配位数），并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。【变式练习】金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法中，正确的是（ ）。 A金属晶体和离子晶体都能导电 B在镁晶体中，1个Mg2+只与2个价电子存在强烈的相互作用 C金属晶体和离子晶体可采取“紧密堆积”方式，原子晶体可采取“非紧密堆积”方式D金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用，很难断裂，因而都具有延展性【答案】C 【解析】离子晶体中的离子不是自由移动的离子，不能导电，A项不正确；镁晶体中的自由电子属于整块晶

13、体，不属于某个Mg2+，B项不正确；离子晶体不具有延展性，D项错误。【变式练习】BaCl2是无色晶体，熔点963，沸点1560，溶于水，水溶液能导电。它可能属于_晶体。例3. 同主族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似，化合物PH4I是一种无色晶体，下列对它的描述中不正确的是（ ）A、在加热时此化合物可以分解 B、它是一种离子化合物C、这种化合物不能跟强碱发生化学反应 D、该化合物在一定条件下由PH3与HI化合而成【答案】C【解析】题目所给信息：同主族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似。所以可通过NH4Cl的性质得出PH4I的性质。高频考点二：典型离子晶体晶胞分析

14、例4. 认真分析NaCl和CsCl的晶体结构，判断下列说法错误的是（ ）ANaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体BNaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阴、阳离子的配位数相等CNaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8DNaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阴、阳离子半径比相同【答案】BD 【解析】NaCl和CsCl晶体，阴阳离子配位数：6、8；NaCl的阴、阳离子半径比与CsCl的阴、阳离子半径比，只比较Na+、Cs+就可得出大小关系。【变式练习】下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是（ ）A、1mol氯化钠中有NA个NaCl分子B、氯化钠晶体中，每个Na+周

15、围距离相等的Cl-共有6个C、氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-D、平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-【答案】A 【解析】离子晶体中不存在单个的分子。例5. 氟化钙材料具有良好的透光性和较低的折射率，可用做紫外和红外光学元件、不可见光谱范围内的消色差镜头。如图为氟化钙晶胞，其中小球代表Ca2，大球代表F。(1)每个晶胞实际含有_个Ca2和_个F。(2)氟化钙晶体可以看作Ca2按_堆积排列，F填入Ca2堆积的部分空隙中。每个Ca2周围有_个F，而每个F周围有_个Ca2，每个F周围与其距离最近的F的数目是_。【答案】(1)48(2)面心立方846【解析】(1)Ca2占据晶胞中8

16、个顶角、6个面心的位置，故Ca2的个数为864个，F在晶胞内，完全属于该晶胞，含有8个F。(2)由晶胞的结构可知，每个Ca2周围有8个F，而每个F周围有4个Ca2。【变式练习】萤石(CaF2)难溶于水,属于立方晶系,萤石晶体中每个Ca2+被8个F-包围。下列有关叙述不正确的是( )A.萤石的熔点高,硬度大B.萤石难溶于水,但易溶于苯C.萤石固体不导电,但熔融状态下导电能力较强D.在萤石晶体中,每个Ca2+周围最近且等距离的F-有8个【答案】B【解析】Ca2+和F-的个数比为1:2,每个Ca2+周围最近且等距离的F-有8个;CaF2是离子晶体,熔点高,硬度大,难溶于苯,固体不导电,但熔融状态下导

17、电能力较强。例6 金属钛被称为继铁和铝之后崛起的第三金属,如图为高温超导领域中的一种化合物钙-钛矿(氧化物)晶体结构中具有代表性的最小重复单元,在该晶体中每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子有个。该晶体的化学式为。【答案】6CaTiO3【解析】(1)由于MO与SiC属于等电子体,则两者的电子总数相等,可推知M有12个电子,是Mg元素。(2)K3Fe(CN)6属于离子化合物,含有离子键,配离子Fe(CN)63-中含有配位键和极性共价键;CN-的结构式为,联想到乙炔的分子结构,可知碳原子为sp杂化。【变式练习】CuCl的晶胞结构如图1所示,其中Cl-的配位数为。【答案】4【变式练习】某离子晶体

18、结构中最小的重复单元如图所示，A为阴离子，在立方体内，B为阳离子，分别在立方体的顶角和面心，则该晶体的化学式为( )A.B2AB.BA2C.B7A4D.B4A7【答案】B【解析】根据“均摊法”可知，该结构单元中含有的A的个数为81=8，含有的B的个数为8+6=4，B与A个数之比为12，即该晶体的化学式为BA2，B项正确。例7. CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如下图所示），但CaC2晶体中哑铃形C22的存在使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是（ ）。 A1个Ca2+周围距离最近且等距离的C22数目为6 B6.4克CaC2晶体中含阴离子0.1 mol C该晶体中

19、的阴离子与F2是等电子体 D与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个【答案】B【解析】注意该晶胞中边长的差异。与每个Ca2+距离最近且距离相等的C22、Ca2+的数目均为4，A、D项错误；C22是14e-微粒，而F2是18e-微粒，C项错误。【变式练习】钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如下图所示，有关说法不正确的是（ ）。 A该晶体属于离子晶体 B晶体的化学式为Ba2O2 C该晶体晶胞结构与NaCl相似D与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个【答案】B 【解析】活泼金属的氧化物晶体为离子晶体，其晶胞结构与氯化钠的晶胞结构相似。一个晶胞中含Ba2+：个，含O22：个

20、，故晶体化学式是BaO2。例8. 决定离子晶体结构的重要因素是（ ）A、阳离子的半径 B、阴离子的半径 C、正负离子的半径比D、正负离子的电荷比【答案】CD 【解析】晶体中正负离子的半径比、电荷比是决定离子晶体结构的重要因素。高频考点三：离子晶体密度的计算例9. 下图是氯化铯晶体的晶胞（晶体中的最小重复单元），已知晶体中两个最近的Cs+核间距离为a cm，氯化铯的摩尔质量为M gmol1，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是（ ）A B C D【答案】C 【解析】1 mol CsCl的质量为M g，1 mol CsCl的体积为a3NA cm3，则密度是。【变式练习1】若已知晶体中最近

21、的Na+与Cl-核间距离为a cm，氯化钠的摩尔质量为M，NA为阿伏加德罗常数的值，则NaCl晶体的密度(单位:gcm-3)为【答案】C【解析】设NaCl晶体的密度为,根据m = V，该晶胞对应的表达式为：4=(2a)3，解得=。【变式练习2】如图是Cu2O的晶胞结构,晶胞的边长为a cm,O2-半径为140 pm,Cu+半径为77 pm。则Cu2O的密度为_gcm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的数值)。【答案】【解析】由Cu2O的晶胞结构可知,一个晶胞中含有4个Cu原子和2个O原子,相当于含有两个Cu2O,故每个晶胞的质量m=g,由此可计算该晶胞的密度=gcm-3。【变式练习3】CaF2的晶

22、胞结构如图，若晶胞的密度为 gcm-3，则晶胞的体积为cm3。【答案】312/(NA)或5.210-22/【解析】根据晶胞结构可以判断1个CaF2晶胞中含有4个“CaF2”，1个“CaF2”的质量是78/NA g，1个晶胞的质量为478/NA g，V478/NA，V=312/(NA )cm3=5.210-22/ cm3。【变式练习4】O和Na能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm,F的化学式为;晶胞中氧原子的配位数为;列式计算晶体F的密度(gcm-3 )。【答案】Na2O82.27 gcm-3【解析】由晶胞结构知,小黑球有8个,大黑球数目为81/8+61/2=4,所

23、以F的化学式为Na2O。小黑球为Na,大黑球为O。面心上的1个O连有4个Na,在相邻的另一个晶胞中,O也连有4个Na,故O的配位数为8。1个晶胞中含有4个Na2O,根据密度公式有=2.27 (gcm-3)例10. NaCl晶胞如图所示。在晶胞中,表示Cl-,表示Na+。已知NaCl晶体的密度为 g/cm3,NaCl的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数为NA,则在NaCl晶体中每个Na+和与之等距且最近的Na+之间的距离为( )A.cmB.cmC.cmD.cm【答案】B【解析】设该立方体晶胞的边长为a cm,依题意可知:=求解得a=,而在晶胞中每个Na+和与之等距且最近的钠离子之间的距离为

24、a,故B正确。【变式练习1】ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为gcm-3(列式并计算),a位置S2-与b位置Zn2+之间的距离为pm(列式表示)。【答案】4.1135 【解析】每个晶胞的质量为(540.010-10 cm)3;运用“切割法”可求得每个晶胞中含有4个“ZnS”,故每个晶胞的质量又可表示为4 g。因此有(540.010-10cm)3=4 g,解得 4.1 gcm-3;【变式练习2】氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子轨道排布图为。(2)某氮铝化合物X具有

25、耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气、氧化铝和碳在一定条件下反应生成CO和X (X的晶体结构如图所示),工业制备 X 的化学方程式为。(3)X晶体中包含的化学键类型为(填字母,双选)。A.离子键 B.共价键C.配位键 D.金属键(4)若X的密度为 g/cm3,则晶体中最近的两个铝原子的距离为cm (阿伏加德罗常数用NA表示,不必化简)。【答案】(1)(2)Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO(3)BC(4)【解析】(1)基态氮原子的价电子轨道表示式为;(2)工业制备 X 的化学方程式为Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO;(3)根据X晶体结构示意图可

26、知:在X中包含的化学键类型为共价键、配位键,因此正确选项是B、C。(4)若X的密度为 g/cm3,在晶体中最近的两个铝原子的距离为晶胞的面对角线的一半,在每个晶胞中含有Al的个数为81/8+61/2=4,含有N的个数为4,即在一个晶胞中含有4个AlN。根据密度计算公式=可得V=m=,所以晶胞的边长L=,则晶体中最近的两个铝原子的距离为a=。【变式练习3】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,该晶体的化学式是。(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 gmol-1,晶胞密度为 gcm-3,阿伏

27、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。【答案】(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)【解析】此晶胞初看比较复杂,可将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)所示。体内8个Y分别位于每个小立方体的中心,如图(b)所示。(1)从图(b)知,每个Y同时吸引着4个X,为方便观察,根据晶胞与晶体的关系,可得出图 (a)与图 (c)是等效的,所以由图 (c)中心X与图 (b)中Y的关系知,每个X同时吸引着8个Y。所以此离子化合物的化学式为XY2(或Y2X)。 (2)从图 (c)中心的X来看,与它最近且等距离的X处于平面四边形的对角线上,共有12个

28、。(3)因晶胞内X的数目为8+6=4,Y的数目为8,即有4个XY2(或Y2X)。故其物质的量为 mol,质量m= g。设晶胞边长为a cm,晶体中最近的两个X间的距离为l cm;由m=a3和l=a得:l=(cm)。不好看【变式练习4】某离子晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y()位于立方体的体心。试分析:(1)该晶体中每个Y同时吸引个X。(2)该晶体的化学式为。(3)设该晶体的摩尔质量为M gmol-1，晶体的密度为 gcm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为cm。【答案】(1)4(2)XY2或Y2X(3)【解析】(1)从晶胞结构图中可直接看出，每

29、个Y同时吸引4个X。(2)一个晶胞平均含有X的个数为4=，平均含有Y的个数为1，所以在晶体中X和Y的个数之比为12，该离子晶体的化学式为XY2或Y2X。(3)该晶胞中含有个XY2或Y2X，设晶胞的边长为a cm，则有a3NA=M，a=，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为cm。高频考点四：有关晶格能的判断及应用例11. 下列大小关系正确的是（ ）A、晶格能：NaClCaO C、熔点：NaINaBr D、熔沸点：CO2NaCl【答案】B 【解析】A、B、C选项中的物质都是离子晶体，晶格能、熔沸点、硬度可通过比较成键离子所带电荷、成键离子半径判断选项是否正确；D项，CO2是分子晶体，NaCl是离子

30、晶体。【变式练习1】下列说法不正确的是（ ）A.离子晶体的晶格能越大，离子键就越强B.阳离子的半径越大，则其周围同时吸引的阴离子就越多C.阴、阳离子的半径越小、电荷越多，该阴、阳离子组成的离子化合物的晶格能越大D.拆开lmol离子键所需的能量叫该离子晶体的晶格能【答案】D【解析】晶格能是指拆开lmol离子晶体使之变成气态阴阳离子所吸收的能量。离子半径越小，离子电荷越多，晶格能越大，离子键就越强。【变式练习2】离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电引力，静电引力大则熔点高，引力小则反之。试根据你学过的物理电学知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是（

31、 ）。AKClNaClBaOCaO BNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKCl DCaOBaOKClNaCl【思路点拨】离子晶体由固态变为液态，要断裂离子键，熔沸点的高低与离子键的强弱有关。【答案】C【解析】离子晶体中，离子键越强，晶体熔、沸点越高。而离子所带电荷越多，半径越小，离子键越强。Ca2+、O2、Ba2+都带2个电荷；Na+、Cl、K+只带1个电荷，r (Ca2+)r (Ba2+)，r (Na2+)r (K+)，故熔点：CaOBaONaClKCl。【总结升华】不同晶体的熔沸点高低取决因素不同，比较物质熔沸点时，先判断晶体类型，晶体类型相同的，再根据具体规律判断【变式练习

32、3】AB、CD、EF均为11型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔沸点由高到低的顺序是物质ABCDEF离子电荷数112核间距/10-10 m2.313.182.10A.CDABEFB.ABEFCDC.ABCDEFD.EFABCD【答案】D【解析】离子所带的电荷数越多，核间距越小，则晶格能越大，熔沸点越高。例12. 已知：硅酸盐和石英的晶格能如下表：硅酸盐矿物和石英 晶格能（KJ/mol） 橄榄石 4400 辉石 4100 角闪石 3800 云母 3800 长石 2400 石英 2600 回答下列问题：(1)橄榄石和云母晶出的顺序是_。(2)推测云母和橄榄石硬度大小为_。【答案】(1)橄榄石先晶

33、出、云母后晶出；(2) 硬度：橄榄石云母【解析】考查岩浆晶出规则与晶格能的关系。硅酸盐从岩浆中晶出的次序：晶格能越大的先晶出，其熔点越高、硬度越大。【变式练习】已知：三种氟化物的晶格能如下表： 晶格能（KJ/mol） Na+ 923 Mg2+ 2957 Al3+ 5492 三种氟化物的晶格能的递变原因是_。【思路点拨】考查有关晶格能的知识。【答案】晶格能的大小与离子带电量成正比，与离子半径成反比【总结升华】晶格能大小能反应离子晶体的稳定性，即离子键的强弱、离子晶体的熔沸点、硬度，也能判断晶体从岩浆中晶出的次序等。【变式练习】下表是几种碳酸盐的分解温度和阳离子半径，分析上表可以得出（ ）碳酸盐

34、MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 热分解温度/ 402 900 1172 1360 阳离子半径/pm 66 99 112 135 A、离子晶体中阳离子的半径越大，越易分解B、离子晶体中阳离子的半径越小，越易分解C、离子晶体中阳离子的半径越大，结合碳酸根中的氧离子越容易D、离子晶体中阳离子的半径越小，结合碳酸根中的氧离子越容易【答案】BD 【解析】通过比较表中数据，可得出规律。高频考点五：各种晶体熔沸点的比较例13.下列变化规律正确的是（ ）A、NaCl、MgCl2、MgO熔点由低到高B、H2O、H2S、H2Se的分解温度及沸点都由高到低C、O2、I2、Hg、NaCl、SiO2熔点

35、由低到高 D、碳化硅、单晶硅、金刚石、石墨熔点由低到高【思路点拨】本题考查物质的熔沸点，注意不同晶体的比较方法。【答案】A【解析】A项三种物质都是离子晶体，离子键的强弱是MgOMgCl2NaCl，离子键越强，熔点越高，故熔点由高到低为MgOMgCl2NaCl，故A项正确；B项三种物质都是分子晶体，水分子之间存在氢键，故沸点最高，但H2S沸点低于H2Se，故B项错误；C项O2、I2是分子晶体，Hg是金属晶体，NaCl是离子晶体，SiO2是原子晶体，由于Hg是液体，碘是固体，I2的熔点高于Hg，故C项错误；D项碳化硅、单晶硅、金刚石都是原子晶体，原子晶体中共价键键长越短，熔点越高，则熔点由低到高应

36、为单晶硅、碳化硅、金刚石、石墨，故D项错误。【总结升华】不同晶体的熔沸点高低取决因素不同，比较物质熔沸点时，先判断晶体类型，晶体类型相同的，再根据具体规律判断。【变式练习】下列各组物质按照熔点由低到高的顺序排列正确的是（ ）A、O2、I2、HgB、I2、KI、SiO2C、Li、Na、K D、C、CO2、CCl4【答案】B 【解析】注意不同晶体的熔沸点的比较依据不同。A组中可根据常温下的状态得出O2HgI2；B组熔点顺序正确；C组中KNaLi；D组中CO2CCl4C。【变式练习】下列物质的熔沸点依次升高的是（ ）A、K、Na、Mg、Al B、Li、Na、Rb、CsC、Al、Mg、Na、K D、L

37、iF、NaCl、KBr、KI【答案】A 【解析】A、B、C项都是金属晶体，可通过比较价电子数和半径大小得出熔沸点高低顺序；D项都是离子晶体，熔沸点高低可通过比较成键离子的半径，所带电荷得出熔沸点高低顺序。【综合练习】1有关晶体中下列说法正确的是A.晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B.原子晶体中共价键越强，熔点越高C.冰融化时水分子中共价键发生断裂 D.氯化钠熔化时离子键未被破坏【答案】B【解析】原子晶体中共价键越强，熔化时需要更多能量，其熔点也越高。【备注】无2. 下列关于离子晶体的描述不正确的是A.离子晶体是阳离子和阴离子通过静电吸引力结合而成的晶体 B.晶格能:NaF NaCl NaB

38、rNaIC.硬度:MgOCaOBaO D.在氯化钠晶体中，Na+和Cl-的配位数均为6【答案】A【解析】离子晶体是阳离子和阴离子通过静电作用力结合而成的晶体。3. 下列说法正确的是A.熔点：锂钠钾铷”、“”或“=”)。硫化锌的晶胞中(结构如图所示),硫离子的配位数是,一个晶胞的质量为(设阿伏加德罗常数为NA)。二氧化硒分子的空间构型为。(3)镍可形成配合物Ni(CO)5,Ni(CO)5在一定条件下发生分解反应:Ni(CO)5(s)Ni(s)+5CO(g),反应产物中,Ni(s)中含有的化学键类型为,1个CO分子中有个键,个键。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d84s2(2)金刚石

39、NaClCsCl干冰【解析】根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构,每个Na+与6个Cl-紧邻,每个Cl-又与6个Na+紧邻,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有12个。CsCl晶体由Cs+、Cl-分别构成立方体结构,但Cs+组成的立方体中心有1个Cl-,Cl-组成的立方体中心又镶入一个Cs+,每个Cl-与8个Cs+紧邻,每个Cs+与8个Cl-紧邻。干冰也是立方体结构,但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子,称为“面心立方”。实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构,彼此相互套入面的中心,所以每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元

40、是正四面体,每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成,每个碳原子紧邻另外3个碳原子,即每个正六边形占有1个碳原子的1/2,所以平均每个正六边形占有的碳原子数是61/2=2。一般来说,原子晶体的熔点离子晶体的熔点分子晶体的熔点,离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定,由于半径Na+CsCl。石墨虽为混合晶体,微粒间作用力有范德华力、共价键,若要熔化,不仅要破坏范德华力,还要破坏共价键才可以,且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短,所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的键能大,石墨的熔点比金刚石的熔点要高。6. A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期的常见元素

41、,其相关信息如下表:回答下列问题:(1)基态E原子核外价电子排布式为。(2)A与C形成的最简单分子的空间构型为,中心原子的杂化方式为。(3)B、C、D的第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示);由B、C、D中的两种元素组成的常见分子互为等电子体的是和。(4)E元素可以形成配位数为6的两种配合物,它们的化学式都是ECl36H2O,其中一种呈亮棕色,与硝酸银溶液反应时,能沉淀出1/3的氯元素,该配合物可表示为。(5)元素F的一种氯化物的晶胞结构如图所示(黑球表示F原子,白球表示氯原子),每个氯原子周围与之距离最近的氯原子个数为;若晶胞的密度为4.14 gcm-3,该晶胞的边长为pm(只要求列算

42、式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的数值为NA)。【答案】(1)3d54s1(2)三角锥形sp3(3)NOCCO2N2O(4)Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O(5)121010【解析】本题主要考查物质结构和性质方面的知识,意在考查考生的观察、推理和利用数学模型计算的能力。根据题干信息可判断:A为H元素,B为C元素,C为N元素,D为O元素,E为Cr元素,F为Cu元素。(1)s能级电子云为球形,无伸展方向,3p、3d能级上电子云的伸展方向分别为3、5,共8种;基态Cr原子核外价电子排布式为3d54s1。(2)H与N形成的最简单分子为NH3,其空间构型为三角锥形,中心原子N的杂化方式为sp3杂化。

43、(3)C、N、O中N的第一电离能最大,三者从大到小的顺序为NOC;CO2和N2O互为等电子体。(4)与硝酸银溶液反应时,能沉淀出1/3的氯元素,说明配合物中有一个Cl-在外界,故该配合物可表示为Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O。(5)每个氯原子周围与之距离最近的氯原子共有12个;一个晶胞中含4个铜原子,4个氯原子,该氯化物的化学式为CuCl,设晶胞的边长为x pm,则(x10-10)3 cm34.14 gcm-3NA=4 mol(64+35.5)gmol-1,解得x=1010 pm。7. M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与

44、次外层的相同。回答下列问题：(1)单质M的晶体类型为 ，晶体中原子间通过 作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为 。(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为 ，其同周期元素中，第一电离能最大的是 (写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是 (写化学式)，该酸根离子的立体构型为 。【答案】(1)金属晶体 金属键 12(2)1s22s22p63s23p5 Ar HClO4 正四面体【解析】本题主要考查原子结构。M的各电子层电子数由里往外依次是2、8、18、1，所以M是29号元素铜。元素Y的负一价离子的最外层电子数应为8，离子的各电子层电子数由里往外依次是2、8、8，所以Y是17号元素氯。(

45、1)单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中原子间通过金属键作用形成面心立方密堆积，其中Cu原子的配位数为12。(2)元素氯基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5 ，其同周期元素中，第一电离能最大的是稀有气体元素Ar。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是HClO4，高氯酸根离子的中心原子氯原子周围形成4个相同共价键，所以其立体构型为正四面体。8. 在离子晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列，下图是NaCl的晶体结构，在离子晶体中，阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构。它们可以看做是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图3-3-6（b），已知a为常数。若a=5.6108 cm，试计算：NaCl晶体的密度_（已知5.63=175.6，NaCl的摩尔质量为58.5 gmol1）。 【思路点拨】考查有关晶格能的知识。【答案】2.2 gmol3【解析】由NaCl晶体结构分析，每个晶胞中含有4个NaCl，则，。